Aula7 Fatores que influenciam no crescimento microbiano

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Prof. Carlos Biella
2018
Fatores que influenciam no 
crescimento microbiano
• A capacidade de sobrevivência dos 
microrganismos que estão presentes em um 
alimento depende de uma série de fatores.
–Intrínsecos
–Extrínsecos 
Fatores que influenciam no crescimento 
microbiano
Fatores Intrínsecos  aqueles relacionados às 
características próprias do alimento
Fatores Extrínsecos  relacionados com o 
ambiente em que o alimento se encontra
• Fatores Intrínsecos  aqueles relacionados às 
características próprias do alimento:
–Atividade de água
–Acidez e poder de tamponamento do alimento 
–Potencial redox
–Nutrientes
–Agentes antibacterianos naturalmente presentes no 
alimento
• Fatores Extrínsecos  relacionados com o 
ambiente em que o alimento se encontra:
–Tensão de vapor de água
–Pressão de O2
–Temperatura 
METABOLISMO BACTERIANO
Metabolismo 
• É a manutenção das atividades vitais de uma 
célula
• Conjunto de todas as reações bioquímicas que 
ocorrem em uma célula ou organismo.
Metabolismo 
Componentes 
estruturais e 
funcionais
Para a 
síntese de 
ATP
Síntese de 
compostos 
orgânicos 
Degradação 
de compostos 
orgânicos
Anabolismo Catabolismo
Anabolismo
• Conjunto de todas as reações de síntese de 
compostos orgânicos estruturais e funcionais de 
uma célula 
Síntese de moléculas complexas a partir de moléculas simples
proteínas da 
membrana 
plasmática, 
glicoproteínas 
enzimas, 
hormônios 
Catabolismo
• Conjunto de todas as reações de degradação de 
compostos orgânicos destinados à obtenção de 
energia. 
Liberação de energia pela quebra de moléculas 
complexas em moléculas mais simples que podem 
ser reutilizadas como blocos básicos de construção.
Metabolismo
Conjunto de eventos altamente regulado
A vida só é possível se há um alto nível de regulação 
controlando cada evento celular
Possível pela propriedade das 
enzimas reconhecerem seus 
substratos de forma específica
Metabolismo
Possível pela propriedade das 
enzimas reconhecerem seus 
substratos de forma específica
Obedecem rotas pré-programadas 
Vias catabólicas
(catabolismo)
Vias biossintéticas
(anabolismo) 
• Metabolismo bacteriano: absorção e utilização de 
compostos orgânicos ou inorgânicos requeridos 
para o crescimento e manutenção das funções 
celulares, a capacidade de sobrevivência, 
funcionamento, replicação de células bacterianas 
e os processos químicos envolvidos nesses 
eventos
Fatores físicos que influenciam no 
crescimento microbiano
Temperatura
A maioria dos microrganismos cresce bem nas 
temperaturas ideais para os seres humanos.
< temperatura 
onde a espécie é 
capaz de crescer
Onde a espécie 
apresenta melhor 
crescimento
> temperatura, onde 
ainda é possível o 
crescimento
Classificação: temperatura
Organismos Temperatura Locais
Psicrófilos Baixas -10° a 20°C águas frias, em solos oceânicos e em 
regiões polares
Mesófilos Moderadas 10° a 50°C maioria dos microrganismos patogênicos, 
bactérias saprófitas, fungos, algas e 
protozoários
Termófilos Altas 40° a 70°C áreas vulcânicas, em mistura de 
fertilizantes e em nascentes quentes
pH 
• Refere-se a acidez ou a alcalinidade de uma 
solução
• Maioria dos microrganismos cresce melhor perto 
da neutralidade (pH 6,5 – 7,5)
Classificação: pH
Organismos pH Exemplos 
Acidófilos Ácido -1,8 a 5,0 Fermentadores: lactobacilos,
bactérias acéticas
Neutrófilos Neutro 5,0 a 9,0 Patogênicos: E. coli. S. aureus, 
C. botulinum, Salmonela sp.
Alcalófilos ou 
basófilos
Alcalino 9,0 a 11,0 Patogênicos: Vibrio cholerae, 
Alcaligenes faecalis
Concentração de O2
• Importante no desenvolvimento
• Microrganismos comportam-se de forma bastante 
distinta (uso ou não do O2)
Classificação: utilização de O2
• Aeróbias obrigatórias
• Aeróbias facultativas
• Anaeróbias obrigatórias
• Microaerófilas
Aeróbias obrigatórias
• Só crescem na presença de oxigênio 
Aeróbias facultativas
• Crescem tanto na presença como na ausência de 
oxigênio
Anaeróbias obrigatórias
• Só crescem em anaerobiose, sendo mortas na 
presença de oxigênio
Microaerófilas
• Só crescem em atmosfera com concentração de 
oxigênio menor que a concentração do ar.
Pressão osmótica
• Fator muito importante, uma vez que vários 
microrganismos requerem altas concentrações de 
sais para se desenvolverem
• Os microrganismos retiram da água a maioria dos 
nutrientes solúveis  conteúdo celular: 80 – 90 % 
de água
• Pressão osmótica  regula a entrada ou saída de 
H2O da célula
Osmose
• Movimento de moléculas de água entre dois 
meios de concentrações diferentes, separados por 
uma membrana permeável à água
Osmose
• A água passa do meio com menor concentração 
em soluto (hipotônico), para o meio com maior 
concentração em soluto (hipertônico)
Hipotônico Hipertônico
H2O
Alta concentração de 
sal ou de açúcar
Preservação de 
alimentos
Saída de água do 
alimento
Meio hipotônico
(turgência)
Meio hipertônico 
(plasmólise)
Meio isotônico
Atividade de água (Aw)
• Os microrganismos necessitam de água para seu 
crescimento. 
Água nos Alimentos
• Água livre 
• Água de hidratação ou combinada
Água livre
• Presente nos espaços intergranulares e entre os 
poros do material, funciona como solvente, 
permitindo crescimento dos microrganismos e 
reações químicas, e é eliminada com relativa 
facilidade
Água de hidratação ou combinada
• Ligada quimicamente com outras substâncias do 
alimento e difícil de ser eliminada.
• Não é utilizável como solvente, não permite o 
desenvolvimento de microrganismo e retarda 
reações químicas
• Aw de um alimento pode ser reduzida 
aumentando a concentração dos solutos
• Acrescentar sal ou açúcar ou desidratar o 
alimento.
• Não se pode confundir umidade com atividade de 
água, pois um alimento muito úmido pode ter 
baixa Aw :
–uma salmoura com 90% de água tem baixa Aw , pois 
as moléculas de água estão ligadas às de cloreto de 
sódio.
• Ambiente com umidade relativa correspondendo 
a uma Aw inferior à do alimento, ele tenderá à 
desidratação até atingir o equilíbrio queijo na 
geladeira
• Em situação inversa, haverá absorção de água pelo 
alimento até atingir o equilíbrio  leite em pó 
aberto no meio ambiente
Nutrição
• Heterotróficas absorção
• Autotróficas fotossíntese ou quimiossíntese
• Outras relações tróficas:
–Saprofitismo degradação de matéria orgânica 
morta
–Mutualismo associação entre organismos de 
espécies diferentes em que ambos se beneficiam
–Parasitismo um organismo vive as custas de outro
–Comensalismo associação entre organismos de 
espécies diferentes  um aproveita restos 
alimentares de outro, beneficiando-se sem prejuízo 
do outro
Para o crescimento e multiplicação os 
microrganismos necessitam de:
–Fonte de carbono, hidrogênio e oxigênio.
–Fonte de sais minerais, ferro, enxofre, fósforo, sódio e 
magnésio.
–Fonte de energia.
Fonte energética
Tipos de comportamento que caracterizem as 
maneiras de enfrentar o problema de obtenção de 
alimentos  fonte de energia
–Comportamento AUTOTRÓFICO
–Comportamento HETEROTRÓFICO
• Autotróficos seres que sintetizam seu próprio 
alimento e desenvolve-se em meios minerais: 
–Fotossíntese
–Quimiossíntese
• Heterotróficos seres que não conseguem 
sintetizar seu próprio alimento e o adquirem do 
meio onde se encontram  necessitam de 
substancias orgânicas para seu desenvolvimento: 
–Fermentação
–Respiração
• Autotróficos Fotossíntese• Processo de produção de alimentos onde ocorre a 
transformação de substancias simples em compostos 
orgânicos através da luz solar.
6 CO2 + 6 H20 + calor  C6H12O6 + 6 O2
Autotróficos Quimiossíntese
• Processo pelo qual certos organismos 
sintetizam moléculas orgânicas utilizando 
energia proveniente da oxidação de 
compostos inorgânicos.
Autotróficos Quimiossíntese
Primeira etapa
Composto Inorgânico + O2 → Compostos Inorgânicos oxidados + 
Energia Química
Segunda etapa
CO2 + H2O + Energia Química → Compostos Orgânicos + O2
• Heterotróficos Fermentação
• Processo de obtenção de energia utilizado pelos 
seres vivos. 
• Conjunto de reações enzimáticas onde uma 
molécula orgânica é degradada a molécula orgânica 
mais simples. 
• Neste processo o aceptor final de hidrogênio 
produzido pela oxidação das moléculas orgânicas é 
uma substancia orgânica, produto da reação em 
questão.
Heterotróficos Respiração
• Consiste no processo de extrato de energia 
química acumulada nas moléculas de substâncias 
orgânicas diversas, tais como carboidratos e 
lipídios. 
• Aqui verifica-se a oxidação ou “queima” de 
compostos orgânicos de alto teor energético 
consequentemente, formam-se substâncias de 
menor conteúdo energético, como CO2 e H2O. 
• Heterotróficos  Respiração aeróbica 
• Quando o aceptor final de hidrogênio produzido 
pela oxidação das moléculas orgânicas é o 
oxigênio.
O2 + 4H+ + 4 e-  2H2O
• Heterotróficos  Respiração anaeróbica
• Quando o aceptor final de hidrogênio produzido 
pela oxidação das moléculas orgânicas é uma 
substancia inorgânica diferente do oxigênio. Ex. 
nitrato, sulfato, carbonato, etc.
2 HNO3 + 10 H
+ + 4 e-  N2 + 6 H2O
Crescimento bacteriano
Fases do crescimento bacteriano
• Fase Lag
• Fase logarítmica do exponencial
• Fase estacionária
• Fase de declínio ou de morte
Fase Lag = adaptação
DIVISÃO CELULAR = 0
Fase logarítmica (exponencial): divisão 
bacteriana enquanto as condições forem 
favoráveis 
DIVISÃO CELULAR > MORTE
Fase estacionária: diminuição do ritmo de 
crescimento, mantendo estacionário o 
número de indivíduos
DIVISÃO CELULAR = MORTE
Fase de declínio (morte): declínio no 
número de indivíduos
DIVISÃO CELULAR < MORTE