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Determinación de pH como prueba de control de calidad en medios de cultivo

El pH afecta la apariencia física de los medios de cultivo y su capacidad para desarrollar microorganismos. La mayoría de las bacterias crecen en un pH de 6,5 a 7,0, mientras que las células animales prosperan en un pH de 7,2 a 7,4.

Mida el valor de pH de la muestra de medio de cultivo de forma final a temperatura ambiente con un electrodo de pH de vidrio plano 6261-10C o un electrodo de pH ISFET 0040-10D y un medidor de pH para garantizar la calidad de cada lote.

 

Introducción

En los laboratorios, los microorganismos como bacterias, levaduras, hongos, células animales y células vegetales se cultivan en entornos de crecimiento favorables conocidos como medios de cultivo o medios de crecimiento para diversas pruebas microbiológicas.

Los medios de cultivo contienen nutrientes, factores que promueven el crecimiento, fuentes de energía, sales amortiguadoras, minerales, metales y, a veces, agentes solidificantes o gelificantes (agar) para apoyar el crecimiento y la supervivencia de los microorganismos. Se pueden preparar internamente mezclando componentes individuales o se pueden comprar comercialmente como medios deshidratados completos y se pueden formar como líquidos (caldo), semisólidos o sólidos (placa de agar, tubo inclinado o tubo profundo) según el agente solidificante o gelificante contenido. Los diferentes tipos de medios de cultivo están diseñados para diferentes tipos de microorganismos y aplicaciones.

Además de una composición nutricional completa, un pH correcto y estable es otro requisito importante para un crecimiento microbiano óptimo en los medios de cultivo. El pH de un medio de cultivo debe ser adecuado a los microorganismos que se van a cultivar. La mayoría de las bacterias crecen en un pH de 6,5 a 7,0, mientras que la mayoría de las células animales prosperan en un pH de 7,2 a 7,4. Como las bacterias tienden a liberar productos ácidos que pueden interferir con su crecimiento, se agregan tampones en los medios de cultivo para estabilizar el pH. Los fabricantes de medios ajustan los valores de pH de los medios deshidratados para que los valores de pH finales de los medios de cultivo terminados se ajusten a las especificaciones de las etiquetas del producto cuando se enfrían a 25 °C.

Antes de su uso, cada lote de medios de cultivo debe someterse a pruebas de control de calidad. La prueba química más importante es la medición del pH, ya que el pH influye en el rendimiento de los medios de cultivo. Si el pH del medio de cultivo está fuera del rango recomendado, no solo inhibe el crecimiento de los microorganismos que el medio de cultivo pretende cultivar, sino que también pueden ocurrir cambios físicos como la precipitación de componentes o la gelificación blanda del agar. Los controles de pH de rutina en medios de cultivo líquidos, semisólidos o sólidos se pueden realizar simplemente con un medidor de pH y un electrodo de pH después de la calibración adecuada con tampones de pH.

Los electrodos de pH planos, también llamados electrodos de pH de fondo plano, electrodos de pH de punta plana y electrodos de pH de superficie plana, se usan comúnmente para medir el pH de los medios de cultivo, especialmente para placas de agar. Tanto la membrana de detección como la unión de referencia del electrodo de pH plano están construidos en la punta de la superficie plana del cuerpo del electrodo. Esta configuración de punta es perfecta para medir el pH de una sola gota o un pequeño volumen de muestras líquidas, así como superficies húmedas de muestras blandas sólidas o semisólidas, como carne, papel, piel, tela, queso, hojas, cuero, masa de pan y medios culturales.

 

 

HORIBA ofrece dos tipos de electrodos de pH planos que se basan en dos tecnologías de electrodos diferentes, el electrodo de pH de vidrio plano combinado 6261-10C y el electrodo de pH de transistor de efecto de campo sensible a iones (ISFET) 0040-10D. La parte sensible al pH del primero es una membrana de vidrio basada en tecnología de electrodo de vidrio de pH, mientras que la del segundo es un sensor en miniatura basado en semiconductores que utiliza tecnología de transistor de pH. El 6261-10C es un electrodo de pH combinado recargable con cuerpo de vidrio que es resistente al ataque químico y la unión de manguito evita la obstrucción debido a su caudal relativamente alto en comparación con la unión de cerámica convencional. El 0040-10D está diseñado con un chip ISFET y un cuerpo sin vidrio, lo que lo hace resistente, irrompible, de bajo mantenimiento e impermeable. Las ventajas de 0040-10D sobre 6261-10C son las siguientes:

 

Características del electrodo de pH ISFET 0040-10D:

  • El sensor es reemplazable, fácil de limpiar con un cepillo de dientes suave y se puede almacenar seco.
  • El cuerpo sólido de epoxi es ideal para aplicaciones y entornos donde el material de vidrio es inaceptable.
  • Está integrado con sensor de temperatura para compensación automática de temperatura (ATC) y lectura precisa de pH.
  • Tiene un circuito de protección electrostática mejorado para reducir el efecto de la electricidad estática.
  • Da una respuesta rápida y reduce los errores ácidos o alcalinos en condiciones extremas de pH.
  • Se apaga automáticamente cuando no está en uso.

 

Método

Configuración y calibración del medidor

Dado que el pH depende de la temperatura, utilice un medidor de pH con capacidad ATC. Si se usa el electrodo de pH 6261-10C, mida la temperatura de los tampones de pH con un termómetro calibrado e ingrese el valor en el medidor de pH. Esto permitirá que el medidor de pH compense el efecto de la temperatura en la calibración.

  1. Prepare el electrodo de pH de acuerdo con el manual de instrucciones.
  2. Configure el grupo de tampones de pH (p. ej., EE. UU. o NIST) y la resolución (p. ej., 0,01 pH) en el medidor de pH y conecte el electrodo de pH.
  3. Seleccione al menos dos tampones de pH (por lo general, se utilizan tampones estadounidenses de pH 4,01, 7,00 y 10,01) que abarquen el valor de pH esperado del medio de cultivo. Vierta una pequeña cantidad de tampones de pH frescos en vasos de precipitados para la calibración.
  4. Enjuague la punta del electrodo de pH con agua destilada o desionizada y séquelo con un paño suave.
  5. Calibre el sistema de medidor/electrodo de pH con tampones de pH de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

Después de la calibración, cada pendiente debe estar entre 95 y 105 %. Si la pendiente no está dentro de este rango, cambie los tampones de pH y límpielos, drene/rellene (solo aplicable para 6261-10C) y acondicione el electrodo de pH de acuerdo con el manual de instrucciones.

 

Preparación y medición de muestras

Mida el pH de los medios de cultivo a temperatura ambiente (20 a 25 °C), a menos que el fabricante del medio especifique lo contrario. Para obtener resultados precisos, los tampones de pH y las muestras deben estar a la misma temperatura.

Se debe comprobar el pH de los medios preparados en laboratorio y ajustarlos con NaOH 1 M o HCl 1 M (si es necesario) antes de dispensarlos para la esterilización. Verifique el pH después de la esterilización ya que pueden ocurrir cambios en el pH. Por el contrario, los medios deshidratados disponibles comercialmente generalmente no requieren ajuste de pH si se preparan adecuadamente, por lo que se puede verificar el pH de una sola muestra de medios de cultivo terminados esterilizados. Para medios de cultivo a base de agar, tome el pH de la muestra solidificada.

  1. Coloque la punta del electrodo de pH plano en la superficie de la muestra de medio de cultivo para medir el pH. Asegúrese de que la punta toque el medio de cultivo y que no haya espacio entre ellos.
  2. Registre el pH y la temperatura que se muestran en el medidor una vez estables.
  3. Consulte la literatura para conocer el rango de pH deseado del medio de cultivo. Para medios deshidratados comprados comercialmente, consulte la etiqueta del producto para verificar si el pH está dentro del rango indicado. De lo contrario, siga las recomendaciones del fabricante del medio.
  4. Antes de medir otra muestra, enjuague la punta del electrodo de pH con agua destilada o desionizada y séquelo con un paño suave.
  5. Deseche las muestras después de la prueba.

Guarde siempre el electrodo de pH limpio. Para eliminar los residuos de proteínas del electrodo de pH, use la solución de limpieza HORIBA 250 y agua tibia. Para obtener más información sobre la limpieza y el mantenimiento, consulte el manual de instrucciones del electrodo.

 

Referencias y lecturas sugeridas

Baird, R., Denyer, S. & Hodges, N. Manual de Control de Calidad Microbiológica en Productos Farmacéuticos y Dispositivos Médicos, p. 27

Control de Medios de Cultivo Microbiológico por el Comité Nórdico de Análisis de Alimentos. Recuperado de http://www.nmkl.org/dokumenter/prosedyrer/sk/PROC10_no.pdf el 25 de septiembre de 2016.

Más información:
https://www.horiba.com/