Fatores ambientais que afectam o crescimento microbiano

Question 1

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

Fatores Físicos que influenciam o crescimento?

Answer 1

• Temperatura
• pH
• Pressão osmótica
• Atmosfera Gasosa

Question 2

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

Porque é que a temperatura é um dos principais fatores que influenciam o desenvolvimento microbiano?

Answer 2

• Aumento da Temperatura: acelera as reações na célula e aumenta a taxa de crescimento
• A partir de certa temperatura, ocorre a desnaturação de proteínas e AN: morte celular

Question 3

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

Temperaturas de crescimento: Temperaturas cardeais?

Answer 3

• T min: menor temperatura que o micrrganismo é capaz de crescer
• T ótima: aquela em que o microrganismo apresenta melhor crescimento
• T max: maior T onde ainda é possível crescimento

Question 4

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

Quais são as classes de microrganismos, de acordo com a temperatura em que proliferam?

Answer 4

• Psicrófilos: crescem em baixas temperaturas (0-20ºC; ótima=15ºC)
• Mesófilos: crescem em temperaturas moderadas (12-45ºC; ótima=37ºC)
• Termófilos: crescem em temperaturas elevadas (42-68ºC; ótima=62ºC)
• Hipermófilos: cresce em temperaturas muito elevadas (80-113ºC; ótima=105ºC)

Question 5

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

De que maneira é que o pH influencia o desenvolvimento microbiano?

Answer 5

• Para o MO conseguir ter um melhor crescimento num meio ácido ou básico, deve ser capaz de manter o pH intracelular 7.5, independentemente do valor de pH externo
• Variações de pH podem serr letais–» adiciona-se tampão ao meio

Para manter o pH interno, a célula expulsa ou absorve iões hidrogénio

Question 6

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

O que é o valor de pH ótimo?

Answer 6

Valor médiode variação de pH onde ocorre crescimento

Question 7

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

Relativamente ao pH, qual é a maior diferença entre bactérias e fungos?

Answer 7

• As bactérias têm geralmente um valor de pH mais próximo da neutralidade
• Os fungos tendem a ser mais acidófilos que as bactérias (pH=5)

Excepções: Bactérias acidófilas: alta tolerância à acidez | Bactérias alcalófilas: alta tolerância à alcalinidade

Question 8

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

Qual o efeito do pH na produção?

Answer 8

• Manutenção do pH pré-defenido
  - Monitorização e controlo automático do pH
  - Medição dos volumes e das concentrações das soluções de ácido e de base
• Estimativa em tempo real da evolução da concentração de ácido acético numa fermentação
  - E.coli : produz ácido acético em limitação de O2 e/ou excesso de Glu
  - S.cerevisiae : produção/consumo de ácido acético relacionada com ativação de vias metabólicas biossintéticas (1)

(1) Importante para induzir produção de proteínas recombinantes em ferme

Question 9

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

O que é a pressão osmótica?

Answer 9

• Força com a qual a água se move através da membrana citoplasmática a partir de uma solução de baixa concentação de soluto ara uma contendo uma alta concentração de soluto

Question 10

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

De que forma é que a pressão osmótica influencia o desenvolvimento microbiano?

Answer 10

• Os microrganisnmos retiram da água a maioria dos nutrientes solúveis (conteúdo celular 80-90 % de água)

Question 11

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

Tendo em consideração a concentração de soluto no interior de uma determinada membrana, como se pode qualificar o meio onde esta se encontra?

Answer 11

• Isotónico: onde a concentração de solutos num meio é igual à concentração no interior da célula. Não há movimento para o iinterior ou para exterior da célula
• Hipertónico: A concentração dos solutos fora da célula é superior à concentração no seu interior. A água flui para fora da célula, o que resulta na sua desidratação e contração
• Hipotónico: A concentração de soluto no interior da célula é maior do que no seu exterior. A água flui para o interior da célula, provocando a turgidez celular, que pode levar ao seu rompimento - plasmólise

Question 12

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

Em que ambientes são os efeitos osmóticos mais importantes?

Answer 12

Nos ambientes salinos

Question 13

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

Em relação à necessidade de sal (NaCl), os microrganismos podem ser…

Answer 13

• Não Halófitos: não necessitam de sal e toleram a sua presença no meio em que se encontram
• Halotolerantes: não necessitam de sal mas toleram a sua presença no meio em que se encontram
• Halófilos: necessitam de sal numa quantidade moderada
• Halófilos extremos: necessitam de sal em altas concentrações

Question 14

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

Quais são os principais gases que afetam o crescimento dos microrganismos?

Answer 14

• Oxigénio
• Dióxido de Carbono

Question 15

Exigênicas essenciais para cultivo de microrganismos

De acordo com a resposta ao oxigénio, podemos classificar os microrganismos em…

Answer 15

• Aeróbios:
  - Obrigatórios: necessitam de oxigénio
  - Facultativos: não necessitam de oxigénio, mas roliferam melhor na sua presença
  - Microaerófilo: necessitam de oxigénio em níveis menores que os existentes na atmosfera
• Anaeróbios:
  - Aerotolerantes: não necessitamde oxigénio, mas podem tolerar a sua presença
  - Obrigatórios: não toleram oxigénio

Question 16

Microrganismos Extremófilos

Hipertermófilos

Características

Answer 16

Colonizam nichos onde as temperaturas sobem até 140ºC, como fumarolas, fontes termais, superficiais e abissais

Frutose para adoçantes, branqueamento de papel, AA’s para produção de alimentos e detergentes, engenharia genética

Question 17

Microrganismos Extremófilos

Psicrófilos

Características

Answer 17

Vivem optimamente em ambientes onde as temperaturas rondam os 0ºC

Produção de lacticínios, detergentes, fármacos

Question 18

Microrganismos Extremófilos

Halófilos

Características

Answer 18

Colonizam ambientes de elevada salinidade (até 30% de sal, ex.:º Mar Morto)

Corantes para alimentos, fármacos

Question 19

Microrganismos Extremófilos

Acidófilos

Answer 19

Vivem em ambientes acídicos (pH entre 0.1 e 4, ex.:º sulfaratas e minas de pirite)

Dessulfurização do carvão

Question 20

Microrganismos Extremófilos

Alcalófilos

Características

Answer 20

Preferem lagos salgados e águas subterrâneas onde o pH é superior a 10

Detergentes, estabilização de substâncias voláteis

Question 21

Quais são as características desejáveis de MO’s para aplicação industrial?

Answer 21

• Elevada eficiência na conversão do substrato em produto
• Permitir a acumulação de produto no meio–»elevada concentração no caldo fermentativo
• Não produzir substâncias incompatíveis com o produto
• Consistência no comportamento fisológico
• Não patogénico
• Não exigir condições de processo complexas
• Não exigir meios de cultuta dispendiosos
• Permitir a rápida libertação de produto para o meio

Question 22

Quais as condições ambientais desejáveis em relação à Temperatura?

Answer 22

• Psicrófilos: até 25ºC
• Mesófilos: entre 25º e 40ºC
• Termófilos: + de 40ºC

Question 23

Quais as condições ambientais desejáveis em relação ao pH?

Answer 23

• Bactérias: levemente ácido a neutro
• Leveduras: 4 a 6
• Fungos filamentosos: 3 a 8

Question 24

Quais as condições ambientais desejáveis em relação ao Oxigénio?

Answer 24

• Aeróbios:
  - Obrigatórios: necessitam de oxigénio
  - Facultativos: não necessitam de oxigénio, mas roliferam melhor na sua presença
  - Microaerófilo: necessitam de oxigénio em níveis menores que os existentes na atmosfera
• Anaeróbios:
  - Aerotolerantes: não necessitamde oxigénio, mas podem tolerar a sua presença
  - Obrigatórios: não toleram oxigénio