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CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO

POR PROCESSOS FÍSICOS (REVISÃO)

CURSO DE ENGENHARIA BIOQUIMICA - EEL Profa. Dra. Bernadete Medeiros

Microbiologia 2015

Profa. BERNADETE MEDEIROS

CURSO DE GRADUAÇÃO

Foto: Campo de damasco

secando ao sol na Califórnia

ESPOROS DE FUNGO E BACTERIA


MÉTODOS FÍSICOS UTILISADOS NO CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO

1. MÉTODOS FÍSICOS

CALOR: ÚMIDO E SECO

RADIAÇÃO: IONIZANTE: COBALTO 60 (60 Co)

NÃO IONIZANTE: ULTRAVIOLETA

FILTRAÇÃO,

DESSECAÇÃO,

PRESSÃO HIDROSTÁTICA.


POSSÍVEIS LESÕES NA CELULA PROVOCADOS POR MÉTODOS FISICOS

• DESNATURAÇÃO DAS ENZIMAS QUE CATALISAM AS REAÇÕES METABÓLICOS;

• DESTRUIÇÃO DA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA;

• PRODUZ DANO IRREVERSÍVEL A UM GENE;

• FORMAÇÃO DE DÍMEROS DE TIMINA NO DNA;

UMA LESÃO EM QUALQUER UM DOS SISTEMAS PRODUZ ALTERAÇÕES E COMO CONSEQUÊNCIA A MORTE DA CÉLULA.


O CALOR É UM ÓTIMO MÉTODO PARA ELIMINAR

OS MICRORGANISMOS 1. CALOR ÚMIDO

2. CALOR SECO


SENSIBILIDADE DOS MICRORGANISMOS AO CALOR ÚMIDO

MICRORGANISMO TEMPERATURA (0C)

Bactérias (vegetativa) 100 (15 -20 min).

Protozoários 50 - 60

Algas 50 - 60

Fungos e Leveduras 70 - 100

Endósporo bacteriano > 100

Esporos de Fungos > 100


BACTÉRIAS: Bactérias (vegetativa) 1000C (15 -20 min).


Protozoário e Alga: 50-600C (20 min).


Fungos e leveduras: 70 - 1000C (20 min).


Endósporo Bacteriano e Esporos de Fungo:

> 1000C (20 min).


CALOR ÚMIDO

• ÁGUA EM EBULIÇÃO (1000 C)

• TINDALIZAÇÃO

• PASTEURIZAÇÃO

• AUTOCLAVAÇÃO ( VAPOR )

• ULTRA-ALTA TEMPERATURA - MÉTODO UAT

O CALOR DESNATURA OU OXIDA AS PROTEÍNAS E O ÁCIDO NUCLEICO DA CÉLULA


ÁGUA EM EBULIÇÃO ( 1000 C )

• NÃO É UM MÉTODO DE ESTERILIZAÇÃO

• As células na forma vegetativas morrem em 20 minutos entretanto não inativa os esporos.

• Usa-se água em ebulição na limpeza de instrumentos e no preparo de alimentos

PARA GARANTIR A ELIMINAÇÃO DAS CÉLULAS VEGETATIVAS.


TINDALIZAÇÃO OU ESTERILIZAÇÃO FRACIONADA


GERMINAÇÃO DO ESPORO DE BACTERIA PARA CELULA VEGETATIVA


TINDALIZAÇÃO OU ESTERILIZAÇÃO FRACIONADA

• Aplicado na produção de geléia, vitamina e droga que NÃO SUPORTAM TEMPERATURA SUPERIORES A 100ºC


1 2 3 dias

100ºC

{{

Temperatura mantidapor alguns minutos

Intervalo de18 a 24 h

TINDALIZAÇÃO OU ESTERILIZAÇÃO FRACIONADA 1

Processo capaz de eliminar esporos altamente resistentes ao calor.

Consiste em manter, o material a 1000 C por 30 minutos, resfriar a temperatura de 370 C e incubar por 24 horas. Esse procedimento é repetido no mínimo 3 vezes.

Durante a incubação, os esporos passam à forma vegetativa, onde serão destruídos no aquecimento do próximo dia.


TINDALIZAÇÃO OU ESTERILIZAÇÃO FRACIONADA 2

É CONSIDERADO UM PROCESSO NÃO ESTERILIZANTE.

DESVANTAGENS:

1. Longo tempo ( 3 dias ).

2. Não aplicado para meios de cultura.

ATUALMENTE É UTILIZADO NO PREPARO DE

ALIMENTOS ENLATADOS COMO COMPOTA DE DOCE.


AUTOCLAVAÇÃO UTILIZA VAPOR DA AGUA SOB

PRESSÃO


AUTOCLAVE: CALOR ÚMIDO SOB PRESSÃO

• A pressão não mata os microorganismos

• Ela apenas é fator necessário para que o vapor d’água atinja temperaturas superiores a 100ºC

• Por que é necessário retirar todo ar existente na autoclave antes de fechar a válvula de escape de vapor?

P ( lb /pol2) T ( ºC)

0 100,0

5 109,0

10 115,0

15 121,5

20 126,5


Temperatura do Vapor d’água

sob pressão

15 lb / pol2 = 1 atm

AUTOCLAVE VERTICAL


FLUXO LAMINAR

AUTOCLAVAÇÃO

A umidade em alta temperatura causa desnaturação das proteínas → coagulação.

1. Modelos de autoclaves,

Tempo de esterilização a 1210 C de diferentes volumes de soluções aquosas

Volume (mL) Tempo (min)

20 12 - 14

200 12 - 14

1000 20 - 25

2000 30 – 35

9 000 50 - 55


TEMPO DE AQUECIMENTO DA AUTOCLAVE


TESTE PARA VERIFICAR A EFICIÊNCIA DA AUTOCLAVE


PASTEURIZAÇÃO: O OBJETIVO NÃO É ESTERILIZAR.

UTILIZA UMA TEMPERATURA RELATIVAMENTE ALTA POR UM BREVE PERÍODO.

É A ELIMINAÇÃO DOS MICRORGANISMOS PATOGÊNICOS E REDUÇÃO DO NÚMERO DAS FORMAS VEGETATIVAS.

No leite as bactérias de origem bovina:

Brucella abortus → brucelose

Coxiella burnetii → pneumonia

Mycobacterium bovis → tuberculose

Atualmente há dois tipos de pasteurização: →HTST: 71,5 0C por 15 segundos (alta temperatura por pouco tempo)

→LTH: 62,9 0C por 30 minutos ( manutenção a temperatura baixa )

O método HTST é mais utilizado na industria de laticínio porque altera menos o sabor dos alimentos.


MÉTODO UAT (ULTRA-ALTA TEMPERATURA )

EVOLUÇÃO DO PROCESSO DE PASTEURIZAÇÃO.

Elimina a necessidade de conservar o leite a baixa temperatura → LONGA VIDA

→ 144 0C por 3 segundos

Elimina as formas vegetativas e os endosporos bacterianos

O LEITE PODE SER CONSERVADO A TEMPERATURA AMBIENTE POR 6 MESES.


CALOR SECO UTILIZA O FORNO DE AR QUENTE ( 150 oC).


CALOR SECO 1 • Destrói os microrganismos por oxidação de seus

constituintes químicos;

• Na ausência de umidade, a transferência de calor é mais lenta e os microrganismos apresentam maior resistência à inativação, portanto, o tempo de exposição ao calor deve de 3 a 4 horas.

• Utilizando para:

Vidraria, metais e sólidos resistentes ao calor;

–Óleos, Pós e substâncias similares



COMPARAÇÃO ENTRE CALOR ÚMIDO E SECO

Microrganismos Calor seco Calor úmido

Clostridium botulinum 2h / 120ºC 4-20min/120ºC

Bacillus anthracis 1-2h/150ºC 2-15min/100ºC

• O DESTAQUE É O

TEMPO DE ESTERILIZAÇÃO

Figura:bactérias com esporos

BAIXAS TEMPERATURAS

• Não é um método de esterilização.

• Considerado método Microbiostático.

• Diminuição ou paralisação do metabolismo microbiano.


Preservação de células T (ºC)

Algumas Bact., Fungos e Leveduras 4 a 7

Maioria das Bactérias, vírus -20 a -70

Vírus, células de mamíferos -196 (N líq.)

Em todos os casos, há uma certa taxa de morte inicial

BAIXAS TEMPERATURAS

1. REFRIGERAÇÃO: 0 a 100 C

Psicrófilo → Listeria monocytogenes

Clostridium botulinum tipo E

Clostridium botulinum tipo E produz toxinas botulínica

a 5 0C. Inviabiliza baixa temperatura como método de controle do crescimento.

Entretanto, refrigeração é usada para transporte e conservação de amostras para análise microbiológica.

Usado no transporte de alimentos perecíveis e seu armazenamento por grande período


RADIAÇÃO

IONIZANTE: COBALTO 60 (60 Co)

NÃO IONIZANTE: ULTRAVIOLETA

DANIFICA O DNA E PRODUZ RADICAIS SUPEROXIDO NA CÉLULA


Reações

Nucleares

Transiç.

Eletrônic.

Internas

Transições

eletrônicas

externas

Vibrações

molecula-

res

Rotaç.

Mole-

culares

Transmissões de rádio


Diferenças entre radiação ionizante e não ionizante


RADIAÇÃO IONIZANTE: RADIAÇÃO X E g ( GAMA)

Baixo comprimento de onda que significa que há grande energia associada:

Raios X → comprimento de onda 0,1 a 400 nm

Raios g (gama) →0,001 a 1 nm

As principais fontes de radiação ionizantes são os radioisótopos 60Co ou 137Cs que emitem raios gama, com alto poder de penetração possuem energia suficiente para ionizar a água formando radicais livres.

H2O → H2O+ + elétron-

H2O+ + H2O →H3O+ + OH.

Elétron- + H2O → OH- + H.

SÃO ALTAMENTE REATIVOS E DANIFICAM AS MACROMLÉCULAS EM ESPECIAL O DNA

Profa. BERNADETE

MEDEIROS

MODO DE AÇÃO DA RADIAÇÃO IONIZANTE

Os radicais livres são muito reativos. Provoca uma reação em cadeia com a perda de elétrons que rompe pontes de hidrogênio, dupla ligações e estruturas cíclicas.

A ação mais danosa consiste na ionização do DNA, as fitas são clivadas impedindo a replicação e transcrição do DNA.

A sensibilidade de uma célula à radiação é diretamente proporcional ao tamanho do DNA da célula.


RADIAÇÃO g (GAMA)

• Emitidos por isótopos radioativos de 60Co

• Grande capacidade de penetração na célula

• Altamente letais para todas formas de vida

• Utilizado na esterilização de materiais espessos ou volumosos ( material cirúrgico e alimentos empacotados )

• Limitações:

– Fonte adequada de radiação

– Possibilidade de acidentes com operadores


DADOS DA RADIAÇÃO

• MODO DE AÇÃO: Impacto da partícula g com algumas substâncias intracelulares, causando ionização, resultando em morte.


APLICAÇÃO DA ULTRAVIOLETA - UV


ESTERILIZAÇÃO POR FILTRAÇÃO


REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

• Biotechnology: A textbook of industrial microbiology – Wulf Crueger and Anneliese Cureger

• Microbiologia, vol.1 – Michael Pelczar, Roger Reid e E.C.S. Chan

• Brock: Biology of Microorganisms, 9thed. – M.T. Madigan, J.M. Martinko, J. Parker

• Microbiology: Concepts and applications – Michael J. Pelczar Jr., E.C.S. Chan and Noel R. Krieg


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