CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO

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Caroline De Paula Lopes
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
CDTec
GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA
DISCIPLINA DE MICROBIOLOGIA MICROBIANA I
CONTROLE DO CRESCIMENTO 
MICROBIANO – MÉTODOS FÍSICOS 
E QUÍMICOS
 O controle dos microrganismos iniciou-se há 
cerca de 100 anos:
◦ Estudo de Pasteur;
◦ Joseph Lister:
 Industrial
 Laboratorial
 Hospitalar....
A escolha do método depende do objetivo, do 
tipo de material e do nível de controle que se 
deseja obter.
 Controle de microrganismos
=
 Redução da carga microbiana
 Microbiologia – MORTE – Perda da 
capacidade reprodutiva
 Parede Celular
 Membrana Citoplasmática
 Enzimas e Proteínas
 DNA e RNA
Você sabe o que é....
Desinfecção?
Esterilização?
Sanitização?
Assepsia?
Limpeza?
Bacteriostase?
Germicida?
 ESTERILIZAÇÃO: Processo que visa a
destruição total de todas as formas de
vida de um material ou ambiente,
através de métodos físicos ou químicos.
DESINFECÇÃO: eliminação parcial dos 
microrganismos, mata as formas 
vegetativas, mas não necessariamente as 
esporuladas de microorganismos 
patogênicos presentes num material 
inanimado.
 Métodos: substâncias químicas 
(desinfetantes), radiação UV, água fervente 
ou vapor.
◦ SANITIZAÇÃO: Utiliza um agente, normalmente
químico, em utensílios e equipamentos, que
reduz a população microbiana até níveis
compatíveis com às exigências da saúde pública
◦ ASSEPSIA: Procedimentos que visam evitar o
retorno da contaminação a um objeto, superfície
ou local.
◦ ANTI-SEPSSIA: Desinfecção de tecidos vivos,
como pele e mucosas.
◦ LIMPEZA: Remoção de sujidades que 
indispensavelmente antecede os procedimentos 
de desinfecção ou esterilização.
◦ BACTERIOSTASE: inibição do crescimento, pela
inibição da síntese protéica, entretanto a bactéria
não está morta.
◦ BACTERICIDA: MORTE CELULAR
◦ BACTERIOLÍTICO: morte celular por lise
Inibição da síntese de parede celular
 Tamanho da população;
 Intensidade ou concentração do
agente microbiocida;
 Tempo de exposição ao agente;
 Temperatura;
 Natureza do material contendo
os microrganismos;
 Características dos
microrganismos;
 Condições ambientais (pH,
concentração de carboidratos,
presença de matéria orgânica).
PARA OBTER MAIOR EFICIÊNCIA DO 
CONTROLE MICROBIANO, DEVE-SE LEVAR EM 
CONSIDERAÇÃO ALGUNS PRINCÍPIOS 
BÁSICOS, OS MESMOS DEVEM SER APLICÁVEIS 
A TODOS OS MÉTODOS.
1- Avaliar susceptibilidade das espécies para
esse agente
2- O contato do agente com o microrganismo
deve ser facilitado
3- O tempo de exposição adequado, entre o
agente escolhido e o microrganismo para
permitir a ação necessária.
 Tempo de redução decimal =VALOR D
1 Físicos:
- Calor (úmido, seco, pasteurização)
- Filtração;
- Baixas temperaturas;
- Alta pressão;
- Dessecação
- Pressão osmótica
- Radiação
2 Químicos:
Desinfetantes e/ou anti-sépticos:
- halogênios (cloro, iodo)
- álcoois (etanol 70%, isopropanol)
- fenóis e bifenóis (o-fenilfenol, tricosan)
- biguanidas (clorexidina)
- agentes tensoativos (sabões e 
detergentes)
- Quaternários de amônio
- Metais (Ag, Hg, Cu)
- Conservantes de alimentos
- Antibióticos (nisina)
- Esterilizantes gasosos (oxirano)
- Aldeídos (glutaraldeído)
CONTROLE FÍSICO
Calor (úmido, seco, pasteurização) 
- Mecanismos de ação: desnaturação das 
proteínas (enzimas)
- Fervura: destrói formas vegetativas de 
bactérias patogênicas, fungos e grandes partes 
de vírus em 10 minutos( vírus hepatite e 
endosporos resistem por mais tempo)
- Autoclave: maior temperatura devido a 
pressão (esterilização efetiva)
Métodos físicos de controle Microbiano
Métodos físicos de controle Microbiano
 Pasteurização:
- Objetivo: eliminar microrganismos patogênicos, prolongar a 
qualidade, utilizado em alimentos perecíveis (leite, iogurte, 
sorvete, cerveja)
- Tempo de pasteurização difere: viscosidade, teor de 
gorduras ....
Métodos físicos de controle Microbiano
 Pasteurização: 
Métodos físicos de controle Microbiano
Saída dos tubos Entrada da 
câmara
Saída da 
câmara
Entrada dos 
tubos
septos
Lenta (62-65ºC – 30 minutos)
Rápida (72-75ºC/15 a 20 
segundos)
UHT (135-145ºC/2 a 5 segundos)
http://www.taiwanfiller.com/UHT-System.html
Métodos físicos de controle Microbiano
 Aplicado principalmente a instrumentos e 
materiais sólidos (por exemplo vidraria)
 Requer uma temperatura e um tempo maior 
(170-180°C/algumas horas)
 Obtido em fornos de esterilização (Forno de 
Pasteur)
Métodos físicos de controle Microbiano
Testes utilizados para monitorar e validar
processos, garantindo a segurança do métodos,
podem ser;
Químicos – fitas termossensíveis
Biológicos-consiste numa população
padronizada de microrganismos viáveis
(usualmente esporulados) conhecidos como
resistentes ao modo de esterilização a ser
monitorizado.
Métodos físicos de controle Microbiano
Recipiente de plástico flexível
Ampola quebrável (de vidro)
com meio de cultura estéril
Papel de filtro com esporos
Controle do 
processo de 
esterilização em 
autoclave
•Cor inalterada 
•pH inalterado
•Esporos mortos
•Não há germinação
•Cor alterada
•pH alterado
•Esporos vivos 
•Há germinação
Funcionamento da 
autoclave normal
Funcionamento da 
autoclave comprometido
Métodos físicos de controle Microbiano
 Mecanismo de ação: remoção mecânica
 Soluções sensíveis ao calor, ar;
 Filtros de membrana: ésteres de celulose, 
polímeros plásticos
◦ 0,22μm e 0,45μm para bactérias.
Bactéria retida num filtro tipo Isopore
Métodos físicos de controle Microbiano
Métodos físicos de controle Microbiano
Capelas de fluxo laminar
Filtros de ar de alta 
eficiencia (90%)
Membranas de acetato 
de celulose
Métodos físicos de controle Microbiano
 Mecanismo de ação: interrupção do metabolismo bacteriano.
◦ Liofilização: água sublimada do interior da célula. Os MO 
permanecem viáveis, porem latentes com a ausência de 
água.
Métodos físicos de controle Microbiano
 Refrigeração comum: bacteriostático  0-
7ºC; (exceção bactérias psicrotróficas)
 Congelamento  -20ºC; 
◦ Lento: bactérias em estado latente
◦ Rápido: mais letal, ciclos de congelamento e 
descongelamento são utilizados
 Nitrogênio líquido  -179ºC.
Métodos físicos de controle Microbiano
 Comprimento de onda
 Intensidade
 Distância da fonte
 Duração
Métodos físicos de controle Microbiano
http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://negocios.maiadigital.pt/hst/sinalizacao_seguranca/perigo/sinais_perigo/image.0271&imgrefurl=http://negocios.maiadigital.pt/hst/sinalizacao_seguranca/perigo/sinalizacao_perigo&h=410&w=400&sz=21&hl=pt-BR&start=5&um=1&usg=__vKmotBn6rpNc9VrUZW84sbVgym8=&tbnid=lMiyqZ2r-xhB0M:&tbnh=125&tbnw=122&prev=/images%3Fq%3Dradia%25C3%25A7%25C3%25A3o%2Bn%25C3%25A3o%2Bionizante%26um%3D1%26hl%3Dpt-BR%26sa%3DN
 Ionizantes: Raios gama, raios X e feixes 
de elétrons de alta energia.
◦ Mecanismo de ação: os raios ionizam a 
água, formando radicais hidroxila 
altamente reativos.
Métodos físicos de controle Microbiano
 Não-ionizantes: radiação não muito 
penetrante: UV (260nm)
 Mecanismo de ação: alteram o DNA pela 
formação de dímeros.
C A T C A
Métodos físicos de controle Microbiano
 Fortes e curtos pulsos elétricos;
 Ação sobre bactérias: ruptura da 
membrana celular, formação de 
poros na membrana.
Métodos físicos de controle Microbiano
 Aumento da concentração de sais ou
açúcares;
 Mecanismo de ação: provoca a saída de água
condensando o citoplasma e retraindo a
membrana.
 Ex???????
Métodos físicos de controle Microbiano
CONTROLE QUÍMICO
 Capacidade de penetração na matéria orgânica sem 
perder sua ação germicida e ausência de ação 
corrosiva.
Desinfetantes:
 Não ser irritante, não interferir no processo de 
cicatrização e não ser absorvido pela pele
Anti-sépticos:
Métodos químicos de controle Microbiano
1- Possuir alta eficiência germicida,
2- Ser de efeito rápido, ter amplo espectro
antimicrobiano e ação prolongada.
3- Apresentarestabilidade química, devendo
ser solúvel em água e nos líquidos orgânicos;
4- Ser inodoro ou ter odor agradável;
5- Incolor;
6- Não produzir manchas.
Métodos químicos de controle Microbiano
Alvo/Efeito de alguns agentes químicos
•Parede celular
•Membrana plasmática
•Ligação cruzada entre macromoléculas
•Intercalação de DNA
•Interação com grupos tióis (sulfidrilas)
•Oxidação
SH
 Mecanismo de ação: desnaturação de proteínas e 
dissolução de lipídios de membranas.
 Bactericida;
 Não age sobre endósporos e vírus não envelopados.
 Álcool etílico: 70% 
 Álcool isopropílico: puro é superior ao etílico.
Métodos químicos de controle Microbiano
 Mecanismo de ação: liberação de O nascente; oxida os 
sistemas enzimáticos
 Exemplos:
 Peróxidos: H2O2 3% age sobre organismos anaeróbios;
 Ácido peracético: efetivo contra bactérias, fungos, 
endosporos e vírus.
 Ozônio: empregado na desinfecção de água. 
 Mecanismo de ação: alquilação dos grupos 
funcionais das proteínas (aminas, carboxilas, 
hidroxilas), inativando-as.
 Aldeído fórmico : solução em água de 3 a 8 %
 Aldeído glutárico: soluções alcalinas a 2%
 Formalina: solução aquosa de formol, associada a 
um sabão ou detergente 40%
OBS: Alquilação é a transferência de um grupo alquila de uma molécula para outra. 
Mecanismo de ação antimicrobiana do glutaraldeído
Alvo Ação
Esporos bacterianos •Inibe germinação (concentrações); 
É esporocida (concentrações)
Micobactérias •Provavelmente a parede celular
Outras bactérias que 
não formam esporos
•Associação forte com camadas mais 
externas da parede celular; Ligação 
ente aminoácidos de proteínas; 
Inibição de transporte na célula
Fungo •Parede celular
Vírus •Ligação proteína-DNA e 
mudanças no capsídio
 Mecanismo de ação: desnaturam proteínas e 
rompem membranas plasmáticas lipídicas.
Exemplos: 
fenol;
cresol
hexaclorofeno;
 Fenol: desinfetante fraco, atividade bactericida em 
[0,2 a 1%]
 Cresóis: creolina  superfícies;
 Triclosano (bifenol): uso em superfícies; 
 Hexaclorofeno (bifenol): em desuso por causar 
alterações neurológicas.
anti-sepsia da pele e bucal
 IODO
◦ Solução alcoólica a 2%, bactericida, fungicida, virucida, 
 [ ] esporocida 
◦ Mecanismo de ação: presume-se que há a combinação 
irreversível a proteínas, interação com os aminoácidos 
aromáticos, fenilalanina e tirosina, inibindo suas funções.
 CLORO
 cloro + água = ácido hipocloroso 
◦ Cl2 + H2O H
+ + Cl- + HOCl 
◦ Mecanismo de ação do 2HOCl: oxida 
grupos SH e NH2 de enzimas 
bacterianas, inibindo-as. 
 CLORO
◦ Hipoclorito de sódio;
◦ Dióxido de cloro;
◦ Cloraminas (cloro + amônia);
 Mecanismo de ação: alteram a permeabilidade 
da membrana, inibem enzimas, desnaturação 
de proteínas;
◦ Ativas contra G+ e pouco menos ativas contra G-
◦ EXEMPLOS:
 Cloreto de benzalcônio
 Cloreto de cetilpiridínio  Cepacol
Agentes de superfície
 Mecanismo de ação: desnaturação de proteínas 
combinam-se com proteínas, geralmente nos grupos SH 
(sulfidrilas);
 ação bacteriostática;
 Mercurocromo e mertiolate
 Mecanismo de ação: alquilação direta dos grupos 
carboxilas, hidroxilas e sulfidrilas, inativando 
certas enzimas;
 Óxido de etileno: atua pela interação com 
proteínas, alta capacidade de penetração, é 
explosivo; 
 Betapropiolactona: baixa capacidade de 
penetração, carcinogênico.
OBS: Alquilação é a transferência de um grupo alquila de uma molécula para outra. 
Agente Químico Concentração (%) Aplicações Nível de 
Atividade
Compostos Fenólicos 0.5-3.0 Desinfecção de objeto inanimado Intermediário
Álcoois 70-90 Anti-sepsia da pele, desinfecção de 
instrumentos cirúrgicos 
Intermediário
Iodo 1 Anti-sepsia da pele, pequenos 
cortes, desinfecção da água
Intermediário
Compostos Clorados 0.5-5.0 Desinfecção da água, superfícies 
não metálicas, equipamentos de 
laticínios, materiais domésticos 
Baixo
Mercúrio 1 Anti-sepsia da pele, desinfecção de 
instrumentos
Baixo
Alta – Mata todas as formas de vida microbiana
Intermediário – Mata o bacilo da Tuberculose, Fungos e vírus, mas não os esporos
Baixo – Não mata o bacilo da tuberculose, nem os esporos e vírus em um tempo 
aceitável
Fatores importantes associados 
ao uso de agentes químicos
•Potência
•Espectro de ação
1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64
Fenol Substância a ser testada
2 Banho maria (20°C/5 min)
Determinação do Coeficiente fenólico
1
Fenol
Substância a 
ser testada
3 Acrescentar 0,5 ml de cultura 
padrão
4 Depois de 5, 10 e 15 minutos, semear em 
placas estéreis 1 amostra de cada diluição
Salmonella typhi 
Staphylococcus aureus
Determinação do Coeficiente fenólico
5 Após 48h, observar as culturas e identificar a 
maior diluição onde não se observa 
crescimento (turbidez), após 10 min.
Diluição da substância, em que há crescimento
Diluição do fenol em que há crescimento
•Coeficiente fenólico =
Determinação do Coeficiente fenólico
1/64
1/8
= 8
Exemplo:
Agente Staphylococcus aureus Salmonella typhi
Fenol
Cloramina
Cresols
Etanol
Formalina
Água oxigenada
Lisol
Cloreto de mercúrio
Tintura de iodo
1,0
133,0
2,3
6,3
0,3
-------
5,0
100,0
6,3
1,0
100,0
2,3
6,3
0,7
0,01
3,2
143,0
5,8
Coeficiente fenólico de alguns agentes 
químicos
Staphylococcus aureus Escherichia coli Pseudomonas aeruginosa
Determinando o espectro de ação de um 
desinfetante
1
3
24
1
3
24
1
3
24
= Disco impregnado com desinfetante
Staphylococcus aureus Escherichia coli Pseudomonas aeruginosa
Incubar
Determinando o espectro de ação de um 
desinfetante
Determinando o espectro de ação de um 
desinfetante
 Ácidos orgânicos: acético, láctico, sórbico...
pH ácido inibe o crescimento microbiano
 Nitritos e Nitratos
Formam ác. nitroso e óxido nítrico que são 
substâncias oxidantes
 Gás Sulfeto, metabissulfito e SO2
Redução das pontes dissulfeto em proteínas
 Adição de sal e açúcar
 VERMELHO, A.L., PEREIRA, A.F., COELHO, 
R.R.R., SOUTO-PADRÓN, T. Práticas de 
Microbiologia,Guanabara Koogan, Rio de 
Janeiro, 2006.
 FRANCO, B.G.M.F; LANDGRAF, M. 
Microbiologia dos alimentos. Atheneu, São 
Paulo, 2005. 
 TORTORA, G. J.;FUNKE, B. R.; CASE, C. L. 
Microbiologia, Artmed, Porto Alegre, 2005.