Download Diapositiva 1 - Biotecnologie - Università degli Studi di Verona

Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
Heat works by denaturing enzymes and proteins
A. Thermal Death Point (TDP)
lowest temperature at which all microorganism
in a liquid culture are killed in 10 minutes
B. Thermal Death Time (TDT)
minimum length of time in which all microorganisms
in a liquid culture are killed at a given temperature
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
Pasteurization
Reduction in microbial count
not sterilization
(removes only unwanted organisms)
Mycobacterium tuberculosis
63 °C for 30 minutes
72 °C for 15 seconds (HTST)
Thermodurics: able to survive high temperatures
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
Table 1. Recommended use of heat to control microbial growth
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
Treatment
Temperature
Effectiveness
Incineration
>500o
Vaporizes organic material on nonflammable surfaces
but may destroy many substances in the process
Boiling
100o
30 minutes of boiling kills microbial pathogens and
vegetative forms of bacteria but may not kill bacterial
endospores
Intermittent boiling
100o
Three 30-minute intervals of boiling, followed by periods
of cooling kills bacterial endospores
Autoclave and pressure cooker
(steam under pressure)
121o/15 minutes at
1 atm. pressure
kills all forms of life including bacterial endospores. The
substance being sterilized must be maintained at the
effective T for the full time
Dry heat (hot air oven)
160o/2 hours
For materials that must remain dry and which are not
destroyed at T between 121o and 170o Good for
glassware, metal, not plastic or rubber items
Dry heat (hot air oven)
170o/1 hour
Same as above. Note: increasing T by 10 degrees
shortens the sterilizing time by 50 percent
Pasteurization (batch method)
63o/30 minutes
kills most vegetative bacterial cells including pathogens
such as streptococci, staphylococci and
Mycobacterium tuberculosis
Pasteurization (flash method)
72o/15 seconds
Effect on bacterial cells similar to batch method; for
milk, this method is more conducive to industry and has
fewer undesirable effects on quality or taste
Ultrapasteurization (direct
method)
140 /2 seconds
o
Effect on most bacterial cells is lethal. For milk, this
method creates a product with relatively long shelf life
at refrigeration temperatures.
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
Classificazione dei microrganismi secondo livelli rischio biologico
- Class of risk 1 (harmless): micro-organisms known as non pathogenic for the man, the
animal, the plant and not-harmul for the environment or presenting a negligible risk for the
man and the environment at the laboratory scale. This class includes, beside organisms
whose harmlessness was proven, strains which can be allergens and opportunistic
pathogens.
Human pathogens
- Class of risk 2 (low risk): micro-organisms that can cause human disease and might be
a hazard for directly exposed persons; they are unlikely to spread to the community. There
is usually effective prophylaxis or treatment available (e.g. Clostridium difficile, Salmonella
sp.).
- Class of risk 3 (medium to high risk): micro-organisms that can cause severe human
disease and present a serious hazard for directly exposed persons. They may present a
risk of spreading to the community. There is usually effective prophylaxis or treatment
available (e.g. Mycobacterium tuberculosis, Bacillus anthracis).
- Class of risk 4 (very high risk): micro-organisms that cause severe human disease and
are a serious hazard for directly exposed persons. They may present a high risk of
spreading to the community. There is usually no effective prophylaxis or treatment available
(e.g. Marburg virus, Ebola virus).
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
HEPA = High Efficiency Particulate Air
Biological Safety Cabinet (Class II)
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
Biological Safety Cabinet (Class III)
Glove Box
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
Table 2. Common antiseptics and disinfectants
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
Chemical
Action
Uses
Ethanol (50-70%)
Denatures proteins and
solubilizes lipids
Antiseptic used on skin
Isopropanol (50-70%)
Denatures proteins and
solubilizes lipids
Antiseptic used on skin
Formaldehyde (8%)
Reacts with NH2, SH and
COOH groups
Disinfectant, kills endospores
Tincture of Iodine (2% I2 in 70% alcohol)
Inactivates proteins
Chlorine (Cl2) gas
Forms hypochlorous acid
(HClO), a strong oxidizing
agent
Disinfect drinking water; general
disinfectant
Silver nitrate (AgNO3)
Precipitates proteins
General antiseptic and used in the
eyes of newborns
Mercuric chloride
Inactivates proteins by
reacting with sulfide groups
Disinfectant, although occasionally
used as an antiseptic on skin
Detergents (e.g. quaternary
ammonium compounds)
Disrupts cell membranes
Skin antiseptics and disinfectants
Phenolic compounds (e.g. carbolic
acid, lysol, hexylresorcinol,
hexachlorophene)
Denature proteins and
disrupt cell membranes
Antiseptics at low concentrations;
disinfectants at high concentrations
Ethylene oxide gas
Alkylating agent
Disinfectant used to sterilize heatsensitive objects such as rubber and
plastics
Ozone
Generates lethal oxygen
radicals
Antiseptic used on skin
Disinfection of drinking water
Purification of water, sewage
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
Quaternary Ammonium Detergents
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
MICROSCOPIO OTTICO COMPOSTO
(max 1500 ingrandimenti - risoluzione max 0.2 m)
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
STEREOMICROSCOPIO
(per ingrandimenti fino a 100x)
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
Aspergillus sp.
Penicillium sp.
Rhizopus stolonifer
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
Rhizopus stolonifer
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
Rhodotorula rubra
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
detta anche coltura su “becco di clarino”
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
MEZZI SELETTIVI
Selective media inhibit the growth of certain microbes, providing
general information regarding the bacteria that are able to grow on
these specialized types of substrates.
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
MEZZI DIFFERENZIALI
Differential media enable different microorganisms to be identified
and/or separated on the same substrate by their ability to utilize
nutrients or by their form of growth.
Mannitol Salt Agar (MSA) - (mannitol fermentation = yellow)
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
MEZZI SELETTIVI e DIFFERENZIALI
MacConkey's Agar
Selective for gram-negative
bacteria:
growth of gram-positive bacteria
(e.g.: Staphylococcus aureus in the
image on the left) is inhibited by the
crystal violet dye and bile salts in the
media
differential for lactose
fermentation:
 neutral red pH indicator turns red in
the presence of acid by-products of
lactose fermentation  gram-negative
Enterobacteria Escherichia coli and
Enterobacter aerogenes ferment
lactose  E. coli produces pink to red
colonies often with a reddish bile
precipitate surrounding colonies on
MacConkey's agar  E. aerogenes
produces pink to red mucoid colonies
on MacConkey's agar  gramnegative bacteria Proteus vulgaris
and Salmonella typhimurium grow on
MacConkey's agar, but do not
ferment lactose (media appears
yellow to light pink in color & colonies
are colorless; swarming of Proteus is
inhibited)
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
Esempio di mezzo colturale definito (defined medium)
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
Esempio di mezzo colturale
sintetico per la crescita di un
microorganismo particolarmente
esigente (fastidioso)
2014  Giovanni Vallini
Università degli Studi di Verona – Dipartimento di Biotecnologie
Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie
a.a. 2013-2014 ● Corso di Metodologie di Microbiologia e Genetica
METODOLOGIE di MICROBIOLOGIA
Esempio di mezzo colturale complesso (rich medium)
2014  Giovanni Vallini