Ecologia Microbiana de Alimentos

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Ecologia Microbiana de Alimentos 1
Ecologia Microbiana de Alimentos 
Fatores intrínsecos
Fatores Extrínsecos
Fatores Implícitos
FATORES INTRÍNSECOS
São relativos às características do próprio alimento
FATORES EXTRÍNSECOS
Estão relacionados ao ambiente onde o alimento se encontra
FATORES IMPLÍCITOS
São decorrentes da presença ou atividade de outros microorganismos 
FATORES INTRÍNSECOS
 - Atividade de água (Aw) e Pressão osmótica
 - pH
 - Potencial de Oxirredução
 - Nutrientes
 - Inibidores
 - Estruturas Biológicas
 1. Atividade de água 
→ Índice de disponibilidade de água para que o crescimento microbiano e para reações químicas é necessário que haja água disponível no 
alimento
Aw = P / Po → Pressão de vapor da solução / pressão de vapor da água pura
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Água no alimento: 
Livre → Atividade de água 
Adsorvida 
Ligada
Isotermas de Sorção
Como a Atividade de Água afeta o crescimento microbiano?
→ Água disponível interfere na velocidade de reações vitais para microorganismos
Valores mínimos de Aw para crescimento de alguns grupos de microorganismos 
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→ Alimentos com atividade de água abaixo de 0,60, não possuem crescimento de microorganismos (estáveis do ponto de vista microbiológico)
Efeito da diminuição da Aw sobre o crescimento microbiano → Prolongamento da fase lag, redução da velocidade de crescimento e redução 
do tamanho da população final
1.1 Pressão osmótica 
→ Efeito da concentração de solutos 
→ Força exercida pelas moléculas de soluto que tentam atingir o equilíbrio osmótico 
Condição Osmótica Ideal para célula microbiana → Ligeiramente hipotônico
Estresse osmótico → Meio hipertônico = saída de água da célula 
Resposta microbiana ao estresse osmótico
Acúmulo de solutos compatíveis
Íons K+ 
Aminoácidos (glutamato, prolina, alanina, glutamina) 
y-aminobutirato, glicina betaína, sacarose, trealose, glicerol, etc. 
Classificação de microorganismos quanto à necessidade de sal 
Não Halofílicas (crescem melhor na ausência de sal)
Halotolerantes (crescem bem na presença e na ausência de sal)
Halofílicas (exigem sal pra crescer)
Halófilos Extremos (exigem elevadas concentrações de sal) 
Levedura Osmofílica: As leveduras osmofílicas são aquelas que dependem de altas concentrações de açúcar para se desenvolver. 
2. pH
→ Concentração de H+ 
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→ Serve para medir o grau de acidez, neutralidade e alcalinidade de determinada solução
pH = -log [h+] (ácidos inorgânicos fortes)
pH = pKa + log10 [A-] / [HA] (ácidos orgânicos fracos)
Efeito do ácido na célula microbiana
Ácido ionizado → Prótons praticamente não entram na célula, pois a superfície externa da célula microbiana possui carga positiva
Ácido não-ionizado → Ausência de carga não causa repulsão, podendo permear a célula. 
Quando o ácido não dissociado entra no citosol da célula, encontra um ambiente e favorece sua dissociação, tendo a se ionizar, liberando 
prótons H+ no citoplasma, acidificando o meio intracelular.
Classificação dos microorganismos quanto ao PH
Acidófilos: pH ótimo se encontra abaixo de 7
Neutrófilos: pH ótimo se encontra próximo de 7
Alcalifílicos: pH ótimo se encontra acima de 7
→ A maioria dos microorganismos crescem melhor em pH próximo a neutralidade
Adaptação microbiana à presença de ácidos fracos 
Em meio ácido: 
Descarboxilação de aminoácidos com liberação de aminas
Em meio alcalino: 
Desaminação do aminoácido em liberação dos ácidos orgânicos 
3. Potencial de Oxirredução (Eh)
→ Facilidade com a qual o substrato ganha ou perde elétrons
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Microorganismos aeróbicos necessitam de valores de Eh positivos (oxidantes) enquanto microorganismos anaeróbios requerem valores 
de Eh negativos (redutores) 
O potencial redox de um alimento depende:
Da composição (agentes redutores e oxidantes presentes)
Da capacidade de balanceamento, isto é, da resistência do alimento em modificar seu Eh
Da tensão de oxigênio da atmosfera em contato com o alimento
Do acesso que a atmosfera tem ao alimentos (embalagens com diferentes permeabilidades ao oxigênio, embalagem a vácuo, atmosfera 
modificada)
Substâncias dos alimentos que ajudam a manter condições redutoras: 
Os grupamentos - SH em produtos de origem animal
O ácido ascórbico e açúcares redutores em frutas e vegetais
A oxidação de lipídeos interfere com o Eh em produtos lácteos 
Fracionamento de alimentos (pedações maiores comparados à carne moída, p ex.) interferem com o potencial redox
Microorganismos aeróbios diminuem a concentração de O2 no meio, reduzindo o Eh
O Eh do meio pode ser reduzido pela produção de substâncias redutoras como o H2S. 
4. Nutrientes 
Nutrientes Complexos 
ex. Polissacarídeos, proteínas e lipídeos
Nutrientes não disponíveis 
ex. Vitaminas, minerais como ferro
Nutrientes Escassos
ex. Água
5. Inibidores
Ácidos orgânicos: Acético, lático e cítrico
Compostos fenólicos: Derivados do ácido hidroxicinâmico (ác. p-coumárico, ferúlico, caféico e clorogênico), taninos. 
Sistemas Antimicrobianos: Lisozima (clara de ovo), lactoperioxidase (leite)
Óleos essenciais: Eugenol (cravo), timol (tomilho), carvracol (orégano), alicina (alho), aldeído cinâmico (canela)
Outros: Lactoferrina, ovotransferrina
6. Estruturas Biológicas 
→ Barreiras mecânicas para a penetração de microorganismos 
Exemplos: Cascas, películas, pele 
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FATORES EXTRÍNSECOS
1. Temperatura
Microorganismos
1. Psicrófilos → Microorganismo mesófilo que consegue crescer em temperaturas de refrigeração.
2. Mesófilos 
3. Termófilos 
O que ocorre com o microorganismo abaixo da temperatura mínima? 
O microorganismo paralisa suas reações, pois as enzimas não se encontram na temperatura ótima de ação
Paralisa o transporte transmembrana 
Diminui a fluidez da membrana, dificultando a entrada de nutrientes na célula e a remoção de subprodutos tóxicos
A célula não morre
O que ocorre com os microorganismos em temperaturas superiores à temperatura máxima? 
Desnaturação proteica irreversível 
Lise térmica
Morte celular → perda da viabilidade 
Adaptações microbianas ao choque frio 
Aumento de ácidos graxos insaturados nos fosfolipídeos de membrana e síntese de proteínas do Choque Frio
Adaptações microbianas ao choque térmico 
Aumento do ácidos graxos saturados nos fosfolipídeos de membrana 
Síntese de proteínas do Choque Térmico 
2. Umidade Relativa do ambiente 
A umidade do ambiente de estocagem dos alimentos interfere com a Atividade de Água dos mesmos 
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URE = Aw x 100
Alimentos com Aw baixa podem absorver umidade do ambiente → Aumento do risco de crescimento microbiano 
Alimentos com Aw alta podem perder água para o ambiente → Alterações sensoriais
3. Atmosfera Gasosa 
A atmosfera do ambiente de estocagem dos alimentos interfere com o Eh dos mesmos
Embalagem a vácuo
CO2
Ozônio 
FATORES IMPLÍCITOS 
Dizem respeito à presença ou atividade de microorganismos nos alimentos que interferem no desenvolvimento de outros microorganismos
1. Estimulação do crescimento
Produção de metabólitos (vitaminas, hidrólise de polissacarídeos, proteínas e lipídeos) 
Mudança no pH, Eh e Aw
Degradação de substâncias inibidoras
2. Inibição do crescimento - Antagonismo 
Competição por nutrientes
Produção de substâncias inibidoras (ácidos orgânicos, antibióticos, peróxido de hidrogênio, bacteriocinas ) 
Mudanças de pH e Eh 
Teoria de Barreiras → Somatório de condições estressantes ao microorganismo, que juntos inibem o crescimento dos mesmos
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