aulas 9 e 10 controle do crescimento microbiano

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Aula 10 e 11: Métodos químicos 
e físicos do controle microbiano
Conceitos em controle microbiano
Esterilização: eliminação total microbiana incluindo endósporos. 
Esterilização comercial: Tratamento térmico suficiente para 
matar os endósporos do Clostridium botulinum em alimentos. 
Descontaminação: diminui carga microbiana de objetos.
Desinfecção: controla patógenos.
Antissepsia: descontaminação de tecido vivo. Sem toxicidade.
Degerminação: remoção mecânica dos microrganismos de uma 
área limitada. Ex. local em torno de uma injeção na pele.
Sanitização: redução das contagens microbianas nos utensílios 
alimentares até níveis seguros de saúde pública.
Antimicrobiano: Agentes que matam ou previnem o crescimento 
(antibacterianos, antivirais, antifúngicos).
Séptico x asséptico
Conceitos em controle microbiano
Biocidas x ...státicos
O controle microbiano pode prevenir...
Infecções
Deterioração de alimentos 
de DTA
Contaminação de 
medicamentos, 
cosméticos, água, 
meio ambiente...
Laboratórios de pesquisas e análises Processos fermentativos industriais
O controle microbiano pode assegurar qualidade...
Problemas por contaminação na indústria 
fermentativa
➢Perda de produtividade: competição por substrato ou modificação do 
ambiente (Ex. pH);
➢Eliminação do microrganismos produtor do processo;
➢Contaminação do produto final;
➢Produção de compostos que dificultam a extração do produto de interesse;
➢Degradação do produto de interesse;
➢Contaminação por fago leva a destruição das bactérias;
➢Fase exponencial de crescimento: mais 
susceptível
➢Endósporos: mais resistentes
➢Fungos e leveduras: mais resistentes a 
pressão osmótica e baixo pH
Susceptibilidade microbiana
Alteração na 
Permeabilidade da 
Membrana
Dano à ProteínasDanos aos Ácidos 
Nucléicos
Parede Celular Ribossomos
Alvo de ação dos agentes de controle microbiano
Fatores que influenciam a 
efetividade dos tratamentos 
antimicrobianos 
Número de Microrganismos ou biofilme
Influências Ambientais 
(temperatura, natureza do 
material, pH, presença de 
matéria orgânica)
Tempo e concentração de exposição do antimicrobiano
Características 
Microbianas
Tortora et al. 10 ed.
Número de microrganismos
Taxa de morte microbiana
Curva de morte logarítmica de esporos bacterianos
expostos a 5% de uma solução de fenol em uma
temperatura constante
Valor D ou tempo de redução 
decimal - TRD (minutos)
Métodos Físicos de Controle 
Microbiano
Métodos Químicos de Controle 
Microbiano
Fenol e Compostos Fenólicos
Biguanidas
Halogênios
Álcoois
Metais Pesados
Agentes de Superfície
Aldeídos
Esterilizantes Gasosos
Peroxigênios
Ácidos Orgânicos
Antibióticos
Frio
Dessecação
Alta Pressão
Pressão Osmótica
Filtração
Radiação
Calor
Atmosfera reduzida de 02
Calor
• Efeito do calor é dependente do binômio tempo e temperatura.
• Tempo necessário:
• Inversamente proporcional a temperatura empregada;
• Diretamente proporcional ao tamanho da carga microbiana no 
material;
• Dependente do tipo e formas de vida dos microrganismos presentes
Ponto de Morte 
Térmica (PMT)
Menor TEMPERATURA
em que todos 
microrganismos em 
suspensão serão 
mortos em 10 min.
Tempo de Morte 
Térmica (TMT)
Menor TEMPO em 
que todos 
microrganismos em 
suspensão serão 
mortos em 
temperatura fixada.
Tempo Residual 
Decimal (TRD) 
Calor
É o tempo em 
minutos para 
redução de 90 % de 
uma população 
microbiana em 
temperatura fixada 
(VALOR D).
Calor úmido e Calor seco
Calor Úmido
➢ Mecanismos de ação: Desnaturação proteica.
➢ Uso: Bacias, Pratos, Jarras, Equipamentos Variados.
➢ Mata fungos, bactérias na forma vegetativa
(patógenos) e a maioria dos vírus em 10 minutos.
➢ Método doméstico.
➢ Não é efetivo para endósporos.
Fervura
Calor Úmido
Autoclave
➢ Mecanismos de ação: Desnaturação proteica.
➢ Uso: Meios de cultura, soluções, roupa de cama,
equipamentos e outros itens que suportam calor.
➢ Método muito efetivo na esterilização.
➢ Tempo variável a 1 atm/121°C.
➢ Elimina todas as células fúngicas e bacterianas
vegetativas, e endósporos bacterianos.
Efeito do volume e tamanho do recipiente sobre os tempos de 
esterilização em autoclave 
Autoclaves
18
Pasteurização
➢ Louis Pasteur em 1864.
➢Mecanismos de ação: Desnaturação proteica.
➢Uso: Leite, cremes de leite, manteiga, sucos, cerveja.
➢ Aquecimento do alimento a uma determinada temperatura, por
determinado tempo, e depois resfriado.
➢ Tratamento com o calor para o leite:
➢ Método lento: 63°C por 30 minutos.
➢ Método HTST (high temperature in short time): 72°C por 15
segundos.
➢ Método UHT (ultra high temperature): 74 a 140°C de 1 a 5 s e
retorna para 74 °C.
➢ Elimina todos os patógenos e a maioria dos não patógenos.
Pasteurização
Leite pasteurizado na
própria embalagem
Leite pasteurizado segue para pré
fermentação recebendo cultura de
Lactobacillus casei Shirota - yakult
Tindalização
➢Mecanismos de ação: Desnaturação proteica.
➢Uso: Meios que alteram em alta temperatura, conservação de alimentos.
➢ Eliminação de endósporos.
➢ Material é aquecido à 60 - 90° C por vários minutos, resfriado e incubado por 24h,
por várias vezes. Durante a incubação, os endósporos passam à forma vegetativa.
➢ Nutrientes e qualidades organolépticas são mantidas
➢ Alto custo e demorado
Calor Seco
Incineração e 
chama direta
➢ Mecanismos de ação: Queima dos contaminantes
até se tornarem cinzas.
➢ Uso: Alças de inoculação, curativos contaminados,
carcaças de animais, etc.
➢ Método eficaz de esterilização.
Calor Seco
Esterilização com ar quente
➢ Estufas e fornos Mufla.
➢Mecanismos de ação: Oxidação de
proteínas e compostos orgânicos.
➢ Uso: Vidraria, metais, material cirúrgico,
odontológico.
➢ Método eficiente de esterilização.
➢ 160°C por pelo menos 2 horas.
Frio
➢Mecanismos de ação: Redução das reações
químicas e possíveis alterações nas proteínas.
➢Uso: Conservação das drogas, meios de cultura,
culturas microbianas e alimentos.
➢ Tem efeito “stático”.
➢ Microrganismos psicotróficos podem crescer.
Refrigeração
0 – 7°C
Frio
Congelamento ➢Mecanismos de ação: Redução das reações
químicas e possíveis alterações nas proteínas.
➢ Uso: Conservação das drogas, culturas e alimentos.
➢ Congelamento Lento x Congelamento Rápido
➢ Um método eficaz de conservação de culturas
microbianas: congelamento rápido à – 80°C/– 90°C
com criopreservante (ex. glicerol 20%).
✓ Freezer -20°C
✓ Nitrogênio líquido
✓ Freezer -80°C
Dessecação
➢ Mecanismos de ação: Interrupção do metabolismo.
➢Uso: Conservação dos alimentos.
➢ Ação “stática”.
➢ A água é removida das células microbianas.
Frio / Dessecação
Liofilização 
(freeze-drying)
➢Mecanismos de ação: Redução das reações químicas
e possíveis alterações nas proteínas.
➢Uso: Conservação das drogas, culturas e alimentos.
➢ Água é removida por alto vácuo em baixa temperatura.
➢ Método eficaz de conservação prolongada de culturas
microbianas.
➢ Eficiente porém de alto custo.
➢ Mantém características do produto/microrganismo.
Pressão Osmótica
➢Mecanismos de ação: Plasmólise.
➢Uso: Conservação dos alimentos.
➢ Resulta na perda de água das células microbianas.
➢ Fungos são mais tolerantes que bactérias à baixa
umidade ou alta pressão osmótica.
Alta Pressão
➢Mecanismos de ação: Alteração da estrutura
molecular de proteínas e carboidratos.
➢Uso: Conservação de suco de frutas.
➢ Permite a conservação de cores, sabores e valores
nutricionais.
➢Endósporos são relativamente resistentes – associar
temperatura à pressão.
Atmosfera reduzida de oxigênio
➢Mecanismos de ação: previne crescimento de
aeróbios.
➢Uso: Indústria de alimentos: embalagens a vácuo,
enlatados.
➢ Aumenta vida de prateleira do produto
Filtração
➢Mecanismos de ação: separação dos microrganismos do
líquido de suspensão ou ar por retenção nos filtros.
➢ Filtro de profundidade: lâminas de camada fibrosa para filtrar
líquidos ou ar.
➢Uso: Separa partículas maiores.
➢ Ex.: Filtros HEPA (filtros de partículas de ar de alta eficiência –
0,3uM) em salas cirúrgicas, fluxo laminar.
Filtração
➢Membrana filtrante: poros reduzidos de tamanho
conhecido. Material: acetato de celulose, nitrocelulose,
policarbonato, nylon ou outro material sintético.
➢ Uso: esterilizar líquidos termolábeis como enzimas, vacinas,
antibióticos, toxinas, vitaminas.
➢ Utilizado com seringas, bomba a vácuo ou compressor.
Bacillus megaterium em membrana de nylon
isopore 0.22 uM
Enterococcus faecalis em membrana de
policarbonato 0.4 uM
Prescott et al., 1997.
Radiação
IONIZANTE NÃO IONIZANTE
Radiação
• Efeito da radiação depende:
• Comprimento de onda;
• Intensidade;
• Distância da fonte;
• Tempo de exposição.
Radiação
➢Mecanismos de ação: destruição do DNA.
➢Uso: Usado para esterilizar produtos farmacêuticos,
suprimentos médicos e dentários, e alimentos.
➢ Raios Gama e raios X.
➢ Ionizam moléculas de água formando radicais OH- que são
altamente reativos com DNA e moléculas orgânica.
➢ Não disseminado na esterilização de rotina.
Ionizante
Produto Vida útil sem irradiação Vida útil com irradiação
Alho 4 meses 10 meses
Arroz 1 ano 3 anos
Banana 15 dias 45 dias
Batata 1 mês 6 meses
Cebola 2 meses 6 meses
Farinha 6 meses 2 anos
Legumes e Verduras 5 dias 18 dias
Papaia 7 dias 21 dias
Manga 7 dias 21 dias
Milho 1 ano 3 anos
Frango refrigerado 7 dias 30 dias
Filé de pescada 
refrigerado
5 dias 30 dias
Morango 3 dias 21 dias
Radiação gama
Fonte: LIARE - CENA/USP
Radiação
➢Mecanismos de ação: Lesão do DNA (Dímeros de timina);
➢Uso: Controle de ambiente fechado e superfícies.
➢ Desvantagem de ser uma radiação pouco penetrante e ser
prejudicial ao olho humano.
➢ 260 nm é mais efetivo.
➢ Pigmentos produzidos por alguns microrganismos conferem
proteção contra raios UV.
➢ Endósporos são mais resistentes à raios UV.
Não Ionizante
Morangos irradiados e não irradiados
25 dias após tratamento estocados a 3°C
Controle 
(0 KGy)
Irradiado 
(1 KGy)
Irradiado 
(1,5 KGy)
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Efeito da exposição de uma 
cultura de Serratia marcescens a 
luz ultravioleta
Lado protegido Lado exposto 
✓Agentes químicos são usados para controlar o crescimento de microrganismos em
objetos inanimados (utensílios, bancadas, etc) e tecidos vivos (lesões e infecções);
✓Dificilmente esterilizam materiais (depende da concentração);
✓Ação dos agentes químicos é diferente para cada microrganismo;
✓ Existem centenas de produtos diferentes;
✓ São utilizados no lar, escolas, indústrias, hospitais, etc;
✓Deve-se ler com atenção o rótulo dos produtos e seguir as recomendações do fabricante;
✓Alguns são tóxicos e devem ser manipulados por pessoas treinadas.
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Métodos Químicos de Controle Microbiano
Características de um agente químico ideal
1- Atividade antimicrobiana
2- Solubilidade
3- Estabilidade
4- Ausência de toxidade a 
humanos e animais
5- Homogeneidade
6- Inativação mínima por material 
estranho
7- Atividade em temperatura 
ambiente ou corporal
8- Poder de penetração
9- Ausência de poderes corrosivos 
e corantes
10- Inodoro ou odor agradável
11- Capacidade detergente
12- Disponibilidade e baixo custo
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Fenol e Compostos Fenólicos
Fenol
Mecanismos de ação: Ruptura da membrana plasmática e 
desnaturação das enzimas
Compostos
Fenólicos
➢ Micobacterium tuberculosis
➢ Superfícies ambientais, instrumentos, 
superfícies cutâneas e mucosas
➢ Ação mesmo na presença de matéria 
orgânica
Bifenóis
➢ Irritação e odor desagradável
➢ 1° a ser utilizado
➢ Não mais usado
➢ Hexaclorofeno: Sabonetes e loções 
hidratantes antimicrobianos, possível 
toxicidade eliminou uso.
➢ Triclosano: sabonetes antimicrobianos 
e creme dental. Mais eficaz contra 
Gram-positivos
Biguanidas
Mecanismos de ação: Ruptura da membrana plasmática
Clorexidina
➢Atóxico;
➢Antisséptico;
➢ Bactericida e fungicida para a maioria das formas 
vegetativas de bactérias e fungos 
respectivamente;
➢ Viricida para alguns vírus envelopados;
➢ Micobacterias, endósporos e cistos são 
resistentes.
Álcoois
Mecanismos de ação: Desnaturação de proteínas e dissolução de lipídeos
Etanol 
Isopropanol
➢ Evapora rapidamente – diluição pode ser recomendada 
(etanol 70%);
➢ Bactericida e fungicida mas não mata os endósporos;
➢Viricida para os vírus encapsulados;
➢Degerminação de pele para injeção;
➢Não é antissépticos satisfatórios quando aplicados sobre 
feridas abertas.
Ação biocida de concentrações variadas de etanol em solução aquosa contra 
Streptococcus pyogenes
➢ Detergente catiônico ;
➢ Antisséptico: pele e cavidade bucal;
➢ Desinfetante de instrumentos e 
utensílios de borracha;
➢ Bactericidas, bacteriostático, 
fungicidas e viricidas vírus 
envelopados;
➢ Não matam micobactérias e 
endósporos.
Agentes de superfície (detergentes)
Mecanismos de ação: interagem com os lipídeos da membrana rompendo-a 
Sabões e 
Detergentes 
➢ Compostos por porção hidrofóbica e hidrofílica que pode ser um cátion ou ânion ou grupo não 
iônico
➢ Tenso-ativos ou surfactantes: reduzem tensão superficial, rompe filme oleosos
➢ Removem secreções 
oleosas, células mortas, 
pó, suor seco e 
microrganismos;
➢ Possuem pouco valor 
antisséptico, no entanto, 
existem sabões acrescidos 
de antimicrobianos.
➢ Capacidade de limpeza: Ânion 
reagem com a membrana 
causando ruptura;
➢ Sanitização em indústrias 
alimentícias;
➢ Atóxico, não corrosivos e de ação 
rápida.
Detergentes aniônicos
Compostos quaternários 
de amônia
Halogênios
Mecanismos de ação: Inibe a função das proteínas e é um forte agente oxidante 
Iodo
➢ Antisséptico antigo e eficaz; 
➢ Eficiente contra todos os 
tipos de bactérias, muitos 
endósporos, vários fungos e 
alguns vírus.
Cloro
➢ Desinfeta água e equipamentos.
➢ Tratamento de esgoto e piscina.
➢ Hipoclorito de cálcio: desinfetante usado em 
equipamentos de laticínios.
➢ Hipoclorito de sódio: desinfetante doméstico.
➢ ClO2 : gás usado na desinfecção de endósporos 
Bacillus anthracis.
Metais Pesados e seus compostos
Mecanismos de ação: Desnaturação de enzimas e outras proteínas essenciais
Atividade oligodinâmica dos 
metais pesados
Cu
Ag
➢Ag, Cu, Me
➢Nitrato de prata: era utilizada para evitar oftalmia 
gonorréica neonatal. 
➢ Sulfadiazina de prata: cremes para uso em 
queimaduras. Bandagens impregnadas com Ag são 
utilizadas em feridas.
➢Mercurocromo: antisséptico da pele e mucosas.
➢ Sulfato de cobre: desinfetante, algicida. 
➢Óxido de zinco: desinfetante encontrado nas tintas, 
antifúngico.
Ácidos orgânicos ou seus sais
➢ Mecanismos de ação: Inibição metabólica (acidez)
➢ Conservante de alimentos e cosméticos
➢ Impedem a deterioração de produtos
➢Dióxido de enxofre (SO2): vinhos.
➢Ácido sórbico: impedem os bolores de crescerem em 
certos alimentos ácidos.
➢ Propionato de cálcio: impede o crescimento de 
bolores e Bacillus em pães.
➢ Sais de cura: nitrato e nitrito de sódio (produtos 
cárneos).
Aldeídos
➢ Entre os antimicrobianos mais efetivos
➢ Mecanismos de ação: Desnaturação proteica eácidos nucleicos;
➢ Uso: Desinfecção de equipamentos médicos, 
respiratórios.
➢ Formalina: usada para conservar amostras 
biológicas. Irritante.
➢Glutaraldeído: usado para ESTERILIZAR 
instrumentos hospitalares e é MENOS irritante e 
10 x mais eficaz que a formalina
➢Um dos poucos agentes químicos líquidos 
considerado esterilizante.
➢ Ambos usados para embalsamar.
Formaldeído
Glutaraldeído
Quimioesterilizantes Gasosos
➢ Mecanismos de ação: Desnaturação proteica;
➢ Uso: Esterilização de materiais termo-sensíveis
(alguns equipamentos e suprimentos médicos, 
colchões).
➢Óxido de Eliteno: mata todos microrganismos e 
endósporos, no entanto, necessita alto tempo de 
incubação (4-18 horas)
➢Óxido de Propileno: usado para desinfetar 
instrumentos hospitalares e é MENOS irritante que a 
formalina
➢ Tóxicos e inflamáveis, utilizados em câmaras fechadas.
➢ Suspeita que sejam carcinogênicos.
Peroxigênios (Agentes Oxidantes)
➢ Mecanismos de ação: Oxidação de componentes 
celulares
➢ Uso: Superfícies contaminadas, ferimentos 
profundos
➢Ozônio: Forma altamente reativa do oxigênio 
usado como suplementação junto com cloro na 
desinfecção da água.
➢ Peróxido de hidrogênio: antisséptico fraco mas 
um bom desinfetante.
➢Ácido peracético: Considerado esterilizante, 
endosporocida efetivo, bactericida, fungicida e 
viricida.
• Controle de crescimento microbiano in 
vivo;
• Agente não pode ser tóxico ao 
hospedeiro;
• Geralmente utilizado para controle de 
doenças;
• Pode apresentar diferentes alvos.
Antibióticos
➢ Naturais: produzidos por microrganismos. Ex. 
penicilina (principalmente Gram-positivas).
➢ Semissintéticos: modificados artificialmente. Ex. 
ampicilina (modificação da penicilina atua 
também sobre Gram-negativas)
➢ Sintéticos: análogos de vitaminas, purinas, 
pirimidinas e aminoácidos. Ex. Sufas (análogo de 
acido fólico precursor de ácidos nucleicos)
➢Produção por modelagem computacional: 
interação molécula-alvo.
➢Reduz custo e tempo
Antibióticos
Antibióticos
➢Antivirais:
➢numero de fármacos limitados.
➢ alvo pode afetar célula hospedeira – toxicidade.
➢Ex.: análogos de nucleosídeos (AZT: análogo de timidina e bloqueia transcriptase
reversa do vírus HIV), 
➢inibidores da transcriptase reversa, 
➢Inibidores de proteínas necessárias para adesão à célula hospedeira, 
➢interferon, etc.
➢Antifúngico: 
➢Podem apresentar toxicidade pois são eucariotos como hospedeiro. 
➢Muitos indicados apenas para uso tópico
➢Ex.: inibidores de ergosterol (lipídeo que substitui colesterol) como azois e 
alilaminas.
➢Nisina e Natamicina: bacteriocinas produzidas por bactérias láticas utilizadas como 
conservantes em alimentos
Métodos de avaliação da atividade de 
antimicrobianos
Importante para uso correto do antimicrobiano – evita disseminação de 
resistência
Mecanismos que as bactérias podem se tornar 
resistentes aos antibióticos
60
Resistência aos antimicrobianos via 
plasmídeos
61
• Produção de enzimas que inativam o fármaco 
Ex. Beta lactamases que inativam a penicilina 
• Alterações dos locais de ligação do fármaco 
• Redução da captação do fármaco pela bactéria 
• Alterações de enzimas 
• Resistência múltipla 
Relembrando...
✓Esterilização x Descontaminação x Desinfecção
✓Importância do controle microbiano
✓Fatores influenciam atividade do antimicrobiano
✓Agente de controle apresenta diferentes alvos na célula microbiana
✓Diversos métodos físicos e químicos de controle microbiano foram 
apresentados
✓O controle microbiano in vivo é realizado por antibióticos, 
antifúngicos, antivirais...
✓Importante avaliar atividade antimicrobiana antes do uso do agente –
evita disseminação de resistência
Referências Bibliográficas
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e enzimáticos. São Paulo: Edgard Blücher. 2001, v.3. 
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