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MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOSMICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS
A microbiologia de alimentos estuda a influência dos microorganismos
nas características dos produtos alimentícios de consumo humano ou
animal.
A qualidade microbiológica dos alimentos está condicionada, primeiro, à
quantidade e ao tipo de microrganismos inicialmente presentes
(contaminação inicial) e depois à multiplicação destes germes no
alimento. A qualidade das matérias - primas e a higiene (de ambientes,
manipuladores e superfícies) representam a contaminação inicial. O tipo
de alimento e as condições ambientais regulam a multiplicação
Microrganismos de interesse em alimentos:
1) Deteriorantes 2) Patogênicos
3) Produtores de alimentos 4) Indicadores
Bactérias deteriorantes:
– Psicrotrófilas entre as mais importantes
• Exemplos
– Pseudomonas produz odores desagradáveis em carnes refrigeradas
– Leuconostoc produz “limo” em sucos
– Lactococcus produz ácidos em leite
Se considera alimento deteriorado aquele que sofreu danos por agentes
microbianos, químicos ou físicos tornando-o inaceitável para o consumo humano.
A deterioração de alimentos causa importantes perdas econômicas. Os agentes
microbianos causadores de deterioração podem ser bactérias, fungos ou
leveduras.
Microorganismos patogênicos transmitidos por alimentos.
Alguns patógenos podem ser veiculados por alimentos contaminados. Os
problemas causados vão desde complicações gastrointestinais, quadros
mais graves de septicemia, intoxicação e até morte.
Principais patógenos bacterianos veiculados por
alimentos:
• Salmonella
• Clostridium botulinum
• Escherichia coli O157:H7
• Campylobacter
• Staphylococcus aureus
• Listeria monocytogenes
• Vibrio cholerae
• Yersinia enterocolitica
• Infecção alimentar: ingestão dos
microrganismos patogênicos
presentes nos alimentos, que vão
crescer, invadir os tecidos e
provocar efeitos indesejáveis.
• Intoxicação alimentar: ingestão
de alimentos contaminados com
toxinas produzidas por
patógenos. Toxina estafilocócica,
toxina botulínica.
• Toxi-infecção alimentar: ingestão
de microrganismos que se
multiplicam e produzem toxinas.
Problemas causados por patógenos em alimentos
Microrganismos causadores de doenças associadas
ao consumo de alimentos
Doenças Zoonóticas (entre animais e o homem) e o agente causador
antraz - Bacillus anthracis
tuberculose - Mycobacterium tuberculosis, M. bovis
listeriose - Listeria monocytogenes
brucelose - Brucella abortus, B. melitensis
febre de Query - Coxiella burnetti
Intoxicações Alimentares
botulismo - Clostridium botulinum (patogênica)
intoxicações estafilocócica - Staphylococcus aureus
Infecções Alimentares
Enterobactérias : Shigella (shigelose); Salmonella (salmonelose, febre tifóide,
febre paratifóide); Yersinia enterocolitica (yersiniose); Escherichia coli
Bactérias de importância na saúde pública : Campylobacter; Vibrio cholerae;
Vibrio parahaemolyticus
Bactérias Gram-positivas esporuladas patogênicas : Clostridium perfringes;
Bacillus cereus; (gastroenterites)
poliomelite - Poliovirus
hepatite - Vírus da hepatite
MicotoxinasProduzidas por bolores (fungos filamentosos) - Aspergillus, Penicillium,
- Ergotismo: intoxicação causada por Claviceps purpurea em centeio
- Aflatoxinas: compostos cancerígenos produzidos em grãos e sementes
oleaginosas (castanha, amendoim, avelã)
- Fumonisinas: compostos cancerígenos produzidos em milho
Os microorganismos na produção de alimentos.
Desde os primórdios da humanidade há registros do
uso de microorganismos para produção de
alimentos, mesmo antes do conhecimento de sua
existência.
Em alguns casos os processos microbianos
promovem alterações nos alimentos que lhes confere
maior resistência a deterioração e também o
desenvolvimento de características organolépticas
(sabor, aroma, textura) mais desejáveis.
Muitos processos de fabricação de alimentos
envolvendo microorganismos se baseiam na
fermentação onde se destacam a fermentação lática
e a fermentação alcoólica (bebidas).
Culturas “starter” : • Utilizadas na produção de alimentos fermentados
• Exemplos :
– Lactococcus lactis e Lactobacillus bulgaricus (Iogurte)
– Propionibacterium shermanii (Queijo suiço)
Responsáveis pelo aroma e textura distintas
ProbióticosOrganismos que colonizam o organismo e promovem
benefício a saúde do hospedeiro.
• Exemplos:
– Bifidobacteria
– Lactobacillus casei
– Lactobacillus acidophilus
• Associados com:
– Prevenção câncer de intestino
– Redução placas colesterol das artérias
Microorganismos do Iogurte: Lactococcus thermophilus, e Lactobacillus bulgaricus
Microrganismos indicadores
• Grupos de microrganismos os quais o número ou presença é usado como
indicativo da qualidade e segurança dos alimentos
– Contagem total mesófilos, contagem bolores e leveduras
Indicam o nível de bactérias e fungos presentes no alimento
– Coliformes totais
• indica a adoção ou não de boas práticas de fabricação durante o
processamento (condições higiênico-sanitárias)
– Escherichia coli
• Indica exposição do alimento a contaminação de origem fecal
Os alimentos como substratos dos microrganismos
Todos os alimentos apresentam uma microbiota natural extremamente
variável, concentrada principalmente na região superficial, embora os tecidos
internos, possam apresentar formas microbianas viáveis
Ao lado da microbiota natural, nas diversas etapas que levam à obtenção de
produtos processados, os alimentos estão sujeitos à contaminação por
diferentes microrganismos, provenientes de manipulação inadequada;
contato com equipamentos, superfícies e utensílios; e pela atmosfera
ambiental
A definição das espécies ou grupos de microrganismos predominante em um
alimento irá depender das características inerentes a esse alimento ou
FATORES INTRÍNSECOS, bem como das condições ambientais
prevalentes e portanto FATORES EXTRÍNSECOS .
As bactérias, bolores e leveduras são os microrganismos de maior destaque
como agentes potenciais de deterioração e como eventuais patógenos ao
homem. Na grande maioria das situações, as bactérias são os
microrganismos numéricamente predominante nos alimentos,
principalmente por :
- apresentarem um tempo de geração bastante reduzido
- serem capazes de utilizar uma diversidade de substratos
- ampla variação de comportamento dos diferentes gêneros frente a fatores
ambientais
O conhecimento dos fatores (intrínsecos e extrínsecos) que favorecem ou
inibem a multiplicação dos microrganismos é essencial para entender os
princípios que regem tanto a alteração como a conservação dos alimentos.
Fatores Intrínsecos :
1. Atividade da água (Aa)
O crescimento e o metabolismo microbiano exigem a presença de água
em forma disponível e a Aa é um índice desta disponibilidade para
utilização em reações químicas e crescimento microbiano.
A adição de solutos a um líquido puro irá causar uma redução na
pressão de vapor da solução e conseqüentemente diminuir a Aa.
Sendo 1 o valor de Aa na água pura, os valores de Aa oscilarão entre 0
e 1
Aa = 0.995 : 0,88% de NaCl; 8,52% de sacarose; e 4,45% de glicose
Aa = 0.860: 18,18% de NaCl; 68,60% de sacarose; e 58,45% de glicose
0.61Leveduras osmofílicas
0.61Fungos xerofílicos
0.75Bactérias halofílicas
0.80Maioria dos fungos
filamentosos
0.88Maioria das leveduras
0.91Maioria das bactérias
Valor mínimo de AaGrupo de
microrganismos
Formas de redução da Aa:
– Adição de solutos : Sais e açúcares
– Remoção da água : Desidratação e congelamento
a) 0,98 e acima : carne frescas e peixe fresco; frutas e vegetais; leite e outros bebidas;
vegetais enlatados em salmoura e frutas enlatadas em calda leve.
b) abaixo de 0,98 até 0,93 : massa de tomate; carnes curadas; queijo Gouda; pão;
queijo processado; salsichas cozidas; carnes e peixes levemente salgados.
c) Abaixo de 0,93 até 0,85 : carne seca, presunto cru, leite condensado, queijo
cheddar maturado. Muitos bolores que produzem micotoxinas podem se desenvolver
nestas condições, mas apenas uma bactéria patogênica conhecida Staphylococcus
aureus (Aa = 0,86 � menor Aa permite crescimento patógenos bacterianos).
d) Abaixo de 0,85 até 0,60 : frutas desidratadas; farinhas; cereais; geléias; melado;
pescado fortemente salgado; nozes; alguns queijos maturados. Bactérias patogênicas
não se desenvolvem nestes intervalos de Aa. Pode ocorrer deterioração por
microrganismos xerofílicos, osmofílicos ou halofílicos.
e) Abaixo de 0,60 : Chocolate; mel; macarrão; biscoitos; batata chips, leite em pó,
vegetais desidratados. Microrganismos não se multiplicam abaixo de 0,60 � mas
podem permanecer viáveis por tempo prolongado.
Grupos de Alimentos e suas Aa
Alimentos AaCarne curada 0,87 a 0,95Queijo parmesão 0,68 a 0,76Queijo (quase todos) 0,91 a 1,00Pão 0,95 a 0,96Ovo 0,97Carne fresca > 0,95Frutos do mar e frango fresco > 0,98Vegetais e frutas frescas > 0,97Caramelo 0,60 a 0,65Frutas secas 0,51 a 0,89Mel 0,54 a 0,75Farinha de trigo 0,67 a 0,87Arroz 0,80 a 0,87Gelatina 0,82 a 0,94Geléia de frutas 0,75 a 0,80Nozes 0,66 a 0,84Bolo assado 0,90 a 0,94
Valores de atividade de água de alguns alimentos
2. Potencial Hidrogeniônico - pH
fica restrito a quase que exclusivamente às leveduras e bolores. Bactérias láticas, acéticas, e Zymomonas (esta até pH 3.7)
pH < 4.0Alimentos muito ácidos
predominância de leveduras oxidativas ou fermentativas e de bolores (em aerobiose). Algumas bactérias láticas e esporogênicas(Bacillus e Clostridium).
pH entre 4.5 e 4.0Alimentos ácidos
predominância de crescimento bacteriano - em face do menor tempo de geração
pH > 4.5Alimentos de baixa acidez
Classificação dos alimentos de acordo com o pH
Alimento pHBrócolis 6,5Aspargos 5,7-6,1Couve de bruxelas 6,3Batata 5,3-5,6Maçã 2,9 – 3,3Morango 3,0 –3,9Laranja (suco) 3,6 – 4,3Frango 6,3 – 6,4Carne bovina moída 5,1 – 6,2Presunto 5,9 – 6,1Salsichas 6,2Atum 5,2 – 6,1Camarão 6,8 – 7,0Peixe fresco 6,6 – 6,8Leite 6,3 – 6,5Queijo 4,9 – 5,9Creme de leite 6,5
Valores de pH de alguns alimentos
�Clostridium botulinum patógeno que suporta menor pH � 4.6, abaixo
deste, nenhum patógeno de alimentos é capaz de se desenvolver.
� Determinados alimentos são mais resistentes à mudança de pH que
outros, são os chamados alimentos tamponados. As carnes, por exemplo,
apresentam maior capacidade tamponada que as verduras e hortaliças.
3. Potencial de Oxido-Redução - Eh
É uma medida da tendência de um sistema reversível de doar e receber
elétrons. Mede a facilidade com que o substrato (alimento) capta ou cede
elétrons.
Quanto menor Eh maior será a capacidade de ceder elétrons.
+ 100 a + 350Anaeróbios Facultativos
+ 30 a - 250 (melhor = -150)• na ausência de O2 toleram substrato com Eh elevado (+ 370)• na presença de O2 este limite cai para + 100
Anaeróbios
+ 350 a + 500Aeróbios
Eh de crescimento (em mV)Microrganismos
Potencial de óxido-redução necessário para crescimento microbiano
Microaerófilas: multiplicam-se melhor em Eh baixo � bactérias lácticas.
Exemplos de valores de Eh de alimentos:
Leite +200 a +400Queijo tipo Cheddar +300 a –100Queijo tipo suíço -50 a –200Carne in natura -60 a –150Suco de uva +409
4. Conteúdo de nutrientes
Os microrganismos variam as suas exigências quanto aos fatores de multiplicação
e à capacidade de usar os diversos substratos que constituem os alimentos:
a. Fonte de carbono: pode limitar a multiplicação dos microrganismos. Os
polissacarídeos, como o amido e a celulose, são utilizados diretamente por um
número restrito de microrganismos. Os bolores são de particular interesse na
deterioração de matérias - primas que contenham esses substratos. Os óleos e as
gorduras são “atacados” por m.o. lipolíticos (Pseudomonas, Achromobacter,
Alcaligenes e outros); entretanto, um número elevado de microrganismos não possui
a capacidade de se multiplicar nestes substratos.
b. Fonte de nitrogênio: além de outros compostos nitrogenados, é normalmente
constituída pelos aminoácidos, nucleotídeos, peptídeos e proteínas.
c. Fonte de vitamina: os alimentos possuem geralmente as quantidades necessárias
para o crescimento dos microrganismos; entretanto, as frutas, pobres em vitaminas do
complexo B, desfavorecem a multiplicação de algumas bactérias.
d. Sais Minerais: em pequenas quantidades, mesmo assim são indispensáveis
5. Constituintes antimicrobianos
Devido à presença natural de constituintes antimicrobianos, alguns produtos
de origem animal e vegetal são mais resistentes a ação de microrganismos:
a. Ovo: além de apresentar a proteção da casca, a clara possui a lisozima
(muramidase), que destrói a parede celular das bactérias.
b. Amora: possui o ácido benzóico, que atua principalmente contra os fungos.
c. Cravo da Índia: possui óleos essenciais (principalmente o eugenol) e
lipídeos com ação antimicrobiana.
d. Canela: possui o aldeído cinâmico.
e. Leite: mesmo sendo um produto altamente perecível, possui em sua
composição substâncias antimicrobianas (lactenina e fator anti-coliformes),
que mantém a estabilidade microbiana do produto nas 2 primeiras horas
depois da ordenha.
6. Estruturas biológicasConstituem também uma barreira ou obstáculo para o acesso dos
microrganismos às partes perecíveis (aquela que apresenta nutrientes) de alguns
alimentos. Tais estruturas podem ser representadas por cascas de sementes,
nozes, arroz, cascas ou películas de frutas, casca do ovo.
7. Microbiota do alimentoA competição da microbiota do alimento também atua favorecendo ou inibindo
algumas espécies ou grupos de microrganismos. As bactérias lácticas podem
produzir ácido láctico, ou mesmo bacteriocinas, que inibem ou eliminam certos
microrganismos patógenos do alimento.
Alguns tipos de leveduras podem consumir os ácidos orgânicos dos alimentos
ácidos, fornecendo condições para a multiplicação de microrganismos, que
tinham sua multiplicação inibida pela acidez.
O Staphylococcus aureus e o Clostridium botulinum, são maus competidores e
não se desenvolvem adequadamente em alimentos que apresentem elevadas
contagens de outros microrganismos (alimentos crus como carnes, pescados).
Fatores Extrínsecos:
1. Temperatura
O crescimento microbiano apresenta uma faixa muito ampla de temperaturas
(-8 até +90°C). A temperatura exerce influência mar cante nas características :
- duração da fase lag
- velocidade de crescimento
- o número final de células de uma população
- na composição química e enzimática da célula
Classificação dos microrganismos de acordo com temperatura ótima de crescimento
12-15Psicrófilos
20-40Psicrotrófilos
30-45Mesófilos
55-75Termófilos
Temperatura ( oC )Microrganismos
� os psicrotrófilos são de extrema importância como agentes deteriorantes
de alimento (Pseudomonas, Actinobacter, Vibrio, Lactobacillus, Bacillus,
etc) e também alguns patógenos como Listeria monocytogenes.
� a maior parte das bactérias termófilas de importância alimentícia estão
incluidas no gênero Bacillus e Clostridium .
� entre os mesófilos destacam-se as bactérias patogênicas e
deteriorantes, alguns bolores e leveduras
� os psicrófilos estritos ocorrem mais em ambientes marinhos e em locais
que a temperatura permanece constantemente reduzida.
� alguns microrganismos permanecem viáveis durante longos períodos de
tempo em alimentos congelados
2. Umidade relativa ( UR )
A umidade relativa interfere diretamente na atividade de água do alimento.
Se armazenarmos um alimento de baixa Aa em ambiente com alta UR, a
Aa do alimento aumentará, podendo sofrer deterioração por
microrganismos. O binômio UR/temperatura não pode ser desprezado,
sendo que, no geral, quanto mais elevada a temperatura de estocagem,
menor deverá ser a UR, sendo o inverso verdadeiro.
3. Atmosfera - presença de gases
A armazenagem de alimentos em atmosfera contendo CO2 é conhecida como
estocagem em “atmosfera controlada ou modificada”, sendo utilizada, em
muitos países, para frutas (maçãs e peras), provocando o retardo da
deterioração, causada por fungos filamentosos.
Tal efeito se deve, provavelmente, à inibição do etileno (que atua nas frutas
como fator de envelhecimento) pelo gás carbônico. A concentração de
dióxido de carbono geralmente não excede 10%.
� Atmosferas controladas têm sido também muito utilizadas para estender
o armazenamento de carnes, sendo as bactérias Gram-negativas
(Pseudomonas) mais sensíveis ao gás carbônico do que as Gram-positivas,
ou seja, as bactérias lácticas e as anaeróbias são mais resistentes.
� Certos vegetais, principalmente as frutas, são preservados em
atmosfera contendo ozônio (2 - 3 ppm), não sendo recomendado a sua
utilização em alimentos com elevado teor lipídico, pois poderá acelerar a
rancidez. Tanto o ozônio como o gás carbônico são eficientes para retardar
as alterações superficiais em carnes estocadas por período longo.
Fatores Intrínsecos e Extrínsecos
TEORIA DOS OBSTÁCULOS OU BARREIRAS
“Qualidade e segurança alimentos”
Combinação entre fatores intrínsecos e os extrínsecos
� Teoria dos obstáculos de Leistner.
Obstáculos geralmente considerados na conservação dos alimentos:
- temperatura (elevada ou baixa),
- atividade de água (Aa),
- pH (acidificação),
- potencial redox,
- conservantes (nitritos, sorbatos e sulfitos),
- atmosfera modificada
- microrganismos competitivos
A atuação sinérgica desses fatores melhora a estabilidade (aumento da
vida útil) e, consequentemente, a qualidade do alimento, tornando-o
inócuo à saúde do consumidor.
A combinação de fatores extrínsecos e fatores intrínsecos pode servir como “obstáculo” ou “barreira” aos ataques dos microrganismos
Teoria dos obstáculos – Leistner
• São os fatores intrínsecos e extrínsecos que afetam a vida e a morte
dos microrganismos.
• A ação conjunta ou de mais de dois fatores podem potencializar ou não
e até mesmo limitar, o efeito isolado dos fatores sobre os
microrganismos.
• impede a deterioração
• veiculação de doenças
• aumenta a vida útil dos produtos
• garante a qualidade dos alimentos
Classificação dos Alimentos pela facilidade com que se alteram
1. Alimentos não perecíveis - não são alterados facilmente (açucar,
farinha)
2. Alimentos semi-perecíveis - conservando e manipulando de forma
apropriada permanecem sem alteração (batatas, maças, nozes..)
3. Alimentos perecíveis - inclui os alimentos mais importantes do consumo
cotidiano, os quais se alteram com facilidade (carnes, pescados, a maioria
das frutas, hortaliças, ovos, leite).