Aula Ii - Controle Microbiológico 2012 4059b

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 os 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 O 2 e CO2, são os dois gases principais que afetam o crescimento de células microbianas De 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 ácido O 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:

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 ado como germicidas (prata, mercúrio, zinco e cobre), sendo atualmente substituídos por compostos menos tóxicos. Os mais usados são compostos orgânicos 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