Microorganismos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
 Microbiologia
Engenharia Bioquímica
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	“Área da ciência que se dedica ao estudo de microrganismos”. 
	Surgimento da microbiologia como Ciência: 
	
Segundo as necessidades da sociedade;
Epidemias sofridas pela humanidade;
Invenção do microscópio.
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Os cientistas deduziram que os microrganismos originaram-se há aproximadamente 4 bilhões de anos –a partir do material orgânico complexo (em águas oceânicas ou nuvens que circundavam a terra primitiva)
Embora os microrganismos sejam antigos –a ciência é jovem –300 anos
Maiores contribuições surgiram na metade do século XIX.
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O que são os Microrganismos?
 		São formas de vida muito pequena que apenas podem ser vistos através do microscópio.
		São seres vivos encontrados no corpo humano ou no meio ambiente, tão pequenos que não enxergamos a olho nu, sendo as bactérias as maiores causadoras de Doenças Transmitidas pelos Alimentos. 
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 Bactérias:	- fermentação do leite ( iogurtes e queijos)
		 - vegetais (picles)
 Leveduras:	- fermento na indústria de panificação
		- bebidas (cerveja e vinho)
		- suplemento alimentar ( humano ou animal)
 Fungos:	- fermentação de diversos queijos
		- consumidos diretamente ( champignon e shitake) 
 PRINCIPAIS MICRORGANISMOS USADOS NA ENGENHARIA BIOQUÍMICA
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BACTÉRIAS
CARACTERÍSTICAS
EXISTÊNCIA 
ESTRUTURA 
CLASSIFICAÇÃO 
REPRODUÇÃO 
BENEFÍCIOS E PATOGENIDADE 
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São procariontes : 
organismos unicelulares e microscópicos que não possuem núcleo organizado .
Tamanho das bactérias - geralmente varia de 0,5 a 5 μm
Só podem ser vistas com microscópio
Sem microscópio é possível ver as colônias
 
CARACTERISTICAS
A maior bactéria conhecida foi descoberto em 1999 e se chama Pérola de Enxofre de Namibia (Thiomargarita Namibiensis). 
Ela pode ser vista com olho nu devido a um diâmetro até 0,75mm. 
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EXISTÊNCIA 
Bactérias existem há mais do que 3,5 bilhões anos.
Graça às estruturas simples, bactérias podem sobreviver em todos ambientes da terra.
Podem ser encontrados por exemplo no ar, no solo, na água, próximos aos vulcões, no mar profundo, nas fontes quentes, no gelo, no sal, na pele dos homens, etc. 
Em condições desfavoráveis algumas bactérias formam esporos, que podem sobreviver milhões de anos.
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ESTRUTURA 
Parede celular - Envoltório extracelular rígido responsável pela 
forma da bactéria constituída por um complexo protéico - glicídico 
(proteína + carboidrato) com a função de proteger a célula contra 
agressões físicas do ambiente.
Não possui celulose como as das células vegetais. Cápsula - Camada de consistência mucosa ou viscosa formada por 
polissacarídeos que reveste a parede celular em algumas bactérias. 
É encontrada principalmente nas bactérias patogênicas. Membrana plasmática - Mesma estrutura e função das células 
eucariontes. Citoplasma - Formado pelo hialoplasma e pelos ribossomos. 
Ausência de organelas membranosas.
Mesosomo – invaginação da membrana plasmática, importante durante
a duplicação e divisão bacteriana.
Nucleóide - Região onde se concentra o cromossomo bacteriano, 
constituído por uma molécula circular de DNA. É o equivalente 
bacteriano dos núcleos de células eucariontes. Não possui carioteca 
ou envoltório nuclear. Além do DNA presente no nucleóide, a célula 
bacteriana pode ainda conter moléculas adicionais de DNA, 
chamadas plasmídios ou epissomas. Plasmódios – também possuem material genético
Flagelos - Apêndices filiformes usados na locomoção. Fímbrias - Apêndices filamentares, de natureza protéica, mais finos 
e curtos que os flagelos. Nas bactérias que sofrem conjugação, as 
fímbrias funcionam como pontes citoplasmáticas permitindo a 
passagem do material genético.
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CLASSIFICAÇÃO 
Morfologia
Corante de Gram
Respiração e Nutrição
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MORFOLOGIA
 Esféricas		Cocos
 Forma de bastão	Bacilos
 Forma espiral		Espiroquetas 
			ou Espirilos
 Forma de virgula	Vibrião
 
Cocos e Bacilos podem unir-se => colônias 
 cadeias	(“estrepto-“)
 grupos	(“estafilo-“)
 pares		(“diplo-“)
Por exemplo cocos em cadeias são chamados estreptococos
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CORANTE DE GRAM 
Assim designada em memória de Christian Gram, que desenvolveu o procedimento em 1884, a coloração de Gram classifica as bactérias em Gram-positivas ou Gram-negativas e continua a ser um dos métodos mais úteis para classificar as bactérias.
Neste procedimento, as bactérias são submetidas primeiro à ação de um corante violeta, seguido de fixação com iodo e depois um agente de descoloração, como o metanol. Seguidamente, são novamente coradas com safranina. 
As bactérias Gram-positivas fixam o primeiro corante, devido à maior espessura da parede celular, e ficam coradas de azul ou violeta, enquanto que as bactérias Gram-negativas, após a descoloração pelo metanol, são coradas pela safranina e ficam vermelhas. As bactérias que retêm a coloração violeta são designadas por Gram-positivas.
As bactérias que perdem a coloração violeta depois de descoloradas, mas que adquirem um corante de contraste (ficando com um tom cor-de-rosa) são Gram-negativas. Esta distinção de manchas é um reflexo das suas diferenças no que diz respeito à composição básica das suas paredes celulares.
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CORANTE DE GRAM 
São exemplos de bactérias Gram-positivas várias espécies de: - Estreptococos; - Estafilococos; - Enterococos.
São exemplos de bactérias Gram-negativas: - Vibrão Colérico; - Colibacilo; - Salmonelas.
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 Aeróbicas
podem crescer apenas na presença de oxigénio
 Anaeróbicas
podem crescer apenas na ausência de oxigénio
 Facultativas
podem crescer tanto na presença como na ausência de oxigénio
 Heterótrofos - Saprófitos
		 decompõem material orgânico de 
		 animais e plantas mortas
		- Parasitas
		 envenenam o organismo do hospede com
		 os seus produtos de metabolismo
		- Simbióticos
		 vivem por exemplo no intestino dos 
		 animais que comem plantas e quebram 
		 celulose
 Autótrofos	- Fotossintetizantes
		 obtêm a energia na forma de luz, para 
		 a fotossíntese
		- Quimiossintetizantes
		 obtêm energia pela oxidação de 
		 compostos químicos
RESPIRAÇÃO E NUTRIÇÃO
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REPRODUÇÃO 
Assexuada
 - Bipartição ou cissiparidade - Nesse processo a célula 
bacteriana duplica seu cromossomo e se divide ao meio, 
apoiado no mesossomo, originando duas novas bactérias
idênticas à original. 
Sexuada ou Transmissão genética - Conjugação - Consiste na passagem (ou troca) de material genético entre duas bactérias através de uma ponte citoplasmática formada pelas fímbrias. 
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	Quando as bactérias encontram um ambiente propício se multiplicam de modo que uma única bactéria em cerca de 20 minutos, origina duas novas bactérias e ao final de 4 horas geram outras 4.096.
1=> 2=> 4=> 8=> 16=> 32=> 64=> 128=> 256=> 512=> 1024=> 2048=> 4096
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BENEFÍCIO 		 PATOGENIDADE
Produção de 
	alimentos 
	e bebidas
Degradação de 
	lixo problemático
Produção de medicamentos
Digestão (Escherichia coli)
Fixação do N2 na atmosfera 
Micróbio patogênico
Estrago nos 
	alimentos
Doenças e mortes.
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 	As bactérias possuem grande importância ecológica, elas fixam o nitrogênio da atmosfera na forma de nitratos, e as bactérias desnitrificantes que devolvem o nitrogênio dos nitratos e da amônia para a atmosfera. 
	As bactérias são responsáveis pela decomposição ou deterioração da carne, do vinho, das verduras, do leite e de outros produtos de consumo diário.
	A capacidade de fermentação de certas espécies é aproveitada na produção de queijo, iogurtes, temperos e embutidos.
	As bactérias também são úteis para o homem, como na indústria farmacêutica que utiliza bactérias para fabricar antibióticos específicos.
BENEFÍCIOS
E PATOGENIDADE 
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	De outra maneira as bactérias podem causar grandes prejuízos econômicos, como é o caso do amarelinho (Xylella fastidiosa), que ataca a lavoura da laranja. 
	Mas talvez a maior importância das bactérias seja o fato delas serem parasitas humanos, levando a infecções muito graves. 
	A infecção é causada porque as bactérias podem produzir toxinas, que são nocivas para as células humanas. Se estas estiverem presentes em número suficiente e a pessoa a ser afectada não dispuser de uma imunização contra elas, o resultado é a doença.
	As bactérias podem penetrar no corpo humano, através dos pulmões, por meio da inalação de partículas expulsas pela respiração, tosse ou espirros de uma pessoa infectada.
BENEFÍCIOS E PATOGENIDADE 
 
90% das bactérias são benéficas e só 10% patogênicos para o homem.
 
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CARACTERISTICAS
TIPOS DE FUNGOS
DIVISÃO DOS FUNGOS
FUNGOS
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 Unicelular ou Pluricelular.
 Eucariontes.
 Habitat: lugares úmidos.
 Como parasitas causam doenças vegetais, humanas e animais.
 Todos são heterótrofos.
CARACTERISTICAS
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 Fungos para fins medicinais.
 Fungos alucinógenos.
 Fungos tóxicos e venenosos
 Fungos comestíveis.
TIPOS DE FUNGOS
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OS FUNGOS SÃO DIVIDOS EM:
 Basideomecetos
 Ascomicetos
 
 Ficomicetos
DIVISÃO
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CARACTERISTICAS
ESTRUTURA E REPRODUÇÃO
BENEFICIOS 
LEVEDURAS DE INTERESSE EM ALIMENTOS
FERMENTAÇÃO INDUSTRIAL
LEVEDURAS
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Unicelulares ( crescem e se reproduzem mais rapidamente).
 A maioria não vive no solo, mas adaptou-se a ambientes com alto teor de açúcares ( néctar da flores e superficie de frutas).
 Existem, aproximadamente, 350 espécies diferentes de leveduras, separadas em cerca de 39 gêneros 
CARACTERISTICAS
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 Unicelulares;
 Células ovais.
REPRODUÇÃO
 Se multiplicam assexuadamente comumente por brotamento
 ou gemulação.
ESTRUTURA 
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 As leveduras são utilizadas há milênios na produção de pão e 
 de bebidas alcoólicas;
 Produção de etanol carburante.
BENEFICIOS
EXEMPLOS
S. cerevisae, S. calrsbergensis botton yeast - usadas na indústria de panificação, cerveja, vinhos, etc 
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S. roufii, S. mellis osmofílicas - frutas secas, xaropes, geléias 
S. baillie fermentação de sucos (cítricos) 
Torulopsis osmofílica - leite condensado 
Candida produz grande quantidade de proteínas, ataca leite e derivados 
Rodutorula deterioração de pickles, chucrutes e carnes (cor vermelha ou amarelo 
Picchia, Hansenula, Debarymocyces, Thricosporum deterioração de pickles com produção de película, oxida o ácido acético e altera o sabor 
LEVEDURAS DETERIORQNTES
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 Fabricação de cerveja.
 FERMENTAÇÃO INDUSTRIAL
 Fabricação de vinho.
 . Produção de antibióticos
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 Saccharomyces cerevisae
 Fabricação de pães – álcool
PRODUÇÃO DE ÁLCOOL
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MICRORGANISMOS E SUAS PRODUÇÕES 
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Produtos de origem biotecnológica
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Meios de cultura
		Na Natureza, muitas espécies de bactérias e de outros microrganismos são encontrados crescendo juntas em oceanos, lagos, solo e em matéria orgânica viva ou morta. Estes materiais podem ser considerados meios de cultura naturais .
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Características Desejáveis dos Meios de Cultura 
 Ser o mais barato possível.
desde que atenda as necessidades do microrganismo.
Atender às necessidades nutricionais do microrganismo.
permitir a síntese do produto.
Auxiliar no controle do processo.
utilizar componentes que auxiliem no controle de pH (uréia).
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Não provocar problemas na recuperação do produto
 
Deve ter fonte de carbono (glicose, sacarose, frutose, polissacarídeos, amido); fonte de nitrogênio (NH4)2SO4, fonte de fósforo e ainda outros elementos (Na, K, Fe...); meios de composição definida ou sintéticos;
Ter composição definida e permitir um tempo de armazenagem até a sua utilização.
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 Apresentar elevada eficiência na conversão do substrato em produto.
matérias-primas incidem significativamente nos custos de produção – 38 a 73% do custo total (fonte orgânica de carbono).
Permitir o acúmulo do produto no meio
Sem sofrer inibição pelo acúmulo – custos de recuperação;
 Fermentação alcoólica – inibição da levedura em torno de 8 a 10 % (em volume) de etanol.
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Apresentar constância quanto ao comportamento fisiológico;
Não produzir substâncias incompatíveis com o produto;
Permitir a rápida liberação do produto para o meio
Não exigir condições de processo muito complexas
Não ser patogênico
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Microbiologia Industrial e o Futuro
Os microrganismos sempre foram intensamente úteis para a humanidade, mesmo quando desconhecidos;
Desenvolvimento da eng. Genética – intensifica o interesse na microbiologia industrial por meio da expansão do potencial de novos produtos e aplicações;
Novas aplicações e produtos de biotecnologia entram no mercado: afetaram nossas vidas e bem estar de tal maneira que hoje só podemos especular sobre isto.
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Como Engenheiro(a) de Alimentos, qual a minha visão em termos de conhecimentos hoje e práticas no amanhã, para que eu pudesse produzir alimentos utilizando a bioengenharia?
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
http://www.cib.org.br
http://www.bichoonline.com.br
 
http://www.ufv.br/dbg/trab2002/MELHOR.htmcib.org.br
 
http://www.biologianviva.hpg.ig.com.br
http://www.ambientebrasil.com.br
http://www.adi.pt/sectores%20de%20actividade/projectos/leveduras.htm 
http://www.zum.de
http://www.wikipedia.de
www.sonnenseite.oekoserve.net
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