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Autoras: Profa. Kátia Regina Silva Aranda Profa. Sabrina da Silva Sabo Colaboradores: Prof. Juliano Rodrigo Guerreiro Profa. Marília Tavares Coutinho da Costa Patrão Microbiologia de Alimentos Professoras conteudistas: Kátia Regina Silva Aranda / Sabrina da Silva Sabo Kátia Regina Silva Aranda Graduada no curso de Ciências Biológicas na modalidade médica pela Universidade de Mogi das Cruzes (UMC) em 1999. Possui doutorado, concluído em 2005, e pós-doutorado pela Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), concluído em 2010. Professora e pesquisadora desde 2005, nas áreas das ciências da saúde, como microbiologia e biotecnologia, e professora pela Universidade Paulista (UNIP), lecionando no curso de Farmácia, em São Paulo, desde 2019. Sabrina da Silva Sabo Graduada em Farmácia pela Universidade São Francisco (USF) em 2009. Possui especialização lato sensu em Microbiologia Ambiental e Industrial pela Sociedade Brasileira de Microbiologia (2011/2012), doutorado em Ciências pelo Departamento de Tecnologia Bioquímico-Farmacêutica na Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Universidade de São Paulo (USP), em 2017, e pós-doutorado em Microbiologia Aplicada pela mesma instituição, em 2018. Trabalhou durante oito anos (2005-2012) no Laboratório Universitário de Análises Clínicas do Hospital Universitário São Francisco (Bragança Paulista, SP), dos quais durante três anos atuou como responsável técnica pela unidade de microbiologia. Adquirindo experiência em microbiologia clínica e industrial, sobretudo em processos biotecnológicos, com ênfase em bioprospecção, fermentação, bem como produção, purificação e aplicação de biomoléculas de interesse industrial. Leciona na Universidade Paulista (UNIP) nos cursos de Farmácia, Biomedicina e Ciências Biológicas, no campus de São Paulo, desde 2019. © Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma e/ou quaisquer meios (eletrônico, incluindo fotocópia e gravação) ou arquivada em qualquer sistema ou banco de dados sem permissão escrita da Universidade Paulista. Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) A662m Aranda, Kátia Regina Silva. Microbiologia de Alimentos / Kátia Regina Silva Aranda, Sabrina da Silva Sabo. – São Paulo: Editora Sol, 2021. 148 p., il. Nota: este volume está publicado nos Cadernos de Estudos e Pesquisas da UNIP, Série Didática, ISSN 1517-9230. 1. Microrganismo. 2. Conservação. 3. Produção. I. Aranda, Kátia Regina Silva. II. Sabo, Sabrina da Silva. III. Título. CDU 579.67 U511.72 – 21 Prof. Dr. João Carlos Di Genio Reitor Prof. Fábio Romeu de Carvalho Vice-Reitor de Planejamento, Administração e Finanças Profa. Melânia Dalla Torre Vice-Reitora de Unidades Universitárias Profa. Dra. Marília Ancona-Lopez Vice-Reitora de Pós-Graduação e Pesquisa Profa. Dra. Marília Ancona-Lopez Vice-Reitora de Graduação Unip Interativa – EaD Profa. Elisabete Brihy Prof. Marcello Vannini Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar Prof. Ivan Daliberto Frugoli Material Didático – EaD Comissão editorial: Dra. Angélica L. Carlini (UNIP) Dr. Ivan Dias da Motta (CESUMAR) Dra. Kátia Mosorov Alonso (UFMT) Apoio: Profa. Cláudia Regina Baptista – EaD Profa. Deise Alcantara Carreiro – Comissão de Qualificação e Avaliação de Cursos Projeto gráfico: Prof. Alexandre Ponzetto Revisão: Jacinara Albuquerque Vera Saad Sumário Microbiologia de Alimentos APRESENTAÇÃO ......................................................................................................................................................7 INTRODUÇÃO ...........................................................................................................................................................7 Unidade I 1 IMPORTÂNCIA DA MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS ...........................................................................9 1.1 Panorama brasileiro e mundial de surtos relacionados a DTA ........................................... 11 2 FATORES QUE INTERFEREM NO CRESCIMENTO MICROBIANO EM ALIMENTOS .................... 15 2.1 Fatores intrínsecos ............................................................................................................................... 15 2.1.1 Atividade de água ................................................................................................................................... 15 2.1.2 pH .................................................................................................................................................................. 19 2.1.3 Potencial oxidação-redução ............................................................................................................... 21 2.1.4 Composição nutricional ....................................................................................................................... 23 2.1.5 Presença de substâncias naturalmente antimicrobianas ....................................................... 24 2.1.6 Presença de microbiota natural ........................................................................................................ 25 2.1.7 Aula prática ............................................................................................................................................... 26 2.2 Fatores extrínsecos .............................................................................................................................. 28 2.2.1 Umidade relativa do ambiente .......................................................................................................... 29 2.2.2 Composição química do ambiente .................................................................................................. 31 2.3 Teoria dos obstáculos de Leistner .................................................................................................. 35 2.4 Deteriorações dos alimentos por microrganismos ................................................................. 38 2.4.1 Alterações físicas dos alimentos causadas por contaminação microbiana .................... 38 2.4.2 Alterações químicas dos alimentos causadas por contaminação microbiana .............. 41 3 MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS .................................................................................... 44 3.1 Conservação por agentes químicos .............................................................................................. 45 3.2 Conservação por agentes físicos .................................................................................................... 47 3.2.1 Métodos de remoção............................................................................................................................. 48 3.2.2 Métodos de conservação por altas temperaturas ..................................................................... 49 3.2.3 Métodos de conservação por desidratação ................................................................................. 52 3.2.4 Métodos de conservação por baixas temperaturas .................................................................. 54 3.2.5 Método de conservação por radiação ionizante ........................................................................ 56 4 UTILIZAÇÃO DE MICRORGANISMOS PARA A PRODUÇÃO DE ALIMENTOS .............................. 57 4.1 Produção de queijos ............................................................................................................................ 59 4.2 Produção de outros produtos lácteos .......................................................................................... 59 4.3 Produção de pão ................................................................................................................................... 60 4.4 Produção de bebidas alcoólicas e vinagre .................................................................................. 61 Unidade II 5 PRINCIPAIS DOENÇAS RELACIONADAS AOS AGENTES TRANSMITIDOSPOR ALIMENTOS .................................................................................................................................................. 69 5.1 A importância dos agentes causadores de doença ................................................................ 70 5.2 Doenças de origem alimentar ......................................................................................................... 71 5.3 Agentes causadores de DTA ............................................................................................................. 71 5.3.1 Bactérias ..................................................................................................................................................... 72 5.3.2 Vírus.............................................................................................................................................................. 98 5.3.3 Fungos .......................................................................................................................................................100 5.3.4 Parasitas ....................................................................................................................................................103 5.4 Intoxicações químicas ......................................................................................................................110 6 PRINCIPAIS MÉTODOS DE IDENTIFICAÇÃO E QUANTIFICAÇÃO DE MICRORGANISMOS EM ALIMENTOS (MICRORGANISMOS INDICADORES) ........................................................................111 6.1 Microrganismos indicadores ..........................................................................................................111 6.2 Indicadores de contaminação fecal ou da qualidade higiênica do alimento ............112 6.3 Métodos de análise ............................................................................................................................113 6.3.1 Amostragem ............................................................................................................................................ 113 6.3.2 Preparação da amostra ....................................................................................................................... 114 6.3.3 Métodos de contagem de microrganismos ................................................................................ 114 6.3.4 Isolamento e identificação de microrganismos ....................................................................... 115 7 PRINCIPAIS FERRAMENTAS DE CONTROLE DE MICRORGANISMOS: APPCC E BOAS PRÁTICAS ..............................................................................................................................115 7.1 Sistema APPCC ....................................................................................................................................116 7.1.1 Preparar um fluxograma do processo .......................................................................................... 116 7.1.2 Identificar os perigos e avaliar sua gravidade .......................................................................... 117 7.1.3 Determinar os pontos críticos de controle ................................................................................. 117 7.1.4 Instituir medidas e estabelecer critérios para assegurar o controle ................................ 118 7.1.5 Monitorar os pontos críticos de controle e registrar os dados .......................................... 118 7.1.6 Agir na correção quando os critérios não são atingidos ...................................................... 119 7.2 Implantação do sistema APPCC ...................................................................................................119 7.3 Boas Práticas ........................................................................................................................................120 7.3.1 Boas práticas de higiene (BPF) ....................................................................................................... 120 8 AULAS PRÁTICAS: ANÁLISE MICROBIOLÓGICA DE ÁGUA E DE LEITES E DERIVADOS .......... 121 8.1 Aula prática – análise microbiológica de água ......................................................................121 8.1.1 Coliformes totais: método da membrana filtrante ................................................................ 124 8.2 Aula prática – análise microbiológica de leites e derivados .............................................125 7 APRESENTAÇÃO Ao estudar esta disciplina, mostraremos a você todos os fatores que contribuem para as alterações dos alimentos causadas pelo mundo microbiano, ou seja, além de conhecer o controle higiênico sanitário de alimentos, vamos conhecer também as principais doenças de origem microbiana transmitidas por alimentos, quais fatores contribuem para a proliferação de microrganismos e como identificá-los nos alimentos. Em nosso dia a dia, e onde quer que estejamos, estamos sempre cercados por microrganismos, que podem nos trazer benefícios ou, então, serem bastante indesejados. Saber lidar com esses seres minúsculos deve ser o grande diferencial dos profissionais da área da saúde. Assim sendo, mostraremos a você que algumas espécies de microrganismos são capazes de causar o que chamamos de doenças transmitidas por alimentos (DTA) e que, em situações extremas, podem ser grande problema de saúde pública, devido à capacidade de essas DTA evoluírem para um surto alimentar. Mas como podemos frear a disseminação dessas DTA? A resposta está em conhecer a composição química e as condições ideais de armazenamento dos alimentos, ou seja, saber seus fatores intrínsecos e extrínsecos. Sem dúvida, estabelecer a relação do alimento com os microrganismos nos abre um mundo de informações que nos permite entender os processos de alterações do alimento e, não mais importante, as doenças causadoras de surtos alimentares, sendo algumas delas com número elevado de óbitos. Este conteúdo prepara você para traçar um plano de análise microbiológica de alimentos desde a amostragem até a liberação do resultado. Lembre-se de que é muito importante se manter organizado em seus estudos. Dessa forma, será possível acompanhar melhor a evolução dos conteúdos, além de evoluir adequadamente na construção do seu conhecimento. INTRODUÇÃO Neste livro-texto, você vai entender o porquê de alguns alimentos durarem mais que outros; o porquê de alguns alimentos serem mais macios ou crocantes que outros; o porquê de alguns terem um gosto mais ácido, entre outros diferentes aspectos. No entanto conhecer apenas as características dos alimentos não é o suficiente para controlar o crescimento indesejado dos microrganismos. É preciso também conhecer as preferências nutricionais e ambientais desses seres, ou seja, saber que existem, por exemplo, microrganismos que se adaptam muito bem ao frio da geladeira e aqueles que sobrevivem a altas temperaturas, sendo um grande problema para as indústrias alimentícias. A partir do conhecimento das características dos alimentos, bem como dos microrganismos, você estará pronto para saber como controlá-los. Assim, também mostraremos os principais métodos de conservação dos alimentos e como cada um deles agirá sobre os microrganismos indesejáveis. Mas é preciso ter em mente que eles nem sempre são vilões. Logo, você perceberá que, sem a presença de algumas espécies microbianas em nossas vidas, não poderíamos apreciar um bom vinho ou uma boa cerveja, acompanhados por um queijo delicioso e um pão fresquinho e crocante. 8 Inicialmente, abordaremos as características químicas e ambientais que favorecem o crescimento microbiano e as alterações dessas mesmas características. Em seguida, vamos compreender o controle higiênico-sanitário de alimentos e os principais microrganismos relacionados com DTAs (doenças transmitidas por alimentos), bem como suas características as das doenças. Mais adiante, apresentaremosas principais técnicas de identificação e quantificação de microrganismos em alimentos, além dos meios de eliminação e/ou diminuição da carga microbiana. E, por fim, vamos compreender as principais ferramentas de controle de microrganismos. Após essa jornada, você será capaz de considerar os possíveis microrganismos envolvidos, de acordo com características dos alimentos e comparação dos resultados obtidos com o preconizado por legislações vigentes. Também saberá reconhecer as alterações resultantes de crescimento microbiano em alimentos. Desejamos um bom estudo e esperamos que você alcance um dos objetivos maiores na sua trajetória acadêmica, que é o conhecimento, capaz de fazer toda a diferença na sua carreira profissional. 9 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Unidade I 1 IMPORTÂNCIA DA MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Todos sabemos que os microrganismos estão por todas as partes. Eles já existiam na Terra há bilhões de anos antes do surgimento das plantas e dos animais. Embora sejam as menores formas de vida, coletivamente eles representam a maior parte da biomassa do nosso planeta e desempenham funções essenciais para os outros seres vivos. Na realidade, seres humanos, plantas e animais são intimamente dependentes da atividade microbiana para reciclagem de nutrientes e para a degradação da matéria orgânica, ou seja, nenhuma outra forma de vida é tão importante para manutenção da vida na Terra quanto os microrganismos. Os microrganismos podem realizar modificações benéficas nos alimentos e de grande interesse para a indústria, mas também podem ser a causa de deteriorações e DTA. A deterioração dos alimentos ocorre naturalmente por ação dos microrganismos que utilizam os nutrientes ali presentes como fonte de energia, sendo, portanto, elementos imprescindíveis para o crescimento celular. Ao se desenvolverem em um determinado alimento, os microrganismos desencadearão modificações de cor, odor, sabor, textura e aspecto (representadas na figura a seguir). Essas características representam o resultado não apenas da multiplicação indesejada do microrganismo em questão, mas também de transformações químicas influenciadas pelos seus produtos metabólicos. A deterioração microbiana é uma questão bastante preocupante para as indústrias do ramo, já que grandes perdas econômicas são relatadas anualmente. A) B) C) D) E) Figura 1 – Exemplos de modificações organolépticas e sensoriais em alguns alimentos: A) pão; B) queijo; C) feijão; D) tomate; E) frango 10 Unidade I Além dos microrganismos deteriorantes, os alimentos também estão predispostos a contaminações por microrganismos genericamente denominados “patogênicos”. As vias de contaminação de alimentos por esses microrganismos são inúmeras e estão diretamente relacionadas às más condições de higiene durante todo o processamento de um alimento, ou seja, na produção, no armazenamento, na distribuição e no manuseio. O que devemos considerar é que os alimentos contaminados por patógenos representam um risco à saúde de quem os consome, pois nem sempre liberam substâncias que deixam os alimentos com características indesejadas, tal como fazem os microrganismos deteriorantes. Portanto, em muitas situações, o patógeno pode estar presente no alimento e o indivíduo faz seu consumo sem se dar conta de sua existência, podendo ser acometido pelas DTA. As DTA podem se manifestar por meio de infecções, quando o indivíduo ingere um alimento que contenha agentes patogênicos, por intoxicações alimentares, quando uma pessoa ingere alimentos com substâncias tóxicas produzidas por microrganismos, e por toxinfecções, que resultam da ingestão de alimentos que apresentam microrganismos patogênicos que produzem toxinas tanto nos alimentos como durante passagem pelo trato intestinal. A figura a seguir traz exemplos de microrganismos que podem causar cada uma dessas manifestações clínicas. O consumo de alimentos crus ou mal cozidos que tenham entrado em contato com fezes, principalmente de aves, contaminadas por salmonella sp. podem causar a salmonelose, uma das mais frequentes DTAs. O consumo de alimentos embutidos, enlatados e em conservas produzidos em condições sanitárias precárias podem ser veículos da toxina botulínica produzida por C. botulinium, causando o botulismo alimentar. A cólera é uma doença infecciosa intestinal aguda, transmitida por contaminação fecal-oral direta ou pela ingestão de água ou alimentos, contaminados por V. cholerae, o qual libera uma toxina que se liga às paredes intestinais provocando diarreias aquosas. A) Infecção B) Intoxicação C) Toxinfecção Salmonella sp. Clostridium botulinium Vibrio cholerae Figura 2– Exemplos de microrganismos causadores de DTA, as quais se manifestam em infecções, intoxicações e toxinfecções 11 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS São documentados cerca de 250 tipos de DTA em todo o mundo, sendo que a maioria são por bactérias e suas respectivas toxinas, ou então, por vírus e fungos. Devido à diversificação dos fatores causais das DTA, não há um quadro clínico específico, mas os sintomas clássicos são: náuseas; vômitos; dores abdominais; diarreia; falta de apetite e febre. A característica e a intensidade das DTA dependem do tipo de alimento, do perfil imunológico do indivíduo afetado e, principalmente, do microrganismo em questão. Embora os microrganismos sejam muitas vezes vistos como vilões, é importante esclarecer que nem todos provocam efeitos nocivos aos produtos e aos seus consumidores. Ao contrário do que se pensa, a presença de determinados microrganismos em alimentos é desejada e, muitas vezes, essencial, tal como aqueles presentes em alimentos fermentados, como o iogurte e o queijo, por exemplo. As características organolépticas e sensoriais particulares desses alimentos fermentados só são possíveis graças à presença de microrganismos específicos que, ao utilizarem os nutrientes do leite como fonte de energia para o crescimento celular, produzem substâncias como ácidos lático, propiônico e acético, que causam alterações desejadas ao alimento, modificando suas propriedades originais, transformando-o em um novo produto. Os produtos de panificação e bebidas alcoólicas são exemplos adicionais dos benefícios dos microrganismos fermentadores. Espécies de leveduras, ao utilizarem os carboidratos e proteínas desses alimentos para se multiplicarem e se desenvolverem, produzem dióxido de carbono (CO2) como produto de suas atividades metabólicas, responsável pelo crescimento da massa do pão. No caso de bebidas alcoólicas, como o vinho e a cerveja, leveduras específicas são colocadas sobre uvas e malte, respectivamente, e, ao utilizarem os nutrientes desses alimentos, esses microrganismos produzirão o etanol como produto metabólico. Assim, conhecer os agentes responsáveis pelas ações mencionadas e saber quais as características químicas e ambientais que favorecem ou desfavorecem seus crescimentos são informações muito valiosas que permitirão que compreendamos qual a melhor forma de controlá-los. 1.1 Panorama brasileiro e mundial de surtos relacionados a DTA Você, provavelmente, já deve ter ouvido falar que existe uma relação entre o consumo de um alimento contaminado com o que chamamos de “surto” alimentar. Um surto alimentar define-se como um incidente no qual duas ou mais pessoas apresentam a mesma doença, sintomas semelhantes ou excretam os mesmos patógenos, e isso é ocasionado pela ingestão de um alimento e/ou água da mesma fonte contaminada ou que foram contaminados da mesma forma. Um dos primeiros grandes surtos bem-documentados ocorreu na Escócia em 1964, quando mais de 500 pessoas foram contaminadas por Salmonella typhi ao consumirem uma espécie de carne enlatada produzida por uma indústria que não havia feito o correto tratamento das águas utilizadas para o resfriamento das latas do produto após a esterilização. Em relação a esse caso, acredita-se que o microrganismo tenha adentrado as latas por meiode suas fissuras ou de suas emendas. 12 Unidade I O gênero Salmonella é um dos principais patógenos responsáveis por DTA em todo o mundo. No Brasil, desde a década de 1980, esse microrganismo tem sido descrito como agente causador de surtos de gastroenterites causadas pela ingestão de diversos alimentos. Até meados do século XX, o perfil epidemiológico das DTA no Brasil ainda era pouco conhecido. Escassos estados e/ou municípios dispunham de estatísticas e levantamentos confiáveis sobre os agentes etiológicos frequentes e os alimentos que mais causavam esse tipo de doença. Apenas em 1998, o Ministério da Saúde, por meio do Sistema de Vigilância Sanitária, implantou o programa de Vigilância Epidemiológica das DTA (VE-DAT) que, a partir de 1999, começou a investigar surtos. Desde então, surtos e casos de DTA têm sido acompanhados rigorosamente e, em conjunto com vigilância epidemiológica, vigilância sanitária, vigilância ambiental, assistência em saúde, defesa e inspeção agropecuária, laboratório e outras áreas e instituições parceiras, a VE-DAT tem como principal função controlar e prevenir essas ocorrências. A notificação de casos de DTA tornou-se obrigatória por meio do Sistema de Informação de Agravos de Notificação (Sinan), o qual notifica, anualmente, em média, 700 surtos de doenças transmitidas por alimentos, com envolvimento de 13 mil doentes e dez óbitos. Os microrganismos mais frequentemente isolados em alimentos causadores de surtos alimentares no Brasil são representados na figura a seguir. 23,4% N = 2.431 surtos 0% Esc he ric hia co li Sa lm on ella sp p. Sta ph ylo vo vvu s a ure us Co lifo rm es No rov íru s Ro tav íru s Sh ige lla Ba cik ku s C ere us Clo str idi um pe rfr ing en s Vír us da He pa tite A 15% 30% 5% 20% 35% 10% 25% 40% 11,3% 9,4% 6,5% 3,9% 3,1% 3,0% 2,3% 1,6% 1,2% Figura 3 – Distribuição dos microrganismos mais isolados nos surtos de DTAs no Brasil entre 2009 a 2018 13 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Saiba mais Para conhecer um pouco mais sobre as DTA no Brasil, bem como a situação epidemiológica dos surtos alimentares em nosso país, acesse: BRASIL. Ministério da Saúde. Surtos de doenças transmitidas por alimentos no Brasil. Informe 2018. 2019. Disponível em: https://bit.ly/3hP41XC. Acesso em: 5 nov. 2020. Neste momento, você deve estar se perguntando: mas de onde vêm esses patógenos que contaminam nossos alimentos? Para a sua pergunta, existem várias respostas. As origens das contaminações são variadas, no entanto, as principais fontes são: o solo e a água, plantas, utensílios, trato gastrointestinal de humanos e animais, manipuladores de alimentos, ração animal, pele dos animais, ar e poeira. Veja a figura a seguir para mais detalhes. Microrganismos do solo podem, através do vento, contaminar o ar e posteriormente chegar até os copors hídricos através da chuva A) Solo e água E) Manipuladores de alimentos B) Plantas F) Ração animal C) Utensílios G) Pele dos animais D) Trato gastrointestinal H) Ar e poeira A microbiota das mãos e roupas dos manipuladore pode ser proveniente do solo, água, poeira, entre outros. Outras fontes importantes são fossas nasais, a boca e a pele Os microrganismos que contaminam plantas possuem mecanismos de adesão à superfície destas, de onde obtêm nutrientes Representa importante fonte de contaminação por Salmonella e Listeria monocytogenes em aves e outros animais A higienização inadequada de utensílios de cozinha resulta na transmissão de microrganismos de um alumento para outro (contaminação cruzada) Fonte importante de contaminação, principalmente do leite. Microrganismos encontrados nesse alimento podem ser os mesmos da pele dos animais se a ordenha dor realizada sem higiene Rico em microrganismos, não apenas em quantidade, mas também em variedade. Esta é a principal fonte dos alimentos com miroganismos enteropatogênicos Embora, em teoria, todos os microrganismos possam ser encontrados no ar, os que melhor sobrevivem nesse ambiente são as bactérias Gram-positivas e os fungos Figura 4 – Principais fontes de contaminação por microrganismos em alimentos 14 Unidade I Ainda que existam programas que exijam o controle rigoroso da qualidade e segurança dos alimentos e/ou da água, a ocorrência de surtos alimentares no mundo vem aumentando consideravelmente. Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), em escala global, uma a cada dez pessoas é acometida por DTA, e, no montante, 33 milhões de vidas são perdidas anualmente. As causas do aumento de surtos são variadas, mas aqui destacamos o aumento das populações, a existência de grupos de pessoas mais susceptíveis (bebês, grávidas, imunodeprimidos e idosos), um processo de urbanização sem organização, a necessidade de produzir alimentos em grandes quantidades, além de fiscalização sanitária deficiente tanto nos órgãos públicos quanto nos privados. Como mencionado anteriormente, existem muitos tipos de DTA, e muitas vezes os agentes responsáveis produzem sintomas muito parecidos, o que dificulta o diagnóstico clínico. Nesse sentido, quando existe uma suspeita de surto causado pela ingestão de algum alimento e/ou água, o diagnóstico é realizado não apenas baseado nos sintomas dos pacientes, mas, principalmente, por exames laboratoriais específicos. De modo geral, para chegar ao diagnóstico do agente etiológico causador do surto de DTA, recomenda-se a coleta de fezes dos indivíduos envolvidos e, também, do alimento suspeito. É importante enfatizar que toda a investigação é acompanhada de perto pela vigilância sanitária e vigilância ambiental, pelo Laboratório Central de Saúde Pública (Lacen), além da autoridade sanitária local que deverá realizar a inspeção sanitária do estabelecimento produtor do alimento suspeito, coletar amostras de água e alimentos e utilizar swabs (demonstrado na figura a seguir) para coleta de amostras da superfície de utensílios e outras. Todas essas operações de investigação devem ocorrer logo após a notificação do surto, que deverá resultar em atividades para obter informações epidemiológicas e propor medidas de intervenção, prevenção e controle. Figura 5 – Swab utilizado para coletar amostras de superfícies diversas Sabendo da gravidade das DTA, o que se pode fazer para preveni-las? Para prevenção, recomenda-se lavar as mãos regularmente; consumir alimentos frescos com boa aparência, os quais devem ser previamente lavados e desinfetados; desinfetar hortifrúti emergindo-os em hipoclorito de sódio a 2,5% para cada litro de água tratada; lavar ovos com água potável imediatamente antes de serem utilizados e evitar consumi-los crus (ex.: gemada, maionese caseira; frito com a gema mole); manter alimentos 15 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS perecíveis em temperatura ambiente por um tempo mínimo, só até serem de fato preparados; reaquecer bem os alimentos que tenham sido congelados ou refrigerados antes de comê-los; na hora da compra dos alimentos, verificar se são comercializados por empresas confiáveis, além da necessidade de checar a validade, as condições de armazenamento e seus aspectos físicos, ou seja, aparência, consistência e odor; não beber leite cru nem consumir derivados de leite não pasteurizados; evitar o contato entre alimentos não cozidos e alimentos prontos para o consumo para impedir o que chamamos de contaminação cruzada; beber água e consumir gelo apenas de locais de procedência conhecida; não consumir alimentos cárneos e derivados crus ou malcozidos/assados. Se nenhuma dessas medidas preventivas for efetiva e, inevitavelmente, ocorrer DTA, o tratamento será baseado em estratégias para evitar a desidratação e o óbito. Geralmente, os sintomas desaparecem em alguns dias, mas, se a febre persistir por mais de três dias, se houver a presença de sangue nas fezes e desidratação severa, será necessária a antibioticoterapia. Também é fundamental beber bastante água, principalmenteaqueles que apresentarem quadros agudos de diarreia. 2 FATORES QUE INTERFEREM NO CRESCIMENTO MICROBIANO EM ALIMENTOS Os alimentos são matrizes quimicamente complexas, e, de modo geral, fornecem a maioria dos nutrientes necessários para a multiplicação de diversas espécies microbianas. É importante dizer que a maioria dos alimentos possui o que chamamos de contaminação inicial, sendo proveniente da matéria-prima usada em sua elaboração e/ou das condições de higiene durante sua produção (ambiente, manipuladores e superfícies). Para considerar um alimento seguro para o consumo, é necessário verificar sua qualidade microbiológica, que dependerá não apenas de quantidade e tipos de organismos presentes, mas também da capacidade de sobrevivência e multiplicação nesse alimento. Muitos fatores podem favorecer, impedir ou limitar a multiplicação de microrganismos em alimentos e aqui, nesta unidade, serão divididos em dois grupos: fatores intrínsecos e fatores extrínsecos. 2.1 Fatores intrínsecos Os fatores intrínsecos são aqueles relacionados às características próprias do alimento, como a atividade de água (Aa), o pH, o potencial de oxirredução, os nutrientes disponíveis, a presença de substâncias naturalmente antimicrobianas e a presença de microbiota natural. Esses fatores serão individualmente discutidos nos itens a seguir. 2.1.1 Atividade de água Sabemos o quanto a água é importante para os seres humanos. Para os microrganismos isso não é diferente e o metabolismo e a multiplicação desses seres nos alimentos dependem da quantidade de água. Basicamente, os alimentos possuem dois tipos de água em sua composição: a água livre e a água ligada (ver figura). 16 Unidade I Água ligada Água livre Figura 6 – Representação da água livre e da água ligada nos alimentos A água ligada está fortemente associada às macromoléculas do alimento, e, devido a isso, o crescimento de microrganismos e o desenvolvimento de reações químicas não são possíveis de ocorrerem quando se utiliza esse tipo de água. Já a água livre está presente nos espaços intergranulares do alimento, e suas moléculas não estão ligadas a nenhum de seus componentes. Atua como meio de distribuição de nutriente para o crescimento de microrganismos e/ou reações químicas e enzimáticas. Para saber o quanto de água livre temos em um alimento, deve-se determinar o parâmetro denominado “atividade de água” (Aa). A Aa é um parâmetro de fundamental importância para as indústrias alimentícias, já que está diretamente relacionada com crescimento microbiano, com reações químicas não desejadas e, também, com a textura dos alimentos. A determinação da Aa em um alimento não fornece uma estimativa totalmente real da quantidade de água livre, entretanto, pode-se predizer a velocidade de seu crescimento microbiano, bem como de outras reações de deterioração, sendo, portanto, um indicador útil para prever a estabilidade de um produto e sua segurança microbiológica. Por não estar ligada a nenhum componente do alimento, a água livre é muito mais volátil do que a água ligada e, por esse motivo, é ela quem evapora para atingir uma umidade relativa de equilíbrio (URE) em um determinado ambiente, a uma dada temperatura. Portanto, o parâmetro Aa pode ser definido como a razão existente entre a pressão parcial do vapor da água da amostra de um alimento e da pressão parcial do vapor da água pura, em uma determinada temperatura. Ou seja, é a pressão necessária para que as moléculas de água livre do alimento e da água pura entrem em estado de vapor em dada temperatura, podendo ser resumida como a mobilidade da água até entrar em equilíbrio com o meio. Veja essa relação na figura a seguir. 17 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Pressão parcial de vapor de amostra de alimento Pressão parcial de vapor da água pura Atividade de água = Pressão parcial de vapor de amostra de alimento Pressão parcial de vapor da água pura Figura 7 – Representação da definição de atividade de água nos alimentos Na pressão atmosférica ao nível do mar (1 atm), sob temperatura de 25 °C, a água pura é uma medida de estado padrão, sendo sua Aa igual a 1,00. Já nos alimentos, a Aa sempre será menor que 1,00 (veja a tabela a seguir), pois seus componentes diminuem a mobilidade da água. Além disso, substâncias como o sal e o açúcar podem ser intencionalmente adicionadas a um alimento visando a redução da sua Aa, diminuindo a água disponível para o metabolismo microbiano e, consequentemente, estendendo sua validade. A disponibilidade da água livre em um alimento também pode ser reduzida por meio do processo de desidratação (remoção completa da água) e do congelamento, estratégias frequentemente utilizadas pelas indústrias de alimentos. Tabela 1 – Valores de atividade de água (Aa) em alguns alimentos Alimentos Aa Frutas frescas e vegetais > 0,97 Aves e pescados frescos > 0,98 Carnes frescas > 0,95 Pão ~ 0,96 Queijo parmesão ~ 0,76 Carnes curadas ~ 0,95 Geleia ~ 0,80 Gelatina ~ 0,94 Arroz cozido ~ 0,87 Farinha de trigo ~ 0,87 Mel ~ 0,75 Cereais ~ 0,20 Açúcar ~ 0,10 Adaptada de: Franco; Landgraf (2008, p. 14). 18 Unidade I Os microrganismos exigem um mínimo de Aa para se multiplicarem e se desenvolverem em um alimento. Os valores mínimos relatados para alguns patógenos e microrganismos deteriorantes são representados na tabela a seguir. Tabela 2 – Valores mínimos de Aa exigidos por alguns patógenos alimentares e microrganismos deteriorantes para multiplicação em alimentos Microrganismo Mínimo de Aa para crescimento Bactérias deteriorantes ~ 0,90 Fungos deteriorantes ~ 0,62-0,85 Clostridium botulinum (causador do botulismo) 0,94-0,97 Escherichia coli (um dos principais causadores de gastroenterite) ~ 0,93 Salmonella (um dos principais causadores de gastroenterite) ~ 0,94 Listeria monocytogenes (um dos principais causadores de gastroenterite) ~ 0,92 Staphylococcus aureus (causador de toxinfecção alimentar) ~ 0,85 Vibrio cholerae (causador da cólera) ~ 0,97 Adaptada de: Franco; Landgraf (2008, p. 108). É importante dizer que a Aa de um alimento não é um valor fixo e pode variar durante a estocagem ou dependendo dos nutrientes presentes. No entanto, de modo geral, quanto mais elevada for a Aa de um determinado alimento, mais rápido os microrganismos serão capazes de crescer. Portanto, conhecer a Aa de um alimento é fundamental para que as indústrias alimentícias consigam prever e propor a melhor estratégia de conservação que possa prevenir o desenvolvimento de microrganismos indesejáveis. Isso inclui projetos de embalagens que protejam o produto contra a umidade do ambiente, a estimativa do prazo de validade e a definição das condições ideais de armazenamento durante a estocagem ou durante o consumo. Além disso, para aqueles produtos alimentícios que utilizam microrganismos em sua produção, como a cerveja e o queijo, por exemplo, é necessário garantir um ambiente com Aa adequada para seus desenvolvimentos. Observação Uma alta concentração de açúcar é tradicionalmente utilizada para a conservação de produtos que contenham frutas, como geleias e conservas, pois, quanto maior a concentração de solutos, maior a interação com as moléculas de água livre que as tornam menos disponíveis para o desenvolvimento dos microrganismos. Com esse mesmo objetivo, o sal também é frequentemente utilizado para estender o prazo de validade de peixes e carnes, bacalhau e carne seca, por exemplo. 19 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Também é importante reforçar que a Aa é apenas um dos fatores que devem ser avaliados para garantir a preservação dos alimentos, pois ainda há de se considerar outros fatores importantes, que serão detalhados nos itens a seguir. 2.1.2 pH Os microrganismos possuem preferências específicas em relação ao pH do meio, onde poderão crescer e multiplicar. Dentro de uma faixa de pH, haverá um valor mínimo em que determinado microrganismo poderá crescer, um valor ótimo, o qual favorecerá seu ritmo de multiplicação,e um valor máximo, que representa uma condição extrema à qual esse microrganismo poderá estar presente. De modo geral, uma faixa de pH entre 6,5 e 7,5, ou seja, valores de pH neutro, é a mais propícia para a maioria dos microrganismos. No entanto, observa-se que, quando comparados com bactérias, os bolores e leveduras são mais tolerantes a extremos de pH e, portanto, são predominantes sob essas condições. Entre o grupo das bactérias, as patogênicas são as mais exigentes em relação a esse fator. A tabela a seguir demonstra os valores de pH exigidos para o crescimento de microrganismo de importância alimentar. Tabela 3 – Valores de pH para multiplicação de alguns microrganismos de interesse à área de alimentos Microrganismo pH Mínimo Ótimo Máximo Bactérias Clostridium botulinum 4,8-5,0 6,0-8,0 8,5-8,8 Escherichia coli 4,3-4,4 6,0-8,0 9,0-10,0 Salmonella spp. 4,5-5,0 6,0-7,5 8,0-9,6 Staphylococcus aureus 4,0-4,7 6,0-7,0 9,5-9,8 Lactobacillus spp. 3,0-4,4 5,5-6,0 7,2-8,0 Leveduras Saccharomyces cerevisiae 2,0-2,4 4,0-5,0 10,0-10,5 Bolores Aspergillus niger 1,2 3,0-6,0 10,0 Penicillium spp. 1,9 4,5-6,7 9,3 Fusarium spp. 2,1 6,7-7,2 10,0 Adaptada de: Franco; Landgraf (2008, p. 17). Esses valores não podem ser tomados como regras, pois, assim como o que foi discutido com a Aa, o crescimento dos microrganismos pode ser afetados por outros fatores que agem simultaneamente. No entanto, conhecer as condições de preferências de crescimento dos principais patógenos alimentares é bastante útil para prever em que alimentos eles poderão se proliferar, já que os alimentos também possuem seus respectivos pHs. 20 Unidade I Na tabela a seguir, está exposto o pH aproximado de alguns alimentos: Tabela 4 – Valores de pH de alguns alimentos Alimento pH Vegetais Alface 5,0 Azeitona 3,6-3,8 Batata 5,3-5,6 Berinjela 4,5 Brócolis 6,5 Cenoura 4,9-6,0 Feijão 4,6-6,5 Milho 7,3 Tomate 4,2-4,3 Frutas Banana 4,5-4,7 Laranja (suco) 3,6-4,3 Maçã 2,9-3,3 Melão 6,3-6,7 Uva 3,4-4,5 Carnes Bovina moída 5,1-6,2 Frango 6,2-6,4 Presunto 5,9-6,1 Pescado Atum 5,2-6,1 Camarão 6,8-7,0 Salmão 6,1-6,3 Laticínios Leite 6,3-6,5 Manteiga 6,1-6,4 Queijo 4,9-5,9 Alimentos prontos para o consumo Omelete 6,6-7,0 Arroz branco cozido 4,5-5,2 Feijão cozido 5,3-6,4 Frango xadrez 5,3-6,4 Maionese de legumes 3,7-4,4 Picles < 3,5 Adaptada de: Franco; Landgraf (2008, p. 18). 21 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Segundo Franco e Landgraf (2008), considerando seus respectivos pHs, os alimentos são classificados em três grupos: os alimentos com baixa acidez, que possuem pH superior a 4,5; os alimentos ácidos, que são aqueles que possuem pH entre 4,0 e 4,5; e os alimentos muito ácidos, que têm pH abaixo de 4,0. De modo geral, alimentos de baixa acidez são os mais suscetíveis à contaminação microbiana, seja por patógenos ou deteriorantes. Nos alimentos ácidos, os fungos são predominantes, mas bactérias pertencentes ao grupo das ácido-láticas, comumente encontrada em queijo e manteigas, por exemplo, também podem crescer. Já os alimentos muito ácidos, limitarão o crescimento de bactéria, porém, as espécies de leveduras e fungos serão favorecidas, já que se adaptam muito bem a essas condições. É importante ressaltar que determinado alimento pode possuir inicialmente um pH que não favoreça o crescimento de bactérias, mas esse valor pode ser alterado por produtos do metabolismo de fungos e pode permitir o crescimento bacteriano. 2.1.3 Potencial oxidação-redução Os processos de oxidação e de redução de um alimento, também conhecido como potencial redox ou simplesmente pelo símbolo Eh, estão, basicamente, relacionados com a facilidade com que um substrato ganha ou perde elétrons. Para isso, precisamos recordar que um elemento que perde elétrons é conhecido como oxidado, e o que ganha elétrons, reduzido. Quando esses elétrons são transferidos de um elemento para outro, há a criação de uma diferença de potencial elétrico que pode ser medida por um equipamento apropriado denominado medidor de ORP, cuja sigla deriva do termo em inglês oxidation reduction potential, que demonstra o valor obtido em volts (V) ou milivolts (mV). Segundo Franco e Landgraf (2008), quanto mais positivo é o valor de um potencial elétrico de determinada substância, mais oxidada ela está (presença de O2). Em contrapartida, quanto mais negativo for o potencial elétrico de um composto, mais reduzido estará. As indústrias de alimentos se preocupam e monitoram constantemente os potenciais de oxirredução de seus produtos com o auxílio do medidor de ORP, pois uma série de compostos podem afetar o potencial redox dos alimentos, sendo que o oxigênio atmosférico presente no ambiente de armazenamento é o composto que interfere de forma mais significativa para o aumento desse parâmetro nos alimentos, os quais ficam sujeitos a contaminações microbianas. Os microrganismos apresentam variações no grau de sensibilidade ao potencial de oxirredução e podem ser divididos como exposto a seguir. • Microrganismos aeróbicos: aqueles que necessitam da presença de oxigênio para crescer, portanto, alimentos com potencial de oxirredução positivo. Assim sendo, quanto mais oxidado estiver o alimento, mais predisposto ele estará a contaminações por esse microrganismo. Nesse grupo, está inclusa a maioria das espécies de bolores e leveduras, além de bactérias deteriorantes, como os gêneros Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter e Flavobacterium. Algumas espécies de patógenos também se enquadram nesse grupo, como o Bacillus cereus. De modo geral, os microrganismos aeróbicos requerem um potencial de oxirredução entre +350 e +500 mV. • Microrganismos anaeróbicos: exigem a ausência completa ou parcial de oxigênio para se multiplicarem, portanto, se desenvolverão prioritariamente em alimentos com potencial de oxirredução negativo, normalmente inferiores a −150 mV. Estão inseridos nesse grupo algumas 22 Unidade I espécies de bactérias patogênicas, como o Clostridium botulinum e também agentes deteriorantes, como o Desulfotomaculum nigrificans, bactéria associada à deterioração de alimentos enlatados, que produz gás sulfídrico (H2S) e que penetra para dentro do alimento, causando seu escurecimento e cheiro de ovo podre. Observação A presença de O2 para o grupo dos anaeróbicos costuma ser mais nociva do que o potencial positivo de um alimento. Isso acontece porque, na presença de O2, produz-se como produto do metabolismo a água oxigenada (H2O2). Diferentemente dos microrganismos aeróbicos, os anaeróbicos não possuem a enzima catalase, a qual degradaria esse composto tóxico em água e CO2. Assim, ocorre o acúmulo de H2O2, levando esses microrganismos à morte. Microrganismos anaeróbicos facultativos: podem crescer tanto na presença como na ausência de O2 e, por esse motivo, conseguem se multiplicar em alimentos com potencial de oxirredução negativo ou positivo. A esse grupo pertencem, por exemplo, algumas espécies de leveduras fermentativas e algumas bactérias da família das enterobactérias. Microrganismos microaerofílicos: são aqueles que preferem condições bastante reduzidas de O2 para a multiplicação, portanto, alimentos com potencial de oxirredução baixo são os favoritos dessa classe de microrganismos. As bactérias láticas são exemplos desse grupo. A figura a seguir ilustra o crescimento dos microrganismos dependendo das suas preferências em relação às concentrações de O2 atmosférico. Microrganismos aeróbicos Microrganismos anaeróbicos facultativos Microrganismos anaeróbicos Microrganismos microaerofílicos Figura 8 – Efeito do O2 no crescimento dos microrganismos 23 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS A tabela a seguir demonstra o potencial de oxirredução de alguns alimentos. No entanto, é preciso dizer que a determinação do valor de potencial de oxirredução de um alimento não é uma tarefa fácil, já que pode ocorrer a interação da tensão de O2, que envolve o alimento com os seus componentes químicos,interferindo nos valores da medição. Tabela 5 – Potencial de oxirredução de alguns alimentos Alimento Potencial de oxirredução em mV Leite Variando entre +300 a +340 Queijo cheddar Variando entre +300 a −100 Manteiga Variando entre +290 a +350 Carne em pedaços in natura ~ −200 Carne moída ~ +300 Carnes enlatadas Variando entre −20 a −150 Batata ~ −150 Suco de uva +409 Suco de limão +383 Adaptada de: Baptista; Venâncio (2003, p. 45). É interessante notar que carnes em pedaços grandes possuem potencial de oxirredução em torno de −200 mV. No entanto, quando moídas, podem apresentar elevada concentração de O2, com valores de aproximadamente +300 mV, o que facilita a sua contaminação por microrganismos aeróbicos. Ainda sobre as carnes, os músculos dos animais, após abate, têm potencial de oxirredução de aproximadamente +250 mV. Entretanto, cerca de 30 horas após o abate, esse valor pode ser reduzido para −250 mV, propiciando a multiplicação da microbiota anaeróbia da carne. Possuir o conhecimento sobre os valores de potencial de oxirredução dos alimentos em suas diferentes formas de apresentação é de fundamental importância para as indústrias alimentícias para que tenham condições de prever os microrganismos mais suscetíveis e, então, serem capazes de propor embalagens mais adequadas que possam garantir a comercialização de um produto com características ideais de qualidade. 2.1.4 Composição nutricional A quantidade e os tipos de nutrientes presentes em um alimento são fatores muito importantes para a multiplicação de microrganismos, pois, para que possam crescer, é necessário que o alimento possua em sua composição: água; fonte de energia; fontes de nitrogênio; vitaminas e sais minerais. A influência da água para o crescimento dos microrganismos nos alimentos já foi demonstrada anteriormente quando abordamos a Aa. No caso das fontes de energia, os microrganismos utilizam, geralmente, açúcares (preferencialmente, açúcares simples, como a glicose), álcoois e aminoácidos. Há, ainda, um seleto grupo de microrganismos que utiliza fontes de energia não tão usuais, como aqueles que consomem lipídeos. Em relação às fontes de nitrogênio, as principais são os aminoácidos, que são provenientes de proteínas. Sobre as fontes de vitaminas, aquelas pertencentes ao complexo B, a biotina 24 Unidade I e o ácido pantotênico são as mais frequentemente utilizadas pelos microrganismos, pois funcionam como coenzimas envolvidas em diversas reações metabólicas. Por fim, os sais minerais, que, embora sejam requeridos em quantidades muito pequenas, são fundamentais para que ocorra a multiplicação microbiana, como o zinco, o manganês e o sódio, que participam em várias reações enzimáticas. Em resumo, quanto mais rico em nutrientes for um determinado alimento, mais predisposto ele estará para ocorrências de contaminação microbiana. 2.1.5 Presença de substâncias naturalmente antimicrobianas Você já percebeu que alguns alimentos têm uma estabilidade maior do que de outros? Claro que isso pode estar atrelado a vários fatores, como a quantidade livre de água, como já vimos anteriormente. Ou seja, quanto maior a Aa, maior a probabilidade de contaminações. No entanto, alguns alimentos possuem espécies de conservantes naturais, que retardam ou impedem o ataque de microrganismos, aumentando a estabilidade do alimento em questão. Esse é o caso de condimentos e temperos, pois muitos possuem óleos essenciais que exercem efeito antimicrobiano contra diversos microrganismos. O óleo essencial extraído da canela, por exemplo, possui o cinamaldeído, com efeito antimicrobiano importante contra diferentes espécies do gênero Salmonella, um dos principais patógenos alimentares. Esse mesmo efeito contra Salmonella também é observado pelos óleos essenciais extraídos do orégano e do tomilho, os quais possuem, respectivamente, as substâncias carvacrol e timol. Outro bom exemplo é o alho, que detém em sua composição a alicina. Essa substância apresenta ação antiviral, antifúngica e antibiótica, além de possuir considerável teor de selênio, o que nos permite dizer que o alho também possui propriedades antioxidantes. Outra substância antimicrobiana que tem recebido crescente destaque é bacteriocina. Trata-se de um peptídeo com ação bactericida ou bacteriostática, que é produzido, principalmente, por bactérias láticas, ou seja, bactérias naturalmente presentes em laticínios fermentados. Essa substância tem sido amplamente estudada nas últimas décadas e apresenta-se como uma potencial alternativa na conservação de alimentos em substituição ao conservantes químicos, além de ser especialmente vantajosa por não promover alterações nas qualidades sensoriais do produto alimentício. De fato, essa substância já está comercialmente disponível e se chama nisina. Descoberta em 1925, ela só foi autorizada para uso em alimentos em 1969, pela Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura. No entanto, no Brasil, o Ministério da Saúde autorizou sua aplicação em alimentos apenas em 1996, sendo atualmente largamente utilizada como bioconservantes de produtos lácteos e cárneos embutidos, como salsichas. Além dessas substâncias com efeito antimicrobiano, outras estruturas funcionam como barreiras físicas contra a penetração de microrganismos e também precisam ser consideradas. Esse é o caso da casca de nozes, casca de frutas e da casca dos ovos, bem como a pele dos animais e a película que envolve as sementes. 25 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS 2.1.6 Presença de microbiota natural Ao utilizar os componentes do alimento para se multiplicar, um determinado microrganismo tende a produzir substâncias que podem inibir o crescimento de outros microrganismos, como uma estratégia para se sobressair em uma competição por espaço e nutrientes. Isso é o que ocorre com os alimentos fermentados por bactérias lácticas. Esse grupo de microrganismo, ao se multiplicar em um produto lácteo, produz ácido lático como metabólito, o que resulta na diminuição do pH desse alimento, tornando-o ácido demais para a sobrevivência da maioria dos microrganismos. Por outro lado, os fungos são bastante adaptados para essas condições e podem utilizar dessa oportunidade para se multiplicarem. Se essa situação ocorrer, esses fungos podem produzir uma enzima denominada descarboxilase, que interage com os componentes do alimento, resultando na formação de compostos alcalinos, como as aminas. Como consequência, ocorre o aumento do pH do alimento, que anteriormente estava muito ácido. Nessa ocasião, os microrganismos que antes não conseguiam crescer, agora estarão aptos a se proliferar. Um exemplo prático desse acontecimento são as leveduras que degradam o ácido lático dos produtos fermentados, tornando-os favoráveis para o crescimento e a produção de toxinas por Clostridium botulinum, um importante patógeno alimentar que será discutido em detalhes mais à frente neste livro. A interação entre os microrganismos também pode ser uma eficiente forma para o controle do desenvolvimento de patógenos em alimentos. Bactérias benéficas, também tradicionalmente denominadas como probióticos, podem ser intencionalmente adicionadas a um produto alimentício, estimulando uma competição com a microbiota inicialmente presente. Quando isso ocorre, as bactérias patogênicas podem acabar sendo desfavorecidas, sendo eliminadas ou tendo suas populações reduzidas. Esse processo é chamado de exclusão competitiva e vem sendo bastante utilizado no controle da contaminação de granjas, principalmente pelos patógenos Salmonella e Campylobacter. Nessa interessante estratégia, as aves, desde a fase neonatal até a fase adulta, recebem alimentação rica em probióticos. Essa ação promove a colonização da superfície do epitélio do trato gastrointestinal dessas aves, o que impede que microrganismos indesejáveis se instalem e causem as patologias associadas. Além disso, muitas espécies de bactérias probióticas possuem a vantagem adicionalde produzir ácidos orgânicos e bacteriocina, o que lhes garante predomínio durante a competição contra patógenos (ver figura). Bactérica patogênica Bactérica probiótica Ácidos orgânicos Bacteriocina Célula epitelial do intestino Figura 9 – Representação esquemática da exclusão competitiva entre bactérias probióticas e patogênicas nas células epiteliais do intestino 26 Unidade I Saiba mais Para saber mais sobre os efeitos benéficos das bactérias probióticas em humanos e animais, leia: OLIVEIRA, M. N. et al. Aspectos tecnológicos de alimentos funcionais contendo probióticos. Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas, v. 38, n. 1, p. 1-21, 2002. 2.1.7 Aula prática Vimos o quanto os fatores intrínsecos dos alimentos podem influenciar no crescimento dos microrganismos, favorecendo-os ou inibindo-os. Nas práticas a seguir, analisaremos dois fatores intrínsecos muito determinantes para a caracterização de um alimento: a atividade de água e a presença de substâncias naturalmente antimicrobianas. Exemplo de aplicação Análise da atividade de água (Aa) A determinação de atividade de água nos alimentos pode ser feita utilizando-se equipamento específico (analisador/medidor de atividade de água) ou utilizando dessecadores com solução saturada de sais. Esse último método possui baixo custo e é facilmente executado, sendo especialmente vantajoso em relação ao método por meio de equipamentos. Nos dessecadores, fechados hermeticamente com auxílio de bomba a vácuo, as soluções saturadas de sais geram uma atmosfera de umidade relativa, ou atividade de água, já muito bem estabelecida e conhecida. Assim, uma amostra de alimento colocada dentro desse ambiente trocará de umidade com esse ambiente de umidade relativa conhecida, de modo que entrem em um equilíbrio após determinado período. A tendência em perder ou absorver a água do ambiente com a atmosfera conhecida poderá ser observada na variação do peso dos alimentos analisados. Objetivo: observação do efeito da atividade de água nos alimentos. Procedimento: preparar, ao menos, três dessecadores adicionando, a cada um deles, uma das soluções saturada de sal da tabela a seguir. É importante reforçar que sejam selecionados sais com valores bem distintos de Aa. Por exemplo, no primeiro dessecador adicionar ácido sulfúrico (Aa = 0,00); no segundo adicionar carbonato de potássio (Aa = 0,43); no terceiro adicionar sulfato de sódio (Aa = 0,93). 27 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Tabela 6 Sal UR % (a 25 °C) Aa Ácido sulfúrico 0,00 0,00 Hidróxido de potássio – KOH 8,23 0,08 Acetato de potássio – KC2H3O2 22,51 0,23 Cloreto de magnésio – MgCl2 32,8 0,33 Iodeto de sódio – NaI 38,2 0,38 Carbonato de potássio – K2CO3 43,16 0,43 Nitrato de magnésio – Mg(NO3)2.6H2O 52,89 0,53 Brometo de sódio – NaBr 57,6 0,58 Iodeto de potássio 68,9 0,68 Cloreto de sódio – NaCl 75,7 0,76 Sulfato de amônio – (NH4)SO4 80,9 0,81 Cloreto de potássio – KCl 84,34 0,84 Sulfato de sódio – Na2SO4 . 10 H2O 93,0 0,93 Pesar três béqueres de 50 mL, anotando as respectivas massas. Adicionar a cada um desses béqueres 5 g de um determinado alimento. Sugerimos amostras de bolacha água e sal, café em pó e molho de tomate. Colocar em cada um dos dessecadores, já contendo uma das soluções saturadas de sal, um dos conjuntos de béquer + amostra. Após sete dias, verificar a aparências dos alimentos. Após o período de sete dias, se seguirmos o exemplo quanto à seleção dos sais e às amostras de alimento no dessecador contendo ácido sulfúrico, a amostra de bolacha, de água e de sal tenderá a permanecer crocante, já que a troca de água com o ambiente será mínima. Espera-se que não haja contaminações nessa amostra. O café em pó, nesse ambiente, tenderá a manter sua característica original e também não deverá apresentar contaminações. Já o molho de tomate ficará seco, pois ele possui uma Aa elevada, e em um ambiente com Aa nula, a tendência é que ele libere água para essa atmosfera buscando a umidade relativa de equilíbrio. Em uma situação extrema, se tomarmos como base um dessecador contendo uma solução de sulfato de sódio, a amostra de bolacha ficará murcha, pois com uma umidade relativa tão elevada desse ambiente, a tendência é que absorva a água dessa atmosfera. O café, seguindo o mesmo raciocínio, se tornará uma massa pastosa. Já o molho de tomate sofrerá pouco ou nenhum efeito, pois tanto a atmosfera quanto a amostra desse alimento possuem elevados valores de Aa. Diferentemente do exemplo anterior, sob essa atmosfera, espera-se que após sete dias todas as amostras de alimentos estejam contaminadas. 28 Unidade I 2.1.7.1 Análise da presença de substâncias antimicrobianas naturais Alguns alimentos possuem em sua composição algumas substâncias com potencial de inibir o crescimento de alguns microrganismos. Isso é uma propriedade bastante interessante, pois atribui a esses alimentos um período maior de tempo de prateleira. Exemplo de aplicação Objetivo: checar se determinados alimentos possuem atividade antimicrobiana contra Staphylococcus aureus. Procedimento: em uma placa de Petri contendo o meio de cultura sólido TSB ou BHI, semear, com o auxílio de um swab, uma solução contendo Staphylococcus aureus previamente crescido em meio de cultura líquido TSB ou BHI. Faça movimentos em zigue-zague de forma que toda a superfície da placa seja coberta com a solução da bactéria em questão. Enquanto aguarda a solução na placa secar por alguns minutos, triture, se for necessário, em gral e pistilo, os alimentos que serão testados. Sugerimos alho, canela, cravo e tomilho ou orégano (frescos). Com o auxílio de uma espátula, de preferência estéril, coloque uma pequena porção das amostras de alimento sob a superfície do meio de cultura sólido cultivado com Staphylococcus aureus. Coloque para incubar em estufa bacteriológica a 35 °C por 24-48 horas. Após esse período, é esperado que haja a formação de halos de inibição ao redor das amostras de alimentos, pois eles possuem em sua composição, substâncias que exercem atividade antimicrobiana contra determinados microrganismos. Esses halos de inibição supostamente formados, representam o não crescimento do Staphylococcus aureus, pois a substância antimicrobiana se difundiu, matando os microrganismos que estavam ao redor das amostras de alimento. 2.2 Fatores extrínsecos Quando falamos de fatores extrínsecos que interferem no crescimento de microrganismos em alimentos, estamos nos referindo às condições ambientais às quais esse alimento foi exposto, seja durante seu armazenamento ou durante a sua produção. Entre os fatores extrínsecos mais relevantes estão a umidade e a temperatura do ambiente, além da composição química da atmosfera que envolve o alimento. Esses fatores serão discutidos em detalhes a seguir. 29 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS 2.2.1 Umidade relativa do ambiente Esse parâmetro está estritamente relacionado com a Aa de um alimento e a umidade relativa do ambiente. É importante dizer que a Aa dos alimentos também pode ser dita como umidade relativa (UR). Para isso, deve-se multiplicar a Aa por 100, visto que a UR é dada em porcentagem. Por exemplo, se a Aa de um alimento for 0,3, então sua UR será 30%. Já a umidade relativa do ambiente indica a porcentagem de umidade no ar a uma dada temperatura. Em um deserto, por exemplo, a UR do ar pode chegar a 15%, no entanto, a UR da maioria das atmosferas costuma ser, em média, 60%. Quanto ao armazenamento dos alimentos, considera-se que é um parâmetro muito importante, pois pode alterar a Aa de um alimento e, consequentemente, sua predisposição a contaminações microbianas. Se armazenarmos um alimento de baixa Aa, ou seja, baixa UR, em um ambiente com alta UR, a Aa do alimento aumentará, pois o alimento tenderá a absorver a água daquele ambiente. O contrário também ocorre, ou seja, o armazenamento de um alimento de alta Aa (alta UR) em um ambiente seco (baixa UR), fará com que esse alimento dessorva água, ou seja,libere água para a atmosfera na tentativa de atingir o equilíbrio (umidade relativa de equilíbrio – URE) e, portanto, tenderá ao ressecamento. Para exemplificar as situações mencionadas, imagine uma bolacha de água e sal. A Aa desse produto varia em torno de 0,40, ou seja, UR de 40%. Se essa bolacha for deixada por um determinado período de tempo em um ambiente com UR atmosférica de 60%, em temperatura ambiente, a tendência é que esse produto fique murcho. Isso ocorre porque a bolacha irá absorver a água presente no ar desse ambiente e, portanto, apresentará essa característica final, a qual desagrada o consumidor e predispõe esse alimento a contaminações microbianas. Na situação oposta, se um molho de tomate, o qual possui uma Aa média de 0,80, for exposto ao mesmo ambiente, sob a mesma temperatura, a tendência é que ele libere sua água livre para o ambiente, também na tentativa de atingir a URE. Nesse caso, o molho de tomate terá sua Aa reduzida e ficará ressecado. Uma Aa baixa limita o crescimento de bactérias, no entanto, favorece a multiplicação de fungos deteriorantes, os quais conseguem se proliferar em Aa baixas. Observação Temperatura do ambiente: entre os fatores extrínsecos, a temperatura ambiente (faixa entre 15 °C e 30 °C), talvez seja o fator mais determinante para a multiplicação dos microrganismos em alimentos. Apesar de conseguirem se multiplicar em diferentes temperaturas, os microrganismos possuem preferências para atingir seus máximos de proliferação. Com foco nos contaminantes de alimentos e seus ótimos de temperatura, os microrganismos podem ser divididos em três principais grupos: os psicrotróficos; os mesófilos e os termófilos. 30 Unidade I Ve lo ci da de d e cr es ci m en to Ótimo de temperatura para os psicrotróficos Ótimo de temperatura para os mesófilos Temperatura °C 0 10 20 30 40 50 60 70 Ótimo de temperatura para os termófilos Figura 10 – Crescimentos dos microrganismos psicrotróficos, mesófilos e termófilos em diferentes temperaturas Detalhando cada um desses grupos, os psicrotróficos têm ótimos de crescimento geralmente entre 20 °C a 25 °C, não crescem além dos 30 °C e o grande diferencial é que conseguem crescer sob baixas temperaturas, que são as mesmas utilizadas em geladeiras. Dessa forma, os microrganismos desse grupo serão os principais responsáveis pela contaminação de alimentos refrigerados, especialmente carnes, pescados, ovos e frango. Os psicrotróficos conseguem deteriorar lentamente os alimentos, os quais, muitas vezes, se apresentam sob a forma de micélios fúngicos ou limo na superfície, ocasionando a sua alteração de sabor, odor e/ou cor. Os microrganismos mesófilos, com temperaturas ótimas de crescimento entre 25 °C a 40 °C, são os microrganismos mais comuns. A grande preocupação das indústrias e estabelecimentos envolvidos nos processos de produção e manipulação de alimentos são esses microrganismos, pois correspondem à grande maioria dos patógenos alimentares. Tais microrganismos têm ótimos de crescimento sob temperaturas em torno de 37 °C, correspondente à temperatura corpórea de humanos e animais mamíferos, o que justifica sua capacidade de boa adaptação nesses hospedeiros. Já os termófilos são microrganismos capazes de crescer sob altas temperaturas. A grande maioria dos microrganismos pertencentes a esse grupo têm ótimos de crescimento sob temperaturas em torno de 50 °C a 60 °C, podendo, inclusive, resistir até a 90 °C. Para que se possa ter uma ideia, a temperatura ideal de multiplicação desses microrganismos representa a média da temperatura da água que sai de torneiras aquecidas. As bactérias termófilas de maior importância aos alimentos pertencem ao gênero Bacillus, incluindo tanto espécies deteriorantes, como Bacillus coagulans, como também patogênicas, como o Clostridium botulinum e o Clostridium perfringens. Sabe-se que esses microrganismos são formadores de endósporos, também conhecidos como esporos bacterianos, que representam estruturas de 31 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS resistência. A grande preocupação é que, se o tratamento térmico aplicado ao processo de produção de enlatados e compotas não for realizado corretamente e eles ficarem submetidos a altas temperaturas de armazenamento, esses esporos podem germinar, resultando no crescimento do microrganismo que causa a sua deterioração, ou ainda serem veículo de DTAs, como é o caso do botulismo alimentar causado por Clostridium botulinum. 2.2.2 Composição química do ambiente A composição química do ambiente diz respeito aos gases que estão ao redor do alimento, dentro de suas embalagens, ou seja, oxigênio (O2), dióxido de carbono (CO2), nitrogênio, etileno, entre outros. A composição gasosa que envolve um produto alimentício determina os tipos de microrganismos que poderão crescer nele. A presença de oxigênio, por exemplo, favorece a proliferação de microrganismos aeróbicos, representados pela grande maioria dos agentes deteriorantes de alimentos e patógenos causadores de DTA. Já na ausência de O2, predominarão, prioritariamente, os microrganismos anaeróbicos, um grupo mais restrito e com metabolismo lento. Portanto, a modificação na composição química dos gases que envolvem os alimentos dentro das embalagens dita os microrganismos que sobrevivem e os que se multiplicam. O O2 é responsável por muitas reações indesejadas nos alimentos, como a oxidação e rancificação de óleos e gorduras, amadurecimento acelerado de frutas e verduras, alterações na coloração e aspecto dos alimentos, além da deterioração ocasionada pelo crescimento de microrganismos aeróbicos. Devido a esses efeitos, as indústrias alimentícias tendem a utilizar embalagens específicas com um sistema denominado de “atmosfera modificada”. A embalagem a vácuo foi a primeira forma de embalagem com atmosfera modificada comercialmente disponível. Nessa condição, utilizam-se as embalagens impermeáveis a gases, que têm o ar retirado para impedir o crescimento de organismos deteriorantes e patogênicos. O O2 residual dentro das embalagens a vácuo é consumido pela microbiota naturalmente presente, produzindo CO2 e fazendo com que o potencial de oxirredução, assunto anteriormente discutido nesta unidade, tenda a ficar negativo, resultando na supressão do crescimento microbiano e impedindo, portanto, as modificações indesejadas nos alimentos. É importante ressaltar que tal condição atmosférica não resulta na “esterilização” do alimento, pois, em condições onde há a escassez de O2, ocorre o predomínio de microrganismos anaeróbicos, de velocidade metabólica lenta, que atrasam a deterioração do alimento embalado sob essas condições. Por outro lado, é preciso observar que alguns patógenos alimentares, como o Clostridium botulinum, são anaeróbicos e poderiam ter o crescimento favorecido pela exclusão absoluta de O2. Por esse motivo, a presença de algumas moléculas desse gás dentro das embalagens é imprescindível para que ocorra o crescimento da microbiota residente, que funcionará como competidora desses importantes agentes patogênicos. Além das embalagens a vácuo, também temos aquelas que atuam com atmosfera modificada, que visam a estender o tempo de vida útil dos alimentos e que também podem ser obtidas mediante a substituição, total ou parcial, do O2 por outros gases. Embalagens contendo misturas entre oxigênio, nitrogênio e CO2 são as mais utilizadas pelas indústrias de alimentos, embora misturas com outros gases como monóxido de carbono, óxido nitroso e dióxido de enxofre também sejam utilizadas. As figuras a seguir ilustram as embalagens no modelo a vácuo e também aquelas que são obtidas por substituição de gases. 32 Unidade I A) Embalagens a vácuo B) Embalagens por atmosfera modificada Figura 11 – Representação de embalagens de alimentos por sistema a vácuo e por atmosfera modificada O aumento do prazo de validade dos produtos embalados sob atmosfera modificada é possível, pois, além de limitar a quantidade deO2 e seus efeitos indesejados, o CO2 naturalmente resultante ou artificialmente inserido dentro das embalagens desempenha efeito bacteriostático contra diferentes espécies microbianas. É importante dizer que esse efeito pode ser influenciado pela carga bacteriana inicial e pelo tipo de produto embalado, sobretudo seu aspecto relacionado à quantidade de água livre, ou seja, Aa. O mecanismo inibitório desse gás dependerá, principalmente, de sua dissolução no produto embalado e na quantidade ali encerrada. Quando o CO2 se dissolve na água livre do alimento, acaba acidificando-o. Essa acidificação, aliada ao efeito antimicrobiano do CO2, impede o crescimento de diversos microrganismos, como já demonstrado anteriormente. Considera-se importante também que as temperaturas reduzidas ajam sinergicamente com o CO2, contribuindo com a ação bacteriostática. É por esse motivo que alimentos embalados a vácuo ou sob atmosfera modificada são armazenados, frequentemente, sob refrigeração. Mais recentemente, as indústrias alimentícias estão se interessando em buscar novas tecnologias disponíveis e adaptá-las aos seus produtos como as “embalagens inteligentes” e as “embalagens ativas”. Além das funções propostas pela embalagem com atmosfera modificada, que são a de fornecer uma barreira física para conter as contaminações microbiológicas e a de prevenir os processos de deterioração, como a oxidação. As embalagens ativas possuem alguns sistemas que, de certa forma, se comunicam com o alimento e liberam substâncias antimicrobianas durante sua validade. Outra funcionalidade dessas embalagens é a de modificar alguns inconvenientes naturais do alimento, por meio de enzimas específicas que são adicionadas ao material da embalagem e que interagem diretamente com o produto, deixando-o com um sabor mais aceitável e eliminando, por exemplo, sabores amargos. Já as embalagens inteligentes funcionam como indicadoras de qualidade do produto embalado. Essa é uma vantagem bastante interessante, pois, quando um alimento está em processo de deterioração, reações bioquímicas estão acontecendo e, muitas vezes, são imperceptíveis aos olhos do consumidor, já que o alimento pode manter sua aparência de produto fresco. 33 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Imagine a seguinte situação: você está em um supermercado e, olhando através da embalagem, consegue visualizar e saber, com precisão, se as frutas que se encontram embaladas nela estão muito maduras ou se encontram muito próximas de se estragarem; ou ainda, em outra situação, consegue saber se uma carne foi recentemente embalada ou se está prestes a se tornar imprópria para o consumo. São situações que parecem futuristas, mas que, na verdade, já são realidade nas indústrias alimentícias que estão implantando e investindo cada vez mais em novas tecnologias para minimizar os desperdícios e, consequentemente, seus custos financeiros. Por meio de seus rótulos ou etiquetas, as embalagens inteligentes funcionam detectando a mudança de pH do alimento embalado, resultante da deterioração microbiana, ou seja, quando os microrganismos que estão presentes nessa embalagem crescem e se desenvolvem no alimento, eles tendem a liberar, como produto de seus metabolismos, ácidos orgânicos, como ácidos lático, butírico e acético, que irão acidificar o produto embalado. Assim, essa etiqueta ou o rótulo interagem com o conteúdo interno e muda de cor indicando o grau de deterioração do produto. No caso de embalagens inteligentes para frutas, existem sensores presentes na etiqueta que detectam o gás etileno, que é liberado naturalmente durante o processo de maturação desses alimentos. De acordo com a quantidade desse gás dentro da embalagem, é possível saber o estágio de maturação da fruta embalada e, dessa forma, o consumidor sabe exatamente quando o alimento ainda está firme, maduro ou completamente maduro. A embalagem inteligente da empresa neozelandesa Ripesense® é um exemplo (ver figura a seguir). Figura 12 – Embalagem inteligente desenvolvida pela empresa Ripesense®, que indica o grau de maturação de frutas embaladas mediante um sensor de produção de gás etileno O círculo de coloração vermelha presente na embalagem indica que a fruta está fresca, a cor laranja quer dizer que a fruta está madura, enquanto o círculo de cor amarela indica que a fruta está passada e serve, preferencialmente, para a preparação de sucos. 34 Unidade I Outro exemplo interessante dessa tecnologia é dado pela empresa inglesa Timestrip®, que desenvolveu um rótulo que indica o período em que um determinado produto está aberto. Ao acionar o botão de ativação, o tempo começa a ser monitorado pela etiqueta que mudará da coloração branca do indicador para a cor vermelha (ver figura a seguir). Antes da ativação Ativação manual Ativado e próximo do fim do período de monitoramento Figura 13 – Etiqueta de monitoração do tempo, especialmente útil para embalagens de alimentos Essa empresa também possui etiquetas que monitoram a temperatura de armazenamento ou transporte de alimentos. Se houver violação do limite de temperatura estabelecido, ela será apontada pela etiqueta (ver figura seguir). O mecanismo de funcionamento é relativamente simples: a etiqueta contém um líquido azul que se move por capilaridade por uma membrana porosa branca, a menos que a temperatura seja violada. O progresso do líquido azul pode ser rastreado em relação aos marcadores de tempo na janela de visualização. Se a temperatura é violada, o líquido se solidifica e para de se mover. Cada avanço é irreversível e, portanto, o tempo acumulado de todas as violações de temperatura é mostrado pela distância que a mistura azul se move ao longo dos marcadores de tempo. Inativado Monitoramento após ativado Indicação de violação de temperatura durante 4 horas Figura 14 – Etiqueta de monitorização de temperatura, especialmente útil para checar a violação da temperatura limite de produtos refrigerados e congelados Ambas as etiquetas são bastante propícias para produtos refrigerados e congelados. 35 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Aqui no Brasil, tais tecnologias ainda não são muito comuns de serem encontradas, mas, considerando o avanço crescente que esse mercado vem globalmente apresentando, a expectativa é que as indústrias alimentícias brasileiras considerem essa possibilidade dentro dos próximos anos, já que as vantagens beneficiam tanto os consumidores quanto as empresas envolvidas na cadeia de produção, contribuindo para a sustentabilidade e economia dos negócio. Lembrete Os fatores intrínsecos e extrínsecos ditam o ritmo em quem os microrganismos irão se proliferar nos alimentos. Esses fatores são inerentes ao alimento, como por exemplo, pH, acidez, e atividade de água. Já os fatores extrínsecos estão relacionados com ambiente em que os alimentos são expostos, como umidade relativa do ar e temperatura. 2.3 Teoria dos obstáculos de Leistner Conhecer os fatores intrínsecos e extrínsecos dos alimentos e os efeitos que eles exercem sobre o crescimento de microrganismos permite prever seu tempo de validade, ou também, tradicionalmente chamado de “vida de prateleira”, com especial atenção aos patógenos alimentares. Apesar de os fatores anteriormente mencionados afetarem de forma específica os alimentos, é pouco útil o conhecimento das respectivas características isoladamente, pois existe uma interação entre os fatores, sejam eles intrínsecos ou extrínsecos. Essa inter-relação entre os fatores pode ser do tipo aditivo, sinérgico ou, até mesmo, antagônico e é isso que deu origem ao conceito da teoria dos obstáculos de Leistner. Leistner foi um pesquisador que descreveu em seus trabalhos que a estabilidade e a segurança microbiológica dos alimentos são obtidas pela ação combinada dos fatores intrínsecos e extrínsecos, resultando na diminuição de contaminações microbianas, intoxicações alimentares, economia de energia e dinheiro pelas indústrias alimentícias, bem como a redução do impactoambiental gerado pelo desperdício de alimentos. Essa teoria se baseia na utilização conjunta de mais de um tipo de mecanismo de controle microbiano, dificultando a proliferação desses agentes. Para entender essa teoria, é preciso ter em mente que os alimentos podem conter uma carga inicial de microrganismos, os quais podem se multiplicar até o momento do seu consumo, podendo reduzir o tempo de prateleira do alimento, ou até mesmo causar danos ao consumidor. Esses microrganismos poderão ou não ser barrados por uma ou mais barreiras de conservação. O conceito da teoria dos obstáculos de Leistner é apresentado na figura a seguir, que ilustra sete exemplos da intensidade de atuação dos fatores intrínsecos e extrínsecos sobre o controle do crescimento microbiano em um determinado alimento, melhorando a estabilidade e, consequentemente, sua qualidade. 36 Unidade I Temperatura Atividade da água Atividade da água Atividade da água Atividade da água Atividade da água Atividade da água Efeito sinérgico entre as barreiras Meio rico em nutrientes Microrganismos injuriados Atividade da água pH pH pH pH pH pH Potencial de oxirredução Potencial de oxirredução Conservante Conservante Conservante Conservante Conservante Conservante Conservante pH Potencial de oxirredução Potencial de oxirredução Potencial de oxirredução Potencial de oxirredução Potencial de oxirredução Exemplo 1 Exemplo 2 Exemplo 3 Exemplo 4 Exemplo 6 Exemplo 5 Exemplo 7 Figura 15 – Teoria dos obstáculos de Leistner 37 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS No primeiro exemplo, os fatores Conservante de processamento da matéria-prima, sua Aa, seu pH, o potencial de oxirredução e o conservante químico adicionado ao produto final contribuem igualmente para impedir o crescimento microbiano, representado pela seta, até que seja completamente inibido. Essa é a situação mais desejada, mas trata-se de um modelo teórico, de ocorrência pouco provável. No caso do exemplo 2, a Aa do alimento exerceu importante barreira, entretanto, não foi suficiente para impedir o crescimento microbiano, necessitando de mais três barreiras até que fosse completamente inibido pelo conservante químico, que precisou ser adicionado em elevada concentração. No entanto, pode-se observar que, se a carga microbiana fosse baixa, apenas a Aa seria necessária para se obter a segurança microbiológica do alimento em questão, que é o que se pode observar no exemplo 3. Por outro lado, vemos no exemplo 4 que, se a concentração inicial de microrganismos fosse bastante elevada, provavelmente, devido às más condições de higiene durante o processamento do alimento, as quatro barreiras presentes seriam insuficientes para impedir o desenvolvimento microbiológico, necessitando, portanto, da adição de outro fator para bloquear eficientemente o crescimento da população microbiana. Apenas com essas quatro barreiras, o produto teria tempo de prateleira curto ou poderia causar uma intoxicação alimentar. No exemplo 5, temos a situação em que foram acrescidos mais nutrientes ao alimento, resultando em um efeito do tipo trampolim no crescimento microbiano. Nessa situação, a intensidade das quatro barreiras precisa ser aumentada. Por exemplo, se estamos falando de um produto cárneo, então o efeito antimicrobiano que a Aa pode exercer precisa, com certeza, ser intensificado, diminuindo consideravelmente a quantidade de água livre ali presente. Além disso, seria preciso intensificar o efeito do pH, acidificando ou basificando o meio, embalar o produto em uma atmosfera modificada ou a vácuo e adicionar uma concentração mais elevada de conservantes. Também existem situações em que o microrganismo se encontra injuriado, fraco, pouco adaptado às condições ambientais atuais. Nesse caso, ilustrado no exemplo 6, menos barreiras são necessárias para conter o crescimento do microrganismo em questão, já que seu metabolismo está consideravelmente prejudicado. O último exemplo ilustra uma situação que merece uma atenção especial referente à preservação dos alimentos por combinação de fatores, pois a ação dos diferentes fatores pode ter não apenas um efeito aditivo na estabilidade, mas também pode atuar sinergicamente. O efeito sinérgico entre os fatores pode ser esperado quando cada um deles têm alvos diferentes dentro das células microbianas. Por exemplo: um fator afeta a parede celular e o outro dificulta a assimilação de nutrientes. Isso perturbará o crescimento dos microrganismos em vários aspectos, dificultando que agentes deteriorantes e patogênicos superem tal situação, tendo o crescimento retardado e, por consequência, morrendo. Assim sendo, empregar diferentes obstáculos na preservação dos alimentos deve ser vantajoso, já que não é necessário intensificar os obstáculos para alcançar a estabilidade microbiana. E por que devemos conhecer os fatores intrínsecos e extrínsecos de cada alimento e saber como eles interagem? Porque assim será possível estabelecer seu tempo de vida útil e as melhores condições de armazenamento. Isso é realizado frequentemente por meio de ensaios laboratoriais, que podem 38 Unidade I demandar um longo período e altos custos associados, ou, alternativamente, utilizando o que chamamos de modelos matemáticos. Esses modelos são fundamentados em equações matemáticas que calculam a probabilidade de crescimento de determinado microrganismo em um produto alimentício baseado em seus fatores intrínsecos e extrínsecos. Trata-se de um método inovador bastante vantajoso, pois, além de apresentarem resultados que se correlacionam muito bem com aqueles realizados com ensaios laboratoriais, permite realizar estimativas de tempo de prateleira dos alimentos de forma rápida e econômica. 2.4 Deteriorações dos alimentos por microrganismos Quando a microbiota inicial de um alimento sobrevive às barreiras impostas por ele ou pelo seu armazenamento, ou então, quando um patógeno acidentalmente se instala devido às condições inadequadas de higiene, esses microrganismos alterarão as características físicas e químicas desse produto alimentício, que é o processo conhecido como deterioração. 2.4.1 Alterações físicas dos alimentos causadas por contaminação microbiana As alterações físicas mais importantes, causadas pela presença de microrganismos, são as modificações de viscosidade, turbidez, coloração, sabor e odor dos alimentos. Sobre a alteração da viscosidade, alguns microrganismos sintetizam polissacarídeos. Como exemplo, podemos citar os microrganismos Bacillus subtilis e Escherichia coli, que utilizam os açúcares sacarose e maltose para a produção de dextrana e amilose (ver figuras a seguir). Essas substâncias formam uma espécie de limo na superfície dos alimentos sólidos ou aumentam a viscosidade dos alimentos líquidos ou semissólidos. Sabe aquela carne fresca que você comprou no supermercado, esqueceu guardada na geladeira por dias e quando se lembrou de consumi-la, observou uma limosidade sobre sua superfície? Trata-se de microrganismos que produzem esses polissacarídeos e, consequentemente, modificam a característica original do alimento. OO OO OO OO nn nn OO OO OO OO OO OO OO 44 44 44 44 11 11 666666 11 11 11 11 11 11 αα αα αα αα αα αα CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH CH2 CH2 CH2 OOOO OODextrana HOH Amilose HOH Figura 16 – Estrutura linear dos polissacarídeos dextrana e amilose 39 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Sobre as mudanças do aspecto turbidez, um exemplo bastante interessante são as bactérias láticas, mais especificamente as dos gêneros Lactobacillus e Pediococcus. Bactérias pertencentes a esses gêneros são consideradas as mais prejudiciais para as indústrias cervejeiras e são responsáveis pela maioria dos incidentes de deterioração bacteriana nesse tipo de bebida. A cerveja é um meio bastante hostil para a maioria das bactérias, com elevada acidez (pH entre 3,8 a 4,7), considerável concentração de etanol (geralmente entre 4% a 5%), alta concentração de dióxidode carbono e baixa concentração de O2, que a torna um meio quase anaeróbico. No entanto, alguns microrganismos, como os citados anteriormente, são capazes de se adaptarem a essas condições e de estragar as cervejas. Além de deixá-las com uma turbidez bastante intensa, podem alterar o sabor dessa bebida devido à produção de metabólitos, como o ácido lático, que a deixará mais ácida, e o diacetil, que irá conferir às cervejas contaminadas um sabor desagradável de manteiga. As alterações da coloração ocorrem devido à contaminação dos alimentos por gêneros bacterianos produtores de pigmentos e, quando hidrossolúveis, se dispersam pela água livre do alimento, podendo ter mudanças na coloração original do alimento não apenas no local de início da contaminação, mas também em outros pontos (ver figura a seguir). No entanto, se o pigmento produzido for do tipo lipossolúvel, então, só serão observadas as alterações da coloração nos pontos onde houver contaminação. Figura 17 – Mudança de coloração de carne crua ocasionada por contaminação microbiana No quadro a seguir, apresentamos alguns gêneros bacterianos produtores de pigmentos, bem como as respectivas características desses pigmentos. Quadro 1 – Alguns exemplos de microrganismos produtores de pigmentos Gênero bacteriano Características do pigmento Serratia Pigmento lipossolúvel que varia entre a coloração rósea e vermelha (ver figura a seguir) Flavobacterium Pigmento lipossolúvel que varia entre as colorações amarela, laranja e vermelha Chromobacterium Produz violaceína, pigmento violeta lipossolúvel Halococcus e Halobacterium Gêneros capazes de crescer em alimentos com alta concentração de sal, importantes na deterioração de carnes e pescados desidratados e salgados. Produzem bactorubeína, pigmento com cor que varia entre rosa e vermelho Pseudomonas Pigmentos hidrossolúveis que variam entre a coloração amarelo-esverdeada (ver a figura do filé de peixe) até a verde-fluorescente Adaptado de: Franco; Landgraf (2008). 40 Unidade I Figura 18 – Pedaço de bolacha tipo água e sal contaminada pela espécie bacteriana Serratia marcescens Peixe fresco antes da contaminação por Pseudomonas aeruginosa Peixe após a contaminação por Pseudomonas aeruginosa Figura 19 – Alteração da coloração de filé de peixe fresco ocasionada pela contaminação por Pseudomonas aerugionosa Perceba que, até este momento, falamos apenas de modificações físicas ocasionadas por espécies bacterianas. No entanto, bolores e leveduras também causam deteriorações, resultando em alterações químicas e físicas dos produtos alimentícios. O crescimento de bolores em alimentos, que ocorre mediante formação de micélios, torna esse produto inapropriado para o consumo. O micélio é um conjunto de hifas que apresentam diferentes aspectos: seco, pulverulento, úmido, gelatinoso, com aparência de algodão e de coloração com tonalidade variando entre amarelo, vermelho, preto, verde-acinzentado e castanho. 41 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Os bolores, de modo geral, são agentes responsáveis por perdas massivas na produção de frutas, legumes e verduras, pois são fitopatogênicos. Há, ainda, dois outros grupos de bolores especialmente importantes: aqueles que deterioram grãos e cereais estocados, também chamados de “bolores de armazenamento”, e aqueles que são psicrotróficos, que causam a deterioração de produtos refrigerados e que estamos bastante habituados a ver em nosso dia a dia quando deixamos alguns alimentos guardados por muito tempo na geladeira. Sobre os bolores de armazenamento, existem alguns gêneros (principalmente Aspergillus, Penicillium e Fusarium) produtores de algumas espécies de micotoxinas, das quais damos destaque às aflatoxinas. Essas substâncias são consideradas metabólitos, produzidos durante o crescimento da espécie de determinado fungo em frutas secas, cereais e sementes, especialmente o amendoim, em condições combinadas de umidade e temperatura elevadas, constituindo um risco à saúde humana, devido aos seus efeitos tóxicos. Além disso, a presença de bolores em produtos industrializados ainda intactos indicam utilização de matéria-prima de má qualidade ou falha nos protocolos de segurança microbiológica durante o processamento. Saiba mais Para saber mais sobre as micotoxinas, suas subclassificações, as principais espécies produtoras, bem como os efeitos e as dosagens tóxicas, leia: MAZIERO, M. T.; BERSOT, L. S. Micotoxinas em alimentos produzidos no Brasil. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, v. 12, n. 1, p. 89-99, 2010. Disponível em: https://bit.ly/3fdJIBA. Acesso em: 27 out. 2020. 2.4.2 Alterações químicas dos alimentos causadas por contaminação microbiana Os microrganismos, de modo geral, utilizam os nutrientes presentes nos alimentos como fontes de energia para o bom funcionamento de seus metabolismos, para que, consequentemente, consigam crescer e se multiplicar nesse meio. Falaremos nos próximos itens sobre as principais transformações químicas ocasionadas pela contaminação microbiana dos alimentos a partir da degradação de carboidratos, proteínas e lipídeos. 2.4.2.1 Carboidratos O consumo dos carboidratos pelos microrganismos pode ocorrer na presença ou ausência de O2. Em sua presença, há o predomínio de bactérias aeróbicas ou anaeróbicas facultativas e, nesse caso, ao consumir os carboidratos, os microrganismos produzirão como metabólitos finais moléculas de H2O e CO2. Já na ausência de O2, também chamado de metabolismo fermentativo, os microrganismos 42 Unidade I anaeróbicos consomem os carboidratos do alimento e produzem substâncias como ácidos orgânicos diversos, como pirúvico, lático, acético, propiônico, butírico, succínico, fórmico; além de etanol, CO2, H2S, acetaldeído e diacetil, que podem afetar as características organolépticas do alimento em questão. 2.4.2.2 Proteínas Relembrando, as proteínas são cadeias de aminoácidos ligadas por ligações peptídicas (ver figura a seguir). NH2 R COOHCH Grupo amino Grupo carboxilo Aminoácidos Aminoácidos Grupo R Phe Leu Ser Cys Figura 20 – Organização estrutural de proteínas Os microrganismos não conseguem utilizar como fonte de energia uma proteína intacta. Eles precisam hidrolisá-la com a ajuda de enzimas (proteases ou peptidases) e, assim, utilizar as moléculas menores resultantes, os peptídeos ou aminoácidos. Importantes patógenos alimentares, como Clostridium, Bacillus e Pseudomonas, secretam essas enzimas, que rapidamente “quebram” as proteínas dos alimentos em peptídeos solúveis e aminoácidos. Ao conseguirem utilizar as proteínas como fonte de energia para seus crescimentos, os microrganismos causam a biodeterioração proteica, mais conhecida como putrefação. Nessa reação, ocorre formação de substâncias com odores bastante desagradáveis e, em consequência das rupturas das moléculas de proteínas, também podem ocorrer alterações da textura, entre outras imperfeições no alimento. A degradação dos aminoácidos pode ocorrer de diferentes maneiras, dependendo dos microrganismos, da temperatura do meio, da quantidade de O2 disponível e das substâncias antimicrobianas presentes. • Desanimação oxidativa ou redutora: a primeira (desaminação oxidativa) ocorre quando, a partir do aminoácido glutamato, o microrganismo produz amônia e o alfa-cetoácido correspondente, 43 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS e os utiliza como fonte de energia. Já no caso da desaminação redutora, só ocorre se houver contaminação por microrganismos anaeróbicos, que produzirão no lugar do alfa-cetoácido, os ácidos orgânicos. Isso é importante de ser observado, pois a deterioração de pescados pode ser identificada pela análise de ácidos fórmico, acético, propiônico, entre outros. • Desaminação oxidativa e redutora, ocorrendo simultaneamente: os microrganismos do gênero Clostridium metabolizam o aminoácido L-alanina, por meio da desaminação oxidativa, e, de forma combinada, fazem a desaminação redutora de outro aminoácido, como a glicina, gerandoprodutos como ácido acético, amônia e CO2. • Descarboxilação: nesse tipo de putrefação, os microrganismos possuem a capacidade de produzir uma enzima, a descarboxilase, que realiza a remoção do grupamento carboxílico (ver figura anterior), presente nos aminoácidos. Em anaerobiose, a descarboxilação resulta na produção de aminas do tipo histamina, cadaverina e putrescina, a partir dos aminoácidos histidina, lisina e ornitina, respectivamente, as quais são voláteis e são utilizadas como indicadores da qualidade de pescados. • Produção de H2S: quando ocorre a degradação de aminoácidos contendo enxofre em sua composição, como a cisteína, produz-se o gás H2S, conhecido por seu odor característico de ovo podre. Entre as bactérias produtoras dessa substância estão as deteriorantes de produtos enlatados ou envasados, sendo a Desulfotomaculum nigrificans a espécie mais frequente.Também é interessante ressaltar que a produção de H2S em produtos cárneos pode resultar em uma alteração física desses alimentos, modificando sua coloração vermelha para tons de verde, marrom ou cinza. Isso ocorre quando carnes frescas são acondicionadas em embalagens a vácuo ou naquelas que não permitem a entrada de gases e que ficam armazenadas sob refrigeração entre 1 °C a 5 °C. Nessa situação, o H2S reage com o mioglobina, responsável pela coloração avermelhada da carne, formando a sulfomioglobina, que possui coloração esverdeada (ver figura a seguir). Figura 21 – Pontos esverdeados em carne acondicionada em embalagem do tipo atmosfera modificada, consequência da produção de H2S por microrganismos contaminantes 44 Unidade I • Decomposição do radical do aminoácido: nesse tipo de deterioração, os microrganismos produzem, a partir da decomposição do grupo R (ver figura 20) dos aminoácidos, compostos característicos, como o indol a partir da decomposição do radical do aminoácido triptofano, sendo essa substância também utilizada como indicadora da qualidade de pescados. É importante deixar claro que, diferentemente do que acontece na deterioração de carboidratos, em que há a redução do pH devido à produção de diversos ácidos orgânicos, na putrefação verifica-se a elevação do pH. Analisar o pH e constatá-lo ácido ou básico dará indícios do tipo de degradação que ocorreu em determinado alimento. 2.4.2.3 Lipídeos Os lipídeos mais abundantes nos alimentos são os triacilgliceróis, ou também denominados como triglicerídeos, em que a formação estrutural é resultado da esterificação de uma molécula de glicerol com três de ácidos graxos (ver figura a seguir). CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 + + + 3 H2O + águatriacliglicerolglicerol3 ácidos grasos CH2 CH2 CH2 OH O OH O OH O HO HO HO H H H H H H C C C C C C C C C C C C O O O O O O H H HH ... ... ... ... ... ... Figura 22 – Formação de uma molécula de triacilglicerol a partir do processo de esterificação entre três moléculas de ácidos graxos e uma de glicerol A degradação das moléculas de triacilgliceróis presentes em um determinado alimento dependerá do tipo de microrganismo responsável pela contaminação, mas, de modo geral, os microrganismos lipolíticos produzem lipases que irão “quebrar” as ligações entre as moléculas de ácidos graxos e glicerol. Ao realizar esse feito, poderá ocorrer a rancificação hidrolítica, processo em que, a partir da degradação dos triacilgliceróis de um alimento, há a liberação de ácidos graxos livres de cadeia curta, como o ácido butírico, caproico e caprílico, que, além de tornarem os lipídeos mais suscetíveis à oxidação, são voláteis e, portanto, emprestam odores desagradáveis ao alimento, popularmente chamado de “ranço”. Em alguns queijos essa reação é desejável, mas na maioria dos alimentos não. 3 MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS Em um mundo considerado perfeito, espera-se sempre que os microrganismos não tenham acesso ao alimento, mas, na prática, isso pode ser considerado impossível. Assim sendo, é necessária a adoção de práticas de conservação. 45 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Os métodos de conservação dos alimentos se relacionam com o controle do desenvolvimento de microrganismos com o intuito de eliminar os riscos associados à saúde do consumidor, além de prevenir ou prorrogar as modificações químicas e físicas, que foram discutidas nos itens anteriores. Esses métodos visam à eliminação total ou parcial dos microrganismos indesejáveis por meio da modificação ou suspensão de um ou mais fatores (intrínsecos ou extrínsecos), tornando o meio inaceitável para a proliferação desses agentes. Essa proteção do alimento também pode ser conseguida mediante o uso de substâncias químicas, que impedirão o crescimento de microrganismos. Os métodos de conservação dos alimentos terão como princípios: • Prevenir ou retardar a decomposição microbiana impedindo o acesso e o crescimento de microrganismos nos alimentos utilizando-se baixas temperaturas, desidratação, embalagem com condições atmosféricas desfavoráveis ou adição de conservantes químicos. Pode-se conseguir os mesmos efeitos destruindo os microrganismos, utilizando-se métodos que apliquem calor ou radiação. • Prevenir ou retardar a autodecomposição do alimento destruindo e inativando enzimas, como por meio do branqueamento, em que o alimento é imerso em água fervente, cozido por um tempo breve e, logo em seguida, resfriados com água gelada. Ainda, pode-se evitar a autodecomposição, impedindo que reações químicas ocorram, como a prevenção das oxidações dos lipídeos utilizando-se um antioxidante. • Evitar que insetos ou outros animais causem danos aos alimentos. Você já deve ter percebido que existem vários métodos de conservação. Discutiremos, individualmente, os principais deles nos itens a seguir. 3.1 Conservação por agentes químicos Um conservante químico é uma substância química adicionada intencionalmente a um alimento para garantir que ele não seja contaminado por microrganismos deteriorantes ou patogênicos, ou que a deterioração seja o máximo possível prorrogada. O número de substâncias com propriedade conservante é limitado, visto que, como serão ingeridos com os alimentos, precisam comprovar segurança para não comprometer a saúde do consumidor. Organizações internacionais (Codex Alimentarius, programa conjunto a Food and Agriculture Organization e OMS) e nacionais (Ministério da Saúde, por meio da Agência Nacional de Vigilância Sanitária – ANVISA) regularizam os aditivos permitidos, os alimentos que podem conter conservantes, bem como a dose diária aceitável, que significa a máxima concentração dessa substância, que pode ser ingerida diariamente sem ser nociva à saúde. Entre os conservantes químicos que são autorizados para o uso em produtos alimentícios, os mais utilizados são o ácido ascórbico e seus derivados, o ácido benzoico e o propiônico e seus respectivos sais, o dióxido de enxofre e seus derivados, os ácidos orgânicos (lático, acético e cítrico) e os nitritos e nitratos. 46 Unidade I Daremos enfoque a essas duas últimas substâncias, pois existe grande polêmica que correlaciona sua presença, principalmente em produtos cárneos, e a carcinogênese. Saiba mais Para conhecer mais detalhadamente sobre os principais conservantes químicos, leia: FANI, M. Os conservantes mais utilizados em alimentos. Aditivos e Ingredientes, v. 1, n. 123, p. 40-46, 2015. Disponível em: https://bit.ly/34a2686. Acesso em: 27 out. 2020. O nitrato de sódio (NaNO3) e o nitrito de potássio (KNO3) são comumente utilizados em solução para obtenção de carnes curadas, já que possuem a capacidade de estabilizar a cor vermelha quando entra em reação com a mioglobulina, formando as nitrosaminas. Também são inibidores de alguns agentes deteriorantes e patogênicos, especialmente a espécie Clostridium botulinum, além de melhorarem as características organolépticas desses produtos alimentícios. Sobre seu efeito contra o Clostridiumbotulinum, ele ocorre pela inibição do crescimento das células desse microrganismo durante o armazenamento e pela prevenção da germinação dos esporos de resistência que possam ter resistido ao processo térmico aplicado. Para que isso aconteça, a quantidade de nitrito deve ser maior do que aquela utilizada para melhorar a cor e o sabor dos produtos cárneos curados. Apesar da sua fundamental importância nesses tipos de alimento, o uso de nitritos e nitratos têm seus inconvenientes. O grande problema reside na reação dessas substâncias com aminas secundárias formando as nitrosaminas, as quais, de modo geral, são carcinogênicas. Saiba mais Para saber um pouco mais sobre as nitrosaminas e seus riscos à saúde pública, acesse: AVALIAÇÃO DO risco de nitrosaminas: por quê? [S. l.: s. n.], 2020. 1 vídeo (2min44). Publicado pelo canal Fernanda Waechter. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=q61px5EOhlc. Acesso em: 27 out. 2020. Existem outros importantes compostos químicos que também agem como conservantes e que são utilizados desde os tempos remotos, com o objetivo de estender o tempo de prateleira dos alimentos. 47 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Já parou para pensar em como nossos antepassados faziam para preservar os produtos perecíveis, como carnes e pescados, por exemplo? Uma das maneiras que o homem pré-histórico encontrou para preservar e garantir a qualidade de seus alimentos foi utilizando a salga. Há ainda relatos de povos que conseguiam esse mesmo efeito utilizando o mel. Mas qual é o modo de ação dessas substâncias? Tanto o sal como o açúcar do mel agem pelo mesmo mecanismo, ou seja, em altas concentrações, esses compostos provocam a desidratação tanto do alimento como dos microrganismos pertencentes à microbiota residente. Os microrganismos possuem água em seus interiores e, quando são colocados em solução hipertônica, a água tende a sair da célula microbiana, com o objetivo de equilibrar/solubilizar a grande quantidade de soluto (no caso, açúcar ou sal) do ambiente externo (ver figura a seguir). Esse fenômeno chama-se plasmólise e também ocorre com as células de carnes e frutas, ocasionando a desidratação desses alimentos. MembranaSoluto Parede celular Água Solução isotônica: observa-se semelhante concentração de soluto tanto dentro quanto fora da célula bacteriana, havendo, portanto, um equilíbrio da movimentação da água. Solução hipertônica: há maior concentração de soluto fora da célula bacteriana, portanto a água se move para fora da célula, causando o encolhimento do citoplasma – plasmólise. Citoplasma Figura 23 – Demonstração ilustrativa da plasmólise de uma célula bacteriana A defumação também é uma prática bastante antiga para conseguir prolongar a validade dos alimentos. A fumaça, além de contribuir para a melhoria do sabor e cor dos alimentos, possui substâncias com atividades antimicrobianas, como o formaldeído, por exemplo, que atua causando a desnaturação das proteínas dos microrganismos pela sua reação com os grupamentos amina, prejudicando a proliferação. Em função da necessidade do calor para obtenção da fumaça, a segurança microbiológica dos produtos defumados também pode ser atribuída à destruição térmica de microrganismos da superfície, além da desidratação. Outras substâncias químicas, mais frequentes nos tempos atuais, são os gases utilizados em embalagens de produtos alimentícios processados, como comentamos no item “Composição química do ambiente”, desta unidade. 3.2 Conservação por agentes físicos Diferentemente dos métodos químicos, que possuem um número consideravelmente pequeno de substâncias permitidas para serem utilizadas na conservação dos alimentos, os agentes físicos são inúmeros. A seguir, falaremos sobre os principais e mais utilizados métodos físicos de conservação de produtos alimentos: 48 Unidade I 3.2.1 Métodos de remoção Falaremos, inicialmente, sobre alguns dos métodos de conservação dos alimentos por remoção dos microrganismos presentes, que são: lavagem; sedimentação/centrifugação e filtração. A lavagem, como o próprio nome diz, consiste em lavar o alimento como etapa prévia ao envasamento, congelamento ou consumo de um alimento cru, como frutas e legumes, por exemplo, com o objetivo de se removerem não apenas microrganismos, mas também poeira e resquícios de pesticidas. Já a sedimentação consiste em uma das primeiras etapas do sistema de tratamento de água para torná-la potável, em que partículas mais pesadas, como as células dos microrganismos, tenderão a se depositar no fundo dos tanques de tratamento. A centrifugação possui o mesmo embasamento de separação de partículas, no entanto, o processo é acelerado mediante o uso de um equipamento chamado centrífuga, que rotaciona de forma bastante veloz e permite a separação de partículas de maior densidade, que se depositarão no fundo de um tubo em formato cônico. Nas indústrias produtoras de leite, esse processo é realizado para remover partículas indesejadas que ficam suspensas na superfície. Entre os métodos de remoção, a filtração é o único método que remove completamente os microrganismos, mas que, ao mesmo tempo, é inconveniente por ser limitado apenas a alimentos líquidos. Nesse processo, o líquido é filtrado, sob pressão de uma bomba a vácuo, por uma membrana com poros micrométricos, permitindo que o líquido resultante seja completamente livre de microrganismos (estéril). É uma técnica bastante utilizada para garantir esterilidade de sucos de frutas, refrigerantes, água, vinho e cerveja. A figura a seguir ilustra os processos de centrifugação e filtração. Células ou elementos mais pesados se depositam no fundo do tubo Centrífuga Filtração Centrifugação Figura 24 – Processos de centrifugação e filtração 49 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS 3.2.2 Métodos de conservação por altas temperaturas O uso desses métodos está baseado no efeito destrutivo que o calor exerce sobre os microrganismos, mais especificamente, causando a desnaturação de suas proteínas e inativação de enzimas, fundamentais para o bom funcionamento de seus metabolismos. Os alimentos podem ser tratados termicamente por dois tipos de processos: pasteurização e esterilização. Pasteurização Esse método é utilizado principalmente pela indústria de laticínios para a obtenção do leite pasteurizado. Tem como principal objetivo a destruição de todos os microrganismos patogênicos, mas também acaba por reduzir o número de microrganismos deteriorantes, resultando na extensão do tempo de prateleira, sobretudo quando o produto é armazenado sob refrigeração, o que garante uma barreira a mais a ser superada pelos microrganismos. Bastante versátil, a pasteurização também é utilizada para garantir a segurança microbiológica de outros produtos, como iogurtes, sorvetes, cervejas, vinhos e vinagres. Nessa técnica, duas combinações de tempo e temperatura podem ser aplicadas: 63 °C por 30 minutos (baixa temperatura por longo tempo) ou 72 °C por 15 minutos, de uso ainda mais frequente. Esse último processo também é conhecido como HTST, do inglês high-temperature short-time pasteurization, que traduzido significa “pasteurização por alta temperatura por curto tempo”. É importante reforçar que essa técnica não permite destruir esporos bacterianos, como aqueles produzidos pela espécie Clostridium botulinum, por exemplo, ou, ainda, algumas bactérias resistentes ao calor. Portanto, quando se deseja a remoção completa de qualquer forma de vida em alimento, recorre-se à esterilização. Observação Por volta de 1864, um grupo de comerciantes procuraram o cientista francês Louis Pasteur pedindo que ele descobrisse o porquê de os vinhos e cervejas azedarem tão rápido, instando-lhe que desenvolvesse um método que impedisse esse acontecimento. O cientista descobriu que um tipo de fungo, chamado levedura, convertia o açúcar do vinho e da cerveja em etanol na ausência de ar, processo hoje conhecido como fermentação. Quando essas bebidas eram expostasao ar, bactérias contaminantes transformavam o álcool em vinagre (ácido acético). Pasteur então propôs o aquecimento das cervejas e vinhos por tempo e temperatura suficientes para matar as bactérias que causavam esse inconveniente. Hoje, esse método é conhecido como pasteurização. 50 Unidade I Esterilização A esterilização, por definição, destrói todas as formas de vida microbiana, incluindo os esporos bacterianos. Normalmente, esse processo ocorre por meio do uso de autoclaves (ver figura), em que, sob uma pressão de 1 atmosfera acima da pressão do nível do mar, a água pode ser aquecida a 121 °C e o vapor úmido gerado entra em contato com os microrganismos, causando a coagulação das proteínas e levando-os à morte. Um período de 15 minutos já é o suficiente para alcançar esse objetivo. A esse processo damos o nome de esterilização completa. Figura 25 – Autoclave comum, muito utilizada em laboratórios de pesquisa e ensino No entanto, nas indústrias de alimentos, emprega-se o termo “esterilização comercial”, sendo esse método frequentemente utilizado para alimentos enlatados. Costuma-se pensar que os alimentos enlatados são completamente livres de microrganismos, ou seja, estéreis. A verdade é que a temperatura empregada na esterilização absoluta (121 °C) é muito alta e poderia degradar os nutrientes do alimento. Assim sendo, os alimentos enlatados são submetidos apenas a uma temperatura suficiente para destruir os esporos de resistência produzidos por Clostridium botulinum, produtores da toxina botulínica, responsáveis por causar o botulismo alimentar. Esse processo se refere à esterilização comercial e, diferentemente da esterilização completa, utiliza-se um equipamento chamado retorta (ver figura a seguir), ainda que funcione baseado nos mesmos princípios da autoclave. 51 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Figura 26 – Equipamento retorta utilizado no processo de esterilização de alimentos enlatados A figura a seguir ilustra o processo de esterilização comercial de alimentos enlatados. Nessa primeira etapa, realiza-se uma lavagem ou branqueamento do alimento utilizando vapor ou água quente visando amolecer o alimento para que a lata seja preenchida mais facilmente. Esse tratamento também reduz a população microbiana e desativa enzimas que podem alterar cor, textura e sabor do alimento. As latas são completamente preenchidas, deixando o mínimo espaço vazio. O vapor é utilizado para esgotar ou expulsar o ar ainda presente. Nessa etapa, as Iatas são então vedadas. As latas são esterilizadas por meio de vapor pressurizado dentro da retorta. Em seguida, as latas são resfriadas por submersão em banho de água ou por pulverização de água. Por fim, as latas são etiquetadas, estocadas e liberadas para a comercialização. Figura 27 – Processo de esterilização comercial de alimentos enlatados 52 Unidade I Saiba mais Para entender melhor as etapas do processo de enlatamento dos alimentos industrializados e ver como isso funciona na prática, assista ao vídeo: ENLATADOS (ESTERILIZAÇÃO comercial) – fábrica de conserva de pescados (atum enlatado). [S. l.: s. n.], 2019. 1 vídeo (9min27). Publicado pelo canal Inspeção e bem-estar animal online. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=3ZNhuGUtX2o. Acesso em: 28 out. 2020. Falamos sobre leites pasteurizados, mas você já ouviu falar sobre leite tipo “longa vida” ou “UHT”? O termo UHT vem da denominação em inglês ultra high temperature e significa tratamento sob temperaturas elevadas. Esse termo é utilizado quando o leite é submetido a temperaturas entre 140 °C e 150 °C por quatro segundos e, posteriormente, é rapidamente resfriado em uma câmara a vácuo, garantindo a esterilidade da bebida. Quando a embalagem está intacta, ou seja, não foi aberta pelo consumidor, esse tipo de leite pode ser armazenado sem refrigeração por vários meses, sem alteração de suas características organolépticas. 3.2.3 Métodos de conservação por desidratação O processo para desidratar os alimentos, junto à conservação por salgas, são os métodos mais milenares entre os sistemas de preservação dos alimentos. A conservação por desidratação se fundamenta no fato de que todos os microrganismos e enzimas precisam de água para serem ativos. Assim sendo, nesse método se reduz a quantidade de água até certo ponto em que os microrganismos deteriorantes e patogênicos não encontrem condições de se multiplicarem nesse meio. É importante reforçar que, prioritariamente, com esse método, deseja-se prevenir a contaminação microbiana. No entanto, outros efeitos podem ser obtidos, como a prevenção de alterações químicas e físicas no alimento, favorecidas pelo excesso de água, além de que, quanto mais reduzido for o tamanho de determinado alimento pela remoção da água, menor espaço ele ocupará, reduzindo, portanto, os custos associados com armazenamento, embalagens e transporte. Como o processo de conservação por desidratação é realizado? Na Antiguidade, a desidratação dos alimentos era feita de forma natural, expondo o produto ao sol e ao vento, sendo importante observar que as temperaturas precisavam ser elevadas e o ar estar seco para que não houvesse, posteriormente, a contaminação microbiana. Atualmente, em ambientes industriais, ainda que se realize o processo de secagem natural devido a seu baixo custo, a desidratação de forma controlada é mais frequente e pode ser feita por algumas técnicas descritas a seguir: 53 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS • Secagem a vácuo, em que o alimento é acondicionado dentro de uma câmara na qual o vácuo é produzido e a água se evapora mediante a aplicação de baixas temperaturas. • Secagem em túneis, a qual empregam-se túneis por onde bandejas contendo os alimentos são movimentadas paralelamente ou contra uma corrente de ar (ver figura). Fornalha Duto para levar ar quente à câmara Câmara de secagem Figura 28 – Figura esquemática demonstrando a secagem por túneis • Secagem por liofilização, que é a eliminação da água por sublimação. Para isso, o alimento precisa ser primeiramente congelado rapidamente. Logo após, é colocado em um equipamento chamado liofilizador (ver figura a seguir), onde, sob vácuo, é realizada a desidratação do produto. Frutas secas são frequentemente produzidas por esse sistema. Figura 29 – Liofilizador industrial utilizado para secagem de alimentos • Secagem por atomização, ou também conhecida pelo termo em inglês spray drying, é quando um alimento líquido ou semissólido é colocado por um bico atomizador dentro de uma câmara de secagem. O produto sai do bico atomizador como uma névoa e, com isso, aumenta sua superfície 54 Unidade I de contato com o ar quente da câmara, resultando em sua desidratação (ver figura a seguir). O leite em pó foi um dos primeiros produtos a ser produzido por esse sistema. Líquido Ar aquecido Separador Bico atomizador Câmara de secagem Pó Figura 30 – Demonstração esquemática do processo de secagem por spray drying 3.2.4 Métodos de conservação por baixas temperaturas Entre os fatores extrínsecos, a temperatura com certeza é um dos parâmetros mais determinantes na atividade metabólica dos microrganismos. Quanto mais reduzida a temperatura, menor será a atividade metabólica microbiana. Nesse sentido, o resfriamento e o congelamento dos alimentos são os métodos que irão conservá-los por meio de baixas temperaturas. Esses métodos são frequentemente utilizados para a conservação de alimentos perecíveis e visam impedir o crescimento de todos os microrganismos, em especial, aqueles pertencentes aos grupos dos psicrotróficos, já mencionados anteriormente nesta unidade. A seguir, falaremos detalhadamente sobre a refrigeração e o congelamento. 3.2.4.1 Refrigeração A temperatura ideal dos refrigeradores deve estar entre 2 °C a 8 °C. Essa temperatura debilita o metabolismo da grande maioria dos microrganismos, o que atribui ao resfriamento um efeito bacteriostático.Até mesmo os psicrotróficos, que são capazes de se desenvolver em tais condições, terão seu metabolismo bastante reduzido e crescerão lentamente nos alimentos armazenados sob a temperaturas dos refrigeradores, o que, ao longo dos dias, resultará em alterações da cor e sabor dos alimentos. Por esse motivo, a refrigeração é considerada um método de conservação temporário, necessitando de métodos complementares. Por exemplo, carnes e pescados são alimentos que podemos armazenar em refrigerador por alguns dias, no entanto, a vida útil desses alimentos poderia ser estendida se fossem envasados em embalagens com atmosfera modificada, representando uma barreira adicional a ser superada pelos microrganismos deteriorantes e patogênicos. 55 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Outra observação importante a ser feita a respeito da refrigeração é que os alimentos devem ser refrigerados em porções pequenas, de forma que seja possível serem completamente resfriados em um curto período de tempo, não dando margem para a proliferação dos microrganismos psicrotróficos. 3.2.4.2 Congelamento A baixa temperatura alcançada pelo congelamento (normalmente, -18 °C) permite a esse método maior eficiência quando comparado com a refrigeração em relação à redução da deterioração que é causada por microrganismos, enzimas e O2, pois, quanto menor a temperatura de armazenamento, maior será o prolongamento do tempo de prateleira dos alimentos, além de ser adicionalmente vantajoso para manutenção da sua cor, aparência e aroma. Existem dois tipos de processos para o congelamento dos alimentos: o rápido, em que a temperatura é diminuída a aproximadamente -20 °C em 30 minutos, e o lento, em que a temperatura de congelamento é atingida em 72 horas (processo que ocorre em nossos congeladores domésticos). Daremos um enfoque ao congelamento rápido, pois apresenta mais vantagens em relação à qualidade do produto, sendo especialmente interessante por não permitir a adaptação dos microrganismos àquela baixa temperatura, o que aconteceria durante o congelamento lento. Além disso, os cristais de gelo formados durante o processo de congelamento não destroem mecanicamente as células dos alimentos, o que acontece durante o congelamento rápido devido à formação de cristais grandes. É importante dizer que o método de conservação por congelamento não é esterilizante, apesar de haver uma considerável redução populacional. A parcela de microrganismos destruídos por esse método morre, principalmente, pelo congelamento da água livre, que é um componente vital, pela desnaturação das proteínas e enzimas celulares, devido a suas lesões pelos cristais de gelo, por alteração nos lipídeos de membrana, dificultando a permeabilidade celular, e pela perda de gases citoplasmáticos como O2, por exemplo, que, para os microrganismos aeróbicos, resulta no impedimento das reações respiratórias. Observação Você saberia dizer por que não é recomendado que se congele e descongele produtos cárneos sucessivas vezes? A maioria das razões está associada a modificações da textura, sabor e da qualidade nutricional. No entanto, a segurança microbiológica pode ser comprometida. Quando se recongelam produtos de origem animal, as células liberam enzimas que podem degradar as macromoléculas desse alimento em compostos mais simples, os quais são mais fáceis de serem utilizados pelos microrganismos remanescentes, favorecendo sua proliferação e, consequentemente, a deterioração do produto. 56 Unidade I 3.2.5 Método de conservação por radiação ionizante A radiação tem efeitos diversos nas células microbianas que dependem do comprimento de onda, da intensidade de emissão da radiação e do período de exposição. Para a conservação de alimentos, a radiação com comprimento de onda mais curto (raios gama e raios X) são de maior interesse, pois são mais nocivos aos microrganismos (ver figura). Figura 31 – Espectro de energia radiante O principal efeito da radiação ionizante sobre os microrganismos é a formação de radicais hidroxila (OH−), que é altamente reativa, a partir da ionização de seu conteúdo citoplasmático aquoso. Esses radicais, por sua vez, acabam interagindo com componentes orgânicos da célula microbiana, especialmente com o DNA, mediante à desestabilização de pontes de hidrogênio e de duplas ligações. O uso da radiação ionizante para prolongar o tempo de prateleira dos alimentos data de 1929, por uma patente protocolada nos Estados Unidos. Nos últimos anos, tem recebido crescente destaque, pois, como destrói os microrganismos sem haver o aumento significativo da temperatura, a qualidade nutricional do alimento permanece praticamente intacta, desde que respeitadas as doses de radiação. A dose de radiação é medida em Grays (em homenagem a um dos primeiros radiologistas). Para falar de milhares de Grays, utiliza-se a abreviação kGy. Para eliminar ou reduzir a carga microbiana em carnes bovinas e de aves, utiliza-se uma dose de 1 kGy a 10 kGy, também conhecida como “dose de pasteurização”. Nos Estados Unidos, os alimentos tratados por esse método recebem um símbolo chamado “radura” (ver figura a seguir), que muitas vezes tem sido interpretado como advertência, o que gera certa insegurança ao consumidor, apesar de possuir segurança garantida pelos órgãos competentes. É importante reforçar que os alimentos irradiados não são radioativos, e para isso basta imaginar a mesa 57 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS de raio X de uma unidade de radiologia que não se torna radioativa após exposições frequentes de radiações ionizantes. Figura 32 – Símbolo Radura utilizado pelos Estados Unidos para indicar que alimentos foram tratados com radiação ionizante No Brasil, esse método também é permitido pelas autoridades legais que obrigam que os alimentos processados dessa maneira recebam em seus rótulos a seguinte descrição: “alimento tratado por processo de irradiação”. Apesar disso, há uma preocupação de que as indústrias possam estar usando esse método de forma abusiva, camuflando as condições precárias de higiene dos alimentos, além de já haver evidências da presença de traços de compostos causadores de câncer, após determinados alimentos terem sido tratados por radiação ionizante. 4 UTILIZAÇÃO DE MICRORGANISMOS PARA A PRODUÇÃO DE ALIMENTOS Existe uma forte tendência em pensarmos nos microrganismos como vilões, associando-os sempre a doenças, contaminações e deteriorações. No entanto, é preciso esclarecer que muitas espécies microbianas são fundamentais na produção de diversos alimentos e bebidas, além de outros produtos de interesse industrial, como enzimas e antibióticos, por exemplo. O uso de microrganismos para a produção de alimento é um costume bastante antigo e, em tempos remotos, era feito de forma inconsciente e sem muito controle. Hoje, sabe-se que nossos antepassados iniciaram a produção de alimentos e bebidas através do processo de fermentação. Mas, afinal, o que é fermentação? Para produzir energia (ATP) para o seu metabolismo, os microrganismos necessitam consumir os nutrientes do meio. A fonte de energia mais facilmente consumida por eles é a glicose, que pode ser utilizada por dois processos: a respiração e a fermentação, sendo essa última o foco do nosso assunto. 58 Unidade I Sob condição anaeróbica, a fermentação ocorre quando a glicose é quebrada em duas moléculas de ácido pirúvico, que, por sua vez, recebe elétrons e íons hidrogênio da coenzima NADH, sendo convertidos em produtos finais da fermentação, que podem ser diversos, dependendo do microrganismo que estiver realizando o processo. A figura a seguir ilustra o processo de transformações bioquímicas na fermentação, bem como os produtos metabólicos finais que podem ser obtidos por diferentes microrganismos. Organismo Streptococcus, Lactobacillus, Bacillus Saccharomyces (levedura) Proplonibacterium Clostridium Escherichia, Salmonella Enterobacter Produto(s) final(is) da fermentação Ácido láctico Etanol e CO2 Ácido propiônico,ácido acético, H2 e CO2 Ácido butírico, butanol, acetona, álcool isopropílico e CO2 Etanol, ácido láctico, ácido succínico, ácido acético, CO2 e H2 Etanol, ácido láctico, ácido fórmico, butanodiol, acetoína, CO2 e H2 Ácido pirúvico Glicólise Glicose 2 NDA+ 2 NADH 2 ADP 2 NADH 2 ATP 2 NAD+ 2 Ácido pirúvico Ácido pirúvico (ou derivado) Formação de produtos finais de fermentação Figura 33 – Esquema ilustrativo do processo de fermentação e a produção de diferentes substâncias dependendo dos microrganismos que realizam o processo São esses produtos finais que transformarão, por exemplo, trigo em pão, leite em queijo ou iogurte, uvas em vinho, malte em cerveja, arroz japonês em saquê, cana-de-açúcar em cachaça etc. A seguir, discutiremos em detalhes como algumas dessas transformações acontecem. 59 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS 4.1 Produção de queijos O processo de fabricação de queijo ocorreu muito ocasionalmente, quando, na Antiguidade, muitos anos antes de Cristo, um comerciante árabe, em uma de suas viagens, armazenou leite em uma espécie de bolsa produzida com estômago de bezerro. Dentro de alguns dias depois, ele percebeu que o leite havia desaparecido e, em seu lugar, encontrava-se uma pasta semissólida e um líquido amarelado. Para ele, a situação era um completo desastre, mas nascia ali um dos alimentos mais consumidos, o queijo. A explicação desse incidente é muito simples. Durante a ordenha, bactérias da pele do animal “contaminaram” o leite, dentro de um recipiente praticamente anaeróbico, as bactérias se proliferaram e, como produto de seus metabolismos, produziram o ácido lático. Nesse meio ácido, enzimas presentes na bolsa feita de estômago de bezerro (resina e/ou pepsina) contribuíram com o processo, precipitando as proteínas do leite e dando origem ao que chamamos de coalho (parte semissólida do queijo), que se separa da parte líquida (soro de leite). Hoje, temos um domínio muito maior sobre esse processo e sabemos que a partir da lactose (açúcar do leite), adiciona-se uma pequena porcentagem de bactérias ácido-láticas selecionadas, principalmente pertencentes aos gêneros Lactococcus, Leuconostoc, Lactobacillus e Streptococcus, que produzirão o ácido lático auxiliando na formação do coalho, além de exercer uma efetiva inibição do crescimento de microrganismos indesejados. As bactérias ácido-láticas também são fundamentais durante o processo de maturação/cura dos queijos, pois morrerão e liberarão enzimas intracelulares, que, por sua vez, continuarão atuando nos componentes do queijo para dar-lhes as características peculiares de sabor, aroma, corpo e textura. Saiba mais Para conhecer os detalhes da produção industrial de queijos, acesse ao vídeo: INCRÍVEIS MÁQUINAS de fabricação de queijo e satisfatórias que estão em um novo nível. [S. l.: s. n.], 2020. 1 vídeo (10min5). Publicado pelo canal TechZone. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=aoC08-0ezMo. Acesso em: 28 out. 2020. 4.2 Produção de outros produtos lácteos A partir do leite ainda é possível produzir outros diversos produtos fermentados. A manteiga é um deles. A manteiga é produzida a partir de uma espécie de creme de leite (tipo uma nata), que é fermentada com uma mistura de espécies de bactérias ácido-láticas, geralmente composta pelos gêneros Lactococcus e Streptococcus. Esses microrganismos aumentarão a viscosidade do creme e produzirão diacetil, uma combinação de duas moléculas de ácido acético, responsável pelo sabor e aroma característico desse produto. 60 Unidade I Por fim, esse creme fermentado será processado em uma batedeira, etapa da fabricação em que se tem, de fato, a formação da manteiga. Nessa etapa, com a agitação, glóbulos de gordura se unirão formando aglomerados cada vez maiores, havendo a separação de uma parte líquida, o lentelho ou o soro de manteiga, o qual costuma ser desprezado. Outro produto lácteo fermentado que faz parte do nosso dia a dia é o iogurte. Em um processo industrial, o iogurte é preparado a partir da evaporação de um quarto da água do leite, deixando-o mais concentrado, utilizando uma panela a vácuo. Forma-se um leite espesso, ao qual adiciona-se as bactérias ácido-láticas, mais comumente uma mistura de Streptococcus thermophilus, principal produtor de ácido lático, e Lactobacillus bulgaricus, que produz substâncias que contribuem com o sabor e o aroma desse laticínio. Mais recentemente, outro fermentado lácteo tem recebido crescente destaque: o kefir. Essa bebida láctea é resultado da fermentação do leite por uma comunidade de bactérias e leveduras que se organizam em grãos (ver figura a seguir). Figura 34 – Grão de kefir Um estudo avaliou a composição microbiológica de um kefir e identificou 359 espécies de microrganismos, havendo a predominância de bactérias ácido-láticas com propriedades probióticas, o que atribui a essa bebida diversos benefícios à saúde, entre os quais, verifica-se com maior frequência o auxílio em distúrbios gastrointestinais. 4.3 Produção de pão Outro alimento fermentado que está muito presente diariamente em nossas mesas é o pão, produzido a partir da fermentação do trigo moído. O consumo de pães data de dez mil anos antes de Cristo e, naquela época, esse alimento era produzido apenas pela mistura de farinha de trigo e água, formando uma massa que era cozida em pedras quentes. Como não havia a presença de fermento (microrganismos), esse pão não crescia e apresenta-se achatado e duro. Com o passar dos tempos, o homem foi aprimorando seu modo de produção, e hoje sabe-se que não há pão se não houver a fermentação da farinha de trigo pela espécie de levedura chamada Saccharomyces cerevisiae, presente no fermento. 61 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS De forma resumida, a produção industrial dos pães envolve três etapas de fermentação. Na primeira ocorrerá a fermentação principal com produção de CO2, resultando na formação de bolhas de ar, que ficarão retidas na massa, dobrando ou até triplicando seu volume inicial. Após essa etapa, realiza-se o boleamento, operação manual ou mecânica que tem por objetivo eliminar a pegajosidade da massa, dando-lhe ao mesmo tempo uma forma regular. Posteriormente, haverá uma segunda fermentação para recuperar a extensibilidade perdida no boleamento. Logo após, ocorre a moldagem, etapa em que é dada a forma característica aos pães, que ficarão “descansando” por, aproximadamente, duas horas. Durante o descanso, ocorrerá a terceira fermentação, em que os pães recuperarão o tamanho adequado. Por fim, ocorre a cocção. É importante ressaltar que o CO2 não é o único metabólito formado durante a fermentação. Há também a produção de etanol, que, durante a cocção, em conjunto com a água, evapora-se gerando uma crosta dourada, tão apreciada e desejada quando compramos os pãezinhos. 4.4 Produção de bebidas alcoólicas e vinagre Você sabia que a maioria das bebidas alcoólicas é produzida a partir da fermentação por microrganismos? A cerveja, por exemplo, é produzida por espécies de leveduras, principalmente Saccharomyces cerevisiae, a partir da fermentação do amido de cereais (malte de cevada, principalmente) em grandes tanques de fermentação (ver figura a seguir). É preciso esclarecer que as leveduras não conseguem consumir diretamente o amido do malte. É preciso realizar o processo de moagem dos grãos secos, conhecido como maltagem. Durante esse processo, as enzimas que degradam o amido (amilase) são liberadas e o converterão nos açúcares simples glicose e maltose. Somente dessa maneira, as leveduras serão capazes de utilizarem essas substâncias como fonte de energia, produzindo como metabolismo final o etanol e o CO2. Figura 35 – Tanques de fermentação onde ocorre a produção de cerveja 62 Unidade I Observação Por curiosidade, já existem no mercado as cervejas light, ou seja, de baixa caloria. Durante a produção dessas cervejas, adiciona-se intencionalmente a enzima amilase ou, então, utilizam-se linhagensde leveduras que convertem maior quantidade do amido da cevada em glicose e maltose, resultando em menor quantidade de carboidrato e mais álcool. Depois, a cerveja só precisará ser diluída até atingir a porcentagem alcoólica habitual. Outra bebida fermentada bastante consumida é o vinho, bebida preparada exclusivamente pela fermentação de uvas maduras ou frescas prioritariamente por leveduras, porém, bactérias ácido-láticas podem ser utilizadas quando o vinho é feito de uvas ácidas por conta da presença de altas concentrações de ácido málico. Nesse caso, tais bactérias transformam esse ácido málico em ácido lático, que é mais fraco, resultando em um vinho menos ácido, com sabor mais delicado. É importante dizer que pode ocorrer a produção de vinho por outras frutas, mas, de acordo com a legislação brasileira, na embalagem dessas bebidas é obrigatório que se coloque, após a denominação vinho, o nome da fruta de origem, por exemplo, vinho de maçã, vinho de abacaxi etc. Outro detalhe importante é que a obtenção dos vinhos tinto e branco dependerá do tipo de uva. Para vinho branco, utilizam-se uvas brancas (do tipo Chardonnay, Pinot Blanc, Moscatel, entre outras) ou só a polpa das uvas tintas. Para vinho tinto, é necessário usar as uvas tintas com pele (do tipo Cabernet Sauvignon, Merlot, Pinot Noir, entre outras), que liberarão compostos fenólicos, como antocianinas, flavonas, taninos, que contribuirão para os atributos sensoriais e, principalmente, para a coloração característica do vinho tinto. As etapas da produção de vinhos estão representadas na figura a seguir: 63 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS As uvas colhidas são cuidadosamente selecionadas. Sulfito é adicionado para eliminar microrganismos indesejáveis. A levedura que participa da fermentação é adicionada. As uvas são maceradas e o bagaço é retirado. O vinho é filtrado. É envelhecido em barris. Ocorre a fermentação. Por fim, o vinho é engarrafado. Em tonéis específicos, o vinho torna-se mais límpido devido à decantação de alguns sólidos remanescentes. O fermentado resultante é prensado para separar os sólidos do vinho. Figura 36 – Etapas da produção de vinho Quando o vinho é intencionalmente exposto ao ar livre, ocorre a contaminação pelas bactérias aeróbicas, como as do gênero Acetobacter e Gluconobacter. Essas bactérias converterão o etanol do vinho em ácido acético, resultando no vinagre. Você deve estar se perguntando, mas e as bebidas alcoólicas destiladas? São também obtidas a partir de fermentações? E a resposta é sim. Nas bebidas como uísque, vodca, cachaça e rum, por exemplo, são utilizados cereais, tubérculos e melaço como substrato fermentável para diversas bactérias que produzirão o etanol como produto final de seus metabolismos. O etanol é, então, destilado para que possa ser utilizado em bebidas alcoólicas concentradas. Lembrete A presença de microrganismos nos alimentos está quase sempre associada a doenças, no entanto, é preciso sempre lembrar que existem muitas espécies de microrganismos que são utilizadas para se produzir alimentos, com especial destaque à espécie de levedura Saccharomyces cerevisiae, para a produção de cervejas e de pão. As bactérias lácteas também merecem o devido destaque, visto que sem elas não teríamos o queijo e nem o iogurte que consumimos diariamente. 64 Unidade I Resumo Nesta unidade você aprendeu sobre a influência dos microrganismos nos alimentos. Primeiramente, abordamos seu aspecto negativo quando estão presentes de forma indesejada, estragando os alimentos ou até mesmo causando doenças (DTA) por meio de manifestações do tipo infecção ou intoxicação, ou ambas ao mesmo tempo (toxinfecções). Isso acontece porque os microrganismos encontram nos alimentos todos os nutrientes de que precisam para crescerem e se multiplicarem. Sabendo disso, em seguida, discutimos como os fatores intrínsecos (Aa, pH, composição nutricional, potencial de oxirredução, presença de substâncias antimicrobianas e microbiota natural) e extrínsecos (umidade relativa, temperatura e composição química do ambiente ou do armazenamento) dos alimentos podem atuar beneficiando ou impedindo o crescimento e a multiplicação de determinadas espécies, sendo que, quando presentes, a concentração de microrganismos dependerá da intensidade desses fatores, que podem atuar contra os microrganismo de forma individual sinérgica (barreiras de Leistner). Vimos também que, de uma forma ou outra, os microrganismos sempre estarão presentes nos alimentos como microbiota inicial. Quando esses microrganismos sobrevivem às barreiras impostas pelos fatores intrínsecos e extrínsecos, eles alterarão as características físicas e químicas dos produtos alimentícios, causando deteriorações, que podem ser percebidas pelos consumidores, pois sofrem modificações na coloração, no sabor e no odor dos alimentos. Por outro lado, dependendo do agente contaminante, essas modificações nem sempre ocorrem ou, então, não são facilmente percebidas pelos consumidores. Por esse motivo, as indústrias alimentícias estão cada vez mais focadas em produzir embalagens inteligentes que ajudam a identificar produtos estragados. Ainda nesta unidade, vimos que as indústrias alimentícias utilizam diversos métodos de conservação, com o objetivo de prolongar o tempo de prateleira dos alimentos, especialmente aqueles considerados perecíveis. Entre os quais, podemos citar a esterilização comercial, a pasteurização, a salga e a desidratação. Por fim, vimos o aspecto positivo da presença dos microrganismos nos alimentos e pudemos perceber que determinadas espécies são essenciais para a produção de diversos alimentos, como os laticínios (queijos, manteiga, iogurte e kefir), o pão, as bebidas alcoólicas, especialmente vinho e cerveja, e também o vinagre. 65 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Exercícios Questão 1. (Enade 2016, adaptada) Leia o texto a seguir. “A indústria de lácteos tem utilizado bactérias lácticas nos mais variados produtos, como culturas iniciadoras ou adjuntas em leites fermentados e queijos, pois elas favorecem características sensoriais e tecnológicas, além de promover a conservação, inibindo a competição da microbiota deteriorante e de agentes patogênicos. Esses produtos devem também atender aos padrões de identidade e qualidade, que garantem ao consumidor um alimento padronizado, seguro e de qualidade.” WENDLING, L. K; WESCHENFELDER, S. Probióticos e alimentos lácteos fermentados: uma revisão. Rev. Inst. Laticínios Cândido Tostes, v. 68, n. 395, p. 49-57, 2013 (com adaptações). No contexto apresentado, avalie as afirmativas e a relação proposta entre elas. I – O leite não é meio adequado para a multiplicação de microrganismos probióticos, o que torna a produção de leite fermentado probiótico um grande desafio para a indústria. porque II – A multiplicação de bactérias probióticas em leite como meio de cultivo é lenta, em virtude, principalmente, da ausência de atividade proteolítica, podendo ser necessária a incorporação de nutrientes, como peptídios e aminoácidos, e de outros fatores de crescimento, para se reduzir o tempo de fermentação. A respeito dessas afirmativas, assinale a opção correta. A) As afirmativas I e II são verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. B) As afirmativas I e II são verdadeiras, e a II não é uma justificativa correta da I. C) A afirmativa I é verdadeira, e a II é falsa. D) A afirmativa I é falsa, e a II é verdadeira. E) As afirmativas I e II são falsas. Resposta correta: alternativa A. 66 Unidade I Análise da questão Para resolver a questão, devemos lembrar de alguns pontos importantes sobre probióticos e sobre aspectos tecnológicos de interesse para a sua produção, como os expostos a seguir. Probióticos são microrganismos vivos capazes de melhorar o equilíbrio microbiano intestinal. Várias cepas de lactobacilos e bifidobactérias destacam-se entre os microrganismos probióticos mais utilizados.Entre os efeitos benéficos atribuídos aos lactobacilos, temos o auxílio na digestão da lactose em indivíduos intolerantes, a redução da constipação e da diarreia infantil, o auxílio na resistência a infecções por salmonela, a prevenção da “diarreia do viajante” e o alívio da síndrome do intestino irritável. Às bifidobactérias são atribuídos os efeitos de estimulação do sistema imunológico, a produção de vitamina B, a inibição da multiplicação de patógenos, a redução da concentração de amônia e colesterol no sangue e o auxílio no restabelecimento da microbiota normal, depois de tratamentos com antibióticos. Entre os aspectos a serem considerados na utilização de culturas probióticas na tecnologia de obtenção de produtos alimentícios, temos a exigência de que sejam selecionadas cepas para uso humano, e que as culturas a serem utilizadas apresentem boas propriedades tecnológicas, ou seja, devem mostrar boa multiplicação no leite e conferir as características sensoriais adequadas ao produto, além de manter estabilidade e viabilidade durante o seu processamento e armazenamento. Análise das afirmativas I – Afirmativa verdadeira. Justificativa: existe grande desafio na produção de leite fermentado probiótico, já que, apesar de ser rico do ponto de vista nutricional, ele não é um meio adequado à multiplicação desses microrganismos. Em função principalmente da ausência de atividade proteolítica, o leite é um meio de cultivo que causa a multiplicação lenta dos microrganismos probióticos. II – Afirmativa verdadeira. Justificativa: em função, principalmente, da ausência de atividade proteolítica, o leite é um meio de cultivo que causa a multiplicação lenta dos microrganismos probióticos. O recurso para resolver os problemas da lentidão de crescimento e da inviabilidade dos probióticos no leite é a incorporação de micronutrientes, como peptídios e aminoácidos, além de outros fatores de crescimento (o que causa redução no tempo de fermentação e possibilita a viabilidade dos microrganismos probióticos). Relação entre as afirmativas: além de a afirmativa II ser verdadeira, ela explica corretamente a proposição contida na afirmativa I, que também é verdadeira. 67 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Questão 2. Leia o texto e observe o gráfico a seguir. “Surtos de DTA no município de São Paulo Surtos de diarreia ou de doenças transmitidas por alimentos (DTA) são definidos quando dois ou mais casos apresentam diarreia aguda e/ou gastroenterite aguda relacionados em tempo e espaço ou por uma fonte comum de contaminação (água ou refeição/alimento comum). No gráfico a seguir, temos a distribuição dos surtos de DTA no município de São Paulo (MSP) segundo o mês de notificação e o comparativo entre os anos de 2015 a 2019, com dados atualizados até 30/08/2019.” Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 82016 8 26 11 5 7 5 5 3 5 1 4 22018 2 13 7 2 6 2 6 6 4 2 8 222015 0 5 10 15 20 25 30 12 28 8 5 7 8 8 11 7 7 2 22017 14 9 7 4 5 2 8 13 12 0 1 52019 10 11 11 7 2 2 6 Mês de notificação n. su rt os d e DT A Figura 37 Disponível em: https://www.prefeitura.sp.gov.br/cidade/secretarias/upload/ saude/boletim_epidemiologico_DTA_outubro_2019.pdf. Acesso em: 28 set. 2020 (com adaptações). Com base na leitura, analise as afirmativas. I – O número de surtos notificados foi maior nos anos de 2015 e 2016. II – Os meses de verão concentram o maior número de surtos notificados no período analisado. III – Em 2015, foi notificado mais do que o dobro do número de surtos notificados em 2018. 68 Unidade I É correto o que se afirma em: A) I, apenas. B) II, apenas. C) I e III, apenas. D) I e II, apenas. E) I, II e III. Resposta correta: alternativa E. Análise da questão A partir da análise do gráfico, os números de surtos notificados ao ano, de 2015 a 2019 (somando-se os números, mês a mês, no quadro anexo ao gráfico), foram os apresentados a seguir: 2015: 125 casos. 2016: 68 casos. 2017: 77 casos. 2018: 58 casos. 2019 (de janeiro a agosto): 54 casos. O número de surtos é maior nos meses de verão. Análise das afirmativas I – Afirmativa correta. Justificativa: isso pode ser visto no gráfico e nos números mostrados no quadro adjacente. II – Afirmativa correta. Justificativa: o maior número de notificações ocorreu no mês de março, fim do verão. III – Afirmativa correta. Justificativa: em 2015, foram notificados 125 surtos e, em 2018, 58. Portanto, em 2015, tivemos mais do que o dobro dos valores de 2018, pois 125 : 58 = 2,15. 69 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Unidade II 5 PRINCIPAIS DOENÇAS RELACIONADAS AOS AGENTES TRANSMITIDOS POR ALIMENTOS O homem, por um longo período de tempo, se alimentou apenas de recursos da natureza, ou seja, do que plantava e dos animais que criava. Com o passar dos anos, os alimentos processados começaram a surgir e, cada vez mais, passaram a ser consumidos pelo homem. Nesse momento, se iniciou o conhecimento da relação dos alimentos com os microrganismos. Com a chegada do alimento processado, vieram os problemas relacionados às doenças transmitidas por eles e sua rápida deterioração, relacionada ao armazenamento incorreto do produto. O entendimento das doenças transmitidas por alimentos foi muito lento. Ainda na Idade Média, pessoas morriam de intoxicações causadas por fungos sem saber quais eram os reais motivos desses óbitos. Somente no século XIII, iniciou-se o reconhecimento da importância da inspeção dos alimentos e da higiene e, mesmo assim, eram condições muito precárias, pois o reconhecimento de uma contaminação do alimento ocorria, apenas, pela visualização a olho nu. As doenças transmitidas por alimentos são consideradas como um problema de saúde pública que causa morbidades e mortalidades em índices ainda muito elevados e, algumas vezes, sem relação com as condições socioeconômicas e geográficas da população. Nesta unidade, inicialmente, vamos conhecer a relação dos alimentos com agentes que podem causar ou não doenças. Veremos que o conhecimento dos agentes patogênicos, ou seja, os causadores de doenças, como ocorre a sua transmissão e quais os alimentos mais suscetíveis à contaminação são de grande importância para a prevenção de surtos alimentares. Uma vez que tivermos um pouco mais de conhecimento sobre os agentes causadores de doenças de origem alimentar, teremos condições de prevenir a contaminação e, consequentemente, diminuir os casos de surtos alimentares. Entre esses agentes, conheceremos o comportamento dos microrganismos, ou seja, das bactérias, dos fungos e dos vírus, e também dos parasitas. Ainda em relação a esses agentes, estudaremos como são transmitidos, quais os alimentos mais suscetíveis à contaminação por eles, quais as doenças causadas e, principalmente, como evitá-las. 70 Unidade II Em seguida, estudaremos os microrganismos indicadores, que são aqueles que nos auxiliam na identificação da contaminação do alimento, além de conhecermos as técnicas laboratoriais para a identificação desses agentes. E, por fim, vamos demonstrar quais as ferramentas utilizadas para controlar e monitorar os pontos críticos que podem levar à contaminação do alimento durante seu processamento. 5.1 A importância dos agentes causadores de doença Como sabemos, os microrganismos como bactérias, fungos, vírus e parasitas têm uma relação de grande importância com os alimentos. Essa importância vai desde a utilização de bactérias para a produção e conservação de alimentos até a capacidade desses agentes de causarem doenças. Desde o momento em que se iniciou a produção de alimentos preparados ou manipulados, começaram a surgir os problemas relacionados a doenças causadas por agentes patogênicos transmitidos por alimentos. Algumas dessas doenças transmitidas por alimentos (DTA), atualmente, são consideradas problemas de saúde pública, como a diarreia. Em relação aos microrganismos e aos parasitas, sabemos que, de acordo com a interação que ele possui com o alimento, podem desempenhardiferentes funções. Entre essas funções, podemos citar: • Agentes que causam deterioração do alimento, ou seja, ao utilizarem o alimento como fonte de energia, provocam alterações químicas, como alteração de cor, sabor e textura. • Agentes que causam alterações benéficas no alimento, ou seja, as alterações químicas causadas pelos microrganismos inseridos propositalmente no alimento que são essenciais para a obtenção do produto. • Agentes patogênicos, ou seja, os organismos que, ao se estabelecerem no alimento e consequentemente forem ingeridos, podem causar doenças no consumidor, seja ele o homem ou o animal. A fonte de contaminação dos alimentos por agentes patogênicos é muito variável, ou seja, os agentes que têm potencial para causarem doenças e de serem transmitidos pelos alimentos podem ser originários de diferentes locais ou objetos, como relacionado a seguir: • Água: a manipulação do alimento em contato com água contaminada permite que o agente patogênico se instale no alimento. • Utensílios: os utilizados na manipulação do alimento podem se tornar fontes de contaminação devido a uma higienização inadequada e por contaminação cruzada. • Manipuladores de alimentos: a higiene indevida de quem manipula o alimento pode acarretar na contaminação com agentes presentes em fezes, nariz, boca e pele. 71 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Embora no Brasil os estudos estatísticos das doenças transmitidas por alimentos não recebam a devida importância, acredita-se que a sua incidência seja elevada. Isso se deve a fatores ligados a problemas existentes no âmbito de higiene, saúde pública, saneamento básico, falta de treinamentos eficazes para os manipuladores de alimentos e para uma correta fiscalização e, em algumas vezes, ocorre até em decorrência de questões culturais. 5.2 Doenças de origem alimentar A ocorrência de DTA está relacionada a diversos fatores, como as condições de saneamento da região, o nível de qualidade da água utilizada para o consumo, as circunstâncias de higiene dos locais e das pessoas, bem como o consumo de alimentos possivelmente contaminados. As doenças de origem alimentar são classificadas como: infecções, intoxicações e toxinfecções alimentares. As infecções alimentares, de forma geral, ocorrem quando o indivíduo ingere um alimento que contenha agentes patogênicos e são caracterizadas, por exemplo, pela ingestão da célula bacteriana ainda viável, ou seja, o microrganismo é ingerido vivo e consegue realizar alterações celulares no organismo humano causando doenças. As intoxicações alimentares são causadas pela ingestão de quantidades significativas de toxinas produzidas pelos microrganismos, ou seja, não há a necessidade da ingestão apenas dos microrganismos, pois apenas a ingestão de sua toxina já é o suficiente para causar a doença. A produção dessa toxina ocorre devido ao crescimento do microrganismo no alimento e, como exemplo, podemos citar a bactéria Clostridium botulinum, encontrada nos alimentos em conserva e o Staphylococcus aureus, que pode ser encontrado em diferentes tipos de alimentos. As toxinfecções ocorrem quando há a ingestão de alimentos que apresentam microrganismos patogênicos que produzem toxinas tanto nos alimentos como durante a passagem pelo trato intestinal. Assim, vamos estudar esses agentes patogênicos e, principalmente, conhecer as doenças transmitidas e causadas por eles. 5.3 Agentes causadores de DTA As doenças transmitidas por alimentos podem ser causadas por diferentes agentes, entre eles: • bactérias patogênicas, como a Escherichia coli, que é a causadora da gastroenterite; • vírus, como o vírus da hepatite A, que é transmitido pela água contaminada; • fungos, como os toxigênicos, ou seja, aqueles que produzem toxinas; • parasitas, como a Taenia, transmitida pelo consumo da carne contaminada e causadora da teníase. 72 Unidade II 5.3.1 Bactérias As bactérias são seres unicelulares, procariontes e são formadas por parede celular e membrana citoplasmática, citoplasma e núcleo não organizado. De acordo com seu gênero e espécie, podem ou não apresentar fatores de virulência que são os responsáveis pelo seu potencial patogênico. Entre esses fatores, temos os flagelos (responsáveis pela locomoção bacteriana), os esporos (forma assumida pela bactéria em ambiente desfavorável e de alta resistência) e cápsulas (envoltório que cerca a parede celular). A classificação bacteriana é feita pela análise de sua morfologia e pelas condições de crescimento (pH, atividade da água [Aa], oxigênio, temperatura, osmolaridade). 5.3.1.1 Clostridium botulinum A bactéria Clostridium botulinum possui a morfologia de bacilos gram-positivos e é formadora de esporos, contém flagelos e é anaeróbia (ver próxima figura). Normalmente, pode ser encontrada em ambientes como o solo e em locais que possuem água armazenada. Também pode ser identificada em alimentos como frutas e hortaliças. Quando um indivíduo é contaminado por essa bactéria, ela é encontrada nas suas fezes e a sua identificação é realizada por testes em meio de cultura analíticos específicos. Entre os alimentos processados, o Clostridium botulinum é encontrado em alimentos embutidos e derivados de leite. Entre suas características bioquímicas, o Clostridium botulinum é fermentador de glicose e da maltose, além de produzir toxinas que são conhecidas como A, B, C1, C2, D, E, F e G. Os tipos conhecidos, A, B, E e F, são os causadores de doença no homem, e C1, C2, D e G são os que se relacionam com doenças em animais. A toxina botulínica é extremamente tóxica e pode afetar nervos e causar paralisia de faringe e do diafragma, que determina a causa da doença chamada botulismo. Os primeiros casos de botulismo que surgiram foram identificados na Europa e sua causa ocorreu pela ingestão de alimentos embutidos, e, devido a isso, recebeu o nome de botulismo, que é derivado de botulus, que significa “salsicha” em latim. De acordo com o tipo de toxina produzida pelo Clostridium botulinum, essas bactérias são classificadas em quatro grupos, sendo eles I, II, III e IV. O grupo I é formado pelas bactérias produtoras da neurotoxina A e das toxinas B e F. O grupo II é formado pelas amostras que produzem toxina do tipo E e pelas amostras não proteolíticas produtoras das toxinas B e F. Já no grupo III estão as amostras produtoras da toxina D; e no grupo IV, as amostras produtoras da toxina G. 73 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Para que haja a destruição das toxinas produzidas pelo Clostridium botulinum, é necessário que o alimento seja submetido a uma temperatura de 80 °C. Nessa temperatura, o alimento deve ficar exposto por um período de, no mínimo, 30 minutos. Vale ressaltar que essas toxinas não são inativadas por ácidos ou enzimas encontradas no trato digestivo (tripsina e pepsina). Figura 38 – Microscopia do Clostridium botulinum Figura 39 – Morfologia da colônia de crescimento do Clostridium botulinum Com relação às condições ideais de crescimento, a temperatura para a multiplicação do Clostridium botulinum pode variar de 10 °C a 45 °C, sendo considerada como ótima uma temperatura de 37 °C, de acordo com o grupo a que pertencem. Em relação ao pH, o ideal varia de 4,6 a 8. Outro ponto muito importante em relação ao controle de crescimento dessa bactéria é a sua concentração salina. Quando utilizamos o sal (NaCI) como o principal redutor de Aa nos alimentos para controlar a multiplicação do Clostridium botulinum, é importante saber que essa Aa deve ser 0,94. Caso 74 Unidade II seja utilizado o glicerol em substituição ao sal, para que seja possível esse controle de multiplicação, é necessário que esse valor seja de 0,91. Em relação ao potencial de óxido-redução, o limite máximo de Eh é em torno de +200mV e, portanto, alimentos com Eh superiores a esse valor não são favoráveis ao crescimento e à produção de toxina dessas bactérias. Para impedir que o Clostridium botulinum produza a neurotoxina causadora do botulismo e contamineo alimento é necessário que sejam utilizados alguns mecanismos para que não ocorra a multiplicação e a germinação de esporos dessa bactéria. As formas germinativas desenvolvem-se em anaerobiose, e os esporos são extremamente resistentes ao calor e, quando o alimento não for adequadamente processado, essas formas podem sobreviver e germinar posteriormente. Entre as ferramentas utilizadas para o controle do crescimento do Clostridium botulinum no alimento, o uso de microbiota competitiva é indicado. A adição de microrganismos fermentativos (bactérias lácteas) produz ácidos em quantidade suficiente para impedir a multiplicação do Clostridium botulinum devido à alteração do pH naquele meio. Além disso, o uso de bacteriocinas, água oxigenada e antibióticos também é indicado. Outra forma de controle é o uso de nitritos e nitratos, que são conservantes químicos utilizados na preparação de produtos embutidos. Toda vez que falamos de botulismo, é muito importante saber que há uma grande preocupação com o seu controle, pois se trata de um quadro de intoxicação considerado grave. Atualmente, são conhecidas três formas de botulismo: • botulismo clássico: intoxicação causada pela ingestão de alimentos que possuem as neurotoxinas; • botulismo de lesões: doença infecciosa causada pela proliferação e consequente liberação de toxinas em lesões infectadas com Clostridium botulinum; • botulismo infantil: geralmente relacionada ao consumo de mel contendo esporos do Clostridium botulinum, é uma doença infecciosa causada em crianças pela ingestão de esporos e consequente germinação da bactéria em seus intestinos. Quando falamos em período de incubação do botulismo alimentar, geralmente estima-se um período de 36 horas, porém, existem casos relatados de até 14 dias. Essa variação é possível, levando-se em consideração a quantidade de toxina ingerida pelo consumidor. Inicialmente, os sintomas apresentados correspondem a alterações gastrointestinais como náuseas, diarreia e vômito. Sabe-se também que, em alguns casos, após o quadro de diarreia, pode ocorrer a constipação intestinal. 75 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Com o início da ação da neurotoxina no organismo, os sintomas evoluem provocando fadiga e fraqueza muscular. A partir daí, sintomas neurológicos podem ocorrer, entre eles, alteração de visão, queda de pálpebra, resposta alterada da pupila à luz e visão dupla. À medida que a intoxicação progride, podem surgir sintomas como a paralisia faringolaringeal, causando a disfagia e a disfonia. O quadro mais grave da doença ocorre em até cinco dias após a contaminação e inclui a paralisia dos músculos respiratórios e diafragmáticos, o que resulta na dificuldade de respiração, asfixia e morte por parada respiratória. O tratamento inclui o uso de soroterapia, que possui como objetivo a neutralização da toxina com antissoro, que é muito eficiente na fase inicial da doença. Também podem ser realizadas as lavagens intestinais e estomacais para a remoção da toxina desses órgãos e a ingestão de substâncias eméticas ou catárticas. De forma conjunta a esses tratamentos, realiza-se o restabelecimento das funções respiratórias. Como sabemos, o Clostridium botulinum é encontrado na natureza e o solo é o seu principal habitat. Entretanto, existe uma relação entre os grupos dessa bactéria e as áreas geográficas em que são encontradas de forma mais frequente. O Clostridium botulinum do tipo A é mais frequentemente encontrado no oeste dos Estados Unidos e na América Latina, principalmente Brasil e Argentina. As amostras do tipo B são mais encontradas no leste dos Estados Unidos e na Europa. O tipo E, localizado frequentemente em ambientes aquáticos, é encontrado no Japão, na Suécia e no Leste Europeu. Observação O Clostridium botulinum também é encontrado na água e, sendo assim, o peixe apresenta um risco em potencial de transmissão do botulismo em países que consomem com mais frequência esse tipo de alimento. Muitos países já relataram surtos dessa doença. Canadá, Japão, Alasca e Irã já notificaram surtos por contaminação proveniente do consumo de animais marinhos. Surtos devidos à contaminação por alimentos cárneos já foram relatados em países da Europa (Alemanha, França, Itália e Polônia). Nos Estados Unidos, já foram relatados surtos pela contaminação de conservas vegetais preparadas de forma caseira e também no mel. No Brasil, existem inúmeros casos de surtos relatados que incluem a contaminação de conservas e produtos cárneos. Apesar de representar um caso de emergência em saúde pública, até 1999 não havia legislação e vigilância da doença no estado de São Paulo e, somente em outubro de 2001, tornou-se uma doença de notificação compulsória no Brasil (EDUARDO et al., 2002). 5.3.1.2 Clostridium perfringens O Clostridium perfringens é uma bactéria com a morfologia de bacilo, gram-positivo, anaeróbio, com esporo oval, apresentando cápsula e não possuindo flagelo, sendo, portanto, imóvel. Essa bactéria é produtora de uma toxina que possui uma ação letal e necrosante, e, para ser identificada em laboratório, é isolada de modo que sejam utilizados meios de cultura específicos (figuras a seguir). 76 Unidade II É encontrado em todo o ambiente e o solo também é o seu habitat preferencial. Essa bactéria também é encontrada em poeira, água, esgoto, fezes humanas e em outros animais. A sobrevivência do Clostridium perfringens nos alimentos pode acontecer quando o resfriamento destes ocorre de forma lenta e prolongada. O Clostridium perfringens pode produzir proteínas com atividade tóxica e com atividade enzimática, sendo que as toxinas produzidas por ele são conhecidas em quatro tipos: alfa, beta, épsilon e iota. De acordo com o tipo de toxina produzida, a bactéria é classificada em diferentes grupos, sendo eles A, B, C, D e E. As amostras pertencentes aos cinco grupos são produtoras da toxina alfa, que tem atividade fosfolipásica e é hemolítica. As amostras que produzem a toxina beta são as pertencentes aos grupos B e C; já a toxina épsilon é produzida por Clostridium perfringens dos grupos B e D; e a toxina iota é produzida pelo grupo E. A grande maioria dos casos de intoxicações alimentares é causada por amostras de Clostridium perfringens pertencentes ao grupo A. Figura 40 – Microscopia do Clostridium perfringens Figura 41 – Morfologia da colônia de crescimento do Clostridium perfringens 77 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Nos alimentos, o Clostridium perfringens desempenha diferentes atividades metabólicas e, entre elas, estão a produção de enzimas hidrolíticas extracelulares, como colagenase, hialuronidase, deoxirribonuclease, lecitinase e proteases, que hidrolisam caseína e gelatina. O Clostridium perfringens possui a capacidade de fermentar diferentes carboidratos, como glicose, lactose, frutose, galactose, maltose, amido e sacarose. Com o processo de fermentação, ocorre produção de gás (H2 e CO2), produzindo ácidos. Com relação ao crescimento do Clostridium perfringens, o mais importante é a sua capacidade de multiplicação em altas temperaturas, encontrando um ótimo ambiente entre 40 °C e 45 °C. Devido a essa capacidade de reprodução nessas temperaturas, ocorre uma certa dificuldade em se estabelecerem métodos de controle de crescimento dessa bactéria nos alimentos. O Clostridium perfringens possui uma alta capacidade de multiplicação em pH neutro (6,0 e 7,0) e não possui muita tolerância à baixa Aa. Para sua multiplicação, a Aa mínima deve estar entre 0,95 e 0,97, sendo que, para a esporulação, o ideal é 0,98. Com relação à concentração de sal (NaCl) para inibição do crescimento, deve estar em torno de 7-8%, e o valor ótimo do potencial de óxido-redução para a multiplicação está em torno de −200 mV. Para a inativação das células viáveis do Clostridium perfringens, é necessária a temperatura de 60 °C, sendo que a inativação da forma esporulada é variável de um grupo para o outro. De maneira geral, existem dois tipos de esporos com relaçãoà resistência térmica: • os termorresistentes: com temperatura ideal de aquecimento de 90 °C por 15 minutos e de refrigeração de 9 °C a 16 °C; • os termossensíveis: com temperatura de aquecimento de 90 °C por 3 a 5 minutos e de refrigeração de 6 °C a 8 °C. Para uma germinação mais fácil, os esporos termorresistentes necessitam de um choque térmico de 75-100 °C, por 5 a 20 minutos. Lembrete Devido ao perfil dos esporos termorresistentes, essas amostras podem sobreviver por períodos mais longos de aquecimento, e isso certamente está relacionado com os casos de intoxicação alimentar. A intoxicação alimentar é causada pela enterotoxina produzida quando se forma o esporo do Clostridium perfringens. Para que ocorra efetivamente o processo de intoxicação alimentar, existe a necessidade da ingestão de células viáveis presentes no alimento, ou seja, levando em consideração que as enterotoxinas não resistem ao pH ácido do trato digestivo e nem à ação das enzimas digestivas, para que ocorra a intoxicação alimentar, a enterotoxina deve ser produzida no intestino e em quantidade 78 Unidade II suficiente para o desenvolvimento dos sintomas. No intestino, as células viáveis esporulam e liberam a enterotoxina causadora da intoxicação alimentar. A primeira interação da enterotoxina ocorre com as células epiteliais do intestino, por ativação de receptores e interação com a membrana celular. Essa interação leva à produção de poros pelos quais extravasa conteúdo celular com grande liberação de sódio e potássio e inibição da absorção de glicose, o que resulta em diarreia. O Clostridium perfringens é responsável por dois tipos de toxinfecção alimentar, sendo o tipo clássico a toxinfecção causada por cepas do grupo A e a enterite necrótica, de manifestações clínicas mais graves, causadas pelas amostras do grupo C. No caso de infecção alimentar clássica, o paciente apresenta dores abdominais agudas, diarreia, náuseas e febre e os sintomas iniciais se manifestam após 12 horas da ingestão do alimento. Na enterite necrótica, rara, os sintomas são dores abdominais intensas, diarreia com sangue, vômitos e processo inflamatório necrótico no intestino delgado, o que pode ser fatal. Lembre-se de que, como já visto, o Clostridium perfringens é encontrado no solo, principalmente as amostras do grupo A, que podem ser encontradas também no intestino do homem e de outros animais. Essa capacidade de sobrevivência se deve à esporulação, formadora de células reprodutoras especializadas que conferem ao microrganismo alta resistência aos fatores desfavoráveis de crescimento. O Clostridium perfringens é facilmente encontrado em alimentos processados e crus e a frequência desse microrganismo em casos de intoxicações alimentares é alta. A análise dos surtos causados pelo Clostridium perfringens mostra que, muitas vezes, o surto envolve muitas pessoas que ingeriram alimentos produzidos em grande quantidade e que ficaram muito tempo submetidos à mesma temperatura, normalmente mantida por estufas ou ambientes fechados. Entre os alimentos responsáveis pela intoxicação alimentar causada pelo Clostridium perfringens, podemos citar aqueles que são processados à base de carne bovina e de carne de frango. Além desses alimentos, podemos incluir também molhos, tortas e coberturas preparadas com muita antecedência ao seu uso e, portanto, entre os estabelecimentos que mais relataram o surto causado por essa bactéria estão restaurantes, hospitais, fábricas e escolas. 5.3.1.3 Bacillus cereus O Bacillus cereus apresenta-se como gram-positivo grande com flagelos. É aeróbio, vive bem nas temperaturas medianas (mesófilo) e é produtor de esporos centrais ou subterminais. Esse bacilo é largamente disseminado no ambiente, sendo o solo também seu principal habitat. É a partir do solo que ocorre a contaminação dos alimentos, sendo eles vegetais e cereais e consequentemente acontece a contaminação de farinhas e amidos resultantes do seu processamento, condimentos, especiarias, entre outros. 79 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS As amostras de Bacillus cereus podem utilizar de diferentes carboidratos em seu metabolismo, como glicose, frutose, trealose, sacarose, salicina, maltose e lactose. Possuem a capacidade de hidrolisar amido, caseína e gelatina. Como característica bioquímica são catalase positivas, oxidase variáveis, produtoras de fosfolipases do tipo C e todas são produtoras de hemolisinas, sendo elas cereolisina (termoestável) e hemolisina termolábil. Estão descritas aproximadamente 48 espécies para o gênero Bacillus e sabe-se que possuem uma alta atividade metabólica, produzindo enzimas que degradam muitos substratos orgânicos. Essa variação de espécie faz com que a identificação dessa bactéria seja dificultada. Sobre as características da espécie Bacillus cereus, sabe-se que a sua multiplicação ocorre em temperatura que varia entre 10 °C e 48 °C, sendo a temperatura ótima entre 28 °C e 35 °C. A atividade de água mínima necessária para seu crescimento é 0,95 e para a redução do crescimento é necessária a concentração de NaCl no meio de 7,5%. O pH ideal para sua multiplicação varia na faixa de 4,9 a 9,3. A maioria das amostras de Bacillus cereus produz a toxina diarreica, considerada um fator de virulência dessas bactérias. A toxina diarreica é uma enterotoxina proteica, termolábil, que pode ser destruída pelo aquecimento a 55 °C por 20 minutos. No epitélio intestinal, essa toxina interfere na absorção de glicose e de aminoácido e, também, possui uma atividade necrótica. As manifestações clínicas causadas pela ingestão da toxina incluem diarreia com dores abdominais e vômitos e os sintomas podem ter duração de até um dia. Nos casos de gastroenterite diarreica, os alimentos envolvidos são vegetais crus e cozidos, carnes, pescado, massas, leite, sorvetes e pudim. Algumas amostras de Bacillus cereus recentemente descritas causam um processo chamado síndrome emética, com um período de encubação muito curto, de uma a cinco horas e com sintomas muito similares ao de gastroenterite aguda, como vômitos, náuseas e mal-estar geral, e, em alguns casos, diarreia com seis a 24 horas de duração. Normalmente, os alimentos envolvidos são os farináceos. Quando ocorre o consumo de alimentos recentemente preparados, não há o risco de contaminação, sendo que diferentes formas de tratamento térmico, como o cozimento em vapor sob pressão, fritura e o assar em forno quente destroem tanto células viáveis como os esporos. Porém é importante ressaltar que cozimentos em temperaturas abaixo de 100 °C não são eficazes para a destruição dos esporos bacterianos. Como o Bacillus cereus é amplamente encontrado na natureza, ele contamina facilmente alimentos como vegetais, cereais, condimentos, entre outros. Entre esses alimentos, o arroz tem se mostrado mais frequentemente envolvido com esse tipo de contaminação. Dessa forma, em regiões com maior consumo de arroz cru ou apenas aquecido, é possível encontrar essa bactéria em até 100% dos alimentos analisados. O Bacillus cereus também pode ser encontrado nas carnes bovinas, suínas e de frango, provavelmente, também, devido à contaminação do solo. 80 Unidade II No caso dos laticínios, também há a necessidade de cuidados com a contaminação dessa bactéria. No Brasil, estudos mostram o isolamento do Bacillus cereus com a frequência de 18% a 97% das amostras de queijos, farinhas e amidos. 5.3.1.4 Staphylococcus aureus Os Staphylococcus aureus são morfologicamente identificados como cocos gram-positivos em forma de cachos de uva. São anaeróbios facultativos, porém crescem em meios de cultura frequentemente em condições de aerobiose e, bioquimicamente, são catalase positivos (ver figuras a seguir). Figura 42 – Formas microscópicas do Staphylococcus aureus Figura 43 – Características morfológicas do crescimento em ágar do Staphylococcus aureus Diferentes espécies de Staphylococcus podem contaminar os alimentos, entre elas S. aureus, S. hyicus, S.chromogens e S. intermedius, porém destaca-se que o Staphylococcus aureus ainda é o mais importante e frequentemente encontrado nos alimentos. 81 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Com relação aos fatores de crescimento, os estafilococos são mesófilos com temperatura de multiplicação na faixa de 47 °C. São tolerantes a concentrações de 10% a 20% de NaCl e a nitratos. O pH ideal para o crescimento está na faixa de 4 a 9,8, sendo o ótimo entre 6 e 7. O valor mínimo de Aa é de 0,86, valores inferiores aos considerados mínimos para as bactérias não halófilas. O Staphylococcus aureus, quando submetido a temperaturas de 10 °C a 46 °C, produz enterotoxina, que é encontrada após horas da contaminação do alimento pela bactéria. Dessa forma, os surtos de intoxicações alimentares ocorrem quando há muita variação de temperatura e, quanto mais variável é essa temperatura, mais tempo a bactéria precisará para produzir a enterotoxina. As enterotoxinas apresentam diferentes formas de ação: • Ação emética: o paciente apresenta como principal sintoma o vômito por meio da retroperistalsia do estômago e do intestino delgado. • Ação diarreica: a diarreia é o segundo principal sintoma da intoxicação alimentar por Staphylococcus aureus, devido à inflamação da mucosa do estômago e do intestino delgado. O conhecimento da termorresistência das enterotoxinas é de grande importância para a indústria alimentícia, visto que, apesar de ocorrer um processo de tratamento térmico a que são submetidos alguns alimentos, esse tratamento pode destruir células viáveis, mas não a enterotoxina. Podemos citar como exemplo o processo de pasteurização do leite, que destrói as células bacterianas, porém não inativa a enterotoxina. Saiba mais O texto sugerido apresenta como ocorre o processo de pasteurização: CASTRO, M. T. Pasteurização do leite. Um pouco de história. Food Safety Brazil, mar. 2019. Disponível em:https://bit.ly/3hRCFAi. Acesso em: 29 out. 2020. O Staphylococcus aureus pode ser um agente causador de doenças de origem alimentar ou não. Essa espécie é largamente disseminada no ambiente, presente na mucosa nasal, na garganta e na pele do homem e pode colonizar ferimentos de pele, como cortes e queimaduras (figura a seguir). Dessa forma, apenas a manipulação do alimento pelo homem já pode provocar a sua contaminação e, devido a isso, destaca-se a importância do aquecimento do alimento logo após sua manipulação, lembrando que o calor elimina as células viáveis dessa bactéria. 82 Unidade II Figura 44 – Lesões na pele causadas pelo Staphylococcus aureus A prevenção da contaminação ocorre com o uso da refrigeração, sendo o resfriamento rápido um aliado no controle de crescimento do Staphylococcus aureus. Entre as doenças causadas pelo Staphylococcus aureus, encontramos infecções na pele com lesões purulentas e localizadas, até processos infecciosos generalizados. Outra doença que envolve o Staphylococcus aureus é a mastite, que ocorre em bovinos. Quando essa bactéria causa esse processo infeccioso, pode contaminar de maneira direta o leite cru extraído do animal. A ingestão do alimento contaminado pela enterotoxina produzida pelo Staphylococcus aureus é a causadora da intoxicação alimentar. Após a ingestão do alimento contaminado, o período de incubação do surto varia de 30 minutos a oito horas. Os sintomas apresentados com a contaminação pela enterotoxina variam de acordo com a vulnerabilidade do indivíduo, com a concentração da enterotoxina e a quantidade ingerida do alimento. Entre os sintomas, podem surgir náuseas, vômitos, câimbras abdominais, sudorese e diarreia. Em doses mais elevadas da ingestão da enterotoxina, podem ocorrer calafrios, queda de pressão arterial e febre. Devido ao processo de desidratação, é necessária a hospitalização do indivíduo contaminado para reposição de fluídos e eletrólitos. As intoxicações são mais comuns no verão, e os alimentos mais comuns como transmissores do Staphylococcus aureus são o leite, queijos, cremes, tortas recheadas com cremes, saladas de batata, atum, frango e presunto. 5.3.1.5 Listeria monocytogenes A Listeria monocytogenes é um bacilo gram-positivo, anaeróbio facultativo, móvel, ou seja, possui flagelo e não forma esporos (ver próxima figura). Durante o período de crescimento, essa bactéria apresenta diferentes características morfológicas, o que auxilia na sua identificação. Quando célula 83 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS jovem, apresenta-se na forma lisa e com um formato muito parecido a pequenos difteroides. Após três a cinco dias de desenvolvimento, apresenta uma morfologia semelhantes a bacilos longos. Figura 45 – Microscopia da Listeria monocytogenes Com relação às características bioquímicas, a Listeria monocytogenes apresenta catalase positiva e oxidase negativa. As condições de crescimento e de controle de crescimento da Listeria monocytogenes são desafiadoras, pois a bactéria resiste a repetidos congelamentos e descongelamentos. Para seu crescimento, possui uma faixa ideal de temperatura de 2,5 °C a 44 °C, entretanto, já houve relatos de crescimento dessa bactéria a 0 °C. Quando submetida à temperatura de 35 °C, o tempo de geração celular varia de alimento para alimento, como 0,65 h em leite achocolatado, 0,67 h em creme e 0,69 h em leite integral. Reduzindo a temperatura para 4 °C, o crescimento é mais lento, sendo a média de 1,5 dias para cada alimento. O pH ótimo para o crescimento é na faixa de 6 a 8, porém, a Listeria monocytogenes pode se multiplicar em uma faixa mais extensa de 5 a 9. A Listeria monocytogenes sobrevive a uma concentração de NaCl em 10,5% e 13% quando submetida a uma temperatura de 37 °C por 15 e 10 dias, respectivamente. Em concentrações maiores de NaCl, como 20% a 30%, o tempo de sobrevivência da bactéria é reduzido para cinco dias. No caso da diminuição da temperatura para 4 °C, a bactéria aumenta seu tempo de sobrevivência para 100 dias em concentrações variáveis de NaCl (10,5% e 30,5%). 84 Unidade II Com relação à atividade de água, o valor próximo de 0,97 é considerado ótimo para seu crescimento. Entretanto, sabe-se que a bactéria sobrevive em condições com valores mais baixos de Aa, como 0,92. Em temperaturas mais baixas, como 4 °C, a bactéria resiste a uma baixa Aa, de 0,83, aproximadamente. Outro impasse com relação às condições de controle de crescimento da Listeria monocytogenes está na sua resistência aos níveis recomendados de nitrato de sódio e de cloreto de sódio (120 mg/kg de NaNO3 e 3% de NaCl) utilizados no processo de conservação de carne, o que se torna um problema para as indústrias de carne. A Listeria monocytogenes causa uma doença chamada listeriose humana, transmitida por alimentos. Quando a bactéria é ingerida e entra no organismo humano, atinge o trato intestinal invadindo a mucosa, e nesse processo de invasão, a bactéria entra em contato com as células epiteliais presentes na superfície das microvilosidades, difundindo-se para o interior da célula e também de uma célula para outra. Com a sinalização do processo de invasão da bactéria nas células epiteliais, os macrófagos são recrutados e começam a fagocitar essas bactérias, porém, sem uma resposta imunológica eficiente, uma vez que a bactéria no interior do macrófago não é reconhecida pelos leucócitos polimorfonucleados. Dessa forma, a Listeria monocytogenes se multiplica rapidamente ainda dentro dos macrófagos e, quando o rompem, ela se distribui rapidamente pelo organismo, podendo atingir o sistema nervoso central, o coração e outros órgãos. Em gestantes, a Listeria monocytogenes pode atingir o feto, ocasionando um possível aborto, parto prematuro e septicemia neonatal. Quando a doença ainda está na fase intestinal, ou seja, entérica, os sintomas são similares a uma gripe com diarreia e febre moderada. A bacteremia causada pela Listeria monocytogenes é comum em adultos que, nesses casos, apresentam febre, fadiga, mal-estar, náuseas, vômitos e diarreia. Entre os indivíduosdebilitados, imunodeprimidos e recém-nascidos, o índice de mortalidade é alto, ficando em torno de 30%. No caso do processo infeccioso no sistema nervoso central, as complicações incluem meningite, encefalite e abscessos, sendo a meningite mais comum e mais frequente em idosos e crianças que apresentam a maior taxa de mortalidade, que fica em, aproximadamente, 70%. O período de incubação da listeriose é de um dia a algumas semanas e ainda são desconhecidos os valores relacionados à dose de ingestão de Listeria monocytogenes necessária para o desenvolvimento da doença. Em relação à ingestão de alimentos contaminados com Listeria monocytogenes, os casos mais preocupantes são aqueles que ocorrem em gestantes, crianças, idosos e indivíduos imunodeprimidos. Devido às características de crescimento da Listeria monocytogenes, o controle de sua multiplicação não é tarefa fácil. Uma vez que a bactéria é encontrada em todo o ambiente (solo, água, vegetais, animais, 85 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS insetos e homem), há a necessidade de um controle de qualidade rigoroso para evitar a contaminação dos alimentos, principalmente pelos setores de fabricação de alimentos processados que devem adotar medidas rígidas em seus locais de produção, que envolvem: • limpeza e sanificação dos equipamentos; • impedimento de entrada de animais, poeira e insetos na indústria; • evitar a contaminação cruzada entre o produto e a matéria-prima; • controle de qualidade que monitore os parâmetros de processamento e, também, o ambiente e os profissionais. Lembre-se sempre de que a Listeria monocytogenes é encontrada de forma ampla no ambiente, e que seu reservatório é o homem e os animais. Já nos alimentos, pode ser encontrada em laticínios, verduras e legumes crus, carnes e em alimentos que ficam refrigerados e não precisam de cozimento para o consumo. Portanto o cozimento ou o reaquecimento adequado do alimento elimina a bactéria, evitando a contaminação. Lembrete A Listeria monocytogenes cresce em alimentos sob temperaturas de refrigerador e sobrevivem no congelador. A Listeria monocytogenes pode crescer em produtos refrigerados prontos para o consumo sem alterar o sabor e o aroma desse alimento. Alguns dos alimentos envolvidos em surto de listeriose incluem queijos, salada de repolho, leite não pasteurizado, embutidos, camarão, salmão defumado e frango malcozido. Essa bactéria já foi isolada em animais como carneiros, porcos, patos e, também, peixes e rãs. Um dos maiores surtos de listeriose foi no Canadá, sendo que o alimento contaminado foi uma salada de repolho, em que 41 indivíduos foram contaminados e 18 deles foram a óbito. Outro surto com a ingestão de queijo mole contaminado ocorreu na Suíça, com 122 casos e 34 mortes. 5.3.1.6 Escherichia coli Escherichia coli é o microrganismo anaeróbio facultativo mais predominante na microbiota do intestino grosso do ser humano, estabelecendo uma relação comensal com o hospedeiro. Essa bactéria pertence à família Enterobacteriaceae, e, entre as suas características, pode-se destacar: bacilo gram-negativo, não esporulado, fermentadores de glicose, produtora de ácido e gás e algumas cepas que fermentam lactose (ver próxima figura). 86 Unidade II A Escherichia coli apresenta em sua membrana externa antígenos somáticos O, que estão relacionados com os polissacarídeos e antígenos flagelares H, relacionados às proteínas do flagelo, e, também, antígenos K, que possuem relação com polissacarídeos capsulares. A contaminação do alimento por Escherichia coli está relacionada às condições higiênicas insatisfatórias, ou seja, se uma habitante do trato intestinal do homem e de animais for detectada no alimento, indica que esse alimento foi contaminado com microrganismo de origem fecal. Figura 46 – Microscopia da Escherichia coli Entre as amostras de Escherichia coli, existem dois grandes grupos: as E. coli não patogênicas e as E. coli patogênicas ou diarreiogênicas. Esse último grupo é assim classificado por possuírem fatores de virulência que conferem a ela o potencial para causar doenças e, consequentemente, manifestações clínicas e epidemiológicas. Portanto, existe uma variedade de amostras de E. coli que possui fatores de virulência adquiridos via transferência horizontal de genes, tornando-se patogênica para o ser humano. As propriedades de virulência da Escherichia coli começaram a ser descritas a partir da década de 1990 por meio de estudos em modelos biológicos e imunológicos. Com base nesses estudos, verificou-se, então, a existência de diferentes mecanismos da doença diarreica, que poderiam estar associados a sinais e sintomas clínicos distintos. Amostras de Escherichia coli patogênicas são raramente encontradas no intestino humano e foram divididas em seis categorias diferentes, de acordo com o seu potencial de virulência: E. coli enteropatogênica (EPEC), E. coli enterotoxigênica (ETEC), E. coli enteroinvasora (EIEC), E. coli enteroemorrágica (EHEC), E. coli enteroagregativa (EAEC) (NATARO; KAPER, 1998). A EPEC tem sido identificada como o principal agente de diarreia aguda na infância em países em desenvolvimento. 87 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Ainda, segundo Nataro e Kaper, (1998), as EPEC são capazes de causar um efeito histopatológico característico em biópsias intestinais. Essa lesão é caracterizada pela perda de microvilosidades e formação de pedestal com adesão íntima da bactéria à célula epitelial e rearranjo do citoesqueleto. A perda da microvilosidade das células intestinais é a principal causa da diarreia. A diarreia causada pela EPEC apresenta sintomas mais agressivos do que as causadas por outros patógenos. O período de incubação é, em média, de 36 horas e a duração dos sintomas varia de seis horas a três dias. Classicamente, as EPEC são tidas como as mais comuns das E. coli diarreiogênicas em lactentes nos países em desenvolvimento. No Brasil, a EPEC está relacionada com 30% dos casos de diarreia em crianças de baixa classe econômica e menores de seis meses. De forma geral, em países subdesenvolvidos, principalmente localizados na zona tropical, a EPEC é um dos principais agentes causadores de diarreia em crianças e possui alto índice de mortalidade. A infecção pela Escherichia coli enteropatogênica ainda se mantém como um importante agente infeccioso em comunidades que estão submetidas a precárias condições higiênico-sanitárias. A Escherichia coli enterotoxigênica, ETEC, está associada à diarreia aguda e, também, implicada em casos conhecidos em adultos como diarreia do viajante, que é aquela transmitida por indivíduos que se deslocam entre diferentes regiões. Adesão à mucosa intestinal e produção de pelo menos uma das enterotoxinas termoestáveis (ST) e termolábeis (LT) são os fatores de virulência apresentados por essa categoria (NATARO; KAPER, 1998). A diarreia causada pela ETEC tem como característica a presença de fezes aquosa, febre baixa, dores abdominais e náuseas. Em casos mais graves, a diarreia possui a característica de “água de arroz”, causando uma desidratação severa. Os casos de diarreia provocada pela Escherichia coli enterotoxigênica são mais frequentes em países subdesenvolvidos, onde há condições sanitárias precárias, além de que, muitas vezes, também se sabe que pessoas que viajam entre países subdesenvolvidos e desenvolvidos acabam levando bactérias para regiões onde normalmente não são encontradas. A Escherichia coli enteroinvasora, EIEC, apresenta a capacidade de invadir e de multiplicar-se em células epiteliais. Esse mecanismo de virulência é muito semelhante ao encontrado na Shigella e, além disso, a EIEC apresenta algumas características bioquímicas que a tornam muito semelhantes à Shigella, como a incapacidade de descarboxilar a lisina, não fermentar lactose ou a fermentar tardiamente, além de possuírem flagelos. A EIEC causa uma gastroenterite bem semelhante à causada pela infecção por Shigella. Os sintomas mais manifestados são disenteria,cólicas abdominais, febre e mal-estar generalizado. Nas fezes é possível identificar a presença de sangue e muco. A doença tem um período de incubação de, em média, 11 horas. 88 Unidade II Geralmente, a EIEC acomete crianças maiores e adultos; surtos causados por essa bactéria são raros. A caracterização da Escherichia coli enteroemorrágica, EHEC, foi inicialmente designada a um tipo específico de sorotipo denominado O157:H7, o qual foi identificado como causador de colite hemorrágica. Além da associação dessa categoria aos casos de colite hemorrágica, essa categoria também está associada à síndrome hemolítica-urêmica. Os fatores de virulência da EHEC incluem a formação da lesão do tipo attaching-and-effacing nas células intestinais, como as EPEC e a produção das denominadas toxinas de Shiga I e II. A EHEC possui algumas características bioquímicas diferentes das demais Escherichia coli diarreiogênicas, como a incapacidade de utilizar sorbitol, a dificuldade de se multiplicarem ou até de não se multiplicarem em temperaturas em que há o crescimento acelerado dessas bactérias (44 °C) nos alimentos. Como vimos, a doença intestinal causada pela EHEC é a colite hemorrágica, caracterizada por dores abdominais severas e diarreia sanguinolenta intensa. O período de incubação da doença varia de três a nove dias e os sintomas podem durar até nove dias. O agravamento desse quadro pode provocar a síndrome urêmica hemolítica. Animais como o gado são reservatórios da EHEC e, dessa forma, alimentos originários da carne desses animais, consumidos de forma malcozida, são os grandes transmissores dessa bactéria. Em países em que o consumo de carne malcozida é frequente, já foram relatados casos de surtos dessa doença. O hambúrguer já foi o grande vilão nos Estados Unidos. Países como Canadá e Japão também já relataram casos de surtos por EHEC. A Escherichia coli enteroagregativa, EAEC, é definida como a categoria de E. coli diarreiogênica que adere a células epiteliais no padrão denominado de adesão agregativa (NATARO; KAPER, 1998). Esse perfil de adesão da bactéria à célula intestinal ocorre na região do cólon, e as fímbrias presentes nas bactérias são responsáveis por manter essa adesão à célula intestinal. Normalmente, a presença da EAEC está associada com diarreia crônica, porém, ainda sem associação como DTA. Diversos alimentos têm sido associados com a transmissão da Escherichia coli diarreiogênica. Como vimos, a bactéria está presente nas fezes dos indivíduos contaminados e, muitas vezes, devido às condições precárias ou inadequadas de higiene que podem contaminar o alimento durante a manipulação. Entre os alimentos já citados em casos de surtos, estão carnes de gado, porco, frango e molhos, queijos e tortas. 5.3.1.7 Salmonella Pertencente à família Enterobacteriaceae, assim como a Escherichia coli, a Salmonella é um bacilo gram-negativo, anaeróbio facultativo e a maioria possui flagelo e não produz esporos. 89 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Bioquimicamente, a Salmonella possui como característica a produção de gás a partir da fermentação da glicose e utiliza o citrato como única fonte de carbono em seu metabolismo. A Salmonella possui diferentes espécies que são classificadas de acordo com a presença ou ausência do antígeno O na fração lipopolissacarídica da membrana externa e pela presença do antígeno H, de natureza proteica, relacionado à presença ou ausência do flagelo. Em relação às condições ideais de crescimento, o pH ótimo é próximo do neutro (7,0), sendo que, valores superiores a 9,0 e inferiores a 4,0 levam a bactéria à morte. A Salmonella não é tolerante a concentrações de NaCl maiores que 9%, a atividade da água é de 0,93 a 0,96 e a presença do nitrito inibe seu crescimento. A Salmonella é mesófila, com temperatura ideal de crescimento de 35 °C a 37 °C, sendo a mínima na faixa de 5 °C e a máxima na faixa de 47 °C. Para o controle da Salmonella, a alta temperatura é uma grande aliada para a sua eliminação nos alimentos. O potencial de virulência da Salmonella está relacionado com a capacidade de atravessar a camada epitelial do intestino, atingindo a lâmina própria, local onde irá se multiplicar. A ação fagocítica dos macrófagos delibera a resposta inflamatória, resultando no aumento da secreção de água e eletrólitos, causando uma diarreia aquosa. De acordo com a espécie com a qual o indivíduo foi contaminado, haverá uma patologia diferente. As doenças causadas pela Salmonella são divididas em três grupos: • Febre tifoide: causada pela Salmonella typhi, que acomete apenas humanos e é transmitida por água e alimentos contaminados com fezes humanas. Os alimentos associados a surtos por Salmonella typhi incluem leite cru, mariscos e vegetais crus. Os sintomas são severos, podendo durar de uma a oito semanas e incluir febre alta, diarreia, vômito e, na forma mais grave, septicemia. Para sanar o processo infeccioso, o método mais eficiente é a utilização de antibióticos. • Febre entérica: causada pela Salmonella paratyphi, tem o mecanismo de transmissão e os sintomas similares à febre tifoide, porém, com uma duração mais curta de, no máximo, três semanas. A transmissão pode ocorrer pela ingestão de água e alimentos contaminados com a Salmonella paratyphi, principalmente leite cru, vegetais crus, mariscos e ovos. • Enterocolites ou salmoneloses: causadas pelas outras espécies, tem como manifestações clínicas diarreia, febre, dores abdominais e vômito. O período de incubação varia de 12 a 36 horas após a ingestão do alimento contaminado e a doença pode durar de um a quatro dias. Entre os alimentos transmissores da salmonelose estão carnes, ovos, leites e derivados e água. A Salmonella é encontrada no intestino humano e em animais, sendo que, entre esses últimos, as aves são as mais preocupantes, pois podem ser portadoras assintomáticas e também podem liberar a bactéria nas fezes, o que possibilita o risco de contaminação cruzada, principalmente em abatedouros de aves. Além das aves, a Salmonella também coloniza suínos, bovinos, equinos e animais silvestres. 90 Unidade II Muitos surtos já foram relatados de intoxicação por Salmonella transmitidos por diferentes alimentos. Já houve relatos de surtos com o consumo de carnes, leite e seus derivados e alimentos produzidos com ovos, como saladas a base de ovos, sorvetes e outras sobremesas de fabricação caseira. Casos de salmonelose associados a alimentos à base de ovos estão relacionados a Salmonella enteritidis, devido a sua capacidade de habitar o canal ovopositor das galinhas e, consequentemente, contaminar a gema durante o processo de formação do ovo. A Salmonella é o microrganismo mais frequentemente associado a casos de surto de doenças de origem alimentar em diversos países, inclusive no Brasil. Na Europa, 90% dos casos de surtos alimentares estão relacionados à contaminação por Salmonella. Países da América do Norte relatam que, nos últimos anos, o número de casos de salmonelose tem aumentado significantemente. Até refeições de companhias aéreas já foram identificadas como causadoras de surto dessa bactéria, devido a formas incorretas de armazenamento e excesso de manipulação do alimento. Em países que possuem o hábito alimentar do consumo de vísceras de animais e de leite sem aquecimento e sem armazenamento correto, há um considerável aumento dos casos de surto por Salmonella. 5.3.1.8 Campylobacter Campylobacter é um bacilo curvo, espiralado, muito fino e longo (figura a seguir). É uma bactéria gram-negativa e possui um único flagelo polar que caracteriza o movimento de vaivém. Na sua forma mais jovem, apresenta-se no formato da asa de uma gaivota. Não forma esporos, porém, em culturas mais velhas, observa-se o formato cocoide, portanto não cultivável. A característica que mais se destaca é a condição de sobrevivência em relação ao oxigênio, sendo microaerófila, ou seja, cresce na presença de baixa concentração desse gás, sendo a concentração idealpara o crescimento de 5% de O2 e 10% de CO2. Com relação à temperatura ideal de multiplicação, o Campylobacter cresce bem a 42 °C, e é bem sensível à presença de NaCl e ao pH ácido. Como características bioquímicas, o Campylobacter é quimiorganotrófico, não fermenta açúcar e obtém energia a partir de aminoácidos. São oxidase-positivos e redutores de nitrato. O Campylobacter é bem sensível a altas temperaturas e não sobrevive ao tratamento térmico destinado aos alimentos, inclusive, não sobrevive ao processo de pasteurização. A sensibilidade à alta temperatura ocorre em um aquecimento de 60 °C por dez minutos. Em refrigeração, ele é inativado quando conservado em geladeira (4 °C), além de não resistir ao congelamento. 91 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS De acordo com as características de controle de crescimento, às quais o Campylobacter apresenta alta sensibilidade, acredita-se que a contaminação dos alimentos ocorra após o seu preparo e com contaminação cruzada com alimentos crus, principalmente aves. O Campylobacter jejuni e o Campylobacter coli habitam o intestino de animais domésticos e silvestres. Também são isolados em bovinos, suínos e aves e, portanto, esses animais são fontes transmissoras dessas bactérias. Além da transmissão com o contato direto com esses animais, a contaminação pode ocorrer com a ingestão de água e alimentos contaminados, principalmente o leite, que, nesse caso, pode ter associação com a falta de higiene no processo de ordenha dos animais. Devemos sempre nos atentar que um indivíduo contaminado com Campylobacter que não realiza uma higiene adequada ao manipular o alimento, pode contaminá-lo. Observação O processo de pasteurização destrói o Campylobacter presente no leite. O grande problema está no consumo sem qualquer tipo de controle de crescimento desse agente microbiano. Figura 47 – Microscopia da Campylobacter O Campylobacter possui diferentes espécies, sendo Campylobacter jejuni, Campylobacter coli e Campylobacter lari associadas a casos de gastroenterite humana. Os sintomas da enterocolite causada pelo Campylobacter são muitos similares aos causados por outros patógenos, provocando febre, dores abdominais e, em casos mais persistentes, a presença de sangue e muco nas fezes. 92 Unidade II A doença tem um período de incubação médio de dois a cinco dias e os sintomas podem durar até três dias, sendo que as dores abdominais podem se estender por até três semanas. No Brasil, existem casos de surtos relatados causados pelo Campylobacter jejuni em crianças. Em países europeus, o número de casos por Campylobacter é muito semelhante aos números de casos por Salmonella. 5.3.1.9 Shigella As amostras de Shigella possuem a morfologia de bacilos gram-negativos e não possuem a capacidade de formar esporos. O reservatório da Shigella é o trato intestinal do homem e de outros primatas e pode provocar uma infecção alimentar conhecida como shigelose ou disenteria bacilar. São conhecidas quatro espécies, sendo elas: S. dysenteriae, S. flexneri, S. boydii e S. sonnei (WHO, 2005). Para seu crescimento, a temperatura ótima é de 37 °C, elas toleram bem o sal de 5% a 6% e são sensíveis ao calor. Sua transmissão ocorre via fecal-oral, porém, alimentos e água contaminados podem transmitir esse microrganismo. Para o controle da contaminação por Shigella, é necessária uma correta higiene pessoal e dos alimentos e a educação dos manipuladores de alimentos para que sejam eficazes no seu combate. A Shigella causa uma doença denominada disenteria, que é um tipo de diarreia em que as fezes possuem sangue e muco. Quando presente no intestino, a Shigella adere às células epiteliais, principalmente do íleo terminal e do cólon, invadem e multiplicam-se no interior dessas células, destruindo-as. Especificamente a S. dysenteriae produz uma toxina chamada shiga, que impede a síntese proteica da célula epitelial. O período de incubação da doença é inferior a quatro dias e podem ocorrer quadros assintomáticos. Quando ocorre a presença de sintomas, os indivíduos contaminados podem apresentar desde febre leve até um quadro de disenteria severa com fezes mucossanguinolentas, acarretando desidratação, toxemia, convulsões e até a síndrome urêmica hemolítica. Como a transmissão da shigelose ocorre de pessoa para pessoa e de forma fecal-oral, qualquer alimento está suscetível a essa contaminação durante sua manipulação sem as condições corretas de higiene. Entretanto, em alimentos com alta atividade de água, como leite, ovos, peixes, batatas e feijão cozido, é mais frequentemente encontrada a contaminação por Shigella. 5.3.1.10 Yersinia enterocolitica A Yersinia enterocolitica pertence à família Enterobacteriaceae, ou seja, é um bacilo gram-negativo encontrado no intestino do homem e dos animais, principalmente em suínos. 93 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS São conhecidas 11 espécies diferentes de Yersinia, sendo a Yersinia enterocolitica relacionada às DTA. A Yersinia enterocolitica coloniza, principalmente, as placas de Peyer localizadas no intestino, invadindo as células epiteliais. Essa invasão promove um processo inflamatório causando dor abdominal, principal sintoma da gastroenterite. O processo infeccioso é similar a outras enterobactérias, porém, autolimitado, sendo que os polimorfonucleados fazem a eliminação da bactéria. Como principal característica do seu crescimento, a Yersinia enterocolitica é psicrófila, ou seja, essa bactéria tem a capacidade de se multiplicar em baixas temperaturas, inclusive, em refrigeração. Como a Yersinia enterocolitica tem como reservatório os suínos, para seu controle deve-se ter cuidado com a eliminação dessa bactéria nesses animais. Além disso, cuidados com a manipulação de alimentos e com o uso de água tratada também são essenciais para evitar a contaminação e controlar a doença. A bactéria causa enterite, ileíte terminal e linfadenite mesentérica, sendo que os sintomas mais comuns são dor abdominal, febre e diarreia. Os alimentos refrigerados são os principais transmissores dessa bactéria, afinal, como sabemos, a Yersinia enterocolitica se multiplica em temperaturas de refrigeração. A bactéria já foi encontrada em leites e seus derivados, em carnes, principalmente as suínas, e também em verduras. 5.3.1.11 Vibrio cholerae Vibrio cholerae é um bacilo gram-negativo pertencente à família Vibrionaceae. Possui a morfologia curva e são móveis, com a presença de um único flagelo (figura a seguir). Figura 48 – Microscopia do Vibrio cholerae 94 Unidade II Como características bioquímicas, o Vibrio cholerae é oxidase e catalase positivos, fermentador de glicose sem produção de gás. O homem é o reservatório do Vibrio cholerae e sua transmissão ocorre na relação homem-ambiente. Essas amostras possuem diferentes biotipos, sendo os mais importantes o clássico e o El Tor. Até 1950, os surtos de cólera foram causados pelo biotipo clássico e, posteriormente, outros surtos foram identificados e causados por ele. Com relação aos fatores de crescimento, o Vibrio cholerae se multiplica em ambientes alcalinos, com pH ótimo na faixa de 7,6 a 8,6. Na presença de NaCl, essa bactéria apresenta crescimento na faixa de 0% a 6%, sendo inibido em concentrações de 8%. A temperatura ideal para seu crescimento é de 15 °C a 42 °C, portanto, é uma mesófila. Para sua destruição, é necessário o aquecimento a 55 °C por 15 minutos. Outro fator importante a ser considerado é a sua resistência à baixa temperatura, porém, com diminuição de células viáveis. Enquanto sua sobrevivência em alimentos úmidos, de baixa acidez e refrigerados pode ser de até duas semanas, em alimentos como frutas e hortaliças sua resistência é de apenas alguns dias. A contaminação pelo Vibrio cholerae ocorre por via oral, sobrevive à acidez do estômago e alcança o intestino delgado. Nessa região, produz uma enterotoxina (toxina da cólera) que causa um desarranjo nas bombas de transporte de íons, diminuindo o fluxo de íons Na+ para ointerior da célula intestinal e aumentando o fluxo de íons de Cl− e água do tecido para o lúmen, o que causa a diarreia intensa. O Vibrio cholerae causa uma doença denominada cólera, que possui um período de incubação que varia de seis horas a cinco dias. Muitas vezes, seu processo patológico é mais severo do que de outras doenças diarreicas. Indivíduos contaminados podem ser assintomáticos e, quando sintomáticos, podem apresentar diarreia intensa, com alta perda de líquido, chegando a até 1 litro de fezes por dia. As evacuações possuem a aparência similar a “água de arroz” com odor de peixe. Em casos mais graves, o paciente pode apresentar muita sede, olhos afundados, pele fria e taquicardia. A excessiva perda de líquidos pode, em 24 horas, levar ao colapso circulatório e, consequentemente, à morte. Para tratamento, é necessária a reposição de fluidos de forma intravenosa e uso de antibióticos. A cólera é de extrema importância no aspecto de saúde pública, pois já foi responsável por grandes pandemias. A primeira teve origem na Índia, depois na Europa e América do Norte. Atualmente, a cólera ainda é uma doença endêmica que ocorre principalmente na Ásia e na África. Existem casos pontuais em diferentes países e, desde 1990, está presente na América do Sul, principalmente Peru, Brasil, Argentina, Colômbia e Chile. 95 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Devido ao seu processo de contaminação pertencer ao ciclo homem-ambiente, muitas vezes a água e o alimento contaminados com a bactéria são os responsáveis pela transmissão da cólera. Os alimentos podem ser contaminados por: • uso de esterco como fertilizantes de vegetais que são consumidos crus; • uso de água contaminada no preparo de bebidas e na lavagem de alimentos que são consumidos crus; • captura de peixes e moluscos em águas contaminadas; • manipulação dos alimentos sob condições de higiene inadequadas. Entre os alimentos transmissores de cólera, estão moluscos, crustáceos, peixes costeiros, frutas e hortaliças mal higienizadas. Inclusive, sabe-se que, após desastres naturais, em lugares em que sistemas de saneamento básico ficam destruídos ou incapazes de cumprir sua função, ocorrem surtos da doença. O seu controle é feito com estruturas de saneamento básico adequadas e boas práticas de higiene. Além disso, o cozimento adequado dos alimentos, principalmente de origem marinha, e a prevenção da recontaminação dos alimentos após o preparo também são essenciais para não haver a disseminação da doença. 5.3.1.12 Vibrio parahaemolyticus Assim como o Vibrio cholerae, o Vibrio parahaemolyticus também pertence à família Vibrionaceae e é um bacilo curvo ou reto, gram-negativo, que possui um flagelo polar e não tem a capacidade de formar esporos. Em suas características de crescimento, multiplica-se em condições de anaerobiose facultativa com metabolismo tanto respiratório quanto fermentativo. Produz hemolisina e, portanto, a gastroenterite causada por essa bactéria é hemolítica. Sua temperatura ótima de crescimento é de 37 °C, entretanto multiplica-se na faixa de 5 °C a 43 °C. O pH ótimo é alcalino, na faixa de 7,5 a 8,5. É considerada uma bactéria halófila, pois, como tem exigência absoluta à presença de NaCl para seu crescimento em uma faixa de 2% a 4%, é muito encontrada em ambientes marinhos, principalmente em águas costeiras com temperaturas mais elevadas. O Vibrio parahaemolyticus, de certa forma, é muito sensível à desidratação e ao calor. Temperaturas de aquecimento na faixa de 60 °C a 80 °C por 15 minutos são suficientes para diminuir sua sobrevivência. Para causar a doença, o Vibrio parahaemolyticus adere à superfície das células epiteliais intestinais e penetram em todo o epitélio. A partir daí, produzem a hemolisina, conhecida como hemolisina de Kanagawa, que tem como características a alta letalidade e citotoxidade. 96 Unidade II Sendo o Vibrio parahaemolyticus de habitat marinho, sua transmissão ocorre pela ingestão de alimentos contaminados como peixes, crustáceos e moluscos. Os sintomas apresentados pelos indivíduos contaminados correspondem a uma gastroenterite leve, que dura de dois a três dias, e são diarreia, dores abdominais semelhantes a câimbras, náuseas, vômitos, cefaleia e febre baixa. Em casos mais graves, o paciente pode apresentar fezes com muco e sangue e até infecções extraintestinais, como feridas nos olhos e ouvidos. Para o controle da contaminação por Vibrio parahaemolyticus, os cuidados estão direcionados aos alimentos de origem marinha, com relação ao seu cozimento, refrigeração e congelamento. A maioria dos surtos causados por Vibrio parahaemolyticus está relacionada ao consumo desses alimentos, principalmente, os de origem japonesa. Outro microrganismo com características muito semelhantes ao Vibrio parahaemolyticus é o Vibrio vulmificus. O Vibrio vulmificus pode causar a mesma doença diarreica que o Vibrio parahaemolyticus, porém também pode causar feridas na pele em indivíduos que estão em contato contínuo com a água do mar e frutos do mar, ou quando se feriram ao manipular caranguejos e utensílios de cozinha contaminados pela bactéria. Complicações nessas feridas podem levar à amputação do membro com mortalidade de até 43% dos casos. 5.3.1.13 Aeromonas hydrophila As bactérias do gênero Aeromonas pertencem à família Vibrionaceae e possuem quatro espécies diferentes (A. salmonicida, A. hydrophila, A. caviae e A. sobria), sendo a espécie Aeromonas hydrophila já encontrada em fezes de pacientes com diarreia e em alimentos, assim, caracterizada como causadora de doença de origem alimentar. A Aeromonas hydrophila é um bacilo gram-negativo, móvel, com a presença de um flagelo polar e anaeróbio facultativo. Bioquimicamente, é produtor de oxidase e catalase, heterotrófico, fermentador de carboidratos e produtor de ácido e gás. São mesófilos e, portanto, crescem bem em temperaturas na faixa de 28 °C a 42 °C, sendo que algumas amostras dessa bactéria crescem a 5 °C, o que oferece um problema de saúde pública, visto que essa temperatura é indicada para o controle de microrganismos causadores de DTA. As Aeromonas hydrophila são bem tolerantes ao NaCl e crescem a uma concentração de 4% desse sal. O pH ótimo para seu crescimento está na faixa de 4 a 10, tolerando bem os ambientes ácidos. Para que possa causar uma doença, o mecanismo de ação da Aeromonas hydrophila consiste na produção de uma citotoxina que leva o tecido intestinal à morte. Assim, a doença causada por essa bactéria se caracteriza por uma diarreia moderada e restrita, sem grandes evoluções. Até o momento, não há casos de surtos relatados por essa bactéria. 97 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS A Aeromonas hydrophila é de ambiente aquático e é encontrada em água doce, marinha e estuários. Já foi encontrada em água clorada e em fezes de animais como vacas, carneiros, cavalos e porcos. Dessa forma, essa bactéria pode ser encontrada em alimentos de origem animal, como frutos do mar, peixes, carnes de porco e de vaca embaladas a vácuo, frangos e leite cru. Além desses alimentos, também pode ser encontrada em verduras e em água mineral que foi engarrafada. 5.3.1.14 Plesiomonas shigelloides Também pertencente à família Vibrionaceae, a Plesiomonas shigelloides possui as mesmas características das espécies dessa família. Como características bioquímicas, a Plesiomonas shigelloides produz catalase e oxidase, fermenta açúcar e não produz hemolisina. Diferentemente dos outros gêneros pertencentes à família Vibrionaceae, fermentam inositol, o que auxilia em sua identificação. A Plesiomonas shigelloides causa uma gastroenterite com sintomas de diarreia, dores abdominais, náuseas, febre e vômito. Essa bactéria é encontrada em peixe de água salgada, caranguejo e ostras e em alimentos higienizados com água contaminada pelo Plesiomonas shigelloides. 5.3.1.15 Brucella As bactérias pertencentes ao gênero Brucella apresentam a morfologia de cocobacilos, são gram-negativas, possuem a capacidadede formar esporos e não são móveis. Atualmente, são conhecidas dez espécies do gênero Brucella, que são as mais frequentes em infecções humanas e que são transmitidas por alimentos: Brucella melitensis, que possuem como reservatórios as cabras, as ovelhas e os camelos; Brucella abortus, presente no gado bovino; Brucella suis e Brucella canis, transmitidas pelos suínos e pelos cães, respectivamente. A bactéria pode causar infecções em qualquer parte do organismo, sendo essas infecções denominadas brucelose, com o período de incubação de duas a quatro semanas após a contaminação pela bactéria. Entre os sintomas apresentados pelo paciente, incluem-se: • febre; • mal-estar; • sudorese; • calafrios; 98 Unidade II • fraqueza; • cansaço; • perda de peso; • dores (de cabeça, articulares, musculares, no abdômen e nas costas). A Brucella possui diferentes rotas de contaminação, sendo os mamíferos os principais reservatórios. Dessa forma, trabalhadores que atuam em ambientes com animais e que trabalham na produção de laticínios são os mais atingidos. A doença é diagnosticada com frequência em trabalhadores rurais (como tratadores de animais e produtores de carne, leite e queijo), veterinários e trabalhadores de frigorífico. A brucelose é uma DTA, mas também pode ser transmitida por via aérea. Entre os alimentos contaminados estão o leite não pasteurizado e seus derivados e a carne malpassada ou crua. 5.3.2 Vírus Os vírus são classificados como parasitas intracelulares obrigatórios, pois para sua multiplicação há a necessidade de uma célula hospedeira. São seres célula-específicos e as doenças causadas por eles são chamadas de viroses. Com relação ao seu material genético, podem possuir DNA ou RNA e, de acordo com o tipo de material genético, desempenham suas funcionalidades nas patologias. Os vírus podem ser transmitidos de um hospedeiro para outro, por meio de veículos, como alimentos e água e por via indireta. Mas dificilmente os vírus são transmitidos pelo alimento. Os agentes mais comumente encontrados são os vírus causadores da hepatite A e da poliomielite. Os casos de surtos de hepatite A estão relacionados à ingestão de água ou alimentos contaminados com essas águas, como frutas e hortaliças. Podemos encontrar, também, gastroenterites causadas por adenovírus, reovírus, rotavírus e por echovirus. Os vírus não resistem ao cozimento e, portanto, a ingestão de alimentos crus é o grande vilão na transmissão desses agentes patogênicos. 5.3.2.1 Hepatite A O vírus da hepatite A (HAV) pertence à família Picornaviridae, é não envelopado e tem RNA fita simples. O vírus HAV apresenta resistência ao calor, suportando temperaturas acima de 60 °C por dez minutos e o pH ácido. É transmitido via fecal-oral e sua presença na água e nos alimentos pode transmitir a hepatite. 99 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Uma vez que o vírus alcança o trato intestinal, ele atinge o sangue e, pelo sistema porta, chega ao fígado. No fígado, o vírus causa lesões hepáticas, que consistem em necroses do parênquima hepático com acúmulo de macrófagos, linfócitos e leucócitos. O período de incubação da doença é de duas a três semanas até o surgimento dos primeiros sintomas, como icterícia, anorexia, febre, fadiga, náuseas e vômitos. Os surtos de hepatite estão relacionados ao consumo de mariscos e ostras contaminados com o HAV, sendo esses criados em água contaminada com esgotos e consumidos crus. Além disso, alguns surtos já foram identificados por contatos familiares, em creches e acampamentos militares. No Brasil, o Ministério da Saúde relata sete mil casos por ano, e as crianças abaixo de 13 anos são as mais acometidas pela doença. 5.3.2.2 Poliomielite A poliomielite é uma doença viral, também chamada de paralisia infantil, causada por um poliovírus. O vírus tem o homem como hospedeiro natural e o seu habitat é o intestino, fazendo, então, com que seja eliminado nas fezes. São altamente resistentes: sobrevivem na água não tratada por até 160 dias, no solo por 120 dias e em moluscos por 90 dias. O vírus causador da poliomielite tem afinidade por células do sistema nervoso central, atingindo células da medula óssea e levando à paralisia dos movimentos musculares. A transmissão ocorre por contato direto ou indireto, por meio dos alimentos e da água contaminada. Surtos de poliomielite já foram relatados com o consumo de leite cru, água contaminada, verduras cruas e mariscos. Atualmente, os casos são mais esporádicos devido à vacinação e ao controle mais rigoroso na higiene desses alimentos, principalmente com a introdução da pasteurização do leite. 5.3.2.3 Rotavírus Os rotavírus pertencem à família Reoviridae e possuem RNA fita dupla. Causam gastroenterites, principalmente em crianças menores de 6 anos. Após a contaminação viral por alimentos e água contaminados, o rotavírus realiza um processo de replicação nas células do topo das vilosidades intestinais, causando alterações no fluxo de água e eletrólitos na mucosa intestinal, interferindo na reabsorção de fluidos intestinais e levando à diarreia. O processo sintomático se inicia 48 horas após a contaminação com o rotavírus e pode durar de três a cinco dias. Além da diarreia, o indivíduo também pode apresentar vômito, febre e dores abdominais. 100 Unidade II 5.3.3 Fungos Os fungos são células eucariontes que podem se apresentar na forma unicelular ou multicelular. Em sua forma multicelular, apresentam um conjunto de hifas que, agrupadas, formam os micélios, conhecidos como bolores. Algumas espécies de fungos são tóxicas e produzem micotoxinas, que podem causar intoxicações alimentares. As micotoxinas são metabólitos tóxicos produzidos por bolores que causam intoxicações resultantes da ingestão de alimentos quando eles estão contaminados. Geralmente, as micotoxinas são produzidas por fungos presentes nas fases de cultivo, colheita, transporte e armazenamento de vegetais, como grãos e cereais. A presença dos bolores e a produção de micotoxinas ocorre devido à falta de condições ideais de umidade e temperatura do alimento. Os principais gêneros de fungos produtores de micotoxinas são: Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Claviceps, Pithomyces, Myrothecium, Stachybotrys, Phoma e Aternaria e aqui, neste capítulo, conheceremos os principais que são transmitidos por alimentos. Como esses fungos estão distribuídos de forma ampla na natureza, já foram encontrados em diferentes tipos de alimentos, como milho, amendoim, castanha do Brasil, semente de girassol e trigo. 5.3.3.1 Aspergillus spp. A espécie Aspergillus flavus (figura a seguir) é o mais encontrado no ambiente, principalmente no ar e no solo. Esse fungo se desenvolve facilmente quando está a uma temperatura de 20 °C e a umidade relativa está superior a 80%. Figura 49 – Microscopia do fungo Aspergillus 101 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS O Aspergillus spp. produz uma micotoxina chamada aflatoxina, uma das mais estudadas devido a sua alta atividade tóxica. A aflatoxina é produzida pelo fungo em temperaturas de 23 °C a 26 °C, principalmente em alimentos ricos em carboidratos, gorduras e proteínas, sendo, dessa forma, encontrados de forma mais frequente em amendoim e milho. Quando os grãos possuem cascas, como o amendoim inteiro, possui boa resistência à ação do fungo. A micotoxina aflatoxina causa problemas e até morte em animais como pato, peru, frango e rato. No homem, a contaminação por aflatoxina em dose elevada pode causar febre, icterícia, edema de membros inferiores, lesões hepáticas e lesões no trato gastrointestinal. A colheita e o armazenamento dos alimentos feitos em condições corretas é a forma de controlar a contaminação pelo Aspergillus no alimento. 5.3.3.2 Penicillium spp. Estão descritos diferentes tipos de toxinas produzidas pelo Penicillium spp. (figura a seguir). Figura 50 – Microscopia do fungo Penicillium A micotoxina patulina é bem resistente a ambientes ácidos e pode ser encontrada em frutas em decomposição,como a maçã, por exemplo. 102 Unidade II Duas micotoxinas são encontradas no milho: a rubratoxina e o ácido penicílico, com ação antibiótica. A toxina mais perigosa produzida pelo Penicillium spp. é a citrinina, que, em caso de contaminação, causa doenças renais. 5.3.3.3 Fusarium spp. Os bolores do gênero Fusarium (figura a seguir) podem produzir três tipos de micotoxinas diferentes: tricotecenos, fumonisinas e zearalenona. Figura 51 – Microscopia do fungo Fusarium A principal, micotoxina tricoteceno, é encontrada sobretudo no trigo, na cevada, na aveia, no centeio e no milho e, como já vimos, a alta umidade no período de colheita e armazenamento pode favorecer o crescimento dos fungos produtores de tricoteceno. O tricoteceno causa uma aleucia tóxica alimentar, doença grave, que destrói a medula óssea. Logo após a ingestão do alimento contaminado por essa micotoxina, o indivíduo apresenta queimação na boca, faringe, esôfago e estômago acompanhado de gastroenterite que dura vários dias. Em seguida, o paciente pode apresentar complicações como leucemia e anemia. Essa patologia tem uma taxa alta de mortalidade de 80%. 5.3.3.4 Claviceps spp. As espécies C. purpúrea e C. paspali são produtoras da micotoxina denominada ergotismo. São conhecidos dois tipos da micotoxina ergotismo: • ergotismo gangrenoso: causa gangrena nos membros superiores e inferiores; • ergotismo convulsivo: causadora de convulsões e alucinações, que pode levar o paciente ao óbito. 103 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS O ergotismo pode estar presente em alguns cereais, principalmente aveia e trigo. Atualmente, quase não encontramos casos de intoxicação por ergotismo, pois sua ocorrência está associada ao consumo de cereais embolorados. Lembrete Esses fungos produzem um princípio ativo denominado ergot, que dá origem ao ácido lisérgico, o qual é utilizado para a produção do LSD. 5.3.4 Parasitas Os parasitas são seres vivos que utilizam outro organismo vivo para obter alimento e abrigo. Podem ser microscópicos ou macroscópicos e possuem morfologias variáveis de acordo com a espécie. As espécies de protozoários e helmintos são as relacionadas com as doenças transmitidas pelo alimento. As parasitoses, doenças causadas pelos parasitas, muitas vezes são disseminadas pela falta de saneamento básico, por más condições socioeconômicas e culturais, promiscuidade e falta de higiene adequada tanto pessoal como do alimento. Inicialmente, conheceremos o protozoário intestinal Giardia lamblia, unicelular que habita o intestino e causa a giardíase, principalmente em crianças. Posteriormente, estudaremos outro protozoário, o Cryptosporidium, e, em seguida, o Toxoplasma gondii, que é protozoário e o agente etiológico da toxoplasmose. No grupo dos helmintos, conheceremos as seguintes DTA: teníase, doença parasitária que tem como agente causador dessa parasitose a Taenia saginata (tênia do boi) e a Taenia solium (tênia do porco), popularmente chamada de “solitária”; a hidatidose, transmitida pelo agente Echinococcus granulosus e a Triquinelose, causada pelo Trichinella, menor verme que parasita o homem. 5.3.4.1 Giardia lamblia A Giardia lamblia é um protozoário que, durante seu ciclo biológico, pode se apresentar de duas formas: trofozoíta e cisto. A forma trofozoíta possui flagelo e o cisto é a forma infectante (figura a seguir). O habitat desse parasita é o intestino delgado, principalmente no duodeno e nas primeiras porções do jejuno. Causa infecções gástricas nos seres humanos, principalmente em crianças, porém, também é encontrado em animais domésticos como cães, gatos e gado. O mecanismo de transmissão da Giardia lamblia ocorre pela ingestão dos cistos maduros, principalmente por água contaminada por dejetos, alimentos contaminados e mal lavados, aglomerados 104 Unidade II humanos, mãos sujas e contaminadas e fezes expostas no peridomicílio, onde moscas e baratas veiculam os cistos em suas patas. A partir do momento em que ocorre a ingestão do cisto, ao alcançar o estômago, tem início o processo de desencistamento devido ao meio ácido. Esse processo continua no duodeno e no jejuno e, a partir daí, o parasita coloniza a região do intestino delgado pelas formas trofozoítas, que iniciam o processo de multiplicação por divisão binária e fazem novamente o encistamento, para sua eliminação para o meio exterior. Figura 52 – Cisto de Giardia lamblia As principais alterações clínicas causadas pela Giardia lamblia são diarreia e má absorção intestinal, porém, mecanismos pelo quais esse parasita causa essas patologias não são bem conhecidos. Entretanto, acredita-se que essas alterações clínicas no hospedeiro sejam causadas por fatores como a ação irritativa e mecânica na mucosa intestinal e produção de toxinas eliminadas pelo parasita. A grande maioria dos portadores é assintomática e o período de incubação costuma ser de uma a três semanas, podendo se prolongar por até seis semanas. Nos pacientes sintomáticos, os sintomas clínicos mais comuns na fase aguda são: dor abdominal, inapetência, náuseas, vômitos, anemia, diarreia com esteatorreia (gordura nas fezes) e fezes esverdeadas. Em crianças, a sintomatologia é semelhante, pois é constituída de diarreia crônica, dores abdominais constantes, anorexia e crescimento lento do hospedeiro. A Giardia lamblia está distribuída em todo o mundo. Como já vimos, essa infecção acomete mais crianças que adultos e, devido ao seu mecanismo de transmissão, está diretamente ligada a locais em que há carência de saneamento básico. Áreas geográficas que são vítimas de terremotos, tsunami e grandes destruições naturais, sofrem grandes danos nas suas estruturas de saneamento básico e esgoto e, por isso, podem apresentar 105 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS surto dessa doença, muitas vezes levando esses pacientes à morte. A giardíase é mais frequente em países de clima temperado e tropical, principalmente em regiões com muitos turistas consumidores de água não tratada. As formas de prevenção da giardíase estão diretamente relacionadas com cuidados básicos de higiene e condições corretas de saneamento básico. Recomenda-se, como métodos profiláticos, as seguintes ações: • higiene pessoal e das mãos; • lavagem dos alimentos antes de consumi-los, principalmente frutas, legumes e verduras; • tratamento de água e filtração com filtros de areia e de terra diatomáceas que são eficazes no combate à giardíase; • tratamento apropriado de esgotos; • verificação de giardíase em cães e gatos e, caso seja necessário, tratá-los com fármacos de uso veterinário; • tratamento precoce dos pacientes doentes para não disseminar o foco da infecção. 5.3.4.2 Cryptosporidium O Cryptosporidium é um protozoário intestinal que parasita homens e animais. É o principal agente causador de diarreia transmitida pela água. Nos anos 1980, causou um grande surto de criptosporidiose nos Estados Unidos e no Reino Unido. Em 1993, o Cryptosporidium foi o responsável por um dos maiores surtos de gastroenterites transmitidos pela água em um país desenvolvido (Milwaukee, EUA), com cerca de 403.000 casos. Atualmente, a criptosporidiose é considerada uma zoonose emergente, com prevalência que depende de fatores como localização geográfica, população, idade, hábitos culturais e a situação nutricional dos indivíduos. Esse parasita pode assumir a forma de oocistos, que são pequenos, leves e imóveis. Por essas características, o parasita é distribuído no ambiente pelo ar, pelos insetos e pelas fezes e, dessa forma, contaminam água e alimentos (próxima figura). O mecanismo de transmissão dessa parasitose ocorre pela ingestão de água e alimentos com os oocistos ou pela sua inalação. 106 Unidade II Figura 53 – Oocistos de Cryptosporidium encontrados nas fezes do hospedeiro O Cryptosporidium, quando está parasitando a mucosa intestinal, causa alterações nos processos digestivos e, consequentemente, a síndrome da má absorção. A grande preocupação em relação a esseparasita é com indivíduos imunocompetentes, pois, neles, a diarreia causada por essa parasitose é aquosa e muito intensa, sendo que o indivíduo pode perder até três litros de líquido em um dia. Alguns sintomas complementares podem surgir, como dor abdominal, náusea e febre. De maneira geral, o quadro clínico é autolimitante com duração de, aproximadamente, dez dias. O Cryptosporidium é considerado como um dos responsáveis pela diarreia de verão e pela diarreia dos viajantes em todo mundo. No Brasil, alguns estudos demonstram uma ampla distribuição do parasita de Cryptosporidium em todas as regiões do país, com índices variáveis de prevalência. Alguns resultados mostram a presença do parasita em 20% para crianças com diarreia e para indivíduos com síndrome da imunodeficiência adquirida (Aids). A prevalência é maior em crianças com faixa etária entre 6 meses e 3 anos. O Cryptosporidium não possui o potencial de multiplicação em alimentos, porém sobrevive por vários dias em ambientes úmidos e frios. É um parasita eliminado do leite e de sucos processados por pasteurização, mas, mesmo assim, a ingestão da água contaminada e o uso dessa água em vegetais e nas frutas ainda é o grande transmissor desse parasita. Para o controle e profilaxia do parasita é necessário evitar a contaminação dos alimentos, da água e do ambiente pelos oocistos. É indicado o uso de fossas ou rede de esgoto tratado, com proteção dos reservatórios de água para evitar a contaminação com fezes das pessoas parasitadas. 107 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS 5.3.4.3 Toxoplasma gondii O Toxoplasma gondii é um protozoário, agente etiológico da toxoplasmose. Essa parasitose é considerada uma zoonose e é muito comum em diferentes espécies animais, como mamíferos e aves. Há uma alta prevalência sorológica em diferentes países, no entanto, muitos desses pacientes são assintomáticos. As manifestações clínicas mais graves da doença são encontradas em crianças recém-nascidas, que podem apresentar hidrocefalia e microcefalia, levando a elevados índices de mortalidade. A transmissão do T. gondii pode ocorrer de diferentes formas como pelo contato com gatos contaminados, pela ingestão de oocistos presentes nas fezes desses animais (jardins, caixa de areia) e por líquidos (leite, lambedura). A ingestão de carne crua de porco ou carneiro contaminada com o parasita também pode transmitir a doença. Além da transmissão pelo felídeo, o parasita também pode ser transmitido de forma congênita, ou seja, o feto pode adquirir o parasita, caso a gestante esteja na fase aguda da doença ou por transfusão de sangue contaminado. Os sintomas causados pela infecção por T. gondii incluem desde sintomas leves similares a gripes com dores musculares, até confusão mental e convulsões. A maior preocupação é com a toxoplasmose congênita, que ocorre quando o feto é exposto ao parasita que está infectando a mãe, podendo levar a aborto espontâneo, partos prematuros ou nascimento de crianças com anomalias graves e, até mesmo, morte. Como sintomas, essas crianças podem apresentar a “síndrome ou tétrade de Sabin”, formada por calcificações cerebrais, micro ou macrocefalia e coriorretinite. Alguns alimentos possuem uma maior probabilidade de estarem contaminados com Toxoplasma gondii, como a carne malpassada infectada com a forma bradizoíta assumida por esse parasita durante seu ciclo biológico. Além da transmissão da toxoplasmose pela carne malcozida, deve-se ter cuidados com a manipulação da carne que será servida crua, ou seja, esse manuseio deve ser feito sempre com as mãos higienizadas, principalmente após o contato com olhos e boca do manipulador. Outro cuidado importante para evitar a transmissão do Toxoplasma gondii é a higiene correta dos utensílios de cozinha que estiveram em contato com a carne crua. Entre os principais alimentos transmissores da toxoplasmose, temos: • carne crua e malpassada (carpaccio e molhos); • carnes defumadas (bacon, presunto, mortadela); • bife e patê de fígado; 108 Unidade II • frutas, legumes e verduras mal higienizadas; • água contaminada e não tratada. A toxoplasmose tem distribuição mundial, e sua prevalência pode variar nas regiões de acordo com as características geográficas, climáticas e hábitos culturais. Alguns estados do Brasil atingem mais de 80% de sorologia positiva para o parasita e, em alguns, altos índices são encontrados em regiões rurais. Porém, como já demonstrado, o grande número de pacientes assintomáticos compromete a análise de casos efetivos de pacientes portadores do parasita. Para evitar essa DTA, deve-se evitar a ingestão de carnes malcozidas e de alimentos mal higienizados, principalmente pelas gestantes. 5.3.4.4 Taenia A teníase é uma doença parasitária helmíntica e tem como agente causador a Taenia saginata (tênia dos bovinos) e a Taenia solium (tênia dos suínos), popularmente chamada de “solitária”. Em países em que as condições de higiene, sanitárias e socioeconômicas são deficientes, essa parasitose pode se tornar um problema de saúde pública. Além disso, ainda podem causar prejuízos econômicos, principalmente em áreas de produção de gado, pois os bovinos infectados são condenados ao abate e sua carne deve ser incinerada. Indivíduos contaminados com Taenia liberam os ovos desse parasita em suas fezes, que, por sua vez, podem contaminar a água e o alimentos que serão ingeridos pelo porco. Quando esse parasita atinge o intestino do porco, ele chega aos músculos pela corrente sanguínea e forma um cisticerco. Com a ingestão do cisticerco pelo homem, que está presente na carne malpassada, ele se aloja no intestino e se desenvolve até ficar adulto, causando a teníase. O indivíduo com teníase pode apresentar diarreia e cólicas e, em casos mais graves, desnutrição. A transmissão da teníase em humanos ocorre ao se ingerir carne suína ou bovina, crua ou malcozida, parasitada, respectivamente, pelo cisticerco da Taenia. Outra doença causada pelo mesmo gênero de parasita é a cisticercose, que se caracteriza pela presença da larva de Taenia no tecido do homem, com um período médio de incubação de quatro a oito anos. Lembrete A cisticercose é causada pela ingestão dos ovos de Taenia solium pelo homem. 109 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS De forma geral, a cisticercose pode causar alterações musculares, principalmente na região em que está instalado. Ela pode ocorrer no globo ocular causando perda de visão, e no sistema nervoso central causando encefalites, crises epilépticas, síndrome de hipertensão intracraniana, meningite cisticercótica e cefaleias constantes. Como profilaxia da teníase e da cisticercose, é indicada a não ingestão de carnes de boi ou de porco malcozidas, melhorar o sistema dos serviços de água, esgoto ou fossa e canalização de esgotos e realizar, periodicamente, fiscalização e inspeção da carne desses animais em matadouros. 5.3.4.5 Echinococcus granulosus O Echinococcus granulosus é um parasita cestóideo que pode ser encontrado no intestino delgado do hospedeiro definitivo e em vários tecidos do corpo, como vísceras, músculos e tecido nervoso no hospedeiro intermediário. A doença causada por esse parasita recebe o nome de hidatidose e sua transmissão ao ser humano ocorre na ingestão acidental de ovos da espécie Echinococcus granulosus, que estão presentes no solo contaminado e, consequentemente, atingem a água e os alimentos. Os ovos do parasita eliminados pelas fezes de animais, principalmente cachorros, portadores da parasitose, entram em contato com solo ou pastagens, ou até mesmo no interior de residências. Quando o homem realiza a ingestão de alimentos crus, bebe água não tratada adequadamente ou consome alimentos mal lavados, ele pode adquirir a parasitose. O ovo de Echinococcus granulosus, quando ingerido, gera o embrião na mucosa intestinal que migra pela corrente sanguínea até o fígado e os pulmões formando o cisto hidático e, a partir daí, desencadeiam-se os processos inflamatórios e sintomas.Os sintomas estão relacionados com a quantidade de cistos presentes no tecido ou órgão afetado pela parasitose. Em alguns casos, pode-se observar manifestações clínicas, como alergia, urticárias, palidez, cianose, vômitos, dispneia, cefaleias, fratura dos ossos ou até mesmo choque anafilático. Observação Não podemos esquecer que baratas, moscas, formigas e pelos de cães repletos de ovos podem levar a outra forma de transmissão dos ovos de Echinococcus granulosus. A hidatidose é considerada uma parasitose emergente ou até mesmo re-emergente em vários lugares, como Ásia Central, Israel, China e Leste Europeu. Essa incidência está relacionada com a criação de bovinos e ovinos em áreas de pastagens com presença de cão pastor tomando conta do rebanho. Dados publicados no Brasil, pelo Sistema Único de Saúde (SUS), vêm demonstrando que, entre 2008 e 110 Unidade II 2010, tivemos 20 casos da parasitose com paciente na região Norte, quatro casos nas regiões Sudeste e Sul, e apenas um caso na região Nordeste. Para a profilaxia da hidatidose, é importante tratar cães infectados e não os alimentar com vísceras cruas de ovinos, bovinos e suínos, mas, sim, muito bem cozidas. Deve-se ter hábitos de higiene adequados, lavando as mãos e cuidando da higiene e manipulação dos alimentos consumidos crus. 5.3.4.6 Trichinella O Trichinella é um verme nematódeo que habita o intestino e alguns músculos de animais e do homem. É o menor verme que parasita o homem, causando a triquinose. A principal via de transmissão é pela ingestão de carne malcozida, mas pode ocorrer também de forma transplacentária e por leite materno. Quando o indivíduo ingere a carne crua ou malcozida contaminada com o ovo do verme, ele chega ao intestino, libera as larvas que se disseminam pelo sangue e chegam aos músculos desencadeando um processo inflamatório local. Geralmente, os ovos de Trichinella são encontrados em carne de porco e seus derivados crus ou malcozidos. Dessa forma, para que a contaminação seja evitada por esse parasita, o consumo desse alimento deve ser sempre em condições corretas de cozimento e, além disso, antes do preparo, a carne deve ser previamente inspecionada pelo manipulador em busca de alterações no seu aspecto. De forma alternativa, o parasita pode ser eliminado quando se congela a carne a -15 °C por três semanas ou a -20 °C por um dia. A triquinose pode causar sintomas gastrointestinais, como náuseas, diarreia, vômito e dores abdominais. Em casos mais graves, febre, alterações cardíacas e neurológicas. 5.4 Intoxicações químicas Até aqui, conhecemos os agentes causadores de doenças transmitidas por alimentos. A partir de agora, conheceremos as doenças que ocorrem pela ingestão do alimento, porém, sem a participação de qualquer agente patogênico, ou seja, vamos estudar as doenças causadas por intoxicações químicas. Essas intoxicações químicas são causadas pela ingestão de alimentos contaminados por metais, agentes químicos e radioativos. A contaminação do alimento por metais ocorre ainda no campo, com o uso de pesticidas, fertilizantes e poluição industrial. Além disso, o alimento pode também ser contaminado durante o seu processamento com os metais presentes nas embalagens. Entre os metais, podemos citar mercúrio, chumbo, estanho e antimônio. 111 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Os quadros de intoxicação alimentar por ingestão de agentes químicos ocorrem quando há a ingestão dessas substâncias de forma indireta ou acidentalmente, e em doses excessivas. Entre os agentes que podem causar os quadros de intoxicação, estão: • agentes adicionados no alimento durante seu processamento; • agentes formados durante o processamento ou envasamento do alimento; • agentes misturados acidentalmente aos alimentos na utilização doméstica, como sabões e detergentes. A contaminação do alimento por agentes radioativos ocorre, por exemplo, por irradiação dos alimentos, quando não controlada. Outra doença causada por alimento e não transmitida por microrganismos são as intoxicações naturais causadas por substâncias tóxicas originárias de peixes, moluscos, leite e carne, desde que o animal tenha se alimentado de plantas tóxicas. Esse tipo de intoxicação também pode ser causado por alguns tipos de ácidos presentes nos alimentos de origem vegetal, como ácido cianídrico (mandioca, broto de bambu), ácido glioxílico (uvas), ácido oxálico (folhas de ruibarbo) e nitrato. 6 PRINCIPAIS MÉTODOS DE IDENTIFICAÇÃO E QUANTIFICAÇÃO DE MICRORGANISMOS EM ALIMENTOS (MICRORGANISMOS INDICADORES) 6.1 Microrganismos indicadores A qualidade dos alimentos e da água deve ser avaliada quanto à presença e à identificação de microrganismos, principalmente os patogênicos. Quando estudamos as DTA, compreendemos que muitas dessas doenças são transmitidas por agentes que habitam o intestino humano e, consequentemente, são liberados junto com as fezes para o ambiente. Além disso, o principal mecanismo de transmissão dos microrganismos patogênicos está relacionado à contaminação das mãos dos manipuladores por esses agentes, devido às condições de higiene e armazenamento inadequado dos alimentos. Para que um alimento não seja transmissor de doenças, deve-se identificar a presença do microrganismo indicador. Os microrganismos indicadores são grupos ou espécies de microrganismos que, ao serem identificados no alimento ou na água, fornecem informações sobre a contaminação de origem fecal, principalmente quando encontramos microrganismos patogênicos, que também nos fornece informações sobre a causa de deterioração do alimento. 112 Unidade II Essas análises nos permitem identificar em qual momento houve a contaminação, ou seja, a identificação de um enteropatógeno mostra que houve contaminação do alimento possivelmente por condições de higiene inadequadas. Quando há a identificação de agentes que causam deterioração do alimento, sugere-se que esse alimento foi submetido a condições de armazenamento inadequadas. Para definir o grupo ou a espécie do microrganismo indicador de contaminação do alimento, alguns critérios devem ser analisados, como: • fácil cultivo laboratorial; • não pode ser um agente que está presente de forma natural no alimento; • deve ter condições metabólicas semelhantes à maioria dos patógenos causadores de doença transmitidas por alimento. Porém, é muito difícil atender todos esses critérios utilizando apenas uma espécie de microrganismo indicador nas análises do alimento. A contaminação devido ao comprometimento da qualidade higiênico-sanitária é a mais preocupante na análise da qualidade do alimento e da água e, dessa forma, foram estabelecidos critérios e grupos bacterianos para que fosse possível essa análise de forma segura. 6.2 Indicadores de contaminação fecal ou da qualidade higiênica do alimento Há muitos anos, foi determinado o uso da Escherichia coli como indicador de contaminação por agentes presentes em fezes. Essa determinação teve como base as características dessa bactéria e, principalmente, por ser encontrada no intestino do homem como a flora normal. Posteriormente, foram incluídas outras espécies bacterianas para auxiliar na identificação de contaminação fecal nos alimentos. Esse grupo, chamado de coliformes fecais, é constituído pelas bactérias pertencentes à família Enterobacteriaceae, fermentadoras ou não fermentadoras de lactose. Entre as espécies, são frequentemente mais utilizadas a E. coli, espécie encontrada no trato intestinal, Citrobacter, Enterobacter e Klebsiella, que, além de serem encontradas nas fezes, também são detectadas no solo e nos vegetais. A pesquisa e a identificação dessas bactérias no alimento sugerem de forma muito segura que ele, ou a água, está contaminado com microrganismos patogênicos, indicando informações sobre as condições higiênicas em que o alimento foi manipulado. Na utilização das enterobactérias para a análise microbiológica do alimento, alguns cuidados devem ser considerados. Em vegetais,o microrganismo indicador viável é a E. coli, pois, como vimos, as outras espécies podem ser encontradas de forma natural nesse tipo de alimento. Em alimentos de origem animal e frescos, números elevados de qualquer uma dessas espécies indicam falta de cuidados de higiene e podem indicar, também, condições inadequadas de armazenamentos. 113 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Em caso de análise dos alimentos processados, caso ocorra a identificação de números elevados desses microrganismos indicadores, sugere-se que houve processamento inadequado, contaminação pós-processamento, contaminações por equipamentos mal higienizados e higiene inadequada por parte dos manipuladores do alimento. As análises utilizando microrganismos indicadores permitem a identificação de agentes patogênicos, porém através do mesmo tipo de análise também é possível identificar agentes que causam deterioração do alimento, o que acarreta a redução da vida desse alimento na prateleira. Dessa forma, essas análises fornecem informações gerais sobre as suas condições. 6.3 Métodos de análise Existem diferentes formas de realizar a contagem de células viáveis dos microrganismos presentes em alimentos, porém a maioria delas tem como base um método de contagem em placas, utilizando diferentes tipos de meio de cultura e condições de crescimento, como a temperatura e o oxigênio. De forma geral, para a contagem, realiza-se a diluição do material a ser analisado em, na maioria das vezes, cloreto de sódio 0,85%. Uma alíquota dessas diluições é semeada em meio sólido para a obtenção da colônia isolada. Assim, é possível fazer a contagem do número de UFC (unidade formadora de colônia), adotar a devida proporção à diluição e realizar a identificação desse microrganismo. Observação As técnicas utilizadas na contagem de microrganismos costumam ser executadas nas aulas práticas. A identificação de números elevados de microrganismos caracteriza o alimento como insalubre, mesmo que ele não tenha sofrido alterações orgânicas e visíveis. Para a obtenção de dados fidedignos na realização da análise microbiológica do alimento, deve-se cumprir os seguintes tópicos: amostragem, preparação da amostra para análise, métodos de contagem de microrganismos, isolamento e identificação do patógeno. 6.3.1 Amostragem Todo o material que será analisado deve ser coletado e transportado de forma correta até o laboratório, pois agentes externos podem causar alterações não esperadas no alimento e prejudicar o resultado da análise. Produtos fechados não podem estar com a embalagem violada, e produtos já abertos e parcialmente consumidos, devem ser armazenados sem contato com outros alimentos e mãos de manipuladores ou utensílios. Todos devem ser identificados quanto ao número do lote, vencimento, fabricante etc. 114 Unidade II Todos os alimentos devem ser armazenados e transportados sob condições de temperaturas ideais para cada tipo de alimento e a análise deve ocorrer em até 36 horas após a coleta. 6.3.2 Preparação da amostra Todo o processo de preparação da amostra deve ser feito de forma asséptica e é indispensável a homogeneização da amostra que será analisada. Normalmente, a proporção das amostras corresponde a 25 g, 50 g ou 100 g (ou mL) e os produtos mais sólidos devem ser diluídos em substâncias (diluentes) apropriadas. Dependendo do microrganismo pesquisado, o diluente pode ser solução tamponada (tampão Butterfield) ou peptona a 0,1%, e nos casos de alimentos gordurosos é necessária a emulsificação com agentes tensoativos. 6.3.3 Métodos de contagem de microrganismos O principal método de contagem dos microrganismos é por plaqueamento. Para a contagem de microrganismos presentes nos alimentos, as porções devidamente pesadas devem ser diluídas de forma seriada. Alíquotas de cada uma dessas diluições são transferidas e semeadas em meio de cultura adicionados nas placas de Petri. As placas de Petri semeadas são submetidas a condições ideais de temperatura e de tempo necessárias para o desenvolvimento dos microrganismos. Em seguida, as placas são analisadas e é realizada a contagem do número de colônias isoladas crescidas. Um método alternativo de contagem dos microrganismos é a técnica de membrana filtrante. Após a homogeneização do produto, realiza-se a filtração desse material em membranas filtrantes de acetato de celulose ou nitrocelulose e, assim, há a passagem da parte líquida retendo os microrganismos na própria membrana. A membrana é transferida para uma placa de Petri contendo o meio de cultura, em que as colônias são incubadas para crescimento e, em seguida, é realizada a contagem das colônias crescidas. Outra técnica muito utilizada pelos laboratórios de microbiologia dos alimentos para determinar a presença de coliformes fecais e S. aureus é chamada de técnica do número mais provável ou dos tubos múltiplos. Essa técnica consiste em submeter o produto a três diluições decimais seriadas. De cada diluição, uma alíquota de volume conhecido é transferida para três ou para cinco tubos, contendo o meio de cultura ideal e um tubo coletor de gás (tubo de Durhan). Os tubos são incubados e, em caso de crescimento de E. coli, ocorre a turvação do meio e a produção de gás. No caso de crescimento de S. aureus, ocorre apenas a turvação do meio. 115 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS O número mais provável de microrganismos no produto analisado é estimado pelo número de tubos e suas diluições onde houve crescimento e uma comparação com a tabela estatística de Hoskins. Como o próprio nome da técnica já diz, esse método é bastante impreciso, visto que permite apenas a determinação de um número mais provável de microrganismo no material analisado. 6.3.4 Isolamento e identificação de microrganismos A partir do crescimento do microrganismo no meio sólido presente na placa de Petri, é possível adotar técnicas para a identificação desse agente. Para a identificação do patógeno, são realizados testes com base no comportamento bioquímico do microrganismo e podem ser realizadas técnicas imunológicas e genéticas. As análises bioquímicas são realizadas utilizando-se kits comerciais que identificam microrganismos não fermentadores, gram-positivos, anaeróbios, bactérias láticas, bolores, leveduras etc. As técnicas imunológicas são baseadas na reação antígeno-anticorpo, sendo o anticorpo utilizado mono ou policlonal. Entre as técnicas imunológicas mais utilizadas na microbiologia dos alimentos, podemos citar a imunocaptura, indicada para a pesquisa de Listeria e Salmonella; imunoenzimática, para a identificação de Salmonella, S. aureus e suas enterotoxinas; imunoimobilização, para pesquisa rápida de Salmonella; coaglutinação, para pesquisa direta de enterotoxinas; e, por fim, a imunofluorescência, utilizada para a identificação presuntiva de Salmonella. Entre as técnicas genéticas, são utilizadas as técnicas de hibridização de DNA e a PCR (reação de polimerase em cadeia). Cada uma das técnicas apresentadas tem suas vantagens e desvantagens. Esses critérios são muito variáveis, de acordo com o objetivo do laboratório em que o produto está sendo analisado. Critérios como custo, espaços físicos e treinamentos de profissionais também devem ser analisados. 7 PRINCIPAIS FERRAMENTAS DE CONTROLE DE MICRORGANISMOS: APPCC E BOAS PRÁTICAS Como já temos conhecimento, a identificação da contaminação de um alimento e as doenças transmitidas por ela é de grande importância para a indústria, pois as doenças transmitidas por alimentos são um problema de saúde pública. Além disso, as indústrias alimentícias têm buscado mecanismos para garantir que os alimentos processados tenham as suas características muito semelhantes aos produtos naturais. Para isso, existe a necessidade de se adotarem ferramentas que garantam a qualidade do alimento, seja ele in natura ou processado, a utilização de embalagens adequadas e um sistema de distribuição que seja eficiente. 116 Unidade II O alimento é classificado comoperigoso quando há contaminação e crescimento microbiano e quando possui contaminações químicas que alteram suas características originais. Assim, buscando a garantia de qualidade do alimento com a produção de alimentos mais seguros, foi criado o programa de análise de perigos e pontos críticos de controle (APPCC), conhecido internacionalmente como HACCP (hazard analysis and critical control points). Lembrete Um alimento seguro contém uma constituição ou uma contaminação que não ofereça risco à saúde humana. 7.1 Sistema APPCC O sistema APPCC é um instrumento para melhoria dos padrões de qualidade, fazendo ressaltar os aspectos críticos das boas práticas de fabricação (GMP) em toda área voltada para a manipulação de alimentos, permitindo o emprego de dados da avaliação para correções e ajustes finais. Para a elaboração de um sistema APPCC, deve-se adotar determinadas etapas que devem ser seguidas em uma linha de processamento. As etapas são, na respectiva ordem: • preparar um fluxograma do processo; • identificar os perigos e avaliar sua gravidade; • determinar os pontos críticos de controle; • instituir medidas e estabelecer critérios para assegurar o controle; • monitorar os pontos críticos de controle e registrar os dados; • agir na correção quando os critérios não são atingidos; • verificar se o sistema está funcionando como planejado. Agora, vamos entender como funciona cada uma dessas etapas. 7.1.1 Preparar um fluxograma do processo Nessa etapa, é necessário montar um fluxograma do processo, incluindo as especificações dos ingredientes utilizados, formulação do produto, etapas de processamento e embalagem. 117 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS 7.1.2 Identificar os perigos e avaliar sua gravidade Essa etapa consiste em identificar os perigos e as consequências de uma contaminação e de condições de multiplicação dos microrganismos. Deve ser avaliado se a contaminação do alimento é de origem biológica, física ou química e as condições de sobrevivências desses microrganismos. Aqui, a grande preocupação é a contaminação do alimento por microrganismos patogênicos. Esses agentes podem causar doenças de diferentes gravidades: suave, moderado e severo, e também deterioração do alimento. Portanto, nessa etapa, devem-se analisar: o perigo de contaminação e as condições (temperatura e condições de higiene) e quais os agentes contaminantes presentes que oferecem risco de doença mais grave. 7.1.3 Determinar os pontos críticos de controle Ponto crítico de controle é uma operação na qual uma medida preventiva ou de controle pode ser tomada para eliminar, prevenir ou minimizar o perigo. Dessa forma, os pontos críticos são determinados por meio de uma auditoria durante a preparação do alimento, verificando onde podem ocorrer contaminações, sobrevivência ou reprodução dos microrganismos. Os pontos críticos de controle são classificados como: • PCCe: procedimento de eliminação do perigo: pasteurização e enlatamento. • PCCp: procedimento para a prevenção do perigo: congelamento. • PCCr: procedimento para a redução do perigo: refrigeração. A utilização dos diferentes procedimentos garante o mínimo de contaminação, eliminam os microrganismos patogênicos esporulados e evitam a reprodução de células viáveis restantes. Para identificar onde existe a necessidade de aplicarmos os pontos críticos de controle, ou seja, medidas de controle no processamento do alimento, é necessário analisar as respostas para as seguintes perguntas: 118 Unidade II O processo já utilizado junto ao que se espera que o consumidor faça com o produto eliminará ou reduzirá o perigo? A matéria-prima possui perigo de contaminação em níveis inaceitáveis? Sim Sim Não é um PCC A matéria-prima é considerada um PCC Não Não Não é PCC Figura 54 – Fluxograma para PCC 7.1.4 Instituir medidas e estabelecer critérios para assegurar o controle Existem critérios que devem ser estabelecidos para assegurar se uma operação está sob controle. Critérios são limites especificados para as características de origem física, química e biológica. Dessa forma, esses critérios abordam as características como tempo e temperatura (refrigeração, cocção e congelamento) para alimentos processados, atividade de água de cada alimento, pH para alimentos fermentados, teor de cloro para os alimentos enlatados, umidade nos produtos desidratados, entre outros. Os critérios determinados devem ser documentados de forma detalhada e específica, inclusive com os índices de tolerância. São selecionados pela indústria de acordo com a sua realidade em relação a custos, praticidade e utilização, sempre visando à boa garantia de controle. 7.1.5 Monitorar os pontos críticos de controle e registrar os dados O monitoramento para determinar se os pontos críticos de controle estão de acordo com os critérios estabelecidos é muito importante. Este deve incluir: • a observação das práticas de manipulação e de higiene; 119 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS • a medição de tempo, temperaturas, pH, Aa, concentrações de agentes químicos, condições das embalagens, dos equipamentos etc.; • coleta de amostras de alimentos para análises microbiológicas. Todo o sistema de monitoramento deve ser documentado com os registros dos ingredientes, processos e controle de produtos para verificações futuras. 7.1.6 Agir na correção quando os critérios não são atingidos Nessa etapa, há uma ação conjunta do sistema de controle e de monitoramento. Em caso de falhas do PCC, o monitoramento deve permitir a aplicação de ações corretivas para sanar o problema. Verificar se o sistema está funcionando como planejado. Quando é feita a análise dos dados obtidos com o monitoramento e testes suplementares, é possível verificar se o sistema APPCC está funcionando como esperado e se está garantindo que o controle está sendo efetivo e eficiente. Exemplos de documentos que devem ser analisados são: relatórios de leitura de temperaturas, de aferição dos instrumentos, de monitoração de matéria-prima, monitoração de PCC, de controle de higiene etc. 7.2 Implantação do sistema APPCC A implantação do sistema APPCC deve ser feita de forma conjunta com diferentes colaboradores de uma empresa. Isso inclui o fornecimento de matéria-prima adequada e treinamentos. O sistema deve ser desenvolvido e implantado especificamente para aquela empresa, ou seja, não é indicado que processos desenvolvidos para uma empresa sejam adotados em outras empresas ou unidades. Quando corretamente implantado, o sistema APPCC auxilia na identificação de fatores que afetam a qualidade e a segurança do produto. Além disso, auxilia na determinação específica com relação ao controle, limites, tolerância e monitoramento. O APPCC é uma ferramenta para auxiliar na segurança do alimento, mas não é a única condição para atingir um bom controle de qualidade. É muito importante a avaliação constante dos dados obtidos para o aperfeiçoamento das formas de controlar os perigos. 120 Unidade II Saiba mais O texto a seguir demonstra a sequência do desenvolvimento e da implantação do sistema APPCC. PEÑA, C. V. M. Validação do plano APPCC. BeefPoint Educação, mar. 2006. Disponível em: https://www.beefpoint.com.br/validacao-do-plano-appcc-28114/. Acesso em: 3 nov. 2020. 7.3 Boas Práticas Os princípios que abordam as normas de boas práticas são determinados para boas práticas de fabricação (BPF) e boas práticas de higiene (BPH). As BPF incluem os procedimentos e os meios necessários para o desenvolvimento de um ambiente de produção de alimentos. As BPH incluem as medidas de higiene estabelecidas para os manipuladores de alimentos. Os critérios incluídos nos dois sistemas foram desenvolvidos por órgãos governamentais e pelas indústrias de alimentos. No que se refere a BPH, de forma geral, os seguintes itens são abordados: • instalações que favoreçam a manipulação higiênica dos alimentos; • uso de equipamentos adequados; • procedimentos de limpezae desinfecção; • práticas gerais de higiene que incluem: qualidade microbiológica da matéria-prima, operação higiênica de cada etapa do processo, higiene pessoal e treinamento dos manipuladores. 7.3.1 Boas práticas de higiene (BPF) As BPF contêm os requisitos relevantes à produção de forma higiênica dos alimentos. Agora, conheceremos de forma mais detalhada as medidas de higiene estabelecidas nas boas práticas de higiene. A peça central no processo de BPH é o manipulador de alimentos. Ele é o indivíduo que manipula os alimentos em todas as fases, desde a produção até a distribuição e é muito importante que ele seja constantemente submetido a treinamentos e atualizações. 121 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Lembre-se de que já vimos que muitas das doenças de origem alimentar são transmitidas por agentes presentes nas fezes e que, devido à falta de higiene, podem contaminar o alimento. Geralmente, os manipuladores de alimentos são submetidos a exames médicos e laboratoriais que incluem: exame físico, exames de sangue e fezes, exames radiológicos e de secreções orofaríngeas. Para um bom treinamento dos manipuladores de alimentos, há uma lista de informações indispensáveis, conforme é orientado pela OMS (1989), que devem ser consideradas: • Conhecer métodos de refrigeração e cocção corretos de acordo com as características de cada alimento e o uso de termômetro. • Ter mais cuidado com alimentos com maior risco de contaminação. • Atentar-se aos riscos de contaminação cruzada. • Seguir as recomendações quanto à proteção e embalagem do alimento. • Compreender a importância da comunicação se estiver doente. • Usar corretamente utensílios e equipamentos. • Sempre manter condutas apropriadas de higiene pessoal. A união dos processos de qualidade que incluem o sistema AAPPC e as boas práticas, desde que desenvolvidos e implantados de forma correta e segura, garantem a boa qualidade do alimento. 8 AULAS PRÁTICAS: ANÁLISE MICROBIOLÓGICA DE ÁGUA E DE LEITES E DERIVADOS 8.1 Aula prática – análise microbiológica de água A água potável não deve conter microrganismos patogênicos nem bactérias indicadoras de contaminação fecal, grupo de bactérias denominadas coliformes cujo representante principal é a Escherichia coli. Segundo a Portaria n. 518/2004 do Ministério da Saúde, a água destinada a consumo humano deve ser analisada quanto à presença de coliformes totais e termotolerantes, de preferência Escherichia coli, e contagem de bactérias heterotróficas. A contagem padrão de bactérias não deve exceder a 500 UFC/mL (unidades formadoras de colônias por 1 mililitro de amostra). Segundo o Manual prático de análise de água (Brasil, 2013), denomina-se de bactérias do grupo coliforme bacilos gram-negativos, em forma de bastonetes, aeróbios ou anaeróbios facultativos que fermentam a lactose a 35-37 °C, produzindo ácido, gás e aldeído em um prazo de 24-48 horas. São também oxidase-negativos e não formam esporos. 122 Unidade II A razão da escolha desse grupo de bactérias como indicador de contaminação da água deve-se aos seguintes fatores: estão presentes nas fezes de animais e inclusive na de seres humanos, a presença na água possui relação direta com contaminação fecal, facilmente detectáveis e quantificáveis por técnicas simples e economicamente viáveis, em qualquer tipo de água, têm maior tempo de vida na água que as bactérias patogênicas intestinais, incapazes de se multiplicarem no ambiente aquático, mais resistentes à ação dos agentes desinfetantes do que os germes patogênicos. A contagem padrão de bactérias é muito importante durante o processo de tratamento da água, visto que permite avaliar a eficiência das várias etapas do tratamento. É importante, também, conhecer a densidade de bactérias, tendo em vista que um aumento considerável da população bacteriana pode comprometer a detecção de organismos coliformes. Embora a maioria dessas bactérias não seja patogênica, pode representar riscos à saúde, como também deteriorar a qualidade da água, provocando odores e sabores desagradáveis (BRASIL, 2013). Uma técnica muito utilizada é a técnica de tubos múltiplos. É uma metodologia antiga, há muito tempo estabelecida, voltada à contagem dos microrganismos. A sua identificação nas amostras é evidenciada com a formação de gases, mas o resultado obtido, dado como o “número mais provável”, não é a mais adequada na análise quantitativa. Em situações em que se deseja quantificar, a contagem das colônias deve ser realizada de maneira precisa, a exemplo da técnica de plate count agar (PCA), ou técnica de membrana filtrante. A primeira consiste em depositar uma alíquota de 1 mL no meio de cultura específico e incubar. Já a análise por membrana filtrante permite a avaliação de alíquotas maiores, 100 mL ou mais, dependendo da norma e do microrganismo específico que se pretende identificar. Objetivos Nesta aula, vamos aprender a realizar diferentes métodos de contagem microbiana, precisamente bactérias aeróbias mesófilas, em amostras de água utilizando-se de técnicas de semeadura em profundidade (pour plate) e técnica de filtração, além de saber interpretar os resultados obtidos, levando-se em consideração os parâmetros nacionais para potabilidade de água. Contagem padrão de bactérias heterotróficas (BRASIL, 2013): Material necessário: • Placa de Petri • Pipeta graduada • Bico de Bunsen 123 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS • Plate count agar • Estufa bacteriológica contadora de colônia Execução do ensaio 1) Transferir, com pipeta estéril, 1 mL da amostra em duplicata para uma placa de Petri previamente esterilizada. 2) Caso a amostra seja clorada ou coletada da rede de abastecimento público, adicionar 0,1 mL de tiossulfato de sódio a 10% a cada 100 mL de amostra e esperar dez minutos antes de começar a análise. 3) Entreabrir a placa e adicionar o meio de cultura, previamente fundido e já estabilizado, em banho-maria a 44-46 °C, contido no tubo de ensaio. 4) Homogeneizar o conteúdo da placa em movimentos circulares moderados em forma de (∞), em torno de dez vezes consecutivas. 5) Quando o meio de cultura se solidificar, incubar a placa em posição invertida a 35 °C durante 48 horas. 6) Ao final do período de incubação, fazer a contagem das colônias com o auxílio de um contador de colônias. Expressão dos resultados Os resultados são expressos como “número de colônias de bactérias/mL” ou “unidades formadoras de colônias” (UFC)/mL. Contagem (UFC/mL) = número de colônias na placa após a incubação/volume da amostra transferida para a placa. Importante: • Todas as amostras a serem examinadas devem ser homogeneizadas pelo menos 25 vezes. • Não esquecer de flambar a boca dos tubos de ensaio contendo meios de cultura, antes de usá-los. • Tiossulfato de sódio a 10% colocado nos frascos de coleta é para neutralizar a ação do cloro. • As placas de Petri devem ser colocadas na posição invertida para evitar a condensação de água na superfície do ágar. 124 Unidade II 8.1.1 Coliformes totais: método da membrana filtrante Material necessário • Filtros de membrana de acetato branca de porosidade de 0,45 μm • Solução de água peptonada 0,1% • Placas de Petri esterilizadas descartáveis de 15 × 90 mm contendo PCA (plate count agar) estéril • Sistema filtrante ou manifold estéril • Pinça estéril • Kitassato estéril • Autoclave • Balança semianalítica • Contador de colônias • Bomba de vácuo (seringa) • Estufa bacteriológica Execução do ensaio: 1) Dispor na bancada as amostras a serem analisadas. 2) Identificar os meios de cultura para cada amostra. 3) Montar o sistema de membrana filtrante. 4) Transferir uma membrana para o suporte do copo filtrante. 5) Acoplar o copo filtrante com a garra. 6) Transferir 100 mL da amostra a ser examinada para o copo filtrante. 7) Ligar a bomba a vácuo. 8) Lavar com três porções de 50 mL de água peptonada a 0,1% estéril. 125 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS 9) Transferir com pinçaestéril a membrana para a placa contendo meio PCA. 10) Incubar placas de Petri invertidas a 30-35 °C por 48 h. Para membranas filtrantes, deve-se filtrar a vácuo em um suporte com membrana quadriculada de celulose com poro de 0,45 µm (micrômetros) para reter bactérias ou 0,8 µm para retenção de mofos e leveduras. Depois da filtração, as membranas são depositadas sobre meios de cultura, com os nutrientes necessários para promover a multiplicação dos microrganismos desejados, por tempo e temperatura adequados. Leitura dos resultados As colônias indicativas de coliformes totais típicas têm uma cor rosa a vermelho-escura, com brilho metálico. O brilho pode aparecer no centro ou na periferia da colônia. As não coliformes aparecem com coloração vermelho-clara ou escura sem o brilho metálico característico. Observação Às vezes, quando o disco está muito úmido e a fonte de luz é muito intensa, as colônias de não coliformes podem aparecer com um brilho falso, causando erros. Isso poderá ser contornado usando-se fonte de luz mais difusa ou secando-se o filtro antes de ser examinado. 8.2 Aula prática – análise microbiológica de leites e derivados O próprio leite pode ser um meio de cultura muito rico para o crescimento de alguns tipos de microrganismos. Quando produzido, é estéril, porém, à medida que se desloca para os canais da glândula, pode ser contaminado por microrganismos de flora normal do animal. A contaminação também pode ocorrer durante a ordenha do animal, o transporte e o armazenamento do alimento. Dessa forma, pode-se identificar no leite agentes patogênicos como Salmonella, Brucella, Streptococcus, entre outros. A qualidade do leite pode ser medida de acordo com o agente detectado, ou seja, de acordo com o microrganismo diagnosticado nesse alimento, teremos ferramentas para identificar em qual fase de manipulação ocorreu a contaminação (produção, transporte ou armazenamento). Objetivos Nesta aula, vamos realizar a determinação do número de bactérias mesófilas em leite pasteurizado e queijo utilizando a técnica de semeadura de superfície. 126 Unidade II Contagem padrão de bactérias mesófilas: Material necessário: • Leite pasteurizado • Placa de Petri • Tubos de ensaio • Alça Drigalsky • Pipeta graduada • Bico de Bunsen • Plate count agar • Estufa bacteriológica • Contador de colônia Execução do ensaio 1) Preparar uma diluição de 1:10 do leite em solução salina estéril no volume final de 5 mL. 2) A partir dessa solução, realizar diluições seriadas até 10−5, sempre em solução salina. 3) A quantidade de 0,1 mL de cada tubo contendo as diluições de 10−4 a 10−5 será semeada com alça de Drigalsky em duplicata, em placas contendo plate count agar. 4) As placas serão incubadas sob condições anaeróbias a 45 °C em estufa bacteriológica. 5) Ao final do período de incubação, fazer a contagem das colônias com o auxílio de um contador de colônias. Expressão dos resultados Os resultados são expressos como “n. de colônias de bactérias/mL” ou “unidades formadoras de colônias (UFC)/mL”. Contagem (UFC/mL) = número de colônias na placa após a incubação/volume da amostra transferida para a placa. 127 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Para a execução da aula prática de queijos, um derivado do leite, utilizaremos um fragmento de 2,5 g, que será depositado em um recipiente estéril contendo 22,5 mL de solução salina a 0,8%, estéril. O material será homogeneizado por um minuto em agitador vortex, e, a partir daí, seguiremos o protocolo utilizado na análise microbiológica do leite. Resumo Nesta unidade, conhecemos a importância dos microrganismos e dos parasitas e das doenças transmitidas por alimentos, bem como a utilização de microrganismos indicadores e os sistemas de controle de pontos críticos no processamento do alimento. Podemos perceber a variedade de agentes patogênicos e como são facilmente disseminados se não houver controle e higiene adequados. Muitos desses microrganismos causam doenças graves que podem comprometer a vida do paciente e, também, sua condição econômica. É de grande importância compreender as inúmeras situações em que podem ocorrer as contaminações e como evitar. Muitas vezes, a água contaminada é o grande transmissor dos microrganismos, portanto, não basta apenas realizar os procedimentos de higiene de forma correta, é necessário o uso de água de fontes confiáveis. Vimos também que as condições físicas de um alimento têm relação direta com o desenvolvimento do agente patogênico, ou seja, para que o agente se multiplique, o alimento e as condições ambientais devem favorecer. Conhecer a importância de fatores como temperatura e umidade é fundamental para evitar a proliferação de agentes patogênicos. A identificação dos agentes patogênicos encontrados nos alimentos é necessária para entender, por exemplo, a fonte de contaminação e o grau de disseminação do microrganismo. Os processos de identificação utilizando os microrganismos indicadores são baseados em técnicas de cultivo e contagem bacteriana que permitem avaliar se o alimento está nas condições ideais ou não para consumo. Portanto, a participação nas aulas práticas é de grande importância para a aprendizagem dessas técnicas. Conhecendo as doenças transmitidas por alimento e como identificar os microrganismos que causam as doenças de origem alimentar, podemos desenvolver processos de controle de pontos críticos. 128 Unidade II Esses processos incluem o sistema AAPPC e boas práticas, que são eficazes para a produção de um alimento de forma segura, atingindo a qualidade adequada. Desenvolver os sistemas não basta. Existe a necessidade de implantação e monitoramento constante desses processos, com análise de dados e decisões corretas quanto a ações de correção das falhas. Normas de boas práticas de higiene associadas a um sistema funcional de AAPPC propiciam à indústria alimentícia a produção de alimentos confiáveis e com menos prejuízos econômicos. Exercícios Questão 1. Leia o texto e as informações a seguir sobre a Resolução da Diretoria Colegiada (RDC) n. 331 e a Instrução Normativa (IN) n. 60, publicadas em 2019 pela Anvisa. “A RDC 331/2019 abrange toda cadeia produtiva dos alimentos, tratando dos padrões microbiológicos dos alimentos e a aplicação dos mesmos. Se enquadram nesta resolução os processos de produção, armazenamento, transporte, distribuição, comercialização ou qualquer outra etapa que faça parte da cadeia de alimentos. Já a IN 60/2019, que complementa a RDC 331/2019, apresenta as listas com os padrões microbiológicos para alimentos prontos para oferta ao consumidor. De acordo com ela, os alimentos não podem conter microrganismos patogênicos, toxinas ou metabólitos em quantidades que causem danos à saúde do consumidor.” Disponível em: https://bit.ly/3ffo3ZC. Acesso em: 25 set. 2020. A RDC n. 331/2019 define doença transmitida por alimento (DTA) como “doença causada pela ingestão de alimento contaminado por microrganismos patogênicos, toxinas ou seus metabólitos”. Com base no exposto e nos conhecimentos sobre microrganismos causadores de DTA, analise as afirmativas: I – A teníase é uma DTA que pode ser causada pela Taenia solium, por meio da ingestão de carne de porco contaminada. II – Carnes, ovos, leites e derivados e água estão entre os alimentos que podem transmitir a DTA salmonelose. III – A aflatoxina, uma micotoxina de alta atividade tóxica, é transmitida por alimentos contaminados pelo Clostridium botulinum. É correto o que se afirma em: 129 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS A) I, apenas. B) II, apenas. C) III, apenas. D) I e II, apenas. E) I, II e III. Resposta correta: alternativa B. Análise da questão Para resolver a questão, é fundamental atentarmos ao vínculo entre o que pode ser classificado como microrganismo e o conceito de DTA, constante da RDC citada no enunciado. Além disso, precisamos lembrar o que segue. A Taenia solium é um helminto, não um microrganismo. Assim, comoparasitose, a teníase não é considerada uma DTA. A salmonela é uma bactéria e, portanto, um microrganismo. Assim, a salmonelose é uma DTA e pode ser transmitida por alimentos como carnes, ovos, leites e derivados e pela água. Clostridium botulinum é um exemplo de bactéria. Micotoxinas são produzidas por fungos. Análise das afirmativa I – Afirmativa incorreta. Justificativa: a tênia não é microrganismo, é um helminto (e, portanto, a teníase não se enquadra no conceito de DTA da RDC citada no enunciado). II – Afirmativa correta. Justificativa: a salmonelose é causada pela salmonela, uma bactéria (portanto, uma DTA). Pode ser transmitida por alimentos como carnes, ovos, leites e derivados e água. III – Afirmativa incorreta. Justificativa: a aflatoxina, uma micotoxina de alta atividade tóxica, não é transmitida por alimentos contaminados pelo Clostridium botulinum, uma bactéria, mas, sim, por um fungo, Aspergillus spp. 130 Unidade II Questão 2. Leia o texto (do blog Verde Ghaia, com modificações) e analise a figura a seguir. “APPCC: adotado pelas melhores indústrias em gerenciamento de alimentos De acordo com dados do Sistema de Informação de Agravos de Notificação (Sinan), do Ministério da Saúde, o Brasil registra anualmente, em média, 700 surtos de doenças transmitidas por alimentos, os quais geram cerca de 13 mil doentes e 10 óbitos. […] Um sistema de gerenciamento internacionalmente reconhecido e adotado pelas melhores indústrias em gerenciamento de alimentos é o APPCC – análise de perigos e pontos críticos de controle (do inglês HACCP, hazard analysis and critical control points). Ele é muito utilizado em plantas de processamento de alimentos e aborda a segurança por meio da análise e controle dos riscos biológicos, químicos e físicos, do início ao fim da produção.” Disponível em: https://www.verdeghaia.com.br/gestao-seguranca-alimentos-appcc/. Acesso em: 27 set. 2020. LCS LCS LCS LCS LCS LCS LCI PCC(Q) PCC(M) Limites críticos Monitorização Ação corretiva Registro Verificação LCI LCI LCI LCI LCI Pontos críticos de controle Medidas preventivas PerigosFluxo PCC (Q) PCC (M) A B C D Figura 55 – Ilustração dos princípios para implantação do sistema APPCC; Programa Alimentos Seguros/Senai/Sesi/Sesc/Senac/Sebrae/Senar-Anvisa-Embrapa Disponível em: https://bit.ly/3hQuKDi. Acesso em: 28 set. 2020. (Adaptada) 131 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Diante do exposto, considere a seguinte situação: em uma indústria de alimentos, alterou-se a temperatura do processo de produção, após a constatação de que ela não era adequada e representava risco do ponto de vista microbiológico. Analise as afirmativas a seguir, sob o contexto dos princípios nos quais se baseia o sistema APPCC. I – A alteração da temperatura inadequada ilustra o princípio do estabelecimento de ações corretivas. II – A alteração da temperatura inadequada é um exemplo do princípio do estabelecimento de limites críticos. III – A alteração da temperatura inadequada é um exemplo do princípio do estabelecimento dos procedimentos de registro. É correto o que se afirma apenas em: A) I. B) II. C) III. D) I e II. E) II e III. Resposta correta: alternativa A. Análise da questão O enunciado da questão apresenta um texto explicativo sobre a sigla e a importância do sistema APPCC e uma figura que ilustra os princípios desse sistema, que são os citados a seguir: Identificação do perigo. Identificação do ponto crítico. Estabelecimento do limite crítico. Monitorização. Ações corretivas. Procedimentos de verificação. Registro. 132 Unidade II Para resolver a questão, é necessário saber relacionar a ação relatada na situação proposta ao princípio correto do sistema APPCC. A descoberta de que a temperatura no processo de produção poderia representar risco (perigo) do ponto de vista microbiológico relaciona-se ao princípio da identificação do ponto crítico. A alteração da temperatura é ação corretiva. Análise das afirmativas I – Afirmativa correta. Justificativa: a ação relatada na situação (alteração da temperatura) relaciona-se ao princípio do estabelecimento de ações corretivas, uma vez que a medida foi tomada para controlar o ponto crítico, que era a temperatura inadequada, que oferecia riscos do ponto de vista microbiológico. II – Afirmativa incorreta. Justificativa: o princípio do estabelecimento de limites críticos, ilustrado na figura do enunciado, está relacionado à atribuição de valores (máximos ou mínimos) para o controle dos pontos críticos. No caso específico da situação proposta, seria a atribuição de valores máximos e mínimos de temperatura. III – Afirmativa incorreta. Justificativa: o princípio do estabelecimento de procedimentos de registro relaciona-se à exigência de se guardar tudo o que foi realizado, por meios diversos, como planilhas, tabelas, textos etc. A figura do enunciado mostra um arquivo ilustrando esse princípio. 133 FIGURAS E ILUSTRAÇÕES Figura 1 A) AGE-BACTERIA-BIO-BIOLOGY.JPG. Disponível em: https://p1.pxfuel.com/preview/957/851/823/age- bacteria-bio-biology.jpg. Acesso em: 22 out. 2020. B) AGE_BACTERIA_BIO_BIOLOGY_BLUE_BRIE_BUG_CHEESE-1048628.JPG!D. Disponível em: https://c. pxhere.com/photos/fb/83/age_bacteria_bio_biology_blue_brie_bug_cheese-1048628.jpg!d. Acesso em: 22 out. 2020. C) NATTO_MIXED.JPG. Disponível em: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ad/Natto_ mixed.jpg. Acesso em: 22 out. 2020. D) FOOD-TOMATOES-HEALTHY-VEGETABLES-FRUIT-DETERIORATED-MOLD-MOLDY-FOOD-ROTTEN- FOOD.JPG. Disponível em: https://p0.pikist.com/photos/583/1021/food-tomatoes-healthy-vegetables- fruit-deteriorated-mold-moldy-food-rotten-food.jpg. Acesso em: 22 out. 2020. E) 800PX-MOLDY_CHICKEN.JPG. Disponível em: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/ thumb/4/4b/Moldy_chicken.JPG/800px-Moldy_chicken.JPG. Acesso em: 22 out. 2020. Figura 2 A) SALMONELLA_TYPHIMURIUM_GRAM.JPG. Disponível em: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/ commons/c/c0/Salmonella_Typhimurium_Gram.jpg. Acesso em: 22 out. 2020. EGGS-4645155_960_720.PNG. Disponível em: https://cdn.pixabay.com/photo/2019/11/22/15/57/eggs- 4645155_960_720.png. Acesso em: 22 out. 2020. B) 634PX-CLOSTRIDIUM_BOTULINUM_01.PNG. Disponível em: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/ commons/thumb/5/58/Clostridium_botulinum_01.png/634px-Clostridium_botulinum_01.png. Acesso em: 22 out. 2020. 123299.PNG. Disponível em: https://image.flaticon.com/icons/png/512/123/123299.png. Acesso em: 22 out. 2020. C) 580PX-VIBRIO_CHOLERAE_GRAM_STAIN_CDC.JPG. Disponível em: https://upload.wikimedia.org/ wikipedia/commons/thumb/b/b0/Vibrio_cholerae_gram_stain_CDC.jpg/580px-Vibrio_cholerae_gram_ stain_CDC.jpg. Acesso em: 22 out. 2020. CONTAMINATED-2903550_1280.JPG. Disponível em: https://storage.needpix.com/rsynced_images/ contaminated-2903550_1280.jpg. Acesso em: 22 out. 2020. 134 Figura 3 BRASIL, Ministério da Saúde. Surtos de doenças transmitidas por alimentos no Brasil. Informe 2018. 2019. Disponível em: https://portalarquivos2.saude.gov.br/images/pdf/2019/fevereiro/15/Apresenta---- o-Surtos-DTA---Fevereiro-2019.pdf. Acesso em: 5 nov. 2020. p. 12. Figura 4 A) SOIL-1551337_960_720.JPG. Disponível em: https://cdn.pixabay.com/photo/2016/07/29/08/30/soil- 1551337_960_720.jpg. Acesso em: 23 out. 2020. F0AF6253E78B4FE7ABD3599098BA-1568951.JPG!D. Disponível em: https://c.pxhere.com/images/9d/ fa/f0af6253e78b4fe7abd3599098ba-1568951.jpg!d. Acesso em: 23 out. 2020. B) PEXELS-PHOTO-256278.JPEG?AUTO=COMPRESS&CS=TINYSRGB&DPR=3&H=750&W=1260. Disponível em: https://images.pexels.com/photos/256278/pexels-photo-256278.jpeg?auto=compress& cs=tinysrgb&dpr=3&h=750&w=1260. Acesso em: 23 out. 2020. C) KITCHEN-ICON-SET-GREEN_1085-379.JPG. Disponível em: https://image.freepik.com/free-vector/ kitchen-icon-set-green_1085-379.jpg. Acesso em: 23 out. 2020. D) 400PX-TRACTUS_INTESTINALIS_INTESTINUM_TENUE.SVG.PNG. Disponível em: https://upload. wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d4/Tractus_intestinalis_intestinum_tenue.svg/400px-Tractus_intestinalis_intestinum_tenue.svg.png. Acesso em: 23 out. 2020. E) COOKING.PNG. Disponível em: https://www.pngrepo.com/png/24580/180/cooking.png. Acesso em: 23 out. 2020. F) 800PX-F%C3%A1BRICA_DE_RA%C3%A7%C3%A3O_%2827398365025%29.JPG. Disponível em: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b1/F%C3%A1brica_de_Ra%C 3%A7%C3%A3o_%2827398365025%29.jpg/800px-F%C3%A1brica_de_Ra%C3%A7%C3%A 3o_%2827398365025%29.jpg. Acesso em: 5 nov. 2020. G) WOMAN-SITS-CHAIR-MILKS-BLACK-WHITE-COW-WHITE-BACKGROUND-CUTE-FLAT-ISOLATED- VECTOR-WOMAN-SITS-CHAIR-143931411.JPG. Disponível em: https://thumbs.dreamstime.com/z/ woman-sits-chair-milks-black-white-cow-white-background-cute-flat-isolated-vector-woman-sits- chair-143931411.jpg. Acesso em: 23 out. 2020. H) PICTOGRAMS-AEM-0062-DUST-FUMES_INHALATION.PNG. Disponível em: https://www. iconattitude.com/icons/open_icon_library/symbols/png/256/pictograms-aem-0062-dust-fumes_ inhalation.png. Acesso em: 23 out. 2020. 135 Figura 8 OXYGEN_PREFERENCE.SVG. Disponível em: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/ff/ Oxygen_preference.svg. Acesso em: 23 out. 2020. Adaptada. Figura 10 TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016. p. 150. Adaptada. Figura 11 A) VACUUM_SEALER_WITH_FOOD_SEALED_ON_WOODEN_TABLE_AND_ROLLS_OF_PLASTIC_FOR_ SEALING.JPG. Disponível em: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c6/Vacuum_sealer_ with_food_sealed_on_wooden_table_and_rolls_of_plastic_for_sealing.jpg. Acesso em: 26 out. 2020. B) MEAT-MINCED-BEEF-ASSORTED.JPG. Disponível em: https://c0.wallpaperflare.com/ preview/620/959/732/meat-minced-beef-assorted.jpg. Acesso em: 26 out. 2020. Figura 12 READ_SENSOR.HTML. Disponível em: http://www.ripesense.co.nz/gal/read_sensor.html. Acesso em: 27 out. 2020. Figura 13 INDICATEURS-DE-TEMPS-TIMESTRIP.JPG. Disponível em: http://www.evidencia.fr/228-large_default/ indicateurs-de-temps-timestrip.jpg. Acesso em: 27 out. 2020. Figura 14 A) FOOD-TEMP-ANIMATION-385X260.GIF. Disponível em: https://www.sigmaaldrich.com/content/ dam/sigma-aldrich/analytical-chromatography/analytical-reagents/timestrip/food-temp-animation- 385x260.gif. Acesso em: 27 out. 2020. B) TIMESTRIP-FOOD.JPG. 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