Biotecnologia Industrial - Vol 2 - Willibaldo Schmidell

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DisciplinaEngenharia Química697 materiais1.722 seguidores
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do pH na síntese e liberação de glicoamilase por Aspergillus awamori 
NRRL 3112 e Aspergillus niger NRRL 337. Revista de Microbiologia, v. 21, n. 4, p. 
355-60, 1990. 
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3.1 - Introdução 
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Luiz Carlos Urenha 
José Geraldo da Cruz Pradella 
Maria Filomena de Andrade Rodrigues 
Esterilizar um equipamento significa eliminar todas as formas de vida de 
seu interior ou superfície. Em alguns processos biotecnológicos industriais, a eli-
minação parcial da população microbiana dos equipamentos é suficiente para ga-
rantir a qualidade que se deseja no produto. Por exemplo, nos processos onde 
inibidores de crescimento são produzidos (fermentação alcoólica, produção de vi-
nagre/ ácido acético, ácido láctico ou antibióticos e outros biocidas, etc.) o teor de 
inibidor impede em maior ou menor grau o crescimento de vários microrganis-
mos. Na indústria de laticínios, os processos de pasteurização destroem a maior 
parte, mas não todos os microrganismos presentes.1'2 A pasteurização é emprega-
da quando uma assepsia mais rigorosa destruiria propriedades importantes do 
alimento e seus subprodutos. · 
Assim, desenvolveram-se processos de desinfecção que não esterilizam, mas 
garantem a assepsia adequada. Essa situação é comum na indústria de alimentos, 
onde a eliminação de microrganismos patogênicos é levada a efeito por processos 
não esterilizantes. Nesses casos, a população de microrganismos que não é elimi-
nada é mantida sob controle pela imposição de condições que impedem seu de-
senvolvimento, como refrigeração ou aplicação de inibidores de crescimento (sais, 
açúcares em altas concentrações, condimentos, preservantes químicos, biocidas, 
biostáticos, etc.). 
Os processos de produção de bens destinados à saúde humana ou animal e 
os de alimentos enlatados estão entre os mais restritivos com respeito à presença 
de contaminantes. Nesses casos, a simples presença de uma única célula de conta-
minante pode pôr a perder todo um lote do produto. 
Para lidar com essas situações, desenvolveu-se uina série de técnicas para al-
cançar o tipo adequado de assepsia. Esse assunto será abordado no item 3.2. 
20 Esterilização do equipamento 
A esterilização de equipamentos é feita pela aplicação de métodos físicos ou 
químicos. Os métodos físicos mais freqüentes são o calor seco, calor úmido, radia-
ção ultravioleta, radiação com partículas ionizantes (gama) e ultra-som. Os méto-
dos químicos consistem na limpeza do equipamento com líquidos ou gases que 
matam os microrganismos ou danificam irreversivelmente sua capacidade repro-
dutiva (hipoclorito, fenóis, formaldeído, óxido de etileno, ozônio, dióxido de en-
xofre, etc.). 
Reatores bioquímicas e tubulações são, geralmente, esterilizados pela apliw 
cação de calor úmido (vapor saturado). 
Equipamentos destinados ao processamento de produtos de fermentação 
(bombas, filtros, centrífugas, misturadores, separadores, colunas cromatográficas, 
homogeneizadores, etc.) são preferencialmente esterilizados por calor úmido. Nos 
casos em que isto não é possível, empregam-se agentes químicos adequados. 
Material de laboratório utilizado durante o processo é esterilizado por calor 
úmido (autoclaves), seco (fornos) e mais raramente por radiação ultravioleta. 
Meios de cultura são esterilizados por calor úmido. Nos casos em que a ina-
tivação térmica de nutrientes do meio é significativa (cultura de células animais, 
vegetais ou de insetos, por exemplo) emprega-se a filtração em membranas ou car-
tuchos esterilizantes para remover fisicamente os microrganismos. 
O ar para o processo fermentativo é esterilizado por filtração em cartuchos 
esterilizantes. 
Embalagens são em geral esterilizadas por radiação gama, calor úmido, ou 
por lavagem com produtos químicos adequados. 
Os métodos de esterilização agem destruindo ou comprometendo estruturas 
microbianas, como paredes celulares, ácidos nucléicos, etc., ou inativando enzi-
mas, proteínas, etc. 
O número de microrganismos que sobrevive em qualquer estágio de uma es-
terilização depende diretamente do número inicialmente presente. Portanto, onde 
for necessário aplicar esterilização, a limpeza e uma baixa carga inicial de micror-
ganismos interferem fortemente na severidade do processo a ser aplicado.3 
3.2 - Terminologia e modo de atuação 
3 .2.1 - Esterilização 
Esterilização é o processo físico ou químico que destrói ou inativa todas as 
formas de vida presentes em um determinado material, especialmente microrga-
nismos incluindo bactérias, fungos - tanto em suas formas vegetativas como es-
poruladas - e vírus. O termo esterilização possui um significado absoluto e não 
relativo, ou seja, uma substância ou material não pode ser parcialmente estéril. 
Um material estéril é totalmente isento de qualquer organismo ativo. Essa condi-
ção deve se manter indefinidamente.3A'5'6 
Terminologia e modo de atuação 2 I 
3.2.2 - Desinfecção 
Desinfecção é um processo menos rigoroso de eliminação de microrganis-
mos, envolvendo usualmente o uso de um agente químico, denominado desinfe-
tante ou germicida, geralmente líquido e à temperatura ambiente ou moderada. A 
desinfecção não implica necessariamente na eliminação de todos os microrganis-
mos, sendo direcionada aos mais prejudiciais, principalmente em sua forma vege-
tativa, que é menos resistente que a forma esporulada. 
Antisséptico é um desinfetante, aplicável em seres animados (humanos e 
animais) para eliminar microrganismos patogênicos.3 
A Tabela 3.1 apresenta uma relação dos principais termos técnicos relaciona-
dos a processos de desinfecção, com seus significados. 
3.2.3 - Modo de ação dos agentes esterilizantes 
Agentes esterilizantes podem ser classificados como agentes físicos oU quí-
micos. Esses agentes podem induzir, por diferentes mecanismos, a formação de 
substâncias químicas letais no interior das células e/ ou alterações em moléculas 
essenciais para a manutenção e sobrevivência celular, levando à morte do micror-
ganismo. 
A morte celular pode ser causada por uma ou mais lesões. Na célula viva 
normal existem inúmeros alvos possíveis de lesão celular, tais como: (a) enzimas, 
responsáveis pelos processos metabólicos; (b) membrana citoplasmática, que man-
tém a integridade do conteúdo celular, controlando o transporte de substâncias 
entre a célula e seu meio externo, além de ser também o local de algumas reações 
enzimáticas; (c) parede celular, que proporciona rigidez e resistência mecâiüca aos 
microrganismos e participa de alguns processos fisiológicos. Uma lesão em qual-
quer um desses níveis pode desencadear alterações que levam à morte celular. 
Alternativamente, um dano irreversível a um gene, responsável pela codificação 
de alguma éniima essencial, também pode levar à morte celular. 
A seguir descreveremos como agem os principais agentes esterilizantesY'6 
Calor úmido 
A temperatura elevada, associada ao alto grau de umidade, representa um 
dos métodos mais efetivos para a destruição dos microrganismos. O calor úmido 
mata os microrganismos, principalmente pela desnaturação irreversível de suas 
proteínas, destruindo portanto elementos essenciais para a sobrevivência e multi-
plicação celular, como enzimas ·e membranas celulares. 
A resistência das proteínas ao calor é uma função da hidratação da célula. 
Quanto maior a quantidade de água, mais facilmente esta entrará nos domínios 
internos das moléculas de proteína, causando mudanças conformacionais irrever-
síveis. 
Além das proteínas, os carboidratos também sofrem alterações sob o trata-
mento de calor, sendo muitas vezes caramelizados e gerando produtos tóxicos. 
Essa degradação exerce, portanto, um papel importante na esterilização. 
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