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Microbiologia e Higiene dos Alimentos Aula 1: Introdução à Microbiologia dos Alimentos Apresentação Nesta aula, conheceremos a microbiologia de alimentos como uma das áreas da microbiologia geral, bem como suas aplicações na indústria de alimentícia e serviços de alimentação. Abordaremos a classi�cação dos micro-organismos e sua relação com os alimentos, com enfoque nos parâmetros intrínsecos e extrínsecos. Por �m, compreender a relação existente entre a microbiologia de alimentos e a saúde pública. Objetivos Reconhecer a microbiologia de alimentos como uma área da microbiologia geral; Identi�car os principais micro-organismos e sua relação com a saúde pública; Estudar os parâmetros intrínsecos e extrínsecos dos alimentos e sua in�uência no crescimento microbiano. A Microbiologia é a ciência que estuda os micro-organismos (bactérias, fungos, protozoários, vírus), constituídos por um amplo e diverso grupo de organismos com diferentes metabolismos e características morfológicas. A área Microbiologia dos Alimentos estuda a in�uência dos micro-organismos nas características dos alimentos de consumo humano ou animal, aborda assuntos como controle de qualidade, produção de alimentos, legislação e doenças transmitidas por alimentos (DTA). Fonte: Shutterstock Estudar os diferentes tipos de micro-organismos oferece conhecimentos necessários para a proteção da saúde humana e, assim, melhorar a qualidade de vida da população. A segurança dos alimentos além de garantir a inocuidade dos alimentos (qualidade), também aumenta o tempo de prateleira e o processamento de produtos. Os micro-organismos estão envolvidos no desenvolvimento de diversas doenças, mas, também estão envolvidos na produção de alimentos fermentados como queijos, pães, cervejas, vinhos, entre outros. Além disso, destaca-se o desenvolvimento de novos produtos com alegações funcionais, que possuem efeitos bené�cos à saúde comprovados, como os probióticos. Classi�cação dos micro-organismos Atualmente sabemos que os micro-organismos podem desempenhar funções negativas, mas também muito importante nos alimentos, como relatado anteriormente. Na Microbiologia dos Alimentos são classi�cados em três grupos distintos: 1 Deterioradores Os micro-organismos como agentes de deterioração dos alimentos causam alterações químicas prejudiciais e levam à alteração de cor, odor, sabor, textura. Considera-se alimento deteriorado aquele que sofreu danos por agentes microbianos, químicos ou físicos, tornando-o inaceitável para o consumo humano. Os agentes microbianos causadores de deterioração em alimentos podem ser bactérias ou fungos; 2 Patogênicos Quando presentes nos alimentos podem representar risco à saúde do homem e dos animais. As características das doenças causadas por esses agentes patogênicos variam com o alimento, o agente patogênico e o indivíduo contaminado. Alguns patógenos podem ser veiculados por alimentos contaminados. Os problemas causados vão desde complicações gastrointestinais a quadros mais graves de septicemia, infecções, inclusive ocasionar óbito; 3 Produtores de Alimentos Desde o início da humanidade há registros do uso de micro- organismos para produção de alguns alimentos. Em alguns casos os processos microbianos promovem alterações nos alimentos que os confere maior resistência à deterioração e o desenvolvimento de características sensoriais mais desejáveis formulando novos produtos. Os micro- organismos produtores provocam alterações bené�cas em um alimento, modi�cando suas características originais, transformando-o em um novo alimento. Fontes de Contaminação Microbiana De onde vêm esses micro-organismos que contaminam os alimentos? Já parou para pensar onde eles habitam? Clique nos botões para ver as informações. Estes dois ambientes são considerados em conjunto, pois os micro-organismos neles presentes possuem características em comum. Os micro-organismos podem, por exemplo através do vento, contaminar a água e o solo ou diretamente ir parar nos alimentos. A água da chuva também pode remover micro-organismos do solo e transferi-los para os corpos hídricos, haja vista ser no solo que encontramos uma grande variedade e quantidade de micro-organismos. Água e solo Poucos micro-organismos presentes no solo e na água são capazes de sobreviver e multiplicar na superfície das plantas. Pois é necessário um mecanismo de adesão à superfície, para que os micro-organismos possam obter nutrientes necessários. Mas existem algumas bactérias chamadas de �topatogênicas, que causam doenças as plantas. Como exemplos: Corynebacterium, Pseudômonas, Xanthomonas e algumas espécies de fungos. Plantas Objetos como bandejas, facas, tábuas, moedores, entre outros, são importantes como fonte de contaminação. A higienização inadequada resulta em transmissão de micro-organismos de um alimento para outro. Utensílios O trato intestinal do homem e os animais possuem o que chamamos de �ora ou microbiota intestinal, que podem ser hospedeiros intermediários, principal reservatório, de alguns micro-organismos patogênicos, sendo a principal fonte de contaminação dos alimentos com micro-organismos enteropatogênicos como Salmonella, Escherichia coli e Shigella. Trato intestinal do homem e animais A microbiota das mãos e roupas dos manipuladores pode ser oriunda do solo, água, poeira e outros ambientes. Em condições muito precárias de higiene, os micro-organismos do trato gastrointestinal (TGI) podem contaminar as mãos dos manipuladores e, consequentemente os alimentos por eles preparados. Outras fontes importantes de contaminação são as fossas nasais, a boca e a pele. Manipuladores de alimentos As rações dos animais representam uma importante fonte de contaminação do micro-organismo, como a Salmonella para aves e outros animais. Ração animal A pele dos animais constitui uma importante fonte de contaminação, principalmente de leite, por conta da ordenha feita sem higiene necessária. Os micro-organismos presente na microbiota dos animais podem também contaminar todo o ambiente, recipientes e manipuladores. Pele dos animais Embora, todos os micro-organismos possam ser encontrados no ar, os que melhor sobrevivem neste ambiente são as bactérias do tipo Gram positivas (+) e os fungos, podendo levar contaminação dos alimentos, objetos e pessoas. Ar Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online Fatores que in�uenciam a multiplicação microbiana A capacidade de sobrevivência dos micro-organismos que estão presentes nos alimentos depende de uma série de fatores intrínsecos e extrínsecos ao alimento, fatores esses que controlam o desenvolvimento microbiano. Fatores Intrínsecos Os fatores intrínsecos estão relacionados com as características próprias do alimento, são fatores que fazem parte dele: 1 Atividade de água (Aa ou a );w 2 Potencial hidrogeniônico (pH); 3 Potencial de óxido-redução (Eh); 4 Composição química; 5 Fatores antimicrobianos; 6 Interação entre micro-organismos. Tabela 1. Valores de aw em diferentes alimentos | Fonte: JAY, 2005 Atividade de água (Aa ou a ) É a quantidade de água presente nos alimentos. Expressa pelo valor da determinação da água total contida no alimento. Mas devemos considerar a água livre e a água combinada na composição química do alimento, pois a atividade de água (Aa e a ) representa apenas o teor de água livre no alimento. Os micro-organismos necessitam de água livre para sua sobrevivência e crescimento, por isso exigem a presença de água em uma forma disponível. O valor da atividade de água fornece uma indicação segura do teor de água livre do alimento, sendo esta a forma ideal de água usada pelos micro-organismos no seu metabolismo e reprodução. A Tabela 1 apresenta a faixa da aw de alguns alimentos. w w Atenção As bactérias são usualmente mais exigentes quanto à disponibilidade de água livre, seguida das leveduras e dos bolores. Algumas espécies de bolores destacam-se pela elevada tolerância à baixa a .w Encontramos a a nosalimentos pela fórmula abaixo:w =aw P P0 Em que: P = pressão de vapor da solução dissolvida em água; P0 = pressão de vapor do solvente puro (água). A a varia de 0 a 1,0; a = 1,0 não há multiplicação de micro-organismo; Alimentos frescos possuem a alta, de 0,95. w w w Potencial hidrogeniônico - pH (Acidez) É a medida de acidez ou alcalinidade em um alimento. A concentração hidrogeniônica que determina o pH dos alimentos é um fator de grande importância na limitação dos tipos de micro-organismos capazes de se desenvolver em um alimento, exercendo in�uência sobre o crescimento, a sobrevivência ou a destruição destes micro-organismos, sendo considerado um dos principais fatores intrínsecos. Os micro-organismos possuem valores de pH ótimo e máximo para sua multiplicação. O pH em torno da neutralidade (6,5 – 7,5) é o mais favorável para a maioria dos micro-organismos patogênicos. Entretanto, a maioria dos micro-organismos cresce melhor com valores de pH em torno de 5,0–8,0, mas alguns são capazes de se desenvolverem em pH abaixo de 4,0. A Tabela 2 mostra a faixa de crescimento de pH ótimo, máximo e mínimo de alguns micro-organismos: Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online Micro-organismo pH ótimo pH máximo pH mínimo Bactérias (a maioria) 6,5 a 7,5 9,0 4,5 Leveduras 4 a 6,5 8,0 a 9,0 1,5 a 3,5 Bolores 4,5 a 7,0 8,0 a 11,0 1,5 a 3,5 Tabela 2. Faixa de crescimento do pH | Fonte: JAY, 2005 Classi�cação dos alimentos em função do Ph A Tabela 3 apresenta o pH aproximado de alguns alimentos. De acordo com a classi�cação do pH os alimentos são divididos três grupos: 1 Alimentos pouco ácidos: pH superior a 4,5. Nesta faixa de pH a microbiota do alimento é bastante variada, com maiores condições para o desenvolvimento da maioria das bactérias inclusive as patogênicas, bolores e leveduras. Faixa com maior probabilidade ao desenvolvimento microbiano; 2 Alimentos ácidos: pH entre 4,0 – 4,5. Nesta faixa a microbiota do alimento já é bem mais restrita, representada por bactérias láticas e acéticas e algumas formas esporuladas do gênero Bacillus e Clostridium; 3 Alimentos muito ácidos: pH inferior a 4,0. Nesta faixa a microbiota capaz de se desenvolver é bastante restrita, somente aos bolores e leveduras. Tabela3: pH aproximado de alguns alimentos | Fonte: JAY, 2005 Potencial Oxi-Redução (Eh) O potencial Oxi-Redução é a facilidade com que o substrato pode ganhar (redução) ou perder () elétron. Substrato perde (doa) elétrons é um substrato é oxidado, já o substrato ganha (recebe) elétrons é um substrato é reduzido. Então quanto mais reduzido (ganha eletróns) um composto, mais negativo é o seu potencial de oxi-redução (Eh= -) e quando mais oxidado (doa elétrons), mais positivo é seu potencial (Eh= +). A transferência de elétrons de um composto para outro gera diferença de potencial (mV), o Eh é medido em milivolts (mv). Os micro-organismos variam no grau de sensibilidade ao potencial de oxi- redução e podem ser dividido em grupos de acordo com o potencial de oxi-redução (Eh) do alimento. oxidação Determinar o valor de Eh de um alimento é muito difícil, devido às interações da tensão do oxigênio que envolve o alimento com compostos químicos que agem sobre o valor de Eh. Os micro- organismos aeróbios tem a�nidade por alimentos com Eh positivo, enquanto os anaeróbios preferem alimentos que possuem o Eh negativo (JAY, 2005). Tabela 4: potencia de oxi-redução de alguns alimentos | Fonte: JAY, 2005 A Tabela 4 mostra o potencial de oxi-redução de alguns alimentos. Composição Química A multiplicação microbiana é in�uenciada pela disponibilidade de nutrientes nos alimentos. Os micro-organismos variam quanto às suas exigências aos fatores de crescimento e à capacidade de utilizarem os diferentes substratos que compõem os alimentos, como os sais minerais, vitaminas, fontes de nitrogênio (proteína), hidratos de carbono (carboidratos), fontes de gorduras (lipídeos) e água presente nos alimentos. De acordo com o tipo de nutrientes que compõe o alimento, podemos determinar qual o micro-organismo que terá maiores possibilidades de se desenvolver. Comentário Os bolores são de particular interesse na deterioração de matérias primas ricas em carboidratos complexos (polissacarídeos), como amido e celulose e os óleos e gorduras sofrem a ação de muitos bolores, leveduras e algumas bactérias. Fonte: JAY, 2005 Fatores Antimicrobianos Naturais A estabilidade de alguns produtos de origem animal e vegetal ocorre, na natureza, devido à presença de constituintes antimicrobianos, que são substâncias naturalmente presentes nesses alimentos tendo a capacidade de retardar ou inibir a multiplicação microbiana. Interações entre micro-organismos Determinado micro-organismo ao se multiplicar em um alimento, produz metabólitos que podem afetar a capacidade de sobrevivência ou de multiplicação de outros micro-organismos presentes no nesse alimento. Por exemplo, bactérias produtoras de ácido láctico podem alterar o pH do alimento e tornar ácido demais para o crescimento de outros micro-organismos, essa relação chamamos de antagonismo. Mas também pode acontecer o Sinergismo, como exemplo temos as leveduras degradam o ácido láctico propiciando o crescimento de outros micro-organismos. A Tabela 5 mostra as interações de alguns micro- organismos. Bactérias Ação Resultado Bactérias Lácticas Altera o pH do alimento Inibição de bactérias com exigência de pH maior Leveduras Degradam Ácido Láctico Favorece crescimento de Clostridium botulino e toxinas Lactobacilos Produzem peróxido de hidrogênio H O Inibidor de Pseudomonas spp., Bacillus spp. Bruto 378000 Bruto Tabela 5: Interações entre os micro-organismos | Fonte: JAY, 2005. 2 2 Fatores Extrínsecos Os fatores relativos ao ambiente externo, que cerca o alimento, poderão atuar positiva ou negativamente sobre os micro- organismos, são eles: 1 Temperatura 2 Umidade 3 Composição gasosa da atmosfera Classificação dos micro-organismos de acordo com a temperatura | Fonte: JAY, 2005. Temperatura É provavelmente, o mais importante fator ambiental que interfere no crescimento microbiano. A velocidade de crescimento dos micro-organismos diminui à medida que a temperatura se afasta da faixa ótima, até que cessa o desenvolvimento ou ocorra a morte dos micro-organismos. A resistência a temperaturas mais altas depende da característica do micro-organismo. A Tabela 6 mostra a classi�cação dos micro-organismos de acordo com a temperatura. Os micro-organismos podem ser classi�cados de acordo com a faixa de temperatura que favorecem o seu crescimento, em: Clique nos botões para ver as informações. micro-organismos que crescem em um intervalo abaixo de 0°C até 20°C, com uma faixa de temperatura ótima de crescimento entre 10°C e 15°C; PSICRÓFILOS micro-organismos capazes de crescer à 5°C ou menos, ou, ainda, micro-organismos que podem crescer sob temperaturas entre 0°C e 7°C dentro de 7 a 10 dias. PSICROTRÓFICOS temperatura ótima de multiplicação entre 25°C e 45°C, mínima entre 5°C e 25°C, e máxima entre 40°C e 50°C. Os micro- organismos mesó�los correspondem à grande maioria daqueles de importância em alimentos, inclusive a maior parte dos patógenos de interesse. MESÓFILOS temperatura ótima de multiplicação entre 45°C e 75°C, mínima de 35°C e 45°C, e máxima entre 60°C e 90°C. A maioria das bactérias termó�las importantes em alimentos pertence aos gêneros Bacillus e Clostridium. TERMÓFILOS Umidade Relativa do Ambiente (UR) In�uencia diretamente a a do alimento. Se estocarmos um alimento de baixa a em ambiente com alta umidade relativa, a a do alimento aumentará, podendo ocorrer deterioração. O binômio UR/temperatura não pode ser desprezado, geralmente quanto mais baixa a temperatura de estocagem, menor deverá ser UR, sendo o inverso verdadeiro, quanto mais elevado à temperatura de estocagem, maior deverá ser UR. Alterando-se a atmosfera gasosa é possível retardar a deterioração da superfície sem diminuir a UR.Composição gasosa A “atmosfera controlada” ou “atmosfera modi�cada” é a substituição parcial ou total do oxigênio (O ) por outros gases como o gás carbônico (CO )e o Nitrogênio (N ) prolonga o tempo de armazenamento dos alimentos. Essa “atmosfera modi�cada” é utilizada para armazenamento de frutas e hortaliças, retardando o metabolismo celular, prolongando a vida de prateleira dos produtos. Geralmente a atmosfera possui em sua composição 10% de CO . Portanto, os fatores intrínsecos e extrínsecos afetam na sobrevivência e na morte dos micro-organismos. E podem impedir a deterioração dos alimentos, aumentando a vida útil dos produtos, impedir a veiculação de doenças transmitidas por alimentos e, além de garantir a qualidade dos alimentos. w w w 2 2 2 2 Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online Atenção O controle da qualidade microbiológica dos alimentos se faz necessário e deve ser dada devida atenção, pela população e pelas autoridades governamentais, pois in�uencia na saúde pública. Estudos, maior �scalização e controle em todas as etapas no processamento devem ser respeitados. Atividades 1. Fatores intrínsecos e extrínsecos, relacionados com as características próprias do alimento ou com o ambiente, respectivamente, interferem na conservação dos alimentos. A conservação dos alimentos está diretamente ligada à capacidade de sobrevivência ou de multiplicação dos microrganismos neles presentes (Disponível em: https://www.cpt.com.br/cursos- gastronomia-segurancaalimentar/ artigos/fatores-que-interferem-na conservacao-dos-alimentos). Desta forma, ao nos referirmos aos parâmetros intrínsecos dos alimentos, a atividade de água de um alimento vai estar relacionada com: a) A acidez, a qualidade e a composição do alimento podendo afetar a estocagem, embalagem e processamento. b) A estabilidade, a condutividade e a natureza viva do alimento podendo afetar a estocagem, embalagem e processamento. c) A acidez, a qualidade e a natureza viva podendo afetar a estocagem, embalagem e processamento. d) A estabilidade, a qualidade e a composição do alimento podendo afetar a estocagem, embalagem e processamento. e) A acidez, a condutividade e a composição do alimento podendo afetar a estocagem, embalagem e processamento. 2. Os fatores que afetam o desenvolvimento bacteriano são divididos em dois grupos: parâmetros intrínsecos e extrínsecos. Marque a opção em que se encontram apenas os fatores intrínsecos. a) Atividade de água, umidade relativa do ambiente, potencial de óxido-redução. b) Atividade de água, temperatura ambiental, fatores antimicrobianos naturais. c) Atividade de água, acidez (pH), composição química. d) Potencial de óxido-redução, fatores antimicrobianos naturais, gases no ambiente. e) Composição química, potencial de óxido-redução, gases do ambiente. 3. A contaminação de pessoas através de alimentos contaminados é uma preocupação constante em todos os países do mundo. Muitos microrganismos presentes em alguns alimentos provocam o aparecimento de intoxicações alimentares, mas infelizmente esses alimentos não apresentam alterações em seu cheiro, sabor ou aspecto (Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/ biologia/contaminacao- alimentos.htm). Portanto, as principais fontes de contaminação dos alimentos por microrganismos são: a) Solo e água, Plantas, Utensílios, Trato intestinal, Manipuladores de alimentos, Ração animal, Pele de animais, Ar e pó. b) Solo e água, sol, Utensílios, Trato intestinal, Manipuladores de alimentos, Ração animal, Pele de animais, Ar e pó. c) Solo e água, Plantas, Utensílios, Tratoespinotalâmico, Manipuladores de alimentos, Ração animal, Pele de animais, Ar e pó. d) Solo e água, Plantas, Utensílios, Trato intestinal, Manipuladores de alimentos, Ração animal, aves, Ar e pó. e) Piscinas, Plantas, Utensílios, Trato intestinal, Manipuladores de alimentos, Ração animal, Pele de animais, Ar e pó. javascript:void(0); javascript:void(0); 4. Segundo a ICMSF (International Commission on Microbiological Speci�cations for Foods) o número de microrganismos aeróbios e mesó�los (contagem em placa) encontrado em um alimento tem sido um dos indicadores microbiológicos da qualidade dos alimentos mais comumente utilizados. A temperatura ideal de incubação desses microrganismos é: a) entre 25 e 40°C. b) entre 10 e 15°C. c) entre 25 e 60°C. d) entre 40 e 65°C. e) entre 25 e 90°C. 5. Os fatores que interferem na conservação dos alimentos podem ser intrínsecos, quando relacionados com as características próprias do alimento, ou extrínsecos, quando relacionados com o ambiente no qual o alimento se encontra. Entre os fatores intrínsecos dos alimentos que interferem no crescimento microbiano encontramos o pH. A maioria dos microrganismos cresce melhor com valores de pH em torno de: a) 2,6 – 3,5 pH b) 3,6 – 4,5 pH c) 4,6 – 5,5 pH d) 5,6 – 6,5 pH e) 6,6 – 7,5 pH Notas Título modal 1 Lorem Ipsum é simplesmente uma simulação de texto da indústria tipográ�ca e de impressos. Lorem Ipsum é simplesmente uma simulação de texto da indústria tipográ�ca e de impressos. Lorem Ipsum é simplesmente uma simulação de texto da indústria tipográ�ca e de impressos. Título modal 1 Lorem Ipsum é simplesmente uma simulação de texto da indústria tipográ�ca e de impressos. Lorem Ipsum é simplesmente uma simulação de texto da indústria tipográ�ca e de impressos. Lorem Ipsum é simplesmente uma simulação de texto da indústria tipográ�ca e de impressos. Referências FRANCO, B. D. G. M; LANDGRAF, M. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Atheneu, 2005. GERMANO, P. M. L.; GERMANO, M. I. S. Higiene e Vigilância Sanitária de Alimentos. 6. ed. São Paulo: Manole, 2019. JAY, J. M. Microbiologia de alimentos. 6. ed. São Paulo: Artmed, 2005. SILVA, N.; JUNQUEIRA, V. C. A; SILVEIRA, F. A. S. et al. Manual de métodos de análise microbiológica de alimentos e água. 5. ed. São Paulo: Bluncher, 2017. Próxima aula Principais microrganismos relacionados aos alimentos. Explore mais Para se aprofundar mais na aula, faça a leitura do texto e discuta entre os colegas. Qualquer dúvida, converse com o seu professor. Bons estudos! Noções de Microbiologia de Alimentos https://www.portaleducacao.com.br/ conteudo/artigos/ nutricao/nocoes-de-microbiologia -de-alimentos/21649. javascript:void(0);