Crescimento Microbiano

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Profa Dra Luciana Furlaneto Maia 
Texto Adaptado (Profa. Dra Cynthia Maria Kyaw – UNB) 
 
 
CRESCIMENTO MICROBIANO 
Em microbiologia, o termo crescimento refere-se a um aumento do número de células e não ao 
aumento das dimensões celulares (tamanho da célula). 
Crescimento Populacional: é definido como o aumento do número, ou da massa microbiana. A 
taxa de crescimento é a variação no número ou massa por unidade de tempo. O tempo de 
geração é o intervalo de tempo necessário para que uma célula se duplique. O tempo de geração 
é variável para os diferentes organismos, podendo ser de 10 a 20 minutos até dias, sendo que em 
muitos dos organismos conhecidos, este varia de 1 a 3 horas. O tempo de geração não 
corresponde a um parâmetro absoluto, uma vez que é dependente de fatores genéticos e 
nutricionais, indicando o estado fisiológico da cultura. O tempo de geração pode ser calculado 
quando uma cultura encontra-se em fase exponencial, pela fórmula abaixo: N=No.2n, onde N= 
número final de células, No= número inicial de células, n= número de gerações. 
n= log(N) - log(No)/0.301 
g = t/n , onde g= tmpo de geração, t= tempo de crescimento e n= determinado acima. 
Medidas do crescimento microbiano 
O crescimento dos microrganismos pode ser mensurado por diferentes técnicas, tais como pelo 
acompanhamento da variação no número ou peso de células, por exemplo. Dentre as diferentes 
técnicas utilizadas, descreveremos alguns exemplos. 
Contagem total de células: esta metodologia envolve a contagem direta das células em um 
microscópio, utilizando-se câmaras de contagem. A contagem direta é uma técnica rápida, mas 
tem como principais limitações a impossibilidade de distinção entre células vivas e mortas e 
contagens errôneas, devido às pequenas dimensões de algumas células, ou pela formação de 
agregados celulares. 
 
 
Exemplo ilustrando o procedimento de contagem direta (Adaptado de Madigan et al., Brock 
Biology of Microorganisms, 2003) 
Em determinadas situações, por exemplo quando se requer apenas uma estimativa da quantidade 
de microrganismos, pode-se empregar a contagem proporcional, que corresponde a uma análise 
comparativa das culturas com suspensões padrão. Como exemplo de uma suspensão padrão 
podemos citar a escala de MacFarland, apresentando assim, graus de turvação distintos. Desta 
forma, comparando-se a turvação da cultura em estudo com os tubos de MacFarland, pode-se 
obter uma estimativa do número de células presentes na amostra. 
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Contagem de viáveis: Procedimento também conhecido como contagem em placa, que estima o 
número de células viáveis (isto é, capazes de se reproduzir) em uma amostra. Esta metodologia 
envolve a coleta de uma cultura microbiana em diferentes tempos de crescimento, as quais são 
então inoculadas em meio sólido. Após a incubação dos meios, geralmente por uma noite, o 
número de colônias é contado. Como uma colônia normalmente é originada a partir de um 
organismo, o total de colônias que se desenvolvem no meio corresponde ao número de células 
viáveis presentes na alíquota analisada. Esta técnica deve sempre realizada empregando-se 
várias diluções (100 a 104 células) das amostras. Esta metodologia é amplamente utilizada, 
exibindo elevada sensibilidade, detectando baixos números de células e permitindo também a 
contagem de diferentes tipos de microrganismos, pelo emprego de meios seletivos (meios que 
favorecem o crescimento de um determinado tipo ou grupo de organismo) e/ou seletivos e 
diferenciais (meios que além de favorecerem o desenvolvimento de um tipo ou grupo de 
organismo, também permite sua distinção, a partir de alguma característica fenotípica). 
Também podem ser usadas membranas filtrantes, onde os líquidos são filtrados e as membranas 
colocadas diretamente sobre os meios de cultura. 
 
 
Técnica de contagem de viáveis (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of 
Microorganisms, 2003) 
 
Massa de células: pode ser determinada a partir da estimativa do peso seco ou do peso úmido 
de uma cultura. Este tipo de procedimento é realizado quando não é necessário determinar o 
número preciso de microrganismos presentes. Peso seco: Muito utilizado na quantificação de 
fungos, onde o micélio é retirado da cultura, lavado e transferido para um frasco e submetido à 
secagem. Realizam-se então sucessivas pesagens, até o momento onde não observa-se mais 
variações. Este procedimento pode também ser realizado centrifugando-se a cultura e pesando o 
sedimento, ou então secando-o (100 - 150°C/16 horas) e depois pesando-o. 
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Turbidimetria: quantificação em espectrofotômetro ou colorímetro a 660 nm, uma vez que 
neste comprimento de onda, a cor geralmente parda dos meios de cultura não interfere com os 
resultados. Nestes comprimentos, a absorção de luz por componentes celulares corados é 
desprezível mas, se necessário, outros comprimentos de onda podem ser usados. Tal 
metodologia requer a confecção de uma curva padrão. Embora a análise turbidimétrica seja 
menos sensível, é de rápida e fácil execução, não destruindo a amostra. Entretanto, não permite 
a determinação de células viáveis. 
 
Análises químicas: A partir da quantificação de proteínas ou de nitrogênio, ou por meio da 
análise de diferentes atividades metabólicas. 
 
Número Mais Provável (NMP): Amplamente utilizado em laboratórios de microbiologia de 
alimentos ou ambiental, na quantificação de microrganismos em água, leite e outros produtos. 
Esta metodologia é basicamente utilizada para a pesquisa de coliformes totais e coliformes 
fecais, que são microrganismos indicadores de poluição fecal, o que pode ter como 
consequência a presença de outros organismos, tais como protozoários e vírus. Esta técnica foi 
desenvolvida após análises estatísticas complexas. 
 
CURVA DE CRESCIMENTO (CULTURA DESCONTÍNUA) 
Quando uma cultura microbiana desenvolve-se em um sistema fechado, pode-se confeccionar 
uma curva de crescimento. Esta pode ser dividida em diferentes etapas: lag, log, estacionária e 
de declínio. 
 
Curva de Crescimento Padrão, em um sistema fechado 
 
Lag: período variável, onde ainda não há um aumento significativo da população. Nesta fase 
ocorre a síntese de várias enzimas e/ou outros constituintes celulares necessários à absorção 
dos nutrientes presentes no meio. 
Log ou exponencial: nesta etapa, as células estão plenamente adaptadas, absorvendo os 
nutrientes, sintetizando seus constituintes, crescendo e se duplicando. A taxa de crescimento 
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exponencial é variável, de acordo com o tempo de geração do organismo em questão. 
Geralmente, procariotos crescem mais rapidamente que eucariotos. 
Estacionária: Nesta fase, os nutrientes estão escasseando e os produtos tóxicos estão tornando-
se mais abundantes. Nesta etapa não há um crescimento da população, ou seja, o número de 
células que se divide é equivalente ao número de células que morrem. Na fase estacionária que 
são sintetizados vários metabólitos secundários, que incluem antibióticos e algumas enzimas. 
Nesta etapa ocorre também a esporulação das bactérias. 
Declínio: A maioria das células está em processo de morte, embora outras ainda estejam se 
dividindo. 
Crescimento em culturas contínuas: técnica muito usada nos processos industriais de 
obtenção de produtos microbiológicos. Nestes casos, tem-se o interesse em manter as células em 
fase log ou estacionária. Utilizam-se fermentadores que permitem um crescimento em equilíbrio 
dinâminco. 
 
CONDIÇÕES IDEAIS DE CRESCIMENTO 
O crescimento dos microrganismos é grandementeafetado pelas condições físicas e químicas do 
ambiente onde se encontram, sendo que estas podem influir positivamente ou negativamente de 
acordo com o microrganismo em questão. 
TEMPERATURA: Corresponde a um dos principais fatores ambientais que influenciam o 
desenvolvimento bacteriano. A medida que há um aumento da temperatura, as reações químicas 
e enzimáticas na célula tendem a tornar-se mais rápidas, acelerando a taxa de crescimento. 
Entretanto, em determinadas temperaturas inicia-se o processo de desnaturação de proteínas e 
ácidos nucléicos, inviabilizando a sobrevivência celular. 
Assim, todos os microrganismos apresentam uma faixa de temperatura onde desenvolvem-se 
plenamente. Nesta faixa de temperatura podemos determinar as temperaturas mínima, ótima e 
máxima para cada microrganismo. A temperatura máxima provavelmente reflete os processos 
de desnaturação mencionados acima. 
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Texto Adaptado (Profa. Dra Cynthia Maria Kyaw – UNB) 
 
 
 
 
Temperaturas cardeais dos microrganismos (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of 
Microorganisms, 2003) 
 
Dentre os diferentes microrganismos observa-se uma ampla variedade de faixas de temperatura, 
onde para alguns o ótimo encontra-se entre 5 e 10°C, enquanto para outros é de 90 a 100°C. 
Assim, os microrganismos podem ser classificados em quatro grupos, de acordo com os ótimos 
de temperatura: PSICRÓFILOS (0 a 20°C, ótimo de ≈ 15°C), MESÓFILOS (12 a 45°C), 
TERMÓFILOS (42 a 68°C), e HIPERTERMÓFILOS (80 a 113°C). 
 
Tipos de bactérias em relação à temperatura (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of 
Microorganisms, 2003) 
 
Há os microrganismos psicrotolerantes que são aqueles cujo ótimo encontra-se entre 20 e 40°C 
e que sobrevivem a 0°C. São um grupo amplo (bactérias, fungos, algas e protozoários) que 
podem contaminar alimentos e outros substratos refrigerados. 
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Texto Adaptado (Profa. Dra Cynthia Maria Kyaw – UNB) 
 
 
Mesófilos: crescem numa faixa de 20 a 40°C, com um ótimo em torno de 37°C, sendo os 
principais microrganismos encontrados em animais de sangue quente. 
Termófilos e Hipertermófilos: São encontrados nos solos, silagem, fontes termais e no fundo 
oceânico. 
 
TENSÃO DE HIDROGENIO - pH: 
 Os ambientes naturais tem uma faixa de pH de 5 a 9, o que comporta o crescimento de 
diferentes tipos de microrganismos. Os fungos tendem a ser mais acidófilos que as bactérias 
(pH <5). 
 
 
Distribuição de alguns microrgansmos, de acordo com o pH (Adaptado de Madigan et al., 
Brock Biology of Microorganisms, 2003) 
 
TENSÃO DE O2: Extremamente importante no desenvolvimento, uma vez que os 
microrganismos comportam-se de forma bastante distinta, sendo classificados como 
AERÓBIOS, ANAERÓBIOS FACULTATIVOS, ANAERÓBIOS ESTRITOS, 
ANAERÓBIOS AEROTOLERANTES E MICROAERÓFILOS. 
As condições de anaerobiose podem ser conseguidas pelo uso de agentes redutores nos meios de 
cultura, tais como o tioglicolato de sódio, que reage com o oxigênio, formando água; pela 
remoção mecânica do oxigênio, sendo substituído por nitrogênio e CO2; pelo uso de sistemas 
comerciais do tipo "GasPak", que gera hidrogênio e CO2 com um catalisador de paládio. 
 
 
Profa Dra Luciana Furlaneto Maia 
Texto Adaptado (Profa. Dra Cynthia Maria Kyaw – UNB) 
 
 
 
 
Classes de organismos, em relação à tensão de oxigênio (Adaptado de Madigan et al., Brock 
Biology of Microorganisms, 2003) 
 
PRESSÃO OSMÓTICA 
 
 
Classes de organismos, em relação à salinidade (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology 
of Microorganisms, 2003)