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”)

contagem inicial e contaminação final aceitável 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) Tempo de destruição (min.) 100         1200 105 600 110 190 115 70 120 19 125 7 130 3 135 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).

Analogamente a uma reação bimolecular de primeira ordem: 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 - dN/N = k.dt ln N = ln No - k.t tem-se: Pelo conceito de tempo de redução decimal: N ln (0,1.No) = ln No - k.t tem-se t = 2,303/k Como t = D 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