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UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE FARMÁCIA DANIEL LACERDA DE AZEVEDO INGRID MARQUES PEREIRA KAMILLA GONÇALVES DA CUNHA FERREIRA LILIANE GUIMARAES DE ASSUNÇÃO FARIAS MILENA GUERRA RODRIGUES MIQUELY DO COUTO LOPES RAQUEL CAROLINE ARAUJO DE SOUZA SYMON DA COSTA CRUZ TAIANARA DE SOUZA CASTRO TAMARA JANE DE ALMEIDA ALVARENGA VANESSA PAIVA VIEIRA ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA Principais métodos de identificação e quantificação de microrganismos em alimentos MANAUS - AM 2022 2 DANIEL LACERDA DE AZEVEDO INGRID MARQUES PEREIRA KAMILLA GONÇALVES DA CUNHA FERREIRA LILIANE GUIMARAES DE ASSUNÇÃO FARIAS MILENA GUERRA RODRIGUES MIQUELY DO COUTO LOPES RAQUEL CAROLINE ARAUJO DE SOUZA SYMON DA COSTA CRUZ TAIANARA DE SOUZA CASTRO TAMARA JANE DE ALMEIDA ALVARENGA VANESSA PAIVA VIEIRA Principais métodos de identificação e quantificação de microrganismos em alimentos Atividade prática supervisionada apresentado ao Instituto de Ciências e Saúde da Universidade Paulista, como parte dos requisitos para obtenção do de nota parcial para a disciplina APS. Orientador: Prof. Fábio Raphael Moreira Cáuper Manaus - AM 2022 3 INTRODUÇÃO Inicialmente, a análise microbiológica de alimentos era utilizada para testar o produto cuja liberação dependia do resultado dela. Lotes com resultados negativos eram liberados para a distribuição, enquanto os lotes positivos eram reprocessados ou descartados. Embora essa abordagem tenha reduzido a liberação de produtos contaminados ao mercado, não ajudou a prevenir produtos contaminados ou melhorar de maneira eficiente a produção. Atualmente, a abordagem mais eficaz de segurança de alimentos tem por objetivo eliminar os patógenos alimentares por meio de uma atuação proativa, considerando desde os ingredientes até o produto, ou seja, utilizando a implementação do sistema de Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle. Prevenindo a entrada dos patógenos no processo produtivo ou reduzindo-os a níveis aceitáveis, e com controle microbiano nos locais críticos, o produto deve sair de acordo com as especificações desejadas. Portanto, hoje, o foco da segurança de alimentos está baseado na prevenção e no controle dos processos. Analisar amostras ambientais e de alimentos quanto à presença de bactérias patogênicas, deteriorantes, fungos e toxinas, é uma prática-padrão para garantir a segurança e a qualidade do alimento. 1- OBJETIVO Demonstrar os principais métodos de identificação e quantificação de microrganismos em alimentos utilizados em diversos setores da indústria alimentícia. TIPOS DE MÉDOTOS CONVENCIONAIS Os métodos convencionais de cultivo de células normalmente requerem vários dias antes de a colônia do organismo-alvo ficar visível, obtendo um resultado contestável do teste. Apesar dessa limitação, muitos métodos convencionais são reconhecidos e aprovados para uso internacional pelas ISO ou FDA, e são procedimentos considerados como o “padrão ouro”, aos quais todos os outros são comparados. Os métodos convencionais são relativamente fáceis de utilizar, porém requerem pessoal. do laboratório treinado para preparo de amostras e interpretação dos resultados. Boas práticas laboratoriais são necessárias para o preparo da amostra e dos meios, e a maior parte do material necessário é consumível e descartável. Existe uma grande quantidade de companhias que produzem meios desidratados, meios prontos em placas e placas para amostragens. 4 IMUNOLÓGICOS Os métodos imunológicos são, em sua maioria, baseados na afinidade da ligação antígeno- anticorpo e utilizam a tecnologia do ensaio imunoenzimático indireto (ELISA). Anticorpos com alta especificidade a um antígeno do organismo-alvo são ancorados em uma superfície sólida, como as cavidades de uma placa de microtitulação. Se estiver presente na amostra, o antígeno-alvo irá ligar-se ao anticorpo, e o organismo não alvo será removido por lavagens subsequentes. Um segundo conjugado de anticorpo a uma enzima (p. ex., horseradish peroxidase) é então adicionado, o qual se ligará ao complexo superfície-célula-anticorpo preexistente, formando o que é conhecido como um “sanduíche anticorpo-antígeno-anticorpo”. A presença da célula-alvo é visualizada pela adição do substrato da enzima, resultando em uma reação colorimétrica ou fluorescente, cuja intensidade determina a presença ou a ausência do organismo-alvo na amostra original. MOLECULARES Os métodos moleculares têm por base principalmente a reação em cadeia da polimerase (PCR). Sendo baseado no DNA, o método pode ser de alta precisão e não está sujeito a variações devido a expressão da proteína, como pode ocorrer com os métodos imunológicos que se baseiam na estrutura da superfície celular. Contudo, a detecção em geral ocorre após a demorada etapa de enriquecimento para aumentar o organismo-alvo a cerca de 104. Como nos outros métodos, os moleculares necessitam de pessoal treinado no laboratório para análises de amostras. PRINCIPAIS MÉTODOS DE ANÁLISES MICROBIOLÓGICA EM ALIMENTOS MEIOS DE CULTURA A microbiologia de alimentos convencional requer o uso de caldos e ágares para cultivo do(s) organismo(s)-alvo. Esses meios devem suprir as necessidades nutricionais e fisiológicas do organismo. Portanto, os meios devem ser desenvolvidos com proteína suficiente, carboidratos, minerais e com o pH adequado, e serem incubados sob condições favoráveis de temperatura e disponibilidade de oxigênio por um período apropriado. Em termos gerais, meios na forma de caldo ou ágar sólido podem ser: (a) não seletivos ou capazes de permitir a multiplicação da maioria dos organismos da amostra; (b) seletivos para favorecer a multiplicação do organismo-alvo; 5 (c) semisseletivos e diferenciais nos quais o organismo-alvo seja presuntivamente identificado com base na morfologia das colônias, incluindo cor na presença de outros organismos. DETERMINAÇÃO DO NÚMERO MAIS PROVÁVEL A determinação do número mais provável (NMP) de coliformes em uma amostra é efetuada a partir de aplicação da técnica de tubos múltiplos. Esta técnica é baseada no princípio de que as bactérias presentes em uma amostra podem ser separadas por agitação, resultando em uma suspensão de células bacterianas, uniformemente distribuídas na amostra. A técnica consiste na inoculação de volumes decrescentes da amostra em meio de cultura adequado ao crescimento dos microrganismos pesquisados, sendo cada volume inoculado em uma série de tubos. Por meio de diluições sucessivas da amostra, são obtidos inóculos, cuja semeadura fornece resultados negativos em pelo menos um tubo da série em que eles foram inoculados; e a combinação de resultados positivos e negativos permite a obtenção de uma estimativa de densidade das bactérias pesquisadas pela aplicação de cálculos de probabilidade. Figura 1- Técnica de tubos múltiplos. Fase presuntiva: consiste em fazer a homogeneização e transferência de alíquotas e/ou diluições da amostra para tubos de ensaios contendo, no fundo, um tubo invertido para coleta de gás (tubo de Durhan), em caldo lauril triptose. Todos os tubos são incubados a 35°C durante 24 a 48 horas e posterior identificação dos que tiverem crescimento positivo de coliformes totais. O resultado é identificado pela ocorrência de reação ácida (coloração amarelada) ou produção de gás (retida no tudo de Durhan). 6 Fase confirmativa: efetua-se o repique (transferência de alíquotas com alça de platina) dos tubos presuntivos positivos para tubos preparados da mesma forma que no anterior, porém contendo caldo verde brilhante. Todos os tubos são incubados a 35°C durante 24 a 48 horas e posterior identificação dos que tiverem crescimentopositivo de coliformes totais, identificado pela ocorrência de produção de gás nos tubos de Durhan. TIPOS DE PLAQUEAMENTO PLAQUEAMENTO EM SUPERFÍCIE O método também é conhecido como contagem do número de células viáveis em uma determinada população, também denominada Contagem em Placa. Trata-se de um método indireto que se baseia no princípio de que cada célula viável, quando presente no meio sólido, pode se multiplicar repetidas vezes e origina uma colônia visível a olho nu. A técnica se baseia no princípio de que quando se espalha uma quantidade suficientemente pequena de material, pode-se obter células individuais, separadas uma das outras, permitindo que o crescimento de uma célula não interfira com o da outra. Provavelmente cada colônia isolada é descendente de uma única célula e, portanto, uma cultura pura. Partindo da suposição de que as células com as quais estamos trabalhando não se agregam, cada uma dará origem a uma colônia. Contando as colônias que cresceram nas placas, teremos o número de bactérias da cultura que estamos ensaiando. Porém, como algumas bactérias formam agrupamentos ou arranjos, não é possível fazer esta relação, ou seja, estabelecer o n.º de colônias e o n.º de células. Por isso, o resultado deve ser expresso em UFC (Unidades Formadoras de Colônias). 4.1.4- TÉCNICA POR ESPALHAMENTO “SPREADER PLATE” É um método comumente empregado na análise de alimentos. Amostras de alimentos são maceradas e diluições do produto são pipetadas em placas de Petri esterilizadas contendo o meio de cultura requerida para a análises. Após incubação, as colônias bacterianas são contadas em um contador de colônias que pode ser manual ou digital. O método de contagem total de microrganismos de alimentos por meio de placas baseia-se no plaqueamento de alíquotas do alimento homogeneizado e de suas diluições, onde é utilizado o meio de cultura Ágar Padrão para Contagem. A mudança de temperatura e tempo de incubação permite a contagem de grupos diferentes de microrganismos como: psicrotróficos, mesófilos, termófilos e termodúricos. A contagem é expressa em número de bactérias por mililitro do meio de cultura ou UFC/mL. 7 Figura 2- Técnica por espalhamento ou “Spreader Plate”. TÉNICA EM MISTURA (“POUR PLATE”) É também conhecida como técnica em profundidade. Nesta a amostra é diluída em tubos diluentes e adicionadas alíquotas em uma placa de Petri esterilizada vazia, onde posteriormente será adicionado ágar liquefeito (fundido), e após solidificação, as placas serão incubadas. Como alguns microrganismos são retidos abaixo da superfície do ágar durante a solidificação, a placa mostrará colônias na superfície e colônias situadas logo abaixo da mesma. Esta técnica é recomendada para isolamento de microrganismos móveis ou quando há suspeita de microrganismos anaeróbios e muito utilizado para a contagem microbiana em diferentes diluições, em uma análise de alimento. Figura 3- Técnica por derramamento ou “Pour Plate”. MÉTODOS RÁPIDOS As novas tecnologias para a identificação de patógenos são mais rápidas do que os métodos convencionais e estão cada vez mais automatizadas. Os procedimentos convencionais são, por natureza, trabalhosos e consomem muito tempo. Por isso, inúmeros métodos rápidos têm sido desenvolvidos para encurtar o tempo entre a coleta da amostra de alimento e a obtenção do resultado. ELISA Os ensaios imunoenzimáticos (ELISA) são amplamente utilizados em microbiologia de alimentos. O ELISA em geral é realizado utilizando anticorpos mono e policlonais sobre placas para capturar o antígeno-alvo. O antígeno capturado é então detectado usando um segundo anticorpo conjugado a uma enzima. A adição de um substrato facilita a visualização do antígeno-alvo. Os métodos ELISA oferecem especificidade e podem ser automatizados. 8 TÉCNICAS DE BIOLUMINESCÊNCIA DE ATP A molécula de adenosina trifosfato (ATP) é encontrada em todas as células vivas (eucarióticas e procarióticas). Dessa forma, sua presença indica que existem células vivas. O limite de detecção é por volta de 1pg de ATP, o que é equivalente a 1.000 células bacterianas com base na suposição de 10-15g de ATP por célula. Entretanto, a bioluminescência por ATP é usada sobretudo como um método de monitoramento da higiene, e não para a detecção de bactérias. A bioluminescência por ATP pode ser utilizada como meio de monitoramento do regime de limpeza, sobretudo em um ponto crítico de controle (PCC) em sistemas de Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle (APPCC). MÉTODOS PARA TIPIFICAÇÃO MOLECULAR A tipificação de micro-organismos é uma ferramenta importante para a investigação de surtos e fiscalização, tanto em âmbito nacional como internacional. A tipificação molecular precisa ter alto poder discriminatório para poder distinguir isolados relacionados dos não relacionados. Eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE) A PFGE é aplicada em muitas bactérias, sendo um dos métodos de fiscalização mais amplamente utilizados; ver Seção 1.12.3. Em geral é o método de genotipificação de escolha, ou “padrão ouro”, ao qual outros métodos de genotipificação são comparados. O CDC, como também outras autoridades sanitárias, padronizaram o método PFGE para alguns patógenos específicos. Esse é o método atualmente utilizado no PulseNet para as atividades de vigilância das infecções de origem alimentar por Salmonella, E. coli O157, Shigella spp., L. monocytogenes, C. jejuni e norovírus. ANEXO Link de acesso para o vídeo: <https://drive.google.com/file/d/1PVZZjXFkNvZsHGJj- r99BA0RosiZA4M3/view?usp=drivesdk> https://drive.google.com/file/d/1PVZZjXFkNvZsHGJj-r99BA0RosiZA4M3/view?usp=drivesdk https://drive.google.com/file/d/1PVZZjXFkNvZsHGJj-r99BA0RosiZA4M3/view?usp=drivesdk 9 REFERÊNCIA FORSYTHE, S. J. Métodos de detecção e caracterização. In: FORSYTHE, S. J. Microbiologia da segurança dos alimentos. Porto Alegre: Artmed, 2013. p. 295-325. ONÓRIO, DANIELI FERREIRA; SEIXAS, FLÁVIO AUGUSTO VICENTE. Uso de FT- NIR para a identificação e quantificação de microrganismos em alimentos. Uningá Review Journal, v. 3, n. 1, p. 3-3, 2010. COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO. Norma Técnica n. 5
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