CONTROLE MICROBIOLÓGICO

MICROBIOLOGIA

A microbiologia tem por objetivos o estudo dos microrganismos e suas atividades.

Microbiologia: Mikros (= pequeno) + Bio (= vida) + logos (= ciência)

A Microbiologia é classicamente definida como a área da ciência que dedica-se ao estudo de organismos que somente podem ser visualizados ao microscópio.

ESCALA: uma vez que a base desta disciplina é lidar com seres microscópicos, é importante ter uma noção da escala de tamanho e das diferentes unidades métricas: 

Exemplos de TAMANHO:

Foi mantida uma única unidade métrica para permitir uma comparação entre os diferentes microrganismos; é importante salientar, no entanto, que a unidade usada normalmente para os vírus é o nanômetro

À microbiologia básica interessa o estudo da morfologia seus arranjos e reações aos processos de coloração, fisiologia, metabolismo, genética, a caracterização e identificação dos microrganismos.

Com relação à aplicação da microbiologia esta ciência pode ser dividida em :

•Microbiologia médica•Microbiologia Ambiental•Microbiologia do Solo•Microbiologia de Alimentos•Microbiologia Industrial

A Microbiologia como Ciência deu seus primeiros passos no período entre 1673 e 1723 quando o comerciante de tecidos holandês Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) munido de microscópios rudimentares dotados de uma única lente com baixo poder de resolução observou algas, protozoários, leveduras e bactérias.

A Microbiologia começa a ter um verdadeiro avanço a partir de meados do século XIX, com o desenvolvimento de microscópios de alta qualidade juntamente com o aperfeiçoamento de técnicas de esterilização, cultivo de microrganismos e técnicas citológicas. Nessa época, estudiosos eminentes como o químico francês Louis Pasteur (1822-1895) e o médico alemão Robert Koch (1834-1910) desenvolveram estudos que conduziram ao estabelecimento das bases da Microbiologia como ciência experimental estruturada e especializada.

Cultivo e Crescimento dos Microrganismos

Crescimento - é o aumento ordenado de todos os componentes de um organismo. Morte - a perda irreversível da capacidade de reprodução, crescimento e divisão, por parte de um organismo ou de uma célula.

Condições Físicas para o cultivo dos Microrganismos

A temperatura, os gases do meio, e o pH são os principais fatores físicos, que juntos criam condições ótimas para o crescimento celular.

1. Temperatura : Corresponde a um dos principais fatores ambientais que influenciam o desenvolvimento bacteriano. A medida que há um aumento da temperatura, as reações químicas e enzimáticas na célula tendem a tornar-se mais rápidas, acelerando a taxa de crescimento. Entretanto, em determinadas temperaturas inicia-se o processo de desnaturação de proteínas e ácidos nucléicos, inviabilizando a sobrevivência celular.Assim, todos os microrganismos apresentam uma faixa de temperatura onde desenvolvem-se plenamente. Nesta faixa de temperatura podemos determinar as temperaturas mínima, ótima e máxima (temperaturas cardeais), para cada microrganismo.

Temperaturas cardeais dos microrganismos(Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003)

Dentre os diferentes microrganismos observa-se uma ampla variedade de faixas de temperatura, onde para alguns o ótimo encontra-se entre 5 e 10°C, enquanto para outros é de 90 a 100°C. Assim, os microrganismos podem ser classificados em quatro grupos, de acordo com os ótimos de temperatura: Psicrófilos (0 a 20°C,), Mesófilos (12 a 45°C), Termófilos (42 a 68°C,), e Hipertermófilos (80 a 113°C).

2. Atmosfera Gasosa

Os microrganismos no seu habitat natural necessitam de quantidades variadas de gases tais como : O2, CO2, N2, CH3 .Alguns gases são utilizados no metabolismo celular; outros podem ter sido excluídos de uma cultura por serem tóxicos às células. O O2 e CO2, são os dois gases principais que afetam o crescimento de células microbianasDe acordo com a resposta ao O2 os microrganismos são divididos em 4 grupos :

3. pH - Potencial Hidrogeniônico

pH = - log {H+}. Quanto > {H+}, < pH, e mais ácidoO pH ótimo é normalmente bem definido para cada espécie. Encontra-se no valor mediano de variação de pH sobre o qual o crescimento acontece, diferentemente da temperatura ótima.

4. Água:

Essencial a qualquer microrganismo, embora as necessidades sejam variadas. É o solvente universal, mas sua disponibilidade é variável (soluções com açúcares ou sais têm menos água disponível).

Aw: pressão do vapor em equilíbrio com a solução/ pv da água, variando de 0 a 1.

A atividade aquosa (aw) é uma medida da quantidade de água disponível num habitat de um microrganismo para sua utilização. O seu valor máximo é 1 (100%). Em geral, os microrganismos requerem aw próximos de 1 para se multiplicarem. Contudo, os microrganismos exibem diferente capacidade para se adaptarem a habitats com baixa atividade aquosa.

Exemplos de Atividade de água:

Fase de crescimento

Taxa de crescimento

Características

(a) - Lag zero

Nenhum aumento no número de células, aumentam de tamanho, são sintetizadas novas enzimas para as células se adaptarem ao novo meio

(b) - Exponencial ou Log

máxima ou constante

Condições de crescimento balanceado; Pico da atividade e eficiência fisiológica

(c) - Estacionária

zero

Acúmulo de produtos metabólicos tóxicos e/ou exaustão de nutrientes. Algumas células morrem, outras crescem e se dividem.

(d) - Morte negativa

Acúmulo adicional de produtos metabólicos inibitórios. A taxa de morte é acelerada; o número de células diminue de modo exponencial.

Fases do Crescimento Microbiano:

CONTROLE

O controle microbiológico pode ser realizado :

INIBIÇÃO: Bloqueio da Multiplicação – ação microbiostática(MO vivo não multiplica – morte lenta

MORTE: Perda irreversível da capacidade de reprodução – ação microbiocida (morte rápida do microrganismo)

DEFINIÇÕES

- Esterilização: Destruição ou remoção de todas as formas de vida de um objeto ou habitat.É o processo de inativação total por meio de agentes físicos e químicos de todas as formas de vida quanto a capacidade reprodutiva, mas que não significa a destruição de todas as toxinas, enzimas e produtos metabólicos.

- Desinfecção: Processo que promove a inibição, morte ou remoção de vários microrganismos patogênicos, sem eliminar todas as formas de vida.Consiste na inativação ou redução dos microrganismos presentes num material inanimado ou em superfícies.Quando este tratamento é dirigido ao tecido vivo, é denominado anti-sepsia. A desinfecção não implica na eliminação de todos os microrganismos viáveis, porém elimina a potencialidade infecciosa do objeto, superfície ou local tratado.

- Sanitização: Processo que leva à redução dos microrganismos, a níveis seguros, de acordo com os padrões de saúde pública (elimina 99,9% das formas vegetativas).

CARACTERISTICA IDEAL DE UM DESINFETANTE

- Amplo espectro.

- Ação rápida.

-Não ter interferência de fatores ambientais.

-Ser ativo na presença de matéria orgânica.

-Ser compatível com sabões, detergentes e outros produtos químicos.

-Atóxico ( não deve ser irritante para o usuário).

CARACTERISTICA IDEAL DE UM DESINFETANTE

-Compatível com diversos tipos de materiais(não ser corrosivos para as superficiais metálicas e não deteriorar borrachas, plásticos e outros materiais).

-Fácil manuseio .

-Inodoro ou odor agradável

-Econômico.

-Solúvel em água.

-Não poluente.

PADRÃO DE MORTE MICROBIANA

Condições que afetam a atividade de um agente antimicrobiano, especialmente se tal agente é de natureza química.

1. Tamanho da população: Quanto maior a população, maior o tempo necessário à sua eliminação.

2. Natureza da população:

3. Concentração do agente: Geralmente, quanto mais concentrado, melhor (exceto álcool). A relação entre a concentração e a eficiência via de regra não é linear.

4. Tempo de exposição: De acordo com normas da OMS, o tempo mínimo de exposição deve ser de 30 minutos.

5. Temperatura: Dentro de limites, o aumento da temperatura torna o processo mais eficiente.

6. Condições "ambientais“:

CONTROLE MICROBIANO POR AGENTES FÍSICOS

Os principais agentes físicos que promovem o controle microbiano são: Calor, Filtração e Radiações. Eventualmente, outros agentes, tais como as baixas temperaturas, dessecação, podem ser utilizados.

CALOR - Uso disseminado desde épocas remotas, correspondendo ainda um dos agentes físicos mais práticos e eficientes para a esterilização e/ou desinfecção. O calor pode ser empregado sob duas formas: seco e úmido, tendo a vantagem de apresentar, basicamente, apenas 2 parâmetros a serem controlados: tempo e temperatura.

Processos empregando calor:Calor seco- Incineração: processo drástico de eliminação de microrganismos, que destrói o produto.- Ao rubro: processo onde os materiais são levados à incadescência, promovendo a destruição de todos os microrganismos.- Flambagem: processo onde o material é submetido diretamente ao fogo.- Estufa esterilizante: 160ºC/2 hs ou 180°C/1 h). Amplamente utilizado para vidrarias e outros materiais.

Calor úmido É um processo mais eficiente devido ao maior poder de penetração do vapor d’água.- Autoclave (E - 121°C/20 min./1 atm) - Destrói esporos, em um pequeno volume, em 10 a 12 minutos. Com volumes maiores, o tempo é maior (5 litros => 70 minutos). - Pasteurização (D - 62,8°C/30 min - pasteurização lenta, ou 71,7°C/15 seg - pasteurização rápida)- UHT (E): 141°C/2 segundos - processo bastante utilizado para o leite e outros alimentos líquidos.

FILTRAÇÃO - Processo muito útil na esterilização de materiais termolábeis, sendo empregado para líquidos e gases. Estes filtros são geralmente compostos por celulose, acetato, policarbonato, teflon, ou outro material sintético. Embora o diâmetro dos poros possa variar, os mais utilizados são aqueles de 0,2 µm, que removem os microrganismos (exceto vírus) das soluções e do ar.

RADIAÇÕES Radiação Não-Ionizante: A radiação ultravioleta (de 4 a 400 nm - sendo 260 nm o comprimento mais eficiente) é bastante letal, mas exibe baixa penetrabilidade, não atravessando vidros, filmes sujos e outro materiais. Assim, a radiação UV é extremamente eficiente na eliminação de microrganismos presentes em superfícies

Radiação Ionizante: Radiações de pequeno comprimento de onda, portanto, de altíssima energia e penetrabilidade. Os dois principais tipos são a radiação gama e os Raios X. Estas radiações vêm sendo amplamente utilizadas em produtos termolábeis, tais como plásticos e alguns tipos de alimentos (frutas, vegetais, alimentos marinhos).

Outros agentes Físicos de controle

Baixas temperaturas: A refrigeração ou o congelamento são amplamente utilizados no controle microbiano de alimentos e produtos biológicos, pois levam a uma diminuição ou interrupção do metabolismo.

Dessecação: Liofilização ou dessecamento natural, que atua diferentemente nos organismos, dependendo do tipo de meio, do material dessecado e da intensidade do processo

CONTROLE MICROBIANO POR AGENTES QUÍMICOS

1) Compostos orgânicos:Álcoois: Muito usados, efetivos, confiáveis e

baratos, atuando como bactericidas, fungicidas e contra vírus envelopados. Os mais usados são etanol e isopropanol, nas concentrações entre 70 e 80%. Atuam desnaturando proteínas e dissolvendo lipídeos de membrana.

Compostos Quaternários de Amônio: são detergentes catiônicos, moléculas orgânicas derivadas de gorduras, atuando como umectantes e emulsificadores. Apenas os detergentes catiônicos são detergentes efetivos, que desnaturam proteínas (Ex: cloreto de benzalcônio, que mata a maioria das bactérias).

2) Halogênios: Iodo: anti-séptico para a pele a 2%, ou em solução água-etanol de iodeto de potássio, para procedimentos pré-operatórios. Eficaz contra bactérias, fungos, vírus e protozoários parasitas. Atua oxidando componentes celulares. Em concentrações elevadas elimina esporos. Tem como desvantagens: danos à pele, manchar e ser alergênico.

Cloro: Muito utilizado no tratamento de águas e nas indústrias de laticínios e alimentos. Pode ser aplicado na forma de gás, hipoclorito de sódio ou de cálcio. Eficaz contra fungos, bactérias e vírus, com a desvantagem ser descorar alguns materiais. É eficiente, barato, de fácil uso, mas altamente reativo com a matéria orgânica.

3) Metais Pesados:Foram muito usados no passado como germicidas (prata,mercúrio, zinco e cobre), sendo atualmente substituídos porcompostos menos tóxicos. Os mais usados são compostosorgânicos de mercúrio, prata, cobre e zinco

4) Outros

Peróxidos: principalmente água oxigenada, sobre organismos anaeróbios, atuando pela sua ação oxidante. Ozônio: Vem sendo empregado na desinfecção de água, com sucesso, na Europa e Estados Unidos. Embora seja um tratamento mais caro, tem a vantagem de não produzir compostos organoclorados. Por outro lado, devido à sua instabilidade, a água submetida a este tipo de tratamento está mais sujeita à contaminação que quando clorada.