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TECNOLOGIA DE PRODUTOS DE ORIGEM ANIMAL FATORES RELACIONADOS A CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS Intrísecos: relacionados com as características próprias do alimento Extrínsecos: relacionados com o ambiente em que o alimento se encontra FATORES INTRÍSECOS E EXTRÍNSECOS QUE CONTROLAM O DESENVOLVIMENTO MICROBIANO Intrísecos Atividade de água Acidez Potencial de oxi-redução Composição química Presença de fatores antimicrobianos naturais Interações entre os microrganismos presentes nos alimentos Extrínsecos Umidade Temperatura ambiente Composição química da atmosfera que envolve o alimento FATORES INTRÍNSECOS Atividade de água (Aa) Microrganismos necessitam de água para sobrevivência. A água precisa estar disponível – água ligada a macromoléculas não pode ser aproveitada pelos microrganismos O parâmetro que mede a disponibilidade de água em determinado alimento ou solução denomina- se “atividade de água” (Aa) Aa: relação existente entre a pressão parcial de vapor da água contida no alimento (P) e a pressão parcial de vapor da água pura (Po), a uma dada temperatura Aa = P/Po Os valores de Aa variam de 0 a 1 Aa reduzida: • desidratação • congelamento • adição de sal e açúcar – por reduzir valor de P – redução variável em função da natureza da substância adicionada, quantidade de temperatura. Microrganismos apresentam um valor mínimo, ótimo e máximo de Aa p/ sua multiplicação. Bactérias requerem maiores Aa em relação aos fungos 0,60 é considerado o valor de Aa limitante p/ multiplicação dos microrganismos Efeito da diminuição da Aa: aumento da fase lag, diminuição da velocidade de multiplicação e do tamanho da população microbiana final. Microrganismos que crescem em condições extremas • Halófilos: organismos extremófilos que podem desenvolver-se em ambiente com altas concentrações de sal. • Xerófilos: é um organismo adaptado à vida num meio seco, num meio com pouca umidade. • Osmófilos: Preferem pressões osmóticas elevadas. Altas concentrações de açúcar. Acidez (pH) Microrg. possuem pH mínimo, ótimo e máximo p/ multiplicação O pH entre 6,5 e 7,5 é o mais favorável p/ a maioria dos microrg. Sensibilidade à variação de pH: bactérias (patog.) > leveduras > bolores Em função do pH os alimentos podem ser divididos em 3 grupos: Baixa acidez: pH > 4,5: mais sujeitos à contaminação bacteriana (patogênicos e deteriorantes) Ácidos: pH entre 4 e 4,5: predominam leveduras, bolores e poucas espécies bacterianas, principalmente bactérias láticas e algumas espécies de Bacillus Muito ácidos: pH < 4: restrito a bolores e leveduras. pH desfavorável: aumento da fase lag pH diferente do pH neutro: capacidade de multiplicação dos microrganismos depende de sua capacidade de modificar o pH adverso. pH ácido: aminoácido-descarboxilases dos microrganismos são ativadas, resultando na produção de aminas que aumentam o pH pH alcalino: aminoácido-desaminases dos microrganismos são ativadas, resultando na produção de ácidos orgânicos que reduzem pH. Potencial de oxi-redução (Eh) É a facilidade com que determinado substrato ganha ou perde elétrons Quando elemento perde elétrons – oxidado Quando elemento ganha elétrons – reduzido Quando ocorre a transferência de elétrons de um composto para outro, estabelece-se uma diferença de potencial entre os mesmos que pode ser medida com instrumentos apropriados – expressa em volts (V) ou milivolts (mV). Qto + oxidado um composto + positivo o Eh > quantidade de O2 Qto + reduzido um composto + negativo o Eh < quantidade de O2. Potencial de oxi-redução (Eh) aeróbios: Eh positivo (entre +350 e +500mV) abrange a maioria dos bolores, as leveduras oxidativas e muitas bactérias, principalmente as deteriorantes microaerófilas (Lactobacillus e Streptococcus) – multiplicam-se melhor em condições ligeiramente reduzidas Potencial de oxi-redução (Eh) Anaeróbios: baixos valores de Eh (inferiores a –150 mV) espécies de bactérias patogências (C. botulinum) e deteriorantes. Espécies de Clostridium como o C. perfringens podem ser aerotolerantes. Anaeróbios facultativos: multiplicam-se bem tanto em condições de aerobiose quanto de anaerobiose. Composição química Para sua multiplicação, os microrganismos necessitam de nutrientes fonte de energia: açúcares, álcoois, aa e lípides (+ raro) fonte de N: aa, nucleotídeos, peptídeos, e proteínas complexas vitaminas: complexo B, biotina e ácido pantotênico - + importantes (bactérias G+: + exigentes que G- e bolores) sais minerais: Na, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, P e S. Fatores antimicrobianos naturais Substâncias naturalmente presentes em alguns alimentos, com capacidade de retardar ou impedir multiplicação microbiana Cravo: eugenol Alho: alicina Canela: aldeído cinâmico e eugenol Orégano: timol e isotimol Mostarda: alil-isotiocianato Leite: lactoferrina, lisozima, nisina, imunoglobulinas, macrófagos e linfócitos SLP – sistema lactoperoxidase: libera O2 pela quebra de peróxidos, promovendo a oxidação de grupos SH de enzimas vitais para o microrganismo – bactericida para bactérias G- e bacteriostático para batérias G+ Interações entre microrganismos Microrganismo, ao se multiplicar, produz metabólitos que podem afetar (positiva ou negativamente) a capacidade de sobrevivência e multiplicação de outros microrganismos. Bactérias láticas – produtoras de ác. lático – podem alterar o pH do alimento, tornando-o ácido demais para outros microrganismos Formação de compostos alcalinos (aminas) – aumento do pH Tiamina e triptofano – produzidas por Pseudomonas aeruginosa – essenciais para S. aureus. Bacteriocinas: substâncias produzidas por microrganismos – atividade bactericida – são consideradas conservadores “naturais” Bacteriocinas e bactérias produtoras de bacteriocinas têm sido muito utilizadas na indústria de alimentos com o intuito de controlar o desenvolvimento de microrganismos patogênicos e/ou deteriorantes (ex: nisina X clostridios e bacillus). Exclusão competitiva: adição de microrganismos inofensivos a um produto pode estimular o processo competitivo existente entre os componentes da microbiota presente – microrganismos patogênicos podem ficar desfavorecidos na competição e serem eliminados ou terem a população reduzida para prevenir Salmonella e Campylobacter em frangos – colonização da superfície epitelial do TGI de aves recém- nascidas com microrganismos inócuos. FATORES EXTRÍNSECOS Temperatura ambiental Fator ambiental mais importante que afeta a multiplicação de microrganismos. Microrganismos podem se multiplicar em uma faixa bastante ampla de temperatura. Classificação de acordo com a temperatura de multiplicação Psicrófilos e psicrotróficos multiplicam-se bem em temperatura de refrigeração, sendo os principais agentes de deterioração de carnes, pescados, ovos e aves – Pseudomonas, Flavobacterium, Microccus. No grupo dos mesófilos está a maioria dos patogênicos e importantes p/ os alimentos. Termófilos importantes em alimentos: Bacillus e Clostridium. Os fungos crescem em faixa de temperatura mais ampla que as bactérias – muitos se multiplicam em alimentos refrigerados. Leveduras não toleram bem temperaturas altas – são predominantemente mesófilas e psicrófilas. Umidade relativa do ambiente (UR) Apresenta estreita correlação com a atividade de água Quando o alimento está em equilíbrio com a atmosfera: UR = Aa x 100 Conservação do alimento: UR ambiente > Aa alimento - alimento absorve umidade do ambiente, causando aumento em sua Aa. UR ambiente < Aa alimento - alimento perde água, causando diminuição em sua Aa. Composição gasosa do ambiente Composição gasosa do ambiente pode determinar os tipos demicrorganismos que poderão predominar: Presença de oxigênio - aeróbios Ausência de oxigênio - anaeróbios Atmosfera modificada: O2 é total ou parcialmente substituído por outros gases – atmosfera controlada contendo composições diferentes de gases (O2, N, CO2, CO, NO e dióxido de enxofre) - aumentar a vida útil Embalagem a vácuo – bastante empregadas em carnes. CURVA DE “CRESCIMENTO” / MULTIPLICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS Encontrando no alimento substrato adequado ao seu crescimento e multiplicação, os microrganismos iniciam sua proliferação que se processa em etapas sucessivas e em diferentes graus de intensidade “Curva de crescimento dos microrganismos” – representada por um gráfico: Ordenada: logaritmo do número de microrganismos viáveis por mililitro Abscissa: unidades de tempo AB – Fase de latência (“lag phase”): não há multiplicação de microrganismos adaptação ao meio BC – Fase logarítmica (fase log): desenvolvimento atinge ao máximo e é constante fase de maior atividade microbiana e maior consumo de nutrientes. CD – Fase estacionária: no de microrganismos se estabiliza - esgotamento de nutrientes e própria ação metabólica DE – Fase de destruição: o número de células viáveis decresce de forma constante até seu nível mais baixo Objetivo principal na conservação de alimentos? Extensão da fase latência. Reduzindo o grau de contaminação inicial. • criando condições desfavoráveis para os microrganismos. Métodos de conservação • Baseados na eliminação total dos microrganismos ou supressão de um ou mais fatores essenciais, tornando o ambiente desfavorável para manifestações vitais. CONSERVAÇÃO Proteção do alimento contra ação de microrganismos, assegurando características que ostentavam em seu estado original (caracteres sensoriais e valores nutritivos). ALTERAÇÃO DOS ALIMENTOS Processos físicos, químicos e biológicos alteram qualidades sensoriais e de sanidade; Grau: composição, presença de enzimas e microrganismos. OBJETIVOS Dilatar “vida de prateleira” e manter, por maior tempo possível, as características e valor nutritivo. Estabilizar oferta de produtos. Estratégia contra os microrganismos: • 1. Impedir que cheguem ao produto • 2. Destruí-los caso já tenham atingido o alimento • 3. Impedir sua multiplicação INDICAÇÃO Natureza, origem, estado físico do alimento; Tempo de conservação. CONDIÇÃO Íntegra condição sanitária. Precárias condições não são corrigidas por processos de conservação. CARACTERÍSTICAS Ação direta sobre o microrganismo. Ação indireta sobre o microrganismo, modificando o substrato.