Controle Físico e Químico dos Microrganismos v2

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Aula 3 
Controle físico e químico dos 
microrganismos 
Prof. Fabrício Campos 
Março 2016 1 
Universidade de Brasília 
Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária 
Disciplina de Microbiologia Veterinária - Código: 161837 
 
• Demonstrar as diferentes formas de controle 
físico e químico dos microrganismos 
 Conceitos 
 Controles físicos 
 Controles químicos 
Objetivo da aula 
2 
• Conceitos 
• Métodos de controles físicos 
• Métodos de controles químicos 
Escopo da aula 
3 
• Conceitos 
• Métodos de controles físicos 
• Métodos de controles químicos 
Escopo da aula 
4 
• O controle dos microrganismos iniciou-se há 
cerca de 100 anos: 
• Estudos de Pasteur 
• Joseph Lister (uso do fenol) 
5 
Histórico 
• Industrial 
• Laboratorial 
• Hospitalar 
 
 
• A escolha do método depende do objetivo, do tipo de 
material e do nível de controle que se deseja obter 
6 
Aplicações 
• Controle de 
microrganismos 
= 
• Redução da carga microbiana 
 
• Na microbiologia, MORTE => 
Perda da capacidade reprodutiva 
7 
Técnica 
• Parede Celular 
 
• Membrana Citoplasmática 
 
• Enzimas e Proteínas 
 
• DNA e RNA 
8 
Alvos celulares 
9 
Conceitos relacionados ao controle 
dos microrganismos 
Desinfecção? 
Limpeza? 
Assepsia? 
Sanitização? 
 
Bactericida? 
Bacteriostático? 
• Você sabe o que é.... 
Esterilização? 
• Processo que visa a destruição total de 
todas as formas de vida de um material ou 
ambiente, através de métodos físicos ou 
químicos 
10 
Esterilização 
• Eliminação parcial dos microrganismos, mata as 
formas vegetativas, mas não as esporuladas de 
microrganismos patogênicos presentes num 
material inanimado 
• Métodos: substâncias químicas (desinfetantes), 
radiação UV, água fervente ou vapor 
11 
Desinfecção 
• SANITIZAÇÃO: utiliza um agente, normalmente químico, em 
utensílios e equipamentos, que reduz a população 
microbiana até níveis compatíveis com às exigências da 
saúde pública 
 
• ASSEPSIA: procedimentos que visam evitar o retorno da 
contaminação a um objeto, superfície ou local 
 
• ANTI-SEPSSIA: Desinfecção de tecidos vivos, como pele e 
mucosas 
 
• LIMPEZA: Remoção de sujidades que indispensavelmente 
antecede os procedimentos de desinfecção ou esterilização 
12 
Sanitização, assepsia, anti-sepssia 
e limpeza 
• BACTERIOSTATICO: inibição do crescimento, pela inibição 
da síntese protéica, entretanto a bactéria não está morta 
• BACTERICIDA: morte celular por lise 
13 
Bacteriostático e bactericida 
• Tamanho da população 
• Intensidade ou concentração do 
agente microbiocida 
• Tempo de exposição ao agente 
• Temperatura 
• Natureza do material contendo os 
microrganismos 
• Características dos microrganismos 
• Condições ambientais (pH, umidade) 
14 
Condições que influenciam a 
capacidade antimicrobiana 
15 
Eficiência do controle 
• Para obter maior eficiência do controle 
microbiano, deve-se levar em consideração 
alguns princípios básicos 
• Os mesmos devem ser aplicáveis a todos os 
métodos 
1. Avaliar susceptibilidade das espécies para 
esse agente 
2. O contato do agente com o microrganismo 
deve ser facilitado 
3. O tempo de exposição adequado, entre o 
agente escolhido e o microrganismo para 
permitir a ação necessária 
16 
Princípios básicos 
Fases do crescimento bacteriano 
17 Fonte: https://online.science.psu.edu/sites/default/files/micrb106/GrowMetabolism/cow02354_06_12.jpg 
• Taxa de morte microbiana 
18 
Redução da população bacteriana 
19 
Redução da população bacteriana 
• População inicial de 10^5 = 100.000 
• Redução de 90%: 10^4 = 10.000 
• Redução de 99%: 10^3 = 1.000 
 
• População inicial de 10^10 = 10.000.000.000 
• Redução de 90%: 10^9 = 1.000.000.000 
• Redução de 99%: 10^8 = 100.000.000 
• Conceitos 
• Métodos de controles físicos 
• Métodos de controles químicos 
Escopo da aula 
20 
• Calor (úmido, seco, pasteurização) 
• Filtração; 
• Baixas temperaturas; 
• Alta pressão; 
• Dessecação 
• Pressão osmótica 
• Radiação 
21 
Métodos de controle físicos 
• Calor: úmido, seco, pasteurização 
• Mecanismos de ação: desnaturação das 
proteínas (enzimas) 
22 
Métodos de controle físicos 
23 
Calor úmido 
• Fervura: destrói formas vegetativas de bactérias 
patogênicas, fungos e grandes partes de vírus em 10 
minutos (endosporos resistem por mais tempo) 
• Autoclave: maior temperatura devido a pressão 
(esterilização efetiva) 
24 
Calor úmido 
25 
Pasteurização 
• Objetivo: eliminar microrganismos 
patogênicos, prolongar a qualidade, 
utilizado em alimentos perecíveis (leite, 
iogurte, sorvete, cerveja) 
 
• Tempo de pasteurização difere: qto a 
viscosidade, teor de gorduras 
26 
Pasteurização 
Saída dos tubos Entrada da 
câmara 
Saída da 
câmara 
Entrada dos 
tubos 
septos 
• Lenta (62-65ºC – 30 min) 
• Rápida (72-75ºC/15 a 20 seg) 
• UHT (135-145ºC/2 a 5 seg) 
27 
Pasteurização 
28 
Calor seco: desnaturação, perda 
da integridade celular 
• Chama direta: bico de Bunsen (até rubro) 
• Incineração 
• Ar quente: estufa (180oC / 2 h) 
• Aplicado principalmente a instrumentos e 
materiais sólidos (por exemplo vidraria) 
• Requer uma temperatura e um tempo maior 
(180°C/duas horas) 
• Obtido em fornos de esterilização (Forno de 
Pasteur) 
29 
Calor seco 
30 
Controle biológico 
• Testes utilizados para monitorar e validar 
processos, garantindo a segurança do métodos 
 Químicos: fitas termossensíveis 
 Biológicos: consiste numa população padronizada 
de microrganismos viáveis (usualmente esporu-
lados) conhecidos como resistentes ao modo de 
esterilização a ser monitorado 
31 
Controle do processo de esterilização em 
autoclave 
 
• Cor inalterada 
• pH inalterado 
• Esporos mortos 
• Não há germinação 
• Cor alterada 
• pH alterado 
• Esporos vivos 
• Há germinação 
Funcionamento da 
autoclave normal 
Funcionamento da 
autoclave comprometido 
32 
Controle do processo de esterilização em 
autoclave 
 
Bactérias retidas 
 num filtro 
33 
• Mecanismo de ação: remoção mecânica 
• Soluções sensíveis ao calor 
• Filtros de membrana: ésteres de celulose, 
polímeros plásticos 0,22μm e 0,45μm para 
bactérias 
Filtração 
34 
Filtração 
• Filtros de ar de alta eficiencia (90%) 
• Membranas de acetato de celulose 
35 
Fluxo laminar 
• Mecanismo de ação: interrupção do metabolismo 
bacteriano 
• Liofilização: água sublimada do interior da célula 
36 
• Os microrganismos 
permanecem viáveis, 
porém latentes com a 
ausência de água 
Dessecação 
• Refrigeração comum (0 a 7ºC): bacteriostático 
(exceto para bactérias psicrotróficas) 
• Congelamento: -20ºC; 
 Lento: bactérias em estado latente 
 Rápido: mais letal, ciclos de congelamento e 
descongelamento são utilizados 
 Nitrogênio líquido: -196 ºC 
37 
Baixas temperaturas 
• Ionizantes: raios gama, raios X e feixes de 
elétrons de alta energia 
• Mecanismo de ação: os raios ionizam a 
água, formando radicais hidroxila altamente 
reativos 
38 
Radiação 
39 
Radiação 
• Não-ionizantes: radiação não muito 
penetrante: UV (260nm) 
• Mecanismo de ação: alteram o DNA pela 
formação de dímeros 
C A T C A 
40 
Radiação 
• Fortes e curtos pulsos elétricos• Ação sobre bactérias: ruptura da 
membrana celular, formação de poros na 
membrana 
41 
Campo elétrico pulsado 
• Aumento da concentração de sais ou 
açúcares 
• Mecanismo de ação: provoca a saída de 
água condensando o citoplasma e 
retraindo a membrana 
42 
Pressão osmótica 
43 
• Conceitos 
• Métodos de controles físicos 
• Métodos de controles químicos 
Escopo da aula 
44 
• Desinfetantes e/ou anti-sépticos: 
 halogênios (cloro, iodo) 
 álcoois (etanol 70%, isopropanol) 
 fenóis e bifenóis (o-fenilfenol, tricosan) 
 biguanidas (clorexidina) 
 agentes tensoativos (sabões e detergentes) 
• Quaternários de amônio 
• Metais (Ag, Hg, Cu) 
• Conservantes de alimentos 
• Antibióticos (nisina) 
• Esterilizantes gasosos (oxirano) 
• Aldeídos (glutaraldeído) 
45 
Métodos de controle químicos 
• Desinfetantes: capacidade de penetração 
na matéria orgânica sem perder sua ação 
germicida e ausência de ação corrosiva 
• Anti-sépticos: não ser irritante, não 
interferir no processo de cicatrização e não 
ser absorvido pela pele 
46 
Controle químico dos microrganismos 
1. Possuir alta eficiência germicida 
2. Ser de efeito rápido, ter amplo espectro 
antimicrobiano e ação prolongada 
3. Apresentar estabilidade química, devendo ser 
solúvel em água e nos líquidos orgânicos 
4. Ser inodoro ou ter odor agradável 
5. Incolor 
6. Não produzir manchas 
47 
Características dos desinfetantes 
• Parede celular 
• Membrana plasmática 
• Ligação cruzada entre macromoléculas 
• Intercalação de DNA 
• Interação com grupos tióis (sulfidrilas) 
• Oxidação 
48 
Alvo de alguns agentes químicos 
• Mecanismo de ação: desnaturação de proteínas e 
dissolução de lipídios de membranas 
–Bactericida 
–Não age sobre endósporos e vírus não 
envelopados 
• Álcool etílico: 70% 
• Álcool isopropílico: puro é superior ao etílico 
49 
Álcoois 
50 
Álcoois 
Fonte: Tortora, 2012 
• Mecanismo de ação: liberação de O2 hiper 
reativo que oxida os sistemas enzimáticos 
• Exemplos: 
 Peróxidos: H2O2 3% age sobre organismos 
anaeróbios 
 Ácido peracético: efetivo contra bactérias, 
fungos, endosporos e vírus 
 Ozônio: empregado na desinfecção de água 
51 
Agentes oxidantes 
• Mecanismo de ação: alquilação dos grupos 
funcionais das proteínas (aminas, carboxilas, 
hidroxilas), inativando-as 
• Alquilação: transferência de um grupo alquila 
(CH3-CH2-) de uma molécula para outra 
 Aldeído fórmico: solução em água de 3 a 8 % 
 Aldeído glutárico: soluções alcalinas a 2% 
 Formalina: solução aquosa de formol, associada a 
um sabão ou detergente 40% 
52 
Aldeídos e derivados 
53 
Alvo 
 
Ação 
 
Esporos bacterianos 
 
Inibe germinação (altas concentrações); 
É esporocida (baixas concentrações) 
 
Micobactérias 
 
Provavelmente a parede celular 
 
Outras bactérias que não 
formam esporos 
 
Associação forte com camadas mais 
externas da parede celular; 
Ligação ente aminoácidos de proteínas; 
Inibição de transporte na célula 
Fungo Parede celular 
Vírus Ligação proteína-DNA e mudanças no 
capsídio 
Mecanismo de ação antimicrobiana do glutaraldeído 
• Mecanismo de ação: desnaturam proteínas 
e rompem membranas plasmáticas lipídicas 
Exemplos: 
fenol; 
cresol 
hexaclorofeno; 
54 
Fenóis 
• Fenol: desinfetante fraco, atividade 
bactericida em concentrações de 0,2 a 1% 
• Cresóis: creolina -> superfícies 
• Triclosano (bifenol): uso em superfícies 
• Hexaclorofeno (bifenol): em desuso por 
causar alterações neurológicas 
55 
Fenóis 
56 
Clorexidina ou biguanida 
• Anti-sepsia da pele e bucal 
• Neogidine: uso veterinário (para 
o controle de doenças 
respiratórias em aves e suínos) 
• Neoprodine: antibacteriano 
(melhorador de desempenho) 
para aves e suínos 
• Iodo: solução alcoólica a 2%, bactericida, 
fungicida, virucida, alta concentração é esporocida 
• Mecanismo de ação: presume-se que há a 
combinação irreversível a proteínas, interação 
com os aminoácidos aromáticos, fenilalanina e 
tirosina, inibindo suas funções 
57 
Halogênicos e derivados 
• Cloro: cloro + água = ácido hipocloroso 
 
• Mecanismo de ação do 2HOCl: oxida 
grupos SH e NH2 de enzimas 
bacterianas, inibindo-as 
• Hipoclorito de sódio (vírus); dióxido de 
cloro e cloraminas (cloro + amônia) 
Cl2 + H2O H+ + Cl- + HOCl 
58 
Halogênicos e derivados 
• Agente de superfície 
• Mecanismo de ação: alteram a permeabilidade 
da membrana, inibem enzimas, desnaturação de 
proteínas 
• Ativas contra G+ e pouco menos ativas contra G- 
• Ex.: Cloreto de benzalcônio e cloreto de 
cetilpiridínio (cepacol) 
Compostos quaternários de amônio 
59 
• Mecanismo de ação: desnaturação de proteínas 
combinam-se com proteínas, geralmente nos 
grupos SH (sulfidrilas) 
• Ação bacteriostática 
• Ex.: Mercurocromo e mertiolate 
60 
Metais pesados 
61 
Metais pesados 
• Mecanismo de ação: alquilação direta dos 
grupos carboxilas, hidroxilas e sulfidrilas, 
inativando certas enzimas 
• Óxido de etileno: atua pela interação com 
proteínas, alta capacidade de penetração, é 
explosivo (campo cirúrgico, jaléco) 
• Betapropiolactona: baixa capacidade de 
penetração, carcinogênico 
62 
Esterilizantes gasosos 
Agente Químico Concentração 
(%) 
Aplicações Nível de 
Atividade 
Compostos Fenólicos 0,5-3,0 Desinfecção de objeto inanimado Intermediário 
Álcoois 70-90 Anti-sepsia da pele, desinfecção de 
instrumentos cirúrgicos 
Intermediário 
Iodo 1 Anti-sepsia da pele, pequenos cortes, 
desinfecção da água 
Intermediário 
Compostos Clorados 0,5-5,0 Desinfecção da água, superfícies não 
metálicas, equipamentos de laticínios, 
materiais domésticos 
Baixo 
Mercúrio 1 Anti-sepsia da pele, desinfecção de 
instrumentos 
Baixo 
• Alto: mata todas as formas de vida microbiana 
• Intermediário: mata o bacilo da Tuberculose, Fungos e vírus, mas não os esporos 
• Baixo: não mata o bacilo da tuberculose, nem os esporos e vírus em um tempo 
aceitável 
63 
Resumo: controle químico de mo 
Fatores importantes associados ao uso de 
agentes químicos 
• Potência 
• Espectro de ação 
 
• Álcool-idodado: maior efeito 
residual e bactericida 
64 
Determinação do coeficiente fenólico 
1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 
Fenol 
1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 
Substância a ser testada 
2 Banho maria (20°C/5 min) 
1 
65 
Fenol 
Substância a 
ser testada 
3 Acrescentar 0,5 ml de cultura 
padrão 
4 Depois de 5, 10 e 15 minutos, semear em 
placas estéreis 1 amostra de cada diluição 
Salmonella typhi 
Staphylococcus aureus 
66 
Determinação do coeficiente fenólico 
5 Após 48h, observar as culturas e identificar a 
maior diluição onde não se observa 
crescimento (turbidez), após 10 min. 
Diluição da substância, em que há crescimento 
Diluição do fenol em que há crescimento 
•Coeficiente fenólico = 
1/64 
1/8 
= 8 
Exemplo: 
67 
Determinação do coeficiente fenólico 
Agente Staphylococcus aureus Salmonella typhi 
Fenol 
Cloramina 
Cresols 
Etanol 
Formalina 
Água oxigenada 
Lisol 
Cloreto de mercúrio 
Tintura de iodo 
1,0 
133,0 
2,3 
6,3 
0,3 
------- 
5,0 
100,0 
6,3 
1,0 
100,0 
2,3 
6,3 
0,7 
0,01 
3,2 
143,0 
5,8 
Coeficiente fenólico de alguns agentes 
químicos 
68 
Staphylococcus aureus Escherichiacoli Pseudomonas aeruginosa 
Determinando o espectro de ação de um 
desinfetante 
69 
1 
3 
2 4 
1 
3 
2 4 
1 
3 
2 4 
Staphylococcus aureus Escherichia coli Pseudomonas aeruginosa 
= Disco impregnado com desinfetante 
70 
Determinando o espectro de ação de um 
desinfetante 
71 
Determinando o espectro de ação de um 
desinfetante 
Mensagens principais 
• Qual a diferença entre esterilização e 
desinfecção? 
• Quais são as fases do crescimento 
bacteriano? 
• Qual é o objetivo das pasteurização? 
• Qual a diferença entre a autoclave e o forno 
de Pasteur? 
• Por que em alguns casos devemos utilizar a 
filtração? 
72 
Mensagens principais 
• O que ocorre durante o processo de 
congelamento? 
• Qual o modo de ação da radiação não 
ionizante? 
• Qual a diferença entre desinfetante e anti-
séptico? 
• Qual a concentração adequada do álcool? 
• Qual a vantagem do álcool-iodado? 
 73 
Sugestões de leitura 
74 
Fonte: http://www.google.com/imghp 
Sugestões de leitura 
75 
• Livros: 
– MADIGAN, M.T.; MARTINKO, J.M.; PARKER, J. 2004. Microbiologia de Brook, 10a ed. São 
Paulo, Brasil: Prentice Hall, 608p. 
– ROSENTHAL, K.S., PFALLER, M.A., MURRAY, P.R. 2009. Microbiologia Médica - 6ª Ed Rio 
de Janeiro: Editora Elsevier, 960p. 
– RUTALA, W.A., WEBER, D.J. 2008. Guideline for Disinfection and Sterilization in Healthcare 
Facilities. Healthcare Infection Control Practices Advisory Committee, CDC, 158p 
– TORTORA, G.J. FUNKE, B.R., CASE.C.L. Microbiologia, 10ºed. 2012. 967p. 
– VERMELHO, A.B.; BASTOS, M.C.F., BRANQUINHA DE SÁ, M.H. 2008. Bacteriologia Geral. 
Guanabara Koogan, 604p. 
• Artigos: 
– GRAZIANO, M.U., GRAZIANO, K.U., PINTO, F.M.G., BRUNA, C.Q.M., SOUZA, R.Q., 
LASCALA, C.A. 2013. Effectiveness of disinfection with alcohol 70% (w/v) of contaminated 
surfaces not previously cleaned. Revista Latino-Americana de Enfermagem, 21(2), 618-623. 
• Sites: 
– http://www.sciencemuseum.org.uk/broughttolife/people/josephlister 
– http://www.microbiologybook.org 
Grato pela atenção!!! 
camposvet@unb.br 
 
76