Olá acadêmicos seja muito bem-vindos a aula 3 da unidade 2 Nesta aula nós estaremos estudando sobre os microrganismos as suas características nós Já estudamos lá Quais são os microrganismos as suas características o metabolismo e agora para ter esse metabolismo para o micro-organismo se desenvolver para ele ter um crescimento adequado em um meio de cultivo lá em um processo biotecnológico quais são essas condições ideais que o microrganismo deve estar nesse ambiente nesse biorreador que a gente vai ver que é o equipamento que o microrganismo vai estar sendo cultivado para ter um bom rendimento dos produtos biotecnológicos
Então vamos estar acompanhando Então nós vamos ver nessa aula os fatores para o crescimento microbiano e o seu substratos ou seja quais os nutrientes que são necessários para o desenvolvimento do micro-organismo então assim como todo o organismo vivo para o microorganismo produzir os produtos de interesse ele precisa se desenvolver lá no meio de cultivo para esse crescimento microbiano quando a gente fala em crescimento microbiano pessoal é importante destacar que o microrganismo ele não cresce tá ele não vai crescer de tamanho vai ocorrer a multiplicação da sua células Então a gente vai ver depois em outras
aulas que vai ocorrer essa multiplicação e assim a célula vai ocorrendo produzindo 2 4 6 8 e assim por diante um crescimento exponencial e logarítmico que a gente vai estar analisando Mas aqui é importante para o micro-organismo acontecer Quais são as condições adequadas precisa de temperatura adequada PH e pressão osmótica Essas são as condições físicas então é necessário condições físicas e químicas em relação à temperatura cada micro-organismo vai ter a sua condição ótima de temperatura o mínimo um ótimo e o máximo que pode desenvolver na área da biotecnologia para a produção de produtos deve-se cultivar
o microrganismo na temperatura ótima para o seu desenvolvimento então em relação à temperatura os microrganismos vão ser classificados em psicrófilos psicotróficos mesófilos termófilos e por termofilos então tem aqueles que se multiplicam em temperaturas mais baixa de resfriamento aqueles em temperaturas medianas em torno de 20 graus cel os mesófilos que vai aqui de 10 até 40 e 37 é a temperatura ótima aqui nessa faixa dos mesófilos que a temperatura mediana tem os microrganismos termofilos aqueles que sobrevivem em altas temperaturas ó 50 60 graus celsius e o zíper termofilos então microrganismo que vai estar sendo cultivado é
importante vocês conhecerem a temperatura ótima para estar ajustando o processo industrial em relação ao PH a maioria dos microrganismos sobrevivem PH ótimo neutro em torno de 6,5 a 7,5 mas também tem aqueles microrganismos que sobrevivem PH mais ácido o ambiente de quatro quatro e meio vai depender do microrganismo e também em relação a pressão osmótica quando nós falamos em pressão osmótica se refere a essa pressão que vai ocorrer aqui na célula em relação ao meio Aqui nós temos uma figura para ilustrar na figura o uma célula em solução isotônica Ou seja a concentração do soluto
na célula dentro da célula é equivalente a solução do exterior então Aqui nós temos uma célula microbiana presente em uma solução de nacl ou seja cloreto de sódio a 0,85% as soluções estão isotônicas porque a concentração de soluto dentro e fora das células são iguais então com isso não afeta a característica da célula o seu metabolismo a sua membrana o citoplasma porém se houver um aumento na concentração de cloreto de sódio é o que a gente observa aqui nscl 10% então o meio está hipertônico tem mais solutos no exterior do que dentro da célula e
o que que vai acontecer com isso se o meio maior for maior no meio circundante a água tende a deixar a célula Então eu tenho mais soluto aqui o meio não tende a si igualar no interior no exterior então a água daqui ela vai se difundir ela vai deixar a célula com isso pode afetar membrana a célula é desidratada isso afeta toda a sua característica por isso que é importante quando vai preparar o inóculo binóculo a gente chama do microorganismo que vai ser utilizado para inocular para adicionar nos bioreatores para os processos biotecnológicos então geralmente
se usa o cloreto de sódio essa solução de Salina para acertar e ajustar a escala da concentração microbiana então é importante utilizar uma uma concentração adequada até nos meios fermentativos para não ocorrer essa plasmólise na célula em relação a concentração do soluto e em relação às características de fatores químicos os microrganismos então precisam dos nutrientes assim como dos fatores físicos e quais são esses nutrientes fonte de carbono é essencial como nós vimos a primeira fonte de energia é o carbono no caso a glicose aqui a fonte de carbono vão ser os carboidratos principalmente os fermentais
glicose frutose tem alguns carboidratos microorganismos que consomem carboidratos mais complexos também alguns fungos por exemplo fontes de nitrogênio enxofre fósforo oxigênio que é importante estar presente no meio que vai influenciar no seu crescimento seja o microrganismo se ele é aeróbio estrito então ele precisa de oxigênio senão não se desenvolve o oxigênio então também os elementos traços que são aqueles elementos químicos que o micro-organismo necessitam menores quantidades que são por exemplo ferro molibdênio zinco e fatores de crescimento orgânico como por exemplo algumas vitaminas do complexo B que o microrganismo necessita para o seu desenvolvimento e quais
as características gerais para o meio de cultivo para cultivar o microrganismo primeiro ponto que a indústria pensa em relação ao custo então pensar no custo porque vai ser ali a matéria-prima que está sendo utilizado utilizar desse material para a produção de um produto a partir do processo biotecnológico Então esse custo Geralmente os meios de cultivo eles não são baratos mesmo para indústria obter por isso que se busca cada vez mais novas fontes de meio de cultivo novas opções para as indústrias assim também atender as necessidades nutricionais dos microrganismos Então tem que ser aquele meio ótimo
que vai apresentar todos as fontes de nutrientes adequados carboidrato fonte de nitrogênio fonte de proteínas fonte de vitaminas auxiliar no controle do processo então o meio ele deve ser ali auxiliando no controle ou seja um meio que seja compatível com o processo com o crescimento microbiano não provocar problemas na recuperação do produto Porque todo o processo biotecnológico ocorre a sua produção Então temos lá o microorganismo o meio de cultivo e depois o produto que foi produzido por exemplo se é um etanol ácido lático uma vitamina uma insulina esse produto final ele é recuperado Ele é
separado do meio de fermentação e separado do microrganismo então o meio ele não pode vir junto contaminando esse produto de interesse porque senão isso acaba gerando mais custos ainda para a indústria realizar essa Purificação lá no final e não causar dificuldades no tratamento final do efluente esse ponto muito importante porque principalmente em relação à questão da sustentabilidade do destino do Cuidado Com o ambiente e dos custos também para a indústria no tratamento final desse efluente aqui vamos analisar observar as fontes principais de carbonos que são utilizadas para o cultivo de microrganismos então a fonte de
carbono pode ser a glicose aqui nós observamos a característica da estrutura química da glicose então apresenta essa várias hidroxilas por isso que a glicose ela tem uma alta polaridade né ela ela vai ser facilmente solúvel no meio de cultivo é um monossacarídeo e é facilmente absorvível e fermento excessivo pelo microrganismo e metabolizada frutose é um outro monossacarídeo a gente observa que suas hidroxilas facilitando a sua solubilidade no meio de cultivo depende do microrganismo também vai utilizar a frutose e também a sacarose a sacarose ela é um dissacarídeo nós temos aqui dois monossacarídeos formando a sacarose
temos a glicose e frutose unida quando o microorganismo vai consumir então geralmente ele não consome o destacar o dia inteiro ocorre aqui uma Hidrólise uma quebra em glicose frutose e assim metabolizando esse carboidrato fornecido também polissacarídeos podem ser usados como por exemplo amido celulose porém vai depender da espécie microbiana se ela fermenta que ele determinado tipo de carboidrato fonte de nitrogênio porque que é importante nitrogênio Principalmente para o crescimento celular para o aumento do número de célula o microorganismo utiliza ali primeiramente para a sua nutrição e vai depender do substrato para a produção do produto
Então quais são as fontes o fato de amônio fosfato de amônio aminoácidos ureia então fontes de nitrogênio inorgânico aqui nós vemos os dois primeiros e fontes de nitrogênio orgânico aminoácidos ureia vai depender também da espécie que se cultiva e para todas essas concentrações todos esses quantidades esses nutrientes vão ser necessário uma quantidade específica que o microrganismo vai tolerar e vai metabolizar esses nutrientes fonte de fósforos também que são importantes para o metabolismo energético fosfato solúvel monoamônio fosfato e o dia amônio fosfato também é importante estar presente no meio de cultivo nesse meio de cultivo nós
vamos verificar aqui que apresenta duas classificações meios definidos e Meios complexos Quais são os meios definidos meios definidos são aqueles em que a composição já é exatamente conhecida então esses meios definidos as indústrias Elas compram esses meios já preparado das empresas que comercializam meio de cultivo que já vem com os nutrientes em concentrações conhecidas para ser utilizada lá no processo biotecnológico Então vem lá na rotulagem Quanto deve ser adicionado em relação à quantidade de água para o desenvolvimento daquele processo e para para o microorganismo Lembrando que o meio de cultivo vai ser importante não somente
lá na hora do processo biotecnológico mas para manter esse microorganismo lá no laboratório para fazer a manutenção da cultura sua multiplicação e ter lá um estoque de cultivo armazenado para utilizar em todos os processos industriais biotecnológicos então para isso nós temos os meios de cultura que são solidificados que contém o hagar que nós podemos ver nessa imagem aqui ó nas placas de Petri onde vai ser cultivado microrganismo e meio solidificado em placas e depois no meio líquido nos processos fermentativos industriais Então as diversas formas de cultivar também contém os meios complexos Quais são esses meios
complexos quando são aqueles meios que nós não conhecemos exato a sua concentração podemos até conhecer fazendo uma análise química desse meio porém são os meios de matérias-primas naturais como caldo de cana-de-açúcar o melaço da cana-de-açúcar é o soro de leite que é usado na indústria é com a questão da sustentabilidade vem se utilizando muito hoje nas indústrias o reaproveitamento desse subprodutos no caso aqui por exemplo melaço é um subproduto da indústria de Açúcar o soro de leite um subproduto da indústria do queijo então está se utilizando para o microrganismo utilizar no processo fermentativo isso acaba
gerando o menor custo também para a indústria pensando na questão e de viabilidade ali de reutilização e na política de sustentabilidade da empresa porém quando a gente trabalha em um processo biotecnológico para o cultivo de microrganismo com o meio natural a composição química ela é desconhecida ou seja em cada lote que for processar esse meio ele pode vir com uma característica diferente Ou uma vez com maior teor de carboidrato uma vez menor porque não é um meio exato é um meio que ele pode variar conforme as condições daquela matéria-prima então para isso a indústria precisa
padronizar para estar utilizando nos seus processos Aqui nós temos algumas referências e vamos encaminhando para a finalização da nossa aula que nós vimos a importância do cultivo dos microrganismos sejam fatores físicos e fatores químicos em relação aos seus nutrientes aguardo vocês então na nossa próxima aula e até mais [Música]
