¿La congelación mata las bacterias? ¿Qué tan frío tiene que ser?

No soy un experto en biología, pero tuve que ponerme nerviosa sobre esta pregunta porque veo personas que dicen cosas increíblemente diferentes. Eso significa que alguien tiene que estar equivocado.

La sabiduría común

¿Cuál es la sabiduría común? Acabo de buscar en Google “¿La congelación mata a las bacterias?” Y la respuesta principal es que no mata las bacterias:

El resultado número dos me distrajo un poco. Tuve que hacer clic.

Como alguien que una vez puso sus zapatos malolientes en el congelador (y no le dijo a su compañero de cuarto) para ver si eso ayudaría con el olor, me da la idea de congelar los pantalones vaqueros.

El resultado número tres dice nuevamente que la congelación no mata las bacterias (“bastante inútil”).

La gente dice que ralentiza las bacterias o hace que las bacterias duerman, pero la congelación no mata. Pero espera, ¿qué dicen los datos? Sin duda, los científicos han probado esto.

Los datos reales

Investigué algunos estudios científicos sobre el efecto de la congelación sobre las bacterias. Este es un estudio bastante fácil de realizar, por lo que los científicos lo hicieron hace más de 100 años.

Aquí hay un ejemplo de 1918. Los científicos en Boston congelaron dos tipos de bacterias. En una condición, lo mantuvieron congelado (izquierda). En otra condición, alternativamente se congelaron, descongelaron y volvieron a congelar (derecha).

La congelación mató claramente a las bacterias, y al mantenerlas congeladas durante más tiempo mató a más bacterias. Pero la congelación no mató a TODAS las bacterias. El método de re-congelación fue más exitoso.

En 1938, los científicos hicieron un estudio similar para ver qué sucede si se congelan las bacterias a diferentes temperaturas durante diferentes períodos de tiempo (El efecto de la congelación en las bacterias). Aquí está el número de sobrevivientes de más de 150 días:

Descubrieron que la congelación mataba a las bacterias, pero de nuevo no al 100%. Cuanto más tiempo estuvieron congelados, más bacterias murieron.

Conclusión: la congelación mata las bacterias, pero no todas (al menos no de inmediato). La congelación por períodos de tiempo más largos mata a más bacterias, al igual que la congelación y descongelación repetidas.

Zombie Pathogens esperando en el hielo?

Esto podría explicar por qué los científicos no han podido encontrar ningún “patógeno zombi” entre los cadáveres que se derriten en Alaska.

A medida que Alaska se calienta, los cadáveres de las personas que murieron de epidemias de gripe de hace 100 años están comenzando a descongelarse. Los científicos estaban preocupados de que estos patógenos pudieran volver a la vida y matar a millones de personas (aunque la gripe es un virus, no una bacteria).

Lo que encontraron fue decepcionante para los fanáticos del apocalipsis, pero fue una gran noticia para casi todos los demás: los patógenos no volvieron a la vida. Estaban muertos.

PD: ¿Por qué hay tanta confusión?

Para una pregunta científica tan básica, es sorprendente cuánto ruido y confusión hay sobre esta pregunta. El resultado principal de Google claramente no se ajusta a los datos (“en realidad no mata nada”). Es una pregunta simple, entonces, ¿por qué hay tanto desacuerdo?

Creo que el quid de la cuestión es que algunas personas quieren saber, “si congelo esta comida, ¿está 100% a salvo de las bacterias?” Si esa es la pregunta implícita, entonces la respuesta debería ser “no, no eres 100% seguro. “Esa es probablemente la razón por la cual el USDA dice que todavía necesitamos cocinar nuestros alimentos. El calor es mucho más efectivo que congelar.

Pero esa respuesta confunde “¿la congelación mata a las bacterias” con “la congelación mata TODAS las bacterias al instante?” Congelar mata claramente a las bacterias, pero no a todas las bacterias al instante.

PPS Un hallazgo curioso

Observadores cuidadosos podrían haber notado en el estudio 2 que más bacterias parecían morir justo por debajo de la congelación (-1C, -2C) que a temperaturas más frías (-10C, -20C). ¿Huh? ¿No deberían las temperaturas más frías ser más efectivas?

Mi suposición es que la bacteria que se mantuvo a 1 grado bajo cero se congelaba, descongelaba y volvía a congelar (similar a la condición alternativa en el estudio 1). Es difícil mantener algo a una temperatura precisa, y mucho menos con la tecnología de 1938.

Es bastante un área grande y hay varios libros, reseñas, etc. disponibles.

Permítanme tratar de resumir:

  1. La congelación puede matar las células bacterianas y también puede preservar las células bacterianas.
  2. Bases de KILLING: formación de cristales de hielo y efectos de solución.
  3. Base de preservación: previene la formación de cristales de hielo y reduce el efecto de la solución.
  4. Cómo se matan las células: cuando las células se congelan lentamente, se forman cristales de hielo dentro y fuera de las células que causan daños mecánicos a las estructuras celulares. A medida que el agua de la llamada comienza la cristalización, los iones se concentran causando una reducción del pH, en la cual las macromoléculas funcionales y estructurales pierden sus estructuras necesarias para las funciones biológicas que conducen a la muerte y lesión celular.
  5. Cómo se preservan las células mediante congelación: mediante congelación instantánea en temperaturas ultrabajas (como en nitrógeno líquido). Las moléculas de agua, en lugar de formar cristales de hielo, se vuelven amorfas. En ese estado, se reducen los daños mecánicos y físicos. Usando un CRYOPROTECTANTE adecuado, esto se puede minimizar.
  6. Los otros factores de una manera u otra están relacionados con los dos factores anteriores. Factores como: forma de la célula, tamaño de la célula, estado de crecimiento, especie, medio de crecimiento, pretratamiento antes de la congelación, naturaleza de los crioprotectores y medio de suspensión, etc. son otras variables.

Depende del tipo de bacteria. Por lo general, la congelación es más dañina para los organismos multicelulares. Los cristales de hielo se forman en el citosol y pueden alterar la membrana plasmática de una célula y alterar el funcionamiento del organismo a nivel sistémico. Sin embargo, los organismos unicelulares son más resilientes al frío. Las bacterias en particular pueden retener su viabilidad casi indefinidamente después de congelarse. La congelación simplemente los ralentiza hasta casi detenerse, y calentarlos nuevamente les permitirá reanudar su actividad normal. Lo mismo se puede decir de los virus. Teóricamente, podría bajar la temperatura a casi cero absoluto y simplemente extendería el tiempo que las bacterias podrían permanecer congeladas antes de volverse inviables.

El calor, por el contrario, desnaturalizará las proteínas (arruinará su estructura y las hará inútiles) e interrumpirá la membrana plasmática. Si quieres matar bacterias, el calor es la mejor manera de hacerlo.

Mata a muchas de las bacterias, pero a menudo no a todas las bacterias. Algunas especies / cepas sobreviven a la congelación mejor que otras, y muy pocas especies pueden incluso crecer en condiciones de congelación. Muchas cepas / especies no sobrevivirán a la congelación. Por lo general, es realmente descongelar que los mata porque el agua se expande cuando se congela (menos denso, por lo que el hielo flota). Una vez que comienza a derretir los agujeros, el hielo expandido puesto en la membrana celular comienza a gotear.

Entonces, aunque la congelación ralentiza / detiene el crecimiento casi todo el tiempo, y mata un gran porcentaje de bacterias la mayor parte del tiempo, no mata confiablemente a todas las bacterias en la mayoría de las especies / cepas.

Afaik, la congelación detiene el crecimiento de bacterias, haciéndolas inactivas. Mientras el calor los mata.