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1 Universidade Federal de Pernambuco Centro de Ciências Biológicas Departamento de Antibióticos NOTAS SOBRE ANÁLISES DE ÁGUAS MINERAIS NATURAIS E ÁGUAS NATURAIS Ulrich Vasconcelos; Joás Lucas da Silva & Glícia M. T. Calazans RECIFE ANO 2012 2 ÁGUAS MINERAIS Ulrich Vasconcelos; Joás Lucas da Silva & Glícia Calazans (2012). 1. DEFINIÇÃO São as águas obtidas diretamente de fontes naturais ou artificialmente captadas, de origem subterrânea, caracterizada pelo conteúdo definido e constante de sais minerais e pela presença de oligoelementos e outros constituintes (Resolução nº 274/2005 MS). 2. CLASSIFICAÇÃO a) Quanto à composição química: oligominerais, radíferas, alcalina- bicarbonatadas, alcalino-terrosas cálcicas ou magnesianas, sulfatadas, sulfurosas, nitratadas, cloretadas, ferruginosas, etc. ; b) Quanto a adição de dióxido de carbono: água sem gás e água gaseificada. 3. LEGISLAÇÃO Código de Águas do Brasil - decreto-lei nº 7841/45; Resolução nº 310/99 MS; Resolução nº 274/2005 /MS. Resolução nº 275/2005 /MS. RDC nº 173, de 13 de setembro de 2006. Essa última, no que se refere aos aspectos microbiológicos, determina que essas águas na fonte, poço ou local de surgência, assim como na comercialização, devem estar em conformidade com as seguintes características: 3 TABELA 01 Amostra indicativa Amostra representativa Microorganismos Limites Nº de amostras Nº de amostras com resultado entre o mínimo e máximo Limite mínimo aceitável Limite máximo aceitável E. coli ou coliforme (fecais) termotolerantes em 100 ml Ausência 05 0 - Ausência Coliformes totais em 100 ml < 1,0 UFC; < 1,1 NMP ou Ausência 05 01 <1,0 UFC; <1,1 NMP ou Ausência 2,0 UFC ou 2,2 NMP Enterococos em 100 ml < 1,0 UFC; < 1,1 NMP ou Ausência 05 01 <1,0 UFC; <1,1 NMP ou Ausência 2,0 UFC ou 2,2 NMP Pseudomonas aeruginosa em 100 ml < 1,0 UFC; < 1,1 NMP ou Ausência 05 01 <1,0 UFC; <1,1 NMP ou Ausência 2,0 UFC ou 2,2 NMP Clostrídios sulfito redutores ou C. perfringens em 100 ml < 1,0 UFC; < 1,1 NMP ou Ausência 05 01 <1,0 UFC; <1,1 NMP ou Ausência 2,0 UFC ou 2,2 NMP 4 Em termos bacteriológicos, essas fontes ou poços, em geral, produzem água de boa qualidade, mas não são completamente estéreis, possuem flora autóctone como bactérias pertencentes aos gêneros Pseudomonas, Acinetobacter, Alcaligenes, Flavobacterium, Micrococcus, Bacillus (Varnam & Sutherland / 1994 in Cabrini & Gallo / 2001). A vigilância da qualidade da água, do ponto de vista microbiológico, normalmente não é feita partindo-se da identificação completa dos microrganismos presentes na água, mas a partir da determinação de grupos de significado higiênico e sanitário. No caso das águas minerais, além dos microrganismos usualmente requeridos para avaliação bacteriológica de águas de consumo humano e da rede de distribuição, que são os coliformes totais e fecais (Portaria nº 518 - MS), exige-se também a pesquisa de Enterococos, Pseudomonas aeruginosa e Clostrídios sulfito redutores. A contagem de bactérias heterotróficas é um parâmetro utilizado muito mais para verificar as condições higiênico-sanitárias do sistema industrial (Cabrini & Gallo/2001). Classificação desses indicadores de acordo com o tipo de uso: E. coli e Enterococos - contaminação fecal recente; Esporos de Clostrídios - Poluição fecal remota; Pseudomonas aeruginosa e Aeromonas hydrophila - poluição por nutrientes. 4. COLETA DAS AMOSTRAS As amostras devem ser coletadas no ponto de captação, linha de produção e nos pontos de comercialização; As amostras devem estar devidamente identificadas: na fonte - nº, hora da coleta, local, pH, temperatura; envasadas - marca comercial, nome da fonte, conteúdo líquido, data do envasamento, lote, etc. ; O volume mínimo a ser analisado é 1000 ml; Amostras coletadas na fonte, realizar as análises entre 6 e 24 horas após a 5 coleta. Essas amostras devem ser transportadas sob refrigeração (4° a 10°C); As amostras envasadas devem ser transportadas em boas condições de assepsia e não necessitam de refrigeração até o momento da análise. 5. ANÁLISE BACTERIOLÓGICA DE ÁGUA As técnicas para determinação do conteúdo microbiológico das águas minerais consistem basicamente em: Técnica da membrana filtrante; Técnica dos tubos múltiplos. O que permitirá a diferenciação dos micro-organismos é o meio utilizado em cada uma das técnicas citadas (Tabela 02). 6 TABELA 02 Microrganismos Membrana filtrante Tubos múltiplos Bactérias do grupo Coliforme Meios de cultura - M-Endo ágar LES ou Ágar M-Endo. Ensaio presuntivo - meio de caldo lactosado (CL) ou caldo lauril triptose (CLT); Ensaio confirmativo - meio de caldo lactosado com verde brilhante e bile a 2% (CLVBB) para coliformes totais; e meio EC para coliformes fecais; Ensaio completo - meio ágar eosina azul de metileno (EAM) Enterococos Meio de cultura - Ágar M- Enterococos Ensaio presuntivo - meio caldo dextrose azida (CDA); Ensaio confirmativo - meio de ágar PSE. Pseudomonas aeruginosa Meio de cultura - Ágar-mPA-B; Confirmação em placa com meio de ágar leite. Ensaio presuntivo - meio de caldo asparagina; Ensaio confirmativo - meio de caldo acetamida. Clostrídios Meio de cultura - Ágar m-CP Ensaio presuntivo - meio diferencial enriquecido para clostrídios (DRCM); Ensaio confirmativo - meio de leite tornassolado Fonte: Atualização em técnicas para o controle microbiológico de águas minerais/1999. 7 OUTRAS CONSIDERAÇÕES Para determinação de bactérias do grupo coliforme podem ser utilizadas as técnicas de Presença-Ausência (P-A) e do substrato cromogênico e fluorogênico; Todos os meios, após inoculação, são incubados a 35°C durante 48 horas, com exceção do meio EC para coliformes fecais que deverá ser incubado a 44,5° durante 24 horas, do meio ágar-mPA-B (membrana filtrante) para Pseudomonas que deverá ser incubado a 41,5°C por 48 horas e do meio ágar m-CP (membrana filtrante) para clostrídios que deverá ser incubado a 45° durante 24 horas; Antes de proceder às análises para identificação de clostrídios, faz-se necessário o aquecimento da amostra em banho-maria a 65°C durante 15 minutos para eliminar organismos não esporulados e formas vegetativas. Além disso, todos os meios devem ser incubados em anaerobiose, pois esses micro-organismos são anaeróbios obrigatórios; A técnica para determinação de bactérias heterotróficas utiliza o meio de cultura ágar triptona glicose extrato de levedura (PCA). DETALHAMENTO DOS MÉTODOS PASSÍVEIS DE USO Métodos: Para todos os microrganismos pesquisados pode ser aplicada a técnica convencional dos tubos múltiplos a qual subdivide-se no ensaio presuntivo, confirmativo e completo, expressando-se os resultados em número mais provável por 100 mL (NMP) (Fig. 1). 1) Ensaio presuntivo: Consiste na inoculação de volumes de 10, 1 e 0,1 mL de água a ser analisada numa série de nove tubos. Os tubos que recebem inóculos de 10 mL contem meio de cultura com concentração dupla a fim de compensar a diluição. Os volumes de 1 e 0,1 mL da amostra são inoculados em meio deconcentração simples. O ensaio visa ao enriquecimento da amostra e um resultado positivo, dentro de 24-48h, é apenas sugestivo de água contaminada, pois pode haver interferência de outros microrganismos 8 devendo-se, portanto, dar seguimento a análise. Fig. 1. Fluxograma hipotético geral da técnica de tubos múltiplos para análise de água mineral e potável de mesa. Onde; Tubos negros = resultado positivo. Tubos brancos = resultado negativo 2) Ensaio confirmativo: Todos os tubos positivos no ensaio presuntivo devem ser submetidos ao ensaio confirmativo o qual consiste na inoculação dos ensaios presuntivos positivos em meio de cultura seletivo para a bactéria ou grupo de bactérias pesquisadas reduzindo-se a possibilidade de ocorrência de resultados falso- positivos. Um resultado positivo confirma a presença de bactérias indicadoras de contaminação (COSTA, 1980; SANCHES, 1999). 3) Ensaio completo: Este ensaio é caracterizado pela realização de provas adicionais, não sendo obrigatório. Consiste na utilização de provas bioquímicas adicionais para identificação da espécie ou quando se suspeita da interferência de Ensaio confirmativo (24-48h/35oC) Ensaio completo (opcional) 1000 mL de água mineral a ser analisada Ensaio presuntivo (24-48 h/35oC) 9 microrganismos nos ensaios anteriores (STANDARD METHODS, 1998). 4) Expressão dos resultados em número mais provável de bactérias por 100mL (NMP): A combinação de resultados positivos e negativos no ensaio confirmativo permite a obtenção de uma estimativa da densidade original das bactérias (NMP) através da aplicação de cálculos de probabilidade (COSTA, 1980; STANDARD METHODS, 1998) predeterminados na tabela de Hoskins (em ANEXOS). Os resultados são expressos em número mais provável de bactérias por 100mL. Microrganismos pesquisados As amostras foram avaliadas quanto a presença de coliformes totais e fecais, Estreptococos fecais, Pseudomonas aeruginosa e Clostridium perfringens, e quando positivas no ensaio presuntivo e confirmativo submetidas a testes adicionais para descartar possíveis interferências de outros microrganismos que não os pesquisados. Para a pesquisa de coliformes totais foi utilizado o meio de caldo lactosado, concentração dupla e simples (CLD e CLS), no ensaio presuntivo e caldo lactosado verde brilhante bile a 2% (CLVBB 2%) para a confirmação do ensaio presuntivo. Em ambos a incubação é feita durante 24-48h a 35oC. Uma alçada, de cada tubo confirmativo positivo, foi semeada em eosina azul de metileno (EMB), colônias típicas e atípicas foram transferidas para caldo E.C e incubadas por 24h a 44,5oC 0,02 para verificação da presença de coliforme fecal. Na pesquisa de Pseudomonas aeruginosa, a formação de pigmento esverdeado ou turvação do meio de caldo asparagina, em 24-48h a 35oC, significa resultado presuntivo positivo. Inóculos destes tubos positivos foram transferidos para o meio caldo acetamida a fim de serem confirmados. Das amostras confirmadas, fez-se semeio em ágar leite e ágar cetrimida para descartar possíveis microrganismos que não o pesquisado. O caldo dextrose azida (CDA), um ótimo inibidor de Gram negativos e o ágar seletivo para enterococos (PSE) foram utilizados para identificação presuntiva e confirmativa de estreptococos fecais, respectivamente. 10 Para isolamento prévio de Clostridium perfringens, foi utilizado o caldo diferencial para clostrídios (DRCM). Os inóculos foram incubados em jarra de anaerobiose por 48h a 350C e possíveis amostras positivas inoculadas em caldo de leite tornassolado para confirmação. Embora não utilizada, rotineiramente, na avaliação microbiológica de água mineral, mas apenas de águas potáveis, foi feita também a contagem de bactérias heterotróficas em placas (número de colônias desenvolvidas em aerobiose a 35oC por 48h em placas de Petri, contendo o meio PCA). Utilizou- se a técnica de incorporação, inoculando-se volumes em triplicatas de 1 e 0,1 mL. Esse dado informa sobre as condições higiênicas das fontes e possíveis causas de deterioração da qualidade de água, uma vez que um elevado número dessas bactérias causa odor e sabor desagradáveis. O pH e a temperatura da amostra foram aferidos, após a retirada da água do garrafão para um recipiente diferente do utilizado para a análise microbiológica. Amostragem: 1) Homogeneiza-se a água, invertendo-se o garrafão por diversas vezes. 2) O bocal do garrafão é desinfetado com álcool a 70% ou solução de hipoclorito de sódio. 3) Retira-se o lacre com objeto desinfetado e desprezou-se um volume inicial. 4) Faz-se a coleta próximo ao bico de Bunsen, para recipiente estéril e as amostras coletadas (1000mL) são, imediatamente, inoculadas, sendo o restante colocado sob refrigeração. 5.2.4 Princípio dos meios de cultura utilizados (composição em ANEXO): 1) Caldo lactosado (CL). É utilizado para a determinação de uma possível contaminação por coliforme total em água. A simples detecção de gás no tubo de Durham, resultante da fermentação da lactose com produção de ácidos e gás CO2 , caracteriza um ensaio presuntivo positivo para coliforme total (BIER, 1990). 2) Caldo lactosado verde brilhante bile a 2% (CLVBB 2%). 11 Indicado para o enriquecimento seletivo de Escherichia coli .Os componentes verde brilhante e a bile de boi, inibem, notavelmente, as bactérias acompanhantes Gram positivas, inclusive clostrídios degradadores de lactose (MANUAL MERCK, 1990). A fermentação da lactose, com conseqüente formação de hidrogênio e CO2 , caracteriza um ensaio confirmativo positivo para a presença de coliforme total. 3)) Eosina azul de metileno (EMB). É um meio diferencial, em placas, para o isolamento de bactérias entéricas Gram negativas. Os corantes eosina e o azul de metileno inibem Gram positivas e Gram negativas exigentes. Em meio ácido, esses corantes de anilina precipitam funcionando, assim, como indicadores de pH (KONEMAM et al., 2001). As bactérias fortes fermentadoras de lactose apresentam-se como colônias verde- escuras metálicas, as fermentadoras fracas produzem colônias, levemente, púrpuras e os não fermentadores colônias transparentes. 4) Meio para coliformes fecais ( E.C). Consiste num caldo lactosado tamponado adicionado de sais biliares, a fim de se inibir o crescimento de Estreptococos fecais (SANCHEZ, 1999). Pode ser utilizado para a pesquisa de coliformes totais desde que incubado a 350C. No entanto, para a pesquisa de coliforme fecal (E. coli) deve ser incubado a 44,50C 0,02, pois o crescimento a essa temperatura é característica dessa bactéria nas condições nutricionais ensaiadas (MANUAL DIFCO, 1984). Os sais biliares inibem, notavelmente, o crescimento de germes Gram positivos e espécies microbianas não adaptadas ao meio ambiente intestinal ( MANUAL MERCK, 1990). 5) Caldo asparagina. A asparagina, adicionada ao meio, é o aminoácido utilizado como única fonte de nitrogênio e carbono pela Pseudomonas aeruginosa. O desenvolvimento dessa bactéria é caracterizado pela turvação e pigmentação esverdeada (piocianina) do meio, melhor visualizada em luz ultravioleta (SANCHEZ, 1999). 6) Caldo acetamida. 12 Neste meio a acetamida apresenta-se como única fonte de carbono e nitrogênio, sendo importante para o enriquecimento seletivo de Pseudomonas aeruginosa. A alcalinização do meio, evidenciada pela mudança de cor do indicador vermelho de fenol, caracteriza um resultado confirmativo positivo (MANUAL MERCK, 1990). 7) Ágar cetrimida. Meio seletivo utilizado para o isolamento e identificação de Pseudomonas aeruginosa. A cetrimida, como detergente catiônico, é um importante inibidor de bactérias distintas da Pseudomonas aeruginosa, agindo na liberação de nitrogênio e fósforo da célula bacteriana (MANUAL DIFCO, 1984). Uma concentração de 0,3g/L já exerce atividade inibitória suficiente sobre a flora acompanhante, podendo-se utilizar 15g/mL de ác. Nalidíxico para aumentar a eficácia (MANUAL MERCK, 1990). As colônias de Pseudomonas aeruginosa formam um pigmento verde azulado fluorescente à luz ultravioleta. 8) Caldo dextrose azida (CDA). A presença de Estreptococos fecais em água é um importante indicador de contaminação fecal. O CDA é um meio que contém todos os fatores nutrientes requeridos para o crescimento de enterococos. A azida sódica (NaN3), presente em uma concentração, suficientemente, inibitória para a flora acompanhante, exerce um efeito bacteriostático sobre as bactérias Gram negativas. A fermentação da dextrose pelas bactérias, detectada pela formação de precipitado no meio ou turvação, permite suspeitar de Estreptococos fecais ( MANUAL MERCK, 1990). 9) Meio seletivo para Estreptococos fecais (PSE). Ágar seletivo para o ensaio confirmativo de estreptococos fecais. Estes microrganismos hidrolizam a esculina do meio produzindo glicose e esculetina a qual reage com o íon férrico, formando um complexo enegrecido e difusível no meio ( SANCHEZ, 1999). 10) DRCM. Meio diferencial enriquecido para clostrídios sulfito redutores no qual as 13 bactérias reduzem o sulfito, contido no meio, para sulfeto, enegrecendo-o. 11) Leite tornassolado (Litmus Milk). Clostrídios sulfito redutores fermentam o leite tornassolado com coagulação do caseinogênio. A fermentação da lactose pelos clostrídios sulfito redutores produz ácido forte, variando a cor do meio para rosa. A grande quantidade de gás formada caracteriza o que chamamos de fermentação turbulenta do meio (JAWETZ et al.,1998; SANCHES, 1999). 12) "Plate count ágar" (PCA). Meio sólido utilizado, em placas, para determinação da quantidade de bactérias heterotróficas. É um meio de cultura que apresenta todos os nutrientes necessários ao crescimento de bactérias heterotróficas, além da transparência e maior facilidade de visualização das colônias. BIBLIOGRAFIA BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resoluções nº 274, 275/2005 MS. Ver In: DIÁRIO OFICIAL DA UNIÃO. Brasília - DF. CABRINI, K. T. & GALLO, C. R. Avaliação da qualidade microbiológica de águas minerais envasadas. In: Higiene Alimentar, v.15, nº 90/91, p.83-92, nov/dez 2001. MERCK. Manual de medios de cultivo. Rio de Janeiro, 1990. PIRES, E. F., GUERRA, N. B. & STAMFORD, T. L. Behavior of autochthonous flora of a ground water. In: XXI Congresso Brasileiro de Microbiologia - Resumos. Foz do Iguaçu - PR, 2001. SANCHEZ, P. S. Atualização em técnicas para controle microbiológico de águas minerais. Universidade Mackenzie, São Paulo - SP. 1999. Silva, N. et al. Manual de Métodos de Análise Microbiológica da Água. São Paulo, Ed. Varella, 2005. Standard Methods for Examination of Water and Wastewater. 21th Edition. Washington, D.C., American Public Health Association, 2005. 14
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