microbiologia dos alimentos

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Fatores que afetam o desenvolvimento microbiano em alimentos
Profª Luciana Pacheco Golinelli
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PARÂMETROS INTRÍNSECOS E EXTRÍNSECOS QUE AFETAM O CRESCIMENTO DE MICRORGANISMOS NOS ALIMENTOS
Origem da microbiota dos alimentos:
ambiente
manipuladores
equipamentos
Matéria
prima
ALIMENTO
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Importância dos Microrganismos
Deteriorantes
Patogênicos
Benéficos
 O mesmo microrganismo pode ter atividades diferentes em alimentos diferentes
Fontes de Contaminação
 Solo e água
 Plantas
 Utensílios
 Trato intestinal do homem e de animais
 Manipuladores de alimentos
 Pele dos animais
 Ar e pó
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PARA ONDE VAI A CONTAMINAÇÃO ?
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MICRORGANISMOS DE INTERESSE PARA OS ALIMENTOS:
BOLORES E LEVEDURAS
Menos exigentes que as bactérias – umidade, pH, temperatura e nutrientes
 Aeróbios – superfície dos alimentos
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BACTÉRIAS
*Existem 4.600 espécies bacterianas catalogadas - sendo apenas 300 espécies consideradas patógenas
Bactérias Gram-negativas, aeróbias e microaeróbias
 Bactérias Gram-negativas aeróbias estritas
 Bactérias Gram-negativas anaeróbias facultativas
 Cocos Gram-positivos
 Bacilos Gram-positivos produtores de esporos
 Bacilos Gram-positivos não esporulados
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CRESCIMENTO MICROBIANO:
EM MICROBIOLOGIA, O TERMO CRESCIMENTO , REFERE-SE A UM AUMENTO DO NÚMERO DE CÉLULAS E NÃO AO AUMENTO DAS DIMENSÕES CELULARES.
Crescimento Microbiano = associado ao crescimento de uma população de células (uma célula dará origem a duas ao fim de um certo tempo, tempo de geração ou de duplicação.)
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FASES DO CRESCIMENTO BACTERIANO EM AMBIENTE FAVORÁVEL
Latência  adaptação e ajuste (LAG) 
Logarítmica  crescimento até alcançar multiplicação rápida e constante “crescimento exponencial” (LOG) 
Estacionária  depleção nutrientes – acúmulo metabólitos tóxicos – redução da velocidade de crescimento – nº células nascem = nº células morrem – divisão celular se igualam – população permanece constante
Declínio  n° células que morrem > que nº células que nascem – acúmulo de substâncias de toxica
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CURVA DE CRESCIMENTO BACTERIANO
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FATORES DETERMINANTES DO CRESCIMENTO MICROBIANO 
Fatores Intrínsecos 
Fatores Extrínsecos
1 . Fatores Intrínsecos– são relacionadas com as características próprias dos alimentos. 
atividade de água(Aa), 
acidez (pH),
potencial de oxi-redução(Eh), 
composição química, 
presença de fatores antimicrobianos naturais ;
interações entre os microrganismos presentes nos alimentos
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FATORES DETERMINANTES DO CRESCIMENTO MICROBIANO
2. Fatores Extrínsecos – são relacionados com o ambiente em que o alimento se encontra. 
Umidade ambiental
Temperatura ambiental
Composição química da atmosfera que envolve o alimento
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FATORES INTRÍNSECOS
1.1. Atividade de água
Mede a disponibilidade de água em um alimento. Varia de 0 a 1
É o teor de água livre, que é a relação entre a pressão de vapor do alimento e a pressão da água pura na mesma temperatura. 
 Aa = P soluto (alimento)
 P0 solvente (água)
Efeitos da variação da Aa no alimento:
Crescimento microbiano
Deterioração química
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1.1. ATIVIDADE DE ÁGUA - AA
Redução da Aa do alimento:
 Adição de sais, e de açúcar;
 Desidratação;
 Congelamento.
Os microrganismos têm valor mínimo, máximo e ótimo de Aa para multiplicação.
Bactérias requerem Aa + alta que os fungos
Bactérias gram _ são mais exigentes que as gram +.
A maioria das bactérias deteriorantes não se multiplicam em Aa a 0,91.
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1.1. ATIVIDADE DE ÁGUA - AA
Valor Aa limitante para multiplicação de microrganismo é 0,60.
 Bactérias halofílicas -0,75
 Bolores xerofílicos – 0,65
 Leveduras osmofílicas -0,60
A presença de nutrientes e temperaturas ideais amplia a faixa de Aa para multiplicação bacteriana - são interdependentes.
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1.1. ATIVIDADE DE ÁGUA - AA
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1.2.ACIDEZ (PH) 
Classificação dos alimentos: baseada no pH mínimo para multiplicação e produção da toxina do Cl. botulinum. 
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1.2.ACIDEZ (PH)
 Acidez : natural – fermentação
 artificial - adição de ácidos fracos
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1.3.POTENCIAL DE ÓXI-REDUÇÃO -EH
É a facilidade com que determinado substrato ganha ou perde elétrons. Essa transferência estabelece uma diferença de potencial que pode ser medida por equipamentos em volts ou milivolts
Perder elétrons : Oxidar – Eh positivo
Ganhar elétrons: Reduzir – Eh negativo
Classificação:
 Baseada na capacidade de utilizarem ou não o oxigênio como receptor final de elétrons no metabolismo respiratório.
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1.3.POTENCIAL DE ÓXI-REDUÇÃO -EH
Microrganismos aeróbios : Eh + (+350 a +500mV) para multiplicação, presença de oxigênio: bolores e leveduras, bactérias deteriorantes, alguma patogênicas
2.Microrganismos aneróbios: valores baixos de Eh, inferiores a -150mV, ausência de oxigênio
Patogênicas :Cl. Botulinum, Cl. perfringens
Deteriorantes: Desulfotomaculum nigrificans
3. Microrganismos microaerófilos- são bactérias aeróbias que se multiplicam em condições reduzidas: lactobacilos e estreptococos.
4. Microrganismos aneróbios facultativas - (-100 a +300mV) multiplicam tanto em condições aerobiose quanto em anaerobiose: Enterobacteriaceae.
 
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1.4.COMPOSIÇÃO QUÍMICA
Os microrganismos têm suas necessidades nutricionais definidas: deteriorantes são menos exigentes e patogênicos são + exigentes
A multiplicação microbiana necessita dos seguintes nutrientes:
Água
Fonte de energia – açúcares e lipídios
Fonte de nitrogênio - proteínas (aminoácidos)
Vitaminas : B (biotina e ácido pantotênico)
Sais minerais: Na, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Mn, Z
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1.4.COMPOSIÇÃO QUÍMICA
Proteínas: alimentos de origem animal, principal fonte de N: aminoácidos
Ação proteolítica das bactérias se chama putrefação: Pseudomonas, Bacillus Proteus, Achromobacter, Clostridium, Micrococcus e fungos.
Fontes de energia: Glicídios e Lipídios
 Monossacarídeos: glicose e frutose
 Dissacarídeos: lactose, maltose e sacarose
Bactérias lipolíticas – produção de lipase: Pseudomonas, Achromobacter, Micrococcus, Serratia e grande variedade de fungos
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1.5.Fatores antimicrobianos naturais 
São substâncias naturalmente ou intencionalmente presentes nos alimentos com capacidade de retardar ou impedir a multiplicação microbiana.
 Ex: eugenol – cravo e canela; alicina – alho; timol e isotimol – orégano.
 Clara do ovo: pH (9 e 10) e lisozima
 
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1.6.INTERAÇÕES ENTRE MICRORGANISMOS
É a produção de metabólitos por um microrganismo que podem afetar a capacidade de sobrevivência e multiplicação de outros. 
Bactéria láticas - pH do alimento que impede o crescimento de outros microrganismos.
Bacteriocinas - são substâncias com atividade bactericida, produzidas por alguns microrganismos ex: colicinas ativa contra E.coli, produzidas por outras cepas.
Exclusão Competitiva- é a adição de microrganismos inofensivos a um produto para estimular o processo competitivo, eliminando ou reduzindo a população dos patogênicos. Controle de Salmonella e Campylobacter em aves.
 
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FATORES EXTRÍNSECOS 2.1 TEMPERATURA AMBIENTAL
Temperatura  fator mais importante dos fatores extrínsecos para viabilidade e multiplicação microbianas
  Faixa ótima para patógenos raramente excede a 37ºC.
Alguns microrganismos permanecem viáveis por longos períodos em temperaturas de congelamento
 Ex: Salmonella spp. – Escherichia coli O157:H7 – Enterococcus spp. – Pseudomonas spp.
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Comportamento das Bactérias Frente à Temperatura 
Temperatura (ºC) cardinais para M.O. procariontes
 
		 		Mínima Ótima 	 Máxima
Termófilas 40 - 45 55 – 75 60 – 90
Mesófilas 5 – 15 30 – 45 35 – 47
Psicrotróficas
-5 +5 25 – 30 30 – 35
Psicrófilas -5 +5 12 – 15 15 – 20
Fonte: ICMSF, 1980
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FATORES EXTRÍNSECOS 2.1 TEMPERATURA AMBIENTAL
Psicrófilos e Psicrotróficos multiplicam-se bem em alimentos refrigerados, são deteriorantes.Ex : Pseudomonas, alcaligenes, Flavobacterium, Micrococcus.
Mesófilos são a maioria dos patogênicos.
Termófilos: Bacillus e Clostridium
 Espécies deteriorantes: B. coagulans, Cl. Termosacharolyticum
 Espécies patogênicas: Cl. Botulinum e Cl.perfringens
Fungos e leveduras toleram temp. altas, preferem as faixas mesófilas e psicrófila.
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EFEITO DAS BAIXAS TEMPERATURA 
O efeito da refrigeração sobre a microbiota do alimento depende temperatura – tempo de armazenamento – características fisiológicas da microbiota implicada
A medida que a temperatura cai abaixo da ótima crescimento lento  ausência de crescimento
As baixas temperaturas selecionam a microbiota mista (mesófilas e psicrotróficas)  afetando quantitativamente a carga microbiana inicial do alimento
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EFEITOS DO CONGELAMENTO
Efeitos Iniciais  muitos microrganismos cessam crescimento em temperatura acima do ponto de congelamento em meios de cultivo – outros – continuam crescendo em temperaturas abaixo do congelamento
Congelamento – destruição ou lesão sub-letal em 50% da microbiota do alimento
*LESÕES SUB-LETAIS ZONA CRÍTICA DE FORMAÇÃO DE MACRO CRISTAIS (-0,5 - +0,5ºC)
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CRESCIMENTO DURANTE O DESCONGELAMENTO 
Depende  microbiota qualitativa e quantitativa sobrevivente e anterior ao processo – número de microrganismos sobreviventes – proporção de células lesadas que necessitam de um período de recuperação para novamente atingir plena atividade das condições afetadas (injúria celular) pelo congelamento e tempo de armazenamento...
Descongelamento não controlado resulta em aumento significativo das populações microbianas
Ex: descongelamento em temperatura alta  crescimento rápido na superfície dos alimentos  microbiota deteriorante e agentes etiológicos de doenças alimentares
A condensação na superfície dos alimentos - durante o descongelamento e consequente aumento da umidade proporciona ambiente favorável ao desenvolvimento microbiano
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2.2. UMIDADE RELATIVA DO AMBIENTE
Há uma correlação estreita entre a atividade de água do alimento e a umidade relativa do ambiente.
Alimentos conservados em ambiente com umidade relativa superior à sua Aa, tenderão a absorver umidade do ambiente, aumentando sua Aa,. 
Umidade ambiental for inferior à Aa, . do alimento, perdem água.
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2.3. COMPOSIÇÃO GASOSA DO AMBIENTE
A composição gasosa do ambiente que envolve um alimento pode determinar os tipos de microrganismos que poderão predominar.
Ex: presença de O2 multiplicação dos aeróbios
Ausência de O2 multiplicação dos anaeróbios
Atmosferas Modificadas – são ambientes nos quais o O2 é total ou parcialmente substituído por outros gases.
São recursos tecnológicos para aumentar a vida útil dos alimentos
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2.3. COMPOSIÇÃO GASOSA DO AMBIENTE
Ex:
Embalagem a vácuo – em carnes + temperaturas baixas para manter a ação biostática do CO2.
Atmosferas com 10% de CO2 - prolongar o armazenamento de frutas: maçãs e pêras.
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3. IMPORTÂNCIA DOS FATORES
O conhecimento deste fatores permite:
Prever a vida de prateleira;
A estabilidade microbiológica;
Conhecer a capacidade de crescimento, e ou produção de toxinas por microrganismos patogênicos.
Conceito dos obstáculos de Leistner: é o estudo das interações entre os vários fatores intrínsecos e extrínsecos que afetam a capacidade de sobrevivência e de multiplicação dos microrganismos nos alimentos.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FRANCO, B. D. G. M.; LANDGRAF, M. Microbiologia dos Alimentos. São Paulo: Editora Atheneu,2005.
JAY, M. J. Microbiologia Moderna de los Alimentos. 2.ed. Zaragoza: Editora Acribia, 1978.
MOSSEL, D. A.A.; MORENO GARCIA,B. Microbiologia de los alimentos. Zaragoza: Editora Acribia, 1982.
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