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El análisis bacteriológico del agua es un método para analizar el agua y estimar la cantidad de bacterias presentes y, si es necesario, identificar su tipo. Representa un aspecto de la calidad del agua . Se trata de un procedimiento analítico microbiológico que utiliza muestras de agua para determinar la concentración de bacterias. A partir de estas concentraciones, es posible inferir la idoneidad del agua para su uso. Este proceso se utiliza, por ejemplo, para confirmar de forma rutinaria que el agua es segura para el consumo humano o que las aguas para baño y recreación son seguras.
La interpretación y los niveles de activación de las medidas para los distintos tipos de agua varían según el uso que se les dé. Si bien se aplican niveles muy estrictos al agua potable , se aplican niveles más flexibles a las aguas marinas de baño, donde se espera que los usuarios ingieran volúmenes de agua mucho menores.
Acercarse
La característica común de todos estos procedimientos de análisis rutinarios es que el análisis principal se centra en los organismos indicadores, en lugar de los patógenos que podrían ser motivo de preocupación. Los organismos indicadores son bacterias como los coliformes no específicos , Escherichia coli y Pseudomonas aeruginosa , que se encuentran con mucha frecuencia en el intestino humano o animal y que, de detectarse, pueden indicar la presencia de aguas residuales . Se utilizan organismos indicadores porque, incluso cuando una persona está infectada con una bacteria más patógena, seguirá excretando millones de veces más organismos indicadores que patógenos. Por lo tanto, es razonable suponer que si los niveles de organismos indicadores son bajos, los niveles de patógenos serán mucho menores o inexistentes. Las decisiones sobre la idoneidad del agua para su uso se basan en precedentes muy extensos y se relacionan con la probabilidad de que cualquier población bacteriana de la muestra pueda ser infecciosa con un nivel de confianza estadística razonable.
El análisis se realiza habitualmente mediante métodos de cultivo , bioquímicos y, en ocasiones, ópticos. Cuando los niveles de organismos indicadores superan los umbrales preestablecidos, se puede llevar a cabo un análisis específico para detectar patógenos, los cuales pueden detectarse rápidamente (en caso de sospecha) mediante métodos de cultivo específicos o biología molecular . [ 1 ]
Metodologías
Los métodos más fiables son el recuento directo en placa y la filtración por membrana. El agar mEndo se utiliza en la filtración por membrana, mientras que el agar VRBA se utiliza en el recuento directo en placa. VRBA significa agar bilis rojo violeta. Es un medio que contiene sales biliares que promueven el crecimiento de bacterias gramnegativas y tienen propiedades inhibitorias sobre las grampositivas, aunque no una inhibición completa.
Estos medios contienen lactosa, que generalmente es fermentada por bacterias fermentadoras de lactosa, produciendo colonias que pueden identificarse y caracterizarse. Las bacterias fermentadoras de lactosa producen colonias coloreadas, mientras que las no fermentadoras producen colonias incoloras. Dado que el análisis siempre se basa en una muestra muy pequeña tomada de un volumen muy grande de agua, todos los métodos se fundamentan en principios estadísticos. [ 2 ]
Método de tubos múltiples
Uno de los métodos más antiguos se denomina método de tubos múltiples. [ 3 ] En este método, una submuestra medida (por ejemplo, 10 ml) se diluye con 100 ml de medio de cultivo estéril y se decanta una alícuota de 10 ml en cada uno de diez tubos. Los 10 ml restantes se diluyen de nuevo y se repite el proceso. Tras cinco diluciones, se obtienen 50 tubos que abarcan un rango de dilución de 1:10 a 1:10000.
Los tubos se incuban a una temperatura preestablecida durante un tiempo determinado y, al finalizar el proceso, se cuenta el número de tubos con crecimiento para cada dilución. Posteriormente, se utilizan tablas estadísticas para determinar la concentración de microorganismos en la muestra original. Este método puede mejorarse utilizando un medio indicador que cambia de color en presencia de especies acidificantes e incluyendo un pequeño tubo invertido, denominado tubo de Durham, en cada tubo de muestra. El tubo de Durham recoge cualquier gas producido. La producción de gas a 37 grados Celsius es un fuerte indicio de la presencia de Escherichia coli .
Prueba de ATP
Una prueba de ATP es un proceso que permite medir rápidamente la actividad de los microorganismos en el agua mediante la detección de adenosín trifosfato (ATP). El ATP es una molécula presente únicamente en las células vivas y sus alrededores, por lo que proporciona una medida directa de la concentración biológica y la salud del organismo. El ATP se cuantifica midiendo la luz producida por su reacción con la enzima luciferasa de luciérnaga, presente de forma natural , mediante un luminómetro . La cantidad de luz producida es directamente proporcional a la cantidad de energía biológica presente en la muestra.
Las pruebas de ATP de segunda generación están diseñadas específicamente para aplicaciones en agua, aguas residuales e industria, donde, en la mayoría de los casos, las muestras contienen diversos componentes que pueden interferir con el ensayo de ATP.
Recuento de platos
El método de recuento en placa se basa en el crecimiento de colonias bacterianas en un medio nutritivo, de modo que estas sean visibles a simple vista y se pueda contar el número de colonias en la placa. Para que sea efectivo, la dilución de la muestra original debe realizarse de manera que se cultiven, en promedio, entre 30 y 300 colonias de la bacteria objetivo. Un recuento inferior a 30 colonias invalida la interpretación estadística, mientras que un recuento superior a 300 suele dar lugar a colonias superpuestas e imprecisión en el conteo. Para asegurar la generación de un número adecuado de colonias, normalmente se cultivan varias diluciones. Este método se utiliza ampliamente para evaluar la eficacia del tratamiento de agua mediante la inactivación de contaminantes microbianos representativos, como E. coli, según la norma ASTM D5465. [ 4 ] [ 5 ]
El procedimiento de laboratorio consiste en realizar diluciones seriadas de la muestra (1:10, 1:100, 1:1000, etc.) en agua estéril y cultivarlas en agar nutritivo en una placa sellada e incubada. Los medios típicos incluyen agar para recuento en placa para un recuento general o agar MacConkey para contar bacterias Gram negativas como E. coli . Normalmente, un conjunto de placas se incuba a 22 °C durante 24 horas y un segundo conjunto a 37 °C durante 24 horas. La composición del medio nutritivo suele incluir reactivos que resisten el crecimiento de organismos no objetivo y permiten identificar fácilmente el organismo objetivo, a menudo mediante un cambio de color en el medio. Algunos métodos recientes incluyen un agente fluorescente para automatizar el recuento de colonias. Al final del período de incubación, las colonias se cuentan a simple vista, un procedimiento que toma unos instantes y no requiere microscopio, ya que las colonias suelen tener unos pocos milímetros de diámetro.
Filtración por membrana
La mayoría de los laboratorios modernos utilizan una variante del recuento total en placa en la que se filtran al vacío diluciones seriadas de la muestra a través de filtros de membrana diseñados específicamente para este fin, los cuales se colocan sobre un medio de cultivo en placas selladas. [ 6 ] La metodología es similar a la del recuento total en placa convencional. Las membranas tienen una cuadrícula milimétrica impresa y permiten contar con precisión el número de colonias bajo un microscopio binocular.
Método de vertido de placas
Cuando el análisis busca especies bacterianas que crecen mal en el aire, el análisis inicial se realiza mezclando diluciones seriadas de la muestra en agar nutritivo líquido. Esta mezcla se vierte en frascos que luego se sellan y se colocan de lado para crear una superficie de agar inclinada. Las colonias que se desarrollan en el medio se pueden contar visualmente después de la incubación.
El número total de colonias se denomina recuento total de colonias viables (RTC). La unidad de medida es UFC/ml (o unidades formadoras de colonias por mililitro) y se refiere a la muestra original. Su cálculo consiste en multiplicar el número de colonias contadas por la dilución utilizada.
Análisis de patógenos
Cuando las muestras presentan niveles elevados de bacterias indicadoras, se suelen realizar análisis adicionales para detectar bacterias patógenas específicas. Entre las especies que se investigan habitualmente en la zona templada se encuentran Salmonella typhi y Salmonella Typhimurium . Dependiendo de la probable fuente de contaminación, la investigación también puede incluir organismos como Cryptosporidium spp . En las zonas tropicales, el análisis de Vibrio cholerae también se realiza de forma rutinaria.
Tipos de medios nutritivos utilizados en el análisis
El agar MacConkey es un medio de cultivo diseñado para cultivar bacterias Gram negativas y teñirlas para detectar la fermentación de la lactosa. Contiene sales biliares (para inhibir la mayoría de las bacterias Gram positivas), colorante violeta cristal (que también inhibe ciertas bacterias Gram positivas), colorante rojo neutro (que tiñe los microbios que fermentan la lactosa), lactosa y peptona . Alfred Theodore MacConkey lo desarrolló mientras trabajaba como bacteriólogo para la Comisión Real de Eliminación de Aguas Residuales en el Reino Unido .
El agar endo contiene peptona, lactosa, fosfato dipotásico , agar, sulfito de sodio y fucsina básica . Originalmente se desarrolló para el aislamiento de Salmonella typhi , pero actualmente se usa comúnmente en el análisis de agua. Al igual que en el agar MacConkey, los organismos coliformes fermentan la lactosa y las colonias se vuelven rojas. Los organismos que no fermentan la lactosa producen colonias claras e incoloras sobre el fondo rosa pálido del medio. [ 7 ]
El medio mFC se utiliza en la filtración por membrana y contiene agentes selectivos y diferenciales. Estos incluyen ácido rosólico para inhibir el crecimiento bacteriano en general, excepto el de los coliformes fecales ; sales biliares que inhiben las bacterias no entéricas; y azul de anilina que indica la capacidad de los coliformes fecales para fermentar la lactosa en ácido, lo que provoca un cambio de pH en el medio. [ 8 ]
El medio TYEA contiene triptona , extracto de levadura , sal común y L-arabinosa por litro de agua destilada en vaso, y es un medio no selectivo que generalmente se cultiva a dos temperaturas (22 y 36 °C) para determinar un nivel general de contaminación (también conocido como recuento de colonias).
Véase también
Referencias
- ↑ William Bento, Universidad de Zambia +260972476538
- ↑ "Pruebas de verificación del desempeño; Sistemas de monitoreo y detección rápida de toxicidad; Descripción general y análisis" . Washington, DC: Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). 2004.
- ↑ Método 1680: Coliformes fecales en biosólidos mediante procedimientos de fermentación en tubos múltiples (Informe). Métodos de prueba microbiológica aprobados por la CWA. EPA. Octubre de 2002. EPA 821-R-02-026.
- ↑ Hanaor, Dorian AH; Sorrell, Charles C. (2014). "Fotocatalizadores de TiO2 de fase mixta soportados en arena para aplicaciones de descontaminación de agua". Advanced Engineering Materials . 16 (2): 248– 254. arXiv : 1404.2652 . Bibcode : 2014AdvEM..16..248H . doi : 10.1002/adem.201300259 . S2CID 118571942 .
- ↑ Hanaor, D.; Michelazzi, M.; Leonelli, C.; Sorrell, CC (2011). "Los efectos de las condiciones de cocción en las propiedades de las películas de dióxido de titanio depositadas electroforéticamente sobre sustratos de grafito" . Journal of the European Ceramic Society . 31 (15): 2877– 2885. arXiv : 1303.2757 . doi : 10.1016/j.jeurceramsoc.2011.07.007 . hdl : 11380/1012315 . S2CID 93406448 .
- ↑ Método 1106.1: Enterococos en agua mediante filtración por membrana utilizando agar hierro-esculina-enterococo con membrana (mE-EIA) (Informe). Métodos de prueba microbiológica aprobados por la CWA. EPA. 2002. EPA 821-R-02-021.
- ↑ "Hoja de información del producto m-ENDO AGAR (7724)" (PDF) . Abril de 2011. Archivado del original (PDF) el 28 de febrero de 2013. Consultado el 5 de noviembre de 2025 .
- ↑ Servicio Geológico de los Estados Unidos. Laboratorio de Microbiología del Agua de Ohio, Columbus, OH. (Enero de 2007). "Método de agar mFC para coliformes fecales". Métodos Analíticos.
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