quimica_aplicada

CURSOS PROFISSIONAIS DE NÍVEL SECUNDÁRIO

Técnico de Análise Laboratorial Técnico de Química Industrial

PPRROOGGRRAAMMAA

Componente de Formação Técnica

DDiisscciipplliinnaa ddee

QQuuíímmiiccaa AApplliiccaaddaa

AAuuttoorreess EEssccoollaa TTeeccnnoollóóggiiccaa ddoo LLiittoorraall AAlleenntteejjaannoo MMaarriiaa AAllddoorraa AAlleeggrriiaa EEssccoollaa TTeeccnnoollóóggiiccaa ee PPrrooffiissssiioonnaall ddee SSiiccóó HHeennrriiqquuee CCrruuzz SSeennhhoorriinnhhaa CCaarrvvaallhhoo

Direcção-Geral de Formação Vocacional

Outubro de 2006

Programa de Química Aplicada Cursos Profissionais

TÉCNICO DE ANÁLISE LABORATORIAL / TÉCNICO DE QUÍMICA INDUSTRIAL

1

Parte I

OOrrggâânniiccaa GGeerraall

Índice: PPáággiinnaa

1. Caracterização da Disciplina …….………….… 2

2. Visão Geral do Programa ……………….…...... 2

3. Competências a Desenvolver. ……………. …. 2

4. Orientações Metodológicas / Avaliação …. …. 3

5. Elenco Modular …….....……………………........ 4

6. Bibliografia …………………. ……………………. 4



2

1. Caracterização da Disciplina

A disciplina de Química Aplicada integra a componente de formação técnica dos cursos de Técnico

de Análise Laboratorial e de Técnico de Química Industrial e pretende conjugar conhecimentos de

diferentes áreas (Química Orgânica, Bioquímica e Microbiologia), de forma a permitir a compreensão

de quaisquer reacções orgânicas, quer a nível laboratorial quer a nível industrial, indispensáveis ao

perfil de desempenho à saída destes cursos.

A disciplina tem uma carga horária total de 250 horas, em que só a primeira parte (Química Orgânica

e Bioquímica), num total de 124 horas, é comum aos dois cursos.

2. Visão Geral do Programa

O programa está organizado em nove módulos distribuídos da seguinte forma:

−−−− Na área de Química Orgânica, pretende-se estudar as substâncias que constituem a matéria

viva, bem como os compostos que resultam das suas transformações. Os dois módulos a

leccionar estão organizados por ordem crescente de complexidade, nos quais a sistematização é

feita com base nos diversos tipos de reacções, resultando daí a possibilidade de um tratamento

unificado de domínios vastos de Química Orgânica e de uma melhor ligação entre a teoria e os

aspectos de aplicação industrial.

−−−− -Na área da Bioquímica, apresentam-se os mecanismos da vida ao nível molecular estudando-

se, para o efeito, as reacções químicas que ocorrem nos organismos vivos.

−−−− Na área da Microbiologia, estudam-se os seres vivos independentes, profundamente ligados à

vida humana, quer por aspectos agradáveis quer por outros dramáticos.

3. Competências a Desenvolver

Com esta disciplina pretende-se desenvolver um conjunto de saberes, atitudes, valores e

competências fundamentais para o bom desempenho de um Técnico de Análise Laboratorial:

−−−− Aplicar conceitos, leis e teorias no âmbito da Química Orgânica, da Bioquímica e da

Microbiologia.

−−−− Reconhecer a importância de aspectos de trabalho científico, como o papel dos problemas, das

hipóteses e da teoria, bem como das fases de planificação, execução e avaliação.

−−−− Desenvolver atitudes adequadas ao trabalho científico, nomeadamente o rigor, a curiosidade, a

objectividade, a honestidade e a cooperação.



3

−−−− Dominar as técnicas, e a manipulação adequada de instrumentos, que permitem a obtenção e a

análise de dados de natureza diversa.

−−−− Desenvolver o espírito crítico na interpretação dos resultados.

−−−− Recolher e preparar amostras.

−−−− Preparar meios de cultura.

−−−− Realizar ensaios químicos e microbiológicos

−−−− Medir e controlar variáveis de processos químicos e biológicos.

−−−− Desenvolver a capacidade de analisar e avaliar a informação de modo crítico.

−−−− Desenvolver capacidades de comunicação de ideias oralmente e por escrito.

−−−− Assumir responsabilidade nas posições e atitudes.

−−−− Desenvolver capacidades de pesquisa.

4. Orientações Metodológicas / Avaliação

Sendo as aulas desta disciplina eminentemente práticas, recomenda-se que tenham uma duração

mínima de duas horas para que se possam complementar os conceitos teóricos com aplicações

práticas de carácter laboratorial.

Para além das actividades a desenvolver no âmbito da aquisição de conhecimentos científicos e

tecnológicos básicos (exposição de conceitos, trabalhos de pesquisa, questionários e outros, com

recurso a meios diversificados - audiovisuais, multimédia, Internet, etc.), a aprendizagem nesta

disciplina assenta predominantemente nas actividades práticas de laboratório, as quais exigem o

conhecimento e aplicação das regras de higiene e segurança necessárias num laboratório.

Nas aulas práticas no laboratório, a interpretação do plano das análises bem como dos respectivos

resultados deve ser feita pelo aluno, devidamente orientados pelo professor, de forma a desenvolver

atitudes e hábitos de trabalho e o espírito crítico.

A avaliação será contínua e incidirá, não só no domínio cognitivo (testes de avaliação, aulas práticas

e respectivo relatório de actividades), como, também, em aspectos do domínio sócio-afectivo

(comportamento, assiduidade, participação…).

Relativamente às práticas laboratoriais, a avaliação deverá ter em conta:

−−−− a capacidade de manuseamento de materiais e instrumentos de laboratório;

−−−− a qualidade de execução;

−−−− a capacidade de investigação;

−−−− a aplicação dos conhecimentos teóricos.



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5. Elenco Modular

Número Designação Duração de referência

(horas)

1 Hidrocarbonetos 28

2 Grupos Funcionais e Reacções dos compostos orgânicos 36

3 Biomoléculas 20

4 Processos Celulares I 18

5 Processos Celulares II 22

6 Caracterização de Microrganismos 18

7 Controlo de Microrganismos I 36

8 Controlo de Microrganismos II 36

9 Microbiologia Alimentar 36

TOTAL: 250

6. Bibliografia

CAMPOS, Luís S. (1999), Entender a Bioquímica, 2.ª ed. Lisboa: Escolar Editora.

HALPERN, Manuel Júdice (1997), Bioquímica, 1.ª ed. Lisboa: Lidel, edições técnicas.

NELSON, David L.; COX, Michael; LEHNINGER, M. (2000), Principles of Biochemistry, 3.ª ed. Nova Iorque: Worth.

WEIL, Jacques Henry (1983) – Bioquímica Geral, 4.ª ed. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian.

SARAIVA, Eduarda Crespo; CARREIRO, Pilar (1997), Bioquímica -10.º ano. Porto: Porto Editora.

BERKALOFF, FAVARD (s/d), Biologia e Fisiologia Celular. Editora Edgar Blucher Lda.

SARAIVA, Eduarda Crespo (1995) – Ciências do Ambiente - 12º ano. Porto: Porto Editora.

FERREIRA, A. Jacinto (1982), Estudos de Microbiologia Geral e de Imunologia. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian.

SOUNIS, Emílio (s/d), Curso Prático de Microbiologia. S. Paulo: Ed. McGraw -Hill Brasil.

JAY, James M. (s/d), Microbiologia Moderna de los Alimentos, 2.ª ed. Zaragoza: Editorial Acribia.

PELCZAR; REID; CHAN (1980), Microbiologia - Volume I. S. Paulo: Editora Mcgraw-Hill Brasil.

PELCZAR; REID; CHAN (1980), Microbiologia - Volume II. S. Paulo: Editora Mcgraw-Hill Brasil.



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Parte II

MMóódduullooss

Índice: Página

Módulo 1 Hidrocarbonetos 6

Módulo 2 Grupos Funcionais e Reacções dos Compostos Orgânicos

7

Módulo 3 Biomoléculas 8

Módulo 4 Processos Celulares I 10

Módulo 5 Processos Celulares II 12

Módulo 6 Caracterização de Microrganismos 14

Módulo 7 Controlo de Microrganismos I 16

Módulo 8 Controlo de Microrganismos II 19

Módulo 9 Microbiologia Alimentar 21



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MÓDULO 1

Duração de Referência: 28 horas 1. Apresentação

Módulo de natureza teórica e prática. Contempla a exposição de conceitos e termos relacionados com os hidrocarbonetos e a respectiva identificação laboratorial.

2. Objectivos de Aprendizagem

� Conhecer o conceito de hidrocarboneto;

� Distinguir os vários tipos de hidrocarbonetos;

� Relacionar os hidrocarbonetos e respectivas estruturas;

3. Âmbito dos Conteúdos

� Introdução à química dos compostos orgânicos.

� Cadeias carbonadas.

� Alcanos, Alcenos e Alcinos.

� Nomenclatura e fórmula geral.

� Aromáticos.

� Nomenclatura.

4. Bibliografia / Outros Recursos

CORRÊA, Carlos; NUNES, Adriana; ALMEIDA, Noémia (1997), Química - 11.º ano. Porto: Porto

Editora.

Hidrocarbonetos



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MÓDULO 2


Módulo de natureza teórica e prática. Contempla a exposição de conceitos e termos relacionados com os principais grupos funcionais dos compostos orgânicos e tipos de reacções químicas mais relevantes.


� Identificar grupos funcionais;

� Caracterizar as funções orgânicas de acordo com o grupo funcional;

� Identificar reacções orgânicas;

� Relacionar grupos funcionais e respectivas reacções químicas;


� Definição de grupo funcional.

� Álcool, Aldeído, Cetona, Éter, Ácido Carboxílico, Éster, Amina, Amida e Fenol.

� Reacções dos compostos orgânicos.

� Adição, Eliminação, Substituição, Hidrólise, Salificação e Esterificação.


CORRÊA, Carlos; NUNES, Adriana; ALMEIDA, Noémia (1997), Química - 11.º ano. Porto: Porto

Editora.

Grupos Funcionais e Reacções dos Compostos Orgânicos



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MÓDULO 3

Duração de Referência: 20 horas

1. Apresentação

Sendo este o primeiro módulo de Bioquímica (o qual terá um carácter mais teórico) é importante que os alunos tenham consciência que ele é a base para a biologia molecular e para as biotecnologias, permitindo esclarecer todos os processos biológicos no estádio actual da evolução das espécies.

Este primeiro contacto vai levar os alunos a compreenderem os mecanismos da vida ao nível molecular, estudando as reacções químicas que têm lugar nos organismos vivos, sendo o conhecimento básico da célula indispensável para o entendimento dos processos bioquímicos.

É de salientar que este módulo vai ser um elemento integrador das aprendizagens seguintes.


� Compreender a diferença entre biomoléculas orgânicas e inorgânicas; � Interpretar a fórmula estrutural da molécula da água;

� Conhecer as propriedades da água;

� Conhecer as funções desempenhadas pela água, iões e gases nos seres vivos;

� Relacionar as propriedades da água com as funções nos seres vivos;

� Distinguir entre prótidos, lípidos e glícidos; � Classificar os prótidos em aminoácidos, peptídeos e proteínas;

� Classificar os lípidos em ácidos gordos, lípidos simples e complexos;

� Classificar os glícidos em monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos;

� Identificar as funções desempenhadas pelos constituintes orgânicos e inorgânicos nos seres vivos;

� Distinguir as diferentes estruturas das proteínas.


� Introdução à constituição da célula (organitos, eucariotas, procariotas e célula animal e vegetal).

� Constituintes orgânicos (prótidos, lípidos, glícidos e ácidos nucleicos) e constituintes inorgânicos (água, sais e iões).

� Propriedades e funções da molécula da água.

� Constituição química dos prótidos, lípidos e glícidos.

� Classificação e funções desempenhadas no ser vivo por prótidos, lípidos e glícidos.

� Proteínas: estrutura primária, secundária, terciária e quaternária.

� Desnaturação das proteínas.

Biomoléculas



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Módulo 3: Biomoléculas

Âmbito dos Conteúdos (continuação)

Prevê-se a realização de dois a três trabalhos práticos, de entre os seguintes:

� Verificação da constituição de um microscópio óptico e seu funcionamento;

� Observação ao microscópio de células da epiderme da cebola ou de bactérias da placa dentária;

� Identificação de açúcares redutores;

� Alteração das gorduras por aquecimento;

� Pesquisa de proteínas no leite.









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MÓDULO 4


Este módulo apresenta um carácter mais prático que o anterior, onde se irão realizar actividades que permitam ao aluno verificar não só o modo de actuação de catalisadores bem como a importância que determinados factores têm na actividade enzimática.

Com este módulo pretende-se que os alunos entendam a importância das enzimas, não só nos processos de síntese de macromoléculas mas também na obtenção da energia por parte de células vivas.

O módulo permite ainda abordar a classificação das enzimas de acordo com as normas IUPAC e com a reacção a catalisar, bem como introduzir noções de Cinética e Termodinâmica, considerando que elas podem ser aplicadas não apenas aos estudos de processos químicos in vitro, mas também ajudar ao entendimento sobre o modo como funciona um ser vivo.


� Enunciar o efeito de alguns factores que afectam a velocidade da reacção; � Explicar o papel e a natureza das enzimas;

� Indicar a natureza química das enzimas;

� Enunciar os diferentes modelos de acção enzimática;

� Distinguir entre inibição competitiva e não competitiva;

� Analisar gráficos de variação da actividade enzimática em função do pH, temperatura e concentração do substrato.


� Energia de activação e actuação enzimática.

� Factores que afectam a velocidade de uma reacção nos seres vivos.

� Modelos de acção enzimática: chave-ferradura e encaixe induzido.

� Inibição competitiva e não competitiva.

Prevê-se a realização de três trabalhos práticos:

� Investigação da acção da temperatura, pH e concentração do substrato na actividade enzimática;

� Verificação experimental da existência de catalisadores inorgânicos e biocatalisadores;

� Acção catalítica da enzima da saliva sobre o amido.

Processos Celulares I



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Módulo 4: Processos Celulares I









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MÓDULO 5


Este módulo tem um carácter eminentemente prático, recorrendo-se à realização de várias actividades laboratoriais, sendo, no entanto, indispensável a existência de abordagens teóricas para aquisição dos conceitos necessários à realização dos trabalhos experimentais.

O módulo vai permitir ao aluno ter noção não só da importância do ciclo ATP-ADP como o transportador da energia química necessária ás reacções metabólicas dos organismos vivos, mas também que tal energia resulta de um processo designado por fotossíntese ou de reacções de oxidação de glúcidos, ácidos gordos e aminoácidos.

Importa ainda referir a necessidade de se distinguir os processos metabólicos fermentativos da cadeia respiratória e fosforilação oxidativa.

Por último, o módulo permitirá a identificação do Ciclo de Krebs como o sistema que degrada os produtos finais do metabolismo de lípidos, glúcidos e prótidos, levando assim à produção da energia que o organismo necessita.


� Distinguir diferentes pigmentos fotossintéticos;

� Identificar elementos que pertencem à estrutura dos cloroplastos;

� Compreender globalmente os fenómenos que ocorrem durante a fotossíntese;

� Identificar e caracterizar as fases da fotossíntese;

� Compreender a influência de diversos factores do meio na taxa fotossintética;

� Identificar factores limitantes do processo fotossintético;

� Reconhecer as estruturas celulares intervenientes no processo de respiração celular;

� Identificar elementos pertencentes à mitocôndria;

� Compreender o processo respiratório como um processo de degradação de compostos orgânicos, de modo a produzir energia sob a forma de ATP;

� Distinguir entre respiração aeróbia e anaeróbia;

� Identificar diferentes tipos de fermentação e suas aplicações.

Processos Celulares II



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Módulo 5: Processos Celulares II


� Introdução ao conceito de produção de energia pelos organismos vivos.

� Pigmentos fotossintéticos.

� Constituição do cloroplasto.

� Fases da fotossíntese e seus factores limitantes.

� Introdução ao conceito de mobilização de energia pelos organismos vivos.

� Constituição da mitocôndria.

� Acumulação de energia sob a forma de ATP.

� Respiração aeróbia e anaeróbia;

� Fermentação alcoólica e láctica.

Prevê-se a realização de alguns trabalhos práticos:

� Extracção de pigmentos fotossintéticos;

� Observação da fluorescência da clorofila;

� Separação de pigmentos fotossintéticos por cromatografia de papel;

� Realização de uma fermentação láctica e uma alcoólica.









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MÓDULO 6


Trata-se do primeiro módulo de Microbiologia, será, por isso de cariz essencialmente informativo, onde serão encontradas pistas a desenvolver em módulos posteriores.

O aluno entra no mundo dos seres infinitamente pequenos – o mundo dos micróbios!

Como se poderá verificar ao longo dos módulos, neste mundo dos micróbios, cuja revelação ao conhecimento humano só começou a ser feita há pouco mais de um século, reina ainda, em grande parte o impreciso e o ignorado. E a circunstância de, em relação a alguns dos fenómenos que nele ocorrem, se amontoarem hipóteses e teorias, mostra quanto aquele mundo é vasto, hermético às vezes, e, em certos casos, desesperadamente inexplicável.

No decurso desta viagem pelo mundo dos micróbios, teremos ocasião de verificar apenas uma parte do muito que se desconhece.


� Relacionar a diversidade com as condições do meio;

� Identificar os 5 reinos de Wittaker e fazer a correspondência entre eles e os dois reinos da classificação clássica;

� Reconhecer que a Microbiologia só se desenvolveu a partir do desenvolvimento da técnica;

� Reconhecer as principais diferenças entre os reinos de microrganismos;

� Conhecer as funções e distinguir os principais instrumentos usados na Microbiologia.


� Introdução: breve história da Microbiologia.

� Abundância e diversidade.

� Sistemas de classificação.

� Reinos dos seres vivos e principais diferenças entre os 3 reinos de microrganismos.

� Regras de segurança num laboratório de Microbiologia.

� Os principais instrumentos de um Microbiólogo.

Caracterização de Microrganismos



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Módulo 6: Caracterização de Microrganismos









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MÓDULO 7


É um módulo de índole teórico-prático, onde o aluno se familiarizará com os instrumentos e técnicas de análises microbiológicas.

Este tema permite a planificação de sessões laboratoriais que podem ser orientadas para o estudo de um problema concreto, local ou regional, complementado com informação de carácter teórico.

Em verdade, é nos laboratórios que se pode fazer o estudo circunstanciado, quer pela observação quer pela experimentação destes reinos da natureza, e é nos laboratórios que tem derivado a maior soma de conhecimentos a eles respeitantes.


� Distinguir conceitos como esterilização, desinfecção, agente microbicida, agente microbiostático, etc.;

� Manusear os instrumentos necessários ao reconhecimento dos microrganismos e reconhecer a sua sensibilidade;

� Conhecer a fisiologia e a morfologia de microrganismos bacterianos e não bacterianos;

� Conhecer os diferentes meios de cultura; � Reconhecer os agentes patogénicos, os úteis e os prejudiciais;

� Verificar a dependência do fago em relação à bactéria;

� Estabelecer as diferenças fundamentais entre vírus e bactérias;

� Reconhecer o vírus como agente patogénico;

� Conhecer o papel dos fungos na Natureza;

� Distinguir as algas e os protozoários dos microrganismos anteriormente citados; � Compreender as bases de imunologia e a acção dos agentes anti-microbianos


� Bactérias

� Classificação; � Exigências nutritivas; � Meios bacteriológicos; � Reprodução; � Condições físicas necessárias ao desenvolvimento; � Crescimento; � Utilização industrial.

Controlo de Microrganismos I



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Módulo 7: Controlo de Microrganismos I


� Fungos

Os Bolores

� Importância dos fungos; � Características próprias dos fungos; � Fisiologia e nutrição dos bolores; � Meio de cultura dos bolores. � Classificação; � Associação com outros microrganismos; � Utilização industrial.

As Leveduras

� As leveduras e o homem; � Classificação; � Características culturais; � Reprodução; � Utilização industrial.

� Algas

� Ocorrência, características e classificação; � Importância económica; � Os líquenes.

� Protozoários

� Ecologia; � Morfologia; � Processos reprodutivos; � Características dos principais grupos.

� Vírus

� Histórico, classificação e características; � Replicação. Isolamento e identificação; � Bacteriófagos: morfologia e estrutura; � Microscópios e microscopia; � Preparações para o exame microscópico luminoso.

Aulas práticas no laboratório:

Interpretação do plano das análises microbiológicas bem como dos respectivos resultados.



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Módulo 7: Controlo de Microrganismos I











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MÓDULO 8


É um módulo de índole teórico-prático, onde o aluno aprofundará conhecimentos de controlo microbiológico a nível de processos, bem como de execução de técnicas de análises microbiológicas.

Este tema permite também a planificação de sessões laboratoriais que podem ser orientadas para o estudo de um problema concreto, local ou regional, complementado com informação de carácter teórico.

“De onde vêm estes misteriosos agentes, tão frágeis na aparência, mas na realidade tão poderosos que, em massa tão pequena, com caracteres exteriores insignificantes, possuem uma energia excepcional?” – Pasteur.

E ainda hoje esta frase ode ser repetida porque se continua a não saber de onde eles vêm.

O segredo do trabalho laboratorial fundamenta-se na criação artificial de condições de toda a ordem, tão idênticas quanto possível às que cada espécie microbiana pode usufruir no seu ambiente natural.


� Reconhecer a importância do controlo microbiano;

� Conhecer o padrão e taxa de morte bacteriana;

� Conhecer as condições que influenciam a acção anti-microbiana;

� Conhecer o modo de acção de agentes antimicrobianos; � Diferenciar um exame físico-químico de um exame microbiológico;

� Conhecer os métodos de fazer colheitas, consoante o tipo de microrganismo a ser pesquisado;

� Identificar o tipo de microrganismos suspeitos, num determinado meio de cultura.


� Fundamentos do controlo de microrganismos.

� Controlo pelos agentes físicos � Princípios fundamentais da destruição de microrganismos por radiações;

� Efeitos da congelação sobre os microrganismos;

� Destruição térmica dos microrganismos;

� Efeitos da desidratação nos microrganismos.

Controlo de Microrganismos II



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Módulo 8: Controlo de Microrganismos II


� Controlo pelos agentes químicos

� Ácido Benzóico; � Ácido Sórbico; � Dióxido de Enxofre; � Sais e Açúcares; � Nitritos e Nitratos; � Ácido Acético e Láctico, entre outros.

� Antibióticos e outros agentes quimioterápicos.

Aulas práticas no laboratório:

Interpretação do plano das análises microbiológicas bem como dos respectivos resultados.










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MÓDULO 9


Este módulo deverá começar com uma breve história sobre a presença e papel dos microrganismos na natureza e nos alimentos.

Os organismos transmitidos pelos alimentos consideram-se dentro do ciclo dos elementos que constituem a matéria orgânica.

É um módulo de índole prática, em laboratório, onde o aluno aprofundará conhecimentos e investigará a presença de diferentes microrganismos nos vários tipos de alimentos.


� Reconhecer a importância da qualidade higiénica alimentar;

� Conhecer os processos para colher amostras para fins de análise microbiológica;

� Seleccionar o meio de cultura apropriado; � Conhecer as diferentes técnicas necessárias à análise microbiológica; � Identificar situações em que a exigência de qualidade higiénica alimentar pode reprovar

qualquer produto alimentar; � Justificar a necessidade dos produtos alimentares lançados no mercado serrem submetidos

continuamente a controlo de qualidade; � Prever correctamente os tipos de microrganismos que se podem encontrar em diversos

alimentos; � Executar análises microbiológicas a alimentos; � Conhecer sistemas integrados de controlo de qualidade alimentar; � Identificar o agente causador de determinada intoxicação alimentar.

3. Âmbito dos Conteúdo

� Técnicas de análise microbiológica do ar. � O conteúdo microbiano do ar. � Controlo dos microrganismos no ar. � Flora microbiana dos alimentos frescos. � Deterioração microbiana dos alimentos. � Exame microbiológico dos alimentos. � Preservação dos alimentos. � Alimentos fermentados. � Alimentos fabricados com o auxílio dos microrganismos. � Infecções humanas transmitidas pelo ar, pelos alimentos e pela água.

Microbiologia Alimentar



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Módulo 9: Microbiologia Alimentar









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