Relatório Processos

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

ENGENHARIA DE BIOPROCESSOS E BIOTECNOLOGIA

DISCIPLINA DE PROCESSOS FERMENTATIVOS INDUSTRIAIS:

FUNDAMENTOS E APLICAÇÕES

ISOLAMENTO DE MICRORGANISMOS

  Isadora Koller

Professor: Dr. Carlos Ricardo Soccol

CURITIBA

ABRIL / 2016

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO        

2 MICRORGANISMOS        

2.1 Actinomicetos        

2.2 Bactérias        

2.3 Fungos        

2.4 Algas        

3 MEIO DE CULTURA        

4 TÉCNICAS DE ISOLAMENTO        

5 ISOLAMENTO        

5.1 Isolamento de Actinomicetos        

5.2 Isolamento de bactérias        

5.3 Isolamento de fungos        

5.4 Isolamento de algas        

5.5 Outras técnicas        

6 METAGENÔMICA        

8 CONCLUSÃO        

8 REFERÊNCIAS        

1 INTRODUÇÃO

Os microrganismos são seres muito pequenos, que não são visualizados a olho nu. Este grupo inclui as bactérias, fungos, protozoários, algas microscópicas e vírus, e são os organismos em maior número em qualquer ecossistema. Apesar da associação de muitos desses organismos a doenças, eles são muito importantes na manutenção do equilíbrio do meio ambiente, para a saúde humana e para a economia.  Os usos industriais e comerciais dos microrganismos são muitos, como na produção de enzimas, vitaminas, álcoois, ácidos orgânicos, antibióticos, biopesticidas, alimentos e outros. A biotecnologia é uma ferramenta essencial para que esses produtos sejam obtidos industrialmente. Os microrganismos podem ser obtidos comercialmente, através de empresas que possuem bancos de cepas, por engenharia genética, ou pela técnica de isolamento.  

O isolamento é de extrema importância, já que, devido à ubiquidade microbiana, existem diversos ecossistemas que contém inúmeros microrganismos que produzem metabólitos de interesse. É uma atividade que envolve muito trabalho experimental, mas pode levar à descoberta de novos produtos e novas linhagens. Os microrganismos podem ser isolados a partir da água, plantas, solo, ambientes com condições extremas, e outras fontes. Eles são encontrados sob a forma de populações mistas, portanto, para o estudo das diferentes espécies presentes, é necessário o isolamento deixando-os sob a forma de culturas axênicas, ou seja, culturas puras, constituídas de apenas uma espécie, capaz de produzir o metabólito de interesse.  O isolamento é o primeiro passo microbiológico para o rastreamento de produtos naturais como metabólitos secundários e enzimas. Infelizmente, não existem métodos de isolamento que consigam revelar o número e variedade total de microrganismos presentes em uma amostra. A técnica de isolamento consiste em cultivar a amostra de microrganismos coletada em um meio de cultura adequado, dando origem a um grupamento macroscopicamente visível chamado colônia. Primeiramente é necessário considerar as características do produto desejado e seu processo de desenvolvimento, e usar abordagens ecológicas para isolamento. Por exemplo, se o interesse está em microrganismos que suportam alta concentração de açúcar, um ambiente que pode ter seus microrganismos analisados é o mel, que possui alta concentração de açúcar. É imprescindível uma avaliação prévia das condições físico-químicas do ambiente, como pH, temperatura, salinidade, luz, entre outros. Essas condições devem ser reprodutíveis em laboratório, e viáveis economicamente. Para a escolha do meio de cultivo deve-se considerar as características do ecossistema, mimetizando as condições físico-químicas. Outra consideração a ser feita é a adição de antibióticos, antifúngicos, para inibir o crescimento de microrganismos que não são de interesse. É possível também fazer uma seleção juntamente com o isolamento de uma característica desejada, por exemplo, desejando um microrganismo que produza amilase, pode-se utilizar o amido como única fonte de carbono, selecionando aquele que produzam amilase.

Para a posterior utilização na indústria, os microrganismos e meios de cultura devem ter algumas características desejáveis. O microrganismo deve apresentar elevada eficiência na conversão do substrato em produto, deve permitir o acúmulo do produto no meio, não produzir substâncias incompatíveis com o produto, apresentar constância quanto ao comportamento fisiológico, não ser patogênico, não exigir condições de processo muito complexas, não exigir meios de cultura dispendiosos e permitir rápida liberação do produto para o meio. O meio de cultura deve ser economicamente viável, sendo o mais barato possível, atender às necessidades nutricionais do microrganismo, auxiliar no controle do processo, não provocar problemas na recuperação do produto, ter composição razoavelmente fixa e não causar dificuldades no tratamento final do efluente (SCHMIDDEL et al., 2001; TORTORA et al., 2012; PRESCOTT et al., 2002).  

A técnica de isolamento é de grande importância, já que menos de 5% dos microrganismos existentes no planeta foram caracterizados e descritos, portanto ainda há muito para se descobrir o que leva à procura de novas técnicas de isolamento, diferente das usuais, para a obtenção de novos microrganismos que ainda não foram cultivados.

2 MICRORGANISMOS

2.1 Actinomicetos

Os actinomicetos são também conhecidos como actinobactérias. São bactérias gram-positivas com alto índice de G + C, pouco exploradas no Brasil, que se propagam por esporos e crescem no solo em forma de hifas. Em superfície, se assemelham morfologicamente com os fungos filamentosos, por possuírem micélios, porém, eles são procariotos, e seus filamentos são menores que dos fungos eucarióticos. São amplamente distribuídos pela natureza, sendo encontrados normalmente no solo, especialmente em rizosferas (VASCONCELLOS et al., 2010). Por possuírem filamentos, são muito comuns de serem encontrados no solo, onde o crescimento filamentoso tem vantagens. Essa característica também é benéfica pois aumenta a capacidade de absorção de nutrientes, já que a relação superfície/volume é maior (TORTORA et al., 2012).

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