Aula 2 Ecologia Microbiana

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ECOLOGIA 
MICROBIANA 
Fatores Intrínsecos e Extrínsecos que determinam o 
crescimento microbiano nos alimentos e água 
Nutrição e Farmácia 
Prof. MSc. Marcus Covre 
1 
Introdução 
 O crescimento de microorganismos nos alimentos 
depende de fatores que estão relacionados com as 
características próprias do alimento e do ambiente. 
 Fatores intrínsecos, relacionados ao alimento; 
 Fatores extrínsecos, relacionados às condições ambientais. 
Fatores intrínsecos 
•Água; 
•Nutrientes; 
•Acidez; 
•Condições naturais 
 
Fatores 
extrínsecos 
•Umidade; 
•Temperatura; 
•Composição 
gasosa da 
atmosfera. 
 
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Fatores Intrínsecos 
 Atividade de água (Aa); 
 Funções vitais. 
 Acidez (pH); 
 Os extremos de pH são seletivos. 
 Potencial de oxi-redução (Eh); 
 Capacidade de obtenção de energia – aeróbia e 
anaeróbia. 
 Composição química (nutrientes); 
 Fonte de energia e nutrientes para o crescimento. 
 Substâncias antimicrobianas naturais; 
 Fatores de defesa dos vegetais. 
 Competição com a flora natural. 
Fatores que fazem parte do alimento. 
 
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Fatores Intrínsecos 
 Atividade de água (Aa) 
 Todo organismo necessita de água para sua sobrevivência. 
 As atividades vitais dependem de água na forma disponível 
(não associada a macromoléculas, na forma de vapor). 
 Cada alimento (origem vegetal ou animal, e processados) 
apresenta uma Aa, que favorece a colonização de determinados 
microrganismos. 
 
> > > 
A
a 
A
a 
A
a 
4 
Fatores Intrínsecos 
 Atividade de água (Aa) 
 Máximo de crescimento microbiano, Aa 
próximo de 1,00. 
 Os valores variam de 0 a 1 (água pura 1,00). 
 As bactérias requerem mais Aa do que os 
fungos. 
 S. aureus tolera altas concentrações de sais e 
baixa Aa (0,86). 
 A adição de sais, de açúcar e outros solutos 
provoca a redução do valor de Aa. 
 A redução da Aa dos alimentos dificulta o 
crescimento microbiano, aumentando a vida de 
prateleira. 
NaCl a 22% 
Solução 
saturada NaCl 
Aa =0,86 
Aa =0,75 
> 
Aa 
Carne fresca 
(Aa > 0,95) 
Carne curada 
(Aa = 0,87) 
5 
Fatores Intrínsecos 
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 Atividade de água (Aa) 
 Microrganismos resistentes a baixa Aa: 
 Microrganismos osmofílicos: precisam de ambientes 
com baixa Aa (alimentos açucarados); 
 Microrganismos halofílicos: necessitam de ambientes 
com elevada concentração salina. 
 Microrganismos xerofílicos: possuem afinidade a 
ambientes secos. 
Fatores Intrínsecos 
Alimento Aa 
Frutas frescas e 
vegetais 
>0,97 
Carnes frescas >0,95 
Ovos 0,97 
Queijos 0,91 a 
1,00 
Carnes curadas 0,87 a 
0,95 
Nozes 0,66 a 
0,84 
Farinha de trigo 0,67 a 
0,87 
Mel 0,54 a 
0,75 
Cereais 0,10 a 
0,20 
Açúcar 0,10 
Microrganismo Aa 
Bactérias deteriorantes >0,90 
Levedura deteriorante 0,88 
Bolor deteriorante 0,80 
Clostridium botulinum 0,97 
Pseudomonas spp. 0,97 
E.coli 0,96 
Vibrio spp. 0,94 
S. aureus 0,86 
Aspergillus echinulatus 0,64 
Xeromyces bisporus 0,61 
Aa de alguns alimentos e Aa mínima para o 
desenvolvimento de microrganismos 
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Fatores Intrínsecos 
 Acidez (pH) 
 pH 6,5 a 7,5, favorável para a maioria dos 
microrganismos. 
 Bolores e leveduras toleram pH mais ácido. 
 O pH interfere principalmente na respiração dos 
microrganismos, agindo sobre as enzimas 
(desnaturação) e no transporte de nutrientes na 
membrana. 
 Carnes de animais fatigados deteriora-se mais 
rápido do que carnes de animais descansados (pH 
mais baixo devido a conversão do glicogênio em 
ácido lático). 
 Alguns microrganismos são capazes de modificar o 
pH do meio para que consiga se desenvolver. 
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Fatores Intrínsecos 
 Acidez (pH) 
Microrganismo pH 
Bacillus subtilis 6,8 a 7,2 
Clostridium botulinum 6,0 a 8,0 
E.coli 6,0 a 8,0 
Lactobacillus spp. 5,5 a 6,0 
Pseudomonas spp. 6,6 a 7,0 
Salmonella spp. 6,0 a 7,5 
S. aureus 6,0 a 7,0 
Leveduras 
S. cerevisiae 4,0 a 5,0 
Bolores 
Aspergillus niger 3,0 a 6,0 
Mucor spp. 3,0 a 6,1 
Microrganism
o 
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Fatores Intrínsecos 
 Potencial Oxi-redução (Eh) 
 
 
 
 
 
Respiração aeróbia → Presença de O2 → Eh 
positivo. 
 
 
 
Respiração anaeróbia → Ausência de O2 → 
Eh negativo. 
 
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• O processo de oxidação e redução estão relacionados com a troca de 
elétrons durante as reações químicas na respiração celular e obtenção de 
energia (aerobiose ou anaerobiose). 
• O oxigênio é o fator que mais contribui para aumento do potencial redox. 
 
Fatores Intrínsecos 
 Potencial Oxi-redução (Eh) 
 A medição é expressa em volts (V) ou milivolts (mV). 
 Microganismos aeróbios → Eh positivo Pseudomonas, Bacillus, 
Acinetobacter, Micrococcus, bolores e leveduras oxidativas. 
 Microrganismos anaeróbios → Eh negativo (Clostridium). 
 Microrganismos aeróbios e anaeróbios facultativos → Eh + ou – 
(Leveduras fermentativas, S. aureus e enterobactérias: E.coli, 
Salmonella). 
 
 
Eh entre +300 a +400 mV. Frutas e 
carne moída. 
Eh entre -20 a -200 mV. Carnes e 
queijos em peças 
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Fatores Intrínsecos 
 Composição química 
 Alimentos = fonte de nutrientes. 
 Principais nutrientes: água, fonte de energia, fonte de 
nitrogênio, vitaminas e sais minerais. 
 Fonte de energia: carboidratos, aminoácidos e lipídios. 
 Fonte de nitrogênio: aminoácidos na forma livre ou em 
proteínas. 
 Vitaminas (coenzimas de várias reações metabólicas). 
 Minerais: em quantidades reduzidas, são indispensáveis para 
a multiplicação, e estão envolvidas em diversas reações 
enzimáticas (sódio, potássio, cálcio, magnésio, ferro, cobre, 
manganês, fósforo, enxofre ,etc). 
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Fatores Intrínsecos 
 Fatores antimicrobianos 
 Substâncias naturalmente presentes nos alimentos. 
 Retarda ou impede a multiplicação microbiana. 
 Exemplos: 
 Condimentos que apresentam óleos essenciais (cravo - com 
eugenol (fenol); alho (alicina); canela (aldeído cinâmico); 
mostarda e orégano (timol e isotimol) com atividade 
bacteriostática (Listeria monocytogenes). 
 Clara de ovo, rica em lisozima (muramidase), enzima capaz de 
destruir a parede celular de bactérias gram positivas; 
 Leite, rico em lisozima, lactenina (sistema lactoperoxidase – 
enzima catalítica do tiocianeto e H2O2) que apresenta fator anti-
coliformes, anticorpos, macrófagos e linfócitos mantém a 
estabilidade microbiana do produto nas 2 primeiras horas depois 
da ordenha. 
 Frutas e outros vegetais contêm ácidos orgânicos e óleos 
essenciais importantes na inibição da multiplicação microbiana 
(amora – ácido bezóico contra fungos). 
 Barreiras mecânicas: casca de nozes, das frutas e dos ovos, pele 
dos animais e a película que envolvem as sementes. 
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Fatores Intrínsecos 
 Fatores antimicrobianos 
 Ovos 
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Fatores Intrínsecos 
Microbiota do alimentos 
 Determinados microrganismos produzem metabólitos 
que podem inibir a multiplicação de outros 
microrganismos. 
 Bactérias láticas acidificam o meio impedindo o crescimento 
de outras bactérias. 
 Streptococcus e lactobacilos produzem peróxido de 
hidrogênio (H2O2) que é inibidor para Pseudomonas spp., 
Bacillus spp. e Proteus spp. 
 Ou podem produzir metabólitos que podem ser 
essenciais ao desenvolvimento de outros 
microrganismos. 
 Pseudomonas aeruginosa produz vitaminas (vit. B1) e 
aminoácidos (triptofano), que são essenciais para o S. 
aureus. 
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Fatores Intrínsecos 
Microbiota do alimentos 
 Bacitracinas, produzidas por algumas bactérias. 
 Capacidade de degradarproteínas vitais, DNA e RNA, 
inibição de síntese de proteínas, de DNA, de RNA e de 
peptidoglicano. 
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Fatores extrínsecos 
Condições ambientais que interferem 
no desenvolvimento de 
microrganismos. 
 Temperatura ambiental 
 Umidade 
 Composição gasosa 
 
 
Fatores relacionados aos processos de 
conservação dos alimentos. 
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Fatores extrínsecos 
 Temperatura ambiental 
 Um dos fatores mais importante que afeta a multiplicação 
microbiana. 
 Influência na atividade enzimática (velocidade das reações). 
 Multiplicação em faixas amplas (-35ºC a 90ºC). 
 Psicrotróficos (0ºC a 7ºC, máx. cresc. 20 a 30ºC) – Pseudomonas, 
Lactobacillus; 
 Psicrófilos (0º a 20ºC, máx. cresc.10ºC a 15ºC) - Enterobacter, Yersinia; 
 Mesófilos (25ºC a 40ºC, máx. cresc. 35ºC) – maioria dos patógenos; 
 Termófilos (45ºC a 65ºC) – Clostridium, Bacillus. 
 
 Os fungos são capazes de crescer em faixa de temperatura mais 
ampla. 
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Fatores extrínsecos 
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 Temperatura ambiental 
Fatores extrínsecos 
 Umidade relativa do ambiente (UR) 
 Existe uma correlação entre a atividade de água (Aa) de um 
alimento e a umidade relativa do ambiente. 
 Alimentos conservados em ambiente com UR superior à Aa 
tenderão a absorver umidade do ambiente, causando um 
aumento em sua Aa. 
 Os alimentos perderão água se a umidade ambiental for 
inferior à sua Aa. 
 O binômio UR/temperatura não pode ser desprezado, sendo 
que, no geral, quanto mais elevada a temperatura de 
estocagem, menor deverá ser a UR, sendo o inverso verdadeiro. 
 
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Fatores extrínsecos 
 Composição gasosa do ambiente 
 Pode determinar os tipos de microrganismos que poderão 
predominar. 
 Presença de oxigênio → microrganismos aeróbios. 
 Ausência de oxigênio → microrganismos anaeróbios. 
 “Atmosfera modificada” = ambiente nos quais o oxigênio é 
total ou parcialmente substituído por outros gases para 
aumentar a vida útil dos alimentos (recursos tecnológicos). 
 Gases utilizados: CO2, CO, N2, óxido nitroso, ozônio (03) e 
dióxido de enxofre. 
 Ex.: Atmosfera com 10% de CO2 ou ozônio, utilizada para 
conservação de frutas (ação de competição com o etileno 
produzido pelas frutas e retardo do crescimento de fungos 
filamentosos). 
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Fatores extrínsecos 
“Conceito das Múltiplas Barreiras” ou 
“Obstáculos de Leistner” 
 Combinação de fatores intrínsecos e extrínsecos. 
 Geralmente, para a conservação dos alimentos, adota-se o 
conjunto de barreiras. 
 Os obstáculos normalmente considerados na conservação dos 
alimentos, são: temperatura (elevada ou baixa), atividade de 
água (Aa), pH (acidificação), potencial redox, conservantes 
(nitritos, sorbatos e sulfitos), atmosfera modificada e 
microrganismos competitivos (bactérias lácticas e produtos de 
seu metabolismo). 
 Ex.: Inibição de crescimento de Clostridium botulinum – pH menor 
que 4,6; Aa menor que 0,94; 10 % de NaCl; temperatura menor que 
10ºC; 120ppm de NaNO2; e presença de biota aeróbia. 
 
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Fatores extrínsecos 
“Obstáculos de Leistner” 
 
 
 
 
 
 
 http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA06sAC/obstaculos-
leistner-aplicados-na-fabricacao-pao-forma 
 
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Atividade 
 Leitura do artigo “Fatores limitantes à 
proliferação de microrganismos em 
alimentos”. 
http://www.signuseditora.com.br/BA/pdf/09/09%
20-%20Higiene.pdf 
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