CULTIVO E CRESCIMENTO DE MICRORGANISMOS

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CULTIVO E CRESCIMENTO DE MICRORGANISMOS
Mestranda: Aline Ratuchne
Disciplina: Microbiologia e Imunologia
CULTIVO E CRESCIMENTO DE MICRORGANISMOS
Controlar o crescimento de causadores de doenças e deterioração de alimentos;
Estimular o crescimento de microrganismos benéficos e aqueles que queremos estudar. 
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Os fatores necessários para o crescimento microbiano podem ser divididos em duas categorias principais: físicos e químicos;
Os fatores físicos incluem:
Temperatura;
pH;
Pressão osmótica. 
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Influência da temperatura
Grande influência: reações químicas;
Células de mamíferos (37 ºC);
Em temperaturas muito frias ou muito quentes alguns os microrganismos não serão capazes de crescer, podendo até morrer;
Microrganismos: maior variação:
Bacillus subtilis (8 ºC a 53 ºC);
Neisseria gonhorrhoeae (30 a 40 ºC).
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Temperaturas cardinais
A temperatura mínima de crescimento é a menor temperatura na qual a espécie pode crescer;
A temperatura ótima de crescimento é a temperatura na qual a
espécie cresce melhor;
A temperatura máxima de crescimento é a maior temperatura na qual o crescimento é possível.
Classes Térmicas de organismos
Psicrófilos
Mesófilos
Termófilos
Hipertermófilos
Microrganismos que crescem em baixas temperaturas
Microrganismos que crescem em temperaturas moderadas
Microrganismos que crescem em altas temperaturas 
Microrganismos que crescem em temperaturas muito elevadas
Psicrófilos
Temp. ótima: 15 a 20 ºC ou temperaturas inferiores;
Maioria: morre em temperatura ambiente;
Altas temperaturas: enzimas ou membrana citoplasmática danificadas;
Enzimas: catalisam melhor nesta faixa de temperatura.
Psicrófilos
Bactérias, fungos, algas e protozoários;
Encontrados em águas frias e solos (oceanos e regiões polares);
Deterioram alimentos estocados por períodos prolongados.
 
Psicrotolerantes
Gêneros mais importantes
Pseudomonas
Flavobacterium
Alcaligenes
Organismos capazes de crescer a 0 ºC, mas com temperatura ótima entre 20 e 40 ºC.
Projeto MYCOANTAR
Mesófilos
Temp. ótima: 25 a 40 ºC;
Bactérias saprófitas, fungos, algas e protozoários;
 Crescem no limite mínimo da temperatura mesófila.
Microrganismos parasitários;
Temperatura ótima próxima daquela de seus hospedeiros.
Termófilos
Crescimento ótimo entre 50 e 60 ºC;
Crescem de 45 a 80 ºC;
Áreas vulcânicas, mistura de fertilizantes e nascentes quentes;
Maioria: procarióticos;
Não conseguem crescer em temperaturas abaixo de 45 °C.
Q
Interesse Biotecnológico
Enzima termoestável
Taq polimerase, isolada de Thermos aquaticus
Hipertermófilos
Crescem em temperaturas superiores a 85 °C;
A maioria desses organismos vive em fontes termais associadas à atividade vulcânica;
 
A temperatura mais alta conhecida para crescimento bacteriano e replicação é de cerca de 121 °C perto de respiradouros hidrotermais abissais.
Influência do pH
Cada microrganismo possui uma faixa de pH em que o crescimento é possível;
Poucas espécies são capazes de crescer em pHs inferiores a 3 ou superiores a 9.
A maioria dos ambientes naturais apresenta valores de pH entre 4 e 9
 Organismos com valores ótimos nessa faixa são mais comuns
pH ótimo
Valor mediano da variação de pH;
Bem definido para cada espécie;
Capacidade de manter o pH interno da célula em torno de 7,5.
Acidófilos
Organismos que apresentam crescimento ótimo em pH baixo (↓6);
Os fungos tendem a ser mais tolerantes ao ácido que as bactérias;
Vários procariotos também são acidófilos, sendo alguns acidófilos obrigatórios;
Bactérias acidófilas: Acidithiobacillus sp. 
 
Um fator crítico em relação a acidófila corresponde a estabilidade da membrana citoplasmática;
Quando o pH é levado a neutralidade, as membranas citoplasmáticas de bactérias extremamente acidófilas são destruídas, com as células sofrendo lise;
Nesse caso ↑ [ ] de íons de hidrogênio são
 necessárias a estabilidade da membrana.
Alcalinófilos
Microrganismos que exibem pH ótimo de 9 ou superior; 
Normalmente encontrados em hábitats bastante alcalinos, como lagos ricos em carbonato de sódio e em solos contendo alta [ ] de carbonato
Alguns extremófilos apresentam valores muito elevados de Ph ótimo, atingindo até pH 11.
Cultivo laboratorial
Variação de pH do meio:
 
Resultado do metabolismo bacteriano;
 Acúmulo de ácidos;
 Inibição do crescimento.
Correção:
 Sistema tamponante: meio de cultura;
pH relativamente constante.
Pressão osmótica
Os microrganismos obtêm a maioria dos seus nutrientes em
solução da água presente no seu meio ambiente;
 Pressões osmóticas elevadas têm como efeito remover a água necessária para a célula.
Preservação de alimentos.
Organismos halófilos
Apresentam crescimento ótimo com uma determinada quantidade de NaCl;
 Halófilo discreto -> 1 - 6%;
 Halófilo Moderado -> 7 - 15%;
 Halotolerantes -> Suportam uma pequena [ ] de NaCl, mas tem melhor crescimento na ausência do soluto;
 Halófilos extremos -> Crescem em ambientes com altíssimas [ ] de sal, 15 – 30%.
 Osmófilos -> Organismos capazes de sobreviver em ambientes ricos em açúcar como soluto;
 Xerófilos -> Organismos que crescem em ambientes extremamente secos, em relação a falta de água.
A maioria dos microrganismos deve ser cultivada em meio constituído quase que apenas de água;
 Ex: [ ] de ágar utilizada para solidificar os meios de cultura microbianos, normalmente é de aproximadamente 1,5%.
Influência da atmosfera
Atmosfera gasosa
Habitat natural: necessidade de O2, CO2, N e CH4;
Metabolismo celular, tóxicos:
CO2: reações químicas;
O2: requerido por alguns, tóxico para outros.
Dióxido de carbono
Gás requerido por alguns aeróbios: capnofílicos;
Mamíferos: atmosfera úmida e CO2 a 5%;
Microrganismos: níveis mais elevados:
 Neisseria gonorrhoeae (5 a 10% CO2).
Jarra microaerófila
Método da vela
Quantidade reduzida de O2 livre (17%);
Concentração aumentada de CO2 (3,5%).
Classificação dos microrganismos quanto à exigência atmosférica de oxigênio
Aeróbios 
Requerem oxigênio para o crescimento;
 Crescem em uma atmosfera padrão de 21% de oxigênio.
Exemplos:
Fungos filamentosos
Mycobacterium sp.
Legionella sp. 
Meio de cultura sólido:
Disponibilidade garantida
Meio de cultura líquido:
Consumo rápido do O2 dissolvido na superfície; 
Agitação (shaker).
Facultativos
São aqueles que crescem na presença do ar atmosférico; 
Podem também crescer em anaerobiose (fermentação):
Família Enterobacteriaceae (Escherichia coli);
Leveduras (Saccharomyces cerevisiae).
Anaeróbios
Podem ser mortos pelo oxigênio;
Não crescem em presença de ar;
Não utilizam oxigênio nas reações para produção de energia:
Anaeróbios estritos: Clostridium perfringens;
Aerotolerantes: Methanobacterium, Methanospirillum. 
Cultivo de Anaeróbios – Jarra de Anerobiose
Meios de cultura incubados junto com um envelope:
Contém substâncias químicas:
Geram hidrogênio e CO2
Catalisador: paládio
O2 + 2H2 2H2O
Aqui tem um vídeo prof, mas não coube no email, é sobre a jarra de anerobiose
Câmara de anaerobiose
Injeção precisa de N2, H2 e CO2
Microaerófilos
Utilizam oxigênio para as reações químicas de obtenção de energia;
Toleram concentrações de oxigênio variando de 1 a 15%;
Cultivo:
 Jarras especiais de microaerofilia.
Ex:
Campylobacter jejuni.
Tolerância ao oxigênio
Aeróbios, facultativos, microaerófilos e alguns anaeróbios aerotolerantes;
 Mecanismos protetores contra estes radicais.
Produtos tóxicos derivados do Oxigênio
Reação 1: produção de radical superóxido
O2 + e- O2-
Reação 2: produção de peróxido de hidrogênio
2O2 - + 2H+ O2 + H2O2
Reação 3: produção de radical hidroxila
O2 - + H2O2 O2 + OH-2 + OH
Mecanismos protetores
Enzima superóxido dismutase
Converte os radicais superóxido (O2-) em peróxido dehidrogênio (H2O2);
Enzimas catalase
Converte o peróxido de hidrogênio (H2O2) em oxigênio molecular (O) e água (H2O);
Enzima peroxidase
Converte o peróxido de hidrogênio (H2O2) em água (H2O).
 CATALASE NEGATIVO
CATALASE POSITIVO
Teste da catalase
Neisseria gonorrhoeae
Por hoje é só!