engenharia bioquimica - microbiologia

Fernanda Roberta CasagrandeRebecca Weber

Tatiane Regina dos Santos

Universidade Federal de Santa Catarina

Engenharia Bioquímica

MICROORGANISMOS

INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS

Principais objetivos: - produção aumentada de ingredientes e propriedades melhoradas de culturas

“starter” - formação de flavour ( sabor e aroma) - preservação

Leveduras, fungos filamentosos e bactérias podem ser usados

para a obtenção direta de alimentos, ou seja, transforma matéria-

prima, fazendo parte daquele alimento.

MICROORGANISMOS


• Bactérias: - fermentação do leite ( iogurtes e queijos)- carnes ( salames)- vegetais (picles)

• Leveduras: - fermento na indústria de panificação- bebidas (cerveja e vinho)- suplemento alimentar

• Fungos: - fermentação de diversos queijos- consumidos diretamente ( champignon e shitake)

EXEMPLOS

BACTÉRIASEXISTÊNCIA ESTRUTURA

CLASSIFICAÇÃO REPRODUÇÃO

BENEFÍCIOS E PATOGENIDADE


Bactérias são procariontes

Procariontes: organismos unicelulares e microscópicos que não possuem núcleo organizado

O tamanho das bactérias geralmente varia de 0,5 a 5 μm

Só podem ser vistas com microscópio

Sem microscópio é possível ver as colônias


CARACTERISTICAS

A maior bactéria conhecida foi descoberto em 1999 e se chama Pérola de Enxofre de Namibia (Thiomargarita Namibiensis).

Ela pode ser vista com olho nu devido a um diâmetro até 0,75mm.

http://www.eyeofscience.com/eos2/deutsch/gallery/bakvir/

EXISTÊNCIA Bactérias existem há mais do que 3,5 bilhões anos.

Graça às estruturas simples, bactérias podem sobreviver em todos ambientes da terra.

Podem ser encontrados por exemplo no ar, no solo, na água, vulcão, no mar profundo, nas fontes quentes, no gelo, no sal, na pele dos homens, etc.

Em condições desfavoráveis algumas bactérias formam esporos, que podem sobreviver milhões de anos.


http://www.wissen.swr.de/sf/begleit/bg0057/bg0057x/bg0057xx/gj08_p.jpg

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ESTRUTURA Parede celular - Envoltório extracelular rígido responsável pela forma da bactéria constituída por um complexo protéico - glicídico (proteína + carboidrato) com a função de proteger a célula contra agressões físicas do ambiente.Não possui celulose como as das células vegetais.Cápsula - Camada de consistência mucosa ou viscosa formada por polissacarídeos que reveste a parede celular em algumas bactérias. É encontrada principalmente nas bactérias patogênicas, protegendo-as contra a fagocitose.Membrana plasmática - Mesma estrutura e função das células eucariontes.Citoplasma - Formado pelo hialoplasma e pelos ribossomos. Ausência de organelas membranosas.Mesosomo – invaginação da membrana plasmática, importante durantea duplicação e divisão bacteriana.Nucleóide - Região onde se concentra o cromossomo bacteriano, constituído por uma molécula circular de DNA. É o equivalente bacteriano dos núcleos de células eucariontes. Não possui carioteca ou envoltório nuclear. Além do DNA presente no nucleóide, a célula bacteriana pode ainda conter moléculas adicionais de DNA, chamadas plasmídios ou epissomas.Plasmódios – também possuem material genéticoFlagelos - Apêndices filiformes usados na locomoção.Fímbrias - Apêndices filamentares, de natureza protéica, mais finos e curtos que os flagelos. Nas bactérias que sofrem conjugação, as fímbrias funcionam como pontes citoplasmáticas permitindo a passagem do material genético.


CLASSIFICAÇÃO

Morfologia

Corante de Gram

Respiração e Nutrição


MORFOLOGIA

• Esféricas Cocos

• Forma de bastão Bacilos

• Forma espiral Espiroquetas

ou Espirilos

• Forma de virgula Vibrião

Cocos e Bacilos podem unir-se => colônias

• cadeias (“estrepto-“)

• grupos (“estafilo-“)

• pares (“diplo-“)


Por exemplo cocos em cadeias são chamados estreptococos



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MORFOLOGIA

As formas não são constantes, podem variar de acordo com o meio e com o tipo de associação. As mudanças de forma podem ser consideradas como:

Involução - mudança de forma devido à condições desfavoráveis, presença ou ausênciade oxigênio, pH, ou por produtos tóxicos, entre outros.

Pleomorfismo - a bactéria não apresenta uma morfologia única, mesmo que se encontre em condições favoráveis à sua sobrevivência.


CORANTE DE GRAM Assim designada em memória de Christian Gram, que desenvolveu o procedimento em 1884, a coloração de Gram classifica as bactérias em Gram-positivas ou Gram-negativas e continua a ser um dos métodos mais úteis para classificar as bactérias.

Neste procedimento, as bactérias são submetidas primeiro à ação de um corante violeta, seguido de fixação com iodo e depois um agente de descoloração, como o metanol. Seguidamente, são novamente coradas com safranina.

As bactérias Gram-positivas fixam o primeiro corante, devido à maior espessura da parede celular, e ficam coradas de azul ou violeta, enquanto que as bactérias Gram-negativas, após a descoloração pelo metanol, são coradas pela safranina e ficam vermelhas. As bactérias que retêm a coloração violeta são designadas por Gram-positivas.

As bactérias que perdem a coloração violeta depois de descoloradas, mas que adquirem um corante de contraste (ficando com um tom cor-de-rosa) são Gram-negativas. Esta distinção de manchas é um reflexo das suas diferenças no que diz respeito à composição básica das suas paredes celulares.


CORANTE DE GRAM

São exemplos de bactérias Gram-positivas várias espécies de:- Estreptococos;- Estafilococos;- Enterococos.

São exemplos de bactérias Gram-negativas:- Vibrão Colérico;- Colibacilo;- Salmonelas.


• Aeróbicaspodem crescer apenas na presença de oxigénio

• Anaeróbicaspodem crescer apenas na ausência de oxigénio

• Facultativaspodem crescer tanto na presença como na ausência de oxigénio


• Heterótrofos - Saprófitos decompõem material orgânico de animais e plantas mortas

- Parasitas envenenam o organismo do hospede com os seus produtos de metabolismo

- Simbióticos vivem por exemplo no intestino dos animais que comem plantas e quebram celulose

• Autótrofos - Fotossintetizantes obtêm a energia na forma de luz, para a fotossíntese

- Quimiossintetizantes obtêm energia pela oxidação de compostos químicos

RESPIRAÇÃO E NUTRIÇÃO

REPRODUÇÃO


Assexuada- Bipartição ou cissiparidade - Nesse processo a célula bacteriana duplica seu cromossomo e se divide ao meio, apoiado no mesossomo, originando duas novas bactériasidênticas à original.

Sexuada ou Transmissão genética- Conjugação - Consiste na passagem (ou troca) de material genético entre duas bactérias através de uma ponte citoplasmática formada pelas fímbrias.

-Transformação - A bactéria absorve moléculas de DNA disperso no meio. Esse DNA pode ser proveniente, por exemplo, de bactérias mortas.

- Transdução - As moléculas de DNA são transferidas de uma bactéria a outra usando vírus como vetores.

BENEFÍCIO PATOGENIDADE

• Produção de alimentos e bebidas

• Degradação de lixo problemático

• Produção de medicamentos

• Digestão (Escherichia coli)

• Fixação do N2 na atmosfera

• Micróbio patogênico

• Estrago dos alimentos

• Corrosão


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As bactérias possuem grande importância ecológica, elas fixam o nitrogênio da atmosfera na forma de nitratos, e as bactérias desnitrificantes que devolvem o nitrogênio dos nitratos e da amônia para a atmosfera. As bactérias são responsáveis pela decomposição ou deterioração da carne, do vinho, das verduras, do leite e de outros produtos de consumo diário.A capacidade de fermentação de certas espécies é aproveitada na produção de queijo, iogurtes, temperos e embutidos.As bactérias também são úteis para o homem, como na indústria farmacêutica que utiliza bactérias para fabricar antibióticos específicos.De outra maneira as bactérias podem causar grandes prejuízos econômicos, como é o caso do amarelinho (Xylella fastidiosa), que ataca a lavoura da laranja. Mas talvez a maior importância das bactérias seja o fato delas serem parasitas humanos, levando a infecções muito graves. A infecção é causada porque as bactérias podem produzir toxinas, que são nocivas para as células humanas. Se estas estiverem presentes em número suficiente e a pessoa a ser afectada não dispuser de uma imunização contra elas, o resultado é a doença.

As bactérias podem penetrar no corpo humano, através dos pulmões, por meio da inalação de partículas expulsas pela respiração, tosse ou espirros de uma pessoa infectada.



Pode haver infecção no trato digestivo o qual pode ser infectado através da ingestão de alimentos contaminados. As bactérias podem estar presentes nos alimentos desde o local de produção das matérias primas ou transportadas até eles por moscas ou mãos contaminadas. As bactérias podem ainda invadir o hospedeiro através da pele, como por exemplo, na infecção de uma ferida.

Há o gênero Clostridium que além de esporulado é aneróbio e um potente produtor de toxinas muito prejudiciais ao homem. Seus esporos podem estar presentes em alimentos e resistir a processos de descontaminação podendo causar graves intoxicações como o botulismo (agente Clostridium botulinum), em função da ação neurotóxica de suas toxinas.Geralmente estão associados a intoxicações por ingestão de palmitos contaminados e podem levar a óbito. É desse grupo também o produtor da toxina tetânica, que provoca o tétano (Clostridium tetani). O esporo contamina o ferimento profundo que ao fechar gera uma atmosfera com baixa tensão de oxigênio, levando a germinação, produção de toxina, e, finalmente a tetania.

A Escherichia coli é um importante componente da nossa microbiota intestinal, no entanto, fora do intestino pode causar importantes e graves infecções, principalmente nas vias urinárias.



Algumas das bactérias mais nocivas ao homem e as doenças associadas a cada uma dela:

•Streptococcus pneumoniae - causa septicemia, infecção no ouvido médio, pneumonia e meningite.

•Haemophilus influenzae - causa pneumonia, infecção do ouvido e meningite principalmente em crianças.

•Shigella dysenteria - causa disenteria (diarréia sangrenta). Linhagens resistentes podem levar a epidemias e algumas podem ser tratadas apenas com medicamentos muito caros (fluoroquinolonas).

•Neisseria gonorrhoeae - causa gonorréia, a resistência às drogas limita o seu tratamento principalmente à cefalosporina.

•Pseudomonas aeruginosa - causa septicemia e pneumonia, principalmente em pessoas com fibrose cística ou com o sistema imune comprometido. Algumas linhagens super resistentes não podem ser tratadas com drogas.

•Enterococcus faecalis - causa septicemia e infecção do trato urinário, e infecção das vias respiratórias nos pacientes com o sistema imune comprometido. Algumas linhagens ultra resistentes não podem ser tratadas com drogas.

•Escherichia coli - causa infecção do trato urinário, infecção do sangue, diarréia e falência dos rins. Algumas linhagens são ultra resistentes.

•Acinetobacter - causa septicemia em pacientes com o sistema imune comprometido.

•Mycobacterium tuberculosis - causa tuberculose. Algumas linhagens ultra resistentes não podem ser tratadas com drogas.

•Staphylococcus aureus - causa septicemia, infecção nas vias respiratórias e pneumonia. Algumas linhagens tem se mostrado muito resistentes a vários antibióticos.



90% das bactérias são benéficas e só 10% patogênicos para o homem.

O homem não pode sobreviver sem bactérias,

mas as bactérias sem o homem.



CARACTERISTICASTIPOS DE FUNGOS

DIVISÃO DOS FUNGOSOS FUNGOS NA BIOTECNOLOGIA

FERMENTAÇÃO INDUSTRIAL

FUNGOS

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• Unicelular ou Pluricelular.

• Eucariontes.

• Habitat: lugares úmidos.

• Como parasitas,causam

doenças vegetais,humanas e

animais.

• Todos são heterótrofos.

• Reprodução por esporos.


CARACTERISTICAS


• Fungos para fins medicinais.

• Fungos alucinógenos.

• Fungos tóxicos e venenosos

• Fungos comestíveis.

TIPOS DE FUNGOS


OS FUNGOS SÃO DIVIDOS EM:

• Basideomecetos

• Ascomicetos • Ficomicetos

DIVISÃO


• Tratamento de resíduos líquidos e biorremediação de solos poluídos;

• Mineralogia e biohidrometalurgia;

• Produção de biomassa, incluindo proteína comestível;

•Tecnologia de combustíveis, particularmente na solubilização de carvão;

• Emprego em controle biológico

OS FUNGOS NA BIOTECNOLOGIA


• Fabricação de cerveja.

• Fabricação de vinho.

• Produção de antibióticos.

FUNGOS NA FERMENTAÇÃO INDUSTRIAL


CARACTERISTICASESTRUTURA E REPRODUÇÃO

BENEFICIOS LEVEDURAS DE INTERESSE EM ALIMENTOS

LEVEDURAS


• As leveduras não constituem um grupo definidos de

microorganismos .

• Unicelulares ( crescem e se reproduzem mais

rapidamente).

• A maioria não vive no solo, mas adaptou-se a ambientes

com alto teor de

açúcares ( néctar da flores e superficie de frutas).

• Existem, aproximadamente, 350 espécies diferentes de

leveduras, separadas em cerca de 39 gêneros

CARACTERISTICAS


• Unicelulares;

• Células ovais.

REPRODUÇÃO

• Se multiplicam assexuadamente comumente por brotamento

ou gemulação.

ESTRUTURA


• As leveduras são utilizadas há milênios na produção de pão e

de bebidas alcoólicas;

• Importância industrial conhecido do ponto de vista

bioquímico e genético

• Produção de toneladas industrias de bebidas,

etanol combustível e em industrias destinadas à fabricação de

pães.

BENEFICIOS


1. Top yeast: leveduras de superfície 2. Botton yeast: leveduras de profundidade

LEVEDURAS DE INTERESSE EM ALIMENTOS

•S. cerevisae, S. calrsbergensis botton yeast, após o crescimento e fermentação

precipitam. Usadas na panificação, cerveja, vinhos, etc

•S. fragilis, S. lactis fermentam lactose (tratamento de resíduos)

•S. roufii, S. mellis osmofílicas - frutas secas, xaropes, geléias

•S. baillie fermentação de sucos (cítricos)

•Torulopsis osmofílica - leite condensado

•Candida produz grande quantidade de proteínas, ataca leite e derivados

•Rodutorula deterioração de pickles, chucrutes e carnes (cor vermelha ou

amarelo

•Picchia, Hansenula, Debarymocyces, Thricosporum deterioração de pickles com

produção de película, oxida o ácido acético e altera o sabor

•Debaryomyces carnes, queijo e salsichas


EXEMPLOS


• Saaccharomyces cerevisae

• Fabricação de pães – álcool

• Falta de oxigênio – fermentação anaeróbica – não

converte totalmente as gás carbônico e água açúcar

– álcool é produto da degradação parcial.

PRODUÇÃO DE ÁLCOOL

REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

•http://www.cib.org.br

•http://www.bichoonline.com.br •http://www.ufv.br/dbg/trab2002/MELHOR.htmcib.org.br •http://www.biologianviva.hpg.ig.com.br

•http://www.ambientebrasil.com.br

•http://www.adi.pt/sectores%20de%20actividade/projectos/leveduras.htm

•http://www.zum.de

•http://www.wikipedia.de

•www.sonnenseite.oekoserve.net

engenharia bioquimica - microbiologia

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