Revisão Microbiologia

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Microbiologia ambiental 
Engenharia do Ambiente 
Escola Superior Agrária 
Instituto Politécnico de Coimbra 
abelho@esac.pt 
www.esac.pt/abelho 
1.2 NOÇÕES BÁSICAS DE 
MICROBIOLOGIA GERAL 
Módulo 1.Ecologia microbiana 
Parte 2. Introdução 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 2 
Tamanho 
Desde alguns 
nanómetros 
(nm) a 
centenas de 
micrómetros 
(m) 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 3 
http://www.microbewo
rld.org/index.php?optio
n=com_content&view=
article&id=369&Itemid=
215 
Morfologia e 
agrupamento celular nas 
bactérias 
Cocos: 
Diplococos; Estreptococos 
Tétradas; Sarcinas; 
Estafilococos 
Bacilos 
Diplobacilos; 
Estreptobacilos 
Palissadas 
Vibriões 
Espirilos 
Filamentosa… 
 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 4 
Forma e agrupamento 
Exemplos -1- 
Escherichia coli 
https://www.uni-hohenheim.de/staatsschule/7/09ba/ecoli/e-coli.jpg 
Treponema palidum 
http://cache-media.britannica.com/eb-media/99/9299-004-
2023DB04.jpg 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 5 
Bacilo com pili e flagelos apicais 
Espirilo 
Forma e agrupamento 
Exemplos -2- 
Streptococcus sobrinus 
http://student.ccbcmd.edu/courses/bio141/lecguide/unit2/bacpath/pla
que_SEM.html 
Vibrio cholerae 
http://www.zdravstvena.info/vsznj/virusne-okuzbe-prebavil-bakterijske-
okuzbe-prebavil-paraziti-v-prebavilih-okuzbe-secil-in-spolnih-organov/ 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 6 
Estreptococos Forma de vírgula com um 
flagelo apical 
Origem do agrupamento celular 
bacteriano 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 7 
Agrupamento celular bacteriano Exemplo 
Diplococos; Neisseria sp. 
Estreptococos; Streptococcus sp. 
Sarcinas e tétradas; Sarcina sp. 
Deinococcus radiodurans 
Estafilococos; Staphylococcus sp. 
Divisão num 
plano 
Parede 
celular 
bacteriana 
 
• Existe na maior parte das bactérias 
como uma camada externa que 
cobre a membrana citoplasmática 
 
• Excepções: 
– Mycoplasma sp. e alguns Archaea 
não possuem parede celular 
 
• As bactérias podem ser divididas em 
dois grandes grupos de acordo com 
a sua reacção à coloração de Gram 
(Christian Gram, Dinamarquês, 
1884) 
– bactérias Gram-positivas 
– bactérias Gram-negativas 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 8 
Mycoplasma é a mais 
pequena célula conhecida: 
0.1 μm de diâmetro 
Gram-positivas e 
Gram-negativas 
http://www.cehs.siu.edu/fix/
medmicro/pix/walls.gif 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 9 
Funções da parede 
celular 
• Dá forma às bactérias (as bactérias 
sem parede não têm forma definida) 
 
• Confere protecção contra a lise 
osmótica 
 
• Factor de patogenicidade em 
bactérias Gram-negativas 
 
• Local de acção de anticorpos em 
bactérias Gram-positivas 
 
• Confere protecção contra 
substâncias tóxicas 
 
• Local de fixação de bacteriófagos em 
bactérias Gram-positivas 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 10 
A coloração de Gram 
• Baseia-se na diferença de 
composição química e na 
espessura e localização da 
camada de peptidoglicano das 
paredes celulares bacterianas 
 
• A diferente constituição dos dois 
tipos de parede influencia a 
permeabilidade da parede ao 
álcool e, em consequência, a 
dissolução mais ou menos rápida 
de complexos corados formados 
no citoplasma 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 11 
Parede celular das 
bactérias Gram-
positivas 
• Camada espessa de peptidoglicano 
localizada no exterior da parede 
 
• Quando tratadas por um corante 
como o violeta de metilo, o cristal de 
violeta, ou o violeta de genciana 
(mistura dos dois primeiros) e 
seguidamente pelo iodo (por ex., o 
lugol, que é um mordente - 
substância que permite melhor 
penetração do corante), fixam o 
corante de tal modo que este não é 
removido pela solução de 
descoloração, o álcool 
 
• Coram de violeta com a coloração de 
Gram 
• Exemplos: Staphylococcus sp., 
Streptococcus sp., Bacillus sp., … 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 12 
Parede celular das 
bactérias Gram-
negativas 
• Camada fina de peptidoglicano 
localizada no interior da parede; por 
fora existe uma membrana externa 
lipídica 
 
• O álcool dissolve a membrana 
externa e penetra facilmente no 
interior da célula, removendo o 
complexo : são descoradas pela 
solução de álcool 
 
• Para que depois se possam observar 
melhor, são novamente coradas por 
um corante de contraste, geralmente 
vermelho-rosa (fucsina diluída), 
corando de vermelho 
 
• Famílias Enterobacteriaceae (e.g. 
Escherichia coli) e 
Pseudomonadaceae, … 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 13 
Coloração de Gram 
Bactérias Gram-positivas Bactérias Gram-negativas 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 14 
ALGUNS FACTORES QUE AFECTAM 
O CRESCIMENTO MICROBIANO 
Meios de cultura 
Água, actividade da água e concentração de solutos 
pH 
Temperatura 
Concentração de oxigénio 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 15 
Classificação do meios 
de cultura 
• Estado físico 
– líquidos, semi-sólidos, 
sólidos 
 
• Composição química 
– complexos, definidos 
 
• Objectivos 
– basais, enriquecidos, 
selectivos, transporte, 
identificação, conservação, 
… 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 16 
Actividade da água 
ou 
Actividade aquosa 
(aw) 
 
• Varia entre 1 (100%) e zero 
 
• Decresce à medida que a pressão 
osmótica sobe por dissolução de 
solutos 
 
• A maioria dos microrganismos 
requer aw próximos de 1 para se 
multiplicar 
 
• Alguns microrganismos 
adaptaram-se a habitats com 
baixa aw0.7 
– bactérias halófilas e osmófilas 
– fungos xerófilos 
Medida da quantidade 
de água disponível para 
utilização por um 
microrganismo 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 17 
http://www.fao.org/docrep/003/x655
6e/X655639.gif 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 18 
http://www.fst.ohio-
state.edu/olympiad/Laboratories/Oly
mp/image001.png 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 19 
A vida com aw elevada | A vida com aw baixa 
Ambientes hipotónicos 
• Têm menos sais que o 
protoplasma 
• Tendência para a entrada de 
água na célula: lise osmótica 
se não existir uma parede 
celular rígida 
• Para que não ocorra choque 
osmótico por excesso de 
diluição do citoplasma, a 
bactéria pode excretar 
activamente a água através 
das aquaporinas 
Ambientes hipertónicos 
• Têm mais sais que o 
protoplasma 
• Tendência para a saída da água 
da célula : plasmólise 
• Manutenção da concentração 
osmótica do protoplasma 
acima da concentração 
osmótica do meio 
• Acumulação de solutos 
compatíveis: permitem o 
crescimento e metabolismo 
celular mesmo em 
concentrações intracelulares 
elevadas 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 20 
Ambientes extremos 
Microrganismos 
osmotolerantes 
• Podem acumular solutos 
compatíveis 
• Podem crescer em habitats 
com aw ou concentração 
osmótica variável 
• Exemplo de bactéria 
osmotolerante patogénica: 
Staphylococcus aureus - pode 
viver na presença de cloreto 
de sódio a 30% 
Microrganismos 
halófilos 
• Requerem 2.8-6.2M de NaCl 
para crescer 
• Vivem em ambientes ricos em 
sais modificando a estrutura 
das suas proteínas e 
membranas 
• Acumulam potássio, adquirido 
na forma de cloreto, para que 
o seu protoplasma fique 
hipertónico (4-7M) com o 
meio ambiente 
• Exemplo: Halobacteriumsalinarum (Archaea) 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 21 
Microrganismos halófilos 
Halobacterium salinarum 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 22 
pH 
Membrana 
citoplasmática 
impermeável a 
protões: pH 
interno dos 
microrganismos 
próximo da 
neutralidade 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 23 
Influência dos 
microrganismos no pH 
• Os microrganismos podem alterar o pH 
do seu habitat pela produção de 
produtos de degradação ácidos ou 
básicos 
 
◦ Microrganismos fermentativos 
que formam ácidos orgânicos por 
fermentação de carbohidratos 
diminuem o pH do meio 
 
◦ Thiobacillus sp. (quimiolitotrófico) 
- oxida enxofre reduzido a ácido 
sulfúrico 
 
◦ Outros microrganismos originam 
amónia através da degradação de 
aminoácidos aumentando o pH do 
meio 
 
• Para impedir a inibição do crescimento 
bacteriano in vitro devido a grandes 
alterações de pH, adiciona-se tampões - 
normalmente tampões fosfato - aos 
meios de cultura 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 24 
Relações dos 
microrganismos com 
o pH 
• Acidófilos: 
– pH óptimo 1.0 - 5.5 
 
• Neutrófilos: 
– pH óptimo 5.5- 8.0 
 
 
• Alcalófilos: 
– pH óptimo 8.5 - 11.5 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 25 
Temperatura 
• A sensibilidade de reacções enzimáticas é 
um dos principais factores influenciados 
pela temperatura de crescimento dos 
microrganismos 
 
• Quando a temperatura é baixa, um 
aumento da temperatura aumenta a taxa 
de crescimento uma vez que as reacções 
enzimáticas duplicam de velocidade por 
cada 10ºC de aumento de temperatura 
(regra Q10) 
 
• Assim o metabolismo microbiano 
aumenta e o microrganismo cresce mais 
depressa 
 
• A partir de certa altura o aumento de 
temperatura diminui o crescimento e 
torna-se letal, devido à desnaturação de 
enzimas e proteínas em geral e à 
desintegração das membranas por fusão 
lipídica 
Os microrganismos são 
ectotérmicos: a sua 
temperatura reflecte a 
do seu meio ambiente 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 26 
Tolerância dos 
organismos às 
variações de 
temperatura 
Estenotérmicos: 
exemplo Neisseria 
gonorrhoeae 
Euritérmicos : exemplo 
Enterococcus faecallis 
Procariotas podem 
crescer em 
temperaturas 
superiores aos 
eucariotas 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 27 
Esteno-
térmicos 
Euri-
térmicos 
Relação dos microrganismos com a 
temperatura 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 28 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 29 
Microrganismos 
psicrófilos 
• Vivem em baixas temperaturas 
– Máxima <20ºC 
– Mínima <0ºC 
– Óptima 5-10ºC 
 
• As suas enzimas e proteínas 
funcionam bem a baixas 
temperaturas 
 
• As membranas têm altos níveis 
de ácidos gordos insaturados 
mantendo-se fluidas a baixas 
temperaturas 
 
• Pseudomonas, Listeria, 
flavobactérias,… 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 30 
Microrganismos 
mesófilos 
• Vivem em temperaturas 
amenas 
– Máxima <50ºC 
– Mínima >15ºC 
– Óptima 35ºC 
 
• Quase todas as bactérias 
associadas ao ser humano 
estão nesta categoria 
 
• Escherichia coli, … 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 31 
Microrganismos 
termófilos 
• Vivem em temperaturas 
elevadas 
– Máxima 80ºC 
– Mínima 45ºC 
– Óptima 55-65ºC 
 
• As suas enzimas e proteínas são 
estáveis a elevadas 
temperaturas 
• As membranas têm lípidos 
saturados com pontos de fusão 
muito altos 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 32 
Concentração de 
oxigénio 
• Quase todos os organismos 
eucariotas são aeróbios 
 
• O oxigénio é usado como 
aceitador final de electrões 
na cadeia transportadora 
de electrões durante a 
respiração aeróbia 
 
• O oxigénio é também 
usado na síntese de 
esteróides e ácidos gordos 
insaturados 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 33 
Microrganismos 
aeróbios 
• Aeróbios estritos ou obrigatórios 
– Só executam metabolismo 
oxidativo na presença de oxigénio 
(concentração atmosférica: 
20%) que funciona como 
aceitador final de electrões na 
cadeia de transporte de electrões 
 
– Exemplos: Aeromonas, Neisseria 
e Pseudomonas 
 
• Microaerófilos 
– São lesados pelo nível normal de 
oxigénio atmosférico requerendo 
apenas concentrações de cerca 
de 2-10% para crescer 
 
– Exemplos: Helicobacter pylori e 
Campilobacter jejuni 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 34 
Microrganismos 
anaeróbios 
• Anaeróbios facultativos 
– Não requerem oxigénio para crescer 
mas crescem melhor na sua 
presença. Ex. enterobactérias 
 
• Aerotolerantes 
– Crescem igualmente na presença ou 
ausência de oxigénio. Não usam o 
oxigénio, ignoram-no. Ex. 
Enterococcus faecalis 
 
• Anaeróbios estritos (obrigatórios) 
– Morrem na presença de oxigénio. 
Exs: Bacteroides, Fusobacterium, 
Methanococcus, Clostridium, 
Pirococcus 
 
• Os microrganismos aerotolerantes e 
anaeróbios estritos obtêm energia 
somente pela fermentação ou 
respiração anaeróbia 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 35 
CRESCIMENTO MICROBIANO 
Curva de crescimento 
Modelo matemático do crescimento 
Métodos para avaliação do crescimento de populações 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 36 
Divisão celular 
bacteriana 
• Durante a replicação do ADN 
cromossómico, cada cadeia do ADN em 
replicação liga-se a proteínas no que 
será o plano de divisão celular 
 
• Quando as novas bactérias atingem o 
seu tamanho normal os cromossomas 
replicados separam-se 
 
• No centro da bactéria um grupo de 
proteínas designadas Fts interagem e 
formam o aparelho de divisão celular 
designado por divisoma 
 
• As proteínas do divisoma poderão 
sintetizar o peptidoglicano e novo 
material membranar que em conjunto 
dividem a bactéria em duas células filha 
e permitem que cada uma cresça até 
atingir o tamanho normal 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 37 
Fissão binária 
As bactérias 
dividem-se em 
duas por fissão 
binária e 
aumentam o seu 
número de forma 
geométrica; isto é, 
a sua população 
duplica a cada 
tempo de geração 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 38 
Tempo de geração (g) 
Tempo desde que 
uma célula nasce 
até que se divide 
Se população 
inicial=1 célula e 
g=20 minutos: 
Após 20 min.= 2 
células 
Após 40 min.=4 
células,… 
A população 
duplica em cada 
geração, logo o 
aumento 
populacional é 
dado por 2n, onde 
n é o número de 
gerações 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 39 
Cálculos 
Equação do crescimento 
• Nt = N0×2
n 
– N0 = número de células na 
população inicial 
– Nt = número de células no 
tempo t 
– n = número de gerações no 
tempo t 
Número de gerações (n) 
• Cálculo do número de 
gerações no tempo t (n): 
– logNt = logN0 + n×log2 
– n=(logNt-logN0)/log2 
– n=(logNt-logN0)/0.301 
 
• ou: 
– n = t/g 
• t = tempo de incubação 
• g = tempo de geração 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 40 
Taxa de crescimento 
(k) 
• É o número de gerações por unidade de 
tempo (e.g. número de gerações/hora) 
– k = n/t 
– k = (logNt-logN0)/0.301×t 
 
• Se a população duplica então t = g e n = 
1, logo a equação é convertida na sua 
forma mais simples: 
– Nt=2×N0 
 
• Para calcular g: 
– k = (log 2N0-logN0)/0.301×g 
– k = (log 2+logN0-logN0)/0.301×g 
– k = 1/g 
– g = 1/k 
– g = 0.301×t /(logN0-logN0) 
 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 41 
Cálculo gráfico do tempo 
de geração (g) 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 42 
Crescimento de uma 
população microbianaem sistema fechado 
1) Fase lag ou de arranque 
(k=0) 
2) Fase exponencial (k 
máxima) 
3) Fase estacionária (k=0) 
4) Fase de morte (k 
negativa) 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 43 
1. Fase lag ou de arranque 
• Síntese de novos componentes celulares sem 
ocorrência de crescimento. Necessária 
porque: 
– I) Pode ser necessária a síntese de compostos 
(cofactores essenciais, enzimas,…) devido ao 
envelhecimento celular 
 
– 2) O novo meio pode ser diferente do meio em 
que o organismo estava e portanto novas 
enzimas terão que ser sintetizadas para utilizar 
novos nutrientes 
 
– 3) Dá-se a replicação do ADN, a massa celular 
começa a aumentar e finalmente dá-se a 
divisão celular 
 
– 4) Esta fase pode ser longa se o organismo 
provém de uma cultura velha ou refrigerada, ou 
se o novo meio for muito diferente do meio de 
onde as bactérias provêm. Pode ser curta ou 
praticamente inexistente quando se transfere 
uma cultura jovem em fase de crescimento 
exponencial para um meio fresco de igual 
composição 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 44 
2. Fase do crescimento 
exponencial 
• Os microrganismos crescem e dividem-
se à taxa máxima 
 
• A taxa de crescimento (k) é constante 
 
• Os microrganismos dividem-se em 
intervalos regulares de tempo (g) 
 
• A biomassa duplica em cada um desses 
intervalos de tempo 
 
• A uniformidade populacional e 
bioquímica permite o uso das culturas 
em fase exponencial em estudos 
fisiológicos e bioquímicos dos 
microrganismos 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 45 
3. Fase estacionária 
• O crescimento populacional cessa e a curva 
de crescimento torna-se horizontal 
 
• Taxa de crescimento k = 0 
 
• Atingida quando a população bacteriana se 
aproxima de 109 células por ml. Os 
protozoários atingem concentrações 
máximas de 106 células por ml 
 
• A densidade populacional depende da 
disponibilidade de nutrientes e do tipo de 
microrganismo que está em cultura 
 
• O número total de microrganismos viáveis 
mantêm-se constante: equilíbrio entre 
divisão celular e morte celular ou pelo facto 
de a população parar de se dividir embora 
mantendo-se metabolicamente activa 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 46 
4. Fase de morte 
• Alterações ambientais 
como a falta de nutrientes 
e o aumento de produtos 
tóxicos provenientes do 
metabolismo celular 
conduzem a um declínio no 
número de células viáveis 
que é característico da fase 
de morte 
 
• A fase de morte ocorre de 
forma exponencial negativa 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 47 
Avaliação do crescimento 
microbiano 
• Contagens 
– Contagem directa 
• câmaras de contagem: avaliação 
do nº total de microrganismos 
– Contagem indirecta 
• avaliação do nº de 
microrganismos viáveis (UFC) 
após cultura 
 
• Biomassa 
– Espectrometria 
– Quantificação de metabolitos 
celulares (e.g. ATP, 
ergosterol,…) 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 48 
Contagem directa do 
número de células 
• Vantagens 
– Processo mais directo, 
económico e rápido de 
contagem 
– Observação do tamanho e da 
morfologia 
• Desvantagens 
– A população deve ser bastante 
grande para que a contagem 
seja o mais real possível 
devido aos pequenos volumes 
que se utilizam para contar 
– É impossível distinguir as 
células vivas das células 
mortas: contagem do nº total 
de células 
Câmaras de contagem 
(ex. Neubauer) 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 49 
Câmaras de contagem 
 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 50 
Contagem indirecta do 
número de células 
• Vantagem: 
– Contagem de apenas células 
viáveis 
 
• Desvantagens: 
– Não imediato; 18h para 
bactérias de crescimento 
rápido a vários dias ou 
semanas para bactérias ou 
fungos de crescimento lento 
Após cultura em meio 
sólido 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 51 
Diluições e sementeira: contagem de 
unidades formadoras de colónias 
 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 52 
Incorporação Espalhamento 
Cálculos 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 53 
Filtração e sementeira: contagem de 
UFC 
 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 54 
CONTROLO DE MICRORGANISMOS 
Controlar = destruir, inibir ou remover 
 
Agentes físicos: temperatura; dissecação; radiação; filtração 
Agentes químicos: compostos que matam ou inibem 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 55 
Controlo de 
microrganismos 
• O objectivo é manter os 
microrganismos num nível 
aceitável 
 
• A escolha do método depende 
do tipo de microrganismo e do 
tipo de material: 
– meio de cultura; produtos 
farmacêuticos; superfície de 
instrumentos cirúrgicos; 
sala de cirurgia de um 
hospital; alimento de 
consumo humano;… 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 56 
1. Padrão de morte de 
uma população 
microbiana 
• critério de morte de um 
microrganismo baseado na 
capacidade de reprodução 
 
• morte de um microrganismo 
definida como a perda da 
capacidade de reprodução 
 
• a avaliação da eficiência de 
um agente microbicida pode 
ser testada cultivando uma 
amostra do material tratado 
para determinar o número 
de sobreviventes 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 57 
2. Condições que 
influenciam a actividade 
anti-microbiana 
• tamanho da população microbiana: 
quanto maior mais tempo para morrer 
• concentração do agente microbicida: 
quanto menor mais tempo para destruir 
• tempo de exposição ao agente 
microbicida: quanto maior o tempo de 
exposição maior será o número de 
células mortas 
• temperatura de exposição ao agente 
microbicida: quanto mais alta mais 
rapidamente a população é morta 
• natureza do material que contém os 
microrganismos: em meio fluido e pH 
5.0 o tempo de exposição é menor 
• características dos microrganismos 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 58 
3. Mecanismo de 
destruição das células 
microbianas 
• O conhecimento do mecanismo 
de acção de um dado composto 
permite predeterminar as 
condições sob as quais actuará 
mais eficientemente, além de 
também revelar que espécies de 
microrganismos serão mais 
susceptíveis àquele agente 
 
• Os possíveis mecanismos estão 
associados com os principais 
aspectos estruturais : alteração 
do estado físico do citoplasma, 
inactivação de enzimas, ou 
rompimento da membrana ou 
parede celular - podem levar à 
morte da célula 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 59 
Controlo com temperaturas elevadas 
1. Calor húmido 
• Vapor de água sob pressão 
(autoclave) 
• Água fervente 
• Pasteurização 
2. Calor seco 
• Estufas 
• Incineração 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 60 
Calor húmido 
• mais eficiente que o calor seco (menos 
tempo e temperaturas mais baixas) 
 
• desnaturação e coagulação das enzimas, 
enquanto o calor seco causa oxidação 
dos constituintes orgânicos da célula 
(queima lentamente) 
 
• endósporos bacterianos são as formas 
mais resistentes de vida 
 
• células vegetativas de bactérias: 5-10 
min a 60-70 oC 
• células vegetativas de fungos: 5-10 min 
a 50-60 oC 
• esporos de fungos: 5-10 min a 70-80 oC 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 61 
Formas de aplicação do calor húmido 
Vapor de água sob pressão 
• autoclave 
• >1 atm, temperatura do 
vapor=121 oC 
• Tempo depende do tipo de 
material (quanto mais fluido 
menos tempo) e do volume 
(quanto menor menos 
tempo) 
Água fervente 
• 100 oC : mata microrganismos 
vegetativos 
• alguns endósporosbacterianos 
podem resistir a 100 oC por 
mais de 1hora 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 62 
Pasteurização  aquecimento lento a <100ºC 
 mata as células vegetativas de 
microrganismos patogénicos 
Formas de aplicação do calor seco 
Estufas 
• ar quente em temperaturas 
suficientemente elevadas 
• mais tempo que o calor 
húmido 
• há materiais que não 
podem ser esterilizados por 
calor húmido, neste caso o 
calor seco é o preferido 
Incineração 
• é uma prática de rotina: 
ansas ou agulhas (bico de 
Bunsen) 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 63 
Controlo com 
temperaturas baixas 
• temperaturas abaixo de 0ºC 
inibirão o metabolismo dos 
microrganismos em geral 
• não matam 
 
• Exemplos: 
– Congelador doméstico: - 20 
oC; 
– Congelador de laboratório: - 
70 oC; 
– Azoto líquido: -196 oC 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 64 
Controlo com radiações 
• energia na forma de ondas 
electromagnéticas transmitidas 
através do espaço ou através de 
um material 
 
• as radiações magnéticas são 
classificadas de acordo com os 
seus comprimentos de onda: 
quanto maior, menos energia 
 
• radiações de alta energia 
(comprimento de onda baixo) 
podem matar as células, inclusive 
microrganismos: raios X, raios 
gama e radiação UV 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 65 
Radiação ionizante 
• a radiação de alta energia causa 
ionização das moléculas: rompe as 
moléculas em átomos ou grupos de 
átomos (H2O --- H
+ + OH-) 
 
• os radicais hidroxilo são altamente 
reactivos e destroem compostos 
celulares como o DNA e proteínas 
– exemplos: raios X e raios gama 
– além de microbicidas os raios de 
alta energia são capazes de 
penetrar em pacotes de produtos 
e esterilizar o seu interior 
– são mais utilizados para 
esterilizar alimentos e 
equipamentos médicos 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 66 
Radiação não ionizante: 
UV 
• comprimento de onda entre 136-
400 nm, que excita os electrões 
 
• o DNA é o mais afectado 
• a maior actividade bactericida 
ocorre no comprimento de onda 
próximo de 260 nm (mais 
fortemente absorvido pelo DNA) 
 
• lâmpadas especiais que emitem 
luz UV com comprimento de onda 
microbicida são utilizadas para 
matar microrganismos - apenas 
os microrganismos da superfície 
de um objecto são mortos 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 67 
Controlo com filtração 
• as membranas filtrantes são 
úteis para esterilização, e 
separação de diferentes tipos 
de microrganismos e para 
recolher amostras microbianas 
 
• tamanho dos poros 
– Bactérias: 0.2 - 1.0 µm 
(geral) 
– Leveduras: 1.0-5.0 µm × 5-
30 µm 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 68 
Controlo com dissecação 
• células microbianas vegetativas 
quando dissecadas 
interrompem a sua actividade 
metabólica, levando a um 
declínio na população total 
viável 
 
• no processo chamado 
liofilização os microrganismos 
são submetidos à desidratação 
extrema em temperaturas de 
congelamento (ampolas 
fechadas a vácuo) 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 69 
Controlo com agentes 
químicos 
• Aplicação: 
– redução do número de 
microrganismos na superfície de 
material inanimado (chão, mesas, 
utensílios domésticos) 
– em lesões de pele para prevenir a 
infecção 
– eliminação de microrganismos 
patogénicos da água potável e de 
piscinas 
 
• Não existe um único composto químico 
que seja ideal para todos os propósitos 
 
• É importante conhecer as suas 
propriedades para que se possa 
escolher o mais adequado 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 70 
Anti-microbianos 
• Microbiocidas 
– matam os microrganismos 
(bactericida, fungicida, 
viricida) 
• Microbiostáticos 
– apenas inibem o crescimento 
dos microrganismos 
(fungistático, bacteriostático) 
• Esterilização 
– destruição de todos os 
microrganismos presentes 
num material, incluindo 
esporos 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 71 
Definição de termos 
• Esterilizante - composto químico que realiza uma esterilização. Estéril é um 
termo absoluto, ou seja, um material está estéril ou não. Não pode ser 
"parcialmente estéril" ou "quase estéril" 
• Desinfectante – composto químico que mata as formas vegetativas de 
microrganismos patogénicos, mas não necessariamente suas formas 
esporuladas. 
• Germicida - sinónimo do desinfectante; mas os microrganismos mortos por um 
germicida não são necessariamente patogénicos. São usados termos mais 
específicos como fungicida, bactericida, etc. 
• Anti-séptico - composto químico usualmente aplicado na superfície do corpo 
humano para prevenir a multiplicação dos microrganismos. Mata os 
microrganismos, ou inibe seu crescimento e sua actividade metabólica 
• Saneador - agente que mata 99,9% dos microrganismos contaminantes de 
uma área. São normalmente aplicados em objectos inanimados 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 72 
Principais grupos de 
desinfectantes e anti-
sépticos 
 
• 1. Fenol e compostos 
fenólicos 
• 2. Álcool 
• 3.Halogénios 
– Iodo e compostos iodados 
– Cloro e compostos clorados 
• 4.Metais pesados 
– Mercúrio, prata, cobre… 
• 5.Detergentes ou 
surfactantes 
• 6.Esterilizantes químicos 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 73 
1. Fenol e compostos 
fenólicos 
• solução de fenol 5% mata rapidamente as 
formas vegetativas dos microrganismos, 
porém os esporos são muito mais resistentes 
 
• o fenol por ser tóxico e apresentar odor 
desagradável não é muito utilizado como 
desinfectante ou anti-séptico. Substituição por 
derivados químicos menos tóxicos para os 
tecidos e mais activos 
 
• mecanismo de acção : fenol e derivados, 
alteram a permeabilidade selectiva da 
membrana, desnaturam e inactivam proteínas 
como enzimas, causando perda de substâncias 
intracelulares (lisam as células) 
 
• dependendo da concentração utilizada podem 
ser bacteriostáticos ou bactericidas 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 74 
2. Álcoois 
• soluções de etanol a 70 - 90 %: eficientes contra as 
formas vegetativas dos microrganismos 
• não matam os endósporos bacterianos: Bacillus 
anthracis pode sobreviver no álcool durante 20 anos 
• metanol não é utilizado como agente bactericida - é 
altamente tóxico. Quanto maior for a cadeia de 
carbono do álcool maior a sua propriedade bactericida, 
mas os álcoois maiores como o propílico e isopropílico 
já não são solúveis em água 
• álcoois propílicos e isopropílicos a 40 - 80% são 
bactericidas para células vegetativas. 
• álcool etílico a 70% e álcool isopropílico a 90% (mais 
eficiente contra vírus): utilizados como anti-sépticos de 
pele e como desinfectantes de termómetros clínicos de 
uso oral e de certos instrumentos cirúrgicos 
• mecanismo de acção : capazes de desnaturar 
proteínas; como são solventes de lípidos, lesam as 
estruturas lipídicas da membrana das células 
microbianas 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 75 
3. Halogénios 
• Iodo, cloro e bromo 
 
• Fortes agentes oxidantes e 
altamente reactivos - 
destruindo os componentes 
vitais da célula microbiana 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 76 
3.1 Iodo e compostos 
iodados 
• iodo tradicionalmente usado como 
agente anti-séptico 
 
• agente microbicida de alta 
eficiência contra todos as espécies 
bacterianas; também esporicida, 
fungicida, viricida e amebicida 
 
• usado principalmente para 
assepsia da pele 
 
• mecanismo de acção: destruição 
de compostos metabólitos 
essenciais dos microrganismos por 
meio de oxidação., exemploinactivação do aminoácido tirosina 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 77 
3.2 Cloro e compostos 
clorados 
• na forma gasosa (Cl2) ou em combinações químicas 
representa um dos desinfectantes mais largamente 
utilizados 
• o gás comprimido em forma líquida é a escolha 
universal para a purificação de águas de 
abastecimento, pública, piscinas e estações de 
tratamento de água e esgoto. 
• como o cloro gasoso é de difícil manipulação, 
utilizam-se compostos inorgânicos clorados, como 
os hipocloritos e cloraminas, esta última é mais 
estável, mais o cloro é libertado num período maior 
que nos hipocloritos 
• a concentração do cloro deve atingir 0.5 a 1.0 ppm 
• mecanismo de acção : 
– Cl2 + H2O --- HCl + HClO 
– HClO --- HCl + O (poderoso agente oxidante 
que pode destruir subst.âncias celulares) 
• o cloro pode também combinar-se directamente 
com as proteínas celulares e destruir as suas 
actividades biológicas 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 78 
4.Metais pesados: Hg, Pb, 
Zn, Ag, Cu 
• acção oligodinâmica - quantidades 
extremamente pequenas exercem 
efeito letal sobre as bactérias 
 
• compostos com Hg orgânico 
possuem maior actividade anti-
microbiana e menos toxicidade que 
os inorgânicos - mercurocromo 
 
• o sulfato de cobre é efectivo como 
um algicida em resíduos abertos de 
água e piscinas, tem também acção 
fungicida 
 
• mecanismo de acção: inactivam as 
proteínas celulares combinando-se 
com alguns componentes da 
proteína 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 79 
5.Detergentes ou 
surfactantes 
• diminuem a tensão superficial, utilizados 
para a limpeza de superfícies 
• são compostos anfipáticos (possuem uma 
parte polar e outra apolar), como por 
exemplo os sabões 
 
• quimicamente os detergentes são 
classificados em: 
– Detergentes aniónicos - a propriedade 
detergente do composto reside na porção 
aniónica. Ex. sabão - [C9H19COO]
-Na+ 
– Detergentes catiónicos - a propriedade 
detergente do composto reside na porção 
catiónica. Ex. cloreto de cetilpiridínico - [Ar-N 
C16H33]
+Cl- 
 
• muitos detergentes antimicrobianos 
pertencem ao grupo catiónico, dos quais os 
compostos quaternários de amónio são 
mais largamente usados 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 80 
5.1Compostos 
quaternários de amónia 
• bactericidas (Gram-positivas e Gram-
negativas) mesmo em concentrações muito 
baixas 
 
• apresentam uma combinação de 
propriedades que fazem deles excelentes 
anti-sépticos, desinfectantes e saneadores: 
– baixa toxicidade 
– alta solubilidade em água 
– alta estabilidade em solução 
– não são corrosivos 
 
• largamente aplicados em chão, paredes e 
outras superfícies e em equipamentos 
 
• mecanismo de acção : desnaturação de 
proteínas das células, interferências com os 
processos metabólicos, e lesão da 
membrana citoplasmática 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 81 
6.1 Óxido de etileno 
• líquido a temperaturas abaixo de 10.8ºC, 
acima torna-se gás; 
• vapores altamente irritantes para os olhos e 
a mucosa. 
• inflamáveis mesmo a baixa concentração 
• um grande poder de penetração; atravessa 
e esteriliza o interior de grandes pacotes 
• desvantagem: baixa velocidade de acção, 
necessitando de várias horas de exposição 
para ser eficiente 
• utilizado rotineiramente para a esterilização 
de materiais médicos e laboratoriais. No 
programa espacial pelos cientistas 
americanos e russos para a 
descontaminação dos compostos das naves 
espaciais 
• mecanismo de acção: inactiva as enzimas e 
outras proteínas que tem átomos de 
hidrogénio lábeis 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 82 
6.2 B-Propiolactona 
• líquido incolor à temperatura ambiente 
• ponto ebulição = 155 ºC; 
• não é inflamável 
• causa irritação na pele e nos olhos 
 
• bactericida, esporicida, fungicida e 
virocida 
 
• mais activo contra os microrganismos 
que o óxido de etileno (2 a 5 mg/l de ß-
propiolactona para fins de esterilização 
de material, contra 400 a 800 mg/l do 
óxido de etileno) 
 
• desvantagem: não apresenta poder de 
penetração, apresenta propriedades 
cancerígenas 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 83 
6.3 Glutaraldeído 
• líquido oleoso, incolor 
 
• a 2% já tem um largo espectro 
de actividade anti-microbiana 
 
• vírus, células vegetativas e 
esporuladas de bactérias e 
fungos 
 
• utilizado na medicina para 
esterilizar instrumentos 
urológicos, equipamentos 
respiratórios 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 84 
6.4 Formaldeído 
• gás que se mostra estável somente em 
alta concentração e temperatura 
• extremamente tóxico; vapores 
intensamente irritantes para as mucosas 
• em temperatura ambiente polimeriza-se 
formando uma substância sólida incolor 
(paraformaldeído) que libera o 
formaldeído por aquecimento 
• o formaldeído em solução é utilizado 
para desinfecção de instrumentos. 
• na forma gasosa pode ser utilizado para 
desinfecção e esterilização de áreas 
fechadas 
• mecanismo de acção: inactivação de 
constituintes celulares (proteínas e 
ácidos nucleicos) 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 85 
Mecanismos de acção 
de vários compostos 
químicos anti-
microbianos 
http://www.livronline.com/servicos/gr
atuitos/mb1504/capitulos/cap6.html 
 
Manuela Abelho 2012 Microbiologia ambiental 86