controle de microorganismos - unesp
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CONTROLE DE MICRO-ORGANISMOS
Doutoranda Fernanda Cristina de Campos Casale
Departamento de Microbiologia e Imunologia
Microbiologia de Alimentos
História...
Século III a.c. → Egípcios: embalsamento dos corpos
2000 a.c.→ Antiga Mesopotâmia: os peixes eram dessecados e conservados em salmoura
• 539 a.c. → Persas: armazenamento de água em recipientes de prata e cobre
Recipiente de cobre
• Século XVIII → descoberta de pequenos “animais” capazes de deteriorar alimentos e crescer em ambiente natural
Fervura e Filtração
Indústria alimentícia (preservação) Produção de vinhos e cervejas
PASTEURIZAÇÃO
• 1846 → Ignaz Philipp Semmelweis: os médicos podem transportar a morte
• 1867 → Joseph Lister: início das cirurgias antissépticas (fenol)
O CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO PODE PREVENIR
Infecções Deterioração de alimentos
Contaminação de medicamentos, cosméticos, água, meio ambiente, etc...
Controle de uma população microbiana...
Destruir Inibir Remover
AGENTES FÍSICOS AGENTES QUÍMICOS
Micro-organismos em números aceitáveis ou ausência
NÍVEL DE CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO
Eliminação total Inibição do crescimento
MORTE (redução do metabolismo)
“Cida” “Stático”
bactericida bacteriostático
esporicida micostático
fungicida
viricida
amebicida
algicida
Destruição ou remoção das formas de vida, vírus e esporos
TOTAL PARCIAL
Objeto ou meio ambiente Superfícies Tecidos inanimadas vivos
Esterilização
Desinfecção Antissepsia
Esterilizante
Desinfetante Antisséptico
Definições:
• Esterilização: Destruição ou remoção de TODAS as formas de vida microscópica de um objeto ou meio ambiente.
(bactérias vegetativas, esporos bacterianos, fungos, vírus e protozoários)
• Desinfecção: Destruição de micro-organismos patogênicos presentes num material inanimado e/ou redução da contagem total .
- Desinfetante: Substância química que mata forma vegetativa de micro-
organismos patogênicos, mas não suas formas esporuladas.
Definições:
• Antissepsia: Destruição ou redução da contagem total de micro-organismos patogênicos presentes num tecido vivo.
- Antissépticos: Composto químico usualmente aplicado na superfície do
corpo humano que previne a multiplicação dos micro-oganismos.
• Assepsia: Conjunto de medidas para prevenir a entrada de micro-organismos num material (vivo ou não) ou reduzir o número dos já presentes → Profilaxia.
• Sanitizantes: Substância química que mata 99,9% dos micro-organismos contaminantes de uma área. Usados normalmente em utensílios de cozinha em restaurantes, equipamentos de laticínios e indústria de alimentos.
PADRÃO DE MORTE EM UMA POPULAÇÃO MICROBIANA
Como podemos constatar se um micro-organismo esta morto?
Respiração? Batimento cardíaco? Pressão arterial?
Esporos?
PERDA DA CAPACIDADE DE REPRODUÇÃO
Morte exponencial...
1 milhão de bactérias
1º min
AGENTE FÍSICO ou QUÍMICO
Morte exponencial...
1 milhão de bactérias
100.000
1º min
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AGENTE FÍSICO ou QUÍMICO
Morte exponencial
1 milhão de bactérias
100.000
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AGENTE FÍSICO ou QUÍMICO
Morte exponencial
1 milhão de bactérias
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4º min
AGENTE FÍSICO ou QUÍMICO
Morte exponencial
1 milhão de bactérias
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5º min
AGENTE FÍSICO ou QUÍMICO
Morte exponencial
1 milhão de bactérias
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100
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AGENTE FÍSICO ou QUÍMICO
Morte exponencial
1 milhão de bactérias
100.000
1º min
2º min
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3º min
1.000
4º min
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AGENTE FÍSICO ou QUÍMICO
6º min
CONDIÇÕES QUE INFLUENCIAM A ATIVIDADE ANTIMICROBIANA
1) Tamanho da população
2) Intensidade ou concentração do agente microbicida
3) Tempo de exposição ao agente microbicida
4) Temperatura
5) Natureza do material que contém os micro-organismos
6) Características dos micro-organismos presentes
MECANISMOS DE DESTRUIÇÃO DAS CÉLULAS MICROBIANAS
• Alteração no estado físico do citoplasma
• Rompimento da membrana ou parede celular
• Inativação de proteínas (enzimas)
• Danos aos ácidos nucléicos
Métodos Físicos de Controle Microbiano
1. Altas temperaturas
2. Baixas temperaturas
3. Radiação
4. Filtração
5. Diminuição da atividade de água
Aplicação: dependente de vários fatores, como por exemplo a natureza do material
ALTAS TEMPERATURAS
CALOR SECO
• Ar quente (forno)
• Flambagem
• Incineração
CALOR ÚMIDO
• Fervura
• Autoclave
• Pasteurização
Mais eficiente: a água é melhor condutor de calor do que o ar
Tempo necessário?
Inversamente proporcional à temperatura empregada
Calor Seco
1. Ar quente (fornos e estufas) → 160°C/2 h ou 180°C/1 h
• Aplicação: vidrarias, óleos, pomadas,
instrumentos de metais com ponta.
• Mecanismo de ação:
oxidação dos constituintes orgânicos celulares.
• Esterilização: SIM.
Calor Seco
2. Flambagem
• Aplicação: fios de platina e pinças.
• Mecanismo de ação:
oxidação dos constituintes
orgânicos celulares.
• Esterilização: SIM.
Calor Seco
3. Incineração
• Aplicação: resíduos biológicos (carcaças),
lixo hospitalar, swabs, etc.
• Mecanismo de ação:
oxidação dos constituintes
orgânicos celulares.
• Esterilização: SIM.
Calor Úmido
1. Fervura (100oC/10 min)
• Aplicação: desinfecção doméstica.
• Mecanismo de ação:
coagulação das proteínas pela quebra
das pontes de hidrogênio quem mantém
a proteína na sua estrutura tridimensional = desnaturação
• Esterilização: NÃO, esporos e vírus sobrevivem.
Mas eliminam as toxinas do Clostridium botulinum
Toxina de Staphylococcus aureus e vírus da hepatite A → 30 min
Calor Úmido
2. Autoclave (vapor d’água sob pressão)
↑ pressão - ↑ temperatura
121oC/ 15 min
• Aplicação: Instrumentos cirúrgicos
vidraria, meios de cultura, etc.
• Mecanismo de ação: desnaturação da proteína.
• Esterilização: SIM.
Calor Úmido
3. Pasteurização
• Aplicação: Leite, sucos, molhos,
sopas, cremes, frutas enlatadas.
• Mecanismo de ação:
desnaturação de proteínas.
• Esterilização: NÃO.
BAIXAS TEMPERATURAS
Será que bactérias morrem
à temperaturas abaixo de zero?
Bactérias psicrotróficas podem crescer a zero grau. Mas a grande maioria das bactérias terão seu crescimento inibido em temperaturas abaixo de zero.
• Aplicação:
uso doméstico (alimentos em geral)
- geladeira: 4oC
- freezer doméstico: -20oC
conservação de espécimes
- Freezer: -70oC
- N líquido: -196oC
• Mecanismo de ação:
inibição do metabolismo.
• Esterilização: NÃO.
RADIAÇÃO
Atividade antimicrobiana: menores que 295nm
Radiação Não-Ionizante
Radiação Ultravioleta
• Aplicação: salas cirúrgicas, salas assépticas onde produtos esterilizados são distribuídos, cabines de fluxo laminar.
Baixo poder de penetração
• Mecanismo de ação: morte ou mutação.
Excita os elétrons resultando na formação de dímeros de timina
• Esterilização: SIM.
Radiação Ionizante
Raios X e Gama
• Aplicação: Produtos médicos descartáveis, gaze, luvas de látex, cotonete, algodão, próteses, cosméticos, alimentos, etc.
Alto poder de penetração
• Mecanismo de ação: morte ou mutação.
Ionização das moléculas, ou seja, conduzem elétrons constantemente até romperem moléculas em átomos
H2O → OH- + H+
• Esterilização: SIM.
Radicais hidroxila interferem na transcrição do DNA
FILTRAÇÃO
Retenção dos micro-organismos
Alimentos irradiados tornam-se radioativos?
OMS aprova a radiação ionizante na esterilização de aves (utilizado no Canadá) e para certos tipos de temperos e condimentos vegetais.
NÃO
Membranas Filtrantes
Ésteres de celulose
• Aplicação:
produtos termosensíveis (vitaminas e proteínas),
medicamentos,
meio de cultura,
água (diálise).
• Mecanismo de ação:
retenção
• Esterilização: SIM.
Vantagem: coleta e diferenciação dos micro-organismos do meio (dependendo do poro utilizado)
Filtros de Partículas de Ar de Alta Eficiência (HEPA - High Efficiency Particulate Air filters)
• Aplicação: Manuseio de materiais perigosos como tecido animal doente, micro-organismos infecciosos ou manipulação gênica de micro-organismos.
• Mecanismo de ação:
retenção.
• Esterilização: NÃO
removem 99,97% de
partículas de 0,3 µm.
Fluxo Laminar
• Aplicação:
uso doméstico e indústria alimentícia
• Mecanismo de ação:
diminuição da atividade metabólica das células vegetativas.
• Esterilização: NÃO.
DESSECAÇÃO CONJUGAÇÃO COM SOLUTO (açúcar ou sal)
DIMINUIÇÃO DA ATIVIDADE DE ÁGUA
Métodos Químicos de Controle Microbiano
1. Desinfetantes e Antissépticos
- Fenol e Compostos fenólicos
- Álcool
- Halogênios
- Metais pesados
- Clorexidina
- Detergentes
- Agentes oxidantes
2. Esterilizantes químicos
- Óxido de etileno
- Glutaraldeído
- Formaldeído
Aplicação: dependente de vários fatores
Características de Agente Químico “Ideal”
Efeito rápido
Amplo espectro antimicrobiano
Ação prolongada e irreversível
Estabilidade química
Inodoro ou odor agradável
Não causar danos ao homem
Fácil aplicação
Baixo custo
NÃO EXISTE
DESINFETANTES E ANTISSÉPTICOS
Fenol e Compostos fenólicos
• Mecanismo de ação: lesão membrana citoplasmática, desnaturação.
↑ Concentração = bactericida
↓ Concentração = bacteriostático
• Espectro de ação: Gram (+) e (-), bacilos álcool-ácido resistentes (BAAR).
• Tempo de exposição: alguns minutos.
• Desvantagem: irritante para a pele e odor desagradável.
em detergentes ou sabão reduz as qualidades irritativas com aumento da atividade antibacteriana
• Vantagem: ação residual .
• Aplicação: Sabonetes, xampus, pasta de dente, desodorantes, cosméticos, unguentos.
• Cresóis CREOLINA
TIMOL
• Triclosano
• Ortofenilfenol
Álcoois
Etílico (70%)
• Aplicação: superfícies humanas e inanimadas em geral.
• Mecanismo de ação: desnaturação e remoção mecânica.
• Espectro de ação: Gram (+) e (-), BAAR, fungos e vírus envelopados.
• Tempo de exposição: 10 a 15 min.
• Desvantagem: evaporação rápida sem deixar resíduos.
• Vantagem: baixo custo, baixa toxicidade, fácil aquisição e aplicação.
?
Ajuda na entrada do álcool na célula ↓ Volatilização
Halogênios
1. Iodo
• Aplicação: antisséptico, desinfetante de pequenas quantidades de água (sanificar utensílios de alimentação), desinfetantes de ar (vapores).
• Mecanismo de ação: Agente oxidante
• Espectro de ação: Gram (+) e (-), BAAR, esporos, fungos, vírus e amebicida.
• Tempo de exposição: alguns minutos.
• Desvantagem: presença de material orgânico diminui sua eficiência.
• Vantagens: ótimo agente microbicida.
Halogênios
2. Cloro
• Aplicação: - Cl gasoso liquefeito = água potável, piscinas e sistemas de tratamento - Hipoclorito de cálcio = sanitização de utensílios de restaurantes e equipamentos de
laticínios - Hipoclorito (1%) = desinfecção doméstica e de alimentos (verduras, legumes e frutas)
• Mecanismo de ação: Agente oxidante → HCl- + O+
• Espectro de ação: Gram (+) e (-), fungos
• Tempo de exposição: alguns minutos.
• Desvantagens: Irritante para a pele e corrosivo.
• Vantagens: grande disponibilidade, baixo custo, ação residual.
Ação microbicida ocorre somente na forma de ácido hipocloroso (HOCl), que se forma quando o cloro é
adicionada à água → 250ppm/15min
Metais pesados e seus compostos
• Mecanismo de ação: Inativação de proteínas.
• Espectro de ação: Gram (+) e (-)
• Tempo de exposição: enquanto em contato.
• Desvantagem: intoxicação por absorção.
• Vantagens: ↓ quantidades ↑ poder microbicida
• Aplicações:
MERCÚRIO ORGÂNICO: pequenos cortes, feridas e infecções de pele.
Merbromin Nitromersol
Timerosal
NITRATO DE PRATA (1%): prevenção de infecções oculares por gonococos em recém-nascidos
Nitrato de prata (0,5%): gaze embebida em queimaduras
para evitar infecções
Moeda de prata em crescimento (ágar)
Metais pesados e seus compostos
SULFATO DE COBRE:
Algicida Fungicida
(reservatórios de água e piscinas) (controle de infecções em plantas)
Metais pesados e seus compostos
ZINCO: fungicidas de plantas
unguentos (pé-de-atleta) antissépticos bucais
Metais pesados e seus compostos
Clorexicida
• Mecanismo de ação: desorganização estrutural e funcional da MP
• Espectro de ação: Gram (+) e (-), ↓ fungos e vírus.
• Tempo de exposição: alguns minutos.
• Desvantagem: acima de 2% tóxico.
• Vantagens: efeito residual, eficaz na
presença de matéria orgânica,
pouco irritante às mucosas.
• Aplicações: cortes e ferimentos, sabonetes, enxaguantes bucais, etc.
Detergentes e Sabões
• Aplicação: tudo que pode ser lavável.
• Mecanismo de ação: Diminuem a tensão superficial (rompimento da membrana citoplasmática e remoção mecânica.
• Espectro de ação: Gram (+) e (-), fungos, vírus, esporos.
• Tempo de exposição: 10 min.
• Vantagem: método simples, barato e eficaz.
• Desvantagem: ação lenta e menos
duradoura.
Detergentes e Sabões
Compostos Quaternários de Amônio
Atividade microbicida, ação detergente,
baixa toxicidade, alta solubilidade em água,
alta estabilidade em solução e não são corrosivos.
Cloreto de benzalcônio Cloreto de cetilpiridínio
Agentes Oxidantes
• Aplicação: uso doméstico em geral, antisséptico de pequenas feridas.
• Mecanismo de ação: oxidação dos constituintes celulares.
• Espectro de ação: Gram (+) e (-), fungos.
• Tempo de exposição: enquanto estiver em contato.
• Desvantagem: baixa atividade residual.
• Vantagem: baixo custo.
Peróxido de Hidrogênio 3%
ESTERILIZANTES QUÍMICOS
• Aplicação: materiais médicos sensíveis ao calor (bolsas de sangue para transfusão), equipamentos de cateterização, marcapassos, locais fechados (câmaras assépticas)
• Mecanismo de ação: Inativação de enzimas
• Espectro de ação: esterilizante
• Tempo de exposição: variável.
• Desvantagem: altamente tóxicos, muito tempo para agir.
• Vantagem: Não corrosivos (metal, plástico e borracha).
• ÓXIDO DE ETILENO (gás inflamável) = alto poder de penetração
• GLUTARALDEÍDO (líquido oleoso) = equipamentos cirúrgicos
• FORMALDEÍDO (gás tóxico) = penetração limitada
OBRIGADA