Elementos de Microbiologia

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16/03/2020 
1 
Curso de Engenharia Bioquímica 
Aula 2-3 
 
Eng. Bioquímica – EEL/USP - LOT 2041 - Profa. Inês Roberto 
Elementos de Microbiologia 
Eng. Bioquímica - EEL-USP Profa. 
Ines Roberto - 2020 
1 2 
Elementos de Microbiologia 
−Introdução 
−Morfologia e Estrutura das células 
−Nutrição Microbiana 
−Meios de Cultura 
−Crescimento Microbiano 
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Vírus = por não apresentarem estrutura celular, não são considerados seres vivos. São 
formados por uma porção genética (RNA ou DNA) envolvidos por uma proteína . 
Necessitam de um hospedeiro para replicação. 
Microbiologia:Ciência que estuda os micro-organismos, um amplo e 
diverso grupo de organismos com dimensões microscópicas e que podem 
ser encontrados na natureza como células únicas ou agrupamentos celulares 
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Ciência Básica 
4 
4 
−Características Morfológicas - forma e tamanho da 
célula; composição química e função de suas estruturas 
internas. 
−Características Fisiológicas/Bioquímicas – condições 
ambientais e nutricionais necessárias ao crescimento e 
reprodução. 
−Características Genéticas – genoma 
−Características Ecológicas – ocorrência e relação com o 
ambiente 
−Classificação - a relação taxonômica entre os grupos 
microbianos. 
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Ciência Aplicada 
5 
−Produção de substâncias de interesse econômico (Ex: 
ácidos orgânicos, antibióticos, enzimas, vitaminas, 
suplemento alimentar, biocombustíveis) 
 
− Desenvolvimento de processos mais eficientes para o 
tratamento de efluentes industriais 
 
−Exploração da atividade química de micro-organismos em 
processos de biorremediação (reduzir ou remover 
poluentes no ambiente) 
 
−Usados como "inseticidas biológicos", no lugar de 
produtos químicos 
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Micro-organismos como Células 
6 
Célula: 
Unidade básica de todos os micro-organismos 
(capazes de realizar seus processos vitais sem 
depender de outras células) 
 
Estruturas básicas: 
 Parede celular; 
 Membrana citoplasmática; 
 Várias estruturas e componentes químicos 
internos que permitem o funcionamento celular 
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Componentes Químicos das Células 
7 
Célula 
Proteínas 
Ácidos 
Nucleicos 
Lipídeos 
Polissacarídeos 
A natureza química e o arranjo destas macromoléculas é o que 
tornará um micro-organismo diferente do outro 
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Componentes Químicos das Células 
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1864 – confirmação da existência de micro-organismos 
(fermentação) por Louis Pasteur 
 
Como inserir estes seres vivos na classificação existente? 
(Reino ANIMAL ou VEGETAL) 
 
1866 - E.H.Haeckel (Zoólogo) sugeriu a criação de um terceiro 
reino denominado de PROTISTA (bactérias, algas, fungos e 
protozoários) 
 
A classificação de Haeckel foi satisfatória até que os estudos 
mais avançados sobre a ultra-estrutura celular (Microscopia 
Eletrônica) demonstraram a existência de dois tipos estruturais 
bastante distintos (Eucarióticas e Procarióticas) 
Posição dos Micro-organismos no Mundo Vivo 
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Material genético disperso no citoplasma (o 
material genético (DNA) concentra-se numa 
dada região chamada de nucleóide) 
BACTÉRIAS 
Geralmente maiores em 
tamanho e complexidade 
estrutural do que as 
procarióticas. 
Apresentam suas 
estruturas internas 
delimitadas por 
membrana (organelas). 
Ex: núcleo 
LEVEDURAS E 
FUNGOS 
11 
1969 – R.H. Wittaker propôs a expansão da 
classificação de Haeckel, baseado não só na 
organização celular, mas também para acomodar os 3 
modos principais de nutrição. 
 
Fotossíntese – Utilização da luz para converter 
dióxido de carbono em água e açúcares; 
 
Absorção – Captação de nutrientes químicos 
dissolvidos na água; 
 
Ingestão - Entrada de partículas de alimentos não 
dissolvidas. 
 
 
Posição dos Micro-organismos no Mundo Vivo 
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Classificação de Whittaker 
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3 
13 
1970 - com avanço da Biologia Molecular, Carl Woese, Otto 
Kandler e Mark Wheellis propuseram um novo sistema de 
classificação (baseado em comparações de sequências nucleotídicas de 
RNA ribossômico (RNAr) 
Posição dos Micro-organismos no Mundo Vivo 
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Metanogênicas → metabolismo anaeróbio e 
utilizam o hidrogênio como co-fator de 
reações que catabolizam o CO2 em CH4. 
 
Termófilas → sobrevivem em altas 
temperaturas (~ 100° C) e acidez muito 
baixas (fendas vulcânicas). Utilizam 
compostos inorgânicos (H2S) para obtenção 
de energia. 
 
Halófilas → Habitam locais com alta 
concentração de sal (~ 25% NaCl) ambiente 
aquático). 
14 
1998 - Thomas Cavalier-Smith apresentou novo sistema de 
classificação com base em dados filogenéticos que inclui dois 
domínios Prokaryota e Eukaryota e 6 reinos: 
 
Prokaryota – Reino Bactéria 
 
Eukaryota – Reinos Protozoa, Animalia, Fungi, Plantae e 
Chromista 
 
Os organismos pertencentes ao reino Chromista são na sua 
maioria fotossintéticos, e distinguem-se dos organismos do reino 
Plantae por terem os cloroplastos localizados no lúmen do 
reticulo endoplasmático rugoso em vez de se localizarem no 
citosol. 
 
Posição dos Micro-organismos no Mundo Vivo 
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Tipos de Microrganismos de Importância Industrial 
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Leveduras 
Bolores 
Bactérias 
Saccharomyces cerevisiae 
Penicillium notatum 
Lactobacillus acidophilus 
BACTÉRIAS 
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16 
17 
17 
 São micro-organismos PROCARIOTOS 
A maioria UNICELULAR 
Muitas possuem sistema de locomoção (flagelos) algumas formam 
esporos (endósporos) 
Reprodução Assexuada (fissão binária) 
Tamanho (0,5 a 1,0 m) – Elevada taxa metabólica 
Forma (esféricas, cilíndricas e espiraladas) 
Utilização de nutrientes por absorção 
Diversidade (ocorre em todos ambientes onde exista H2O) 
Grande importância industrial (fermentação, farmacêutica, química) 
Principais Características das Bactérias 
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Célula Típica Bacteriana 
Parede celular 
Membrana citoplasmática 
Ribossomas 
Área nuclear ( genoma) 
Estruturas 
Fundamentais 
Estruturas 
Auxiliares 
Flagelo 
Capsula 
Fimbrias 
Esporos (endósporos) 
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Estrutura Função 
Constituição 
Química 
Flagelos 
(longos e sinuosos) 
Locomoção 
Proteínas 
(flagelina) 
Fimbrias 
(curtos e retilíneos) 
Aderência em superfícies 
(biofilmes) 
Proteínas 
Cápsula 
Aderência 
Proteção 
Reserva nutritiva 
Polissacarídeos ou 
peptídeos 
Grânulos de inclusão 
Reserva nutritiva e fonte 
de energia 
Lipídicos* 
Polissacarídeos 
Polifosfatos 
Endosporos 
Proteção 
(limitação de nutrientes, 
elevada temperatura, e 
dessecação) 
Proteína, cálcio, 
acido dipicolínicos 
Estruturas Auxiliares de Bactérias 
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Grânulos de Polihidroxibutirato (PHB) 
 
Bactéria Alcaligenes eutrophus 
Polímero com propriedades físicas e mecânicas parecidas 
com as do polipropileno (PP). Portanto, ele tem potencial 
para se tornar um substituto para plásticos não 
biodegradáveis. 
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Esporos (endósporo) Bacteriano 
Possuem parede celular espessa e altamente resistentes a agentes 
físicos e químicos,devido a sua capa impermeável de proteína tipo 
queratina (associado ao cálcio) e presença de ácido dipicolínico 
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21 22 
Estrutura Função Constituição Química 
Parede Celular 
Manter a forma e 
integridade 
Heteropolissacarídeo 
(peptideoglicano) 
Membrana 
Citoplasmática 
Controle de entrada e 
saída; respiração celular 
Lipoproteica (fosfolipideos) 
glicerol 
Ribossomos Síntese de proteínas RNA Ribossômico (RNAr 
Área Nuclear 
Nucleóide 
Plasmídeos 
 
 
 
Concentrar o material 
genético 
 
Garante sobrevivência 
com vantagens seletivas 
 
 
 
DNA cromossomal 
(dupla fita) 
 
DNA (dupla fita e circular) 
Auto-replicação 
 
Estruturas de Bactérias Fundamentais 
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Importância da Parede Celular 
L-alanina 
D-ácido glutâmico 
L-lisina 
D-alanina 
1884 - Com base na composição da parede celular, o médico 
Dinamarquês Hans C.J.Gram classificou 2 grupos distintos de 
bactérias: Gram positivas e Gram negativas 
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Características Gram-Positivas Gram-Negativas 
Teor de 
PPG 
90% 
Até 20 camadas (30-60 nm) 
10 % 
1-2camadas (2 -3 nm) 
Resistência 
Menor resistência 
(pode ser destruída completamente 
por certas enzimas) 
Maior resistência 
Outros 
Componentes 
Ácido teicóico 
(polifosfatos com resíduos de 
glicerol e ribitol) 
Membrana externa 
(lipopolissacarídeo) Eng. Bioquímica - EEL-USP Profa. 
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Método de Coloração de Gram 
https://www.youtube.com/watch?v=H3CfSpoUQzo 
FUNGOS 
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Principais Características dos Fungos 
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São micro-organismos Eucariotos 
Multicelulares (bolores) e Unicelulares (leveduras) 
Assimilam nutrientes por absorção 
Não realizam a fotossíntese (não possuem clorofila) 
Reprodução assexuada e sexuada 
Grande importância industrial (fermentação, 
farmacêutica, química) 
 
 
28 
 Bolores (Penicillium sp. Aspergillus sp) 
Cogumelos(Agaricus sp, Pleurotus sp) 
Leveduras (Saccharomyces sp, Candida sp) 
Principais Grupos de Fungos 
Aspergillus sp Agaricus sp Saccharomyces sp 
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Estrutura/Função Constituição Química 
Parede Celular/ Manter a forma e 
integridade da célula 
Polissacarídeos 
Bolores - Quitina (N-acetilglicosamina) 
Leveduras - Glicano e manano 
Membrana Citoplasmática/ Regula a 
troca com meio ambiente 
Lipoproteica (fosfolipideos)+ esterol 
(ergosterol) 
Mitocôndrias/ Respiração celular 
(síntese de ATP) ciclo de Krebs e FO 
Lipoproteica (desprovida de esteróis) 
Retículo endoplasmático/ Liso - 
Síntese de lipídeos, glicogênio e 
esteroides e Rugoso - Síntese de 
glicoproteinas e componentes deME 
Sistema de membrana prómima ao nucleo. 
 
Complexo de Golgi/Empacotamentoe 
transporte seguro de certas enzimas 
sintetizadas pelo RE rugoso (proteases, 
nucleases, lípases) 
Conjunto de membranas empilhadas que 
atuam juntamente com o RE 
Núcleo/ informação genética DNA 
Estruturas da Célula Fúngica 
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30 
Corpo de frutificação é responsável pela reprodução do fungo, 
por meio de células reprodutoras especiais, os esporos. 
Micélio é constituído por uma trama de filamentos, onde cada 
filamento é chamado de hifa. 
Características Morfológicas dos Fungos Multicelulares 
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http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.bath.ac.uk/bio-sci/images/profiles/wheals2.gif&imgrefurl=http://www.bath.ac.uk/bio-sci/research/profiles/wheals-a.html&usg=__XKJW0masZM5qK30KoAtzAGZIDhQ=&h=308&w=335&sz=106&hl=pt-BR&start=3&um=1&tbnid=4oyyCfD6Ag6jcM:&tbnh=109&tbnw=119&prev=/images?q=saccharomyces&hl=pt-BR&sa=N&um=1
http://www.mykoweb.com/CAF/photos/large/Agaricus_arvensis(fs-06).jpg
http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://129.215.156.68/Images/Asexual structures of Aspergillus niger.jpg&imgrefurl=http://129.215.156.68/Images/asexual.htm&usg=__xPAyZ_n1f_nTzDLCojqhD-QU-Oo=&h=508&w=500&sz=64&hl=pt-BR&start=3&um=1&tbnid=d54S50AuZf9BqM:&tbnh=131&tbnw=129&prev=/images?q=aspergillus&hl=pt-BR&sa=G&um=1
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6 
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Reprodução de Fungos 
Elemento importante na identificação de bolores 
32 
S
ex
u
a
d
a
 
 
 
Esporos 
(fusão de núcleos e meiose) 
 
 
 
 
 
 
Ex: levedura Sacharomyces sp 
A
ss
ex
u
a
d
a
 
 
Brotamento 
(leveduras) 
 
Esporos 
(bolores) 
 (estruturas internas ou nas 
extremidades das hifas) 
 Ex: Rhizopus sp Eng. Bioquímica - EEL-USP Profa. 
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33 
33 
Tabela 14.2 Classificação e principais propriedades dos fungos
Grupo Nome comum Hifas Representantes 
típicos
Tipo de 
esporo 
sexual
Hábitat Doenças comuns
Ascomicetos Fungos com 
estrutura em 
forma de saco
Septadas Neurospora, 
Saccharomyces, 
Morchella
(“moráceas”)
Ascósporo Solo, matéria 
vegetal em 
decomposição
Doença do olmo 
holandês, praga da 
castanha, ferrugem das 
gramíneas, 
apodrecimento
Basidiomicetos Fungos com 
estrutura em 
forma de 
clava, 
cogumelos
Septadas Amanita (cogumelo 
venenoso)
Agaricus (cogumelo 
comestível)
Basidiósporo Solo, matéria 
vegetal em 
decomposição
Haste negra, ferrugem 
do trigo, alforra do 
milho
Zigomicetos Bolores de 
pão
Cenocíticas Mucor, Rhizopus 
(bolor comum de 
pão)
Zigósporo Solo, matéria 
vegetal em 
decomposição
Deterioração de 
alimentos; raramente 
envolvido em doenças 
parasitárias
Oomicetos Bolores de 
água
Cenocíticas Allomyces Oósporo Aquático Praga da batata, certas 
doenças em peixes
Deuteromicetos Fungos 
imperfeitos
Septadas Penicillium, 
Aspergillus, 
Candida
Nenhum 
conhecido
Solo, matéria 
vegetal em 
decomposição, 
superfície de 
corpos de 
animais
Murchamento de 
plantas, infecções de 
animais como tínea, pé-
de-atleta, infecções 
superficiais ou 
sistêmicas (Candida)
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NUTRIÇÃO MICROBIANA 
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Mecanismo que fornece às células as ferramentas 
químicas (NUTRIENTES) necessárias à síntese dos 
diversos monômeros. 
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35 
MACRONUTRIENTES: requeridos em maiores quantidades. 
Uma célula típica contem cerca de 50% de carbono e 12% de 
nitrogênio (em peso seco) Ex: C,N,P,S,K,Mg,Ca,Na) 
 
MICRONUTRIENTES (elementos traços), requeridos em 
pequenas quantidades, mas são de fundamental importância para as 
funções celulares como os macronutrientes. Ex: 
Cr,Co,Cu,Mn,Mo,Ni,Fe,Zn 
 
FATORES DE CRESCIMENTO: Compostos orgânicos que 
alguns tipos de micro-organismos necessitam de quantidades muito 
pequenas. Ex: vitaminas, amino ácidos, etc. 
Requerimentos Nutricionais 
36 
36 
Os 4 elementos mostram uma boa 
aproximação da composição da 
biomassa 

NOCH
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23,9 molecular Massa :
20,7 molecular Massa :
50,015,075,1
27,02,066,1


ONCHLevedura
ONCHBactéria
Célula 
yxw OHC
Substrato
2aO
ihg NObH
Nitrogênio
 NOHcC
Biomassa
2dCO
OeH 2
mlkj NOHfC
Produto
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Como são fornecidos estes 
elementos? 
Meios de Cultura 
Conjunto de substâncias, formuladas de maneira adequada, 
capazes de promover o crescimento de micro-organismos, 
em condições de laboratório. 
 
Classificação Dos Meios de Cultura 
 
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Constituintes Químicos 
Sintéticos (Definidos) 
 
Complexos (Naturais)Estado Físico 
Liquido 
 
Sólido 
Constituintes Químicos 
Enriquecimento 
Seletivos 
Diferenciais 
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Composição química qualitativa e quantitativamente 
conhecida. 
Meio Sintético 
(definidos) 
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Apresentam ingredientes cuja formulação não se conhece a 
exata composição. Ex. peptonas, extrato de levedura. 
Os meios naturais são normalmente complexos . 
Meio Complexo 
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Apresentam-se como caldos (ativação de culturas e 
fermentação) 
Meio Líquido 
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Apresentam-se como géis (contém agentes solidificantes, 
como o ágar-agar (isolamento e conservação de culturas) 
Meio Sólido 
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Meio de Enriquecimento 
Formulado com substâncias nutritivas que permitem o 
crescimento de microrganismos que estão presentes em 
uma amostra em baixo números ou de crescimento lento. 
Utilizado para análise de água, alimentos e leite 
(cultivo preliminar das amostras que serão submetidas 
à exames bacteriológicos). 
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Meio Seletivo 
Formulado com substâncias que inibem o crescimento de 
determinados grupos de micro-organismos, permitindo o 
crescimento de outros. Ex. inibem as G+ mas não as G-. 
Selecionar e isolar espécies de Salmonella (G-), agente de 
intoxicação alimentar, em amostras de alimentos e água. 
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Meio Diferencial 
Formulado com substâncias que permitem estabelecer 
diferenças entre micro-organismos muito parecidos. 
O gênero Streptococcus, bacterias esfericas (cocos) agrupados em 
forma de cadeia e classificadas como G+. Podem ser diferenciadas pelo 
padrão de lise de eritrócitos em meio Agar-Sangue. 
 
S.pneumoniae (causadora de pneumonia) – lise parcial (- hemolítico) 
– forma zona verde ao redor da colônia 
 
S. pyogenes (causadora da faringite) – lise total (- hemolítico)- forma 
uma zona transparente ao redor da colônia. 
 
S. mutans (causa cárie dentária) – sem lise (- hemolítico) 
 
47 
Do ponto de vista industrial, um dos fatores mais 
importantes na otimização de um processo fermentativo 
(bioprocesso) é a composição do meio. 
Considerações Importantes 
Satisfazer as necessidades nutricionais (máximo 
rendimento) e minimizar os custos 
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Classificação Nutricional dos Micro-organismos 
Quimiotrófico = utiliza composto org ou inorg como FE 
Fototrófico = utiliza luz como FE 
Heterotrófico = utiliza composto orgânico como FC (glicose) 
Autotrófico = utiliza composto inorgânico como FC (CO2) 
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Requerimentos Ambientais 
Para que ocorra o crescimento celular, além do 
fornecimento adequado das substâncias nutritivas (Meio de 
Cultivo), deve-se conduzir o processo sob condições 
ambientais apropriadas 
1. Temperatura 
2. pH 
3. [solutos] 
4. [O2] 
Os valores ótimos para crescimento podem ser diferentes 
do ótimo para produção de metabólitos. 
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A atividade microbiana (crescimento) é 
dependente de reações químicas que são afetadas 
pela temperatura. 
 
Variações térmicas influenciam nos processos 
metabólicos e morfologia celular. 
 
Classificação em 3 grandes grupos, no que se 
refere a temperatura ótima de crescimento. 
Temperatura 
51 
A maioria dos microrganismos de interesse em bioprocessos é 
mesófilo 
Classificação em Resposta a Temperatura 
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a) Psicrófilos:temperatura 
ótima abaixo de 15oC, 
podem crescer a 0oC 
 
b) Mesófilos: temperatura 
ótima na faixa de 20-40oC 
 
c) Termofilos: temperatura 
ótima acima de 45oC, 
52 
52 
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54 
a) Aeróbios: crescem unicamente em 
presença de O2 
b) Anaeróbios: crescem unicamente na 
ausência de O2 
c) Facultativos: crescem em aerobiose e 
anaerobiose (leveduras industriais) 
d) Microaerófilo: crescem apenas em 
pequenas quantidades de O2 
e) Anaeróbios aerotolerantes: não 
podem usar o O2 para o crescimento, 
mas toleram sua presença. 
Classificação em Resposta ao Oxigênio 
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A acidez ou alcalinidade de um meio é expressa por seu 
pH, em uma escala na faixa de 0 a 14 onde a neutralidade 
corresponde ao pH = 7,0. 
 
É importante lembrar que o pH é uma função logarítmica, 
ou seja: a alteração de 1 unidade de pH representa uma 
variação de 10 vezes na concentração de íons hidrogênio. 
 
Assim como para a temperatura, existe um valor ótimo de 
pH para o crescimento dos micro-organismos dentro de 
limites mínimos e máximos. 
pH 
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a) Acidófilos: pH ótimo em 
torno de 3,5 
b) Neutrófilos: pH ótimo 
em torno de 7,0 
c) Alcalifílicos: pH ótimo 
em torno de 9,0 
Classificação em Resposta ao pH 
 As bactérias suportam variações de pH do meio na faixa de 4,0 a 
9,0, com valores ótimos entre 6,5 e 7,5. 
 
 Os fungos suportam variações na faixa de 2,0 a 8,0. O pH ótimo 
para bolores situa-se em 5,6, e para leveduras em 4,5. 
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57 
Efeitos Osmóticos 
Pressão osmótica é a força com a qual um solvente se movimenta, de 
uma solução menos concentrada para uma solução mais concentrada, 
através de uma membrana semi-permeável. 
Como a pressão osmótica pode afetar o crescimento celular? 
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58 
 O crescimento e o metabolismo dos microrganismos demanda a 
presença de água em forma disponível, e esta disponibilidade pode ser 
expressa em termos físicos como atividade de água (Aw). 
 
 A Aw é um dos principais fatores para prevenir ou limitar o 
desenvolvimento microbiano em diferentes produtos (controle) 
 
 A disponibilidade de água é função da concentração de solutos tais 
como sais e açúcares. 
 
 Os valores de (Aw) variam de 0 a 1 
 Aw = 1 (água pura) 
 Aw = 0,70 (frutas secas e balas) 
 Aw = 0,6 (mel, chocolate, macarrão, biscoito) 
 
Microrganismos não se multiplicam abaixo de 0,60 Aw. mas podem permanecer 
viáveis por um tempo prolongado. 
Efeitos Osmóticos 
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59 
 O desenvolvimento da maioria das bactérias e bolores estão 
restritos a valores de Aw acima de 0,90. 
 
 Entretanto, existem microrganismos que podem crescer em níveis 
muito baixos de Aw desempenhando um papel muito importante no 
controle microbiológico. Estes, são os denominados halófilos, 
xerófilos e osmófilos. 
Efeitos Osmóticos 
Halofílicos: são incapazes de se desenvolver em meios ausentes de cloreto de 
sódio e frequentemente exigem altos teores dessa substância para seu 
desenvolvimento (bactérias). 
 
Xerofílicos: são aqueles que se desenvolvem mais rapidamente sob condições 
relativamente secas (Aw < 0,85). São normalmente bolores e leveduras. 
 
Osmofílicos: são aqueles que se desenvolvem em ambientes de alta pressão 
osmótica. O termo é mais comumente aplicado para leveduras tolerantes ao 
açúcar. 
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60 
Classificação em Resposta ao Efeito Osmótico 
a) Halófilos - crescimento ótimo 
em meio contendo de 2 a 4 % de 
NaCl. 
 
b) Halófilos extremos - crescimento 
ótimo em meios com elevada 
salinidade (15 a 30% de NaCl) 
 
c) Halotolerantes - suportam certo 
grau de salinidade no meio.16/03/2020 
11 
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61 
Limite mínimo de Aw para os diferentes tipos 
microbianos 
Micro-organismos Aw mínima 
Maioria das bactérias 0,88 – 0,90 
Maioria das leveduras 0,88 
Maioria dos bolores 0,80 
Bactérias halofílicas 0,75 
Leveduras osmofílicas 0,60 – 0,62 
62 
Crescimento Microbiano 
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Crescimento microbiano – Aumento da população 
celular (aumento do número e não do tamanho) 
Fatores necessários para que ocorra crescimento 
 Nutricionais (Meios de cultura) 
 
 Ambientais (temperatura, pH, oxigênio) 
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63 
Meio de cultura 
+ 
Inóculo 
Condições ambientais 
adequadas 
Cultura em Batelada 
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Curva Típica do Crescimento Microbiano 
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 Nesta fase as células estão fisiologicamente ativas e sintetizando 
novas enzimas para se adaptarem ao meio novo. 
 A contagem não revela aumento do número de células, mas a massa 
pode aumentar devido ao aumento do tamanho da célula. 
 Esta fase ocorre quando se inocula com células velhas ou quando 
estas não estão adaptadas ao meio de crescimento. 
 É muito importante reduzir/eliminar a fase LAG para aumentar a 
produtividade do processo. Como? 
 1)inocular com células na fase de crescimento (fase exponencial) 
 2) Adaptar o inóculo no meio de crescimento 
 3) Utilizar alta concentração de inóculo (5 a 10% de volume) 
 
 
Fase Lag (Adaptação) 
66 
 As células estão em condições de crescimento balanceado 
(aumento ordenado de todos os constituintes). 
 
 Não há limitação de nutrientes 
 
 As células são aproximadamente uniformes em termos de 
composição química, atividades metabólicas e fisiológicas. 
 
 É a fase mais importante para estudos de fisiologia e cinética 
 
 Há um aumento exponencial do número de células com o 
tempo 
Fase Log (exponencial) 
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16/03/2020 
12 
Eng. Bioquímica - EEL-USP Profa. Ines Roberto - 2020 67 
Fase Log 
Tratando os micro-organismos como bactérias que se multiplicam 
por divisão binária, temos: 
nNN 2.0
N = número de micro-organismos ao final 
N0 = número inicial de micro-organismos 
 n = número de divisões (gerações) 
2logloglog 0 nNN 
2log
loglog 0NNn


A velocidade exponencial de crescimento (R) pode ser expressa 
pelo número de gerações por unidade de tempo: 
0tt
n
R

 A recíproca de R é o tempo de geração 
n
tt
t
R
G
01 
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68 
Eng. Bioquímica - EEL-USP Profa. Ines Roberto - 2020 69 
Nesta fase não ocorre aumento do número de células ou 
massa celular (não há divisão). 
 
Acúmulo de metabólicos tóxicos e/ou exaustão de 
nutrientes e limitação de oxigênio. 
 
Metabolismo endógeno (manutenção celular) 
 
Produção de metabólitos secundários 
 
A duração desta fase varia consideravelmente com as 
condições do cultivo 
Fase Estacionária 
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Esta fase se caracteriza pela completa exaustão de 
nutrientes e acúmulo de metabólitos inibitórios (ocorre 
lise celular) 
 
O número de células viáveis diminui de forma 
exponencial. 
 
O crescimento pode ser restabelecido através de 
transferência das células para um meio fresco. 
 
 
 
 
Fase de Morte (ou declínio) 
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71 
Como Medir o Crescimento 
Microbiano? 
Principais Métodos de Medidas 
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72 
1) Determinação da massa seca ou úmida (não se aplica a 
baixas densidades celulares e em meios com partículas sólidas; 
 
2) Determinação Química dos componentes celulares ( análise 
de proteínas e ácidos nucleicos) 
 
3) Determinação da Turbidez (turbidimetria) através da 
medida de absorbância da amostra (a absorbância pode ser 
correlacionada com a massa seca de células permitindo a 
construção de curvas de calibração) 
 
4) Determinação do número de células (total ou viáveis) 
através da contagem do número de células 
 
16/03/2020 
13 
73 
Turbidimetria 
Onde: 
A= absorbância 
= absortividade molar 
l= distância que a luz atravessa pelo corpo -
caminho óptico (1 cm) 
c = Concentração da solução 
clA 
Fundamentado na lei de Lambert-Beer (espectrofotometria) 
A quantidade de luz absorvida ou transmitida por uma determinada 
solução depende da concentração do soluto e da espessura da solução 
(l). 
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Ines Roberto - 2020 
Eng. Bioquímica - EEL-USP Profa. Ines Roberto - 2020 
74 
Lei de Beer-Lambertt 
Para os micro-organismos em geral o valor de  máx é de 500 -600 nm. 
() 
75 
Curva de calibração de massa seca 
Relação entre a absorbância e a concentração celular de Pichia 
stipitis cultivada em hidrolisado hemicelulósico da palha de arroz 
in natura. 
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76 
Células suspensas em meio liquido 
Contagem em microscópio. 
 Resultados expressos em Número de 
células por mL (Cel/mL). 
Contagem do número total de células 
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Ines Roberto - 2020 
Câmara de Neubauer 
77 
77 
 A contagem é feita em 5 quadrados 
vermelho 
 Volume total do quadrante central da 
câmara de Neubauer é de 0,1 mm3 
 Volume de 1 quadrado vermelho é de 
0,004mm3 (4 x 10-6 mL) 
 Volume de 5 quadrados vermelhos = 2 x 
10-5 mL 
 Os resultados expressos em Número de 
Células/mL conforme equação: 
1 mL = 1cm3 
1cm3 = 1000mm3 
diluiçãodefatorxxxvermelhosquadradosnoscelulas
mL
célulasdeNúmero 41055
diluiçãodefatorx
vermelhosquadradosdosVolume
vermelhosquadradosnoscelulas
mL
célulasdeNúmero
5
5

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Câmara de Neubauer 
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78 
Contagem de Células Viáveis 
16/03/2020 
14 
79 
Contagem de Células Viáveis 
O ideal é contar de 30 – 300 colônias 
diluiçãodefatorx
amostadaVolume
formadasdecoloniasNúmero
mL
UFC






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Ines Roberto - 2020 
Eng. Bioquímica - EEL-USP Profa. Ines Roberto - 2020 80 
Biotecnologia Industrial. Willibaldo Schmidell; Urgel de 
Almeida Lima; Eugenio Aquarone; Walter Borzani 
(Coordenadores). Volume 1. Engenharia Bioquímica. 2001. 
Editora Edgard Blucher. 
 
 
Microbiologia de Brock - Michael T. Madigan; John M. 
Martinko & Jack Parker. 10ª Edição. 2004. Editora Pearson 
Education, Inc. 
Bibliografia