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Nutrição e Crescimento 
Bacteriano
Prof. Adjunto Ary Fernandes Junior
Departamento de Microbiologia e Imunologia 
Instituto de Biociências – UNESP
Tel. 14 3880.0412/0413
ary@ibb.unesp.br
Características básicas das 
bactérias
Estudos de Biologia Celular
10 horas  1 bilhão de células
95% do 
peso 
seco da 
célula
Crescimento 
bacteriano
+ 
Motilidade, 
Luminescência, 
etc
Visão geral do metabolismo celular
Cultura: Propagação do microrganismo 
em condições adequadas 
(Exigências Nutricionais e Ambientais)
Nutrição: Fornecimento de substâncias 
nutritivas para o crescimento 
bacteriano 
(Energia e Matéria Plástica)
FATORES NUTRITIVOS (in vitro = in vivo) 
Ex: Haemophilus influenzae
Hemina (fator X), NAD+ (fator V)
Fastidiosos
N NaH
K
Mg
Co Zn Mo Se etc
CaFatores de 
Crescimento
OBS. Não existe um meio de cultura universal.
Classificação dos Meios de Cultura
(Substâncias nutritivas  Sintéticos e Complexos)
Líquido 
(Turvação do 
meio)
Sólido
(1,5 a 2,0%) 
(Colônias)
Classificação dos Meios de Cultura
(Estado fisico)  Agar
Semi-Sólido 
(0,5%) 
(Movimento)
(Enriquecidos) 
Classificação dos Meios de Cultura
(Poder Seletivo e Diferencial)
Agar Sangue
Agar Chocolate
Lowenstein - Jensen
http://1.bp.blogspot.com/-Sx0mWVYRSf4/TuUi88eeEcI/AAAAAAAAAqw/fNY6EYtb6Wg/s1600/glasser_disease_1590_agar_chocolate_35230.jpg
Classificação dos Meios de Cultura
(Poder Seletivo e Diferencial)
(Seletivos) 
(Meio seletivo para Bacillus cereus)
(Agar MacConkey)
(MAS – Manitol Salt Agar)
Classificação dos Meios de Cultura
(Poder Seletivo e Diferencial)
(Seletivos) 
(Eosin Methilen Blue (EMB) Oxoid Chromogenic Listeria Agar (OCLA)
Classificação dos Meios de Cultura
(Poder Seletivo e Diferencial)
(Diferencial)
(Agar Sangue)
(Padrão de Hemólise)
Classificação dos Meios de Cultura
(Poder Seletivo e Diferencial)
(Diferencial)
(Agar MacConkey)
(Fermentação da Lactose)
Lactose (-)
Lactose (-)
Lac + Lac -
(Meio Cromogênico)
(E. coli/coliformes em alimentos e água)
(Meio de Tetrationato)(Meio de Selenito Cistina)
Classificação dos Meios de Cultura
(Poder Seletivo e Diferencial)
(De Enriquecimento)
http://www.msu.edu/course/fsc/441/selenite.html
http://www.msu.edu/course/fsc/441/tetra.html
Etapas do preparo de um meio sólido
FATORES NUTRICIONAIS
ÁGUA - Solvente; Elevado Calor Específico; 
Regula Pressão Osmótica; Participação em 
Reações Químicas, Estrutura de 
Macromoléculas, etc
FONTE DE ENERGIA = Doadores de Hidrogênio
*Fotossintetizantes  Fototróficas
Quimiossintetizantes  Quimiotróficas 
(Quimiolitotróficas e Quimiorganotróficas)
FONTE DE ENERGIA = Doadores de Hidrogênio
RECEPTORES DE HIDROGÊNIOS
Respiração aeróbia  O2.
Respiração anaeróbia  NO3
-, SO4
-, CO2..
Fermentação  Fermentação Lática, Alcoólica, etc.
Respiração anaeróbia  receptor inorgânico ≠ do O2
(ex: SO4
2-, NO3
-, CO2, S) 
Salmonella, the host and its microbiota. S. Typhimurium uses its virulence factors (flagella, T3SS-1 and T3SS-2) to invade the epithelium and
survive in mononuclear cells. The ensuing inflammatory response results in the epithelial release of an antimicrobial (lipocalin-2) that sequesters
iron chelators (enterobactin) produced by the microbiota, but not an iron chelator (salmochelin) produced by S. Typhimurium. ROS generated by
neutrophils migrating into the intestinal lumen oxidize an endogenous sulfur compound (thiosulfate) to generate a respiratory electron acceptor
(tetrathionate) that enables S. Typhimurium to edge out the fermenting microbiota, thereby enhancing transmission of the pathogen.
Thiennimitr et al, 2011. Salmonella: the host and its microbiota. Current opinion in Microbiology, v.15, n.02, p.108-114, 2012.
4 H2 + SO4
2- + H+  HS +4 H20 4 H2 + CO2  CH4 + 2 H20
Fermentação Composto orgânico produzido durante o 
próprio processo fermentativo.
CARBONO (Composição dos Compostos Orgânicos
-Compostos orgânicos - Quimio-heterotróficos.
-CO2 (Fotossíntetizantes) - Fotoautotróficos.
NITROGÊNIO (Proteínas, Ácidos Nucléicos, Coenzimas)
Orgânica - Aminoácidos, Sais Orgânicos de Amônia.
Inorgânica - NH3, NO3
-, N2 
ENXOFRE (Aminoácidos Sulfurados, Vitaminas)
-Forma orgânica (Radicais sulfidrilas); 
-Forma inorgânica ( SO4
- , H2S) 
-Forma elementar
FÓSFORO (ATP, Ácidos Nucléicos, Fosfolipídeos, Coenzimas) 
-Fosfato inorgânico (PO4
2- )
ATIVADORES DE ENZIMAS 
Minerais na forma de sais:
-Mg++e K+ (Ribossomos) 
-Fe++ (citocromos e peroxidases)
-Ca++ (Parede celular de Gram positivas e esporulação)
ELEMENTOS TRAÇOS - Cobalto, Zinco (Atividade de 
Enzimas), Molibdênio
FATORES DE CRESCIMENTO - Ex: Vitaminas, 
Aminoácidos, Bases Nitrogenadas, Ácidos 
Graxos, etc. 
FATORES AMBIENTAIS
pH 
Temperatura
Aeração (O2)
Osmolaridade
FATORES AMBIENTAIS
pH – Estrutura e funções das proteínas 
Maioria na faixa ótima de pH entre 6 e 8. 
Ex. Thiobacillus - 1 e 2 (Acidófila)
Vibrio comma - 10 (Alcalinófila)
Obs. Normalmente os meios de cultura são 
tamponados. 
Bactérias patogênicas  pH ao redor de 7
Organismo 
 
Mínimo Ótimo Máximo 
Thiobacillus thiooxidans 0,5 2,0-2,8 4,0-6,0 
Sulfolobus acidocaldarius 1,0 2,0-3,0 5,0 
Bacillus acidocaldarius 2,0 4,0 6,0 
Zymomonas lindneri 3,5 5,5-6,0 7,5 
Lactobacillus acidophilus 4,0-4,6 5,8-6,6 6,8 
Staphylococcus aureus 4,2 7,0-7,5 9,3 
Escherichia coli 4,4 6,0-7,0 9,0 
Clostridium sporogenes 5,0-5,8 6,0-7,6 8,5-9,0 
Erwinia caratovora 5,6 7,1 9,3 
Pseudomonas aeruginosa 5,6 6,6-7,0 8,0 
Thiobacillus novellus 5,7 7,0 9,0 
Streptococcus pneumoniae 6,5 7,8 8,3 
Nitrobacter sp 6,6 7,6-8,6 10,0 
 
Valores mínimos, ótimos e máximos de pH durante o 
cultivo para algumas bactérias
Acidofílicas
Neutrofílicas
Alcalinofílicas
Temperatura - Velocidade das reações químicas
Concentração 
elevada de ácidos 
graxos insaturados 
garante fluidez da 
membrana 
plasmática
Patogênicas 
ao homem e 
animais)
Organização tridimensional das proteínas 
permite a manutenção da estrutura 
adequada para sua ação em elevadas 
temperaturas
Aeração - Metabolismo energético 
Aeróbio estrito 
(18-21% )
P. aeruginosa, 
Mycobacterium
Anaeróbio estrito 
(<0,5%)
C.haemolyticum
Facultativo 
(<0.5-21%)
Enterobactérias
Microaerófilo 
aeróbio (1-5%)
Campylobacter, 
Neisseria 
Microaerófilo 
anaeróbio 
(Aerotolerante) 
(2-8%)
Bacteroides, 
Clostridium
Bactérias aeróbias e facultativas
O2 Metabolismo
Ação das enzimas superóxido dismutase, catalase e peroxidase. Estas
enzimas eliminam radicais tóxicos do oxigênio que são inevitavelmente gerados
em sistemas vivos na presença de O2. A distribuição destas enzimas nas células
determina a capacidade destas células existirem na presença de O2 .
Sistema de 
desintoxicação
Produtos 
não tóxicos
O2 + 2 e
- + 2 H+  H2O2 
O2 + e
-
 O-2 
O2 + H2O2  OH
*
O-2 + H2O2 O2 + OH
2- + OH*
H2O2 + e
- + H+  H2O + OH
*
Produtos 
tóxicos
Bactérias anaeróbias estritas
Danos ao DNA, destroem 
componentes lipídicos, inativam 
enzimas
Morte 
bacteriana
O2 Metabolismo
O2 + 2 e
- + 2 H+  H2O2 
O2 + e
-
 O-2 
O2 + H2O2  OH
*
O-2 + H2O2 O2 + OH
2- + OH*
H2O2 + e
- + H+  H2O + OH
*
Produtos 
tóxicos
Ausência do 
sistema de 
desintoxicação
Reação positiva produzida por Bacillus sp, 
Staphylococcus sp; Reação negativa produzida 
por Clostridium sp, Streptococcus sp.
Teste da Catalase 
Método da 
vela acesa
(microaerofilia)
Grampo 
de rosca
Tampa com 
anel 
selador
Catalisador 
de paládio 
em pastilha
Envelope 
contendo 
bicarbonado de 
sódio e boroidreto 
de sódio
Placas de 
Petri
Indicador de 
anaerobiose 
(azul de 
metileno)
Jarra de anaerobiose (Sistema GasPak)
Câmara de anaerobiose (“Glove Box”)
Controle da Osmolaridade Transporteativo de K+ para interior da célula e 
eliminação de PUTRESCINA 
Osmolaridade - Concentração de solutos no 
meio  Disponibilidade de água
Aumento no número de células no meio de cultivo
Meio líquido  Turvação do meio de cultivo; 
Meio Sólido Formação de colônias
Concentração Celular = Núm. Cel. / Vol. meio
Densidade Celular = Massa Cel./ Vol. meio
CRESCIMENTO BACTERIANO
Após inoculação no meio de cultura (= “semeadura”)
em condições ótimas 
Contagem bacteriana 
(Plaqueamento)
Absorbância = 2 - Log de % de Transmissão
NMP
(Número Mais provável)
Tubos de meio 
nutriente (grupo de 
cinco tubos
Número de tubos
positivos por 
grupo
Volume de 
inóculo 
para cada 
grupo de 
cinco tubos
Combinação de 
tubos positivos
Índice de 
NMP/100mL Inferior Superior
Limites com 95% 
de confiabilidade
Fases do crescimento bacteriano
Fisiologicamente 
ativas 
Tempo de 
geração
Progressão 
geométrica (Crescimento 
 Morte)
(Crescimento << Morte)
Formas de involução
Taxa de Crescimento x Tempo de 
Geração
Semeadura = Inocular (transferir o microrganismo a um meio de 
cultura) 
SEMEADURA POR ESGOTAMENTO
SEMEADURA EM QUADRANTES
Semeadura Correta
Semeadura Errada
Princípios de Alguns Testes 
Bioquímicos
2 H2O2 2 H2O + O2
Catalase
Comum em bactérias aeróbias e anaeróbias 
facultativas
Staphylococcus, Bacillus (+) e Streptococcus (-)
Oxidase (Citocromo oxidase)
Oxidação do Citocromo C pelo O2
Para fenilenodiamina é oxidado pela enzima 
adquirindo cor vermelha
Neisseria (+), Pseudomonas (+), Enterobactérias (-)
Prova de OF
(Oxidação - Fermentação) 
(Carboidrato Ácido)
Azul de Bromotimol: pH Alcalino (Azul), pH Ácido 
(Amarelo)
Glicose Enterobactérias, Staphylococcus
(Fermentam), Pseudomonas, Micrococcus (Oxidam)
Fermentação de Açúcares
Produção de Ácido ou Ácido mais gás
Açúcar a ser estudado + indicador de Andrade 
(vermelho em pH ácido) 
Enterobactérias  Glicose (Todas), Lactose 
(Algumas espécies apenas)
Glicose Lactose
Família Enterobacteriaceae
Lactose
-
Gêneros
 Shigella
 Salmonella
 Proteus
 Providência
Morganella
+
Gêneros
 Escherichia
 Klebsiella
 Enterobacter
 Serratia
Agar MacConkey
Vermelho de Metila (VM): Fermentação Mista
(Glicose Acidos Orgânicos)
Vermelho de Metila em pH ácido (4,5) fica Vermelho
E.coli (+), Enterobacter (-) 1 2 3
Voges-Proskauer (VP)Fermentação 
Butilenoglicólica
Glicose Acetilmetilcarbinol (= Acetoina) 2,3 butilenoglicol
Acetoina + Creatinina  composto vermelho
E. coli (-), Klebsiella pneumoniae (+), Enterobacter (+)
Indol
Triptofanase
Triptofano Indol
Para Dimetilaminobenzaldeído = Reativo de Kovacs + indol 
Composto vermelho.
E. coli (+), Klebsiella-Enterobacter (-)
Não inoculado + -
Citrato de Simnons
Citrato de Sódio como única fonte de C
Se bactéria usa (Cresce) – Alcaliniza o meio  Azul 
(Azul de Bromotimol)
Klebsiella - Enterobacter (+), E. coli (-)
Uréia 
(Urease) 
Amônia
Alcalinização do meio (Vermelho Fenol  Vermelho)
E. coli (-), K. pneumoniae (+)
Fenil-Alanina
Desaminação da Fenil-alanina  Ácido Fenilpirúvico
Ac. Fenilpirúvico + Cloreto Férrico  Hidrazina (Cor 
verde-garrafa) 
Característica de todas espécies de Proteus
+-
Movimento
Crescimento em meio semi-sólido (0,5% de Ágar)
Imóvel - Cresce só no local da picada: K. pneumoniae
Móvel - Cresce além da picada: E. coli
EPM, MILI
Tríplice Açúcar com ferro
TSI
Métodos Miniaturizados