Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Farroupilha
Núcleo de Educação a Distância – EAD
Curso Técnico em Agroindústria
Disciplina de Microbiologia de Alimentos
Professora Daiane Franchesca Senhor
Módulo 1
1.O Mundo Microbiano
A microbiologia é o ramo da biologia que estuda os seres vivos
microscópicos nos seus mais variados aspectos como morfologia, estrutura,
fisiologia, reprodução, genética, taxonomia e também a interação com outros
seres e com o meio ambiente.
Para muitas pessoas, as palavras germe e micróbio, representam um
grupo de criaturas minúsculas que não se encaixam muito bem nas categorias
de uma pergunta antiga: “É um animal, vegetal ou mineral?” Os micróbios,
também chamados de microrganismos, são formas de vida diminuta
individualmente muito pequenas para serem vistas a olho nu. O grupo inclui
bactérias, fungos (leveduras e fungos filamentosos), protozoários e algas
microscópicas. Neste grupo também estão os vírus, entidades acelulares (não
possuem célula) algumas vezes consideradas a fronteira entre os organismos
vivos e não vivos.
Tendemos a associar os microrganismos, a doenças graves, infecções
desagradáveis ou inconvenientes comuns como a deterioração dos alimentos.
Contudo, a maioria dos microrganismos contribui de forma significativa para o
equilíbrio entre os seres vivos e os elementos químicos do ambiente.
A partir da descoberta de do inicio dos estudos dos microrganismos ficou
claro que a divisão dos seres vivos em dois reinos (animais e vegetais) era
insuficiente. Então uma nova classificação foi desenvolvida.
Reinos
É o grupo mais abrangente da classificação dos seres vivos. Grande
parte dos pesquisadores aceitam, atualmente, cinco reinos:
Figura 1. Árvore filogenética dos seres vivos
Monera - Seres unicelulares (formados por uma única célula), procariontes
(células sem núcleo organizado, o tipo mais simples de célula existente). São
as bactérias e as algas cianofíceas ou cianobactérias (algas azuis), antes
considerados vegetais primitivos.
Protista - Seres unicelulares eucariontes (que possuem núcleo individualizado)
Apresentam
características
de
vegetal
e
animal.
Representados
por
protozoários, como a ameba, o tripanossomo (causador do mal de Chagas) o
plasmódio (agente da malária), a euglena.
Fungi - Seres eucariontes uni e pluricelulares. Já foram classificados como
vegetais, mas sua membrana possui quitina, molécula típica dos insetos e que
não se encontra entre as plantas. São heterótrofos (não produzem seu próprio
alimento), por não possuírem clorofila. Têm como representantes as leveduras,
o mofo e os cogumelos.
Plantae ou Metafita - São os vegetais, desde as algas verdes até as plantas
superiores. Caracterizam-se por ter as células revestidas por uma membrana
de celulose e por serem autótrofas (sintetizam seu próprio alimento pela
fotossíntese). Existem cerca de 400 mil espécies de vegetais classificados.
Animali ou Metazoa - São organismos multicelulares e heterótrofos (não
produzem seu próprio alimento), pois são aclorofilados. Englobam desde as
esponjas marinhas até o ser humano.
Uma observação deve ser feita: os VÍRUS são seres que são
classificados à parte, sendo considerados como seres sem reino. Isto acontece
devido às características únicas que eles apresentam como a ausência de
organização celular, ausência de metabolismo próprio para obter energia,
reproduz-se somente em organismo hospedeiro, entre outras. Mas eles
possuem a faculdade de sofrer mutação, a fim de adaptar-se ao meio onde se
encontram.
Para o desenvolvimento da nossa disciplina de microbiologia de
alimentos vamos nos deter apenas nos grupos de nosso interesse que se
encontram basicamente dentro de dois grandes reinos: Monera (bactérias) e
Fungi (fungos).
Apesar de sua complexidade e variedade, todas as células vivas podem
ser classificadas em dois grupos: procarióticas e eucarióticas, com base em
certas características funcionais e estruturais. Em geral, os procariotos são
estruturalmente mais simples e menores que os eucariotos. O DNA (material
genético) dos procariotos é um arranjado em um cromossomo simples e
circular, não sendo circundado por uma membrana; o DNA dos eucariotos é
encontrado em cromossomos múltiplos em um núcleo circundado por uma
membrana. Procariotos não possuem organelas revestidas por membranas, as
quais
são
estruturas
celulares
especializadas
que
possuem
funções
específicas.
Plantas e animais são inteiramente compostos de células eucarióticas.
No mundo microbiano, as bactérias e as arquibactérias são procariotos. Outros
microrganismos celulares – fungos (leveduras e bolores), protozoários (Reino
Protista) e algas são eucarióticos. Os humanos exploram as diferenças entre
bactérias (procariotos) e células humanas (eucariotos) para se proteger de
doenças. Por exemplo, certas drogas matam e inibem bactérias sem causar
dano às células humanas, e moléculas químicas nas superfícies das bactérias
estimulam o corpo a montar a resposta defensiva para eliminá-las.
Os vírus, como elementos acelulares, não se encaixam em qualquer
classificação organizacional das células vivas. Eles são partículas genéticas
que se replicam, mas são incapazes de promover as atividades químicas
usuais das células vivas.
Principais diferenças entre procariotos e eucariotos:
Figura 2. Estrutura da célula procarionte.
Figura 3. Estrutura da célula eucarionte.
(Procariotos do termo grego significando pré-núcleo e Eucarioto do termo grego significando
núcleo verdadeiro)
Procariotos
1. DNA não está envolvido por uma
membrana, e ele é um
cromossomo de arranjo circular.
2. DNA não está associado com
histonas (proteínas
cromossômicas especiais
encontrados em eucariotos);
outras proteínas estão associados
ao DNA.
3. Eles não possuem organelas
revestidas por membranas.
4. Suas paredes celulares quase
sempre contêm o polissacarídeo
complexo peptideoglicano.
5. Divisão celular por fissão binária.
Durante esse processo, o DNA é
duplicado e a célula se divide em
duas.
Eucariotos
1. DNA é encontrado no núcleo das
células, que é separado do
citoplasma por uma membrana
nuclear, em cromossomos
múltiplos.
2. DNA é consistentemente
associado às proteínas
cromossômicas histonas e às
proteínas não histonas.
3. Eles possuem diversas organelas
revestidas por membranas
4. Suas paredes celulares , quando
presentes, são quimicamente
simples.
5. Divisão celular envolve mitose,
durante esse processo duas
células idênticas são produzidas.
2.Bactérias:
O tamanho, a forma e o arranjo das células bacterianas:
Existem muitos tamanhos e formas de bactérias. A maioria das bactérias
varia de 0,2 a 2,0 µm1
de diâmetro e de 2 a 8 µm de comprimento. Elas
possuem algumas formas básicas: cocos esféricos , bacilos em forma de
bastão e espiral.
Os cocos geralmente são redondos, mas podem ser ovais, alongados
ou achatados em uma das extremidades. Quando os cocos se dividem para se
reproduzir, as células podem permanecer ligadas umas às outras. Cocos que
permanecem aos pares após a divisão são chamados de diplococos; aqueles
que se dividem e permanecem ligados uns aos outros em forma de cadeia são
chamados de estreptococos. Aqueles que se dividem em dois planos e
permanecem em grupos de quatro são conhecidos com tétrados. Aqueles que
se dividem em três planos e permanecem unidos em forma de cubo são
chamados sarcinas. Aqueles que se dividem em múltiplos planos e formam
agrupamentos tipos cachos de uva ou lâminas amplas são chamados de
estafilococos. Essas características do grupo frequentemente são úteis na
identificação de certos cocos.
Figura 4. Arranjos dos cocos. (a) A divisão em um plano produz
diplococos e estreptococos. (b) A divisão em dois planos produz
tétrades. (c) A divisão em três planos produz sarcinas e (d) A
divisão em múltiplos planos produz estafilococos.
1
Micrometro: equivale à milésima parte do milímetro, e sua abreviatura é µm.
Os bacilos se dividem somente ao longo de seu eixo curto; portanto, existe
menor número de agrupamento de bacilos que de cocos. A maioria dos bacilos
se apresenta como bastonetes simples. Os diplobacilos se apresentam em
pares após a divisão e os estreptobacilos ocorrem em cadeias. Alguns bacilos
possuem aparência de “canudinhos”. Outros possuem extremidades cônicas,
como charutos. Outros ainda são ovais e tão parecidos com os cocos que são
chamados de cocobacilos.
 O nome “bacilo” possui dois significados na microbiologia. A palavra
bacilo se refere à forma bacteriana, como acabamos de ver. Quando
escrita em latim, em letra maiúscula e em itálico, refere-se a um gênero
específico. Por exemplo, a bactéria Bacillus anthracis é o agente do
antraz. As células dos bacilos geralmente possuem a forma de cadeias
longas e curvadas.
Figura 5. Bacilos. (a) Bacilo isolado. (b) Diplobacilos. Na
micrografia do alto, alguns pares de bacilos unidos servem
como exemplo de diplobacilos. (c) Estreptobacilos. (d)
Cocobacilos.
As bactérias espirais possuem uma ou mais curvaturas; elas nunca são
retas. As bactérias que se assemelham a bastões curvos são chamadas de
vibriões. Outras denominadas espirilos, possuem uma forma helicoidal e
corpo bastante rigído. Já outro grupo de espirais tem forma helicoidal e corpo
flexível, sendo chamados de espiroquetas.
Figura 6. Bactérias espirais. (a) Vibriões. (b) Espirilo.
(c) Espiroqueta.
Além das três formas básicas, existem células com formato de estrela
(gênero Stella), células retangulares e planas (gênero Haloarcula) e células
triangulares.
Figura 7. Outras formas de bactérias.
A forma da bactéria é determinada genéticamente pela hereditariedade,
sendo a maioria monomórfica, ou seja, que mantém uma única forma.
Entretanto, uma série de condições ambientais pode alterar a sua forma
dificultando a identificação. Além disso, algumas bactérias, são geneticamente
pleomórficas, o que significa que elas podem ter muitas formas, não somente
uma.
Estruturas de uma célula bacteriana:
Estruturas externas à parede celular:
- Flagelos: filamentos finos helicoidais, formados por flagilina (proteína). Os
flagelos procarióticos giram para empurrar a célula.
- Pêlos (píli, pillus, fímbia): são mais curtos, finos e numerosos que os flagelos
e servem como órgãos de ligação, promovendo o contato entre as células
bacterianas ou entre a bactéria e a célula a ser infectada. Exemplo: reprodução
bacteriana e infecção do trato respiratório.
- Glicocálice (cápsula externa): capa ou camada de material viscoso e pegajoso
em torno da célula, secretado por algumas bactérias, com a função de
aderência.
Cápsula: quando organizado de maneira definida e firmemente, acoplado à
parede celular. Protege a célula contra dessecamento e fagocitose.
Camada limosa: quando de forma desorganizada e frouxamente ligado à
parede celular.
Parede Celular:
- Estrutura rígida que mantém a forma celular;
- Previne a expansão e o rompimento da célula;
- Essencial ao crescimento e divisão celular;
- Formada por Peptidioglicano, molécula grande, simples, porosa, insolúvel,
resistente e só ocorre em procariontes.
- As paredes celulares das bactérias gram-positivas consistem em muitas
camadas de peptideoglicana e também contêm ácidos teicoicos.
- As bactérias gram-negativas possuem uma membrana externa composta de
lipopolissacarídeo-lipoproteína-fosfolipídeo, circundando uma fina camada de
peptideoglicana.
- As porinas são proteínas que permitem que pequenas moléculas possam
passar através da membrana externa; canais de proteínas específicas
permitem que outras moléculas se movam através da membrana externa.
Membrana Citoplasmática
- Abaixo da parede celular;
- Formada de fosfolipídios dispostos em duas camadas (bicamada lipídica)
- Tem função de permeabilidade – difusão simples, osmose e transporte.
O movimento através da membrana pode ocorrer por processos
passivos, nos quais os materiais se movem de áreas de maior para áreas de
menor concentração, e nenhuma energia é gasta pela célula (difusão simples,
difusão facilitada e osmose)
Difusão simples: as moléculas e os íons se movem até o equilíbrio ser
atingindo.
Difusão facilitada: as substâncias são carregadas por proteínas transportadoras
através das membranas, de áreas de alta para áreas de baixa concentração.
Osmose: é o movimento da água de áreas de alta para áreas de baixa
concentração, através de uma membrana seletivamente semipermeável, até o
equilíbrio ser atingido.
No transporte ativo, os materiais se movem das áreas de baixa para as
áreas de alta concentração através das proteínas transportadoras, e a célula
precisa gastar energia.
Na translocação de grupo, a energia é gasta para modificar as
substância químicas e transportá-las através da membrana.
Citoplasma: é o componente líquido dentro da membrana plasmática. O
citoplasma é principalmente água, com moléculas inorgânicas e orgânicas,
DNA, ribossomos e inclusões.
Ribossomos: são constituídos de rRNA (RNA ribossômico) e proteína. A
síntese proteica ocorre nos ribossomos, ela pode ser inibida por certos
antibióticos.
Nucleoide: contém o DNA do cromossomo bacteriano. As bactérias também
podem
conter
plasmídeos,
que
são
moléculas
circulares
de
DNAs
extracromossômicos.
Esporos: forma latente de algumas bactérias, mais resistentes que existe
(calor, dessecação, luz UVA)
- Freqüentes em Clostridium e Bacillus
-Endósporos: pois se formam dentro da célula.
- Esporos Livres: quando eliminados da célula bacteriana
- Destruição em autoclave (120ºC mais alta pressão)
* Com esporos, com cápsula, com pêlos sempre são mais virulentas.