C MPUS MEDIANEIRA DEPARTAMENTO ACADMICO DE ALIMENTOS COORDENAES

C MPUS MEDIANEIRA DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ALIMENTOS COORDENAÇÃÕES DOS CURSOS DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS, LICENCIATURA EM QUÍMICA E TECNOLOGIA EM ALIMENTOS DISCIPLINA: MICROBIOLOGIA GERAL INTRODUÇÃO A MICROBIOLOGIA Histórico, morfologia dos micro-organismos, métodos de desinfecção e esterilização; meios de cultura; diluições e técnicas de semeaduras ou inoculações microbianas ; micro-organismos deterioradores, patogênicos e benéficos em alimentos. PROFESSOR: Valdemar Padilha Feltrin

MICROBIOLOGIA –Introdução “Não há qualquer campo do saber humano, seja na indústria, na agricultura, no preparo de alimentos, em conexão com problemas de habitação ou de vestuário, na preservação da saúde humana ou de animais e no combate às doenças, em que o microrganismo não desempenhe um papel importante e às vezes, dominante. ” Selman A. Wasksman (1942)

EMENTA: MICROBIOLOGIA Carga horária: Aulas Teóricas e Aulas Práticas n 1 - Introdução à microbiologia; n 2 - Biossegurança em laboratórios de microbiologia; n 3 - Morfologia microbiana; n 4 - Técnicas de colorações microbianas; n 5 - Metabolismo microbiano; n 6 - Métodos de desinfecção e esterilização; Fonte: Tipos de microrganismos estudados pelos microbiologistas. Adaptado de Tortora et al. , Microbiology, 8 ed)

EMENTA: MICROBIOLOGIA Carga horária: Aulas Teóricas e Aulas Práticas n 7 - Preparo de reagentes, soluções e meios de cultura; n 8 - Diluições e Técnicas de semeaduras; n 9 - Micro-organismos deterioradores, patogênicos e benéficos em alimentos; n 10 - Controle e tratamento de resíduos laboratoriais; n 11 - Micotoxinas.

EMENTA: MICROBIOLOGIA Carga horária: Aulas Teóricas e Aulas Praticas n Introdução; n Importância; n Classificação dos Microrganismos; n Grupos de Microrganismos; n Bactérias: Nutrição, Reprodução, Metabolismo, Genética; n Vírus. n Fungos: Classificação, Modo de Vida e Reprodução; n Algas e Protozoários. Características das Principais Divisões.

OBJETIVOS DA DISCIPLINA n Conhecer e desenvolver atividades em laboratório de microbiologia utilizando fundamentos sobre morfologia e fisiologia dos micro-organismos. Fonte: Manual de anáises microbiológicas LABORCLIN, 2011 Fonte: Tipos de microrganismos estudados pelos microbiologistas. (Adaptado de Tortora et al. , Microbiology, 8 ed)

OBJETIVOS DA DISCIPLINA n Reconhecer e diferenciar os principais grupos de microrganismos; n Realizar procedimentos básicos de isolamento, identificação e controle de microrganismos; n Compreender a importância dos microrganismos em áreas diversas como Saúde Pública, Alimentos, Indústria, Ambiente e Biotecnologia.

Introdução n 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; n A microbiologia aborda um vasto e diverso grupo de organismos unicelulares de dimensões reduzidas, que podem ser encontrados como células isoladas ou agrupados em diferentes arranjos; n Assim, a microbiologia envolve o estudo de organismos procarióticos (bactérias, archaeas), eucarióticos (algas, protozoários, fungos) e também seres acelulares (vírus).

Tipos de micro-organismos Fonte: Tipos de microrganismos estudados pelos microbiologistas. Adaptado de Tortora et al. , Microbiology, 8 ed)

ESCALA das diferentes unidades métricas: Unidade métrica Símbolo Equivalência n Micrômetro µm milésima parte do milímetro Nanômetro nm milésima parte do micrômetro Angstrom Å décima parte do nanômetro n O que é poder de resolução? ? ? n Poder de resolução olho humano ? ? ? n Poder de resolução microscópio ótico ? ? ? n n Fonte: Tipos de microrganismos estudados pelos microbiologistas. Adaptado de Tortora et al. , Microbiology, 8 ed)

TAMANHO DOS MICRORGANISMOS Microrganismo Tamanho n Staphylococcus sp (bactéria) 1, 5 µm n Rickettsia sp (bactéria) 0, 3 µm n Mycoplasma sp (bactéria) 0, 3 µm n Clostridium sp (bactéria) 3 a 10 µm n Bacillus sp (bactéria) 3 a 9 µm n n n n Candida sp (fungo) 4 µm Cryptococcus sp (fungo) 2 a 15 µm Aspergillus sp (fungo) 3 a 15 µm Família Picornaviridae (vírus) 0, 028 µm Família Retroviridae (vírus) 0, 1 µm Família Herpesviridae (vírus) 0, 2 µm Família Poxviridae (vírus) 0, 23 a 0, 4 µm Família Rhabdoviridae (vírus) 0, 18 µm

Microrganismos Fonte: Bossolan, Apostila Introdução a Microbiologia, 2002.

CÉLULA EUCARIÓTICA Fonte: Macedo, 2005

Fonte: Macedo, 2005

CÉLULA ANIMAL E CÉLULA VEGETAL Fonte: Macedo, 2005

CÉLULA PROCARIÓTICA Fonte: Macedo, 2005

REVISÃO ---- Classificação dos seres vivos Em cinco reinos --- baseada na morfologia n Monera; n Protista; n Fungi; n Plantae; n Animalia. Em três domínios --- baseada nas características bioquímicas (estrutura molecular das paredes celulares, membranas e RNA) n Archaea; n Eubacteria; n Eukarya. Fonte: Tipos de microrganismos estudados pelos microbiologistas. Adaptado de Tortora et al. , Microbiology, 8 ed)

Domínios Fonte: Bossolan, Apostila Introdução a Microbiologia, 2002.

ARQUEOBACTÉRIAS Divididas em 3 grupos n Metanógenas: anaeróbias estritas, produzem CH 4 a partir de CO 2 e H 2 O; n Halófilas: altas concentrações de sal; n Termacidófilas: altas temperaturas e condições ácidas.

Classificação científica: n Domínio - Eubactéria n Filo - Proteobacteria n Classe - Gammaproteobacteria n Ordem - Enterobacteriales n Família – Enterobacteriaceae n Gênero - Escherichia n Espécie – Escherichia coli ou E. coli Fonte: Tipos de microrganismos estudados pelos microbiologistas. Adaptado de Tortora et al. , Microbiology, 8 ed)

( Escherichia coli Fonte: Imagem: Escherichia Rocky coli Mountain Laboratories, NIAID, ampliada no NIH (Imagem da microscópio Mountain Laboratories, NIAID, NIH (Imagem ampliada no microscópio bactéria ótico) da bactéria eletrônico)

Introdução n A microbiologia teve seu início com os relatos de Robert Hooke e Antony van Leeuwenhoek, que desenvolveram microscópios que possibilitaram as primeiras observações de bactérias e outros micro -organismos a partir da análise de diversos espécimes biológicos; n Embora van Leeuwenhoek seja considerado o "pai" da microbiologia, os relatos de Hooke, descrevendo a estrutura de um bolor, foram publicados anteriormente aos de Leeuwenhoek.

Introdução n Assim, embora Leeuwenhoek tenha fornecido importantes informações sobre a morfologia bacteriana, estes dois pesquisadores devem ser considerados como pioneiros nesta ciência; n Recentemente foi publicado um artigo discutindo a importância de Robert Hooke para o desenvolvimento da Microbiologia.

Cultivo de microrganismos n - bactérias – 50 a 100 gerações em 24 horas; n - bactérias láticas - clivagem da glicose produzindo -? ? n - leveduras- clivagem da glicose produzindo ---? ? ? ; n - principais grupos de microrganismos;

Áreas de aplicação da microbiologia n Saúde Pública, n Alimentos, n Ambiente, n Biotecnologia. n Compreender a importância dos microrganismos em áreas diversas como Saúde Pública, Alimentos, Indústria, Ambiente e Biotecnologia .

Áreas de aplicação da microbiologia n Microbiologia básica; n Microbiologia aplicada

Introdução n Abiogênese X biogênese n Pesquisadores importantes para o desenvolvimento da MICROBIOLOGIA. Pasteur Koch Hooke Leeuwenhoek Fleming n n n

Termos utilizados frequentemente no laboratório de microbiologia: n n n n n esterilização, desinfecção, sanitizante, séptico, asséptico, antisséptico, assepsia, esporos, formas vegetativas, bactericida.

CONTROLE MICROBIANO n n n Desinfecção: redução do número de micro-organismos em uma matéria inanimada (ambientes, superfícies, objetos, alimentos) Sanitização: semelhante a desinfecção (termo utilizado na indústria de alimentos) Esterilização: destruição total de micro-organismos em um material Antissepsia: redução do número de micro-organismos em matéria viva (pele) Assepsia: conjunto de técnicas e/ou medidas assépticas, que visam a não contaminação de algo (por exemplo, de alimentos durante o preparo) Séptico - contaminado

PREPARAÇÃO DE VIDRARIAS E UTENSÍLIOS– análises microbiológicas - lavagem adequada e enxague em água destilada, - deixar secar; - acondicionamento em papel kraft ou frascos ( placas de Petri, tubos de ensaio, pipetas, garfos, facas, colheres, etc); - esterilização ( AUTOCLAVE 121°C/15 min. ); - estufa de secagem ( 50 a 70°C); -armazenar em gavetas e armários.

PREPARAÇÃO DE MEIOS DE CULTURA. - observar modo de preparo no frasco; -fazer regra de três para o volume desejado; -pesar o meio de cultura em frasco (erlenmeyer, balão, Becker) e adicionar água destilada com a proveta; - Colocar tampão e papel Kraft, identificar o frasco com o nome do meio, data e nome do manipulador; - esterilização ( AUTOCLAVE 121°C/15 min. ); - estufa de secagem ( 50 a 70°C) se necessário; -plaquear caso necessário; -armazenar em geladeira ( placas colocar invertidas ou nos frascos)

PREPARAÇÃO DE MEIOS DE CULTURA. -pesar o meio de cultura ( Caldo ou Agar) no frasco e adicionar água destilada com a proveta ( devagar agitando suavemente); - Se for Agar - colocar tampão e papel Kraft identificar o frasco (erlenmeyer, balão) com o nome do meio de cultura, data, turma e nome do manipulador com fita crepe ou no papel Kraft; -Se for caldo passar de 7 a 10 m. L para tubos de ensaios, colocar em frasco e cobrir com papel Kraft com o nome do meio de cultura, data, turma e nome do manipulador

Questões. n n n 1. Qual a diferença entre séptico, antissepsia e assepsia? Dê exemplo do laboratório de microbiologia para cada item. 2. Qual o modo de ação do calor seco? E do calor úmido? Qual o mais eficaz? 3. Qual é o tipo de calor mais utilizado para a indústria de alimentos? Por quê? 4. Por que o álcool etílico utilizado como desinfetante e anti-séptico deve ser hidratado a 70%? 5. Por que a autoclave, embora funcione numa temperatura muito mais baixa que os fornos ou estufas de esterilização, também possuem ação esterilizante? 6 -. Qual a diferença entre desinfecção e esterilização? Dê exemplo do laboratório de microbiologia para cada item.

Microrganismos n taxonomia (Clostridium botulinum, Clostridium, clostrídios), n 5 grupos de microrganismos estudados em microbiologia, n 2 principais grupos de microrganismos,

Termos utilizados frequentemente no laboratório de microbiologia: n Preparação de meios de cultura e diluentes, n Fatores Intrínsecos e Extrínsecos que Afetam o Desenvolvimento de Micro-organismos em Alimentos. n Papel dos Micro-organismos na Produção de Alimentos (patogênicos, deterioradores e benéficos (probiótico e cultura starter), Prebióticos, n Agências legislação de alimentos (MAPA –USDA, ANVISA – FDA),

MICROSCÓPIO ÓTICO Principais partes: n n n n n Objetivas (4, 10, 20, 40 e 100 X); Oculares (10 ou 20 X); Charriot, Platina; Parafuso macrométrico; Parafuso micrométrico; Condensador; Canhão, Base, Diafragma; etc. . . .

MICROSCÓPIO ÓTICO Fonte: Sant’Anna; Cerqueira, Apostila de Aulas Pr áticas de Bacteriologia 2007

MEIOS DE CULTURA n Até cerca de 1880 os micro-organismos eram cultivados em meios líquidos, quando Robert Koch e sua equipe introduziram os meios de cultura sólidos, os quais permitiram o estudo de espécies isoladas (culturas puras), separando-as de espécies contaminantes; n Meios de cultura consistem da associação qualitativa e quantitativa de substâncias que fornecem os nutrientes necessários ao desenvolvimento (cultivo) de micro-organismos fora do seu meio natural. Tendo em vista a ampla diversidade metabólica dos microorganismos, existem vários tipos de meios de cultura para satisfazerem as variadas exigências nutricionais;

MEIOS DE CULTURA n Além dos nutrientes é preciso fornecer condições ambientais favoráveis ao desenvolvimento dos micro-organismos, tais como p. H, pressão osmótica, umidade, temperatura, atmosfera (aeróbia, microaeróbia ou anaeróbia), dentre outras. Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011

MEIOS DE CULTURA n preparações sólidas; n preparações semi-sólidas; n preparações líquidas; Os meios de cultura contêm os nutrientes necessários para o crescimento de microrganismos são utilizados com a finalidade de cultivar e/ou manter micro-organismos viáveis no laboratório, sob a forma de culturas puras.

MEIOS DE CULTURA Formulação e classificação dos meios de cultivo Os meios de cultura são classificados quanto ao estado físico em: n sólidos, quando contém agentes solidificantes, principalmente ágar (cerca de 1 a 2, 0 %); n semi-sólidos, quando a quantidade de ágar e ou gelatina é de 0, 075 a 0, 5 %, dando uma consistência intermediária, de modo a permitir o crescimento de microrganismos em tensões variadas de oxigênio ou a verificação da motilidade e também para conservação de culturas; n líquidos, sem agentes solidificantes, apresentando-se como um caldo, utilizados para ativação das culturas, repiques de microorganismos, provas bioquímicas, e outros.

MEIOS DE CULTURA e SEMEADURAS Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011

MEIOS DE CULTURA e SEMEADURAS Fonte: Sant’Anna; Cerqueira, Apostila de Aulas Pr áticas de Bacteriologia 2007

Semeadura = Inocular (transferir o microrganismo a um meio de cultura) Fonte: Sant’Anna; Cerqueira, Apostila de Aulas Pr áticas de Bacteriologia 2007

MEIOS DE CULTURA e SEMEADURAS Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011

SEMEADURA POR ESGOTAMENTO SEMEADURA EM QUADRANTES Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011

MEIOS DE CULTURA e SEMEADURAS Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011

MEIOS DE CULTURA e SEMEADURAS Semeadura correta Semeadura errada Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011

MEIOS DE CULTURA e SEMEADURAS Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011

CRESCIMENTO MICROBIANNO Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011

COMPOSIÇÃO DA CELULA BACTERIANA Fonte: Tipos de microrganismos estudados pelos microbiologistas. (Adaptado de Tortora et al. , Microbiology, 8 ed)

Fonte: Tipos de microrganismos estudados pelos microbiologistas. (Adaptado de Tortora et al. , Microbiology, 8 ed)

MICRORGANISMOS Fonte: Tipos de microrganismos estudados pelos microbiologistas. (Adaptado de Tortora et al. , Microbiology, 8 ed)

TEORIA DAS BARREIRAS OU DOS OBSTACULOS DE LEISTNER Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011

BACTÉRIAS n Um exemplo muito interessante é a figura abaixo!!!!!!! n Este meio é o Ágar Hipertônico Manitol, que possui uma concentração muito elevada de sal, o que impede que a grande maioria das bactérias cresça. Ele é utilizado na diferenciação de bactérias do gênero Staphylococcus em dois grupos: a) a espécie Staphylococcus aureus; b) o grupo das espécies de Staphylococcus que não são S. aureus. Isso é possível, pois somente os S. aureus fermenta o manitol, acidificando o meio que de rosa passa para amarelo. Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011

Bactérias e Fungos (bolores e leveduras) Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011 n Dois meios de cultura muito utilizados na prática da microbiologia são o “Ágar simples” e o “Ágar Sabouraud”. Em geral esses dois meios são usados para o crescimento diferenciado de bactérias e fungos; n “Ágar simples” ( Agar Nutriente, Agar padrão para contagem ou PCA - Plate Count Agar) por ter p. H neutro (7, 0) e ser incubado em estufa a 35 -37° C favorece o crescimento de bactérias; n “Ágar Sabouraud” ou PDA por ter características mais ácidas (p. H ~ 6, 0) e ser incubado em temperatura ambiente favorece o crescimento de fungos filamentosos e leveduras.

Fungos (bolores e leveduras) Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011

BACTÉRIAS n As bactérias são seres unicelulares aclorofilados? ? , microscópicos, que se produzem por divisão binária. n Elas são células esféricas ou em forma de bastonetes curtos com tamanhos variados, alcançando às vezes micrômetros linearmente. n Na maioria das espécies, a proteção da célula é feita por uma camada extremamente resistente, a parede celular, havendo imediatamente abaixo uma membrana citoplasmática que delimita um único compartimento contendo DNA, RNA, proteínas e pequenas moléculas.

BACTÉRIAS n As bactérias podem multiplicar-se com rapidez, simplesmente se dividindo por fissão binária. n Quando o alimento é farto, "a sobrevivência dos mais capazes" em geral significa a sobrevivência daqueles que se dividem mais rapidamente. n Em condições adequadas, uma simples célula procariótica pode dividir-se a cada 20 minutos, dando origem a 5 bilhões de células ( número aproximadamente igual à população humana da terra) em pouco menos de 11 horas.

Velocidade de crescimento microbiano Fonte: Tipos de microrganismos estudados pelos microbiologistas. Adaptado de Tortora et al. , Microbiology, 8 ed)

QUESTIONAMENTOS. . . n 7 - Por que alguns micro-organismos crescem mais rapidamente em determinado tipo de alimento? n 8 - Por que alguns alimentos se conservam por um longo tempo?

MICRORGANISMOS Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011

Crescimento microbiano na presença de diferentes concentração de Gases Fonte: Tipos de microrganismos estudados pelos microbiologistas. Adaptado de Tortora et al. , Microbiology, 8 ed)

Classificação 1)Aeróbicos estritos 2)Anaeróbicos estritos 3)Anaeróbico facultativo 4)Microaerófilo 5)Anaeróbicos aerotolerantes Fonte: Tipos de semeaduras de microrganismos estudados pelos microbiologistas. Fonte: : Adaptado de Manual de Microbiologia DIFICO, 2015

BACTÉRIAS n À habilidade em dividir-se de maneira rápida possibilita populações de bactérias a se adaptar às mudanças de ambiente. Sob condições de laboratório por exemplo, uma população de bactérias mantida em uma dorna evolui dentro de poucas semanas por mutações de seleção natural para utilização de novos tipos de açúcares como fonte de carbono e de energia; n Através da microscopia eletrônica, o interior celular aparece com uma matriz de textura variada, sem, no entanto, conter estruturas internas organizadas;

BACTÉRIAS n Na natureza, as bactérias vivem em uma enorme variedade de nichos ecológicos e mostram uma riqueza correspondente na sua composição bioquímica básica. Dois grupos de bactérias distantemente relacionados são reconhecidos: n As eubactérias, que são os tipos comuns encontrados na água, solo e organismos vivos maiores; n As arquibactérias, que são encontradas em ambientes realmente inóspitos, como os pântanos, fontes termais, fundo do oceano, salinas, vulcões, fonte ácidas, etc.

BACTÉRIAS n Existem espécies bacterianas que utilizam virtualmente qualquer tipo de moléculas orgânicas como alimento, incluindo açúcares ( mono ou dissacarídeos) , aminoácidos, gorduras, hidrocarbonetos, polipeptídeos e polissacarídeos; n Algumas podem também obter seus átomos de carbono do gás carbônico e o seu nitrogênio do N 2; n Apesar de sua relativa simplicidade, as bactérias são os mais antigos seres que se tem informações e também são os mais abundantes habitantes da terra.

CROMOSSOMO n As bactérias apresentam um cromossomo circular, que é constituído por uma única molécula de DNA bicatenário, tendo sido também chamado de corpo cromatínico; n é possível às vezes, evidenciar mais de um cromossomo numa bactéria em fase de crescimento uma vez que a sua divisão precede a divisão celular. O cromossomo bacteriano contém todas as informações necessárias à sobrevivência da célula e é capazes de auto-replicação.

PLASMÍDEOS n Existe ainda no citoplasma de muitas bactérias, moléculas menores de DNA, também circulares, cujo os genes não codificam características essenciais, porém muitas vezes conferem vantagens seletivas à bactéria que as possui. n Estes elementos extra cromossômicos, denominados plasmídeos são autônomos, isto é, são capazes de autoduplicação independente da replicação do cromossomo e podem existir em número variável no citoplasma bacteriano.

RIBOSSOMOS n Os ribossomos acham-se espalhados no interior da célula e conferem uma aparência granular ao citoplasma; n Os ribossomos são constituídos por duas subunidades, 30 S e 50 S, que ao iniciar a síntese proteica reúnem-se formando a partícula ribossômica completa de 70 S; n Embora o mecanismo geral da síntese proteica das células procarióticas e eucarióticas seja o mesmo, existem diferenças consideráveis em relação a biossíntese e estrutura dos ribossomos.

GR NULOS DE RESERVA n As células procarióticas não apresentam vacúolos, porém podem acumular substâncias de reserva sob a forma de grânulos constituídos de polímeros insolúveis. São comuns polímeros de glicose (amido e glicogênio), ácido betahidroxibutírico e fosfato. Estes grânulos podem ser evidenciados pela microscopia óptica, utilizando colorações específicas.

MESOSSOMOS n Este termo se refere a invaginações da membrana celular, que tanto podem ser simples dobras como estruturas tubulares ou vesiculares. Diversas funções têm sido atribuídas aos mesossomos, tais como: papel na divisão celular e na respiração.

PAREDE CELULAR De acordo com a constituição da parede, as bactérias podem ser divididas em dois grandes grupos: n Gram-negativas: se apresentam de cor avermelhada quando coradas pelo método de Gram. n Gram-positivas: se apresentam de cor roxa quando coradas pelo método de Gram. Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011

PAREDE CELULAR n A parede das Gram-positivas é praticamente formada de uma só camada, enquanto a das Gram-negativas é formada de duas camadas; n Os dois tipos de parede apresentam uma camada em comum, situada externamente à membrana citoplasmática que é denominada camada basal, mureína ou peptídeoglicano;

De forma geral, as bactérias apresentam: n n parede celular; membrana plasmática; ribossomos; DNA. As bactérias podem apresentam: n n n cápsula; flagelos; fimbrias ou pílus; esporos ; mesossomos; plasmídeos. Fonte: Manual de analises microbiológicas LABORCLIN, 2011

BACTÉRIAS n As Gram-positivas possuem uma parede celular mais espessa e constituição química formada por polipeptídeos, açúcares aminados (glucosamina, ácido murâmico) e fosfato de ribitol; n As Gram-negativas possuem a mesma constituição química das Gram-positivas, além disso, apresentam ainda 10 a 20% de lipóide. Este grupo forma o maior número de bactérias patogênicas. n As bactérias patogênicas são causadoras de inúmeras doenças.

BACTÉRIAS Fonte: Bossolan, Apostila Introdução a Microbiologia, 2002. Figura 11: Parede celular de bactérias Gram-positivas (fonte: Prescott et al. , 1996).

BACTÉRIAS Fonte: Bossolan, Apostila Introdução a Microbiologia, 2002. Figura 12: Parede celular de bactérias Gram-negativas (fonte: Prescott et al. , 1996).

CÁPSULAS n Muitas bactérias apresentam externamente à parede celular, n As cápsulas são geralmente de natureza polissacarídica, apesar de existirem cápsula constituídas de proteínas. n A cápsula constitui um dos antígenos de superfície das bactérias e está relacionada com a virulência da bactéria, uma vez que a cápsula confere resistência à fagocitose. uma camada viscosa denominada cápsula.

CÁPSULAS Fonte: Bossolan, Apostila Introdução a Microbiologia, 2002. Figura 10: Bactérias capsuladas. A) Klebsiella pneumoniae. (B) Bactéria capsulada formadora de limo, isolada em uma fábrica de papel. Notar as cápsulas extremamente grandes (áreas claras), ao redor de cada uma das células. (fonte: Pelczar et al. , 1980).

As bactérias podem ser classificadas, quanto a sua forma, em três grupos básicos: n Cocos, que são células esféricas que quando agrupadas aos pares recebem o nome de diplococos. Quando o agrupamento constitui uma cadeia de cocos estes são denominados estreptococos. Cocos em grupos irregulares, lembrando cachos de uva recebem a designação de estafilococos. n Bacilos, são células cilíndricas, em forma de bastonetes, em geral se apresentam como células isoladas porém, ocasionalmente, pode-se observar bacilos aos pares (diplobacilos) ou em cadeias (streptobacilos). n Espirilos são células espiraladas e geralmente se apresentam como células isoladas.

n FLAGELOS n O flagelo apresenta-se ancorado a membrana plasmática e a parede celular por uma estrutura denominado corpo basal, composta por dois anéis, nas bactéria Gram-positivas e por quatro nas Gram-negativas, de onde saem uma peça intermediária em forma de gancho que se continua com o filamento. n As bactérias que apresentam um único flagelo são denominadas monotríquias e bactérias com inúmeros flagelos são denominadas peritríquias. n Via de regra, bacilos e espirilos podem ser flagelados, enquanto cocos, em geral, não o são. O flagelo é responsável pela mobilidade da bactéria.

FÍMBRIAS n As fímbrias ou pili são estruturas curtas e finas que muitas bactérias Gram-negativas apresentam em sua superfície, não estão relacionadas com a mobilidade e sim com a capacidade de adesão. Outro tipo de fímbria é fímbria sexual, que é necessária para que bactéria possam transferir material genético no processo denominado conjugação. Fonte: Bossolan, Apostila Introdução a Microbiologia, 2002. Figura 9: Bactérias fimbriadas. (A) Shigella flexneri: bacilos em divisão com numerosas fímbrias ao redor das células (x 20. 000). (B) Salmonella typhi: bacilos em divisão com numerosas fímbrias e alguns poucos flagelos (apêndices mais longos), x 12. 500 (fonte: Pelczar et al. , 1980).

ESPOROS n O endósporo é uma célula, formada no interior da célula vegetativa, altamente resistente ao calor, dessecação e outros agentes físicos e químicos, capaz de permanecer em estado latente por longos períodos e de germinar dando início a nova célula vegetativa; n A esporulação tem início quando os nutrientes bacterianos se tornam escassos, geralmente pela falta de fontes de carbono e nitrogênio.

BACTÉRIAS Fonte: Bossolan, Apostila Introdução a Microbiologia, 2002. Figura 8: Desenho de um corpo basal ilustrando sua estrutura e a fixação a bactérias Gram-negativas. O flagelo de bactérias Gram-positivas tem somente dois anéis (um par) que fixam o flagelo à membrana celular (fonte: Pelczar et al. , 1996).

Microbiologia n Importância e papel do micro-organismos em alimentos; Áreas estudadas----- deterioração; conservação; toxicidade; legislação de alimentos. n

GRANDES GRUPOS de microrganismos n Micro-organismos Celulares: Bactérias, Fungos, Algas unicelulares e Protozoários; n Micro-organismos Acelulares: Vírus, Viróides e Prions

BACTÉRIAS Fonte: Bossolan, Apostila Introdução a Microbiologia, 2002. Figura 3: Principais estruturas celulares que ocorrem em células bacterianas. Certas estruturas, como por exemplo, grânulos ou inclusões, não são comuns a todas as células bacterianas (fonte: Pelczar et al, 1996).

BACTÉRIAS Fonte: Bossolan, Apostila Introdução a Microbiologia, 2002. Figura 4: Arranjos característicos dos cocos, com ilustrações esquemáticas dos padrões de multiplicação. [A] Diplococos: as células se dividem em um plano e permanecem acopladas predominantemente em pares escaneamento por micrografia eletrônica de varredura). [ B] Estreptococus: as células se dividem em um plano e permanecem acopladas para formar cadeias (micrografia eletrônica de varredura). [ C] Tetracocos: as células se dividem em dois planos e caracteristicamente formam grupos de quatro células. As espécimes mostradas são Gaffkya tetragena. [D] Estafilococos: as células se dividem em três planos, em um padrão irregular, formando cachos de cocos. As espécimes mostradas são Staphylococcus aureus. [E] Sarcinas: as células se dividem em três planos, em um padrão regular, formando um arranjo cúbico de

BACTÉRIAS Fonte: Bossolan, Apostila Introdução a Microbiologia, 2002. Figura 5: Bactérias tipicamente cilíndricas (bacilos). Observar as variações de comprimento e de largura. (A) Clostridium sporogenes; (B) Pseudomonas sp; (C) Bacillus megaterium; (D) Salmonella typhi(fonte: Pelczar et al. , 1980).

BACTÉRIAS Fonte: Bossolan, Apostila Introdução a Microbiologia, 2002 Figura 6: Bactérias espiraladas. (A) célula de Leptospira mostrando o filamento axial típico. Micrografia eletrônica, x 71. 526. (B) Spirillum itersonii visto ao microscópio eletrônico, x 33. 600. (C) Rhodospirillum rubrum, x 1. 220. (D) Spirochaeta stenostrepta, x 23. 000. (E) Methanospirillum hungatii, uma nova espécie da bactéria gram-negativa que ocorre em filamentos de até 100μm de comprimento. (fonte: Pelczar et al. , 1980).

BACTÉRIAS Fonte: Bossolan, Apostila Introdução a Microbiologia, 2002. Figura 15: Multiplicação bacteriana pela fissão binária transversa (fonte: Pelczar et al. , 1996).

MICRO-ORGANISMOS Crescimento n O processo de reprodução prevalecente entre as bactérias é a fissão binária; uma célula se divide, formando duas células. Assim sendo, partindo de uma única bactéria, o aumento populacional se faz em progressão geométrica: n 1 - 22 - 23 - 24 - 25. . . 2 n O tempo necessário para que uma célula se divida - ou para que a população duplique - é conhecido como tempo de geração, que não é o mesmo para todas as bactérias. n Para algumas, como a Escherichia coli, pode ser de 15 a 20 minutos; para outras pode ser de muitas horas. O tempo de geração está na forte dependência dos nutrientes existentes no meio e das condições físicas de incubação.

TESTES LABORATORIAIS – NOÇÕES DE HIGIENE Fonte: Sant’Anna; Cerqueira, Apostila de Aulas Pr áticas de Bacteriologia 2007

TÉCNICAS DE COLORAÇÕES n Colorações simples – utiliza somente um corante - tornam possível a visualização das bactérias ao microscópio, mas isso não faz distinção entre organismos de morfologia similar

CONTRIBUIÇÕES DE PASTEUR Na França, Louis Pasteur estudou os métodos e processos envolvidos na fabricação de vinhos e cervejas. Observou que a fermentação das frutas e dos grãos, resultando em álcool, era efetuada por micróbios. Examinando muitas amostras de "fermentos", isolou micróbios de espécies diferentes. Nos bons lotes, predominava um tipo; nos produtos pobres, outro tipo estava presente. Selecionando adequadamente o microrganismo, o fabricante podia estar seguro de conseguir produtos bons e uniformes. Porém os micróbios já estavam nos sucos; deviam ser removidos e fermentação iniciada com uma cultura proveniente de um tonel que tinha sido satisfatório. Pasteur sugeriu que os tipos indesejáveis de microrganismos deveriam ser eliminados pelo calor, não tão intenso que prejudicasse o gosto do suco de fruta, mas suficiente para tornar inócuo os germes. Observou que, mantendo os sucos a uma temperatura de 62 -63 º C, durante uma hora e meia, obtinha o resultado desejado. Este processo tornou-se conhecido como pasteurização e hoje é amplamente utilizado nas indústrias de fermentação, porém é a indústria dos derivados do leite que está mais familiarizada com este método, visando a destruição dos microrganismos patogênicos, presentes no leite.

REFERÊNCIAS n n n FORSYTHE, S. J. Microbiologia da segurança alimentar. Porto Alegre: Artmed, 2002. 424 p. FRANCO, B. D. G. M. ; LANDGRAF, M. Microbiologia de Alimentos. São Paulo: Atheneu, 1996. 182 p. MASSAGUER, P. R. Microbiologia dos Processos Alimentares. São Paulo: Livraria Varela, 2005. 258 p. PELCZAR, M. J. ; CHAN, E. C. S. ; KRIEG. N. R. Microbiologia: Conceitos e Aplicações. 2 ed. São Paulo: Makron Books, 1996. 2 v. SILVA, Neusely da; JUNQUEIRA, Valéria Christina Amstalden; SILVEIRA, Neliane Ferraz de Arruda. Manual de métodos de análise microbiológica de alimentos. São Paulo, SP: Varela, 1997. xxiii, 295 p. ISBN 8585519339.

REFERÊNCIAS n SILVA, Neusely da; JUNQUEIRA, Valéria Christina Amstalden; SILVEIRA, Neliane Ferraz de Arruda; TANIWAKI, Marta H. ; SANTOS, Rosana Francisco Siqueira dos; GOMES, Renato A. R. Manual de métodos de análise microbiológica de alimentos e água. 4. ed. São Paulo: Varela, 2010. 624 p. ISBN 9788577590131.

Bioquímica estuda organismos vivos – biomoléculas Biomoléculas: n Carboidratos---- formados pelos elementos químicos? ? n Proteínas --- formados pelos elementos químicos? ? n Ácidos nucleicos -----formados pelos elementos químicos? ? n Lipídios ------ formados pelos elementos químicos? ? n Monômeros – Oligômeros ---- Polímeros; n Catálise – catalisadores.

Bioquímica estuda organismos vivos – biomoléculas Bioquímica estuda as estruturas moleculares, os mecanismos e processos químicos responsáveis pela vida. Biomoléculas: n Carboidratos---- formados por C, H, O; n Adição de N, S ---- forma aminoácidos-----proteínas; n Adição de P-----formação do DNA e o RNA --- ácidos nucleicos; Outros constituintes da célula: n Lipídios ---- formados por C, H, O e alguns podem ter P; n Sais minerais n Vitaminas; n Hormônios; etc.

Bioquímica estuda organismos vivos – biomoléculas Bioquímica estuda as estruturas moleculares, os mecanismos e processos químicos responsáveis pela vida. Monômeros------------------------- Polímeros Monossacarídeos (Ex: glicose) ----Polissacarídeos (celulose, amido); aminoácidos ( Ex: triptofano) ---------- Proteínas ( Caseina); Nucleotídeos ----Oligonucleotídeos------Polinucleotídeos n n Catálise – catalisadores ----- Enzimas ( glicosidades, peptidases, nucleases, amilase, lactase).

Bioquímica – biomoléculas – célula. n Célula ----unidade básica da vida átomos--moléculas--? --? —sistema—organismo n CÉLULA---- conjunto de moléculas interativas envolvidas por uma membrana adequada; CÉLULAS PROCARIÓTICAS--------bactérias n CÉLULAS EUCARIÓTICAS---------Protistas ----------Fungos ----------Vegetais ----------Animais n

ORGANELAS QUE PRODUZEM ENERGIA n Cloroplastos------- Fotossíntese Luz + clorofila + CO 2 + H 2 O = convertida energia química (CHO) n Mitocôndrias ------- Respiração compostos de C ---- oxidados a CO 2 + H 2 O

BACTÉRIAS FOTOSSINTÉTICAS n Realizam fotossíntese através dos cromatóforos; n Cromatóforos são extensões da membrana plasmática voltada para dentro da célula; n Organismos vivos e células ----- complexos e diversos; n Geralmente usam os mesmos tipos de biomoléculas --- energia; n Organismos estudados por métodos biológicos, bioquímicos e físicos

BIOQUÍMICA n Disciplinas relacionadas- biologia celular, química geral, química analítica, química orgânica, física; n Bioquímica -- natureza multidiciplinar -- para responder as questões sobre a natureza molecular dos processos vitais; n Atividades no interior da célula semelhante ao sistema de transporte de uma cidade; n Moléculas envolvidas nas reações dentro da célula.

REFERÊNCIAS n n n n n BERG, Jeremy Mark; TYMOCZKO, John L. ; STRYER, Lubert. Bioquímica. 6. ed. Rio de Janeiro, RJ: Guanabara Koogan, 2008. xxxix, 1114 p. BRACHT, Adelar; ISHII-IWAMOTO, Emy Luiza (Org. ). Métodos de laboratório em bioquímica. Barueri, SP: Manole, 2003. xv, 439 p. CAMPBELL, Mary K. ; FARRELL, Shawn O. Bioquímica. São Paulo: Thomson Learning, 2008. 3 v. CISTERNAS, José Raul; VARGA, José; MONTE, Osmar. Fundamentos de bioquímica experimental. 2. ed. São Paulo: Atheneu, 1999. 276 p. MACEDO, Gabriela Alves et al. Bioquímica experimental de alimentos. São Paulo, SP: Varela, 2005. 187 p. MARZZOCO, Anita; TORRES, Bayardo Baptista. Bioquímica básica. 3. ed. Rio de Janeiro, RJ: Guanabara Koogan, 2007. xii, 386 p. NELSON, David L. ; COX, Michael M. ; LEHNINGER, Albert L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 3. ed. 2002 NELSON, David L. ; COX, Michael M. ; LEHNINGER, Albert L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. xxx, 1273 VOET, Donald; VOET, Judith G. Bioquímica. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2013. xxix, 1481 p.