Teórica-3

Prévia do material em texto

METABOLISMO NUTRICIONAL DOS 
MICRO-ORGANISMOS 
Profa. Fernanda Fraga Campos 
Disciplina: Microbiologia DCB063 
 
Diamantina, 2015. 
CRESCIMENTO DOS 
MICROORGANISMOS 
Crescimento populacional – aumento do número ou massa microbiana. 
 
Taxa de crescimento – variação do número ou massa por unidade de 
tempo. 
 
Tempo de geração – Intervalo de tempo necessário para que uma célula 
se duplique. 
 Ex: muitas bactérias 1-3 horas; algumas 20 minutos; e outras 24 
horas ou mais. 
CRESCIMENTO DOS 
MICROORGANISMOS 
Fases de crescimento 
 
• Lag – Tempo (latência) - condição da cultura anterior, tratamento 
térmico, radiações, presença de compostos químicos, meio rico 
para meio pobre. 
 
• Exponencial (log) – Maior atividade metabólica. Influências 
ambientais e características do organismo determinam a taxa de 
crescimento. 
 
• Estacionária – Número de morte celular é equivalente ao de 
células novas. 
• consumo de nutrientes essenciais 
• presença de produtos de excreção 
• Mudanças no pH 
 
• Morte ou declínio – Células mortas excede ao de células novas. 
CURVA DE CRESCIMENTO MICROBIANO 
CURVA DE CRESCIMENTO MICROBIANO 
CULTURA CONTINUA 
• Técnica muito usada nos processos 
industriais de obtenção de produtos 
microbiológicos; 
 
• Manutenção das células em fase log 
ou estacionária; 
 
• Utilizam-se fermentadores ou 
quimiostatos; 
 
• Controle da densidade populacional e 
da taxa de crescimento, pela 
concentração do nutriente limitante 
(fonte de C ou N). 
MEDIDAS DO CRESCIMENTO 
MICROBIANO 
MEDIDAS 
DE 
CRESCIMENTO 
1. No. CÉLULAS 
2. MASSA 
1.1 TOTAIS 
1.2 VIÁVEIS 
 2.1 DIRETA 
2. 2 INDIRETA 
1.1.1 LÂMINA 
1.2.1 PLAQUEAMENTO 
 (diluições) 
1.2.2 FILTRO 
 (concentrar) 
2.1.1 MASSA SECA 
2.2.1 DENSIDADE ÓTICA 
MEDIDAS DO CRESCIMENTO 
MICROBIANO 
Contagem de células totais – contagem microscópica direta 
Precisa-se de grande 
quantidade de células 
Conta-se células vivas 
e mortas. 
Contagem de células viáveis – Filtro 
CONTAGEM DE VIÁVEIS 
 
• Conta-se entre 30 e 300 
colônias. 
• Método mais sensível para 
poucas células. 
Diluição das suspensões 
celulares 
MEDIDAS DO CRESCIMENTO 
MICROBIANO 
Turbidimetria 
 
Espectofotômetro 
A 540, 600 e 660 nm. 
 
Absorbância ou 
densidade ótica 
 
Massa de células 
 
- Peso seco 
- Não quantifica 
MEDIDAS DO CRESCIMENTO 
MICROBIANO 
CRESCIMENTO DOS 
MICRORGANISMOS 
Fatores que influenciam no crescimento dos micro-organismos 
Físicos 
temperatura 
pH 
Pressão osmótica 
Químicos Oligoelementos 
Carbono 
Nitrogênio, enxofre e 
fósforo 
Oxigênio 
Fatores orgânicos 
de crescimento 
EFEITO DA TEMPERATURA NO 
CRESCIMENTO 
FATORES FÍSICOS 
TEMPERATURA 
FATORES FÍSICOS 
pH 
 
• A maioria das bactérias crescem entre pH 6,5 
e 7,5; 
 
• Poucas são capazes de crescer em pH 4,0. 
 
Alimentos que não sofrem deterioração 
por bactérias: 
 
 - chucrute 
 - pepino em conserva 
 - queijos 
 
Thiobacillus ferrooxidans 
Bactérias acidófilas 
 
- águas de drenagem de minas de carvão pH1,0 
FATORES FÍSICOS 
pH 
 
• Ampla faixa de pH; 
 
• Valores ótimos 
de pH 5 e 6; 
aumento de 1560 X – Penicilium sp. 
Saccharomyces cerevisiae 
Basidiomycetos 
diversos 
FATORES FÍSICOS 
PRESSÃO OSMÓTICA 
 
 
 
 
Meio extracelular 
hipertônico 
Plasmólise e Turgescência 
Preservação de 
alimentos 
 
FATORES FÍSICOS 
 
• Halofílicos extremos ou obrigatórios 
30 % de NaCl; 
 
 
• Halofílicos facultativos 
2-15% de NaCl; 
 
 
Habitat de Archaea 
Lago salgado, 
Utah, EUA 
Halofílicas extremas 
Halofílicas extremas 
(Stichococcus) 
Evaporadores na Baía de São Francisco, Califórnia, EUA 
FATORES QUÍMICOS 
CARBONO 
 
Carbono H2O 
Essenciais!! 
Elemento estrutural básico para TODOS os seres vivos. 
Metade do peso seco de uma célula bacteriana. 
COMPOSIÇÃO APROXIMADA DE ELEMENTOS 
QUÍMICOS DE UMA CÉLULA BACTERIANA (E. 
COLI) 
ELEMENTO 
 
% do PESO SECO 
 Carbono 
 
50 
 Oxigênio 
 
20 
 Nitrogênio 
 
14 
 Hidrogênio 
 
8 
 Fósforo 
 
3 
 Enxofre 
 
1 
 Potássio 
 
1 
 Sódio 
 
1 
 Cálcio 
 
0,5 
 Magnésio 
 
0,5 
 Cloro 
 
0,5 
 Ferro 
 
0,2 
 Outros 
 
0,3 
 
FATORES QUÍMICOS 
NITROGÊNIO – utilizam nitrogênio para a síntese de 
proteínas. 
 
Como os microrganismos obtém o nitrogênio? 
 
- Decomposição de matéria orgânica (proteica) 
 
- Íons amônia (NH4
+) – matéria orgânica intracelular 
 
- Íons nitrato (NO3
-) – Nitrobacter 
 (nitrito) NO2
- + ¹/2O2 → NO3
- + Energia 
- Nitrogênio gasoso (N2) – Fixação de 
nitrogênio 
 cianobactérias 
 bactérias associadas as plantas 
Nitrobacter 
FATORES QUÍMICOS 
ENXOFRE 
 
- Para que os microrganismos utilizam o enxofre? 
 
Síntese de aminoácidos que contenham enxofre (cisteína 
metionina) 
Síntese de vitaminas – tiamina e biotina 
 
- Fontes de enxofre 
 
Íon sulfato (SO4
2-) – queima de combustíveis fósseis 
carvão, petróleo etc; 
Aminoácidos que contém enxofre na estrutura. 
FATORES QUÍMICOS 
FÓSFORO 
 
- Para que os microrganismos utilizam o fósforo? 
 
Síntese de ácidos nucléicos. 
Síntese de fosfolipídeos da membrana. 
 
- Fontes de fósforo – Rochas 
 
Componente das ligações de energia do ATP 
Íon fosfato (PO4
3-). 
 
Potássio, magnésio e o cálcio – co-fatores para as 
reações enzimáticas. 
FATORES QUÍMICOS 
OLIGOELEMENTOS - (elementos traços) 
 
 
- Ferro, cobre, molibdênio e zinco (co-fatores) 
 São essenciais para algumas enzimas 
 
- Estão presentes 
 
 Água 
 Meio de cultura 
FATORES QUÍMICOS 
OXIGÊNIO 
A
-O
b
ri
g
a
tó
ri
o
s
 
A
N
-f
a
c
u
lt
a
ti
v
o
s
 
A
N
-o
b
ri
g
a
tó
ri
o
s
 
M
ic
ro
a
e
ró
fi
lo
s
 
A
e
ro
to
le
ra
n
te
s
 
- Presença das 
enzimas SOD e 
catalase; 
 
- O2
- (radical superóxido) - formados na 
respiração aeróbica. 
 
- OH• (radicais hidroxila) 
 
- H2O2 (peróxido de hidrogênio) 
FORMAS REATIVAS DO OXIGÊNIO 
MECANISMOS DE DESTOXIFICAÇÃO 
2O2
- + 2H+ SOD O2 + H2O2
 
 
2H2O2 catalase H2O + O2 
 
H2O2 + 2H
+ peroxidase 2H2O 
 
 
MEIO DE CULTURA 
- Meio de cultura 
- Inóculo 
- Cultura 
- Estéril 
- Ágar 
(polissacarídeo) 
- Liquefaz a 
100 °C. 
- Solidifica a 
42 °C. 
 
 
 
MEIOS DE CULTURA 
• Quimicamente definido 
• Complexo 
• Redutor 
• Seletivo 
• Diferencial 
• Enriquecimento 
 
QUIMICAMENTE DEFINIDO 
A composição química exata do meio é conhecida. 
Fastidiosos – Necessitam de muitos 
fatores de crescimento 
COMPLEXO 
A composição química exata do meio pode conter 
pequenas variações. 
Peptonas – proteínas digeridas = fácil de ser 
metabolizado pelos microrganismos. 
REDUTOR 
Utilizado para crescimento de anaeróbicos. 
• Tioglicolato de sódio + oxigênio remoção 
do oxigênio 
•Oxyrase – reduz o oxigênio em água 
CULTIVO EM ANAEROBIOSE 
JARRA DE ANAEROBIOSE CÂMARA DE ANAEROBIOSE 
Bicarbonato de sódio 
e boroidreto de sódio 
 
 
Meios Seletivos – favorece o crescimento da bactéria de 
interesse e impedeo crescimento de outras bactérias. 
 
• Salmonella typhi sulfeto de bismuto inibe 
Gram + e maioria das Gram -. 
SELETIVO 
Meio Seletivo
Meio Diferencial
Sabouraud 
devido ao 
pH 5,6 
DIFERENCIAL 
Identificação da colônia de interesse quando existem outras 
bactérias crescendo na mesma placa. 
Streptococcus pyogenes 
 lisa células sanguíneas 
ENRIQUECIMENTO 
Identificação de bactérias presentes em pequeno número. 
 
Amostras de fezes ou solo. 
 
EX: Isolamento de um micro-organismo do solo capaz de 
crescer utilizando fenol. 
Transferências 
de inóculos. 
Obtenção de culturas puras 
• Colônia 
 
• Culturas mistas 
 
• Culturas puras 
Obtenção de culturas puras 
PRESERVANDO BACTÉRIAS 
• Geladeira 
• Congelamento 
• Liofilização - vácuo 
(sublimação) 
GD 
1. Explique as diferenças entre meios quimicamente definido e 
complexo. 
2. Desenhar uma curva típica de crescimento microbiano. Marcar 
e descrever as quatro fases. 
3. Em uma série de procedimentos industriais é necessário que a 
cultura de microrganismos permaneça em fase exponencial de 
crescimento por um longo período de tempo. Como isto pode 
ser obtido? 
4. Como são classificados os microrganismos quanto à sua 
exigência de oxigênio e quanto à sua temperatura ótima de 
crescimento? 
5. Compare os métodos de medida do crescimento microbiano 
(diretos e indiretos), no que se refere a aplicações práticas, 
vantagens e limitações.