9 Medidas para controlar o crescimento microbiano (com figura)

Algumas das medidas importantes para controlar o crescimento microbiano são: 1. Limpeza 2. Baixa Temperatura 3. Alta Temperatura 4. Esterilização do Filtro 5. Esterilização por Radiação 6. Remoção de Umidade 7. Embalagem com Atmosfera Modificada 8. Redução do pH 9. Uso de Produtos Químicos .

1. Limpeza:

A limpeza envolve varrer, limpar, lavar e escovar um material, o que remove a maioria dos micróbios presentes nele.

Por exemplo, varrer o chão, limpar a mesa depois de uma refeição, lavar o chão ou panos, escovar os dentes são passos que visam a descontaminação do material, controlando assim o crescimento microbiano.

2. Baixa Temperatura:

A baixa temperatura retarda o crescimento de um grande grupo de micróbios e, desse modo, controla o crescimento microbiano.

A exposição a baixa temperatura pode ser feita de duas maneiras:

(i) refrigeração:

É um processo de baixar a temperatura de um material para cerca de 0 ° C, mas não abaixo dele. A baixa temperatura retarda o crescimento de um grande grupo de micróbios e, desse modo, controla o crescimento microbiano no material. Por exemplo, o peixe é refrigerado, geralmente por formação de gelo, o que retarda o crescimento dos micróbios de deterioração e, assim, preserva-o durante alguns dias.

ii) Congelamento:

É um processo de baixar a temperatura de um material abaixo de 0 ° C. A baixa temperatura retarda o crescimento de um grande grupo de micróbios e, desse modo, controla o crescimento microbiano no material. O crescimento microbiano é completamente interrompido abaixo de -10 ° C. Por exemplo, o peixe e a carne são congelados geralmente abaixo de -20 ° C, o que impede completamente o crescimento dos micróbios de deterioração e, assim, preserva-o durante meses.

3. alta temperatura:

À medida que a temperatura sobe além da temperatura máxima para o crescimento de micróbios, ocorrem efeitos letais. Assim, temperaturas muito altas destroem micróbios e, desse modo, controlam o crescimento microbiano.

A exposição a altas temperaturas pode ser feita das seguintes maneiras:

(i) luz do sol:

A alta temperatura da luz solar mata muitos micróbios. A água das lagoas e tanques geralmente tem contaminação microbiana severa, mas a luz solar mata um grande número de micróbios e, assim, reduz consideravelmente a contaminação. A radiação UV da luz solar também mata muitos micróbios.

(ii) Calor Seco:

O calor seco mata micróbios pela oxidação de componentes celulares, enquanto o calor úmido mata por coagulação ou desnaturação de proteínas celulares das células microbianas. O calor seco é aplicado das seguintes maneiras.

(a) forno de ar quente:

Todos os materiais de vidro e materiais como pós, cera e óleo, que não devem entrar em contato com a umidade, são esterilizados em forno de ar quente a 180 ° C por 3 horas. Organismo indicador para teste de esterilidade de um forno é Clostridium tetani, que cresce em carne cozida Robertson ou meio agar tioglicolato.

b) Incineração:

É um processo de esterilização, queimando um material em cinzas. Laços e agulhas são queimados a vermelho quente no bico de bunsen. Materiais infectados e carcaças de animais de laboratório são incinerados antes de serem descartados.

c) Flaming:

É um processo de esterilização de materiais como bisturi, tesoura e espátula de vidro, que primeiro são mergulhados em espírito e depois passam sobre a chama, permitindo que o espírito pegue fogo e queime. Eles não podem ficar vermelhos.

(iii) Calor Úmido:

O calor úmido mata micróbios pela coagulação de suas proteínas. O calor úmido é mais eficaz que o calor seco, pois leva menos tempo, principalmente sob alta pressão, quando a temperatura está acima de 100 ° C.

É aplicado das seguintes maneiras:

(uma) Pasteurização:

A pasteurização é um processo de tratamento térmico até 100 ° C usando calor úmido, que mata certos tipos de micróbios em um determinado material, mas não mata todos os micróbios presentes nele. Leite, sumos, natas e certas bebidas alcoólicas são preservadas pela pasteurização.

Ele mata certos micróbios patogênicos, bem como alguns micróbios de deterioração, aumentando consideravelmente o tempo de armazenamento de líquidos perecíveis. A pasteurização do leite é feita de duas maneiras, viz. pasteurização instantânea (71 ° C durante 15 segundos) e pasteurização a granel (63-66 ° C durante 30 minutos).

b) Ebulição:

É um processo de aquecimento de materiais em água a ferver a 100 ° C durante cerca de 30 minutos. Seringas e agulhas para uso hospitalar são fervidas em água antes do uso. Cozinhar a comida também é um processo de ebulição.

c) Tyndalisation:

É um processo de esterilização por calor fracionado utilizando calor úmido, realizado durante três dias, de modo a esterilizar completamente um material. Alguns meios microbiológicos contendo açúcares lábeis ao calor, que são destruídos pela autoclavagem, são esterilizados por tyndalisation.

O material a ser esterilizado é aquecido a vapor a 100 ° C durante 20 minutos todos os dias durante três dias consecutivos. O tratamento térmico no primeiro dia mata as formas vegetativas das bactérias. Durante o primeiro dia de incubação, os esporos, que sobrevivem ao tratamento térmico, germinam.

O segundo dia de tratamento térmico mata essas bactérias germinadas. O segundo dia de incubação permite que quaisquer esporos residuais germinem. O terceiro dia de tratamento térmico mata essas bactérias germinadas, esterilizando o material completamente.

d) Autoclavagem:

É um processo de esterilização por calor, no qual o material a ser esterilizado é aquecido a 121 ° C por 15 minutos em vapor super-saturado (vapor com temperatura acima de 100 ° C) em autoclave. Uma autoclave é um dispositivo vedado que gera e mantém vapor sob pressão.

Sob pressão atmosférica normal, a temperatura máxima que pode ser atingida em um banho de água aberta é de 100 ° C. Quando a água é aquecida em uma câmara fechada como a autoclave, o vapor é produzido e a pressão do vapor no interior da câmara aumenta, pois não é permitido que o vapor escape da câmara.

A alta pressão eleva o ponto de ebulição da água na câmara e a temperatura muito acima do ponto de ebulição da água (> 100 ° C) é atingível na câmara. A autoclavagem é feita para esterilização completa de materiais como meios microbiológicos e diluentes, por calor úmido.

Às vezes, os objetos de vidro também são esterilizados em autoclave após serem cobertos com papel ofício. A autoclavação mata completamente os esporos, assim como as formas vegetativas, garantindo assim a completa esterilidade do material.

Autoclaves são de dois tipos, vertical e horizontal. O indicador de esterilização por calor em autoclave é o Bacillus stearothermophilus, a bactéria mais resistente ao calor. A esterilidade também pode ser garantida usando uma solução colorida chamada tubo Brownies (muda de vermelho para verde, quando aquecida a 121 ° C por 15 minutos) ou fita Johnson (muda de meia luz verde + metade branca para metade preta + metade branca, quando aquecido a 121 ° C durante 15 minutos).

4. esterilização do filtro:

A esterilização por filtração é um processo de passagem de um líquido ou gás através de um filtro com poros muito pequenos, que não permitem a passagem de micróbios, mas permitem o líquido ou gás. O líquido ou gás que sai do filtro é livre de micróbios e, portanto, é estéril. Aqui, a esterilização é conseguida pela descontaminação. A esterilização por filtração é feita para esterilizar líquidos ou gases sensíveis ao calor.

Os quatro principais tipos de filtros utilizados são os seguintes:

i) Micro-filtros mecânicos (filtros de profundidade):

Esses filtros não possuem tamanho de poro uniforme. Os exemplos são: almofada de amianto no filtro Seitz, terra de diatomáceas no filtro Brokefield, porcelana no filtro Chamberland-Pasteur e discos de vidro sinterizado em outros filtros. Eles também são chamados de filtros de profundidade, porque prendem partículas nos caminhos tortuosos criados ao longo da profundidade da estrutura.

Por serem bastante porosos, filtros de profundidade são frequentemente usados ​​como pré-filtros para remover partículas maiores de uma solução, de modo que o entupimento não ocorra no processo final de esterilização do filtro. Eles também são usados ​​para a esterilização do filtro de ar em processos industriais.

(ii) Filtros de Membrana:

O tipo mais comum de filtros para esterilização no campo da microbiologia são os filtros de membrana. Eles têm tamanho de poro uniforme. São compostos de polímeros de alta resistência à tração, como acetato de celulose, nitrato de celulose ou polissulfona, fabricados de tal forma que contêm grande número de microporos.

O tamanho dos poros pode ser controlado com precisão durante o fabrico dos filtros, controlando o processo de polimerização. Cerca de 80 a 85% da área do filtro é ocupada pelos poros, o que proporciona um fluxo de fluido relativamente alto. Para aumentar ainda mais a taxa de fluxo, a bomba de vácuo é usada.

Geralmente, o conjunto de filtração por membrana é esterilizado por calor separadamente do filtro de membrana e o conjunto é montado assepticamente no momento da filtração. (Figura 2.19). O organismo indicador da esterilização por filtração é Cerratia marcescens (0, 75µ).

(iii) Filtros de Via de Nucleação (Filtros Nucleopore):

Estes filtros são fabricados tratando películas de policarbonato muito finas (10p de espessura) com radiação nuclear e, em seguida, gravando os filmes com uma substância química. A radiação provoca danos localizados no filme e o químico químico aumenta esses locais danificados em poros.

O tamanho dos poros pode ser controlado com precisão pela resistência da solução de gravação e pelo tempo de condicionamento. Esses filtros são comumente usados ​​em microscopia eletrônica de varredura de microorganismos.

iv) Filtros de ar particulado de alta eficiência (HEPA):

Os filtros HEPA com fluxo de ar laminar são usados ​​para fornecer ar limpo em um gabinete, como um cubículo ou sala, de modo a produzir uma câmara esterilizada sem poeira. A transferência asséptica de micróbios e materiais esterilizados é feita no laboratório de microbiologia dentro dessas câmaras de fluxo laminar, que é pré-esterilizada por uma lâmpada UV.

5. Esterilização por Radiação:

Energia transmitida através do espaço em uma variedade de formas é geralmente chamada de radiação. O mais importante entre eles é a "radiação eletromagnética", que inclui microondas, radiação ultravioleta (UV), raios de luz, raios gama, raios-X e elétrons.

Embora todas as formas de radiações eletromagnéticas tenham o potencial de controlar o crescimento microbiano, cada tipo de radiação atua por meio de um mecanismo específico, conforme indicado abaixo:

(i) Radiação de Microondas:

Seu efeito antimicrobiano é devido, pelo menos, aos seus efeitos térmicos (aquecimento).

(ii) Radiação UV:

Radiação com comprimento de onda entre 220 e 300 nm é chamada de radiação UV. Tem energia suficiente para causar quebras no DNA, levando à morte dos microrganismos expostos. Também causa mutação pela formação de dímeros de pirimidina (particularmente timina) em ácidos nucleicos. Essa mutação é letal, quando o gene (fragmento de DNA responsável por um determinado caractere) para uma função vital deixa de funcionar.

Esta luz quase visível é útil para desinfetar superfícies, ar e outros materiais, como a água, que não absorvem a luz UV. É usado para desinfetar a câmara de fluxo laminar. Como tem baixo poder de penetração, não consegue penetrar superfícies sólidas, opacas e com absorção de luz. Sua utilidade é, portanto, limitada à desinfecção de superfícies expostas.

(iii) radiações ionizantes:

Entre as radiações eletromagnéticas, aquelas que têm energia suficientemente alta (mais de 10eV) para ionizar componentes celulares, de modo que as células não podem mais executar funções críticas e, consequentemente, danificar as células são chamadas de "radiações ionizantes".

Os diferentes tipos de radiações ionizantes incluem o seguinte:

(uma) A-raios, p-raios e y-raios: Eles são produzidos pela desintegração de núcleos de elementos radioativos como ⁶⁰ Co, ⁹⁰ Sr e ¹²⁷ Cs.

b) Raios-X e feixes de elétrons de alta velocidade: Eles são produzidos por poderosos aceleradores elétricos.

As radiações ionizantes são produzidas pela formação de partículas subatômicas carregadas (elétrons, prótons, nêutrons) de átomos ou moléculas. Essas radiações ionizam o material exposto a elétrons (e ^- ), radicais hidroxila (OH *) e radicais hidreto (H *). Cada uma dessas partículas é capaz de degradar e alterar biopolímeros como DNA e proteínas.

A ionização e subsequente degradação de DNA e proteínas levam à morte das células irradiadas. Como o y-ray possui alto poder de penetração, ele pode penetrar em superfícies sólidas, opacas e que absorvem luz e esterilizar a maioria dos materiais.

Atualmente, é usado para esterilização em indústrias de alimentos (para esterilizar carne moída e produtos de carne fresca, como hambúrguer e frango), bem como para esterilização de especiarias, material de laboratório descartável e suprimentos médicos, como itens cirúrgicos, drogas e enxertos de tecidos. A alta capacidade de penetração dos raios y torna útil a esterilização de grandes quantidades de materiais.

Como é prejudicial para as células humanas também, precauções altas são necessárias em seu uso. Por outro lado, feixes de elétrons de alta velocidade têm menor capacidade de penetração e, consequentemente, são menos perigosos. Eles são usados ​​para esterilizar pequenos artigos embalados individualmente.

6. Remoção de umidade:

Todos os micróbios precisam de umidade para seu crescimento e atividade. Portanto, a remoção da umidade presente em um material retarda o crescimento dos micróbios presentes nele.

Isso pode ser feito das seguintes maneiras:

i) Secagem:

Inclui secagem ao sol e secagem artificial em secadores mecânicos.

(ii) desidratação:

Isso implica a secagem sob condições controladas.

iii) Salga:

Na salga, o sal remove a umidade por osmose.

iv) liofilização ou liofilização:

Isso implica secagem sob baixa temperatura.

v) liofilização acelerada:

É liofilização a uma taxa muito rápida.

Todos esses métodos são adotados na preservação de peixes e muitos outros materiais. Bactérias liofilizadas são enviadas para diferentes laboratórios em ampolas seladas.

7. Embalagem da atmosfera modificada:

Embalagem de atmosfera modificada (MAP) é usada para estender a vida útil de peixe fresco, carne, frutas e vegetais durante o armazenamento refrigerado. Eles são embalados em contêineres hermeticamente fechados, dentro dos quais a atmosfera é modificada de maneira desejável pela entrada de gases requeridos na proporção necessária.

Os três principais gases utilizados comercialmente são CO ₂, N ₂ e O ₂ . A extensão do prazo de validade na MAP é o resultado da atividade antimicrobiana desses gases. O CO ₂ tem efeito bacteriostático, o N ₂ inibe o crescimento de microorganismos aeróbicos e o O ₂ inibe o crescimento de microrganismos estritamente anaeróbicos.

8. Redução do pH:

O pH baixo retarda o crescimento de um grande grupo de micróbios e, desse modo, controla o crescimento microbiano no material que os abriga. Por exemplo, o baixo pH da coalhada, marinadas e picles retarda o crescimento de micróbios de deterioração e, assim, os preserva durante meses juntos.

9. Uso de produtos químicos:

As substâncias químicas que matam ou inibem o crescimento de microorganismos são chamadas de 'substâncias químicas antimicrobianas'. Tais substâncias podem ser produtos químicos sintéticos ou produtos naturais. Essas substâncias químicas, que matam bactérias, fungos ou vírus, são chamadas de substâncias químicas bactericidas, fungicidas ou viricidas, enquanto aquelas que não matam, mas apenas inibem seu crescimento, são chamadas de substâncias químicas bacteriostáticas, fungistáticas ou viristáticas, respectivamente.

A eficácia de um produto químico na inibição do crescimento de uma espécie de bactéria é determinada por um fator chamado concentração inibitória mínima (MIC). A MIC é definida como a quantidade mínima de um químico antimicrobiano necessária para inibir o crescimento de um microrganismo de teste.

A eficácia de um produto químico contra um dado organismo também é determinada pela medição da zona de inibição na técnica de difusão em ágar.

Os químicos antimicrobianos são das seguintes categorias:

(i) Desinfetantes (Germicidas):

Estes são produtos químicos antimicrobianos usados ​​para matar os micróbios presentes apenas em objetos inanimados (Tabela 2.2).

(ii) anti-sépticos:

Estes são produtos químicos antimicrobianos usados ​​para matar os micróbios presentes apenas na superfície do corpo de organismos vivos, que são expostos a infecções externas. Eles são suficientemente não tóxicos para serem aplicados aos tecidos vivos (Tabela 2.2).

iii) Esterilizadores:

Estas são substâncias químicas antimicrobianas que, sob circunstâncias apropriadas, podem matar toda a vida microbiana e podem realmente ser usadas para esterilizar objetos e superfícies inanimados (Tabela 2.2).

iv) Conservantes:

Estes são produtos químicos antimicrobianos utilizados no processamento de alimentos, incluindo peixe, carne e produtos vegetais para retardar ou impedir a deterioração microbiana (Tabela 2.3).

v) agentes quimioterapêuticos:

Estes são produtos químicos antimicrobianos, que podem ser usados ​​internamente para controlar doenças infecciosas no homem e nos animais e não são tóxicos para eles. Estes são comumente usados ​​como medicamentos.

Estes são de três tipos: agentes sintéticos, antibióticos e bacteriocinas:

a) Agentes sintéticos:

A maioria dos agentes sintéticos é preparada sinteticamente e inclui “análogos do fator de crescimento” como drogas sulfa (sulfanilamida), isoniazida, flurouracil, bromouracil e “quinolonas” como norfloxacina, ácido nalidíxico e ciprofloxacina.

Tabela 2.2: Anti-sépticos, desinfetantes e esterilizantes comumente usados:

Desinfetantes e Esterilizantes:

(b) Antibióticos:

Estas são substâncias químicas antimicrobianas produzidas por certos microorganismos que inibem ou matam outros microrganismos. Estes são produtos naturais, não preparados sinteticamente. Um antibiótico que atua em bactérias gram-positivas e gram-negativas é chamado de "antibiótico de amplo espectro". Em contraste, um antibiótico, que age apenas em um único grupo de bactérias, é chamado de "antibiótico de espectro estreito".

Os antibióticos são dos seguintes tipos:

1. Antibióticos β-Lactam:

Estes antibióticos possuem anel β-lactâmico. Todos eles são potentes inibidores da síntese da parede celular.

Eles incluem o seguinte:

(Eu) Penicilinas: Penicilina G (Benzilpenicilina produzida pelo fungo Penicillium notatum), Meticilina, Oxacilina, Ampicilina, Carbenicilina

ii) Cefalosporinas: Ceftriaxona

(iii) Cefamicinas

2. Antibióticos Aminoglicósidos:

Eles contêm amino-açúcares ligados por ligações glicosídicas a outros amino-açúcares.

Eles incluem o seguinte:

(Eu) Estreptomicina

ii) Canamicina

(iii) Neomicina

3. Antibióticos Microlíticos:

Eles contêm grandes anéis de lactona ligados a porções de açúcar.

Eles incluem o seguinte:

(Eu) Eritromicina

ii) Oleandomicina

(iii) Espiramicina

(iv) Tilosina

4. Tetraciclinas:

Eles contêm uma estrutura em anel nafta.

Eles incluem o seguinte:

(Eu) Tetraciclina

ii) 7-Clortetraciclina (Aureomicina) (CTC)

(iii) 5-Oxitetraciclina (Terramicina) (OTC)

5. Compostos aromáticos:

Eles contêm estrutura de anel aromático.

Eles incluem o seguinte:

(Eu) Cloranfenicol

ii) Novobiocina

c) Bacteriocinas:

Eles são substâncias químicas antimicrobianas produzidas por algumas bactérias que matam espécies de bactérias intimamente relacionadas ou até diferentes cepas da mesma espécie.

Eles incluem o seguinte:

Colicina:

É produzido pela bactéria Escherichia coli.

Subtilisina:

É produzido pela bactéria Bacillus subtilis.

Nisina A:

É produzido pelas bactérias do ácido láctico (LAB), Lactobacillus acidophilus.

Tabela 2.3: Conservantes utilizados no processamento de alimentos:

a) Amônia

b) Cloro

c) Dióxido de escultura

d) Ácidos: ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico, ácido benzóico e ácido sórbico

e) Sais de ácidos: formiato de sódio, formiato de potássio, formiato de cálcio, acetato de sódio, acetato de potássio, acetato de cálcio, diacetato de sódio, propionato de sódio, benzoato de sódio, sorbato de potássio, sorbato de sódio

f) Sulfitos: sulfito de sódio, sulfito de potássio, bissulfito de sódio, bissulfito de potássio, metabissulfito de sódio, metabissulfito de potássio

g) Nitratos: nitrato de sódio, nitrato de potássio

h) Nitritos: nitrito de sódio, nitrito de potássio

i) Hexametileno tetramina

j) Ésteres do ácido para-hidroxibenzóico

(k) peróxido de hidrogênio

(I) Peróxido de fosfato: peróxido de pirofosfato de sódio, peróxido de pirofosfato de potássio, peróxido de hidrogeno fosfato dissódico, peróxido de hidrogeno fosfato dipotássico

(m) 5-amino-hexa-hidropirimidinas

n) Hidróxido de tart-butilo