ESTERILIZAÇÃO
Como regra, uma fermentação é conduzida com uma
cultura pura de uma linhagem altamente produtora
num meio nutriente adequado.
Portanto, é necessário evitar o desenvolvimento de
microrganismos indesejáveis.
Isto pode se dar por: condições específicas da
fermentação ou esterilização.
Sobretudo em fermentações industriais em que se
emprega meios com alta carga inicial de contaminantes, a
esterilização é fundamental.
Também é necessário garantir que não haja
contaminação posterior (imaginar o caso em que o
produto da fermentação é uma vacina!).
Definição: Eliminação (por remoção ou morte) de todos
os microrganismos ou vírus presentes num produto ou
sobre ele (na prática, admite-se uma probabilidade de
contaminação de 10-6, e em muitos casos aceita-se
menores razões de morte ou inativação).
Métodos de esterilização
-calor úmido
-calor seco
-gases microbicidas
-radiação ionizante
-filtração (único não “agressivo”)
O calor pode provocar (dependendo do tempo e da temperatura):
-caramelização de açúcares
-desnaturação de proteínas
-inativação de vitaminas e outras substâncias
-reações entre açúcares e aminoácidos
-polimerizações e hidrólises
Calor úmido (método mais viável para meios líquidos)
Fatores importantes:
tipo de microrganismo e estado de desenvolvimento
(vegetativo / esporo)
contagem inicial e contaminação final aceitável
temperatura no ponto mais frio e tempo na temperatura letal
condições físicas do material (granulação, cristais, pH, etc.)
Morte de um microrganismo: impossibilidade de reprodução
Morte térmica  morte por ação do calor
-desnaturação de proteínas
-oxidação de compostos
-desidratação
A velocidade de morte é diretamente proporcional
ao aumento da temperatura.
Assim, quanto maior a temperatura, menor o
tempo necessário para destruir uma população.
Exemplo:
T (oC)
100
105
110
115
120
125
130
135
Tempo de destruição (min.)
1200
600
190
70
19
7
3
1
Portanto: não é linear!
Por outro lado, numa mesma temperatura, aumentando-se
o tempo, a porcentagem de destruição é maior.
A morte térmica é logarítmica, ou seja, em condições
térmicas constantes, a mesma porcentagem de bactérias
será destruída num dado intervalo de tempo, não
importando o número de sobreviventes.
Se numa certa temperatura morre 90% de uma população
em um minuto, no minuto seguinte morrerá 90% da
população remanescente (e assim por diante).
Curva de morte térmica: Gráfico do número de células
vivas remanescentes de uma suspensão de bactérias (ou
esporos) (em escala logarítmica) em função do tempo de
aquecimento a uma temperatura constante.
D: tempo, em minutos, a uma certa temperatura,
necessário para destruir 90% dos organismos de uma
população (ou para reduzir uma população a um décimo
do número inicial).
Cinética da destruição térmica de microrganismos
Analogamente a uma reação bimolecular de primeira ordem:
- dC/dt = k.C
==> - dC/C = k.dt (1)
em que C é a concentração do reagente, k é constante
cinética e - dC/dt é a velocidade de diminuição da
concentração do reagente,
a destruição térmica pode ser representada por:
- dN/dt = k.N
(2)
em que N é o número de microrganismos vivos no meio
após um tempo t, k é a constante de velocidade de
destruição térmica e - dN/dt é a velocidade de morte.
Rearranjando e integrando a equação (2)
- dN/N = k.dt
-
tem-se:
 dN/N = k  dt
ln N = ln No - k.t
Pelo conceito de tempo de redução decimal: N
ln (0,1.No) = ln No - k.t
Como t = D
tem-se t = 2,303/k
D = 2,303 / k
O parâmetro D é usado para comparar a
resistência térmica de microrganismos
Exemplo
Fazer o gráfico (curva de morte térmica) e obter o
valor de D para B. stearothermophylus a 121 oC.
Dados: No = 105 cel/mL; ttotal(resta uma célula) = 9 min.
Exemplo 2
Construir o gráfico de
destruição térmica de esporos
de B. stearothermophilus, a
105 oC, a partir dos dados da
tabela ao lado:
t (minutos)
N
25
8,5 . 104
50
3,5 . 104
100
6,0 . 103
200
2,0 . 102
250
40