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08/06/2020 1 CULTIVO DE MICRORGANISMOS Eliane Melo Brolazo FATEC CAMPINAS BIOQUÍMICA E FERMENTAÇÕES Uma vez garantidos pelo ambiente os nutrientes e as condições adequadas para assimilá-los, as bactérias vão absorvê-los e transformá-los para que cumpram suas funções básicas, quais sejam, o suprimento de energia e de matéria prima. Como matéria-prima, os nutrientes vão ser transformados em estruturas celulares ou em moléculas acessórias à sua síntese e funcionamento. Metabolismo bacteriano Na natureza, os microrganismos crescem em comunidades mistas, em um sistema aberto, com constantes fluxos de nutrientes e variações ambientais (temperatura, umidade, pH, tensão de oxigênio). O estudo destas comunidades microbianas compostas por inúmeras espécies, em um sistema aberto, como ocorre no ambiente natural é um desafio ainda não vencido pela Ciência. O principal recurso desenvolvido para estudo dos microrganismos foi o isolamento e cultivo em condições artificiais. Cultivo de Microrganismos O cultivo de microrganismos em condições laboratoriais é um pré-requisito para seu estudo adequado. Para se cultivar microrganismos deve-se obedecer a requisitos básicos obrigatórios, incubá-los em meios com nutrientes adequados (meios de cultura) e condições ambientais igualmente propícias a cada espécie/grupo de microrganismo. Cultivo de Microrganismos Definições: Inóculo é uma amostra de material contendo geralmente uma pequena quantidade de microrganismos; Os microrganismos contidos no inóculo multiplicam-se, aumentando em número e massa. Culturas: microrganismos crescem em meios de laboratórios. Repique: transferência de um inóculo de um meio de cultivo para um segundo meio (pode ser de mesma composição ou de composição diferente) Cultivo de Microrganismos Crescendo no mesmo tipo de meio, as diferentes espécies bacterianas podem parecer completamente diferentes, assim o conhecimento do aspecto ou das características culturais de um grupo é útil na identificação da espécie. Antes da avaliação de qualquer característica cultural, é necessária a obtenção de cultura pura. Cultivo de Microrganismos 1 2 3 4 5 6 08/06/2020 2 Cultura mista: população ambiental, com várias espécies crescendo juntas (ex: pele, intestino, solo) Cultura pura: condição artificial, obtida em laboratório, onde apenas uma espécie esta se multiplicando no meio de cultura. Obtida após uma sequência de procedimentos laboratoriais. Cultivo de Microrganismos Para a identificação de uma espécie para fins diagnósticos, para pesquisa científica ou para obtenção de linhagens selecionadas para fermentação ou outra utilização, a primeira condição necessária é a obtenção de cultura pura. Cultivo de Microrganismos Identificação Bacteriana 1o) Isolamento (obtenção da cultura pura) semeando por esgotamento em meio sólido (ágar especifico para o tipo de amostra 3o) Coloração de Gram (diferenciação dos dois principais grupos bacterianos). Ou outra coloração específica, de acordo com tipo de amostra original. Identificação Bacteriana 4o) Seleção dos meios mais adequados a identificação do microrganismo isolado. 5o) Identificação através de testes bioquímicos. Obs: a identificação tb pode ser feita por métodos moleculares (PCR utilizando-se primers específicos) Os meios de cultura são preparações que possuem em sua formulação, os nutrientes necessários (dissolvidos em água) para que os microrganismos possam se multiplicar permitindo, entre outras funções, seu isolamento e identificação da espécie. Classificação dos meios de cultura: a) Quanto à consistência b) Quanto à composição química c) Quanto à função/utilização Meios de Cultivo Classificação quanto à consistência: Sólidos: nutrientes dissolvidos em água e agente gelificante (ágar- carboidrato obtido de algas marinhas não é digerido por bactérias). Com 1,5% de ágar distribuído em placas de Petri ou tubos. Imobiliza às células e permite o crescimento em massas isoladas, denominadas colônias. Utilização: obtenção de cultura pura, contagem em placa. Características que permitem analisar a pureza da cultura (colônias idênticas) e auxiliam na identificação da espécie. Conhecidos como “Ágar...” Meios de Cultivo 7 8 9 10 11 12 08/06/2020 3 Classificação quanto à consistência: - Líquidos: mistura de nutrientes dissolvidas em água Utilização: enriquecimento de culturas, multiplicação Normalmente distribuídos em tubos Evidência de crescimento por turbidez do meio Conhecidos como Caldos Meios de Cultivo Classificação quanto à consistência: - Semi-sólidos: menor % de ágar (0,5%) Utilização: motilidade (presença de flagelos, redução O2) Meios de Cultivo Quanto à composição: - Meios de composição química definida ou sintéticos (p/ tipos específicos de microrganismos – também para identificação) Ex: 1g de glicose 0,5g de NaCl 1g de cisteína 0,5 de hidrolisado de caseína Meios de Cultivo - Meios complexos (geralmente + ricos em nutrientes, que permitem crescimento de vários tipos de MO) ex: 1 g de extrato de levedura 2 g de extrato de carne 1 g de glicose 0,5 g de NaCl Meios de Cultivo - Meios enriquecidos: Base mistura de nutrientes aos quais, após esterilização, se adiciona algum componente como sangue de carneiro, plasma, etc... Utilizados para cultivo de microrganismos fastidiosos, com grande exigência de nutrientes (fatores de crescimento) Ex. Agar sangue (5% hemácias de carneiro ou cavalo), além de enriquecido, também permite diferenciação de tipos hemolíticos. Meios de Cultivo Meios de Cultivo Hemólise alfa: parcial, halo coloração esverdeada Hemólise beta: total, halo transparente Hemólise gama: ausência de halo ao redor das colônias 13 14 15 16 17 18 08/06/2020 4 Quanto à função/utilização: - Meios de enriquecimento: Utilizados quando o microrganismo de interesse pode estar injuriado e precisa de ter seu crescimento facilitado em condições de laboratório. Geralmente meios líquidos, ricos em nutrientes, sem inibidores de crescimento. Ex. Caldo BHI Meios de Cultivo Quanto à função/utilização: -Meios seletivos: com substância química que iniba determinado grupo de microrganismos e portanto selecione o crescimento de um grupo em detrimento dos outros. Ex: agar Sabouraud dextrose, pH ácido inibe crescimento bacteriano e facilita crescimento de leveduras que são tolerantes ao pH mais baixo. Ágar MacConkey, contém cristal violeta e sais biliares, que inibem crescimento de bactérias Gram positivas (tb é diferencial) Meios de Cultivo Quanto à função/utilização: - Meios diferenciais: que favorecem o aparecimento de um tipo de crescimento ou modificação que permita ao observador distinguir os tipos de microrganismos. Ex. Ágar Cled, usado na contagem colônias em amostras de urina permite a diferenciação colônias fermentadoras da lactose devido a mudança de coloração do meio de verde para amarelo. Meios de Cultivo - Muitos meios diferenciais, além de permitirem o crescimento de colônias com diferentes características, também são seletivos, inibindo alguns grupos de bactérias e favorecendo outros. Ex. Agar Manitol, é hipertônico (7,5% NaCl) e contem Manitol, carboidrato fermentescível. Meios de Cultivo - Meios para contagem: padronizados para contagem de microrganismos em leite, água, alimentos. PCA (Plate Count Agar): permite crescimento de bactérias mesófilas facultativas em geral, desde que incubado em temperatura adequada. PDA (Spread Plate) Contagem bolores e leveduras Meios de Cultivo Contagem em Placa: crescimento de diversas espécies bacterianas. Meios de Cultivo 19 20 21 22 23 24 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6a/Lactose_non_lactose_fermenters_on_CLED_agar.jpg 08/06/2020 5 Meios para identificação: composições específicas para determinar as características metabólicas da cultura pura e permitir a identificação da espécie. Ex. ágar citrato de Simmons, ágar uréia, TSI Meios de Cultivo Meio de estocagemou manutenção: composição que permita crescimento lento e a manutenção das características metabólicas da espécie (geralmente sem glicose) – repiques sucessivos Para congelamento da cultura, utiliza-se alguma substância crioprotetora como glicerol, para evitar rompimento celular e perda de viabilidade. Congelamento para preservação deve ser em Ultrafrezer (-70ºC ) ou em Nitrogênio líquido Meios de Cultivo Meios de Cultivo 1- Classificar os seguintes meios de cultura quanto: a) Consistência, b) composição c) função/uso e marcar qual componente evidencia esta classificação 2- Observar (marcar) na composição presença de: sistema tampão, microelementos, fonte carboidrato, proteínas, concentração NaCl Agar BHI -Descrição O Agar Infusão Cérebro e Coração (BHI) é um meio para cultivo de uma grande variedade de microrganismos, incluindo organismos fastidiosos, leveduras e fungos. Preparação: Suspender 52 g de pó em 1 litro de água destilada ou deionizada. Aquecer até dissolver completamente. Esterilizar em autoclave a 121°C por 15 minutos. Resfriar entre 45-50°C. Dispensar em placas de Petri. Especificações Técnicas: Composição g/L Infusão Cérebro e Coração 17,5 Peptona 10,0 Glicose 2,0 Cloreto de Sódio 5,0 Fosfato Disódico 2,5 Agar 15,0 pH Final = 7,4 ± 0,2 a 25°C Controle de Qualidade: Microrganismos ATCC Crescimento Streptococcus pneumoniae 6303 Bom Streptococcus pyogenes 19615 Bom Staphylococcus aureus 25923 Bom Neisseria meningitidis 13090 Razoável Armazenamento: O pó é muito higroscópico: Armazenar entre 10-30°C, em um ambiente seco, em sua embalagem original bem fechada. Utilizar antes da data de validade informada no rótulo ou até que os sinais de deterioração ou de contaminação sejam evidentes. Armazenar em placas entre 2-8°C. Agar MacConkey – Descrição O Agar MacConkey é utilizado para o isolamento e identificação da Enterobacteriaceae encontrada em fezes, urina, águas residuais e alimentos. O meio também é utilizado para diferenciar coliformes de cepas enterobactérias patogênicas não fermentadoras de lactose. Preparação: Suspender 51,5g de pó em 1 litro de água destilada ou deionizada. Aquecer o meio com agitação até dissolver completamente. Dispensar em tubos, garrafas, frascos, etc., conforme necessidade. Esterilizar em autoclave a 121°C por 15 minutos. Composição g/L Digestão Pancreática de Gelatina 17,0 Peptona 3,0 Lactose 10,0 Sais Biliares nº 3 1,5 Cloreto de Sódio 5,0 Vermelho Neutro 0,03 Cristal Violeta 0,001 Agar 15,0 pH Final= 7,1 + 0,2 à 25°C Aparência do Meio: Preparado: Meio vermelho-rosado, levemente opalescente sem precipitado significativo. Controle de Qualidade: Microrganismos ATCC Crescimento Características Enterococcus faecalis 19433 inibido – Escherichia coli 25922 Bom Colônias rosas / precipitados Proteus mirabilis 25933 Bom Colônias incolores Armazenamento: O pó é muito higroscópico. Armazenar entre 10-30°C, em um ambiente seco, em sua embalagem original bem fechada. Utilizar antes da data de validade informada no rótulo AGAR SANGUE DE CARNEIRO DESCRIÇÃO O meio de cultura Agar Sangue ( Tripcase Soja + 5% de sangue de carneiro) é um meio de isolamento que permite o desenvolvimento de todas as espécies mais correntes nas coletas clínicas. PRINCÍPIO Contém uma mistura de peptonas particularmente adaptada à cultura dos microrganismos. A presença de sangue de carneiro permite a manifestação da hemólise que é um critério base da orientação da identificação bacteriana COMPOSIÇÃO: Peptona de caseína (bovina)................................................ 15g Peptona de soja............................................................................. 5g Cloreto de sódio ........................................................................ 5g Agar .............................................................................................. 15g Sangue (carneiro)...................................................................... 50 ml Água destilada............................................................................. 1L pH 7,3 CONTROLE DE QUALIDADE A fertilidade do meio pode ser testada em relação às cepas seguintes (incubação em atmosfera enriquecida em CO2): Microrganismo Resultado esperado • Streptococcus pyogenes ATCC 19615 β Hemólise • Streptococcus pneumoniae ATCC 6305 α Hemólise 25 26 27 28 29 30 http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://1.bp.blogspot.com/_HDwUiVSMtu8/SWAh7HGC6zI/AAAAAAAAASg/7hizW9Y7qHg/s320/Citrato.jpg&imgrefurl=http://microbiologiabrasil.blogspot.com/2009_01_01_archive.html&usg=__sm-1goBkn6q9_e40Ds--9BJoNrA=&h=320&w=240&sz=6&hl=pt-BR&start=9&um=1&itbs=1&tbnid=N096ucmgMVC0BM:&tbnh=118&tbnw=89&prev=/images?q%3Dagar%2Bcitrato%26um%3D1%26hl%3Dpt-BR%26sa%3DN%26tbs%3Disch:1 08/06/2020 6 Agar Nutriente - Descrição É um meio com várias finalidades, utilizado para a análise de água e produtos lacticínios de acordo com a ISO 12780. Preparação: Suspender 28 g de pó em 1 litro de água destilada ou deionizada. Aquecer até ferver dissolvendo completamente. Esterilizar em autoclave a 121°C por 15 minutos. Dispensar em placas de Petri. Composição g/L Extrato de Carne 1,0 Extrato de Levedura 2,0 Peptona 5,0 Cloreto de Sódio 5,0 Agar 15,0 pH Final= 6,8 + 0,2 a 25°C Controle de Qualidade: Microrganismos ATCC Crescimento Enterococcus faecalis 29212 Bom Escherichia coli 25922 Bom Pseudomonas aeruginosa 27853 Bom Armazenamento: O pó é muito higroscópico: Armazenar entre 10-30°C, em um ambiente seco, em sua embalagem original bem fechada. Utilizar antes da data de validade informada no rótulo ou até que os sinais dedeterioração ou contaminação sejam evidentes. Agar Sal Manitol - Descrição Para isolamento de estafilococos patogênicos a partir de amostras clínicas e biológicas e produtos farmacêuticos. Preparação: Suspender 111 g de pó em 1 litro de água destilada ou deionizada. Aquecer até ferver e misturar até ficar completamente dissolvido. Esterilizar em autoclave a 121°C por 15 minutos. Dispensar nos recipientes finais. Composição g/L Extrato de Carne 1,0 Peptona Especial 10,0 Cloreto de Sódio 75,0 Manitol 10,0 Vermelho de Fenol 0,025 Agar 15,0 pH Final= 7,4 + 0,2 Aparência do Meio: Desidratado: Pó rosa-avermelhado, levemente opalescente. Controle de Qualidade: Microrganismos ATCC Crescimento Características Enterococcus faecalis 19433 Inibido – Escherichia coli 25922 Inibido – Staphylococcusaureus 25923 Bom Colônias amarelas Staphylococcus epidermidis 12228 Bom Colônias vermelhas Armazenamento: Armazenar entre 10-30°C longe da luz, até a data de validade no rótulo Caldo Lauril Triptose -Descrição Utilizado para detecção de coliformes em águas e esgotos, de acordo com a fórmula do American Public Health Association. Preparação: Suspender 35,6g de pó em 1 litro de água destilada ou deionizada. Aquecer até dissolver completamente. Dispensar nos recipientes finais com tubos Durham. Esterilizar em autoclave a 121°C por 15 minutos. Composição g/L Triptose 20,0 Lactose 5,0 Cloreto de Sódio 5,0 Lauril Sulfato de Sódio 0,1 Fosfato Potássio Dibásico 2,75 Fosfato Potássio Monobásico 2,75 pH Final= 6,8 + 0,2 a 25°C Controle de Qualidade: Microrganismos ATCC Crescimento Gás Escherichia coli 25922 Bom + Salmonella typhimurium 14028 Bom – Staphylococcus aureus 25923 Inibido – Klebsiella pneumoniae 13883 Bom + Armazenamento: O pó é muito higroscópico: Armazenar entre 10-30°C, em um ambiente seco, em sua embalagem original bem fechada. Utilizar antes da data de validade informada no rótulo ou até que os Sinais de deterioração ou contaminação sejam evidentes. Armazenar os tubos preparadas entre 2- 8°C. PDA – Potato Dextose Agar Descrição O ágar batata dextrose, também conhecido pela sigla BDA, é um meio de cultura muito utilizado na contagem de fungos e leveduras. Rico em açúcares simples provenientes da batata e, por isso, pode ser utilizado como local de crescimento e cultura para diferentes tipos de microrganismos. Preparação: Suspender 42 g de pó em 1 litro de água destilada ou deionizada. Aquecer até ferver dissolvendo completamente. Esterilizar em autoclave a 121°C por 15 minutos. Resfriar em temperatura ambiente. Ajustar o pH para 3,5 ± 0,1 através da adição de solução de ácido tartárico esterilizado 10%. Especificações Técnicas: Composição g/L Infusão de Batata 200,0 Glicose 20,0 Agar 17,0 pH Final= 5,6 ± 0,1 a 25°C Preparado: Meio âmbar claro e levemente opalescente. Controle de Qualidade: Microrganismos ATCC Crescimento Aspergillus niger 16404 Bom Candida albicans 10231 Bom Saccharomyces cerevisiae 9763 Bom Armazenamento: Armazenar entre 10-30°C, em um ambiente seco, em sua embalagem original bem fechada. Utilizar antes da data de validade informada no rótulo ou até que os sinais de deterioração ou contaminação sejam evidentes. Armazenar as placas preparadas entre 2-8°C. . Todos os grupos devem estudar todos os meios de cultivo apresentados. Na próxima aula vamos discutir estas informações, então organizem uma mini-apresentação deste material. Video Unicamp https://www.youtube.com/watch?v=FY1-7eIijaY (9 min) Tipos de meio de cultura https://www.youtube.com/watch?v=y-Kq161PbY8 (2 min) Semeadura por esgotamento https://www.youtube.com/watch?v=fxxQnc8RZfg (3,25 min) Semeadura Spread Plate com diluição(para contagem de microrganismos) https://www.youtube.com/watch?v=FwW_2ii1Zoo (11 min) Pour Plate automático https://www.youtube.com/watch?v=BDYWxs8nzm4 (4 min) Tubos múltiplos/Número mais provável https://www.youtube.com/watch?v=uPZ_YFWUzoE (7 min) 31 32 33 34 35 36 https://www.youtube.com/watch?v=FY1-7eIijaY https://www.youtube.com/watch?v=y-Kq161PbY8 https://www.youtube.com/watch?v=fxxQnc8RZfg https://www.youtube.com/watch?v=FwW_2ii1Zoo https://www.youtube.com/watch?v=BDYWxs8nzm4 https://www.youtube.com/watch?v=uPZ_YFWUzoE 08/06/2020 7 Equipamentos e Instrumentos microbiologia • Microscópio ótico • Autoclave (equipamento esterilização) • Placa de Petri – vidro e plástico (descartáveis) • Tubo de ensaio com tampa de baquelite (plástico autoclavável), inox ou de algodão hidrofóbico Equipamentos e Instrumentos microbiologia • Lâminas e lamínulas de vidro • Saco para descarte de materiais contaminados em autoclave • Fita indicadora química de esterilização • Ampolas de verificação de autoclavagem - Equipamento e materiais microbiologia Equipamento e materiais microbiologia Alça e agulha bacteriológica: Plástico descartável ou metal (níquel cromo/raramente platina). Pode ser calibrado para transferir volume definido de amostra Cabo de Kolle Alça bacteriológica Usos: Semear por esgotamento, repiques de meio líquido para meio sólido, preparação de esfregaço em lâmina. Agulha bacteriológica Usos: Coleta de colônia isolada, Semear em profundidade (tubos com meios sólidos e/ou semi sólidos) Cultivo de Microrganismos Equipamento e materiais microbiologia Alça de Drigalski Tubos de Duran Pacote placas Petri estéreis descartáveis Tubos tampa rosca 37 38 39 40 41 42 08/06/2020 8 Alça ou agulha Bacteriológica – a platina é muuuuito cara. Material mais usado é fio de níquel –cromo ou plástico (descartáveis) 43
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