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2010 UFRPE/CODAI Microbiologia Básica Irineide Teixeira de Carvalho

Microbiologia Basica

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  • 2010UFRPE/CODAI

    Microbiologia BsicaIrineide Teixeira de Carvalho

  • Presidncia da Repblica Federativa do Brasil

    Ministrio da Educao

    Secretaria de Educao a Distncia

    Ficha catalogr caSetor de Processos Tcnicos da Biblioteca Central - UFRPE

    Reitor da UFRPEProf. Valmar Correa de Andrade

    Vice-Reitor da UFRPEProf. Reginaldo Barros

    Diretor do CODAIProf. Luiz Augusto de Carvalho Carmo

    Equipe de ElaboraoColgio Agrcola Dom Agostinho Ikas (CODAI) / UFRPE

    Coordenadora InstitucionalProfa. Arglia Maria Arajo Dias Silva CODAI / UFRPE

    Coordenadora do Curso Profa. Claudia Mellia CODAI / UFRPE

    Professor PesquisadorProf. Paulo Ricardo Santos Dutra CODAI / UFRPE

    Equipe de ElaboraoUniversidade Federal do Rio Grande do Norte UFRN

    Coordenao InstitucionalVera Lucia do Amaral / UFRN

    Professor-autorIrineide Teixeira de Carvalho / UFRPE CODAI

    RevisoEmanuelle Pereira de Lima Diniz / UFRNThalyta Mabel Nobre Barbosa / UFRNVernica Pinheiro da Silva / UFRN

    DiagramaoJos Antonio Bezerra Junior / UFRN

    Arte e IlustraoRoberto Luiz Batista de Lima / UFRN

    Reviso Tipogr caNouraide Queiroz / UFRN

    Projeto Gr coe-Tec/MEC

    Colgio Agrcola Dom Agostinho Ikas (CODAI), rgo vinculado a Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE)Este Caderno foi elaborado em parceria entre o Colgio Agrcola Dom Agostinho Ikas (CODAI) da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE) e a Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) para o Sistema Escola Tcnica Aberta do Brasil e -Tec Brasil.

    C331m Carvalho, Irineide Teixeira de.Microbiologia bsica / Irineide Teixeira de Carvalho. Recife:

    EDUFRPE, 2010.108 p. : il.

    ISBN: 978-85-7946-020-3

    1. Microbiologia. 2. Bactrias. 3. Microorganismos. 4. Fungos. 5. Vrus. 6. Microorganismos Classi cao. I.Ttulo.

    CDD 576CDU 579

  • e-Tec Brasil

    Apresentao e-Tec Brasil

    Prezado estudante,

    Bem-vindo ao e-Tec Brasil!

    Voc faz parte de uma rede nacional pblica de ensino, a Escola Tcnica Aberta

    do Brasil, instituda pelo Decreto n 6.301, de 12 de dezembro 2007, com o

    objetivo de democratizar o acesso ao ensino tcnico pblico, na modalidade

    a distncia. O programa resultado de uma parceria entre o Ministrio da

    Educao, por meio das Secretarias de Educao a Distancia (SEED) e de Edu-

    cao Pro ssional e Tecnolgica (SETEC), as universidades e escolas tcnicas

    estaduais e federais.

    A educao a distncia no nosso pas, de dimenses continentais e grande

    diversidade regional e cultural, longe de distanciar, aproxima as pessoas ao

    garantir acesso educao de qualidade, e promover o fortalecimento da

    formao de jovens moradores de regies distantes, geogra camente ou

    economicamente, dos grandes centros.

    O e-Tec Brasil leva os cursos tcnicos a locais distantes das instituies de

    ensino e para a periferia das grandes cidades, incentivando os jovens a concluir

    o ensino mdio. Os cursos so ofertados pelas instituies pblicas de ensino

    e o atendimento ao estudante realizado em escolas-polo integrantes das

    redes pblicas municipais e estaduais.

    O Ministrio da Educao, as instituies pblicas de ensino tcnico, seus

    servidores tcnicos e professores acreditam que uma educao pro ssional

    quali cada integradora do ensino mdio e educao tcnica, capaz de

    promover o cidado com capacidades para produzir, mas tambm com auto-

    nomia diante das diferentes dimenses da realidade: cultural, social, familiar,

    esportiva, poltica e tica.

    Ns acreditamos em voc!

    Desejamos sucesso na sua formao pro ssional!

    Ministrio da Educao

    Janeiro de 2010

    Nosso contato

    [email protected]

  • e-Tec Brasil

    Indicao de cones

    Os cones so elementos gr cos utilizados para ampliar as formas de

    linguagem e facilitar a organizao e a leitura hipertextual.

    Ateno: indica pontos de maior relevncia no texto.

    Saiba mais: oferece novas informaes que enriquecem o assunto ou curiosidades e notcias recentes relacionadas ao

    tema estudado.

    Glossrio: indica a de nio de um termo, palavra ou expresso utilizada no texto.

    Mdias integradas: remete o tema para outras fontes: livros, lmes, msicas, sites, programas de TV.

    Atividades de aprendizagem: apresenta atividades em diferentes nveis de aprendizagem para que o estudante possa

    realiz-las e conferir o seu domnio do tema estudado.

  • e-Tec Brasil

    Sumrio

    Palavra do professor-autor 11

    Apresentao da disciplina 13

    Projeto instrucional 15

    Aula 1 A evoluo da Microbiologia 171.1 Histria da evoluo da Microbiologia 17

    1.2 Quem descobriu os microrganismos? 18

    1.3 O que biognese e abiognese ou gerao espontnea? 18

    1.4 Quem foi Louis Pasteur? 19

    1.5 A Microbiologia como cincia 20

    Aula 2 Classi cao dos microrganismos 232.1 Os seres vivos 23

    2.2 Clula 23

    2.3 Classi cao dos 5 reinos 24

    2.4 Principais caractersticas dos grupos de microrganismos 25

    Aula 3 Caractersticas das bactrias 293.1 Caractersticas gerais das bactrias 29

    3.2 Tamanho 29

    3.3 Morfologia 30

    3.4 Estruturas bacterianas 32

    3.5 Parede celular 33

    Aula 4 Fungos e vrus 414.1 Fungos e vrus 41

    4.2 Caractersticas dos fungos em relao s bactrias 43

    4.3 Modo de vida dos fungos de acordo com o tipo de alimentao 44

    4.4 Tipos de reproduo 44

    4.5 Diversidade morfolgica dos fungos 46

    4.6 Vrus 47

  • e-Tec Brasil

    Aula 5 Curva de crescimento dos microrganismos 535.1 Esquema da progresso 53

    5.2 Atividade da gua 56

    5.3 Acidez (pH) 61

    5.4 Oxignio 62

    5.5 Composio qumica 63

    5.6 Fatores antimicrobianos naturais 64

    5.7 Interaes entre microrganismos 65

    5.8 Umidade 67

    Aula 6 Alteraes microbianas sobre as substncias dos alimentos 69

    6.1 Alteraes microbianas sobre os alimentos 69

    6.2 Fontes de microrganismos encontrados em alimentos 70

    6.3 Alteraes microbianas sobre os constituintes dos alimentos 70

    6.4 Utilizao dos carboidratos 71

    Aula 7 Mecanismos de produo de doenas dos microrganismos 77

    7.1 Infeces e toxinfeces 77

    7.2 Mecanismos de patogenicidade 77

    7.3 Relao entre agente X hospedeiro 79

    7.4 Multiplicao nos tecidos do hospedeiro 79

    7.5 Produo de toxinas 80

    Aula 8 Normas em laboratrio de Microbiologia 838.1 Normas em laboratrio de Microbiologia 83

    8.2 Normas de trabalho microbiolgico 84

    Aula 9 Processo de esterilizao, desinfeco e preparo do material para uso em anlises microbiolgicas de alimentos 87

    9.1 Processo de esterilizao e desinfeco 87

    9.2 Agentes utilizados 87

    9.3 Bio lmes microbianos 88

  • e-Tec Brasil

    9.4 Preparao do lcool a 70% 90

    9.5 Diluio de produtos clorados em PPM 91

    9.6 Preparo do material para uso em anlises microbiolgicas de alimentos 92

    Aula 10 Coleta, transporte e estocagem de amostras para anlise 97

    10.1 Coleta de amostras 97

    10.2 Coleta de amostra para anlise 98

    Aula 11 Contagem total de microrganismos em placas 10111.1 Contagem total de microrganismos em placas 101

    11.2 Diluio de amostra e plaqueamento em profundidade 101

    Referncias 107

    Currculo do professor-autor 109

  • e-Tec Brasil11

    Palavra do professor-autor

    Caro aluno!

    A Microbiologia Bsica servir de base para o entendimento do papel dos

    microrganismos para a vida. Nesta disciplina, voc estudar quem so os

    microrganismos, como foram descobertos, como so e como podem ser

    importantes na tecnologia de alimentos, participando em vrios processos

    como produo, conservao e deteriorao de alimentos e, ainda, como

    promotores de doenas.

    O contedo abordado lhe deixar estimulado a continuar os estudos da mi-

    crobiologia dos alimentos, pois voc ver que esses fazem parte do nosso

    dia a dia.

  • e-Tec Brasil13

    Apresentao da disciplina

    Esta disciplina ser composta de 11 aulas. Na Aula 1, voc ter a oportunida-

    de de entender a evoluo da Microbiologia, como foram as primeiras des-

    cobertas dos microrganismos, os principais responsveis por essa evoluo e

    a importncia da Microbiologia para a nossa vida.

    Na Aula 2, voc estudar a classi cao dos seres vivos e suas principais

    caractersticas. Voc ver na aula anterior, que existem no mundo diversos

    tipos de microrganismos. Esses microrganismos apresentam caractersticas

    biolgicas diferentes, ou seja, diferenas no formato, no tamanho, funes

    siolgicas e metablicas, como tambm na sua capacidade de pr em risco

    a sade do homem. Quanto ao metabolismo dos microrganismos, as bac-

    trias e fungos possuem vida prpria, podendo multiplicar-se nos alimentos

    e aumentar em nmero, alm de produzir toxinas. J os vrus dependem de

    um hospedeiro para sua multiplicao.

    Voc conhecer as caractersticas das bactrias na Aula 3.

    J na Aula 4, voc dar continuidade ao estudo das caractersticas dos micror-

    ganismos, atravs da anlise das principais caractersticas dos fungos e vrus.

    Na Aula 5, voc saber como os microrganismos descrevem a curva de cres-

    cimento e quais os fatores que in uenciam nesse crescimento. Com esses

    conhecimentos saber como aumentar o tempo de prateleira dos alimentos

    e produzir alimentos a partir dos microrganismos. Saber tambm como evi-

    tar infeces e toxinfeces alimentar. Como voc ver, o aprendizado desta

    aula base fundamental para a disciplina de Microbiologia dos Alimentos.

    Na Aula de nmero 6, voc estudar os principais microrganismos de interesse

    na Microbiologia dos Alimentos, por serem sempre encontrados em gneros

    alimentcios, animais e vegetais. Os alimentos podem constituir um risco para

    o consumidor, quando microrganismos patognicos esto presentes e encon-

    tram condies favorveis para se multiplicar e ou produzir toxinas.

  • e-Tec Brasil 14

    Na aula seguinte, voc aprender que tipos de doenas podem ser difundidos

    por alimentos e quais so os mecanismos de patogenicidade dos microrganismos.

    A partir da Aula 8, voc estudar todas as atividades relacionadas ao traba-

    lho de anlises microbiolgicas em laboratrio. Iniciaremos com as normas

    de nidas para higiene do pessoal que trabalha no laboratrio, dos equipa-

    mentos e utenslios e a sequncia de planejamento. Ainda nessa aula, voc

    ver que para obteno de um resultado analtico con vel devemos ter

    todo o cuidado para evitar que contaminantes encontrados no ambiente de

    anlise bem como nos equipamento, vidrarias e utenslios cheguem a amos-

    tra, modi cando a carga microbiana original. Dessa forma, os processos de

    esterilizao e desinfeco so parte das etapas de anlises microbiolgicas

    de fundamental importncia.

    Na Aula 9, voc conhecer os agentes fsicos e qumicos utilizados no processo

    de esterilizao e desinfeco, as diluies de lcool e cloro utilizados nos

    processos de desinfeco, e as etapas do preparo do material utilizado nas

    anlises microbiolgicas. Ver tambm que o resultado analtico de uma

    amostra ou lote depende signi cativamente de como a amostra foi coletada,

    transportada e estocada. Assim sendo, na Aula 10 abordaremos a forma

    correta de realizao dessas etapas.

    Na ltima aula, voc conhecer o mtodo de contagem total de microrga-

    nismos em placas.

  • e-Tec Brasil15

    Projeto instrucional

    Instituio: Universidade Federal Rural de Pernambuco CODAI

    Nome do Curso: Produo Alimentcia

    Professor-autor: Irineide Teixeira de Carvalho

    Disciplina: Microbiologia Bsica

  • e-Tec BrasilAula 1 A evoluo da Microbiologia 17

    Aula 1 A evoluo da Microbiologia

    Objetivos da aula

    Ao nal da aula voc dever ter condies de:

    Reconhecer a importncia da descoberta do microscpio para a

    Microbiologia.

    Diferenciar a abiognese da biognese.

    Identi car a importncia de Louis Pasteur para a abiognese.

    Identi car o incio da Microbiologia e a sua importncia para a nossa vida.

    1.1 Histria da evoluo da Microbiologia A Microbiologia uma cincia que foi impulsionada com a descoberta do mi-

    croscpio por Leuwenhoek (1632 1723). A partir da descoberta do microsc-

    pio e a constatao da existncia dos microrganismos, os cientistas comearam

    a indagar sua origem, surgindo ento, as teorias da abiognese ou gerao

    espontnea e a biognese. Aps os experimentos de Spallanzani que prova-

    ram que infuses quando aquecidas, esterilizadas e fechadas hermeticamente

    para evitar recontaminao impediam o aparecimento de microrganismos, a

    abiognese foi descartada.

    Acredita-se que os microrganismos (organismos pequenos s visveis com

    o auxlio de lentes) apareceram na terra h bilhes de anos a partir de um

    material complexo de guas ocenicas ou de nuvens que circulavam a terra.

    Os microrganismos so antigos, porm a microbiologia como cincia jovem,

    uma vez que os microrganismos foram evidenciados h 300 anos e s foram

    estudados e compreendidos 200 anos depois.

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 18

    1.2 Quem descobriu os microrganismos?Antony Van Leuwenhoek (1632 1723) era um homem comum que possua

    um armazm, era zelador da prefeitura e servia como provador o cial de vinhos

    para a cidade de Delft na Holanda. Tinha como hobby polir lentes de vidro, as montava entre nas placas de bronze ou prata para inspecionar bras e

    tecelagem de roupas, ores, folhas e pingos dgua. Na poca, era comum o

    interesse pelo mundo natural, mas Leuwenhoek tinha o cuidado de descrever,

    detalhadamente, tudo o que fazia e o que observava com suas lentes.

    Usando seu precrio microscpio, observava guas de rios, infuses de pi-

    menta, saliva, fezes, etc.; at que veri cou nesses materiais, a presena de um

    grande nmero de pequenssimos objetos mveis e de formas diferentes, que

    no poderiam ser vistos sem a ajuda das lentes, e os chamou de animculos

    por acreditar que seriam pequeninos animais vivos.

    Leuwenhoek fez observaes magn cas sobre a estrutura microscpica das

    sementes e embries de vegetais, animais invertebrados, espermatozoides,

    sangue, circulao sangunea etc. Uma dimenso inteiramente nova enri-

    queceu a biologia (bio = vida, logia = estudo). Todos os tipos principais de

    microrganismos que hoje conhecemos protozorios, algas, fungos e bactrias

    foram primeiramente descritos por Leuwenhoek.

    1.3 O que biognese e abiognese ou gerao espontnea?

    Aps a revelao ao mundo da presena dos microrganismos, os cientistas

    comearam a indagar a origem desses seres e se dividiram em duas correntes

    de pensamento as quais veremos a seguir.

    Biognese Alguns cientistas acreditavam, inclusive Leuwenhoek, que as sementes destas criaturas microscpicas esto sempre presentes no ar,

    de onde ganham acesso aos materiais e ali crescem desde que as condies

    sejam adequadas ao seu desenvolvimento. A essa forma de multiplicao dos

    microrganismos chamou-se biognese.

    Abiognese Outros cientistas acreditavam que os microrganismos se for-mavam espontaneamente a partir da matria orgnica em decomposio ou

    putrefao, essa forma de multiplicao chamou-se abiognese.

  • e-Tec BrasilAula 1 A evoluo da Microbiologia 19

    A abiognese tambm cou conhecida como gerao espontnea.

    A crena na gerao espontnea de seres vivos teve uma longa existncia. A

    ideia da gerao espontnea teve origem na Grcia Antiga, que acreditava

    que rs e minhocas surgiam, espontaneamente, de um pequeno lago ou lama.

    Outros acreditavam que larvas de insetos e moscas eram produzidas a partir de

    carne em decomposio. Pouco a pouco, essas ideias foram perdendo fora,

    por demonstraes cient cas como a do mdico italiano Francesco Redi (1626

    1697), que demonstrou que as larvas encontradas na carne em putrefao

    eram larvas de ovos de insetos e no um produto da gerao espontnea.

    Convencer os que apoiavam a abiognese de que um ser no poderia surgir

    apenas da matria orgnica, tornou-se bem mais difcil, principalmente, a

    partir do experimento de Heedham em 1749, que demonstrou que, de muitos

    tipos diferentes de infuses, invariavelmente, emergiam criaturas microscpicas

    (microrganismos), independentemente do tratamento que receberam, protegi-

    das ou no, fervidas ou no. Hoje, sabe-se que os experimentos de Heedham

    foram falhos, pois este no tomava precaues higinicas para proteger seus

    experimentos do ar circundante, permitindo dessa forma a contaminao de

    suas infuses.

    Cinquenta anos aps os experimentos de Heedham, Spallanzani evidenciou em

    centenas de experincias, que o aquecimento das infuses at esterilizao,

    pode impedir a contaminao por microrganismos. Posteriormente, Spalla-

    zani concluiu que poder haver recontaminao das infuses por conduo

    dos microrganismos pelo ar, desde que o frasco que a contenha no esteja

    hermeticamente fechado ou apresente rachadura, propiciando na infuso, o

    aparecimento de colnias de microrganismos.

    1.4 Quem foi Louis Pasteur?Louis Pasteur (1822 1895) era um qumico francs bastante respeitado na

    poca por seus inmeros trabalhos cient cos, dedicou seus considerveis

    talentos ao estudo dos microrganismos. Interessou-se pela indstria de vinhos

    franceses e pela funo dos microrganismos na produo de lcool. Este inte-

    resse incentivou-o a continuar o debate sobre a origem dos microrganismos,

    uma vez que ainda persistiam alguns defensores da gerao espontnea ou

    abiognese, a exemplo do naturalista francs Flix Archimde Pouchet (1800

    1872). Pasteur fez uma srie de experimentos de nitivos. Um dos principais

    processos foi o uso de frascos de colo longo e curvado, semelhante ao pescoo

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 20

    de cisnes, que foram preenchidos com caldo nutritivo e aquecidos. O ar podia

    passar livremente atravs dos frascos abertos, mas nenhum microrganismo

    surgiu na soluo. A poeira e os microrganismos depositavam-se na rea sinu-

    osa em forma de V do tubo e, portanto, no atingiam o caldo. Seus resultados foram comunicados com entusiasmo na Universidade de Sorbonna, em Paris,

    em 7 de abril de 1864.

    Figura 1.1: Louis de PasteurFonte: http://www.sil.si.edu/digitalcollections/hst/scienti c-identity/fullsize/SIL14-P002-04a.jpg

    Pasteur deu um grande impulso na tecnologia de alimentos. O processo de pre-

    servao dos alimentos pela pasteurizao foi criado por esse ilustre cientista,

    e o nome do processo de pasteurizao foi dado em sua homenagem. Voc

    ter a oportunidade de saber como funciona a pasteurizao na disciplina de

    Microbiologia dos alimentos.

    1.5 A Microbiologia como cinciaMuitos curiosos e cientistas contriburam para o estudo da Microbiologia

    como cincia. Seu incio se deu na segunda metade do sculo XIX, quando os

    cientistas provaram que os microrganismos originaram-se de pais iguais a eles

    prprios e no de causas sobrenaturais ou de plantas e animais em putrefao,

    como na teoria de gerao espontnea.

    preciso fazer experimentos e comprovar, cienti camente, antes de defender

    ou a rmar uma tese. Muito cuidado! Voc pode est repetindo erros, como

    os que defendiam a abiognese.

  • e-Tec BrasilAula 1 A evoluo da Microbiologia 21

    A Microbiologia preocupa-se com o estudo dos microrganismos e de suas

    atividades. Estuda a forma, a estrutura, a reproduo, a siologia, o metabo-

    lismo e a identi cao dos seres microscpicos. Estuda sua distribuio natural,

    suas relaes recprocas e com outros seres vivos, seus efeitos ben cos e

    prejudiciais sobre os homens e as alteraes fsicas e qumicas que provocam

    em seu meio ambiente.

    Em sua maior parte, a Microbiologia trata com organismos microscpicos uni-

    celulares. Nos indivduos unicelulares todos os processos vitais so realizados

    numa nica clula. Independentemente da complexidade de um organismo,

    a clula , na verdade, a unidade bsica da vida. No processo de reproduo,

    os organismos vivos mantm uma identidade de espcie, possuindo poten-

    cialidades de alteraes, buscando encontrar um modo especial de sobreviver.

    A tarefa dos microrganismos na natureza algo sensacional, especialmente,

    quando se lembra de seu papel como regulador do equilbrio entre seres vivos

    e mortos.

    Voc viu ao longo da aula que a Microbiologia est presente em nosso dia a

    dia. Com base nisso, ser que na atualidade leigos tm espao para contribuir

    com a Microbiologia? Justi que a sua resposta.

    Resumo

    Nesta aula, voc aprendeu sobre a evoluo da Microbiologia, as suas primeiras

    descobertas, os principais responsveis por essa evoluo e a importncia dessa

    cincia para a nossa vida.

    Atividades de aprendizagem

    1. Quando apareceram os microrganismos na Terra?

    2. Que so microrganismos?

    3. Quando se evidenciou a presena dos microrganismos?

    4. Quem foi Antony Van Leuwenhoek?

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 22

    5. Qual a importncia do microscpio para a Microbiologia?

    6. O que diferenciou Leuwenhoek dos demais investigadores amadores?

    7. Como Leuwenhoek observou os microrganismos?

    8. O que caracteriza a teoria da abiognese?

    9. O que caracteriza a teoria da biognese?

    10. Como e por quem a teoria da abiognese foi descartada?

    11. Que experimento colocou m, de nitivamente, na abiognese?

    12. Quem foi Louis de Pasteur?

    13. Que mtodo de conservao dos alimentos teve como origem o nome de Louis de Pasteur?

    14. O que Microbiologia?

    15. O que se prope estudar a Microbiologia?

    16. Qual a origem da palavra Microbiologia?

  • e-Tec BrasilAula 2 Classi cao dos microrganismos 23

    Aula 2 Classi cao dos microrganismos

    Objetivos da aula

    Ao nal da aula voc dever ter condies de:

    Identi car a clula como unidade comum a todos os seres vivos,

    bem como sua estrutura.

    Reconhecer os reinos Monera, Protista, Plantae, Animalia e Fungi.

    Identi car as caractersticas dos reinos Monera, Protista, Plantae,

    Animalia e Fungi.

    2.1 Os seres vivos Os seres vivos so constitudos de unidades microscpicas chamadas de clulas

    que formam, em conjunto, estruturas organizadas. As clulas so compostas

    de ncleo e citoplasma. Quando o ncleo celular circundado por uma mem-

    brana nuclear ou carioteca, os organismos que as possuem so chamados de

    eucariticos, os que no possuem clulas com carioteca so os procariticos

    a exemplo das bactrias.

    Baseado na maneira pela qual os organismos obtm alimentos, Robert H. Whit-

    taker classi cou os organismos vivos em 5 reinos: reino Monera, reino Protista,

    reino Plantae, reino Animalia e reino Fungi. Os microrganismos pertencem

    a trs dos cinco reinos: as bactrias so do reino Monera, os protozorios e

    algas microscpicas so Protistas e os fungos microscpicos como leveduras e

    bolores pertencem ao reino Fungi.

    2.2 ClulaA clula uma estrutura tpica microscpica comum a todos os seres vivos.

    Com os avanos da microscopia eletrnica na dcada de 1940, foi possvel

    a visualizao de muitas estruturas da clula que seria impossvel no micros-

    cpio tico.

  • Membrana Celular Retculoendoplasmtico

    Citoplasma

    Lisossoma

    Mitocndria

    Complexo de Golgi

    Ribossomo

    Ncleo

    Centrolos

    VesculaDobra temporriade membrana celular

    Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 24

    Todas as clulas se compem de duas regies internas principais conhecidas

    como ncleo e citoplasma. O ncleo, que circundado pelo citoplasma, con-

    tm todas as informaes genticas do organismo, sendo responsvel pela

    hereditariedade. O citoplasma a sede primria dos processos de sntese e o

    centro das atividades funcionais em geral.

    Em algumas clulas, o ncleo circundado por uma membrana denominada

    de membrana nuclear ou carioteca. Compreendem o grupo das eucariticas,

    os protozorios, os fungos, a maior parte das algas. Estas clulas se asseme-

    lham as dos animais e plantas. Em contraste, as bactrias e o pequeno grupo

    de algas azul-verdes se caracterizam por clulas menores procariticas por no

    apresentarem membrana nuclear.

    Nas plantas e microrganismos, a parede celular a nica estrutura limitante.

    Seu nico papel parece ser o de proteo contra injrias mecnicas e impedem,

    principalmente, a ruptura osmtica quando a clula colocada em ambiente

    com alto teor de gua. Veja a Figura 2.1 a seguir.

    Figura 2.1: Estrutura esquemtica de uma clula

    Os microrganismos protozorios so estudados na cincia da Parasitologia.

    Baseando-se nas descries acima, esquematize uma clula.

    2.3 Classi cao dos 5 reinosA classi cao dos organismos, mais recente, proposta por Robert H. Whit-

    taker em 1969, foi baseada a partir da maneira pela qual o organismo obtm

    nutrientes de sua alimentao. Veja:

  • e-Tec BrasilAula 2 Classi cao dos microrganismos 25

    1. Fotossntese processo pelo qual a luz fornece energia para converter o dixido de carbono em gua e acares.

    2. Absoro a captao de nutrientes qumicos dissolvidos em gua.

    3. Ingesto entrada de partculas de alimentos no dissolvidas.

    Nesse esquema de classi cao, os procariotos que normalmente obtm ali-

    mentos s por absoro constituem o reino Monera. O reino Protista inclui os microrganismos eucariticos unicelulares, que representam os trs tipos

    nutricionais: as algas so fotossintticas, os protozorios podem ingerir seu

    alimento e os fungos limosos somente absorvem os nutrientes. Os organis-

    mos eucariticos superiores so colocados no reino Plantae (plantas verdes fotossintticas e algas superiores), Animalia (animais que ingerem alimentos) e Fungi, organismos que tm parede celular, mas no apresentam o pigmento cloro la encontrado em outras plantas para promover a fotossntese, portanto

    eles absorvem os nutrientes. Como pode se observar, os microrganismos per-

    tencem a trs dos cinco reinos.

    2.4 Principais caractersticas dos grupos de microrganismos

    Protozorios so microrganismos eucariticos unicelulares. Como os animais ingerem partculas alimentares, no apresentam parede celular

    rgida e no contm cloro la. Movem-se atravs de clios, agelos ou

    pseudpode. Estes microrganismos so estudados na cincia da Parasito-

    logia (estudo dos parasitas).

    So amplamente distribudos na natureza, principalmente, em ambientes

    aquticos. Muitos so nocivos ao homem como a ameba e a girdia.

    Figura 2.2: Protozorios

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 26

    Algas so semelhantes s plantas por possurem cloro la que participa do processo de fotossntese e apresentam uma parede celular rgida. So

    eucariotos e podem ser unicelulares ou multicelulares com vrios metros

    de comprimento. Podem ser nocivas por produzirem toxinas, obstruir cai-

    xas dgua ou crescerem em piscinas. Entretanto, algumas espcies so

    usadas nas indstrias de alimentos, farmacuticas, cosmticos e para o uso

    em laboratrio. As algas no so estudadas na Microbiologia de alimentos.

    Figura 2.3: Algas Fonte: http://www.sxc.hu/photo/816065

    Fungos podem ser unicelulares ou multicelulares. So eucariotos e possuem parede celular rgida. Os fungos no ingerem alimentos e ob-

    tm os nutrientes do ambiente atravs de absoro.

    Figura 2.4: Fungos

  • e-Tec BrasilAula 2 Classi cao dos microrganismos 27

    Bactrias so procariotos, carecem de membrana nuclear e outras es-truturas celulares organizadas observadas em eucariotos.

    Figura 2.5: Bactrias

    Vrus representam o limite entre as formas vivas e as sem vida. No so clulas como as descritas anteriormente, contm somente um tipo de

    cido nucleico, RNA ou DNA que circundado por um envelope proteico

    ou capa. Devido ausncia de componentes celulares necessrios para o

    metabolismo ou reproduo independente, o vrus pode multiplicar-se

    somente dentro de clulas vivas, por isso no so considerados seres vi-

    vos por no possurem vida prpria.

    Figura 2.6: Vrus

    Liste as principais caractersticas dos grupos de microrganismos vistos nesta aula.

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 28

    Resumo

    Nesta aula, voc estudou a classi cao dos seres vivos em Monera, Prostista,

    Plantae, Animalia e Fungi e as suas principais caractersticas.

    Atividades de aprendizagem

    1. O que a clula?

    2. Quais as duas principais regies da clula?

    3. Como essas regies se dispem na clula e qual a funo de cada uma delas?

    4. O que carioteca?

    5. Como se chamam os microrganismos cujas clulas possuem carioteca?

    6. Como se chamam os microrganismos cujas clulas no possuem carioteca?

    7. Que microrganismos fazem parte do grupo dos eucariticos?

    8. Que microrganismos fazem parte do grupo dos procariticos?

    9. Qual o papel da parede celular?

    10. Em que se baseia a classi cao dos cinco reinos?

    11. Quais so os cinco reinos e quem props?

    12. Quais as formas de nutrio dos microrganismos?

    13. Que tipos de nutrio representam cada reino?

    14. Os microrganismos pertencem a qual dos cinco reinos?

    15. Quais as principais caractersticas dos protozorios, algas, fungos, bactrias e vrus?

  • e-Tec BrasilAula 3 Caractersticas das bactrias 29

    Aula 3 Caractersticas das bactrias

    Objetivo da aula

    Ao nal da aula voc dever ter condies de:

    Identi car as caractersticas das bactrias com relao ao tamanho,

    a morfologia e as estruturas da sua clula.

    3.1 Caractersticas gerais das bactrias So seres unicelulares, aparentwemente simples, sem carioteca, ou seja,

    sem membrana delimitante do ncleo. H um nico compartimento,

    o citoplasma.

    O material hereditrio, uma longa molcula de DNA, est enovelada na regio, aproximadamente central, sem qualquer separao do resto do

    contedo citoplasmtico. Suas paredes celulares, quase sempre, contm

    o polissacardeo complexo peptideoglicano.

    Usualmente se dividem por sso binria. Durante este processo, o DNA duplicado e a clula se divide em duas.

    A seguir, voc ir estudar mais detalhadamente as caractersticas de maior

    importncia para o entendimento das aulas seguintes.

    3.2 TamanhoInvisveis a olho nu, s podendo ser visualizada com o auxlio do microscpio,

    as bactrias so normalmente medidas em micrmetros (m), que so equi-

    valentes a 1/1000mm (10-3mm). As clulas bacterianas variam de tamanho

    dependendo da espcie, mas a maioria tem aproximadamente de 0,5 a 1m

    de dimetro ou largura. Veja a Figura 3.1 a seguir.

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 30

    Figura 3.1: Visualizao das bactrias com o auxlio do microscpio

    3.3 MorfologiaH uma grande variedade de tipos de bactrias e suas formas variam, de-

    pendendo do gnero da bactria e das condies em que elas se encontram.

    Apresentam uma das trs formas bsicas: cocos, bacilos e espirilos.

    Cocos so clulas geralmente arredondadas, mas podem ser ovoides ou achatadas em um dos lados quando esto aderidas a outras clulas.

    Os cocos quando se dividem para se reproduzir, podem permanecer uni-

    dos uns aos outros, o que os classi cam em:

    a) Diplococos so os que permanecem em pares aps a diviso.

    b) Estreptococos - so aqueles que se dividem e permanecem ligados em forma de cadeia.

    c) Ttrades so aqueles que se dividem em dois planos e permanecem em grupos de quatro.

    d) Esta lococos - so aqueles que se dividem em mltiplos planos e formam cachos (forma de arranjo).

    e) Sarcinas - so os que se dividem em trs planos, permanecendo unidos em forma de cubo com oito bactrias.

  • e-Tec BrasilAula 3 Caractersticas das bactrias 31

    Veja a seguir a Figura 3.2 representando os tipos de arranjos.

    Figura 3.2: Visualizao da classi cao dos Cocos

    Bacilos so clulas cilndricas ou em forma de basto. Existem diferen-as considerveis em comprimento e largura entre as vrias espcies de

    bacilos. As pores terminais de alguns bacilos so quadradas, outras

    arredondadas e, ainda, outras so a ladas ou pontiagudas.

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 32

    Figura 3.3: Fotogra a de Bacilos

    Espirilos so clulas espiraladas ou helicoidais assemelhando-se a um saca-rolha.

    Os espirilos no so evidenciados em Microbiologia de alimentos

    Existem modi caes dessas trs formas bsicas (cocos, bacilos e espirilos),

    chamada de pleomr cas. O pleomor smo a alterao da forma bsica da

    bactria decorrente de contaminao da cultura, envelhecimento da cultura,

    entre outros fatores.

    3.4 Estruturas bacterianasCom a ajuda do microscpio, podemos observar uma diversidade de estrutu-

    ras, funcionando juntas numa clula bacteriana. Algumas dessas estruturas

    so encontradas externamente xadas parede celular, enquanto outras so

    internas. A parede celular e a membrana citoplasmtica so comuns a todas

    as clulas bacterianas.

  • e-Tec BrasilAula 3 Caractersticas das bactrias 33

    A seguir, veja na Figura 3.4, de forma esquemtica, as estruturas de uma

    clula procaritica.

    Figura 3.4: Estrutura de uma clula bacteriana

    3.5 Parede celularA parede celular uma estrutura rgida que mantm a forma caracterstica

    de cada clula bacteriana. A estrutura to rgida que mesmo altas presses

    ou condies fsicas adversas raramente mudam a forma das clulas bacte-

    rianas. essencial para o crescimento e diviso da clula.

    As paredes celulares das clulas bacterianas no so estruturas homogneas,

    apresentam camadas de diferentes substncias que variam de acordo com o

    tipo de bactria. Elas diferem em espessura e em composio. Alm de dar

    forma bactria, a parede celular serve como barreira para algumas subs-

    tncias, previne a evaso de certas enzimas, assim como a entrada de certas

    substncias qumicas e enzimas indesejveis, que poderiam causar danos

    clula. Nutrientes lquidos necessrios clula tm passagem permitida.

    3.5.1 Membrana citoplasmticaLocaliza-se imediatamente abaixo da parede celular. A membrana citoplas-

    mtica o local onde ocorre a atividade enzimtica e do transporte de mo-

    lculas para dentro e para fora da clula. muito mais seletiva passagem

    de substncias externas que a parede celular.

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 34

    3.5.2 Estruturas externas a parede celular3.5.2.1 GlicocliceSigni ca revestimento de acar um envoltrio externo membrana

    plasmtica que ajuda a proteger a superfcie celular contra leses mecnicas

    e qumicas. composto de molculas de acar associadas aos fosfolipdios

    e s protenas dessa membrana. O glicoclice bacteriano um polmero vis-

    coso e gelatinoso que est situado externamente parede celular. Na maio-

    ria dos casos, ele produzido dentro da clula e excretado para a superfcie

    celular. O glicoclice descrito como uma cpsula.

    Em certas espcies, as cpsulas so importantes no potencial de produo

    de doenas da bactria. As cpsulas, frequentemente, protegem as bactrias

    patognicas da fagocitose pelas clulas do hospedeiro.

    3.5.2.2 Flagelos e cliosFlagelo signi ca chicote longo apndice lamentoso que serve para

    locomoo. Se as projees so poucas e longas em relao ao tamanho da

    clula, so denominados agelos. Se as projees so numerosas e curtas

    lembrando pelos, so denominados clios.

    Existem quatro tipos de arranjos de agelos, que so:

    Monotrquio (um nico agelo polar).

    An trquio (um nico agelo em cada extremidade da clula).

    Lofotrquio (dois ou mais agelos em cada extremidade da clula).

    Peritrquio ( agelos distribudos por toda clula).

    As bactrias mveis contm receptores em vrias localizaes, como dentro

    ou logo abaixo da parede celular. Estes receptores captam os estmulos qu-

    micos, como o oxignio, a ribose e a galactose. Em resposta aos estmulos,

    a informao passada para os agelos. Se um sinal quimiottico (estmulo

    qumico) positivo, denominado atraente, as bactrias se movem em dire-

    o ao estmulo com muitas corridas e poucos desvios. Se um sinal nega-

    tivo, denominado repelente, a frequncia de desvios aumenta medida que

    a bactria se move para longe do estmulo.

    As bactrias patognicas ageladas so consideradas mais virulentas que as no ageladas

    VirulentasSigni ca potncia

    da minifetao clinica.

  • e-Tec BrasilAula 3 Caractersticas das bactrias 35

    3.5.2.3 Filamentos axiaisSo feixes de brilas que se originam nas extremidades das clulas e fazem

    uma espiral em torno destas. A rotao dos lamentos produz um movimen-

    to que propele as espiroquetas (bactrias que possuem estrutura e motili-

    dade exclusiva) como a Treponema pallidum, o agente causador da s lis, em um movimento espiral. Este movimento semelhante ao modo como

    o saca-rolha se move, permitindo que as bactrias se movam efetivamente

    atravs dos tecidos corporais.

    3.5.2.4 Fimbrias e piliSo apndices semelhantes a pelos mais curtos, mais retos e mais nos que

    os agelos, so usados para xao em vez de motilidade. Essas estruturas,

    que distribudas de modo helicoidal em torno de um eixo central, so divi-

    didas em mbrias e pili, possuindo funes diversas. As mbrias permitem

    as clulas aderir s superfcies, incluindo as de outras clulas. As mbrias de

    bactrias Neisseria gonorhoeae, o agente causador da gonorreia, auxiliam o micrbio a colonizar as membranas mucosas e uma vez que a colonizao

    ocorre, as bactrias podem causar doenas.

    Os pili (singular pilus), normalmente, so mais longos que as mbrias, havendo apenas um ou dois por clula. Os pili unem-se as clulas bacteria-

    nas na preparao para transferncia de DNA de uma clula para outra.

    3.5.3 rea nuclear ou nucleoideContm uma nica molcula circular longa de DNA de dupla ta,

    o cromossomo bacteriano. a formao gentica da clula que transporta

    toda informao necessria para as estruturas e as funes celulares.

    3.5.3.1 RibossomosServem como locais de sntese proteica. So compostos de duas subunida-

    des, cada qual consistindo de protenas e de um tipo de RNA denominado

    ribossmico (RNAr). Os ribossomos procariticos diferem dos eucariticos

    no nmero de protenas e de molculas de RNA. Devido a essa diferena,

    a clula microbiana pode ser morta pelo antibitico, enquanto a clula do

    hospedeiro eucaritico permanece intacta.

    3.5.3.2 EsporosOs esporos se formam dentro da clula bacteriana, chamada de endspo-

    ros, so exclusivos de bactrias. So clulas desidratadas altamente durveis,

    com paredes espessas e camadas adicionais.

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 36

    Os gneros Bacillus e Clostridium podem apresentar esporos, estruturas que constituem formas de defesa e no devem ser confundidas com unida-

    des reprodutivas. Na forma de esporos, essas bactrias tm a capacidade de

    resistir ao de agentes qumicos diversos, s temperaturas inadequadas,

    aos meios de radiao, cidos e outras condies desfavorveis.

    3.5.3.3 PlasmdeosSo molculas de DNA de dupla ta pequenas e circulares. No esto conec-

    tados ao cromossomo bacteriano principal e replicam-se, independentemen-

    te, do DNA cromossmico. Podem ser ganhos ou perdidos sem lesar a celu-

    lar e transferidos de uma bactria para outra. Podem transportar genes para

    atividades como a resistncia aos antibiticos, tolerncia aos metais txicos,

    produo de toxinas e sntese de enzimas. Quanto mais alto o peso molecu-

    lar maior ser sua importncia. Cada plasmdeo tem uma funo prpria, os

    que no tm funo so crpticos e apresentam baixo peso molecular.

    3.5.4 ReproduoQuando os microrganismos esto em um meio apropriado (alimentos, meios

    de cultura, tecidos de animais ou plantas) e em condies timas para o

    crescimento, um grande aumento no nmero de clulas ocorre em um per-

    odo de tempo relativamente curto. A reproduo das bactrias (veja a Figura

    5) se d, principalmente, de forma assexuada, em que novas clulas iguais

    a que deu origem so produzidas. As bactrias se reproduzem assexuada-

    mente por sso binria, na qual uma nica clula parental simplesmente

    se divide em duas clulas lhas idnticas. Anteriormente diviso celular, os

    contedos celulares se duplicam e o ncleo replicado. O tempo de gera-

    o, ou seja, o intervalo de tempo requerido para que cada microrganismo

    se divida ou para que a populao de uma cultura duplique em nmero

    diferente para cada espcie e fortemente in uenciado pela composio

    nutricional do meio em que o microrganismo se encontra.

  • Clula parental

    Elongao celular

    Invaginao da paredecelular (septo) edistribuio do materialnuclear

    Formao de uma paredecelular transversa (septo) edistribuio organizada domaterial celular em duasclulas

    Separao em duasclulas-lhas idnticas,cada uma delas capazde repetir este processo

    e-Tec BrasilAula 3 Caractersticas das bactrias 37

    Observe a gura abaixo:

    Figura 3.5: Reproduo dos procariotos

    Alguns procariotos se reproduzem assexuadamente por modelos de diviso

    celular diferentes da sso binria, tais como:

    Brotamento a clula-me expele, de forma lenta, uma clula- lha que brota de maneira a originar uma nova bactria. As clulas- lhas po-

    dem se manter agregadas s clulas-mes, aps sucessivos brotamentos

    forma-se uma colnia.

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 38

    Fragmentao formao de lamentos, cada um deles inicia o cresci-mento de uma nova clula. Ex. Nocardia sp

    Formao de esporos produo de cadeias de esporos externos.

    3.5.5 Diviso das bactriasAs bactrias so divididas em dois grandes grupos: as eubactrias e as ar-queobactrias. As eubactrias apresentam composio da parede celular diferente das arqueobactrias, frequentemente aparecem aos pares, em

    cadeias, formando ttrades ou agrupadas. Algumas apresentam agelos,

    favorecendo seu deslocamento rapidamente em lquidos. So de grande im-

    portncia na natureza e na indstria, sendo essenciais na reciclagem de lixo

    orgnico e na produo de antibitico como a streptomicina. As infeces

    causadas pelas eubactrias incluem as streptoccica de garganta, ttano,

    peste, clera e tuberculose.

    As arqueobactrias assemelham-se as eubactrias quando observadas por

    meio de um microscpio, mas existem diferenas importantes quanto a sua

    composio qumica, atividade e ao meio ambiente em que se desenvol-

    vem tais como em elevada concentrao de salina ou acidez elevada e altas

    temperaturas a exemplo de piscinas trmicas e lagoas salinas.

    Resumo

    Nesta aula, voc aprendeu sobre as estruturas bacterianas relacionadas

    parede e membrana celular, bem como as ligadas rea nuclear. Aprendeu

    que as bactrias so divididas em eubactrias e arqueobactrias.

    Atividades de aprendizagem

    1. Que so bactrias?

    2. Quais as caractersticas gerais das bactrias?

    3. Qual o tamanho aproximado das bactrias?

    4. De que depende o tamanho das bactrias?

  • e-Tec BrasilAula 3 Caractersticas das bactrias 39

    5. Quais as formas das bactrias?

    6. Como se organizam espacialmente os cocos? O que pleomor smo e quando acontece?

    7. Quais as estruturas ligadas parede celular bacteriana?

    8. Quais as funes da parede celular?

    9. Onde se localiza a membrana celular?

    10. Quais as funes da membrana celular?

    11. Onde se localiza o glicoclice?

    12. De que composto o glicoclice?

    13. Qual a funo da cpsula?

    14. De que composta a cpsula ou glicoclice?

    15. O que agelo e clios?

    16. Quais so os arranjos de agelo?

    17. O que so fmbrias e pili?

    18. Qual o singular de pili?

    19. Qual a funo das fmbrias e pili?

    20. Onde se localiza a informao gentica da clula bacteriana?

    21. Onde ocorre a sntese proteica?

    22. O que so esporos bacterianos?

    23. Qual a funo dos esporos?

    24. O que so plasmdeos?

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 40

    25. Todas as bactrias possuem plamdeos?

    26. Qual o principal forma de multiplicao bacteriana?

    27. Em que condies ocorre a multiplicao bacteriana?

    28. O que difere as eubactrias das archeabactrias?

  • e-Tec BrasilAula 4 Fungos e vrus 41

    Aula 4 Fungos e vrus

    Objetivos da aula

    Ao nal da aula voc dever ter condies de:

    Identi car e listar as caractersticas das clulas dos fungos.

    Diferenciar os fungos unicelulares dos multicelulares.

    Compreender a diferena entre um fungo perfeito e um fungo

    imperfeito.

    Identi car os fungos quanto a sua forma de vida e como eles

    obtm alimentos.

    Listar as caractersticas e estruturas morfolgicas dos fungos.

    4.1 Fungos e vrus Os fungos so organismos eucariticos, heterotr cos e, geralmente,

    multicelulares. So encontrados na superfcie de alimentos, formando col-

    nias algodonosas e coloridas.

    Os mais conhecidos so os bolores, os cogumelos, as orelhas-de-pau e as

    leveduras (fermentos). Os fungos, em sua maioria, so constitudos por

    lamentos microscpicos e rami cados, as hifas. O conjunto de hifas de

    um fungo constitui o miclio. Os fungos tm nutrio heterotr ca por-

    que necessitam de matria orgnica, provenientes dos alimentos, para

    obteno de seus nutrientes.

    A maioria vive no solo, alimentando-se de cadveres de animais, de plantas e

    de outros seres vivos. Esse modo de vida dos fungos causa o apodrecimento

    de diversos materiais e por isso so chamados de saprofgicos. Certas es-

    pcies de fungos so parasitas e outras vivem em associaes harmoniosas

    com outros organismos, trocando benefcios.

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 42

    Segue algumas guras de fungos como exemplos para visualizao

    das diferentes formas.

    Figura 4.1: Penicilium Fonte: Adaptado de: http://www.schimmel-schimmelpilze.de/images/penicillium-rem-2690.jpg

    Figura 4.2: Exemplos de fungos

    A Sacharomyces Cerevisiae usada como fermento biolgico na fabricao do po, cerveja, vinho e da champanha.

  • e-Tec BrasilAula 4 Fungos e vrus 43

    4.2 Caractersticas dos fungos em relaos bactrias

    Os fungos so geralmente adaptados a ambientes que poderiam ser hostis

    s bactrias. So encontrados na superfcie de alimentos formando colnias

    algodonosas e coloridas.

    Todavia, diferem das bactrias em determinadas necessidades ambientais e

    nas caractersticas estruturais e nutricionais apresentadas a seguir:

    Apresentam a parede celular com presena de substncias quitinosas e clu-las com organelas membranosas (mitocndrias, complexo de golgi, vacolo).

    No possuem clulas mveis em todos os estgios do ciclo de vida.

    Reserva de energia na forma de glicognio.

    Os fungos normalmente crescem melhores em ambientes em que o pH muito cido, o qual so desfavorveis para o crescimento da maioria das

    bactrias comuns.

    Quase todos possuem forma aerbica. Algumas leveduras so anae-rbicas facultativas.

    A maioria dos fungos mais resistente presso osmtica que as bact-rias; muitos, consequentemente, podem crescer em altas concentraes

    de acar ou sal.

    Podem crescer sobre substncias com baixo grau de umidade, geral-mente to baixo que impede o crescimento de bactrias.

    Necessitam de menos nitrognio para um crescimento equivalente ao das bactrias.

    So capazes de metabolizar a carboidratos complexos, tais como lignina (madeira), que as bactrias no podem utilizar como nutriente.

    As caractersticas citadas, anteriormente, nos mostram que os fungos se

    desenvolvem em substratos diversos como paredes de banheiro, couro de

    sapatos e jornais velhos.

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 44

    4.3 Modo de vida dos fungos de acordo com o tipo de alimentao

    Os fungos apresentam grande variedade em relao aos modos de vida, mas

    sempre obtm alimento por absoro de nutrientes do meio.

    Decompositores os fungos decompositores obtm seus alimentos pela decomposio de matria orgnica. Eles podem atuar como sa-

    prfagos, degradando a matria orgnica presente no corpo de orga-

    nismos mortos.

    Parasitas so parasitas os fungos que se alimentam de substncias retiradas do corpo de organismos vivos, nos quais se instalam, preju-

    dicando-os. Esses fungos provocam doenas em plantas e em animais,

    inclusive no ser humano.

    Mutualsticos certas espcies de fungos estabelecem relaes mutu-alsticas com outros organismos, nos quais ambos se bene ciam. Den-

    tre os fungos mutualsticos, alguns vivem associados a razes de plantas

    formando as micorrizas (razes que contm fungos). Nesses casos, elas

    absorvem gua do solo, degradam a matria orgnica e absorvem os nu-

    trientes liberados, transferindo parte deles para a planta, que cresce mais

    sadia. Esta, por sua vez, cede ao fungo certos acares e aminocidos de

    que ele necessita como alimento.

    Predadores entre os fungos mais especializados esto os predadores, que desenvolvem vrios mecanismos para capturar pequenos organis-

    mos, especialmente nematdeos, utilizando-os como alimento.

    4.4 Tipos de reproduo 4.4.1 Assexuada Ocorre pela fragmentao do miclio, brotamento, cissiparidade ou

    produo de esporos assexuais.

    No ocorre fuso de ncleos, apenas mitoses sucessivas.

    Mitose - diviso celular na qual os cromossomos das clulas so dupli-cados e as clulas formadas apresentam a mesma constituio gentica.

    Este tipo de reproduo corresponde fase imperfeita, tambm chama-da de anamr ca dos fungos.

  • e-Tec BrasilAula 4 Fungos e vrus 45

    4.4.2 Sexuada Aumenta a variabilidade gentica, pois os indivduos formados podem

    apresentar constituio gentica diferente.

    Corresponde fase perfeita ou teleomr ca dos fungos.

    Envolve a ocorrncia de trs processos:

    Plasmogamia

    Fuso de protoplasmas, resultante da anastomose de duas clulas

    Cariogamia

    Fuso de dois ncleos haploides (n) e compatveis formando

    um ncleo diploide (2n)

    Meiose

    Ncleo diploide (2n) sofre diviso reducional aps a cariogamia para

    formar dois ncleos haploides (n)

  • Hifa contnua Hifa septada

    Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 46

    4.5 Diversidade morfolgica dos fungos 4.5.1 Fungos unicelulares (leveduras) Clulas ovais ou esfricas 1 a 10m.

    Reproduo por brotamento ou cissiparidade.

    Crescimento geralmente rpido formando colnias cremosas ou mem-branosas e ausncia de hifas areas.

    Em determinadas condies, clulas em reproduo permanecem ligadas clula-me, formando pseudo-hifas.

    4.5.2 Fungos lamentosos (bolores) Multicelulares formados por estruturas tubulares (hifas 2 a 10m) o

    conjunto dessas estruturas constitui o miclio.

    As hifas podem ser contnuas (cenocticas ou asseptadas) ou apresentar divises transversais (hifas septadas).

    Figura 4.3: Hifa contnua e hifa septada

    4.5.3 Fungos dimr cos Apresentam em determinadas condies a fase leveduriforme (37C, alta

    tenso de CO2) e em outras a fase lamentosa.

    A fase de levedura se reproduz por brotamento, enquanto que a fase lamentosa produz hifas areas e vegetativas.

  • e-Tec BrasilAula 4 Fungos e vrus 47

    O dimor smo nos fungos dependente da temperatura de crescimento. Crescido a 37C, o fungo apresenta forma de levedura. Crescido a 25C,

    ele apresenta a forma lamentosa.

    Observe em alimentos com colnias de fungos (pes, extrato de tomate,

    tomates, queijo e outros), as hifas que em conjunto formam o miclio, e

    as diversas coloraes.

    4.6 Vrus Os vrus no so considerados organismos vivos porque so inertes fora das

    clulas hospedeiras. Diferem dos demais seres vivos pela ausncia de orga-

    nizao celular, por no possurem metabolismo prprio e por necessitarem

    de uma clula hospedeira. No entanto, quando penetram em uma clula

    hospedeira, o cido nucleico viral torna-se ativo ocorrendo a multiplicao.

    4.6.1 Caractersticas dos vrus Possuem um nico tipo de cido nucleico, DNA ou RNA.

    Possuem uma cobertura proteica, envolvendo o cido nucleico.

    Multiplicam-se dentro de clulas vivas, usando a maquinaria de sntese das clulas.

    Induzem a sntese de estruturas especializadas, capazes de transferir o cido nucleico viral para outras clulas.

    Parasitas obrigatrios apresentando incapacidade de crescer e se dividir autonomamente.

    Replicao somente a partir de seu prprio material gentico.

    A Figura 4.4 abaixo, obtida a partir de microscopia eletrnica, representa

    um fago, ou seja, vrus que ataca bactrias. Na cabea, encontra-se o

    material gentico (DNA ou RNA), a cauda uma estrutura de aderncia

    a clula hospedeira.

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 48

    Figura 4.4: Representao do fago

    4.6.2 Estrutura viral Um vrion uma partcula viral completa, composta por um meio cido nu-

    cleico, envolto por uma cobertura proteica que protege do meio ambiente e

    serve como veculo na transmisso de um hospedeiro para o outro. Os vrus

    so classi cados de acordo com as diferenas na estrutura desses envoltrios.

    4.6.2.1 Capsdeo e envelope O cido nucleico dos vrus envolvido por uma cobertura proteica chamada

    de capsdeo. A estrutura deste denominada pelo genoma viral e constitui a

    maior parte da massa viral. O capsdeo formado por subunidades proteicas

    chamadas de capsmeros. Em alguns vrus, o capsdeo coberto por um en-

    velope que, consiste de uma combinao de lipdios, protenas e carboidra-

    tos. Alguns vrus animais saem do hospedeiro por um processo de extruso,

    no qual a partcula envolvida por uma camada de membrana plasmtica

    celular que vai constituir o envelope viral. Os vrus cujos capsdeos no esto

    cobertos por um envelope so conhecidos como vrus no-envelopados.

    4.6.3 Classi cao morfolgica Podem ser classi cados com base na arquitetura do capsdeo.

    Vrus helicoidais O genoma viral est no interior de um capsdeo cilndrico oco com estrutura helicoidal.

    Vrus polidricos O capsdeo da maioria deles tem a forma de um icosaedro. So exemplos o adenovrus e o poliovrus.

    Vrus envelopados o capsdeo coberto por um envelope.

  • e-Tec BrasilAula 4 Fungos e vrus 49

    Vrus complexos alguns vrus, especialmente os bacterianos, pos-suem estruturas complicadas e por isso so denominados complexos.

    Um bacterifago ou gagos (vrus que atacam bactrias) um exemplo

    de vrus complexo. Um fago capaz de aderir parede celular de uma

    bactria hospedeira, perfurando-a e nela injetando seu DNA. O cap-

    sdeo proteico do fago, formado por uma cabea e uma cauda,

    permanece fora da bactria.

    Figura 4.5: Vrus polidrico e vrus helicoidal envelopado

    4.6.4 Multiplicao de bacterifagos O ciclo de vida viral mais conhecido o dos bacterifagos, que podem se

    multiplicar por dois mecanismos alternativos: o ciclo ltico (termina com a

    morte da clula hospedeira) ou ciclo lisognico (a clula permanece viva).

    Bacterifagos so vrus que parasitam clulas bacterianas.

  • Paredebacteriana

    Cromossomobacteriano

    Capsdeo

    DNA

    Adsoro:o fago adere clula hospedeira

    1

    Penetrao:parte do fago penetra naclula hospedeirae injeta seu DNA

    2

    Biossntese:o DNA do fago conduza sntese de componentes viraispara clula hospedeira

    3

    Maturao:os componentes virais so montados formando virions

    4

    Liberao:a clula hospedeirasofre lise liberandonovos virions

    5

    Fibras da cauda

    CaudaDNA

    Capsdeo

    Capsdeo (cabea)

    BainhaBaiFibra da Cauda CaudaPlaca basalPinoParede celularMembranaplasmtica

    Bainha contrada

    Ncleo da cauda

    Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 50

    Figura 4.6 Ciclo do bacterifagoFonte: Tortora, Funke e Case (2000).

  • e-Tec BrasilAula 4 Fungos e vrus 51

    Resumo

    Nesta aula, voc estudou as principais caractersticas morfolgicas,

    reprodutivas e nutricionais dos fungos e vrus.

    Atividades de aprendizagem

    1. Com relao clula, como so os fungos?

    2. O que so hifas?

    3. Como se encontram os fungos na natureza?

    4. Diferencie as caractersticas dos fungos em relao s bactrias?

    5. Que so fungos decompositores, parasitas, mutualsticos e predadores?

    6. Que so fungos imperfeitos?

    7. Que so fungos perfeitos?

    8. Por que a velocidade de crescimento dos fungos menor que das bactrias?Que so leveduras?

    9. Quem so os fungos lamentosos?

    10. Que so fungos domr cos?

    11. Porque os fungos no so considerados organismos vivos?

    12. Que so bacterifagos?

  • aLog

    do n

    mer

    o de

    bac

    tria

    s vi

    vei

    s

    b

    c

    Tempo (h)

    d

    e-Tec BrasilAula 5 Curva de crescimento dos microrganismos 53

    Aula 5 Curva de crescimento dos microrganismos

    Objetivos da aulas

    Ao nal da aula voc dever ter condies de:

    Identi car as fases da curva de crescimento dos microrganismos e o

    que caracteriza o incio e o m de cada fase.

    Conhecer os tipos de associaes e os fatores intrnsecos e extrnsecos

    que in uenciam na velocidade de crescimento dos microrganismos.

    5.1 Esquema da progresso5.1.1 Curva de crescimentoO crescimento dos microrganismos descreve uma curva caracterizada por qua-

    tro fases: latncia (lag), exponencial (log), estacionria e morte ou destruio.

    As bactrias se reproduzem via progresso geomtrica (n2), por isso a expres-

    so representada em logaritmo (log) do nmero de microrganismo pelo

    tempo gasto para a multiplicao, isto crescimento exponencial por ter uma

    clula originando 2 que por sua vez originam 4 e, assim, sucessivamente.

    Log. do n de microrganismos por hora em 1ml

    Figura 5.1 Gr co da curva de crescimento

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 54

    As bactrias se reproduzem via progresso geomtrica (2n)

    O tempo de gerao das bactrias ocorre num intervalo entre 7-30 minutos.

    AB = fase de latncia

    BC = fase logartmica

    CD = fase estacionria

    DE = fase de destruio ou morte

    Fase de latncia (lag)

    caracterizada pela adaptao da clula do microrganismo ao novo meio,

    quer seja atravs da inoculao ou contaminao. Esta fase in uenciada pela

    idade da cultura, quantidade de inculo bacteriano, tipo de microrganismo,

    caractersticas do alimento e meio ambiente (pH, oxignio, composio do

    meio, substncias inibidoras, etc.)

    Na contaminao os microrganismos chegam ao meio espontaneamente.

    Na inoculao os microrganismos so adicionados ao meio intencionalmente.

    Quando os microrganismos encontram as condies ideais para a sua mul-

    tiplicao, d-se o m da fase de latncia e inicia-se a fase logartmica (log),

    tambm conhecida como fase exponencial, por se tratar de um crescimento

    em progresso geomtrica. Uma clula bacteriana se divide e d origem a duas

    outras e assim sucessivamente (2n).

    Se desejarmos produzir alimentos a partir de microrganismos, devemos ento

    oferecer todas as condies ideais para que estes passem o menor tempo

    possvel na fase de latncia (lag), entrando imediatamente na fase logartmi-

    ca (log). Ao contrrio, se desejarmos conservar o alimento, devemos evitar a

    multiplicao, dando condies desfavorveis a multiplicao.

    Fase logartmica (log) caracterizada pelo crescimento acelerado e a predominncia de clulas jovens que apresentam seu mximo potencial

    metablico. Com o aumento populacional poder haver esgotamento de

    nutrientes e/ou alta concentrao de metablitos txicos que limitar a

    multiplicao, pondo m a fase de crescimento exponencial, ou seja, a

    fase logartmica.

  • e-Tec BrasilAula 5 Curva de crescimento dos microrganismos 55

    importante diferenciar metablitos txicos de toxinas. Os metablitos txicos

    so produtos do metabolismo das bactrias.

    Fase estacionria

    caracterizada por clulas velhas, mais resistentes a condies adversas, po-

    dendo em alguns casos se esporular. Nessa fase, o nmero de clulas viveis

    igual ao nmero de clulas inviveis.

    Fase de destruio

    Com o aumento da adversidade do meio, essas clulas morrem em ritmo ace-

    lerado (fase de declnio, destruio ou morte), dando m ao ciclo microbiano.

    5.1.2 Fatores que regulam a curva de crescimento dos microrganismos

    A curva de crescimento regulada atravs das associaes em que vivem os

    microrganismos tais como simbiose, antagonismo, sinergismo e metabiose; dos

    fatores inerentes ao meio de crescimento dos microrganismos (intrnsecos) e

    dos fatores do ambiente externo ao meio de crescimento dos microrganismos

    (extrnsecos).

    A embalagem uma barreira entre os fatores intrnsecos e extrnsecos.

    5.1.3 Associao Simbiose: os microrganismos convivem harmonicamente. Em condies

    ideais para o crescimento de todos eles, h sempre uma predominncia

    das bactrias sobre as leveduras e estas sobre os fungos.

    Antagonismo: a presena de um determinado microrganismo inviabiliza a presena de outro.

    Sinergismo: dois ou mais microrganismos em convvio simultneo, apre-sentam suas funes metablicas potencializadas.

    Metabiose: ocorre uma predominncia de um grupo de microrganismos que vo sendo, sucessivamente, substitudos em consequncia da modi -

    cao progressiva do meio, ou seja, os metablitos produzidos tornam-se

    txicos para um grupo, sendo ideal para outro e, assim sucessivamente,

    at o esgotamento total de nutrientes que inviabilize a vida.

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 56

    5.1.4 Fatores intrnsecosO conhecimento dos fatores intrnsecos que agem sobre determinado alimen-

    to, permite prever sua vida de prateleira, sua estabilidade microbiolgica,

    bem como conhecer a capacidade de crescimento e/ou a produo de toxinas

    dos microrganismos patognicos eventualmente presentes. No entanto, o

    conhecimento de cada uma dessas caractersticas isoladamente pouco til

    devido aos efeitos interativos entre elas. Esses efeitos podem ser no apenas

    aditivos como tambm sinrgicos ou mesmo antagnicos.

    So considerados fatores intrnsecos a atividade de gua (Aa), acidez (pH), oxi-

    gnio, composio qumica, a presena de fatores antimicrobianos naturais e as

    interaes entre os microrganismos presentes nos alimentos. Entre os fatores

    extrnsecos, os mais importantes so a umidade e a temperatura ambiental e

    tambm a composio da atmosfera que envolve o ambiente.

    5.2 Atividade da guaProcure veri car bem a diferena entre atividade de gua e umidade do ali-

    mento. Esse conhecimento ser muito til na tecnologia de alimentos.

    A presso osmtica a fora com a qual a gua se move atravs da membrana

    citoplasmtica de uma soluo, contendo uma baixa concentrao de subs-

    tncias dissolvidas (solutos) para outra contendo alta concentrao de solutos.

    Quando as clulas microbianas esto em um meio aquoso no devem existir

    grandes diferenas na concentrao dentro e fora da clula, ou as clulas

    poderiam desidratar-se ou romper-se.

    Em uma soluo isotnica o uxo de gua para dentro e para fora da clula

    est em equilbrio e a clula cresce normalmente. Entretanto, quando o meio

    externo hipertnico, com uma concentrao de soluto mais alta que no

    citoplasma da clula, a clula perde gua e seu crescimento inibido.

    Peixes salgados e frutas em calda so conservados pela retirada osmtica da

    gua de qualquer clula microbiana que estejam presentes. Ao contrrio,

    quando a soluo externa muito hipotnica, com uma concentrao de

    solutos muito mais baixa do que na clula, a gua ui para dentro da clula

    e a rompe. (Figura 5.2 )

  • Clula microbiana em equilbrio como meio

    Soluo Isotnica Soluo Hipertnica Soluo Hipotnica

    A Clula bacteriana | B Meio em que ela se encontra

    A = B A < B A > B

    Clula microbiana com concentrao de soluto menor que o meio

    Clula microbiana com concentrao de soluto maior que o meio

    A

    B

    A

    B

    A

    B

    e-Tec BrasilAula 5 Curva de crescimento dos microrganismos 57

    Figura 5.2: Efeito da presso osmtica sobre a clula microbiana

    A gua de um alimento, conforme sua situao e disponibilidade, um dos

    fatores mais importantes no crescimento microbiano. A gua pode ser con-

    siderada como um composto qumico necessrio para o crescimento e como

    participante da estrutura fsica do alimento. Os microrganismos (bactrias, le-

    veduras, mofos) necessitam de umidade para se desenvolverem, tendo o cresci-

    mento mximo quando dispem de gua su ciente. A gua deve apresentar-se

    em condies de ser utilizada pelos micrbios, isto , no combinada de forma

    alguma, como ocorre em certos solutos e coloides hidroflicos. gua ligada a

    macromolculas por foras fsicas no est livre para agir como solvente ou

    para participar de reaes qumicas e, portanto, no pode ser aproveitada

    pelos microrganismos.

    Certos solutos, como sal e o acar, originam um aumento de presso osm-

    tica que tende a diminuir a quantidade de gua disponvel ao microrganismo.

    Em casos extremos, poder ocorrer a plasmlise por causa do movimento da

    gua no interior da clula para o meio exterior, com a nalidade de tentar

    igualar as concentraes.

    A umidade relativa do ar tambm tem importncia. Caso ela seja menor do que

    a umidade do alimento, este perder umidade pela sua superfcie. Quando a

    umidade relativa do ar for maior haver adsoro de umidade pelo alimento.

    Dentro do microambiente do alimento, a disponibilidade de gua determina-

    da por sua presso de vapor relativa ou atividade aquosa mais do que por sua

    concentrao. importante, portanto, o estado fsico-qumico no qual a gua

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 58

    se apresenta (combinada, livre, na forma cristalina, etc.) e no sua quantidade

    absoluta.

    Face ao exposto podemos de nir atividade de gua de um alimento ou de

    uma soluo qualquer como sendo a relao existente entre a presso parcial

    de vapor do alimento (P), e a presso de vapor da gua pura (Po), a uma dada

    temperatura. Os valores de atividade de gua variam de 0 a 1.

    Aa = P/Po

    Podemos reduzir a atividade de gua de um alimento por evaporao, adio

    de soluto (sal ou acar) ou congelamento.

    A adio de sais, de acar e de outras substncias provoca a reduo da ativi-

    dade de gua de um alimento por reduzir a presso de vapor de P (presso de

    vapor de gua de alimento), sendo essa reduo varivel em funo da natureza

    da(s) substncia(s) adicionada(s), da quantidade adicionada e da temperatura.

    Na Tabela 1, pode ser vista a relao existente entre o valor de Aa de uma

    soluo e a concentrao salina dessa soluo. Assim, uma soluo de NaCl

    a 22% (p/v) tem Aa de 0,86, enquanto uma soluo saturada de NaCl tem

    Aa de 0,72. Portanto, a adio de sal a um alimento qualquer reduz o valor

    de Aa. A adio de outros compostos como acar e glicerol tambm causa

    alterao no valor da Aa. A atividade de gua de um alimento pode tambm

    ser reduzida atravs da remoo de gua (desidratao) e do congelamento.

    Tabela 5.1: Relao entre a atividade de gua e a concentrao de NaCL

    Aa Molar %(p/v)

    0,995 0,15 0,9

    0,99 0,30 1,7

    0,98 0,61 3,5

    0,96 1,20 7

    0,94 1,77 10

    0,92 2,31 13

    0,90 2,83 16

    0,88 3,33 19

    0,86 3,81 22

    Fonte: Jay (2005).

  • e-Tec BrasilAula 5 Curva de crescimento dos microrganismos 59

    Veri ca-se que, na maioria dos alimentos frescos, a Aa superior a 0,95. Os

    microrganismos tm um valor mnimo, um valor mximo e um valor timo

    de Aa para sua multiplicao. Considerando que a Aa da gua pura 1,00 e

    que microrganismos no se multiplicam em gua pura, o limite mximo para

    o crescimento microbiano ligeiramente menor que 1,00. O comportamento

    dos microrganismos em relao Aa mnima tima bastante varivel.

    Microrganismos osmoflicos so capazes de se multiplicar em altas concentra-

    es de acar e os osmodricos so capazes de suportar altas concentraes

    (mas no se multiplicam). J os haloflicos e halodricos so capazes de se

    multiplicar ou de suportar altas concentraes de NaCl, respectivamente. Em

    geral, bactrias requerem Aa mais alta que os fungos. As bactrias Gram-ne-

    gativas so mais existentes que as Gram-positivas em relao Aa necessria.

    A maioria das bactrias deteriorantes no se multiplica em Aa inferior a 0,91,

    enquanto que fungos deteriorantes podem faz-lo em Aa de at 0,80. Com

    relao s bactrias causadoras de toxinfeces alimentares, o Staphylococus aureus pode tolerar Aa at 0,86 para sua multiplicao, porm nessa con-centrao no produz toxinas, enquanto, Clostridium perfringens no se multiplica em alimentos com Aa inferior a 0,94.

    Os valores de Aa mais baixos relatados na literatura, relacionados com multiplica-

    o microbiana, so de 0,75 para bactrias haloflicas, 0,65 para bolores xerofli-

    cos e 0,60 para leveduras osmoflicas. Dessa forma, considera-se o valor de 0,60

    como o valor de Aa limitante para a multiplicao de qualquer microrganismo.

    Tabela 5.2: Valores de Aa mnima para a multiplicao de microrganismos importantes em alimentos

    Organismos Aa

    Grupos

    Bactrias deteriorantes 0,9

    Leveduras deteriorantes 0,88

    Bolores deteriorantes 0,80

    Bactrias haloflicas 0,75

    Bolores xeroflicos 0,65

    Leveduras osmoflicas 0,61

    Fonte: Jay (2005).

    A atividade de gua, temperatura e disponibilidade de nutrientes so interdepen-

    dentes. Assim, a qualquer temperatura, a capacidade de microrganismos multipli-

    carem-se abaixa quando a Aa abaixa. Quanto mais prxima da temperatura tima

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 60

    para multiplicao, mais larga a faixa de Aa, em que o crescimento bacteriano

    possvel. A presena de nutrientes tambm importante, pois amplia a faixa de

    Aa em que os microrganismos podem multiplicar-se.

    A Aa limitante para o crescimento de determinado microrganismo depende

    ainda de outros fatores intrnsecos que podem agir simultaneamente, como

    o pH do meio, o potencial do xido-reduo e a presena de substncias

    antimicrobianas naturais ou intencionalmente adicionadas, entre outros. De

    modo geral, quando esses fatores provocam um afastamento das condies

    timas para a multiplicao de determinado microrganismo, mais alto ser o

    valor de Aa necessrio.

    Procure veri car bem a diferena entre atividade de gua e umidade do ali-

    mento. Esse conhecimento ser muito til na tecnologia de alimentos.

    O efeito da diminuio de Aa a um valor inferior ao considerado timo para um

    microrganismo, acarretar o aumento da fase lag do crescimento microbiano

    e a diminuio da velocidade de multiplicao e do tamanho da populao

    microbiana nal. Esse efeito devido s alteraes em todas as atividades me-

    tablicas, uma vez que todas as reaes qumicas das clulas so dependentes

    da gua. Alguns microrganismos acumulam substncias dentro da clula a m

    de igualar seu gradiente de concentrao com o meio, a exemplo da prolina

    e outros aminocidos.

    Leveduras osmoflicas acumulam alcois poli-hdricos, como glicerol, para efe-

    tuar a regulao da presso osmtica (osmorreguladores). Bactrias haloflicas

    fazem a regulao atravs da capacidade de acumular KCl.

    O Clostridium Botullinum uma bactria patognica produtora do botulis-mo, que na maioria das vezes leva a morte.

    Fungos preferem pH muito cido para multiplicao, j as bactrias patogni-

    cas preferem alimentos pouco cidos. importante ressaltar que essas solues

    so adicionadas em pequenas quantidades nos alimentos, no sendo capazes

    de atuarem como aditivos conservadores.

    De acordo com os conhecimentos obtidos, descreva como voc poder reduzir a

    atividade de gua dos alimentos atravs de exemplos, justi cando suas respostas.

  • e-Tec BrasilAula 5 Curva de crescimento dos microrganismos 61

    5.3 Acidez (pH) um fator de grande importncia na limitao dos tipos de microrganismos

    capaz de se desenvolver no alimento. Quanto menor o pH, mais cida a

    soluo e quanto maior o pH, mais bsica a soluo. Se o valor do pH de

    uma soluo est abaixo de 7, a soluo cida; se o pH est acima de 7, a

    soluo bsica (alcalina). Em funo desse parmetro, os alimentos podem

    ser classi cados em:

    a) Alimentos pouco cidos: os que possuem pH superior a 4,5. Ex. leite, carnes, pescados, alguns vegetais, etc.

    b) Alimentos cidos: os que possuem pH entre 4,5 a 4,0. Ex. Beterraba, tomate, berinjela, ameixa, etc.

    c) Alimentos muito cidos: os que possuem pH inferior a 4,0. Ex. frutas ctricas, refrigerantes, mas, azeitonas, etc.

    O pH 4,5 muito importante em microbiologia de alimentos, pois assinala

    o nvel abaixo do qual no h desenvolvimento de Clostridium botulinum, bem como, de modo geral, das bactrias patognicas.

    A micro ora de alimentos pouco cidos (pH > 4,5) muito variada, havendo

    condies para o desenvolvimento da maioria das bactrias, fungos lamento-

    sos e leveduras. Em alimentos cidos (4,0 > pH < 4,5), as bactrias que podem

    se desenvolver so as lticas e algumas esporuladas dos gneros Bacillus e Clostridium. Nesta faixa, os fungos lamentosos e as leveduras encontram boas condies para seu desenvolvimento. Finalmente, nos alimentos muito

    cidos (pH < 4,0) podem se desenvolver apenas os fungos lamentosos e as

    leveduras e por sua vez a bactria ltica e actica.

    Acredita-se que o pH adverso afeta, principalmente, a respirao dos microrga-

    nismos, por ao em suas enzimas e no transporte de nutrientes para dentro

    da clula microbiana. Tal como acontece com a Aa, tambm o pH desfavorvel

    provoca um aumento na fase logartmica (lag) da multiplicao microbiana.

    Quando os microrganismos esto em pH diferente do neutro, sua capacidade

    de multiplicao depende de sua capacidade de modi car o pH adverso. Quan-

    do em pH cido, os aminocido-descarboxilases de muitos microrganismos so

    ativadas (pH prximo de 4,0), resultando na produo de aminas, que aumen-

    tam o pH. Por outro lado, em pH alcalino, ocorre a ativao de aminocido-

    desaminases (pH prximo de 8,0), que produzem cidos organiscos, cujo efeito

  • Bactrias Aerbias Bactrias Anaerbias Bactrias Facultativas

    Algodo

    Crescimentomicrobiano

    Meiode cultura

    Algodo

    Crescimentomicrobiano

    Meio de cultura

    Algodo

    Crescimentomicrobiano

    Meio de cultura

    AAAAlgggoddoo

    Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 62

    a reduo do pH. Algumas bactrias, Clostridium botullinum, por exemplo, tm a propriedade de reduzir o cido butrico, a butanol que aumenta o pH

    do meio. O mesmo acontece com aquelas bactrias que produzem acetona

    a partir de cido pirvico (enterobacter spp., por exemplo).

    5.4 OxignioA tenso ou presso parcial do oxignio, bem como o potencial de oxidao

    (poder oxidante ou redutor) do alimento determina os tipos de microrganismos

    que se desenvolvero.

    Do ponto de vista de aproveitamento de oxignio livre, os microrganismos

    podem ser classi cados em aerbios, anaerbios, microaer los e facultativo.

    So aerbios quando necessitam de oxignio; anaerbios quando se desenvol-

    vem na ausncia de oxignio e facultativo quando podem viver em condies

    aerbias ou anaerbias. Alguns autores incluem tambm os microaer los,

    quando o crescimento melhor numa presso reduzida de oxignio.

    Figura 5.3: Crescimento das bactrias aerbias, anaerbias e facultativas

    Os microrganismos aerbios metabolizam os carboidratos tendo como produto

    nal CO2, gua e ATP (adenosina trifosfato), molcula altamente energtica.

    J os microrganismos anaerbios no podem obter energia como no caso

    anterior, porque eles no possuem o sistema enzimtico necessrio. Assim, do

  • e-Tec BrasilAula 5 Curva de crescimento dos microrganismos 63

    cido pirvico, substncia do metabolismo intermedirio, eles podem formar

    cido ltico, lcool, etc., obtendo com isso energia. Comparando as reaes

    podemos concluir que a primeira reao, energeticamente falando, bem

    mais e ciente que a segunda. Isso explica porque as bactrias aerbias, por

    produzirem maior quantidade de ATP, se multiplicam mais rapidamente que

    as anaerbias.

    Os mofos so estritamente aerbios, as leveduras se desenvolvem melhor

    aerobicamente, mas podem viver na ausncia do oxignio, enquanto que as

    bactrias podem ser aerbia, anaerbias e facultativas.

    As bactrias aerbias, por produzirem maior quantidade de ATP, se multiplicam

    mais rapidamente que as anaerbias.

    Os fungos se multiplicam na presena do oxignio, as leveduras e bactrias

    fermentam em anaerobiose.

    Divida o contedo de uma lata de extrato de tomate em dois copos, evitando

    sujar as laterais dos copos. Em um dos copos, cubra o extrato de tomate com

    leo de soja (uma lmina de 0,5 a 1 cm de espessura). Cubra com papel lami-

    nado e deixe a temperatura ambiente de aproximadamente 28C por 5 a 7 dias.

    Com outro copo, proceda da mesma forma sem a lmina de leo. Observe os

    dois copos, o que aconteceu?Justi que o resultado.

    5.5 Composio qumicaOs microrganismos variam quanto a suas exigncias aos fatores de crescimento

    e capacidade de utilizarem diferentes substratos que compem os alimentos.

    a) Fonte de carbono: pode muitas vezes limitar o crescimento dos micror-ganismos. Os carboidratos complexos (polissacardeos), tais como amido

    e celulose, no so diretamente utilizados necessitando de enzimas para

    reduzir estes polissacardeos a molculas de monossacardeos a m de

    passarem atravs dos poros da membrana microbiana.

    As gorduras e os leos so atacados por microrganismos lipolticos como por

    exemplo, muitos fungos lamentosos, leveduras e bactrias (pseudomas, achro-

    mobacter, alcalgenes, e outros), porm grande nmero de microrganismos no

    tem capacidade de crescer nesses substratos. Microrganismos com atividade

    pectinoltica provocam a quebra de pectina dos vegetais.

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 64

    b) Fonte de nitrognio: no to importante quanto fonte de carbono na limitao do desenvolvimento. Microrganismos proteolticos so im-

    portantes em alimentos ricos em protenas, onde provocam alterao no

    sabor e no odor.

    c) Fonte de vitaminas: em geral, os alimentos possuem as quantidades necessrias para o crescimento dos microrganismos. As bactrias Gram-

    positivas so as mais exigentes de vitaminas do complexo B, sendo que as

    Gram-negativas e os fungos geralmente so capazes de sintetizar todas

    as vitaminas que necessitam.

    d) Sais minerais: no so limitantes ao desenvolvimento microbiano.

    5.6 Fatores antimicrobianos naturaisA estabilidade de alguns alimentos frente ao ataque de microrganismos

    devido presena de algumas substncias naturalmente presentes nesses

    alimentos.

    Os condimentos so um bom exemplo, pois contm vrios leos essenciais

    com atividade antimicrobiana, tais como eugenol no cravo, alicina no alho,

    aldedo cinmico e eugenol na canela, alil-asotiocianato na mostarda, timol

    e isotimol no organo.

    O ovo, em especial a clara, tem diversos agentes antimicrobianos. Alm de

    apresentar pH desfavorvel multiplicao microbiana (entre 9 e 10), a clara

    do ovo rica em lisozima, enzima capaz de destruir a parede celular bacteriana,

    sendo especialmente ativas em bactrias Gram-positivas. Alm desses, agem

    tambm a avidina, a conalbina e outros inibidores enzimticos.

    Entre os fatores antimicrobianos naturais devem ser includas as estruturas

    biolgicas que funcionam como barreiras mecnicas para a penetrao de

    microrganismos. Nessa categoria esto as cascas de nozes, das frutas e dos

    ovos, a pele dos animais e a pelcula que envolve as sementes.

    Alm dos fatores antimicrobianos naturalmente presentes nos alimentos, tem

    importante papel os compostos qumicos propositalmente adicionados aos

    alimentos (conservadores) como recurso tecnolgico para estender sua vida

    til. importante ressaltar que essas especiarias quando adicionadas nos ali-

    mentos, so em pequenas quantidades, no sendo capaz de atuarem como

    aditivos conservadores.

  • e-Tec BrasilAula 5 Curva de crescimento dos microrganismos 65

    Deixe temperatura de 28C 4 nozes, duas com cascas e duas sem cascas. Ob-

    serve o tempo em que cada noz apresenta alteraes microbiolgicas visveis.

    5.7 Interaes entre microrganismosUm determinado microrganismo, ao se multiplicar em um alimento, produz

    metablitos que podem afetar a capacidade de sobrevivncia e de multiplica-

    o de outros microrganismos presentes nesse alimento. Assim, por exemplo,

    as bactrias produtoras de cido ltico (bactrias lticas) podem alterar o pH

    do alimento de tal forma que o tornam cido demais para o crescimento de

    muitos outros microrganismos. Por outro lado, a formao de compostos al-

    calinos, como aminas, formados por ao de descarboxilases produzidas por

    muitos microrganismos resulta no aumento do pH do alimento, tornando-o

    propcio na proliferao daquelas bactrias anteriormente inibidas pelo pH

    cido. o que ocorre com as leveduras que degradam o acido ltico de ali-

    mentos fermentados, tornando-os favorveis ao crescimento e produo de

    toxinas por Clostridium botulinum.

    Os produtos do metabolismo de certas bactrias podem ser essenciais para a

    proliferao de outras. Podemos citar o exemplo da tiamina e do triptofano,

    que so essenciais para o staphylococus aureus, e podem ser produzidas em determinados alimentos como consequncia da contaminao com Pseudo-monas aeruginosa.

    5.7.1 Fatores extrnsecosSo os fatores relativos ao ambiente externo ao meio em que se encon-

    tra o microrganismo. Exemplo: Ovo clara e gema: fatores intrnsecos;

    casca(embalagem) ambiente( temperatura e umidade): fatores extrnsecos.

    5.7.2 TemperaturaA temperatura tem uma grande in uncia no crescimento dos microrganis-

    mos. No de surpreender, uma vez que todos os processos de crescimento

    so dependentes de reaes qumicas que so afetadas pela temperatura. A

    temperatura na qual uma espcie de microrganismo cresce mais rapidamente

    a temperatura tima de crescimento.

    A temperatura tima para uma espcie microbiana no a temperatura me-

    diana entre as temperaturas mxima e mnima. Em vez disso, mais prxima

    do limite superior da variao de temperatura, porque a velocidade das reaes

    enzimticas aumenta com o aumento da temperatura at um ponto em que

    as enzimas so dani cadas pelo calor e as clulas param de crescer.

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 66

    H muita controvrsia sobre a classi cao dos microrganismos de acordo

    com a temperatura ideal de multiplicao. A mais aceita costuma dividir os

    microrganismos nos seguintes grupos:

    Microrganismos psicr los - (crescem em baixas temperaturas), tm a tem-peratura de multiplicao entre 0C e 20C, com um timo entre 10C e 15C.

    Microrganismos psicotr cos - (crescem em temperaturas moderadas), tm a temperatura tima de multiplicao entre 25C e 40C, mnima entre

    5C e 25C, e mxima entre 40C e 50C. Observe que eles se comportam

    como mes lo, porm se a temperatura de refrigerao eles conseguem se

    multiplicar normalmente.

    Microrganismos term los - (crescem em altas temperaturas), tm a tempe-ratura tima de multiplicao entre 45C e 65C, mnima entre 35C e 45C,

    e mxima entre 60C e 90C.

    Os microrganismos psicr los e psicotr co multiplicam-se bem em alimentos re-

    frigerados, sendo os principais agentes de deteriorizao de carne, dos pescados,

    dos ovos, dos frangos e outros. Nesse grupo podem ser includos os seguintes

    gneros: Pseudomonas Alcalgenes, Flavobacterium, Micrococcus e outros.

    Microrganismos mes los - correspondem grande maioria daqueles da importncia em alimentos, inclusive a maior parte dos patgenos de interesse.

    A maioria das bactrias term las importantes pertencem ao gnero Bacillus e Clostridium, includo tanto espcies deterioradoras (Bacillus coagulans, Clostridium thermosaccharolysticum), quanto espcies patognicas (Clos-tridium botulinum, Clostridium perfringens).

    Os fungos so capazes de crescer em faixa de temperatura mais ampla do

    que as bactrias. Muitos fungos so capazes de se multiplicar em alimentos

    refrigerados. As leveduras, por sua vez, no toleram bem altas temperaturas,

    preferindo s baixas, mes la e psicr la.

    Muitos fungos e bactrias deterioradoras so psicr las. A maioria das bact-

    rias causadoras de infeco e toxinfeco alimentar so mes las ou term las

  • e-Tec BrasilAula 5 Curva de crescimento dos microrganismos 67

    A barreira entre os fatores intrnsecos do alimento e os fatores extrnsecos

    a embalagem.

    5.8 UmidadeH uma correlao estreita entre a atividade de gua (Aa) de um alimento e

    a umidade relativa de equilbrio do ambiente.

    Alimentos conservados em ambiente com UR superior a sua Aa tendero a

    absorver umidade do ambiente, causando um aumento em sua Aa. Por outro

    lado, os alimentos perdero gua se a umidade for inferior sua Aa, causando

    uma diminuio nesse valor. Essas alteraes provocaro modi caes na capa-

    cidade de multiplicao dos microrganismos presentes, que ser determinada

    na Aa nal, conforme discutido anteriormente.

    5.8.1 Composio gasosa do ambienteA composio gasosa do ambiente que envolve um alimento pode determinar

    os tipos de microrganismos que podero nele predominar. A presena de oxi-

    gnio favorecer a multiplicao de microrganismos aerbios, enquanto que

    sua ausncia causar predominncia dos anaerbios, embora haja bastante

    variao na sensibilidade dos anaerbios ao oxignio.

    Resumo

    Nesta aula, voc estudou como os microrganismos descrevem a curva de cres-

    cimento, quais os fatores que in uenciam esse crescimento, as fases da curva

    de crescimento e o que caracteriza o incio e o m de cada fase; os tipos de

    associaes e os fatores intrnsecos e extrnsecos que in uenciam na velocidade

    de crescimento dos microrganismos.

    Atividades de aprendizagem

    1. Por que o crescimento das bactrias descreve uma progresso geomtrica?

    2. Qual o tempo de gerao de uma bactria?

    3. Diferencie contaminao de inoculao?

    4. O que caracteriza a fase de latncia?

  • Microbiologia Bsicae-Tec Brasil 68

    5. Quan