aula 1,2, 3-microbiologia industrial
TRANSCRIPT
Curso: Tecnologia em Produção de Fármacos e FarmáciaPeríodo: 5° períodoDisciplina: Microbiologia IndustrialProfessora: Sabrina Dias
Centro Universitário da Zona Oeste
AULA 1 e 2: Introdução a MicrobiologiaMorfologia, nutrição e fatores de crescimento
Eucariontes
Procariontes
Material genético separado do citoplasma
Ausência de carioteca, material genético
misturado no citoplasma
Biotecnologia é tecnologia baseada na biologia, especialmente quando usada na agricultura, ciência dos
alimentos e medicina.
A definição ampla de biotecnologia é o uso de
organismos vivos ou parte deles, para a produção de
bens e serviços. Nesta definição se enquadram um
conjunto de atividades que o homem vem
desenvolvendo há milhares de anos, como a
produção de alimentos fermentados (pão, vinho,
iogurte, cerveja, e outros). Por outro lado a
biotecnologia moderna se considera aquela que faz
uso da informação genética, incorporando técnicas
de DNA recombinante.
Biotecnologia
Estrutura Procariótica
ESTRUTURAS PROCARIÓTICAS
1) CápsulaGlicocálix, Glicocálice ou camada limosa
Natureza polissacarídeaFunções: proteção e adesão
ligação às células do hospedeirodificultar a fagocitose resistência ao dessecamentofonte de nutrientes proteção contra bacteriófagos proteção contra anticorpos
2) Fímbrias e pili
apêndices finos e curtosnumerosassomente visualizadas por microscopia eletrônicanatureza protéica (pilina) proteínas distintas: adesinasFunção: adesão
Pili = plural de pilus ����fímbria sexual (conjugação bacteriana)
3) FlagelosApêndices longos, finos.Somente vistos por M.E.Função: Locomoção bactéria anfitríquia
bactéria monotríquia bactérias lofotríquias
bactérias peritríquiasObs.: Flagelos periplasmáticosEncontrados nas espiroquetas
4) PAREDE CELULAR
Presente na maioria das bactérias conhecidasExceção: micoplasmas e algumas Archaea.
Funções: FORMA BACTERIANA PROTEÇÃOPATOGENICIDADE
(possui antígenos ou moléculas envolvidas no reconhecimento celular).
1884 � Christian Grammétodo de coloração de bactérias
separação em dois grupos distintos:Gram-positivas e Gram-negativas
Advento da microscopia eletrônica e do aperfeiçoamento das técnicas de análise bioquímica dos componentes celulares:
�
Diferenças entre as Gram-positivas e Gram-negativas
�
Diferenças de composição e estrutura das paredes celulares.
Coloração de Gram
Composição da parede celular
Peptideoglicano (mureína ou mucopeptídeo)
�Responsável pela rigidez da parede celular�Formado por dois derivados de açúcares:
N-acetilglicosamina (NAG) ácido N-acetilmurâmico (NAM)
O grupo carboxil de cada molécula de NAM liga- se a um tetrapeptídeo (4 aminoácidos).
Destes aminoácidos, o D-glutamato, D-alanina e o ác ido meso-diaminopimélico não são encontrados em nenhuma outra proteína conhecida.
Conseqüência: maior resistência da parede contra a ma ioria das peptidases.
Em Gram-positivas: Ligação entre os tetrapeptídeos (Ala-Glu-Lys-Ala ���� indireta(mediada por ponte interpeptídica Ex.: 5 glicinas em S. aureus).
peptideoglicano de células Gram-positivas
Em Gram-negativas: Ligação entre os tetrapeptídeos (Ala-Glu-DAP-Ala) ���� direta
Diferenças entre Gram-positivas e Gram-negativas
Gram positivas
Presença de ácidos teicóicose lipoteicóicos
Peptidioglicana com várias camadas
Sem membrana externa
Sem LPS
Gram-negativas
Presença da membrana externa
Presença de LPS
(lipopolissacarídeo)
Peptidioglicana com poucas camadas
Ácidos teicóicosparticipam nos processos de passagem de íons pela parede
Obs.: Em casos de escassez de fosfato,os ácidos teicóicos podem ser substituídospor ácidos teicurônicos, deixando assimos fosfatos livres para comporem ATP ou DNA, por exemplo.
Gram-positivas
Gram-negativasMembrana externa
� É uma segunda bicamada lipídica (semelhante à membrana plasmática),
� Localiza-se acima do peptideoglicano� Contém fosfolipídeos, lipoproteínas, proteínas e também
LPS.
LPS (lipopolissacarídeos)Também denominados de endotoxinas: provocam febre, choque e eventualmente morte, quando injetados em animais.
Composta por 3 regiões distintas:lipídeo Apolissacarídeo central Cadeia polissacarídica lateral O ou Antígeno O
Periplasma (gel periplasmático)
• Espaço situado entre a membrana externa e membrana citoplasmática, encontrado em células encontrado em células GramGram negativasnegativas . .
• Contém diversas enzimas e outras proteínas (Ex.: hidrolases, proteínas de ligação envolvidas no transporte e quimiorreceptores).
5) Membrana Citoplasmática
Funções da Membrana citoplasmática:
Envolver o conteúdo celularBarreira osmótica, altamente seletiva
(permeabilidade seletiva)
Sítio de diversas atividades enzimáticas
6) Material genético• Nucleóide• Plasmídeos
único cromossomo não envolto por carioteca
cromossomo circular ebastante enovelado
Obs.: Pode ser 1000 vezes maior que a própria célula.
Plasmídeos:• Moléculas de DNA
extracromossômico• Genes não codificam
características essenciais
• Conferem vantagens seletivas à bactéria
• Capazes de autoduplicação independente
• Encontram-se em número variável
7) Corpúsculos de inclusãoSão grânulos de armazenamento:Fonte de material de reserva ou energiaEx.: glicogênio, amido, poli-hidroxibutirato, enxofre.
Algumas bactérias possuem magnetossomos
E outras, vacúolos de gás � flutuação (cianofíceas)
(Minério de ferro)
8) RibossomosTODAS AS CÉLULAS POSSUEMPresentes em grande número Conferem ao citoplasma aparência granular ao M.E.Função: síntese protéica
9) Endosporos
• Estruturas de latência • Encontrados em alguns gêneros Gram positivos • Resistência: calor, radiações, desinfetantes e
desidratação.
Em condições tornam-se inadequadas �
processo de esporulação�
manutenção de seu material genético
Características do esporo
Altamente desidratadoInativa enzimasAumenta a termorresistênciaResistência a alguns agentes químicos
Morfologia: Tamanho, Forma, e arranjos bacterianos
TamanhoMaioria das bactérias � 2 a 6 µm de comprimento X 1 a 2 µm de largura.
Obs.: bactérias “gigantes” de até 500 ou 800 µm �visíveis a olho nuEpulopiscium fishelsoni
Thiomargarita namibiensis
Formas e arranjos
Outras formas
ProstecaEx.: Prosthecomicrobium
Ex.: Verrucomicrobium
Nutrição e crescimento
• Nutrição microbiana– Componentes necessários às
células
– Meios de cultura
– Condições ambientais
• De todos os organismos vivos, os microrganismos são os mais versáteis e diversificados em suas exigências nutricionais.
• Alguns são tão exigentes quanto o homem e outros animais.
• Todos os organismos vivos compartilham algumas necessidades nutricionais em comum:
- carbono
- nitrogênio
- água
Crescimento populacional
- Velocidade de crescimento
- Tempo de geração
- Medidas do crescimento
• Em algumas situações os microrganismos são estudados em seu hábitat natural.Ex.: Fendas termais, sistemas de tratamento de resíduos, solo.
• Para caracterizar suas propriedades (morfológicas, fisiológicas e bioquímicas) é necessário o cultivo em laboratório.
Cultivo in vitro: quando se conhece as exigências nutricionais
Cultivo in vivo: quando exigências nutricionais específicas são desconhecidas.
Cultivo in vitro:Cultivo in vivo - Keffir
Para o cultivo laboratorial (in vitro) são utilizados meios de cultura que simulam e até melhoram as condições naturais.
Os elementos químicos principais para o crescimento das células incluem C, N, H, O, S e P e são denominados de macronutrientes .
• O carbono é um dos elementos mais importantes para o crescimento microbiano (todos requerem carbono)
• Os compostos orgânicos são os que contém carbono
(Exceção para CO2)
MACROnutrientes : - Necessários em grande quantidade.
- Tem papel importante na estrutura e metabolismo.
MICROnutrientes : - Necessários em quantidades mínimas.
- Funções enzimáticas e estruturais das biomoléculas
• Fonte de Carbono
Compostos orgânicos (microrganismos heterotróficos):- Carboidratos- Lipídeos - Proteínas
Deles se obtém energia e unidades básicas para o crescimento celular.
Utilização de CO2 (microrganismos autotróficos)
É a forma mais oxidada do carbono, assim a fonte de energia
provém da luz.
Componentes necessários às célulasComponentes necessários às células
• Fonte de Nitrogênio
- É elemento mais abundante depois do C, cerca de 12%
(constituinte das proteínas, ácidos nucléicos, etc.)
► Moléculas orgânicas (aminoácidos, proteínas, etc.)
► Moléculas inorgânicas (NH3, NO3-, N2)
Componentes necessários às célulasComponentes necessários às células
• Hidrogênio
- Principal elemento dos compostos orgânicos e de diversos inorgânicos (água, sais e gases)
• Função do H:
– Manutenção do pH– Formação de ligações de H entre moléculas – Serve como uma fonte de energia nas reações de oxi-redução da
respiração
• Oxigênio
- Elemento comum encontrado nas moléculas biológicas (aminoácidos, nucleotídeos, glicerídeos ...)
- É obtido a partir das proteínas e gorduras.
► Na forma de oxigênio molecular (O2), é requerido por muitos para os
processos de geração de energia.
Componentes necessários às célulasComponentes necessários às células
Outros macronutrientes:
• P – Sínese de ácidos nucléicos, ATP;
• S – Estabilidade de aminoácidos,
componente de vitaminas;
• K – Atividade de enzimas;
• Mg – Estabilidade dos ribossomos;
• Ca – Estabilidade da parede celular e
termoestabilidade de endósporos;
Na – Requerido em maior
quantidade por microrganismos
marinhos;
Fe – Papel-chave na
respiração, componente dos
citocromos e das proteínas
envolvidas no transporte de
elétrons.
• Metais são em quantidades muito pequenas (traço) necessários na
composição de um meio de cultura:
Zn, Cu, Mn, Co, Mo e B
► Exercem função estrutural em várias enzimas
- Nem sempre sua adição é necessária
- Meios sintéticos com compostos de alto grau de pureza e água ultra
pura podem apresentar deficiências desses elementos.
Requisitos nutricionais Requisitos nutricionais -- MicronutrientesMicronutrientes
ÁguaComponente absolutamente indispensável
(com exceção dos protozoários que englobam partículas sólidas)
► Laboratório : destilada, filtrada, deionizada
► Tampões
- Carbonato de cálcio
- Fosfatos- Proteínas (peptona)
►Inibidores
Ex: produção de ácido cítrico por
Aspergillus niger
Utiliza-se Fosfato e pH < 2 para
reprimir o ácido oxálico
►Indutores
- A maioria das enzimas de interesse comercial precisa de indutores.
Ex: celulose induz a celulasepectina induz a pectinaseamido induz a amilase
►Antiespumantes
- Cultivos com aeração ocorre a produção de espuma
• Remoção de células, perda do produto, contaminação;• Redução do volume do meio
• Um antiespumante reduz a tensão superficial das bolhas
(álcoois, ácidos graxos, silicones, poliglicóis, ... )
MEIOS DE CULTURA
CONDIÇÕES AMBIENTAISCONDIÇÕES AMBIENTAIS
� Temperatura� Atividade de água� oxigênio � pH� Pressão atmosférica� Pressão osmótica
FATORES INTRINSECOS:
• Atividade de Água:
A Aa indica a intensidade das forças que unem a água com outros componentes não-aquosos, e a água disponível para o crescimento de m.o., reações químicas e bioquímicas.
FATORES INTRINSECOS:
• Atividade de Água:
FATORES INTRINSECOS:
• Acidez (pH):
• pH > 4,5 pouco ácidos mais sujeitos ao crescimento microbiano;
• pH entre 4,0 e 4,5 ácidos crescimento de bolores e leveduras poucas bactérias (láticas e espécies de Bacillus);
• pH < 4,0 muito ácidoscrescimento de bolores e leveduras.
FATORES INTRINSECOS:
• Acidez (pH):
FATORES INTRINSECOS:
• Potencial de óxido-redução:
Aeróbio Anaeróbio Facultativo Microaerófilo Anaeróbio aerotolerante
FATORES EXTRINSECOS:
• Temperatura :Psicrotróficos: crescem em temperatura de refrigeração, entre 0°c a 7 °c;
Psicrófilo: cresce a temperatura de 0 °c a 20 °c;
Mesófilo: cresce a temperatura de 5 °c a 50 °c;
Termófilo: cresce a temperatura de 35 °c a 90 °c.
CRESCIMENTO MICROBIANO
• Em microbiologia crescimento geralmente é o aumento do número decélulas
• Na maioria dos procariotos ocorre a fissão binária : crescimento e divisão
Varia de minutos até diasDepende muito das condições ambientais
Escherichia Coli - 20 minutosPisolithus microcarpus – 2,5 dias
O ciclo de crescimento
A fase exponencial
reflete apenas uma parte
do ciclo de crescimento
de uma população
microbiana.
O crescimento de
microrganismos em um
recipiente fechado
(batelada) apresenta um
ciclo típico com todas as
fases de crescimento.
1) Fase Lag
Período de adaptação da cultura
• Mudança de meio, preparação do complexo enzimático
• Reparação das células com danos.
2) Fase exponencial
Fase mais saudável das células onde todas estão se dividindo .
• A maioria dos microrganismos unicelulares apresentam essa fase,
mas as velocidades de crescimento são bastante variáveis:
- Procarióticos – crescem mais rapidamente que os
eucarióticos
- Eucarióticos menores crescem mais rapidamente que os
maiores
3) Fase estacionária :
Num sistema fechado (tubo, frasco ou biorreator) o crescimento exponencial
não pode ocorrer indefinidamente.
• Ocorre a limitação por depleção de nutrientes e acúmulo de metabólitos.
Divisão = morte → crescimento líquido nulo
• Ainda pode ocorrer: catabolismo e produção de metabólitos secundários
4) Fase de morte (declínio):
• A manutenção de uma cultura no estado estacionário por longo tempo
conduz as células ao processo de morte.
- A morte celular é acompanhada da lise celular
MEDIDAS DO CRESCIMENTO MICROBIANO
• Podem ser realizadas pelos seguintes métodos:
1) Peso seco total das próprias células – filtração, secagem e pesagem
2) Peso de algum componente celular – extração, secagem e pesagem
3) Variação no número de célulasa) contagem de células totaisb) contagem de células viáveis
a) Contagem de células totais (contagem microscópica direta)
Utilizam-se câmaras especiais de contagem (lâmina com grade quadriculada)Ex.: Câmara de Neubauer
Medidas do crescimento microbiano contagem direta
• Vantagens : método rápido e fácil
• Desvantagens
Não distingue as células vivas das mortas
Pode-se omitir células pequenas
Células móveis precisam ser imobilizadas
Entre outras.
b) Contagem de células viáveis:
Contagem das colônias formadas em meio de cultura em placas.
Medidas do crescimento microbiano contagem indireta
• Diluição das suspensões celularesAmostras concentradas precisam ser diluídas
Razões:
Erros devido à junção de células na colônia
Restrições podem fazer células viáveis não originarem colônias
São empregadas várias diluições decimais porque é difícil prever o número de viáveis.
É contada a placa com 30 a 300 colônias
Medidas do crescimento microbiano Outros métodos
Turbidimetria
As células dispersam a luz e quanto mais células mais turvo é o meio
Pode ser medida com um espectrofotômetro
• O uso da turbidimetria exige a construção de uma curva padrão- Turbidez X quantidade de células
Curso: Tecnologia em Produção de Fármacos e FarmáciaPeríodo: 5° períodoDisciplina: Microbiologia IndustrialProfessora: Sabrina Dias
Centro Universitário da Zona Oeste
AULA 2: MICRORGANISMOS DE INTERESSE EM ALIMENTOS E NA INDÚSTRIA
MICRORGANISMOS IMPORTANTES EM ALIMENTOS
Patogênicos Benéficos Deteriorantes
Bactérias Fungos Leveduras
Fungos Mofos
MICRORGANISMOS IMPORTANTES EM ALIMENTOS
Mofos de Interesse Benéficos:
• Gênero Mucor – M. rouxii – maturação de queijos;• Gênero Aspergillus – A. orizae – produção de saquÊ de arroz, A. niger –produção de ácido cítrico, A. soyae – produção do “shoyu”;• Gênero Penicillium – P. cammembert – produção de queijo Brie, P. gorgonzolae – produção de queijo gorgonzola, P. roquefort – produção do queijo roquefort
Mofos deteriorantes:
• Gênero Mucor – M. mucedo – maturação de queijos de pasta branda;• Gênero Rhyzopus – R. nigricans – “mofo do pão”;• Gênero Aspergillus – A. flavus – produção de aflatoxina, A. glaucus –deterioração de alimentos com baixa Aa, A. ochraceus – produção de micotoxina, • Gênero Penicillium – P. brevicaule – maturação de queijos, P. candidus –mofo da casca de queijo embolorado
MICRORGANISMOS IMPORTANTES EM ALIMENTOS
Leveduras de Interesse Benéficos:
• Gênero Saccharomyces – S. cerevisiae– panificação, cervejaria, vinicultura, S. Fragilis – fermentação do soro do leite, S. kefir – um dos constituintes do grão de “kefir”, S. lactis – fermentação da lactose do leite;
Leveduras Deteriorantes:
• Espécies Saccharomyces – S. pasteurianus – contamina cerveja;• Espécie Picchia – P. membranefaciens – altera vinhos, forma película sobre cerveja;• Espécies Zygosaccharomyces – S. octosporus – deteriora alimentos com alto teor de solutos, ex. mel.
MICRORGANISMOS IMPORTANTES EM ALIMENTOS
Bactérias de Interesse Benéficos:
• Lactobacillus, Propionobacterium, Leuconostoc, Streptococcus
Bactérias Deteriorantes:
• Pseudomonas, Acetobacter, Halobacterium, Zymomonas, Pediococcus, Mycobacterium, Brucela, Micrococcus, Erwinia,
Bactérias Patogênicas:
• Staphylococcus, Bacillus, Klebsiela, Escherichia, Salmonella, Shigela, Clostridium, Listeria
Acetobacter spp.
Acetobacter aceti
•Células bastonetes, gram negativas, não
esporuladas;
•Bactérias acéticas, produzem ácido acético a partir
da oxidação do etanol;
• São utilizadas na produção de vinagres, porém
deteriorantes de sucos de frutas, vinhos e cervejas;
• Algumas oxidam etanol até ácido acético,outras
podem oxidar o ácido acético a gás carbônico e
água (superoxidação);
• Aeróbias, temperatura entre 33 e 35oC
Lactobacillus spp.
•Bactérias láticas, gram positivas, na forma de
bastonetes ou cocos;
• Produzem ácido lático como principal produto do
metabolismo de carboidratos;
• Possuem fermentação homolática ( produz só
ácido lático) ou heterolática ( produz ácido lático,
diacetil, acetoína, gás carbônico, etc;
• Temperatura ótima 37 a 45oC;
• Produzem laticínios e vinhos, produção de
vegetais fermentados, deterioração de alimentos e
bebidas.
lactococcus lactissubsp. lactis
Lactobacillus delbrueckii
Propionibacterium
•Células em formato bastonete irregular, levemente
curvada, gram positiva, anaeróbias ou
aerotolerantes;
• Semelhante às bactérias láticas, produzem ácido
propiônico, ácido acético e gás carbônico durante a
fermentação;
• Produz queijo suíço.
Propionibacterium Shermanii
Doenças Transmitidas por AlimentosNatureza Microbiana
� Intoxicações (= intoxinações) - Ingestão de toxinas pré-formadas no alimento
� Infecções- Ação do microrganismo per se
� Toxoinfecções- Ação de toxinas microbianas formadas in vivo
Bactérias Gram positivas
S. aureus
C. botulinum
C. perfringensL. monicytogenes
Bactérias Bactérias GramGram negativasnegativas
S. typhi
S. dysenteriae
E. coli
� Produtor de neurotoxinas termolábeis� 7 tipos sorológicos: A, B, C, D, E, F e G
� A, B, E e F causam botulismo humano� C e D causam botulismo animal� G: sem evidencia de causar doença
� Toxina: ação nas junções mioneurais através do bloqueio de neurotransmissores (AcC)
Clostridium botulinum
� Produtor de toxinas (13)
� Intoxicação alimentar acusada pela enterotoxina A
� Enterotoxina formada durante o processo de esporulação (in vivo)� Enterotoxina atua no transporte de ions através da mucosa do ID� Diarréia, dores abdominais agudas
Bacillus cereus� Aeróbio� Produtor de esporos� Esporos de elevada resistência térmica� Reservatório: solo e água � Amplamente distribuído na natureza
� Provoca duas síndromes diferentes:� Gastroenterite diarreica : Toxina LT- FASE LOG� Toxina inativada a 55ºC/ 20 MINUTOS
� Incubação: 8 a 16 h� Sintomas: diarréia e dores abdominais
� Gastroenterite emética : Toxina ST-FASE DE ESPORULAÇÃO
� Toxina inativada a 126ºC/ 90 MINUTOS� Incubação: 1 a 2h� Sintomas: vômitos e náuseas
Listeria monocytogenes
� Aeróbia� Não produtora de esporos� Amplamente distribuída na natureza (solo, água, etc)� Características psicrotróficas� Afeta principalmente mulheres grávidas, recém-nascidos, idosos
e adultos com o sistema imunológico comprometido
� Listeriose:� Início:
� Resfriado comum com febre e dores musculares� Gastrenterite febril aguda
� Agravamento: bacteremia, meningite, aborto, parto prematuro, infecções no RN
Salmonella sp
� Pertence à família Enterobacteriaceae� Anaeróbio facultativo� Não produtor de esporos� Hospedeiro-adaptado
� Homem: diversos sorovares� Aves: S. Gallinarum, S. Pullorum� Suínos: S. Cholerasuis� outros
� 3 síndromes:
� Febre tifóide (S. Typhi)
� Febres paratifóides (S. Paratyphi A e B)
� Salmoneloses (outros 2700 sorovares)
� Diversos fatores de virulência:
� Adesão
� Invasão
� Produção de enterotoxinas
� Produção de citoxinas
� Ilhas de patogenicidade: sítios de colonização específicos
Escherichia coli diarreiogênicas
� Pertence à família Enterobacteriaceae� Pertence ao grupo dos coliformes
termotolerantes� Anaeróbia facultativa� Não produtora de esporos
� Pelo menos 6 linhagens patogênicas distintas:� EPEC : E. coli enteropatogênica� STEC : E. coli produtora da toxina de Shiga (EHEC : E. coli
enterohemorrágica)� ETEC : E. coli enterotoxigênica� EAEC : E. coli enteroagregativa� EIEC : E. coli enteroinvasora� DAEC : E. coli que adere de forma difusa a células epiteliais
Escherichia coli diarreiogênicas
� Inúmeros fatores de virulência� Adesinas� Fatores de Colonização (fimbrias, fibrilas, proteínas de membrana
externa)� Produção de toxinas e proteínas efetoras
� Citotoxinas� Enterotoxinas
� Sintomatologia varia de acordo com a linhagem:
� Diarréia aquosa, leve ou severa
� Diarréia sanguinolenta
� Disenteria
� Febre
Shigella sp
� Pertence à família Enterobacteriaceae� Poucos dados sobre envolvimento em DTAs� Muitas semelhanças com EIEC ( E.coli
Enteroinvasora):� Características bioquímicas� Mecanismo de patogenicidade� Síndromes
Campylobacter sp.
� Pertencem à família Spirillaceae
� Móveis, flagelos polares, movimento saca-rolha
� Microaerófilos:3-5% de O2 ; 2 a 10% de CO2
� Pouco resistentes a refrigeração, congelamento, desidratação, etc
� 14 espécies, 3 patogênicas para o homem� C. jejuni subsp. doylei� C. jejuni subsp. jejuni� C. coli� C. lari
� Espécies patogênicas são termotolerantes
Campylobacter sp.
� Diversos fatores de virulência
� Adesão (adesinas e quimiotaxia)
� Invasão
� Produção de enterotoxinas
� Produção de citotoxinas
� Produção de sideróforos
� Sintomatologia: depende do FV
� Sindrome de Guillain-Barré
Vibrio sp.
� Três espécies patogênicas� V. cholerae� V. parahameolyticus� V. vulnificus
� Halotolerantes� Halofílicos: V. parahameolyticus e V. vulnificus
� Agente etiológico da cólera� Sorogrupo O1 e não-O1 (ou 0139)
� O1: sete pandemias� O139: oitava pandemia (1993)
� O1 tem três sorotipos: Inaba, Ogawa e Hikojima� Todos tem dois biotipos: Clássico e El-Tor
Vibrio cholerae� Transmissão pela água e pescados� Endêmica em algumas regiões � Produz CT (enterotoxina colérica)� Causa desequilíbrio eletrolitico da
mucosa� Diarréia aquosa profusa (água de arroz):
desidratação, colapso circulatório e morte
Yersinia enterocolitica� Pertencem à família Enterobacteriaceae� Anaeróbias facultativas� Psicrotróficas� Mecanismos de patogenicidade:
� Adesão� Invasão� Produção de enterotoxina termoestável Yst
• Produção de ácido cítrico (Aspergillus niger)
• Produção de β-caroteno (Choanephora cucurbitarium)
• Produção de enzimas:
– Invertase (S. cerecisiae)
– Lipase (Yarrowia lipolytica)
– Pectinases (Penicillium corylophilum)
– Amilases (Macrophomina phaseolina)
• Produção de antibióticos, como penicilina (P. chrysogenum e P. notatum)
Benefício dos Fungos na indústria
Aspergillus niger
Choanephora cucurbitarium
Penicillium corylophilum
�Industria farmacêutica
•Produção de antibióticos
•Penicilina → Alexandre Fleming→1929→ Penicillium notatum
•Cefalosporinas
•Produção de hormônios
•Insulina
•Hormônio do crescimentoPenicillium notatum
Saccharomyces Cerevisiae
•Levedura com células redondas, ovais ou alongadas,
podendo formar pseudomicélios;
•Reprodução por gemulação;
• Metabolismo fermentativo.
•Utilizado na produção de bebidas destiladas,
fermentadas, e panificação.
Zygosaccharomyces spp.
Saccharomyces spp.
•Leveduras fermentadoras de açúcares, toleram Aa de 0,7;
•Encontradas em xaropes, mel. Melado, doces em massas;
•Toleram ácido, podendo se multiplicar em pH 1,8;
Zygosaccharomycesrouxii
�MICOTOXICOSES: Intoxicação pela ingestão de alimentos contaminados
por micotoxinas produzidas por fungos MICROSCÓPICOS.
�MICETISMO: Intoxicação pela ingestão de fungos MACROSCÓPICOS
(Fungos do grupo dos Basidiomicetos, conhecidos como Cogumelos )
Doenças alimentares - Fungos
�Micotoxinas: Efeito agudo:
• Deterioração das funções hepática e renal.
• Fatal em alguns casos.
• Interferência na síntese protéica.
• Imunodeficiência extrema.
• Neurotóxicas.
�Micotoxinas: Efeito crônico:
• Indução de câncer (sobretudo de fígado).
�Micotoxinas: Efeitos mutagênicos e teratogênicos:
• Alterações na Replicação do DNA de diversos tipos celulares, causando
efeitos mutagênicos e teratogênicos.
Alcalóide do esporão do centeio
Causa o ERGOTISMO
•Claviceps purpurea → Forma gangrenosa, marcada pela vaso constrição periférica e necrose das extremidades distais.
•C.fusiformis . → Forma convulsiva → ergotismo neurológico, marcado por espasmos musculares, convulsões e alucinações.
Claviceps purpurea
C.fusiformis .
As alucinações devem ser causadas pelo ácido lisérgico que faz parte da molécula de ergotamina.
AFLATOXINAS
•Produzidas principalmente por Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus.
•Existem 17 compostos denominados aflatoxinas.
•As aflatoxinas B1, B2, G1, G2 (maior quantidade), e M1, M2, B2A, G2A, GM1,
GM2 (menor quantidade).
•A aflatoxina B1 é o mais potente carcinogênio natural conhecido e é a
principal aflatoxina produzida por cepas toxigênicas.
Aspergillus flavusAspergillus parasiticus
Aspergillus sp.
•Possuem micélio septado, reprodução assexuada, crescimento superficial;
•Deteriorante de vegetais, produtos cárneos, e laticínios;
•Coloração verde, azul, preta e amarela.;
• Apresenta gêneros produtores de micotoxinas, como aflatoxinas e patulina
• Alguns gêneros são usados para produção de queijos.
Micélio septado
Penicillium sp.
Curso: Tecnologia em Produção de Fármacos e FarmáciaPeríodo: 5° períodoDisciplina: Microbiologia IndustrialProfessora: Sabrina Dias
Centro Universitário da Zona Oeste
AULA 3: CONTROLE DE CRESCIMENTO MICROBIANO
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
OS AGENTES FÍSICOS E QUÍMICOS PODEM PROMOVER:
• Esterilização: destruição de todas as formas de vida (células vegetativas e esporos ).
• Desinfecção: destruição das formas vegetativas dos microrganismos (patogênicos e inócuos), mas não necessariamente das formas esporuladas. Geralmente refere-se a substâncias químicas ( desinfetantes ) aplicadas sobre objetos inanimados.
• Anti-sepsia: processo permite a remoção de parte dos microrganismos presentes em tecidos vivos. Associado a substâncias químicas ( anti-sépticos ) aplicadas sobre estes tecidos.
• Esporocida: agente físico ou químico que mata as formas esporuladas dos microrganismos.
• Assepsia: conjunto de técnicas utilizados para impedir a penetração de germes em locais que não os contenha.
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
CONDIÇÕES QUE AFETAM A AÇÃO ANTIMICROBIANA DOS AGENTES
FÍSICOS E QUÍMICOS
1. Relacionadas ao microrganismo:
- tipo: forma vegetativa (mais susceptível), forma esporulada (mais resistente).
- estado fisiológico das células: células jovens (mais susceptíveis), células velhas (mais resistentes, que por poderem apresentar alterações fisiológicas e/ou
estruturais, tornam-se mais resistentes ).
- nº de microrganismos: quanto maior o número de microrganismos presentes
num material, maior a chance de haver sobreviventes e formas resistentes.
CONDIÇÕES QUE AFETAM A AÇÃO ANTIMICROBIANA DOS AGENTES FÍSICOS E QUÍMICOS
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
2. Relacionadas ao ambiente ou material onde se encontram os microrganismos:
- pH: o calor é mais eficiente em pH ácido.
- temperatura: quanto maior, maior a probabilidade de eliminação.
- presença de compostos orgânicos: protegem os microrganismos, diminuindo a ação de alguns agentes
químicos.
- consistência do material: aquoso (maior penetração), viscoso, denso (menor penetração)
3. Tempo: os processos não são instantâneos.
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
AGENTES FÍSICOS UTILIZADOS NO CONTROLE DOS MICRORGANISMOS
CALOR:
a) Calor Seco:
1- Forno de Pasteur (forno de ar quente): ação esterilizante (causa a morte por promover: a oxidação das proteínas que constituem o microrganismo).
- Condições de esterilização: de 150 a 170° C, de 1 a 2 horas
- Utilização: esterilização de substâncias imiscíveis em água (como pós, óleos etc.), instrumentos cortantes (tesouras, bisturis, agulhashipodérmicas e etc.) e vidrarias limpas e secas (placas de Petri, seringas de vidro, pipetas, balões, tubos de ensaio).
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
2- Incineração: ação esterilizante. Leva à carbonização do material e dos microrganismos.
- Para descartáveis: animais usados em experimentos e produtos contaminados (cotonetes, curativos e ataduras contaminados, seringas plásticas contaminadas e etc.).
3- Flambagem: ação esterilizante: carbonização do microrganismo.
- O material é submetido a ação direta da chama.
- Condições de esterilização: 200 a 300ºC, por poucos segundos.
- Uso: apenas na rotina microbiológica (alças e agulhas de platina, estiletes, bocas dos tubos).
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
b) Calor Úmido:
1- Autoclavação: realizada em autoclaves (aparelhos que utilizam vapor saturado sob pressão). Ação esterilizante. Causa a morte por promover a desnaturação das proteínas que constituem os microrganismos.
- Condições para esterilização: 121° C por 15 a 30 m inutos a 1 atmosfera a mais de pressão.
- Substâncias miscíveis com água (meios de cultura, solução salina, água, etc.), cotonetes, luvas de látex (cirúrgica), sondas, cateteres, gaze, rouparia,material contaminado, etc.
OBS: utilizada apenas em materiais que não se alteram com a temperatura.
2- Ebulição: água à temperatura de 100°C por um tempo de 30 minu tos. Causa desnaturação protéica, eliminando apenas formas vegetativas.
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
3- Pasteurização: processo utilizado para alimentos. Elimina apenas microrganismos patogênicos:
Salmonella typhi, Brucella abortus e etc.
- Condições: 63°C por 30 minutos ou 72°C por 15 segu ndos, seguido de resfriamento rápido (leite e vinho). UHT: leite aquecido a 74°C, em seguida aquecido a 140°C (5 segundos) e resfriament o imediato.
4- Vapor Fluente Fracionado - Tindalização : submeter ao vapor fluente contínuo por 3 vezes, com intervalo de 12 a 18 horas após cada execução, tomando-se o cuidado de não abrir o recipiente onde está acondicionado o material. Elimina formas vegetativas e esporuladas. Causa a morte por promover a desnaturação de proteínas dos microrganismos.- Uso: soluções (vitaminas, carboidratos) e materiais que não suportam temperaturas acima de 100ºC.
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
c) Radiações : o tempo e a intensidade das radiações depende do material
a ser esterilizado.
1- Radiações Não Ionizantes - raios Ultra-Violeta: baixo poder de
penetração: l longo (carreia menos energia). Utilizado apenas em
superfícies. Causam danos ao DNA levando a formação de dímeros de
pirimidina (mutação).
-Utilizado: eliminação de microrganismos em superfícies.
2- Radiações Ionizantes - raios X e raios Gama : alta penetrabilidade. l
curto (muita energia). Promovem a excitação de elétrons, formando
radicais altamente reativos (OH-, H+, H2O2 ). - Esterilização de fios de
sutura, material biológico (soros, antibióticos e vacinas) que não podem ser
submetidos à ação do calor.
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
d) Microondas : muito empregado em laboratórios. As radiações emitidas
não afetam diretamente os microrganismos, mas geram calor, que é o
responsável pela morte dos microrganismos. Ainda não existem trabalhos
mostrando tempo e potência.
e) Filtração : fazem desinfecção e não esterilização. Apresentam poros de
diferentes diâmetros.
Ex.: Membranas Filtrantes - Millipore: éster de celulose (remove bactérias
e alguns vírus)
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
Baixas temperaturas : Diminuição ou interrupção do metabolismo.
Dessecação : Liofilização ou dessecamento natural, que atua
diferentemente nos organismos, dependendo do tipo de meio, do material
dessecado e da intensidade do processo. Via de regra, os cocos Gram
negativos são mais sensíveis que os Gram positivos, sendo M.
tuberculosis um dos exemplos clássicos de organismo resistente à
dessecação (várias semanas em escarro seco).
Pressão osmótica : conservas com altos teores de sal ou açúcar.
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
AGENTES QUÍMICOS UTILIZADOS NO CONTROLE DOS
MICRORGANISMOS.
a) Álcoois: anti-sépticos ou desinfetantes. Atua sobre formas vegetativas
promovendo a desnaturação de proteínas. É mais eficiente à 70%, pois
as proteínas celulares são mais facilmente desnaturadas na presença da
água.
b) Aldeídos e derivados : atua alquilando grupamentos funcionais das
proteínas como aminas, carboxilas e hidroxilas, formando
hidroximetilderivados inativos.
Mais empregados: aldeído fórmico (concentração: 3 - 8%) e aldeído
glutárico a 2%.
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
c) Fenóis e derivados : Atua sobre proteínas a uma concentração de 0.2 a 1%. Bastante tóxico.
Mais empregados: cresóis (metacresol é um dos isômeros mais ativos). A creolina (mistura de cresóis) é utilizada na desinfecção de pisos, vasos sanitários, excrementos, etc.
d) Halogênios e derivados : o iodo é o mais empregado. Atua como bactericiada, fungicida e esporocida, combinando-se irreversivelmente com proteínas, através de interação com aminoácidos aromáticos (fenilalanina e tirosina). As soluções alcoólicas contendo 2% de iodo exercem ação imediata.
e) Cloro : ataca grupamentos aminados das proteínas, formando cloroaminoácidos inativos. Utilizado sob a forma: hipoclorito de sódio ou cálcio, ácido hipocloroso.
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
f) Compostos Quaternários de Amônio : detergentes catiônicos:
utilizados em desinfecção e anti-sepsias.
Mais empregados são: cloreto de benzalcônio, cloreto benzetônio e
cloreto de cetilpiridínico. Clorexidina: empregada na anti-sepsia da pele,
em anti-sépticos bucais, etc.
g) Esterilizantes gasosos: óxido de etileno: utilizado na esterilização de
instrumentos cirúrgicos, fios de sutura, etc. Atua promovendo a alquilação
direta dos grupamentos carboxila, hidroxilas e sulfidrilas, inativando certas
enzimas.
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
INDICADORES DE ESTERILIZAÇÃO:
- Substâncias com ponto de fusão conhecidos :Ácido Benzóico (121°C) e
Uréia (125°C).
- Cultura de microrganismos esporulado: Bacillus stearothermophilus
- Fitas indicadoras de esterilização.
ANTISSEPSIA DA PELE
Várias substâncias químicas são utilizadas no processo de anti-sepsia da
pele. Dentre estas, encontramos o iodo, álcool, triclosan e clorexidina
como uma das mais utilizadas.
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
IODO
O iodo é um halogênio que exibe sua ação sobre os microrganismos
através de diferentes mecanismos de ação quais sejam: promovendo
inativação enzimática ou como oxidante, causando assim sua morte,
Atua como bactericiada, fungicida e esporocida, combinando-se
irreversivelmente com proteínas, através de interação com aminoácidos
aromáticos (fenilalanina e tirosina). As soluções alcoólicas contendo 2%
de iodo exercem ação imediata.
Os Álcoois: anti-sépticos ou desinfetantes. Atua sobre formas vegetativas
promovendo a precipitação e desnaturação de proteínas. É mais eficiente
à 70%, pois as proteínas celulares são mais facilmente desnaturadas na
presença da água.
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
GLUCONATO DE CLOREXIDINAO gluconato de clorexidina é um Anti-séptico químico, Antifúngico e um bactericida capaz de eliminar tanto bactérias gram-positivas quanto as gram-negativas, no entanto mostra-se menos eficiente com os microrganismos gram-negativos. Também é um bacteriostático, impedindo a proliferação de bactérias.
Acredita-se que o mecanismo de ação ocorra através da ruptura da membrana celular, e não pela inativação por ATPase como pensava-se anteriormente.
CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS
TRICLOSAN
Triclosan ou triclosano é um agente anti-séptico efetivo contra bactérias gram negativas, bem como gram positivas. É eficaz também contra fungos e bolores. É encontrado em medicamentos, sabonetes, loções e cremes dentais. Apresenta boa tolerância para uso na pele e cavidade bucal em baixas concentrações.
OBJETIVO: utilizar uma solução de iodo, álcool, triclosan e clorexidinasobre uma porção da pele com a finalidade de reduzir a microbiota , eliminando quase todos os microrganismos presentes.