Fatores que Controlam o Desenvolvimento Microbiano

Prévia do material em texto

<p>UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA</p><p>DEPARTAMENTO DE PARASITOLOGIA, MICROBIOLOGIA E</p><p>IMUNOLOGIA</p><p>Disciplina: Microbiologia Aplicada à Nutrição</p><p>Professora: Alessandra Machado</p><p>Fatores intrínsecos e extrínsecos</p><p>que controlam o desenvolvimento</p><p>microbiano nos alimentos</p><p>1. Solo e água</p><p>2. Plantas</p><p>3. Utensílios</p><p>4. TGI de homens e animais</p><p>5. Manipuladores de alimentos</p><p>6. Pele dos animais</p><p>7. Ar e poeira</p><p>Fontes de contaminação</p><p>Sobrevivência/crescimento dos microrganismos</p><p>em um alimento</p><p>• Fatores intrínsecos – relacionados com as</p><p>características próprias do alimento.</p><p>• Fatores extrínsecos – relacionados com o</p><p>ambiente em que o alimento se encontra.</p><p>• Fatores Intrínsecos</p><p>– Atividade de Água (Aa);</p><p>– pH;</p><p>– Potencial de Oxidorredução;</p><p>– Composição do alimento;</p><p>– Presença de fatores antimicrobianos naturais;</p><p>– Estruturas biológicas;</p><p>– Interações entre os microrganismos no alimento.</p><p>• Fatores Extrínsecos</p><p>– Temperatura;</p><p>– Atmosfera envolvendo o alimento;</p><p>– Umidade relativa do ambiente.</p><p>Atividade de água - Aa</p><p>Os microrganismos necessitam de água para sua sobrevivência</p><p>=> metabolismo e multiplicação - a água deve estar na forma</p><p>disponível.</p><p>O parâmetro que mede a disponibilidade de água em um</p><p>alimento é chamado de Aa.</p><p>Relação entre a pressão parcial de vapor de água contida no</p><p>alimento (P) e a pressão parcial de vapor de água pura (Po), a</p><p>uma dada temperatura. Aa = P/Po</p><p>Fatores Intrínsecos</p><p>� Adição de sal, açúcar e outros solventes – reduz Aa por</p><p>reduzir o valor de P</p><p>Aa = P/Po</p><p>Os valores de Aa variam de 0 a 1:</p><p>Solução saturada de NaCl: Aa = 0,75</p><p>�Adição de açúcar – reduz Aa</p><p>� Processos de remoção da água por desidratação e congelamento – reduz Aa</p><p>Efeito da diminuição da Aa</p><p>Aumento da fase lag do crescimento microbiano e a diminuição</p><p>da velocidade de multiplicação e do tamanho da população</p><p>microbiana final.</p><p>Este efeito é devido a alterações em todas as atividades</p><p>metabólicas, pois todas as reações químicas das células são</p><p>dependentes de água.</p><p>pH</p><p>A maioria das bactérias cresce</p><p>melhor em pH em torno de 6,5 a</p><p>7,5.</p><p>Algumas favorecidas em pH</p><p>acido, como as bactérias</p><p>láticas.</p><p>Bactérias patogênicas em pH</p><p>em torno de 7,0.</p><p>Bolores e leveduras � maior</p><p>tolerância ao pH</p><p>Efeito do pH no crescimento microbiano</p><p>A maioria das bactérias cresce</p><p>melhor dentro de variações</p><p>pequenas de pH, sempre perto</p><p>da neutralidade, entre pH 6,5 e</p><p>7,5.</p><p>Classificação dos alimentos em relação ao pH</p><p>*Baseada no pH mínimo para multiplicação e produção da toxina de</p><p>Clostridium botulinum (pH 4,5) e no pH mínimo para multiplicação da</p><p>grande maioria doas bactérias (pH 4).</p><p>O pH adverso afeta principalmente a respiração e o transporte</p><p>de nutrientes para dentro da célula microbiana.</p><p>Quando os microrganismos estão em pH diferente do neutro,</p><p>sua capacidade de multiplicação depende de sua capacidade</p><p>de modificar o pH adverso.</p><p>� Em pH ácido => ativação de aminoácido-descarboxilases</p><p>� Em pH alcalino => ativação de aminoácido-desaminases</p><p>Efeito do pH adverso para a célula microbiana</p><p>Potencial de oxi-redução – Eh</p><p>Facilidade com que determinado substrato ganha ou perde</p><p>elétrons.</p><p>Quando o elemento perde eletróns – oxidado</p><p>Quando perde – reduzido</p><p>Quanto mais oxidado um composto, mais positivo é o seu</p><p>potencial de oxi-redução, e quanto mais reduzido, mais</p><p>negativo é o potencial.</p><p>Eh +</p><p>+350 a +500</p><p>Eh –</p><p>+30 a -250</p><p>Eh + e Eh –</p><p>-100 a +350</p><p>Eh + baixo</p><p>Vegetais +300 a +400</p><p>Carne moída + 200</p><p>Composição Química</p><p>Água, fonte de energia, fonte de nitrogênio, vitaminas e sais</p><p>maneirais � Devem estar disponível para multiplicação microbiana.</p><p>Fonte de Energia:</p><p>Açúcares, álcoois e aminoácidos;</p><p>Amido, celulose;</p><p>Lipídeos.</p><p>Fonte de nitrogênio:</p><p>Aminoácidos,</p><p>Nucleotídeos, peptídeos.</p><p>Vitaminas:</p><p>Complexo B, biotina e acido pantotênico.</p><p>Minerais:</p><p>Sódio, potássio, cálcio, magnésio, ferro, cobre, zinco etc..</p><p>Fatores antimicrobianos naturais</p><p>A estabilidade de alguns alimentos frente aos mo pode ser</p><p>devida a presença de substâncias naturalmente presentes nos</p><p>alimentos, retardando ou inibindo sua proliferação.</p><p>Condimentos: óleos essencias (eugenol no cravo e canela, alicina no</p><p>alho, timol e isotimol no orégano, etc..)</p><p>Ovos: A clara contem diversos agentes antimicrobianos (lisozima,</p><p>avidina, conalbumina - inibidores enzimáticos), além do pH</p><p>desfavorável a multiplicação (9 a 10).</p><p>Leite de vaca: Contem substâncias antimicrobianas naturais,</p><p>especificas e inespecíficas (Igs, fatores do complemento, macrófagos e</p><p>linfócitos), além de lactoferrina, lisozima, nisina.</p><p>Frutas: taninos, ácidos orgânicos e óleos essenciais</p><p>Estruturas biológicas</p><p>Funcionam como barreiras mecânicas para penetração de</p><p>microorganismos.</p><p>Ex: casca de nozes, dos ovos, película que envolve as</p><p>sementes.</p><p>Interações entre microrganismos</p><p>� Um determinado mo ao se multiplicar em um alimento</p><p>produz metabólitos que podem afetar a capacidade de</p><p>sobrevivência /multiplicação de outros mos presentes ou</p><p>favorecer o crescimento de outros.</p><p>Produção de metabólitos por mo. Ex bactérias lácticas (� pH</p><p>do alimento);</p><p>Contaminação de certos alimentos por Pseudomonas - produz</p><p>tiamina e triptofano, essencial para S. aureus.</p><p>Estreptococos e lactobacilos� produzem peróxido de</p><p>hidrogênio que é inibidor para muitas bactérias.</p><p>Muitos microrganismos produzem substâncias bactericidas</p><p>(bacteriocinas).</p><p>Fatores Extrínsecos</p><p>Grupo</p><p>Temperatura (C)</p><p>Mínima Ótima Máxima</p><p>Termófilos 35-45 45-65 60-90</p><p>Mesófilos 5-25 25-40 40-50</p><p>Psicrófilos -5 a +5 10-15 15-20</p><p>Psicrotróficos -5 a +5 25-30 30-35</p><p>Temperatura Ambiental</p><p>Os microrganismos podem se multiplicar em uma</p><p>faixa que varia de -10 ºC a 110ºC.</p><p>• Psicrófilos e psicrotróficos (Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium,</p><p>Micrococcus) – multiplicam-se bem em alimentos refrigerados, principais agentes de</p><p>deterioração de carnes, pescado, ovos, frangos.</p><p>• Mesófilos – grande importância em alimentos, maior parte dos patógenos.</p><p>• Bactérias termófilas importantes em alimentos (patogênicas e deteriorantes) –</p><p>gêneros Bacillus e Clostridium.</p><p>•Fungos – crescem em faixa de temperatura mais ampla do que bactérias – muitos são</p><p>capazes de se multiplicar em alimentos refrigerados.</p><p>•Leveduras – não toleram bem temperaturas altas, preferindo as faixas mesófila e</p><p>psicrófila.</p><p>Umidade Relativa do Ambiente (UR)</p><p>Há uma correlação estreita entre a Aa de um alimento e a</p><p>UR.</p><p>FATORES EXTRÍNSECOS</p><p>A umidade relativa interfere diretamente na atividade de</p><p>água do alimento. Se armazenamos um alimento de baixa Aa</p><p>em ambiente com alta umidade relativa, a Aa do alimento</p><p>aumentará, podendo levar a deterioração do alimento.</p><p>Composição Gasosa do ambiente</p><p>A composição gasosa do ambiente que envolve o alimento pode</p><p>determinar os tipos de microrganismos que poderão nele</p><p>predominar.</p><p>Fatores Extrínsecos</p><p>Microrganismos aeróbios: presença de oxigênio favorece a multiplicação. Ex:</p><p>Bolores, leveduras oxidativas e bactérias (Pseudomonas, Moraxella, etc.)</p><p>Microrganismos anaeróbios: ausência de oxigênio causará a predominância</p><p>Ex: Clostridium.</p><p>Modificações na composição gasosa são capazes de causar</p><p>alterações na microbiota de determinado alimento.</p><p>Atmosfera modificada => ambiente em que o oxigênio é</p><p>total ou parcialmente substituído por outros gases =></p><p>aumento da vida útil dos alimentos.</p><p>=> atmosfera contendo 10% de CO2 (frutas, carnes</p><p>vermelhas)</p><p>=> atmosfera contendo O2, N2 e CO2, NO e SO2</p><p>- Quais mo são capazes de crescer</p><p>neste alimento?</p><p>-Patogênico? Deteriorante?</p><p>Produção de toxina?</p><p>- Qual “vida de prateleira” do</p><p>alimento?</p><p>-É seguro?</p><p>� É importante conhecer esses</p><p>fatores em conjunto e não</p><p>isoladamente – efeitos interativos.</p><p>� O estudo das interações entre os vários fatores intrínsecos e</p><p>extrínsecos que afetam a capacidade de sobrevivência e de multiplicação</p><p>dos mo nos alimentos deu origem ao Conceito dos obstáculos.</p><p>Conceito dos obstáculos de Leistner</p><p>�A combinação de fatores extrínsecos e fatores intrínsecos</p><p>pode servir como “obstáculo” ou “barreira” aos</p><p>ataques dos</p><p>microrganismos.</p><p>Conceito dos obstáculos de Leistner</p><p>1. Cada um dos fatores contribui com</p><p>parcela igual no retardamento do</p><p>crescimento, até que seja bloqueado.</p><p>Alimento seguro.</p><p>2. Os quatro fatores são suficientes para</p><p>garantir a segurança do alimento.</p><p>3. Aa é suficiente para manter a</p><p>segurança do alimento, se a carga</p><p>microbiana for baixa.</p><p>4. Se a carga inicial for alta, os 4 fatores</p><p>serão insuficiente para controlar o</p><p>desenvolvimento microbiano.</p><p>5. O produto é enriquecido com mais</p><p>nutriente, o que causa um efeito</p><p>trampolim no crescimento microbiano.</p><p>A intensidade dos obstáculos deve ser</p><p>aumentada para que sejam eficientes e</p><p>impeçam o desenvolvimento</p><p>microbiano.</p><p>� O conceito dos obstáculos deu origem a tecnologia dos</p><p>obstáculos</p><p>• Utilização simultânea de mais de uma forma de controle</p><p>microbiano nos alimentos (ex: salga, acidificação,</p><p>processamento térmico, adição de conservantes, etc).</p><p>• Objetivo: obtenção de produtos alimentícios de prolongada</p><p>vida de prateleira e seguros à saúde.</p>