Controle de Microorganismos - Unesp

CONTROLE DE MICRO-ORGANISMOS

Doutoranda Fernanda Cristina de Campos Casale

Departamento de Microbiologia e Imunologia

Microbiologia de Alimentos

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História...

Século III a.c. → Egípcios: embalsamento dos corpos

2000 a.c.→ Antiga Mesopotâmia: os peixes eram dessecados e conservados em salmoura

• 539 a.c. → Persas: armazenamento de água em recipientes de prata e cobre

Recipiente de cobre

• Século XVIII → descoberta de pequenos “animais” capazes de deteriorar alimentos e crescer em ambiente natural

Fervura e Filtração

Indústria alimentícia (preservação) Produção de vinhos e cervejas

PASTEURIZAÇÃO

• 1846 → Ignaz Philipp Semmelweis: os médicos podem transportar a morte

• 1867 → Joseph Lister: início das cirurgias antissépticas (fenol)

O CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO PODE PREVENIR

Infecções Deterioração de alimentos

Contaminação de medicamentos, cosméticos, água, meio ambiente, etc...

Controle de uma população microbiana...

Destruir Inibir Remover

AGENTES FÍSICOS AGENTES QUÍMICOS

Micro-organismos em números aceitáveis ou ausência

NÍVEL DE CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO

Eliminação total Inibição do crescimento

MORTE (redução do metabolismo)

“Cida” “Stático”

bactericida bacteriostático

esporicida micostático

fungicida

viricida

amebicida

algicida

Destruição ou remoção das formas de vida, vírus e esporos

TOTAL PARCIAL

Objeto ou meio ambiente Superfícies Tecidos inanimadas vivos

Esterilização

Desinfecção Antissepsia

Esterilizante

Desinfetante Antisséptico

Definições:

• Esterilização: Destruição ou remoção de TODAS as formas de vida microscópica de um objeto ou meio ambiente.

(bactérias vegetativas, esporos bacterianos, fungos, vírus e protozoários)

• Desinfecção: Destruição de micro-organismos patogênicos presentes num material inanimado e/ou redução da contagem total .

- Desinfetante: Substância química que mata forma vegetativa de micro-

organismos patogênicos, mas não suas formas esporuladas.

Definições:

• Antissepsia: Destruição ou redução da contagem total de micro-organismos patogênicos presentes num tecido vivo.

- Antissépticos: Composto químico usualmente aplicado na superfície do

corpo humano que previne a multiplicação dos micro-oganismos.

• Assepsia: Conjunto de medidas para prevenir a entrada de micro-organismos num material (vivo ou não) ou reduzir o número dos já presentes → Profilaxia.

• Sanitizantes: Substância química que mata 99,9% dos micro-organismos contaminantes de uma área. Usados normalmente em utensílios de cozinha em restaurantes, equipamentos de laticínios e indústria de alimentos.

PADRÃO DE MORTE EM UMA POPULAÇÃO MICROBIANA

Como podemos constatar se um micro-organismo esta morto?

Respiração? Batimento cardíaco? Pressão arterial?

Esporos?

PERDA DA CAPACIDADE DE REPRODUÇÃO

Morte exponencial...

1 milhão de bactérias

1º min

AGENTE FÍSICO ou QUÍMICO

Morte exponencial...


100.000

1º min

2º min


Morte exponencial


100.000

1º min

2º min

10.000

3º min


Morte exponencial


100.000

1º min

2º min

10.000

3º min

1.000

4º min


Morte exponencial


100.000

1º min

2º min

10.000

3º min

1.000

4º min

100

5º min


Morte exponencial


100.000

1º min

2º min

10.000

3º min

1.000

4º min

100

5º min

10


Morte exponencial


100.000

1º min

2º min

10.000

3º min

1.000

4º min

100

5º min

10 1

?


6º min

CONDIÇÕES QUE INFLUENCIAM A ATIVIDADE ANTIMICROBIANA

1) Tamanho da população

2) Intensidade ou concentração do agente microbicida

3) Tempo de exposição ao agente microbicida

4) Temperatura

5) Natureza do material que contém os micro-organismos

6) Características dos micro-organismos presentes

MECANISMOS DE DESTRUIÇÃO DAS CÉLULAS MICROBIANAS

• Alteração no estado físico do citoplasma

• Rompimento da membrana ou parede celular

• Inativação de proteínas (enzimas)

• Danos aos ácidos nucléicos

Métodos Físicos de Controle Microbiano

1. Altas temperaturas

2. Baixas temperaturas

3. Radiação

4. Filtração

5. Diminuição da atividade de água

Aplicação: dependente de vários fatores, como por exemplo a natureza do material

ALTAS TEMPERATURAS

CALOR SECO

• Ar quente (forno)

• Flambagem

• Incineração

CALOR ÚMIDO

• Fervura

• Autoclave

• Pasteurização

Mais eficiente: a água é melhor condutor de calor do que o ar

Tempo necessário?

Inversamente proporcional à temperatura empregada

Calor Seco

1. Ar quente (fornos e estufas) → 160°C/2 h ou 180°C/1 h

• Aplicação: vidrarias, óleos, pomadas,

instrumentos de metais com ponta.

• Mecanismo de ação:

oxidação dos constituintes orgânicos celulares.

• Esterilização: SIM.

Calor Seco

2. Flambagem

• Aplicação: fios de platina e pinças.


oxidação dos constituintes

orgânicos celulares.


Calor Seco

3. Incineração

• Aplicação: resíduos biológicos (carcaças),

lixo hospitalar, swabs, etc.


oxidação dos constituintes

orgânicos celulares.


Calor Úmido

1. Fervura (100oC/10 min)

• Aplicação: desinfecção doméstica.


coagulação das proteínas pela quebra

das pontes de hidrogênio quem mantém

a proteína na sua estrutura tridimensional = desnaturação

• Esterilização: NÃO, esporos e vírus sobrevivem.

Mas eliminam as toxinas do Clostridium botulinum

Toxina de Staphylococcus aureus e vírus da hepatite A → 30 min

Calor Úmido

2. Autoclave (vapor d’água sob pressão)

↑ pressão - ↑ temperatura

121oC/ 15 min

• Aplicação: Instrumentos cirúrgicos

vidraria, meios de cultura, etc.

• Mecanismo de ação: desnaturação da proteína.


Calor Úmido

3. Pasteurização

• Aplicação: Leite, sucos, molhos,

sopas, cremes, frutas enlatadas.


desnaturação de proteínas.

• Esterilização: NÃO.

BAIXAS TEMPERATURAS

Será que bactérias morrem

à temperaturas abaixo de zero?

Bactérias psicrotróficas podem crescer a zero grau. Mas a grande maioria das bactérias terão seu crescimento inibido em temperaturas abaixo de zero.

• Aplicação:

uso doméstico (alimentos em geral)

- geladeira: 4oC

- freezer doméstico: -20oC

conservação de espécimes

- Freezer: -70oC

- N líquido: -196oC


inibição do metabolismo.


RADIAÇÃO

Atividade antimicrobiana: menores que 295nm

Radiação Não-Ionizante

Radiação Ultravioleta

• Aplicação: salas cirúrgicas, salas assépticas onde produtos esterilizados são distribuídos, cabines de fluxo laminar.

Baixo poder de penetração

• Mecanismo de ação: morte ou mutação.

Excita os elétrons resultando na formação de dímeros de timina


Radiação Ionizante

Raios X e Gama

• Aplicação: Produtos médicos descartáveis, gaze, luvas de látex, cotonete, algodão, próteses, cosméticos, alimentos, etc.

Alto poder de penetração

• Mecanismo de ação: morte ou mutação.

Ionização das moléculas, ou seja, conduzem elétrons constantemente até romperem moléculas em átomos

H2O → OH- + H+


Radicais hidroxila interferem na transcrição do DNA

FILTRAÇÃO

Retenção dos micro-organismos

Alimentos irradiados tornam-se radioativos?

OMS aprova a radiação ionizante na esterilização de aves (utilizado no Canadá) e para certos tipos de temperos e condimentos vegetais.

NÃO

Membranas Filtrantes

Ésteres de celulose

• Aplicação:

produtos termosensíveis (vitaminas e proteínas),

medicamentos,

meio de cultura,

água (diálise).


retenção


Vantagem: coleta e diferenciação dos micro-organismos do meio (dependendo do poro utilizado)

Filtros de Partículas de Ar de Alta Eficiência (HEPA - High Efficiency Particulate Air filters)

• Aplicação: Manuseio de materiais perigosos como tecido animal doente, micro-organismos infecciosos ou manipulação gênica de micro-organismos.


retenção.

• Esterilização: NÃO

removem 99,97% de

partículas de 0,3 µm.

Fluxo Laminar

• Aplicação:

uso doméstico e indústria alimentícia


diminuição da atividade metabólica das células vegetativas.


DESSECAÇÃO CONJUGAÇÃO COM SOLUTO (açúcar ou sal)

DIMINUIÇÃO DA ATIVIDADE DE ÁGUA

Métodos Químicos de Controle Microbiano

1. Desinfetantes e Antissépticos

- Fenol e Compostos fenólicos

- Álcool

- Halogênios

- Metais pesados

- Clorexidina

- Detergentes

- Agentes oxidantes

2. Esterilizantes químicos

- Óxido de etileno

- Glutaraldeído

- Formaldeído

Aplicação: dependente de vários fatores

Características de Agente Químico “Ideal”

Efeito rápido

Amplo espectro antimicrobiano

Ação prolongada e irreversível

Estabilidade química

Inodoro ou odor agradável

Não causar danos ao homem

Fácil aplicação

Baixo custo

NÃO EXISTE

DESINFETANTES E ANTISSÉPTICOS

Fenol e Compostos fenólicos

• Mecanismo de ação: lesão membrana citoplasmática, desnaturação.

↑ Concentração = bactericida

↓ Concentração = bacteriostático

• Espectro de ação: Gram (+) e (-), bacilos álcool-ácido resistentes (BAAR).

• Tempo de exposição: alguns minutos.

• Desvantagem: irritante para a pele e odor desagradável.

em detergentes ou sabão reduz as qualidades irritativas com aumento da atividade antibacteriana

• Vantagem: ação residual .

• Aplicação: Sabonetes, xampus, pasta de dente, desodorantes, cosméticos, unguentos.

• Cresóis CREOLINA

TIMOL

• Triclosano

• Ortofenilfenol

Álcoois

Etílico (70%)

• Aplicação: superfícies humanas e inanimadas em geral.

• Mecanismo de ação: desnaturação e remoção mecânica.

• Espectro de ação: Gram (+) e (-), BAAR, fungos e vírus envelopados.

• Tempo de exposição: 10 a 15 min.

• Desvantagem: evaporação rápida sem deixar resíduos.

• Vantagem: baixo custo, baixa toxicidade, fácil aquisição e aplicação.

?

Ajuda na entrada do álcool na célula ↓ Volatilização

Halogênios

1. Iodo

• Aplicação: antisséptico, desinfetante de pequenas quantidades de água (sanificar utensílios de alimentação), desinfetantes de ar (vapores).

• Mecanismo de ação: Agente oxidante

• Espectro de ação: Gram (+) e (-), BAAR, esporos, fungos, vírus e amebicida.


• Desvantagem: presença de material orgânico diminui sua eficiência.

• Vantagens: ótimo agente microbicida.

Halogênios

2. Cloro

• Aplicação: - Cl gasoso liquefeito = água potável, piscinas e sistemas de tratamento - Hipoclorito de cálcio = sanitização de utensílios de restaurantes e equipamentos de

laticínios - Hipoclorito (1%) = desinfecção doméstica e de alimentos (verduras, legumes e frutas)

• Mecanismo de ação: Agente oxidante → HCl- + O+

• Espectro de ação: Gram (+) e (-), fungos


• Desvantagens: Irritante para a pele e corrosivo.

• Vantagens: grande disponibilidade, baixo custo, ação residual.

Ação microbicida ocorre somente na forma de ácido hipocloroso (HOCl), que se forma quando o cloro é

adicionada à água → 250ppm/15min

Metais pesados e seus compostos

• Mecanismo de ação: Inativação de proteínas.

• Espectro de ação: Gram (+) e (-)

• Tempo de exposição: enquanto em contato.

• Desvantagem: intoxicação por absorção.

• Vantagens: ↓ quantidades ↑ poder microbicida

• Aplicações:

MERCÚRIO ORGÂNICO: pequenos cortes, feridas e infecções de pele.

Merbromin Nitromersol

Timerosal

NITRATO DE PRATA (1%): prevenção de infecções oculares por gonococos em recém-nascidos

Nitrato de prata (0,5%): gaze embebida em queimaduras

para evitar infecções

Moeda de prata em crescimento (ágar)


SULFATO DE COBRE:

Algicida Fungicida

(reservatórios de água e piscinas) (controle de infecções em plantas)


ZINCO: fungicidas de plantas

unguentos (pé-de-atleta) antissépticos bucais


Clorexicida

• Mecanismo de ação: desorganização estrutural e funcional da MP

• Espectro de ação: Gram (+) e (-), ↓ fungos e vírus.


• Desvantagem: acima de 2% tóxico.

• Vantagens: efeito residual, eficaz na

presença de matéria orgânica,

pouco irritante às mucosas.

• Aplicações: cortes e ferimentos, sabonetes, enxaguantes bucais, etc.

Detergentes e Sabões

• Aplicação: tudo que pode ser lavável.

• Mecanismo de ação: Diminuem a tensão superficial (rompimento da membrana citoplasmática e remoção mecânica.

• Espectro de ação: Gram (+) e (-), fungos, vírus, esporos.

• Tempo de exposição: 10 min.

• Vantagem: método simples, barato e eficaz.

• Desvantagem: ação lenta e menos

duradoura.

Detergentes e Sabões

Compostos Quaternários de Amônio

Atividade microbicida, ação detergente,

baixa toxicidade, alta solubilidade em água,

alta estabilidade em solução e não são corrosivos.

Cloreto de benzalcônio Cloreto de cetilpiridínio

Agentes Oxidantes

• Aplicação: uso doméstico em geral, antisséptico de pequenas feridas.

• Mecanismo de ação: oxidação dos constituintes celulares.

• Espectro de ação: Gram (+) e (-), fungos.

• Tempo de exposição: enquanto estiver em contato.

• Desvantagem: baixa atividade residual.

• Vantagem: baixo custo.

Peróxido de Hidrogênio 3%

ESTERILIZANTES QUÍMICOS

• Aplicação: materiais médicos sensíveis ao calor (bolsas de sangue para transfusão), equipamentos de cateterização, marcapassos, locais fechados (câmaras assépticas)

• Mecanismo de ação: Inativação de enzimas

• Espectro de ação: esterilizante

• Tempo de exposição: variável.

• Desvantagem: altamente tóxicos, muito tempo para agir.

• Vantagem: Não corrosivos (metal, plástico e borracha).

• ÓXIDO DE ETILENO (gás inflamável) = alto poder de penetração

• GLUTARALDEÍDO (líquido oleoso) = equipamentos cirúrgicos

• FORMALDEÍDO (gás tóxico) = penetração limitada

OBRIGADA

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