ecologia microbiana das carnes

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26/06/2017
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Ecologia microbiana dos 
alimentos
Biodiversidade de carnes
Produtos enlatados 
Outros produtos
Prof. Uelinton Pinto
Capacidade de sobrevivência ou 
multiplicação
Fatores 
intrínsecos
aW
pH
Eh
Composição
Fatores 
extrínsecos
Temperatura
UR
Atmosfera
Fatores implícitos
Interações 
positivas 
Interações 
negativas
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Como elas se adaptam às diversas variações impostas pelo ambiente?
Como as células integram estímulos 
externos em seu interior? 
Bactérias deterioradoras
Proteínas
Deterioração de leite e derivados
Gorduras Lactose
Gosto amargo
Gelatinização
Rancidez
Flavour de sujo
Flavour metálico
Acidez 
Acidez
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- Alta atividade de água;
- Rica em substâncias nitrogenadas;
- Minerais;
- pH favorece o crescimento da maioria dos micro-
organismos.
Carne: excelente meio de cultura
Condições de criação dos animais
Ambiente do matadouro
Operações de abate
Evisceração 
Manipulação pós-abate 
Fontes de contaminação
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Carnes PSE (Pálida, Flácida e Exsudativa) - estresse no 
momento do abate  acúmulo de lactato (redução rápida do 
pH) + temperatura alta do músculo  carne libera água, 
torna-se flácida e com coloração amena.
Carnes DFD (Escura, Firme e Seca) - estresse prolongado 
antes do abate  esgota as reservas de glicogênio  impede 
o declínio normal do pH  músculo retém mais água, fica 
firme e de coloração escura  mais susceptível à deterioração 
microbiana
Fatores que afetam a ecologia 
microbiana em carnes - pH
Micro-organismos deterioradores
Grande potencial de deterioradores –
carnes e produtos cárneos
1. Estocagem resfriada e aeróbica
• Pseudomonas
• Alcaligenes
• Acinetobacter
• Psychrobacter
• Moraxella
• Enterobacteriaceae
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Alterações em condições de aerobiose
Limosidade superficial:
- Pseudomonas e Alcaligenes: carnes frescas
refrigeradas
- Micrococos e leveduras: salsichas e lingüiças
Rancificação; Fluorescência; Produção de
pigmentos; Odores e sabores estranhos.
Crescimento microbiano em carne vermelha refrigerada e estocada em aerobiose
(DAINTY & MACKEY, 1992)
Brochotrix thermosphacta
Bactérias láticas
Enterobactérias
Pseudomonas
Tempo em dias
Odor 
indesejável
Fatores extrínsecos – atmosfera gasosa
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Alterações em condições de anaerobiose
São causadas por bactérias aeróbias facultativas e
anaeróbias: crescem no interior da carne:
Acidificação: acúmulo de ácidos orgânicos (fórmico, acético,
propiônico): Clostridium butíricos e coliformes.
Putrefação: decomposição anaeróbia de proteínas,
produção de substâncias de odor desagradável: H2S,
indol, escatol, putrescina, cadaverina. Clostridium e
bactérias aeróbias facultativas.
Crescimento microbiano em carne vermelha refrigerada e estocada a vácuo
(DAINTY & MACKEY, 1992)
Bactérias láticas
Brochothrix thermosphacta
Enterobactérias
Pseudomonas
Tempo em semanas
Fatores extrínsecos – atmosfera gasosa
Carne embalada a vácuo  ácida, adocicada ou rançosa
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Alterações em carnes e derivados 
produzidas por micro-organismos
Produtos fermentados (secos/semisecos) 
leveduras e fungos
Enlatados esterilizados comercialmente  gás 
e putrefação por Bacillus sp., Clostridium sp.
Jay, cap. 5
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Biodiversidade microbiana de 
Alimentos Enlatados
Classificação dos alimentos segundo o pH
Baixa acidez - pH > 4,6
• produtos cárneos e marinhos; leites; alguns 
vegetais (milho, vagem)
Ácidos - pH 4,0 - 4,6
• frutas (tomates, peras)
Muito ácidos - pH < 4,0
• frutas, sucos de frutas, picles, chucrute
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ESTERILIDADE COMERCIAL
O que é?
Ausência de:
• Micro-organismos capazes de multiplicar e
de deteriorar o produto nas condições
normais de armazenamento
• Micro-organismos patogênicos capazes de
multiplicar no produto
Pasteurização < 100ºC
• Temperatura baixa – Tempo longo (LTHT)
– 62,8 ºC por 30 min
• Temperatura alta – Tempo curto (HTST)
– 71 ºC por 15 segundos
– Eliminar células vegetativas de patógenos, 
reduzir deterioradores a níveis aceitáveis
TRATAMENTO TÉRMICO
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Branqueamento < 100ºC
Primariamente usado para frutas e 
hortaliças
• Elimina alguns micro-organismos
• Inativa enzimas
• Remove oxigênio dos tecidos
• Fixa cor
TRATAMENTO TÉRMICO
TRATAMENTO TÉRMICO
Esterilização comercial > 100ºC – popularmente 
conhecido como apertização (enlatados)
Enlatados: alimentos estáveis, térmicamente processados, 
embalados em recipientes selados hermeticamente
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Efeito do calor nos alimentos
– Inativa micro-organismos
– Inativa muitas enzimas
– Destrói algumas vitaminas
– Aumenta vida útil
– Modifica textura
– Modifica gosto
1 TEMPO/TEMPERATURA
combinação necessária para inativar micro-
organismos resistentes
2 CURVAS DE PENETRAÇÃO DE CALOR
- características de aquecimento do alimento
- características da embalagem (forma, tamanho, 
material)
DETERMINAÇÃO DO TRATAMENTO 
TÉRMICO
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ALIMENTOS DE BAIXA ACIDEZ - pH > 4,5
inativação de esporos de Clostridium botulinum
ALIMENTOS DE ALTA ACIDEZ - pH < 4,5
inativação de deterioradores : fungos, leveduras e 
bactérias lácticas ou esporuladas
TRATAMENTO TÉRMICO
Esterilização comercial
TRATAMENTO TÉRMICO DE ALGUNS ALIMENTOS
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• Fatores que afetam a penetração do calor:
 tamanho da embalagem
 forma da embalagem
 consistência e espessura do alimento 
(características reológicas do meio) 
 natureza do alimento (particulado vs
líquido)
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
Consideração:
• Inativação de micro-organismos pelo calor é 
Logarítmica
– Se, 90% da população é inativada no primeiro
minuto de aquecimento, então:
– 90% dos sobreviventes são inativados no 
segundo minuto e,
– 90% dos sobreviventes serão inativados no 
terceiro minuto e etc…..
CURVAS DE INATIVAÇÃO TÉRMICA
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log10N
Tempo (min)
1 ciclo log 
valor D (min) 
Curva de destruição 
térmica
TEMPO DE REDUÇÃO DECIMAL - D
Valor D
• Tempo necessário para reduzir em 90% a 
população a uma dada temperatura.
• D = tempo p/ redução de um ciclo log a 
Temperatura T(°C)
• D a 121 C é também conhecido como Dref 
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Consideração: Sob condições de temperatura constante, 
a mortalidade de uma população microbiana é uma 
função logarítmica do tempo
N0 é o número inicial de bactérias, 
N é o número de bactérias no tempo t de exposição 
a uma dada temperatura, 
D é uma taxa constante de inativação de bactérias 
(em minutos) a uma dada temperatura
t= valor F  tempo para reduzir “x” logs de m.os.
Ou
t= D.(logNo-logN)
Valor D para algumas bactérias importantes
em alimentos termicamente processados
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Tempo de morte térmica – Valor F
• Tempo para inativar um certo número de micro-organismos a uma 
temperatura específica. 
• Fo: valor de referência, em minutos, a 121 C (~ 2,52 min). Destruição 
“12D” de C. botulinum (Conceito 12D)
• Outro ex. de valor F: 
63 C por 30 min é o tempo de pasteurização. F da pasteurização, F63C = 30 
min
Conceito 12D
• Em 1012 recipientes contendo 1 esporo de C. botulinum em cada, apenas um 
recipiente sobraria com 1 esporo.
• Fo= Dref (loga – logb)  Dref do C. botulinum é 0,21 min
• 2,52 min a 121C. Normalmente tomado como 3 min.
Temp (oC) D (min)
110 19,65
113 10,46
115 4,92
118 2,56
121 1,23
Valor D para Clostridium sporogenes PA 
3679 em função da temperatura
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log10D
Temp (oC)
1 ciclo
valor Z (oC)
Valor Z
Valor Z (oC) aumento de temperatura necessário para 
reduzir 10 vezes o valor D 
Valor z  D em função da temperatura
T1 e T2 são duas temperaturas (oC) dentro de uma faixa estabelecida, 
z é uma constante logarítmica (oC).
Valor Z (oC) aumentode temperatura necessário para 
reduzir 10 vezes o valor D 
Ou
Z= T2-T1/(logDT1-
logDT2)
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Exercício
Tratamentos térmicos 
equivalentes
Tem que conhecer o Z e também um tratamento específico
Neste caso, seria FT1 e FT2
Ex.: Pasteurização
Lenta  63C, F é 30 min = Rápida  72 C, F é 20 segundos
Qual o tratamento térmico 
equivalente na temperatura 
de 67 C?
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• Tipo e espécie
• Fase de crescimento e estado fisiológico
• Estado (biofilme, planctônico)
• Condições físico-químicas do ambiente
Fatores que afetam a resistência térmica de 
populações microbianas
• Após envase:
– Simples
– Forma mais antiga de conservação pelo calor 
(apertização – esterilização comercial)
• Antes do envase:
– Menor dano ao produto
– Requer condições de envase asséptico
TRATAMENTO TÉRMICO ANTES OU APÓS ENVASE
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Armazenamento 
*
Exaustão
passagem das latas
por túnel com injeção
de vapor. Remove O2
residual da salmoura
Recravação *
somente 
vapor
de água fica
na lata
Resfriamento *
35-37 °C
água clorada
Enlatamento
com adição 
de salmoura
Branqueamento*
Água 85-90 °C, auxilia na
fixação da cor, inativação
de enzimas, melhora
textura, remove O2 dos
tecidos
ETAPAS BÁSICAS DO ENLATAMENTO
Seleção
Recepção e 
lavagem da 
matéria-prima
Água clorada
15 ppm
Esterilização

Comercialização
CAUSAS DAS ALTERAÇÕES DE UM 
ALIMENTO ENVASADO
 Natureza química
corrosão interna da lata
liberação de H2
 mais comum em alimentos ácidos
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CAUSAS DAS ALTERAÇÕES DE UM 
ALIMENTO ENVASADO
 Natureza física
• enchimento excessivo da lata
• ausência ou espaço livre inadequado
• exaustão deficiente
• operação incorreta da autoclave
• vácuo excessivo da lata
CAUSAS DAS ALTERAÇÕES DE UM 
ALIMENTO ENVASADO
Natureza química
Natureza física
Natureza microbiológica
• Resfriamento inadequado
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CAUSAS DAS ALTERAÇÕES DE UM 
ALIMENTO ENVASADO
Natureza química
Natureza física
Natureza microbiológica
• Resfriamento inadequado
• Armazenamento altas temperaturas
Germinação de esporos termófilos e 
consequente multiplicação
CAUSAS DAS ALTERAÇÕES DE UM 
ALIMENTO ENVASADO
Natureza química
Natureza física
Natureza microbiológica
• Resfriamento inadequado
• Armazenamento altas temperaturas
• Sub-processamento térmico
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CAUSAS DAS ALTERAÇÕES DE UM 
ALIMENTO ENVASADO
Natureza química
Natureza física
Natureza microbiológica
• Resfriamento inadequado
• Armazenamento altas temperaturas
• Sub-processamento térmico
• Vazamento das latas
Microbiota mista
CAUSAS DAS ALTERAÇÕES DE UM 
ALIMENTO ENVASADO
 Outros tipos de deterioração
• ferrugem
• corrosão externa
 Natureza química
 Natureza física
 Natureza microbiológica 
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ALTERAÇÕES DE NATUREZA 
MICROBIOLÓGICA
 Deterioração pré-processamento térmico ou 
deterioração incipiente
 causa: tempo de espera muito longo até a esterilização
• cultivos
 Ausência de crescimento no produto acabado
 Gera falhas no vácuo
 Produto com características alteradas (pH, 
sabor, odor, precipitados etc.)
ALTERAÇÕES DE NATUREZA 
MICROBIOLÓGICA (cont)
 Deterioração por resfriamento inadequado
das latas, após a esterilização comercial
• esporos de micro-organismos termófilos
podem multiplicar
 Cultivo
• Micro-organismos termófilos
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Outros alimentos
 Produtos com alto teor de áçucar: balas, 
chocolates, xaropes, méis, doces
Leveduras osmofílicas e fungos xerofílicos
Peróxido de hidrogênio
Lisozima
Compostos fenólicos
Ácidos orgânicos (pH 4)
Aw ~ 0,55-0,65
Bebidas carbonatadas (refrigerantes)
 baixo pH (<4); alta conc. CO2; conservantes
 deterioração por leveduras e bac. ácido lático
Falhas no processamento (limpeza 
inadequada dos equipamentos, controle de 
qualidade inadequado dos ingredientes)
Deterioração: produção de gás excessiva, 
turbidez ou sedimentação, odores e sabores 
desagradáveis 
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Cruz, 2012
Sucos refrigerados
http://www.citrosuco.com.br/pt/fabrica.php
Leveduras fermentativas, bolores, bactérias acidúricas
Contaminação pós-processamento ou equip/ mal sanitizados
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Condimentos
 Havendo correta 
desidratação/armazenamento raramente 
deterioram-se
 Muitos possuem antimicrobianos naturais
Problema de contaminação com esporos de 
bolores  contaminam outros produtos
 relatos de contaminação com patógenos
 BPF, irradiação
Maionese
 conservação por adição de ácidos (pH entre 
3,6 – 4,0) e benzoato de sódio e sorbato de 
potássio. Aw – 0,93
 deterioração: separação de fase, oxidação 
dos óleos por ação química ou biológica, 
produção de gases e odores butíricos por 
micro-organismos
 Zygosaccharomyces bailii; Saccharomyces; 
Lactobacillus
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Cervejas
 Viscosidade,  bactérias do ácido lático 
(Lactobacillus, Pediococcus). 
 Acidez  Acetobacter.
 Turbidez e maus odores  Zymomonas e 
leveduras selvagens (Saccharomyces).
Vinhos
 Formação de filme na superfície  levedura 
Candida valida.
 Acidificação  Acetobacter  oxidação do 
etanol a ácido acético.
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Referencias
Sperber, W.H.; Doyle, M.P. Compendium of the 
microbiological spoilage of foods and 
beverages. Springer, 2009.
Doyle, M.P.; Buchanan, R.L. Food microbiology: 
fundamentals and frontiers. 4th ed., 
Washington, DC, ASM., 2013, p.111- 126. 
QS – Prof. Uelinton Pinto - USP
https://www.youtube.com/watch?v=zyNMWjd7ds8&feature=yo
utu.be
Vídeos de interesse
Bonnie Bassler – Ted talk
https://www.youtube.com/watch?v=TVfmUfr8VPA