Alcuni campioni batterici da coltivare

Scoprire i batteri presenti su varie superfici e oggetti è un divertente progetto di scienza dilettantistica in qualsiasi momento. I batteri sono ovunque e, poiché si riproducono rapidamente, sono facili da studiare. Hai però bisogno di una fonte di batteri, e questa non è difficile da trovare. Puoi tamponare la bocca o la pelle, gli animali domestici, il suolo, vari oggetti o superfici di casa come il lavello di cucina o una maniglia. In questo articolo troverai molte idee per progetti scientifici legati alla coltura dei batteri. Si raccomanda sempre la supervisione di un adulto quando si lavora con questi microorganismi.

Tutto ciò che serve per coltivare dei batteri sono alcune capsule di Petri, un po’ di agar (che trovate qui) e dei cotton-fioc sterili. L’agar è un mezzo gelatinoso che fornisce nutrienti e un ambiente stabile e controllato per la crescita dei batteri. Abbiamo illustrato in dettaglio il modo corretto per coltivare i batteri in sicurezza in un articolo di tecnica di base, al quale naturalmente rimandiamo e che trovate qui. Ci sono due metodi per inserire i batteri nell’agar: attraverso il contatto diretto o con la raccolta di campioni.

Inizialmente, puoi introdurre i batteri nella capsula di Petri con il contatto diretto, cioè toccando l’agar in essa presente. Uno dei modi più comuni per farlo è quello di premere semplicemente il polpastrello (prima o dopo aver lavato le mani) leggermente sulla superficie dell’agar. Tuttavia, potresti anche provare a premere un’unghia o la superficie di una vecchia moneta nell’agar, o anche a posizionare un piccolo capello o una goccia di latte nella capsula. Usa semplicemente la tua immaginazione!

Se lo desideri, puoi inserire più di un campione di batteri in ciascuna capsula di Petri: tutto ciò che devi fare è dividere la capsula in quattro quadranti (o quarti) e sfiorare con un campione diverso di batteri ciascuno di essi. Si consiglia di tenere un quadrante della capsula di Petri privo di campioni di batteri, in modo da utilizzarlo come gruppo di controllo. Ciò consente di sapere se l’agar era stato contaminato prima dell’introduzione dei campioni di batteri, invalidando l’esperienza.

Capsule di Petri a 2, 3 o 4 quadranti o suddivisione “virtuale” (a destra). Potete trovare una vasta scelta di capsule di Petri per il vostro laboratorio qui.

Tampone mani sporche e mani pulite

Ogni volta che tocchi qualcosa, probabilmente raccogli nuovi batteri e ne lasci altrettanti su ciò che tocchi. Questo è il modo in cui si diffondono molte malattie infettive: condividiamo i nostri batteri con tutti quelli che ci circondano. Persino i batteri che vivono in sicurezza sulla nostra pelle possono farci ammalare se entrano nei nostri corpi attraverso le nostre bocche o tramite tagli e graffi. Questo è uno dei motivi per cui è così importante che ci laviamo le mani frequentemente e bene.

Raccogli perciò alcuni batteri dalla tua mano o dalla mano di un volontario. Assicurati, però, che la persona non si sia lavata le mani troppo di recente! Fallo strofinando un tampone sterile (in pratica, un cotton-fioc pulito) sul palmo della mano con un disegno a zigzag. Rimuovete poi il coperchio dalla capsula di Petri e strofinate leggermente il tampone avanti e indietro in modo da creare un disegno a zig-zag sull’agar. Girate la capsula di un quarto di giro e di nuovo sfioratela a zig-zag.

A questo punto coprite la capsula e ripetete il tutto per un’altra capsula, usando un nuovo tampone sterile e, questa volta, prelevando il campione da mani ben pulite, per vedere la differenza. Etichettate le due capsule “Test mano sporca” e “Test mani pulite” ed una terza capsula (in cui non applicherete nessun campione da coltivare) “Controllo”.  Si consiglia di preparare più di una capsula di test, in modo da poter confrontare i risultati. Se tutto va come previsto, scoprirete direttamente l’importanza del lavarsi le mani con sapone e acqua tiepida, come vi ha insegnato la mamma.

Oggetti e superfici di uso comune

A molte persone piace testare qualche oggetto o area di uso quotidiano come ad es. i tasti di un computer, una custodia per cellulare, la maniglia della pompa di un distributore di sapone o il telecomando del televisore. Altre cose che potresti testare includono: maniglie delle porte, la parte superiore di una scrivania, una matita o una penna, varie monete, il lavello o la spugnetta della cucina, l’area intorno a un lavandino del bagno, una calcolatrice o un giocattolo preferito.

I batteri presenti su un comune smartphone.

A meno che qualcuno non abbia pulito di recente i pulsanti sul telecomando, potresti vedere molti organismi materializzarsi in breve tempo sul terreno di coltura. Inumidisci un cotton-fioc e trascinalo sulla superficie di tua scelta, facendo attenzione a non toccare mai con le tue dita la punta del cotton-fioc che userai per il prelievo del campione batterico, in modo che essa sia sterile. Ricorda, devi usare dei bastoncini di cotone puliti diversi per ciascun campione che intendi prelevare.

È possibile raccogliere un campione dalla tastiera di un computer e porlo su metà della capsula di Petri e lasciare l’altra metà libera per un test di confronto. Ora usate un panno igienizzante per pulire a fondo una delle superfici sottoposte al test appena descritto, ad esempio un cellulare. Con un tampone pulito, rifate il test facendo uno scarabocchio con un cotton-fioc pulito – dopo averlo ripassato sul cellulare da voi ripulito – nell’altra metà della capsula di Petri, per vedere il risultato degli sforzi di pulizia.

Batteri dalla bocca e microbiota

Utilizza un tampone di cotone sterile, un cotton-fioc o un ago da inoculo e tampona l’interno della tua guancia. Strofina delicatamente il tampone sull’agar con pochi colpi a zig-zag e rimetti il coperchio sulla capsula di Petri. Sigillala con nastro adesivo trasparente e mettila in una busta trasparente con chiusura a zip. Dovrai lasciare la capsula in una zona calda per 3-7 giorni prima che appaia la crescita dei batteri. Registra la crescita ogni giorno con un disegno e una descrizione scritta. I singoli batteri sono troppo piccoli per vederli senza un microscopio ad alta potenza, ma si possono vedere le colonie di batteri. Distingui i diversi tipi di batteri per il colore e per la forma delle colonie.

La bocca è uno dei posti più comodi da cui prelevare un campione batterico.

L’ambiente all’interno dell’utero è sterile. Dalla nascita, il neonato viene colonizzato da microbi, la maggior parte dei quali è benefico per la salute umana. Questi batteri sono chiamati flora normale o microbiota normale. Anche se essi occupano spazio e risorse, aiutano a prevenire il fatto che gli agenti patogeni (cioè i microbi che causano malattie) possano invadere facilmente il corpo e causare, appunto, delle pericolose malattie. Il microbiota residente in genere colonizza la superficie della pelle, le mucose, il tratto digerente, il tratto respiratorio superiore e la parte distale del sistema urogenitale.

I microbi del microbiota residente tipicamente non danneggiano l’ospite, mentre beneficiano del nutrirsi dei rifiuti cellulari e delle cellule morte del corpo dell’ospite. I batteri “transienti” sono invece quelli che stanno solo attraversando il corpo. Sebbene possano tentare di colonizzare le stesse aree del corpo del microbiota residente, non sono in grado di rimanere nel corpo per lunghi periodi di tempo a causa della difficoltà a competere con i microbi residenti e vengono eliminati dal sistema immunitario del corpo. Se però il sistema immunitario non funziona bene, o una persona assume antibiotici ad ampio spettro, i batteri transienti più resistenti agli antibiotici possono avere il sopravvento.

Igiene dentale, spazzolino e make-up

In un altro esperimento, puoi studiare l’effetto del dentifricio e del collutorio. Tampona i denti e le gengive prima e dopo l’utilizzo di ciascuno di questi comuni prodotti e osserva come il dentifricio o il collutorio agiscono contro i batteri che causano la placca sui denti. Inoltre, prova a mangiare dello yogurt contenente del Lactobacillus: l’effetto su questo batterio del dentifricio (e, in un altro esperimento, del colluttorio) è immediato o si manifesta dopo giorni o settimane di utilizzo del prodotto?

Inoltre, i batteri crescono anche sullo spazzolino da denti? Fai un tampone dello spazzolino. Scoprirai che ospita oltre 100 milioni di batteri, tra cui E. coli e stafilococchi, e perfino germi fecali. Ciò non è strano: anche la tua bocca è piena di batteri che si trasferiscono allo spazzolino quando ti lavi i denti, e probabilmente lo spazzolino non ti farà star male, ma ci sono modi per tenerlo pulito in modo da rimanere sani. Quali sono? Usando un collutorio? Acqua calda? Una soluzione salina? Scoprilo direttamente sul campo facendo un’opportuna serie di esperimenti e di confronti.

I potenzialmente pericolosi batteri Escherichia Coli.

Anche i pennelli e le spugne di bellezza usate per il trucco femminile sono ricettacolo di batteri. Per questo è meglio cambiarli dopo un certo periodo di tempo, a prescindere da quanto diligentemente li puliamo. Un tampone prelevato da questi oggetti può rivelare la presenza di vari ceppi batterici e di funghi. L’entità della contaminazione batterica di solito è legata a quando li abbiamo puliti l’ultima volta ed a quando li abbiamo usati l’ultima volta. Alcuni batteri si presentano anche se questi oggetti vengono puliti un paio di settimane prima e da allora non vengono usati fino al prelievo del tampone.

Campioni di acqua e di liquidi vari

È sicuro continuare a riempire una bottiglia d’acqua senza lavarla? Prova a prelevare un campione d’acqua dal fondo di una bottiglia d’acqua che è stata usata per un paio di giorni e confrontalo con un campione di una bottiglia d’acqua pulita appena aperta. Puoi anche provare a vedere se una bottiglia ha più batteri in essa se bevi con la bocca o, invece, con una cannuccia. Molte persone nel mondo lottano per ottenere l’accesso ad acqua sicura. Preleva un campione d’acqua del tuo rubinetto.

L’analisi microbiologica dell’acqua si basa per legge principalmente sul concetto di batteri indicatori fecali. L’analisi di base microbiologica sull’acqua potabile viene pertanto eseguita testando la presenza di Escherichia coli mediante metodi colturali. In termini generali, i maggiori rischi microbici sono associati all’ingestione di acqua contaminata da feci umane o animali. Scarichi di acque reflue in acque dolci e acque marine costiere sono la principale fonte di microrganismi fecali, compresi i patogeni.

L’acqua potabile o minerale è di solito fra le prime cose che vorremo analizzare.

Può essere poi interessante analizzare i batteri presenti in vari tipi di liquidi (ad es. cole, latte appena aperto vs. aperto da alcuni giorni, vino, olio di oliva, etc.) magari affiancando a quest’analisi una misurazione del pH del liquido stesso. Infatti i batteri, come tutti gli organismi viventi, sono sensibili ai livelli di acidità e di basicità dell’ambiente in cui si trovano. Alcuni preferiscono un ambiente sostanzialmente neutro (pH 7), ed in tal caso per coltivarli è bene che anche il brodo di coltura sia neutro.

Brodi di coltura e vari alimenti comuni

Un ambiente nel quale possono vivere in maniera soddisfacente migliaia di specie di microorganismi è il brodo di coltura, ovvero il comune consommé che appare sulle nostre tavole, opportunamente raffinato e trattato. Esso dà risultati uguali – sia allo stato liquido che di gelatina semisolida – all’agar. Si realizza sgretolando un po’ di carne macinata in acqua sterilizzata, lasciando riposare la miscela nel frigo per 10 ore, raccogliendo poi il grasso formatosi in superficie e filtrando il liquido rimasto attraverso un doppio strato di garza, per allungarlo infine con acqua sterilizzata fino ad arrivare a 1 litro totale.

Inoltre, potresti sperimentare quali cibi sono agenti antibatterici naturali e in che misura, come l’olio dell’albero del tè, l’olio di cocco, il peperone rosso, l’aglio, lo zenzero, il limone, la curcuma, il rafano, il miele, l’ananas, etc. Le sostanze antibatteriche, infatti, influenzano la crescita dei batteri. Osserva se un determinato alimento uccide i batteri o semplicemente ne inibisce la crescita. Puoi confrontare l’azione di questi antibatterici naturali con quella degli antisettici, dei disinfettanti e degli antibiotici, argomento al quale abbiamo riservato un articolo ad hoc in questo stesso sito.

Il batterio della Shigella, talvolta colpevole di intossicazioni alimentari (come ad es. la shigellosi, un’infezione dell’intestino tenue) visto al microscopio elettronico.

Batteri e muffa giacciono in attesa, nella nostra aria e persino nel frigorifero, per colonizzare il nostro cibo e riprodursi. La crescita di muffe e batteri provoca il deterioramento del cibo, come ad esempio frutta e verdura. Puoi dunque testare vari metodi di conservazione degli alimenti che prevengano il deterioramento dei cibi, per trovare il modo migliore per mantenerli freschi e con meno batteri (puoi anche provare a usare degli antibatterici naturali). In pratica, puoi prelevare ogni giorno un campione dal cibo di cui testare la carica batterica con una coltura in capsula di Petri e farne, al contempo, delle foto.

Batteri introdotti di proposito nel cibo

Gli alimenti contengono tipicamente una varietà di batteri, di cui alcuni possono essere utili – come quelli che conservano gli alimenti attraverso i prodotti della fermentazione – e altri possono essere dannosi, causando malattie umane o deterioramento del cibo. I batteri dell’acido lattico sono tra i gruppi più importanti di microrganismi utilizzati nelle fermentazioni alimentari e sono ampiamente inclusi nei generi Carnobacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus e Weissella.

Le colture “starter”, in gran parte costituite da batteri dell’acido lattico, sono microrganismi alimentari per la produzione di alimenti fermentati dall’aspetto, dal corpo, dalla consistenza e dal sapore desiderati. Tipi di alimenti fermentati per i quali vengono usate colture starter commerciali comprendono prodotti caseari (formaggio, panna acida, yogurt), prodotti a base di carne (salsicce) e prodotti vegetali (sottaceti, crauti, olive). Affinché le colture starter siano efficaci durante la fermentazione degli alimenti, devono dominare la microflora presente in natura e produrre i prodotti finali desiderati per la fermentazione.

Lo yogurt può essere un ottimo campione ricco di batteri, come ad es. i lattobacilli.

Un’altra applicazione dei batteri benefici negli alimenti è l’aggiunta di microrganismi probiotici per fornire un beneficio alla salute dei consumatori. I batteri dell’acido lattico sono i tipi più comuni di microbi probiotici utilizzati (si veda il nostro articolo sull’osservazione al microscopio dello yogurt). I probiotici sono ampiamente usati in alimenti fermentati come lo yogurt ed i prodotti a base di latte fermentato; tuttavia, il crescente interesse dei consumatori per i probiotici sta portando ad utilizzarli in altri tipi di alimenti come succhi di frutta e verdura, prodotti a base di cereali e persino gelati.

Informazioni utili sulla sicurezza

Dovete ricordare che alcuni tipi di batteri causano malattie. Questi tipi di batteri sono chiamati agenti patogeni. Si riproducono molto rapidamente, come tutti i batteri. Si presentano in molte forme e possono causare malattie da un’infezione all’orecchio al colera. Possono entrare nei nostri corpi attraverso la nostra bocca e il naso, o attraverso tagli e graffi presenti sulla pelle. Alcuni sono dispersi nell’aria, altri si trovano nel cibo, con conseguente intossicazione alimentare. I batteri sono anche la causa di accumulo di placca sui nostri denti, che può portare a carie e malattie gengivali.

Prima della scoperta di antibiotici, molte gravi malattie batteriche non avevano cure e di solito portavano alla morte. Gli antibiotici funzionano distruggendo i batteri o inibendo la loro riproduzione lasciando intatte le cellule del corpo. Dopo un po’ di tempo, però, alcuni batteri sviluppano la resistenza a un antibiotico e quest’ultimo non sarà più efficace contro di loro. Per questo motivo, gli scienziati ricercano sempre nuovi antibiotici. Le infezioni batteriche sono comuni, ma molte di esse possono essere evitate con buone pratiche di cottura, di pulizia e con il lavaggio delle mani.

Curate perciò in modo maniacale la sicurezza prima, durante e dopo un’esperienza. Sebbene la maggior parte dei batteri presenti nell’ambiente non siano dannosi per gli individui sani, una volta concentrati nelle colonie possono essere pericolosi. Per ridurre al minimo i rischi, indossate guanti monouso durante la manipolazione dei batteri e lavatevi accuratamente le mani con un buon sapone disinfettante prima e dopo. Non mangiate né bevete durante gli esperimenti sui batteri, né inalate o ingerite colture in crescita. Lavorate in una stanza senza correnti d’aria e riducete il flusso d’aria il più possibile.

Conservate le capsule di Petri con i terreni di coltura coltivati con i batteri ​ben ​chiuse, preferibilmente chiuse con nastro adesivo, a meno che non vengano prelevati campioni o disinfettati. Anche in questo caso, rimuovete la capsula di Petri solo quanto basta per inserire l’attrezzo o il mezzo di distruzione (candeggina o alcool isopropilico al 70%). Al termine della sperimentazione, sigillate le capsule di Petri in una busta di plastica e smaltitele. Coprite gli sversamenti accidentali con candeggina o alcool per 10 minuti, quindi pulite accuratamente, sigillate i materiali sporchi in un sacchetto di plastica e sbarazzatevene.

Si raccomanda la supervisione di un adulto quando si lavora con i batteri.