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Introdução à Epidemiologia
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Causas de alteração dos Alimentos
Introdução à Epidemiologia
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Causas de alteração dos Alimentos
Factores que condicionam a actividade microbiana:
A razão de existência dos MO é a autoperpetuação, para o que é necessário:
	- substrato adequado
	- contaminação
	- possibilidade de multiplicação.
Poluição e fase de declínio
A selecção natural e selecção microbiana:
 composição química
 estrutura
 Textura
 pH
 aW
 potencial de oxiredução
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Causas de alteração dos Alimentos
	FACTORES INTRÍNSECOS:
			(ecologia)
	a) Composição estrutura e textura
		Muito exigentes
		Pouco exigentes
		Autotróficos
		Barreiras à progressão
		Textura
	b) pH
		preferências individuais dos MO.
		A variação de pH em vários alimentos.
c) aW
Medida da água disponível
 preferências individuais do MO
 métodos de fazer variar o aW: humetantes, liofilização, secagem, congelação.
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Causas de alteração dos Alimentos
	Microrganismo	 pH mín.		pH máx.
	Escherichia Coli	 4,4		9,0
Salmonella typhi	 4,5		8,0
Streptococcus lactis	 4,3		 - (Adaptado de J. M. Jay)
Lactobacillus spp	 3,0		7,2
Bolores		 1,5 - 2,0		11,0
Leveduras		 1,5		8,0 - 8,5
Clostridium botulinum > 4,5
Salmonella spp	 > 4,5
	Microorganismo			aW mínimo.	
Staphilococcus aureus			0,76
Cl botulinum tipo A			0,94
Cl botulinum tipo E			0,97 (Adaptado de J. M. Jay e H Sinnen)
Bactérias de deterioração		0,91
Leveduras deterioração		0,88
Bolores deterioração			0,80
Bactérias halófilas			0,75
Bolores xerófilos			0,65
Leveduras osmófilas			0,60
	
e) Substâncias inibidoras.
	Lactenina nos leites crús, que é anticoliforme
	Nisina (Streptococcus lactis) inibe Clostridium botulinum
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Causas de alteração dos Alimentos
d) Potencial de oxiredução 
Tipo respiratório: relacionado com a produção de energia intracelular.
MO aeróbios: captação de e- e H+ pelos citocromos e fixação no O2 livre. 	Existência de catalase.
MO anaeróbios: captação de e- e H+ por outros receptores
MO facultativos: captação de e- e H+ pelos citocromos ou por outros receptores
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Causas de alteração dos Alimentos
FACTORES EXTRÍNSECOS
a) Temperatura
	Intervalo de temperaturas, temperatura óptima
	Tempo de geração
	Conceito TTT -Tolerância ao Tempo/Temperatura
	Regra de Jensen.
Tempo de geração de E. coli:
		Graus C			Tempo
		10			14h 20 mn
		15			120 mn
		20			90 mn
		25			40 mn
		30			29 mn
		35			22 mn
		40			17,5 mn
		45			20 mn
		47,5			77 mn
(Em Curso de Microbiologia Aplicada às Indústrias Alimentares (I. Cruz))
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Causas de alteração dos Alimentos
	TEMPERATURAS 	 MÍNIMA	ÓPTIMA	MÁXIMA
Termófilos		40/45	55/75	60/90
Mesófilos		5/15	30/45	35/47
Psicrófilos		-5/+5	12/15	15/20
Psicrotróficos	 -5/+5	25/30	30/35
	
Grupos
 Psicrófilos
 Mesófilos
 Termófilos.
 Psicrotróficos.
(Em Curso de Microbiologia Aplicada às Indústrias Alimentares - Cruz)
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Causas de alteração dos Alimentos
	Alimento com
aW baixo
	Ambiente com
HR alta
	
Alimento com
aW alto
	Ambiente com
HR baixa
b) Humidade relativa 
Conceito intimamente ligado ao aW.
	Perdas de peso
	Condensações
	
	
água
Consequências: actividade microbiana, alterações de textura, etc
água
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Causas de alteração dos Alimentos
c) Presença e concentração de gases.
	CO2
	Azoto
	Ozono
ENZIMAS ENDÓGENAS E REACÇÕES QUÍMICAS
 Controlo dos processos metabólicos na célula viva:
	Sistema nervoso
	Sistema hormonal
	Feed back
 Lisossomas, catepsinas, metabolismo em geral: autólise por enzimas lipolíticas, proteolíticas, hidrolases. Autoxidação das gorduras 
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CONTAMINANTES
 Pesticidas, herbicidas, anti abrolhantes, desfolhantes, micotoxinas
 Promotores de crescimento, hormonais ou  agonistas.
 Aditivos com finalidade tecnológica, nutritiva ou funcional, 
 Medicamentos.
 Aditivos destinados aos alimentos dos animais.
 Contaminantes provenientes do ambiente - embalagem, produção, (Pb, Cu, Hg, Cd), radio isotopos, …
BSE
Causas de alteração dos Alimentos
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BETA AGONISTAS
De constituição química semelhante à adrenalina ou noradrenalina, provocam o aumento de deposição de proteína e redução de deposição de gordura.
O modo de acção não é bem conhecido, mas parece exercerem o seu efeito nos receptores beta tipo 2, os quais predominam nos músculos lisos, adipócitos e músculos estriados, entre outros.
	
Promovem o aumento de deposição de proteína muscular em detrimento de outros órgãos, mas podem induzir disfunções que comprometem o bem estar e a própria vida dos animais.
A própria saúde dos consumidores poderá estar comprometida por ingestão de resíduos.
Causas de alteração dos Alimentos
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Causas de alteração dos Alimentos
Origem dos MO
 Das plantas - Alcaligenes, Achromobacter, Lactobacillus, Micrococcus, Streptococcus, Pediococcus,…
 Dos animais - Grande variedade e mais Escherichia, Sighella, Proteus, Clostridium, Streptococcus, Salmonella,…
 Do solo - Bacillus, Clostridium, Aerobacter, Micrococcus, Streptococcus,…
 Da água - Bacillus, Micrococcus, Pseudomonas, Chromobacterium,…
 Do ar - sem microflora específica, que provém das outras origens 
Modos de contaminação dos alimentos.
 Manipulação - mãos, vestuário, respiração, contacto.
 Equipamento - facas, tubagem, depósitos, bombas de transfega, máquinas em geral.
 Instalações - concepção, chão, paredes, tectos, ar exterior não filtrado, água não tratada.
 Água.
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Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
Definição
Âmbito
Modo de acção
Aplicações
Prevenir perdas de qualidade
Prevenir perdas de peso
Expansão mundial de produtos regionais
Conservação de alimentos
Auxiliar tecnológico
Regra dos 3 P’s:
Produtos sãos desde o Princípio
Refrigeração Precoce
Refrigeração Permanente
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Tratamentos pelo frio - Refrigeração
Métodos de Tratamento e Conservação de Alimentos
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Tratamentos pelo frio - Congelação
 Definição
 Âmbito
Modo de acção
Aplicações
Idem refrigeração
Conservação a mais longo prazo
Auxiliar tecnológico.
Regra dos 3 P’s:
Produtos sãos desde o Princípio
Refrigeração Precoce 
Refrigeração Permanente, MAIS
Congelação rápida, e
Armazenamento à mais baixa temperatura
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
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Regras de aplicação
 Deve preferir-se uma congelação rápida:
 previne perdas de peso por evaporação ou gotejo.
 evita tempo de permanência no intervalo entre 0º e -12ºC
 Armazenamento no estado congelado:
 Ventilação mínima
 Abrigo da luz
 Manter a HR
 Higiene rigorosa
 Escolha criteriosa da embalagem
 Qualidade inicial do produto (gordura e sua distribuição) para obviar a dessecações superficiais e oxidações.
 Prazo de conservação - dessecação, queimaduras pelo frio.
 Oscilações térmicas – cristais de gelo, dessecações localizadas, 
 Vantagem da congelação - conservação por largos períodos de tempo
 Desvantagem da congelação – Grande consumo de energia, algumas reacções químicas não são anuladas.
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
Tratamentos pelo frio - Congelação
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Pasteurização:
 Temperaturas inferiores a 100º C
 Não destroem totalmente microrganismos nem enzimas.
 Utilização de mais um método (semiconservas).
Esterilização: 
 Temperaturas superiores a 100º C.
 Inactivação completa de microrganismos e enzimas.
 Produtos estáveis durante longos períodos de tempo.
Pasteurização
História – Nicholas Appert, 1809
Objectivos:
 Controlo da flora microbiana putrefactiva.
 Controlo de todas as formas vegetativas patogénicas.
 Microrganismo de referência - Mycobacterium tuberculosis.
 Obriga a outro método de tratamento
Tratamentos pelo calor - Pasteurização
Métodosde Transformação e Conservação dos Alimentos
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Modalidades de aplicação
Ex.: Leite pasteurizado, fiambre. 
Cuidados:
 Manuseamento posterior.
 Recontaminação.
 Conservação.
Tratamentos pelo calor - Pasteurização
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
Pasteurização alta 		72C durante 15 s
Pasteurização baixa		68C durante 15 mn, ou
				62C durante 30 mn
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Objectivos:
 Inactivação de toda a flora microbiana vegetativa e esporolada.
 Destruição de enzimas.
 Microrganismos de referência – Bacillus stearothermophilus, Clostridium botulinum.
 Longos períodos de conservação.
 Ex.: Leite UHT, latas de salsichas.
Adjuvantes de Esterilização
Definição - produtos, técnicas ou operações que aumentem a eficiência da esterilização, como sejam:
 pH – este parâmetro assume importância relevante
 aW
 ácidos
 açúcar
 sal
 ………….
	
Tratamentos pelo calor - Esterilização
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Classificação de alimentos de acordo com o seu pH
Pouco ácidos 		pH> = 5		produtos animais e alguns vegetais
Medianamente ácidos	5,0> pH> 4,5	muitos pratos cozinhados e molhos.
Ácidos 			4,5> pH> 3,7	frutos: tomate, pêra, ananás e outros.
Muito ácidos 		pH <3,7)	pickles, citrinos.
São também considerados como adjuvantes de esterilização:
 Higiene de matérias prima.
 Higiene de processos.
 Higiene de instalações e equipamentos.
 Higiene de aditivos e ingredientes.
 Regras de enchimento e cravação.
 Higiene da água de processamento e arrefecimento.
Tratamentos pelo calor - Esterilização
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
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Tabelas de esterilização
 Tempo.
 Temperatura.
 Dimensões do contentor (lata).
Controlo da esterilização
 Arrumação das latas no autoclave.
 Estudos de esterilização.
Avaliação da eficiência da cravação. 
 Arrefecimento rápido post esterilização.
 Temperatura de armazenagem.
 Prevenção das condensações.
 Marcação de unidades contaminadas: Tratamento suficiente para, a pH≥4,5, inactivar uma concentração de 105 esporos de Clostridium sporogenes .
Tratamentos pelo calor - Esterilização
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
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Generalidades:
 Retirar água ao alimento de forma a que se possa conservar sem recurso a outro método.
 Reduz-se a actividade da água.
 É o método de conservação mais corrente (cereais).
Actividade da água – aw
 Água nos alimentos no estado:
 fortemente ligada à matriz
 fracamente ligada à matriz
 água livre		 Água susceptível de se utilizada por MO e E. 
 Varia entre 0 e 1.
 Abaixo de 0,6 já não há MO e E a funcionar.
 Abaixo de 0,7 já não há perigo de multiplicação de MO responsáveis pelas infecções e intoxicações alimentares.
 Pode não eliminar os MO, mas somente impedi-los de funcionar.
 Varia com a temperatura (atenção às variações de temperatura durante a conservação)	
Redução da Actividade da Água - Desidratação
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
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Secagem - bases técnicas
 Os alimentos contêm água
 Essa água pode evaporar, de acordo com a temperatura (pressão de vapor pV)
 Quanto mais elevada é a temperatura, maior é a pressão para se evaporar.
 Para essa temperatura há uma quantidade máxima de água que o ar pode receber (pressão de vapor saturado pVs).
 aw =pV/pVs à mesma temperatura.
 O ar ambiente tem também vapor de água a uma determinada pressão pV.
 A essa temperatura a quantidade máxima de vapor que o ar pode receber corresponde à pressão de vapor saturada pVs.
 A humidade relativa do ar (HR) é a razão entre estas duas grandezas, tal como a aw, mas multiplica por 100. Varia de 0 a 100.
 HR= pv/pVs à mesma temperatura.
Redução da Actividade da Água - aw
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
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Consequências:
 O ganho ou perda de água de um alimento dependerá da sua aw e da HR: a mais elevada cederá água à menos elevada.
 Um alimento com uma aw estabilizada pode perder a estabilidade se for exportado para um país mais quente, pois a aw é dependente da temperatura.
 O conhecimento da aw de um produto e das aw máxima, mínima e óptima dos MO, permite-nos deduzir da estabilidade de um produto.
 Associando a este conhecimento os demais parâmetros intrínsecos e extrínsecos, como o pH e a temperatura, podemos avaliar a sua estabilidade com elevado grau de confiança.
 A associação de vários métodos, mais que um efeito aditivo, tem um efeito exponencial.
Redução da Actividade da Água - aw
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
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Redução da Actividade da Água - aw
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
Ar à entrada
T = 70ºC
HR = 7,8 mm Hg
Ar à saída
T < 70ºC
HR > 7,8 mm Hg
PRODUTO
T = 30C
pV=30mm Hg
Esquema simplificado de um túnel de secagem:
O produto alimentar vai secando ao longo do tempo
Métodos de secagem:
 aplicação de vácuo.
 arrastamento por ar.
 contacto com superfícies metálicas aquecidas.
 instalações de pulverização.
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Liofilização
 Técnica se secagem.
 congelação prévia do produto a secar
 sublimação de gelo (câmara de vácuo).
Vantagens
 O produto a desidratar está congelado e, portanto, estabilizado. 
 mais fácil rehidratação.
Desvantagem 
Custo mais elevado – congelação + secagem (alto consumo de energia). Utiliza-se em produtos de grande valor unitário e menores volumes.
Redução da Actividade da Água - aw
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
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Membranas filtrantes
Utilizam-se membranas com poros de dimensões variadas, que podem:
 Remover a parcialmente a água (concentração).
 Remover grande parte dos MO (filtração tangencial – leite).
 Reter outros componentes.
Remoção Física de Componentes - Filtração
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
Generalidades
Aplicam-se para separação em líquidos.
Exemplos:
 Remoção de água – concentração de leite e soro
Remoção de sais ou bactérias
Concentração de proteínas
O líquido está contido num sistema, confinado por uma membrana permeável:
Alguns componentes saem – permeado.
Outros não – retentado.
No caso de uma filtração, a força de separação é a pressão hidrostática
Álvaro Pegado Mendonça
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Processos Membranários
Tipos de Operações
Microfiltração:
Poros com Ø > 0,2 µm
Baixa pressão
Retentado de pequena quantidade
Exemplos:
Remover partículas de salmoura
Remover partículas de água para efluentes
Retirar bactérias de leite magro
Standardização de gordura no leite
Álvaro Pegado Mendonça
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Processos Membranários Microfiltração
Álvaro Pegado Mendonça
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Processos Membranários
Aplicações variadas – alimentos, medicamentos, electrodiálise, dessalinização,…
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Irradiação - base técnica
 Aplicação de certo tipo de energia
 Durante um período determinado de tempo.
 Sem que aumente a radioactividade normal do alimento.
 A dose de radiação permitida vai até 10.000Gy (10kGy).
 A irradiação não se destina a substituir as boas práticas fabris
Radiações ionizantes
 raios gama de alta energia - cobalto 60 e césio 137.
 raios X - energia máxima de 5 milhões de electrovolts.
 electrões acelerados - energia máxima de 10 milhões de electrovolts.
Vantagens
 Não se encontrou ainda nenhuma prova da sua nocividade
 Poucas modificações químicas.
 Qualidade nutricional não é também alterada
 Não há indícios de produção de produtos perigosos
 Os custo da instalação e operação são competitivos
 Estudos demonstraram haver nítida preferência do consumidor
Tratamento por Irradiação
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
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A incorporação de compostos químicos nos produtos alimentares implica uma cuidadosa selecção quanto à sua inocuidade.
Salga
Acção bacteriostática.
Actua por redução da aw.
Atenção aos halófilos (crescem preferencialmente com altas concentrações de sal).
Salga a seco e salga húmida.
Exemplos: presunto, queijo, caviar, arenques e anchovas.
É um processo distinto da cura (sais de nitrito e nitrato).
Cura
Processo que utiliza simultaneamente sal, nitrato de sódio ou potássio e nitrito de sódio.
Procura-se: melhorar a cor, o aroma o sabor e opoder de conservação dos produtos.
Modo de acção:
 acção antimicrobiana directa sobre a flora proteolítica.
 selecção específica de microrganismos com interesse tecnológico (flora láctica).
 Inibição de microflora responsável por intoxicações, nomeadamente C. botulinum.
 Efeito cancerígeno potencial.
Métodos Químicos de Tratamento - Salga
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
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Acidificação - Adicionam-se ácidos ou promove-se a sua produção.
Objectivos:
Aromas e sabores específicos de cada ácido (vinagre, limão, …)
Efeito inibidor de MO por acção do pH e de efeitos antimicrobiano directo.
Ex: pickles, queijos, iogurte, alguns enchidos.
Métodos Químicos de Tratamento - Acidificação
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
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Fumagem
Objectivos:
 Acção sobre o aroma e sabor, a cor e a textura.
 Acção anti-oxidante.
 Acção microbicida e microbiostática. 
 Acção antisséptica.
Bases técnicas
Fumagem.
 Fumagem a frio (até 28ºC).
 Fumagem a quente (acima de 30ºC e até 80ºC).
 Fumo líquido e sólido – isentos de produtos potencialmente cancerígenos (benzopireno).
Estufagem.
Secagem.
Controlo da temperatura e da humidade relativa.
Métodos Químicos de Tratamento - Fumagem
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
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Produção de fumo.
 Temperatura de combustão < 400ºC.
 Filtro impermeável ao benzopireno.
 Madeiras duras ou resinosas (aromas estranhos, benzopireno).
 Mais de 200 componentes do fumo.
Métodos Químicos de Tratamento - Fumagem
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
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 Anidrido sulfuroso e derivados frutos e sumos de fruto, mostos e melaço; são mais tóxicos para os bolores e bactérias que para as leveduras. Eliminado pelo aquecimento.
 Peróxido de hidrogénio é um potente oxidante e por consequência um germicida; Decompõe-se através da catalase estéril ou por aquecimento.
 Anidrido carbónico (bebidas gaseificadas e atmosferas condicionadas -câmaras de frio, etc). Bloqueia os processos respiratórios.
 Gases e compostos diversos tal como o cloro e hipocloritos, alcalis e sais alcalinos utilizados em desinfecção de equipamentos e instalações
 Ácido benzóico e benzoatos com propriedades germicidas em especial contra fungos.
 Aldeído fórmico com acção germicida muito marcada.
 Antibióticos como a nisina.
 Antioxidantes como o tocoferol, ácido ascórbico, e outros.
 Produtos de fermentação - ácido láctico em conjugação com outras substâncias, com resultados potenciados.
Outros Métodos Químicos de Tratamento
Métodos de Transformação e Conservação dos Alimentos
Como causas de alteração dos alimentos poderemos enunciar:
1 - Microrganismos - a intensidade e curso da alteração do alimento dependem das circunstâncias que permitem a proliferação da microflora presente, circunstâncias classificadas como:
1.1 - Factores intrínsecos dos alimentos, como sejam as suas características físicas, químicas e bioquímicas
1.2 - Factores extrínsecos do alimento, como sejam a temperatura, a HR e a concentração de gases.
2 - Enzimas e reacções químicas próprios dos alimentos.
3 - Contaminantes de várias origens e tipos - a existência de contaminantes químicos é uma outra forma de alteração dos alimentos.
Como causas de alteração dos alimentos poderemos enunciar: 
1 - Microrganismos - a intensidade e curso da alteração do 
alimento dependem das circunstâncias que permitem a proliferação da 
microflora presente, circunstâncias classificadas como: 
 1.1 - Factores intrínsecos dos alimentos, como sejam as suas 
características físicas, químicas e bioquímicas 
 1.2 - Factores extrínsecos do alimento, como sejam a 
temperatura, a HR e a concentração d e gases. 
2 - Enzimas e reacções químicas próprios dos alimentos. 
3 - Contaminantes de várias origens e tipos - a existência de 
contaminantes químicos é uma outra forma de alteração dos alimentos. 
						frio			refrigeração
									congelação
			
						calor			pasteurização
									esterilização
 				 FÍSICOS
						desidratação	secagem
									liofilização
MÉTODOS	 DE				irradiação
CONSERVAÇÃO
DOS ALIMENTOS
						filtração
								salga
								cura
			 QUÍMICOS			acidificação
								fumagem
								conservantes
								fermentação láctica
			 MICROBIOLÓGICOS	fermentação acética
								fermentação alcoólica
	
 
 frio refrigeração 
 congelação 
 
 calor pasteurização 
 esterilização 
 FÍSICOS 
 desidratação secagem 
 liofilização 
 
MÉTODOS DE irradiação 
CONSERVAÇÃO 
DOS ALIMENTOS 
 filtração 
 
 salga 
 cura 
 QUÍMICOS acidificação 
 fumagem 
 conservantes 
 
 
 fermentação láctica 
 MICROBIOLÓGICOS fermentação acética 
 fermentação alcoólica