5 Experiências fáceis de se fazer em casa - Part II

Estamos de volta com a série de Experiências fáceis de se fazer em casa, se você gostaria de ver outros experimentos, dá um clique nos links abaixo (os que não tiverem link ainda vão ser publicados posteriormente):

1. Extração de DNA
2. Cultura de bactéria em ágar feito em casa
3. Fermentação da sua própria comida
4. Observação da divisão celular
5. Faça uma lâmpada Bioluminescente

Vocês estão preparados para a nova experiência de hoje?? Então simbora.

Fonte: Tenor

2. Cultura de bactéria com ágar feito em casa

→ Quem são esses tais de microrganismos?

Microorganismos como fungos e bactérias estão em quase todos os lugares (em quase todos mesmo): no ar atmosférico, água, gelo, desertos, próximos de fontes de calor como erupções vulcânicas, ou escapes de gases quentes ou frios no fundo do mar, em diversas circunstâncias como temperaturas, pressão, presença ou não de oxigênio, variação de pH, na presença de elementos orgânicos e inorgânicos. É por esse fato que você tem um vasto campo para recolher diferentes tipos de amostras. Eles são seres microscópicos, ou seja, impossíveis de serem vistos a olho nu, apenas por meio do uso do microscópio conseguimos enxergá-los e em alguns casos é necessário fazer algum tipo de coloração específica.

É preciso saber que existem microorganismos que são maléficos ou benéficos para a nossa saúde. Alguns fungos como no caso das leveduras são utilizadas para a produção de alimentos como cervejas, saquês, uísques, pães, vinhos, queijos, entre outros, realizando a fermentação de alimentos conferindo sabor, odor e textura únicas (serão abordados especificamente na Part III dessa série de experimentos).

Entretanto, existem alguns fungos e bactérias que estão associados ao nosso corpo em diferentes partes, tanto internas como externas, chamados de microorganismos que compõe a nossa microbiota normal (melhor explicado na figura abaixo).

Exemplos da Microbiota normal humana. Fonte:adaptado de Biomedicina Brasil

Eles promovem a colonização e consequente proteção de certos órgãos, pois produzem substâncias que impedem a colonização e adesão de outros microorganismos patogênicos (causadores de doenças). Porém existem microorganismos que comprometem tanto a segurança alimentar como a saúde humana contaminando alimentos e causando intoxicações aos seres humanos, um exemplo é a bactéria Salmonella (representada logo abaixo). Como aqueles que adentram o corpo humano através das mucosas, olhos, boca, nariz, órgãos genitais ou em pequenas lesões na pele causando infecções e produção de toxinas que alteram a fisiologia e metabolismo normal das células do hospedeiro, em casos mais graves atingem a corrente sanguínea se disseminando muito rapidamente podendo chegar em órgãos como cérebro, pulmões e coração.

Salmonella enterica, essa bactéria é transmitida pela ingestão de alimentos crus ou mal cozidos contaminados por fezes. Fonte: Yale Scientific

→ O que é meio de cultura? E ágar?

Se queremos cultivar microorganismos em laboratório, ou seja, fora do seu habitat natural,  preparamos os famosos Meios de cultura, os quais fornecem nutrientes apropriados para o seu crescimento. Para além de nutrientes é igualmente necessário garantir em laboratório condições essenciais para seu desenvolvimento, como: oxigênio (presença ou ausência), temperatura, pH e pressão osmótica. Por isso, para cada microorganismo é necessário um tipo de meio de cultura específico relacionado aos nutrientes presentes e condições ambientais controladas, para garantir seu desenvolvimento ótimo.

O Ágar é conhecido como ágar-ágar ou agarose, o qual é extraído da parede celular de algumas algas vermelhas marinhas, da classe Rodophyta. Essa substância, na presença de água tem a capacidade de formar gel, uma substância viscosa que tem um aspecto que lembra gelatina, e quando a temperatura diminui essa substância se solidifica. O ágar, nesse caso que estamos abordando, é utilizado para a produção do meio de cultura sólido, como um adicional para solidificar o meio.

Os meios de cultura dividem-se primeiramente em meios sólidos, aqueles que contêm o agar, e meios líquidos, sem agar.  A seguir, apresentaremos algumas diferenças:

Meios sólidos: o crescimento dos microorganismos para pelo esgotamento de nutrientes, devendo realizar-se a transferência das colônias para um novo meio para não morrerem. A vantagem desse meio é que permitem a individualização das colônias e por isso a observação de sua morfologia. Geralmente meios sólidos são reservados em placas de petri.

Meios líquidos: também conhecidos como caldos, permitem aos microorganismos melhor absorção dos nutrientes do meio, e com isso, eles crescem bem mais rápido do que no meio sólido, mas em desvantagem não é possível realizar o isolamento de colônias nem observação de sua morfologia. Geralmente meios líquidos são reservados em tubos de ensaio ou falcon.

Meio de cultura sólido nas placas de petri, e meio de cultura líquido em tubos de ensaio. Fonte: SPlabor

*Vocês conseguem entender o porquê nesse experimento vamos utilizar o meio de cultura sólido?

→ O experimento

O objetivo dessa experiência é observar os microorganismos por meio da formação de colônias sobre meio de cultura sólido, feito com ágar caseiro.

Materiais:

- 250 mL ou 1 xícara de água fervida

- 2 sacos de gelatina

- 1 cubo de carne de boi (com baixa dosagem de sódio)

- 2 colheres de chá de açúcar

- Tigela para mistura

- Copo de medição

- Colher para mexer

- Algumas tigelas rasas e pequenas (melhor se forem de vidro) <elas irão simular as placas de petri>

Placa de petri

  

- Papel filme ou tampa para as tigelas

- Cotonetes

Equipamentos de segurança são necessários para garantir sua segurança pessoal e a não contaminação da amostra escolhida:

- Casaco de laborátorio ou avental (jaleco) 

- Luvas

- Óculos

Modo de preparo:

Coloque os equipamentos de segurança e vamos lá!

• Preparo do meio de cultura caseiro

Primeiro, as tigelas pequenas e rasas devem ser lavadas com detergente e após secar é recomendado passar álcool com um guardanapo para matar qualquer microorganismo que já esteja presente nelas.
Depois, numa panela ferve-se a água, é importante que ferva por pelo menos 2 minutos para matar todos os microrganismos presente nela e deixá-la o mais estéril possível [lembra que eles estão em todos os lugares? Nessa etapa queremos evitar contaminações, assim veremos somente os microrganismos presentes no local da coleta].

Coloque a gelatina, o açúcar e o cubo de caldo de carne triturado numa tigela para mistura, e com muito cuidado, adicione a água fervendo e mexa bem até todo o conteúdo ficar homogêneo.

A próxima etapa, é colocar o resultado dessa mistura nos pratinhos ou tigelinhas pequenas, elas serão nossas placas de cultura, coloque na geladeira para endurecer e virar uma gelatina durante a noite (16-18h). Observação: cobrir a gelatina com um papel filme, alumínio ou algo do gênero para evitar contaminação.

• Coleta da amostra e semeadura

Após prepararmos nossos meios de cultura, inicia-se a etapa da coleta, indicamos tirar os potes com o meio de cultura da geladeira, uns 30 min antes da coleta, para não ficar tão gelado o meio. Separar um potinho com água filtrada, que vai servir para molhar o algodão da haste flexível para recolher a amostra de algum objeto ou local.
Temos algumas sugestões para coleta, pode ser da sua própria boca, com o auxilio de um cotonete limpo, ou algum lugar que tenha bastante movimento, como a maçaneta de um banheiro, botão de elevador, pode ser a água do seu pet, a torneira da pia ou o local que você acha que encontrará bastantes microrganismos. Para cada amostra use um cotonete diferente, e para cada cotonete use uma tigela diferente para não misturar as amostras. 

Você vai semear da seguinte forma: fazendo zig-zag da parte superior (de cima) até a inferior (de baixo).

Sugestão de amostras (boca, maçaneta de porta e dinheiro) e movimento de semeadura em zigue zague para recobrir a maior parte da superfície da tigela

Feche a tigela com o papel filme e deixe em um local abrigado de luz solar, com temperatura ambiente. Você pode esticar bem o papel filme e prender as pontas com fita adesiva, fazer pequenos furinhos no papel filme com as pontas do garfo ou palito de dente para troca de gases (não fazer furo muito grande), para que você não entre em contato direto com o microorganismo e para que esse não se disperse no meio ambiente. Observe diariamente sem retirar o papel filme, não aproximar muito dos olhos e nem inalar diretamente.

IMPORTANTE: Após a experiência, descartar numa sacola a parte, e desinfetar os potes/tigelas com água sanitária diluída em água por alguns minutos, depois lavar com detergente normalmente.

Resultado

Após alguns dias, algumas colônias irão começar a se desenvolver em nosso meio de cultura, provavelmente brancas e depois irão se espalhar e apresentar outras características. Cada amostra pode apresentar colônias de cor e formato diferentes, podendo crescer fungos ou bactérias (ou outros animais se não estiver bem vedado como pequenos insetos). Deve-se ter em mente que cada 'bolinha' que se forma é uma colônia e cada uma dessas colônias tem centenas de milhares de bactérias que provavelmente foram geradas a partir da multiplicação de uma só, logo todas são geneticamente iguais (todas são clones uma das outras), observe a foto abaixo (é de minha autoria na época que fazia Iniciação Científica).

Cultura Bacteriana de Escherichia coli em meio ágar LB

Esse processo de reprodução é chamado de reprodução assexuada, e também é conhecido como divisão binária, cissiparidade ou bipartição. A bactéria duplica seu material genético e logo se divide em duas, em ótimas condições ambientais e de nutrientes, conseguindo realizar a reprodução em cerca de 20 minutos. Agora imagine quantos descendentes (cópias) são geradas em 24h?

Processo de reprodução assexuada em bactérias. Fonte: Brasil escola

Esquema ilustrativo simplificado que representa três colônias de bactérias diferentes: azul, verde e laranja. Geralmente cada colônia é originada de apenas uma bactéria que vai se multiplicando exponencialmente. 

Esquema simplificado e representativo de como observaríamos essas colônias a olho nu, cada mancha é uma colônia diferente

Apenas com o microscópio é possível analisar precisamente a origem das colônias (se são fungos ou bactérias), se tentarmos a olho nu podemos dar resultados errados e não confiáveis, e o objetivo aqui é apenas poder ter a experiência de observar esses pequenos microorganismos sem qualquer outro tipo de equipamento mais específico através da formação de colônias. Logo abaixo encontra-se os critérios de identificação de colônias a olho nu, se você quiser se arriscar para classificar e pesquisar mais sobre o assunto, é claro!

Tamanho	Grande (> 5mm), médio (2 a 5mm) e pequeno (< 2mm)
Forma	Circular, irregular, filamentosa e puntiforme
Elevação	Caracterizada pelas formas côncava, elevada, ondulada, protuberante, achatada e convexa
Bordos	Lisos, filamentosos e ondulados
Estrutura	Lisa, granulosa, filamentosa e rugosa
Brilho	Transparente e opaco
Cor	Incolor e pigmentada
Aspecto	Viscoso, úmido, gelatinoso, leitoso

→ Aplicação da cultura de bactérias

Além de servir para ter material de pesquisa ao aumentar a quantidade de bactérias naquela amostra, a cultura de bactérias também fornece quantidades suficientes de microrganismos para, por exemplo, fazer um diagnóstico num exame. No caso, partes dessas colônias são transferidas para meios de cultura seletivos que contêm elementos que apenas algumas espécies suportam, assim ajudando a identificá-las ao excluir outras quando os aspectos morfológicos não dão uma identificação tão clara.

→ Bibliografia:

Essa experiência foi retirada do vídeo: The Sci Guys: Science at Home - SE2 - EP3: Homemade Petri Dish - Growing Bacteria at Home

Os benefícios das bactérias na saúde humana

Segurança alimentar: microorganismos patógenos e benéficos aos alimentos

Ágar-ágar

Autor: Larissa Dias 

Contribuições e revisão: Ayrton Carvalhedo e Isabel Cristina