BACTÉRIAS
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Universidade Federal de Santa Catarina Engenharia Bioquímica MICROORGANISMOS Fernanda Roberta Casagrande Rebecca Weber Tatiane Regina dos Santos INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS MICROORGANISMOS Principais objetivos: - produção aumentada de ingredientes e propriedades melhoradas de culturas “starter” - formação de flavour ( sabor e aroma) - preservação Leveduras, fungos filamentosos e bactérias podem ser usados para a obtenção direta de alimentos, ou seja, transforma matériaprima, fazendo parte daquele alimento. INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS EXEMPLOS • Bactérias: - fermentação do leite ( iogurtes e queijos) - carnes ( salames) - vegetais (picles) • Leveduras: - fermento na indústria de panificação - bebidas (cerveja e vinho) - suplemento alimentar • Fungos: - fermentação de diversos queijos - consumidos diretamente ( champignon e shitake) INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS BACTÉRIAS EXISTÊNCIA ESTRUTURA CLASSIFICAÇÃO REPRODUÇÃO BENEFÍCIOS E PATOGENIDADE LEVEDURAS INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS CARACTERISTICAS Bactérias são procariontes Procariontes: organismos unicelulares e microscópicos que não possuem núcleo organizado O tamanho das bactérias geralmente varia de 0,5 a 5 μm Só podem ser vistas com microscópio Sem microscópio é possível ver as colônias A maior bactéria conhecida foi descoberto em 1999 e se chama Pérola de Enxofre de Namibia (Thiomargarita Namibiensis). Ela pode ser vista com olho nu devido a um diâmetro até 0,75mm. INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS EXISTÊNCIA Bactérias existem há mais do que 3,5 bilhões anos. Graça às estruturas simples, bactérias podem sobreviver em todos ambientes da terra. Podem ser encontrados por exemplo no ar, no solo, na água, vulcão, no mar profundo, nas fontes quentes, no gelo, no sal, na pele dos homens, etc. Em condições desfavoráveis algumas bactérias formam esporos, que podem sobreviver milhões de anos. INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS ESTRUTURA Parede celular - Envoltório extracelular rígido responsável pela forma da bactéria constituída por um complexo protéico - glicídico (proteína + carboidrato) com a função de proteger a célula contra agressões físicas do ambiente. Não possui celulose como as das células vegetais. Cápsula - Camada de consistência mucosa ou viscosa formada por polissacarídeos que reveste a parede celular em algumas bactérias. É encontrada principalmente nas bactérias patogênicas, protegendo-as contra a fagocitose. Membrana plasmática - Mesma estrutura e função das células eucariontes. Citoplasma - Formado pelo hialoplasma e pelos ribossomos. Ausência de organelas membranosas. Mesosomo – invaginação da membrana plasmática, importante durante a duplicação e divisão bacteriana. Nucleóide - Região onde se concentra o cromossomo bacteriano, constituído por uma molécula circular de DNA. É o equivalente bacteriano dos núcleos de células eucariontes. Não possui carioteca ou envoltório nuclear. Além do DNA presente no nucleóide, a célula bacteriana pode ainda conter moléculas adicionais de DNA, chamadas plasmídios ou epissomas. Plasmódios – também possuem material genético Flagelos - Apêndices filiformes usados na locomoção. Fímbrias - Apêndices filamentares, de natureza protéica, mais finos e curtos que os flagelos. Nas bactérias que sofrem conjugação, as fímbrias funcionam como pontes citoplasmáticas permitindo a passagem do material genético. INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS CLASSIFICAÇÃO Morfologia Corante de Gram Respiração e Nutrição LEVEDURAS INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS MORFOLOGIA • Esféricas Cocos • Forma de bastão Bacilos • Forma espiral Espiroquetas ou Espirilos • Forma de virgula Vibrião Cocos e Bacilos podem unir-se => colônias • cadeias (“estrepto-“) • grupos (“estafilo-“) • pares (“diplo-“) Por exemplo cocos em cadeias são chamados estreptococos INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS MORFOLOGIA As formas não são constantes, podem variar de acordo com o meio e com o tipo de associação. As mudanças de forma podem ser consideradas como: Involução - mudança de forma devido à condições desfavoráveis, presença ou ausênciade oxigênio, pH, ou por produtos tóxicos, entre outros. Pleomorfismo - a bactéria não apresenta uma morfologia única, mesmo que se encontre em condições favoráveis à sua sobrevivência. INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS CORANTE DE GRAM Assim designada em memória de Christian Gram, que desenvolveu o procedimento em 1884, a coloração de Gram classifica as bactérias em Grampositivas ou Gram-negativas e continua a ser um dos métodos mais úteis para classificar as bactérias. Neste procedimento, as bactérias são submetidas primeiro à ação de um corante violeta, seguido de fixação com iodo e depois um agente de descoloração, como o metanol. Seguidamente, são novamente coradas com safranina. As bactérias Gram-positivas fixam o primeiro corante, devido à maior espessura da parede celular, e ficam coradas de azul ou violeta, enquanto que as bactérias Gram-negativas, após a descoloração pelo metanol, são coradas pela safranina e ficam vermelhas. As bactérias que retêm a coloração violeta são designadas por Gram-positivas. As bactérias que perdem a coloração violeta depois de descoloradas, mas que adquirem um corante de contraste (ficando com um tom cor-de-rosa) são Gramnegativas. Esta distinção de manchas é um reflexo das suas diferenças no que diz respeito à composição básica das suas paredes celulares. INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS CORANTE DE GRAM São exemplos de bactérias Gram-positivas várias espécies de: - Estreptococos; - Estafilococos; - Enterococos. São exemplos de bactérias Gram-negativas: - Vibrão Colérico; - Colibacilo; - Salmonelas. LEVEDURAS INTRODUÇÃO RESPIRAÇÃO • Aeróbicas podem crescer apenas na presença de oxigénio • Anaeróbicas podem crescer apenas na ausência de oxigénio • Facultativas podem crescer tanto na presença como na ausência de oxigénio BACTÉRIAS E FUNGOS LEVEDURAS NUTRIÇÃO • Heterótrofos - Saprófitos decompõem material orgânico de animais e plantas mortas - Parasitas envenenam o organismo do hospede com os seus produtos de metabolismo - Simbióticos vivem por exemplo no intestino dos animais que comem plantas e quebram celulose • Autótrofos - Fotossintetizantes obtêm a energia na forma de luz, para a fotossíntese - Quimiossintetizantes obtêm energia pela oxidação de compostos químicos INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS REPRODUÇÃO Assexuada - Bipartição ou cissiparidade - Nesse processo a célula bacteriana duplica seu cromossomo e se divide ao meio, apoiado no mesossomo, originando duas novas bactérias idênticas à original. Sexuada ou Transmissão genética - Conjugação - Consiste na passagem (ou troca) de material genético entre duas bactérias através de uma ponte citoplasmática formada pelas fímbrias. -Transformação - A bactéria absorve moléculas de DNA disperso no meio. Esse DNA pode ser proveniente, por exemplo, de bactérias mortas. - Transdução - As moléculas de DNA são transferidas de uma bactéria a outra usando vírus como vetores. LEVEDURAS INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS BENEFÍCIO PATOGENIDADE • Produção de alimentos e bebidas • Micróbio patogênico • Degradação de lixo problemático • Produção de medicamentos • Digestão (Escherichia coli) • Estrago dos alimentos • Fixação do N2 na atmosfera • Corrosão INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS BENEFÍCIOS E PATOGENIDADE As bactérias possuem grande importância ecológica, elas fixam o nitrogênio da atmosfera na forma de nitratos, e as bactérias desnitrificantes que devolvem o nitrogênio dos nitratos e da amônia para a atmosfera. As bactérias são responsáveis pela decomposição ou deterioração da carne, do vinho, das verduras, do leite e de outros produtos de consumo diário. A capacidade de fermentação de certas espécies é aproveitada na produção de queijo, iogurtes, temperos e embutidos. As bactérias também são úteis para o homem, como na indústria farmacêutica que utiliza bactérias para fabricar antibióticos específicos. De outra maneira as bactérias podem causar grandes prejuízos econômicos, como é o caso do amarelinho (Xylella fastidiosa), que ataca a lavoura da laranja. Mas talvez a maior importância das bactérias seja o fato delas serem parasitas humanos, levando a infecções muito graves. A infecção é causada porque as bactérias podem produzir toxinas, que são nocivas para as células humanas. Se estas estiverem presentes em número suficiente e a pessoa a ser afectada não dispuser de uma imunização contra elas, o resultado é a doença. As bactérias podem penetrar no corpo humano, através dos pulmões, por meio da inalação de partículas expulsas pela respiração, tosse ou espirros de uma pessoa infectada. INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS BENEFÍCIOS E PATOGENIDADE Pode haver infecção no trato digestivo o qual pode ser infectado através da ingestão de alimentos contaminados. As bactérias podem estar presentes nos alimentos desde o local de produção das matérias primas ou transportadas até eles por moscas ou mãos contaminadas. As bactérias podem ainda invadir o hospedeiro através da pele, como por exemplo, na infecção de uma ferida. Há o gênero Clostridium que além de esporulado é aneróbio e um potente produtor de toxinas muito prejudiciais ao homem. Seus esporos podem estar presentes em alimentos e resistir a processos de descontaminação podendo causar graves intoxicações como o botulismo (agente Clostridium botulinum), em função da ação neurotóxica de suas toxinas. Geralmente estão associados a intoxicações por ingestão de palmitos contaminados e podem levar a óbito. É desse grupo também o produtor da toxina tetânica, que provoca o tétano (Clostridium tetani). O esporo contamina o ferimento profundo que ao fechar gera uma atmosfera com baixa tensão de oxigênio, levando a germinação, produção de toxina, e, finalmente a tetania. A Escherichia coli é um importante componente da nossa microbiota intestinal, no entanto, fora do intestino pode causar importantes e graves infecções, principalmente nas vias urinárias. INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS Algumas das bactérias mais nocivas ao homem e as doenças associadas a cada uma dela: •Streptococcus pneumoniae - causa septicemia, infecção no ouvido médio, pneumonia e meningite. •Haemophilus influenzae - causa pneumonia, infecção do ouvido e meningite principalmente em crianças. •Shigella dysenteria - causa disenteria (diarréia sangrenta). Linhagens resistentes podem levar a epidemias e algumas podem ser tratadas apenas com medicamentos muito caros (fluoroquinolonas). •Neisseria gonorrhoeae - causa gonorréia, a resistência às drogas limita o seu tratamento principalmente à cefalosporina. •Pseudomonas aeruginosa - causa septicemia e pneumonia, principalmente em pessoas com fibrose cística ou com o sistema imune comprometido. Algumas linhagens super resistentes não podem ser tratadas com drogas. •Enterococcus faecalis - causa septicemia e infecção do trato urinário, e infecção das vias respiratórias nos pacientes com o sistema imune comprometido. Algumas linhagens ultra resistentes não podem ser tratadas com drogas. •Escherichia coli - causa infecção do trato urinário, infecção do sangue, diarréia e falência dos rins. Algumas linhagens são ultra resistentes. •Acinetobacter - causa septicemia em pacientes com o sistema imune comprometido. •Mycobacterium tuberculosis - causa tuberculose. Algumas linhagens ultra resistentes não podem ser tratadas com drogas. •Staphylococcus aureus - causa septicemia, infecção nas vias respiratórias e pneumonia. Algumas linhagens tem se mostrado muito resistentes a vários antibióticos. INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS BENEFÍCIOS E PATOGENIDADE 90% das bactérias são benéficas e só 10% patogênicos para o homem. O homem não pode sobreviver sem bactérias, mas as bactérias sem o homem. INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS FUNGOS CARACTERISTICAS TIPOS DE FUNGOS DIVISÃO DOS FUNGOS OS FUNGOS NA BIOTECNOLOGIA FERMENTAÇÃO INDUSTRIAL LEVEDURAS INTRODUÇÃO BACTÉRIAS CARACTERISTICAS • Unicelular ou Pluricelular. • Eucariontes. • Habitat: lugares úmidos. • Como parasitas,causam doenças vegetais,humanas e animais. • Todos são heterótrofos. • Reprodução por esporos. FUNGOS LEVEDURAS INTRODUÇÃO BACTÉRIAS TIPOS DE FUNGOS • Fungos para fins medicinais. • Fungos alucinógenos. • Fungos tóxicos e venenosos • Fungos comestíveis. FUNGOS LEVEDURAS INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS DIVISÃO OS FUNGOS SÃO DIVIDOS EM: • Basideomecetos • Ascomicetos • Ficomicetos LEVEDURAS INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS OS FUNGOS NA BIOTECNOLOGIA • Tratamento de resíduos líquidos e biorremediação de solos poluídos; • Mineralogia e biohidrometalurgia; • Produção de biomassa, incluindo proteína comestível; •Tecnologia de combustíveis, particularmente na solubilização de carvão; • Emprego em controle biológico INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS FUNGOS NA FERMENTAÇÃO INDUSTRIAL • Fabricação de cerveja. • Fabricação de vinho. • Produção de antibióticos. INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS LEVEDURAS CARACTERISTICAS ESTRUTURA E REPRODUÇÃO BENEFICIOS LEVEDURAS DE INTERESSE EM ALIMENTOS INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS CARACTERISTICAS • As leveduras não constituem um grupo definidos de microorganismos . • Unicelulares ( crescem e se reproduzem mais rapidamente). • A maioria não vive no solo, mas adaptou-se a ambientes com alto teor de açúcares ( néctar da flores e superficie de frutas). • Existem, aproximadamente, 350 espécies diferentes de leveduras, separadas em cerca de 39 gêneros INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS ESTRUTURA • Unicelulares; • Células ovais. REPRODUÇÃO • Se multiplicam assexuadamente comumente por brotamento ou gemulação. INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS BENEFICIOS • As leveduras são utilizadas há milênios na produção de pão e de bebidas alcoólicas; • Importância industrial conhecido do ponto de vista bioquímico e genético • Produção de toneladas industrias de bebidas, etanol combustível e em industrias destinadas à fabricação de pães. INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS LEVEDURAS DE INTERESSE EM ALIMENTOS 1. Top yeast: leveduras de superfície 2. Botton yeast: leveduras de profundidade INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS EXEMPLOS •S. cerevisae, S. calrsbergensis botton yeast, após o crescimento e fermentação precipitam. Usadas na panificação, cerveja, vinhos, etc •S. fragilis, S. lactis fermentam lactose (tratamento de resíduos) •S. roufii, S. mellis osmofílicas - frutas secas, xaropes, geléias •S. baillie fermentação de sucos (cítricos) •Torulopsis osmofílica - leite condensado •Candida produz grande quantidade de proteínas, ataca leite e derivados •Rodutorula deterioração de pickles, chucrutes e carnes (cor vermelha ou amarelo •Picchia, Hansenula, Debarymocyces, Thricosporum deterioração de pickles com produção de película, oxida o ácido acético e altera o sabor •Debaryomyces carnes, queijo e salsichas INTRODUÇÃO BACTÉRIAS FUNGOS LEVEDURAS PRODUÇÃO DE ÁLCOOL • Saaccharomyces cerevisae • Fabricação de pães – álcool • Falta de oxigênio – fermentação anaeróbica – não converte totalmente as gás carbônico e água açúcar – álcool é produto da degradação parcial. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS •http://www.cib.org.br •http://www.bichoonline.com.br •http://www.ufv.br/dbg/trab2002/MELHOR.htmcib.org.br •http://www.biologianviva.hpg.ig.com.br •http://www.ambientebrasil.com.br •http://www.adi.pt/sectores%20de%20actividade/projectos/leveduras.htm •http://www.zum.de •http://www.wikipedia.de •www.sonnenseite.oekoserve.net
