controle de crescimento microbiano

18/06/2011

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Controle de crescimento microbiano

Histórico

• O controle microbiano se iniciou há aproximadamente 100 anos

• Pasteur

• Joseph ListerCloreto de calTécnicas de cirurgia asséptica

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Terminologias

• Esterilização

– Destruição de todas as formas de vida microbiana

• Calor

• Filtração

– Esterilização comercial: calor suficiente para destruir esporos de C. botulinum

Terminologias

• Desinfecção

– Destruição de patógenos (células vegetativas)

• Substâncias químicas

• Radiação UV

• Água fervente

• Vapor

– Desinfecção x anti-sepsia

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Terminologias

• Sufixos

– cida: perda irreversível da capacidade de multiplicação – ação bactericida

– stático : bloqueio da multiplicação – ação bacteriostática

Curva de destruição microbiana

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Fatores que interferem na efetividade dos tratamentos antimicrobianos

• Número de microrganismos:– quanto mais microrganismos existem no início ,

mais tempo leva para eliminar a população existente.

• Características microbianas:

– endosporos são mais difíceis de serem destruídos que as células vegetativas.

Fatores que interferem na efetividade dos tratamentos antimicrobianos

• Influências ambientais:– Presença de M.O. dificulta a ação dos antimicrobianos

químicos. – Desinfetante agem melhor em condições climáticas

mais quentes– Gorduras e proteínas são protetoras de

microrganismos

• Tempo de Exposição:– Calor - uma exposição mais longa compensa

temperaturas baixas.– Irradiação- dependentes do tempo de exposição.– Antimicrobianos químicos requerem tempos de

exposição prolongados.

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Ações dos agentes de controle microbiano

• Alteração na permeabilidade da membrana

– Lesão aos lipídeos e proteínas da membrana

– Vazamento do conteúdo celular no meio circundante

• Danos às proteínas e ácidos nucléicos

– A lesão produz deformidade na estrutura da proteína e perda de função

– A lesão aos ácidos nucléicos provoca a interrupção da replicação, de funções metabólicas normais.

Os métodos de controle microbiano

Físicos

-Altas temperaturas

-Baixa temperaturas

-Filtração

-Alta pressão

-Redução da atividade de água

-Radiação

Químicos

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Métodos físicos de controle microbiano

• Calor– Ponto de morte térmica (PMT): menor

temperatura em que toda população em uma suspensão líquida específica vai ser destruída em 10 minutos

– Tempo de morte térmica (TMT): período mínimo de tempo em que toda população em uma suspensão líquida específica vai ser destruída em uma dada temperatura (resistência térmica)


• Calor

– Tempo de redução decimal (TRD ou valor D)

O valor D pode ser definido como o tempo emminutos, a uma certa temperatura necessária paradestruir 90% dos organismos de uma população ou,para reduzir uma população a um décimo donúmero original de microrganismos presentes noalimento.

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D = 5 min

101

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103

Log

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Valor D

Controle pelo calor


• Calor úmido: destrói os microrganismos pela coagulação de proteínas

– Fervura: destrói as formas vegetativas de bactérias patogênicas, maioria dos vírus, bolores e seus esporos dentro de aprox. 10 minutos

– Autoclave: consiste numa câmara com vapor de água saturado à pressão de 01 atm acima da pressão atmosférica de ebulição da água.

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• Normalmente usa-se 121ºC a 1 atm (15psi) durante 15 min. De modo a assegurar a morte de todas as formas de vida bacteriana, incluindo a dos endosporosbacterianos mais resistentes ao calor.

• Quanto maior a pressão na autoclave maior a temperatura .

• Materiais sólidos e grandes requerem tempo extra para alcançar a temperatura adequada, pois, não desenvolvem correntes de convecção eficientes como ocorrem nos líquidos.

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• Pasteurização: eliminação de microrganismos patogênicos

Comercialmente utilizam-se 2 métodos de pasteurização

-Pasteurização lenta

- High temperature short time (HTST)

62,8ºC/30 m

71,7ºC/15s

Emprega-se a pasteurização quando :• os agentes de alteração mais importantes não sãomuito termo-resistentes (ex.: as leveduras dos sucosde frutas)

• os microrgansimos sobreviventes são controladospor outros métodos adicionais (refrigeração do leitecomercial)


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•Eficiência é sempre a mesma•Eficácia depende da população inicial

Exemplo: eficiência 99,5%Leite 1: 1000 bact./mL sobrevivem 5 bact./mLLeite 2: 1.000.000 bact/mL sobrevivem 5.000 bact/mL


� Esterilização comercial

-Temperatura >100ºC

Objetivo: Destruir todas as células vegetativasbacterianas. Esporos de bactérias termófilaspodem sobreviver


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-Em alimentos (pH>4,6) tratamento 12D

- Podem ter esporos viáveis de bactérias termófilas deteriorantes : Bacillus stearothermophilus, Bacillus coagulans; Clostridium thermosaccharolyticum, Desulfotomaculum nigrificans

� observar temperatura de abuso (>40ºC)

Esterilização

-Em alimentos (pH≤4,6) tratamento menos rigoroso

- Esporos de Bacillus coagulans e bactérias acidúricas não formadoras de esporos (Leuconostoc e Lactobacillus), bolores e leveduras que multipliquem em pH tão baixo são sensíveis ao calor

- Temperatura utilizada: ~100ºC

� Esterilização


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• Calor seco:

– Chama direta: efeito de oxidação queimando os contaminantes até se tornarem cinzas

– Esterilização em ar quente: 170 °C/2h


• Filtração: passagem por uma membrana com poros inferiores ao tamanho de uma bactéria

– Utilizada em material sensível ao calor (vacinas, soluções antibióticas, enzimas)

– Filtros HEPA (high efficiency particulate air): removem quase todos os microrganismos maiores que 0,3 micrômetros de diâmetro

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• Baixas temperaturas: quanto mais baixa a temperatura, mais lenta serão as reações químicas, as ações enzimáticas e a multiplicação microbiana. Uma temperatura suficientemente baixa inibirá a multiplicação de todos os microrganismos

– Refrigeração: efeito bacteriostático,


• Baixas temperaturas

– Aumenta o tempo de geração

– Água presente no alimento

• água pura - solidifica a 0ºC

• água nos alimentos -2°C

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• Baixas temperaturas:

• temperatura <-2°C (início do congelamento daágua)

• Cessa a multiplicação da maioria dos microrganismos(exceto para alguns psicrotróficos, bolores e leveduras)

• temperatura -20°C (água congelada)

� injúria sub-letal

� injúria letalVelocidade de congelamento

Lenta (-20°C) Rápida (-78°C e -196°C)


• Baixas temperaturas:

• Esporos não perderão a viabilidade no congelamento

• Resistência ao congelamento difere entre as espécies

• Enzimas liberadas pelos microrganismos podemcatalisar reações em temperaturas próximas a -20°C,mesmo em baixa velocidade, podendo reduzir aaceitação do alimento

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• Baixas temperaturas:– Alteração da microbiota mesófilos → psicrotróficos

– Psicrotróficos patogênicos:�Yersinia enterocolitica

�Listeria monocytogenes

�Clostridium botulinum tipo E

– Deterioradores:�Pseudomonas


• Baixas temperaturas

– Congelamento rápido x lento

• formação de cristais de gelo menores e portanto menor destruição mecânica das células do alimento e aos microrganismos

– Descongelamento: processo lento, parte mais prejudicial

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• Alta pressão: pressão suficientemente alta para alterar as estruturas moleculares de proteínas e carboidratos = rápida inativação das células vegetativas

– Endosporos são resistentes

– Combinação de processos: alta temperaturas, alternação de diferentes ciclos de pressão


• Redução da atividade de água: não se multiplicam, mas podem permanecer viáveis por muito tempo– Secagem natural: sol

– Secagem mecânica: túnel de secagem, “spray drying”

– Altas concentrações de sal/açúcar

– Liofilização: sublimação da água de um alimento congelado por meio do vácuo.

• As células microbianas são expostas a 2 tipos de estresses: congelamento e secagem

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• Irradiações: – Irradiação ionizante: raios gama, raios-X, feixe de

elétrons• Efeito: ionização da água formando radicais livres

(hidroxila) altamente reativo– Direto no DNA

– Indireto

– Radiação não-ionizante: luz UV, micro-ondas• Efeito da luz UV: produz mutações no DNA impedindo a

replicação exata do DNA, entretanto tem baixo poder de penetrabilidade

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