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Autor: Prof. Welliton Donizeti Popolim
Colaboradoras: Profa. Monica Teixeira
Profa. Laura Cristina da Cruz Dominciano
Microbiologia dos Alimentos
Professor conteudista: Welliton Donizeti Popolim
Nutricionista graduado pela Faculdade de Saúde Pública da Universidade de São Paulo (FSP/USP) em 1993.
Mestre em 2004 e doutor em 2009 em Nutrição Humana Aplicada pelo Programa de Pós-Graduação Interunidades da
Universidade de São Paulo (Pronut/USP). Especialização em Qualidade de Alimentos pelo Colégio Brasileiro de Estudos
Sistêmicos (CBES) em 2001. Especialista em Alimentação Coletiva pela Associação Brasileira de Nutrição (Asbran) em
2006. LSM (Leadership Strategic Management) manager pela Keymind Liderança e Gestão em 2007. Professor titular
da Universidade Paulista (UNIP) desde 2009. Professor convidado em cursos de extensão e pós-graduação de várias
instituições de ensino desde 2000. Consultor e assessor em empresas do setor alimentício desde 1994. Revisor da
Food Additives and Contaminants desde 2006, da Revista Nutrição Profissional desde 2007, da Revista Nutrire desde
2009, da Revista da Asbran (Rasbran) desde 2012, da Revista Segurança Alimentar e Nutricional (SAN) desde 2016
e da Revista Journal of Health Sciences Institute (JHSI)/UNIP desde 2017. Destaque profissional na área de atuação
Cadeia de Produção, Indústria e Comércio de Alimentos pelo Conselho Regional de Nutricionistas da 3ª Região SP-MS
(CRN-3) em 2018.
© 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)
P829m Popolim, Welliton Donizeti.
Microbiologia dos Alimentos / Welliton Donizeti Popolim. – São
Paulo: Editora Sol, 2022.
184 p., il.
1. Alimentação. 2. Deterioração. 3. Microbiologia. I. Título.
CDU 576.8
U514.34 – 22
Prof. Dr. João Carlos Di Genio
Reitor
Profa. Sandra Miessa
Reitora em Exercício
Profa. Dra. Marilia Ancona Lopez
Vice-Reitora de Graduação
Profa. Dra. Marina Ancona Lopez Soligo
Vice-Reitora de Pós-Graduação e Pesquisa
Profa. Dra. Claudia Meucci Andreatini
Vice-Reitora de Administração
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Vice-Reitor de Extensão
Prof. Fábio Romeu de Carvalho
Vice-Reitor de Planejamento e Finanças
Profa. Melânia Dalla Torre
Vice-Reitora de Unidades do Interior
Unip Interativa
Profa. Elisabete Brihy
Prof. Marcelo Vannini
Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar
Prof. Ivan Daliberto Frugoli
Material Didático
Comissão editorial:
Profa. Dra. Christiane Mazur Doi
Profa. Dra. Angélica L. Carlini
Profa. Dra. Ronilda Ribeiro
Apoio:
Profa. Cláudia Regina Baptista
Profa. Deise Alcantara Carreiro
Projeto gráfico:
Prof. Alexandre Ponzetto
Revisão:
Willians Calazans
Jaci Albuquerque
Sumário
Microbiologia dos Alimentos
APRESENTAÇÃO ......................................................................................................................................................9
INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................................ 10
Unidade I
1 CONCEITOS GERAIS SOBRE MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS ................................................... 11
1.1 Classificação e organização dos seres vivos .............................................................................. 11
1.2 História da microbiologia .................................................................................................................. 13
1.3 Microrganismos e sua importância............................................................................................... 15
1.4 Endósporos .............................................................................................................................................. 17
1.5 Coloração de Gram .............................................................................................................................. 18
2 RELAÇÃO ENTRE A MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS E O CONTROLE
HIGIÊNICO SANITÁRIO ...................................................................................................................................... 19
2.1 Classificação dos microrganismos em microbiologia dos alimentos .............................. 20
2.2 Tipos de contaminação e os perigos nos alimentos .............................................................. 22
2.3 Medidas de controle ............................................................................................................................ 24
2.3.1 Controle do desenvolvimento microbiano em alimentos ...................................................... 25
2.3.2 Princípios do controle do desenvolvimento microbiano ........................................................ 27
2.4 Higienização ........................................................................................................................................... 28
2.5 Controle dos microrganismos pela ação dos agentes químicos ....................................... 29
2.5.1 Tipos de desinfetantes .......................................................................................................................... 30
2.6 Biofilmes .................................................................................................................................................. 34
2.7 Qualidade e bacteriologia da água ............................................................................................... 34
3 FATORES QUE INTERFEREM NO CRESCIMENTO DE MICRORGANISMOS
EM ALIMENTOS .................................................................................................................................................... 36
3.1 Alimentos como substratos dos microrganismos ................................................................... 36
3.2 Fatores intrínsecos ............................................................................................................................... 36
3.2.1 Aa ou Aw .................................................................................................................................................... 37
3.2.2 pH (condições ácidas ou básicas) ..................................................................................................... 40
3.2.3 Eh e tensão de O2 ........................................................................................................................................................................................................................................44
3.2.4 Composição do alimento (nutrientes) ............................................................................................ 47
3.2.5 Constituintes antimicrobianos naturais ........................................................................................ 48
3.2.6 Estruturas biológicas ............................................................................................................................. 49
3.2.7 Microbiota do alimento (interação entre microrganismos) .................................................. 49
3.3 Extrínsecos .............................................................................................................................................. 49
3.3.1 Temperatura (T ºC versus tempo)...................................................................................................... 50
3.3.2 UR .................................................................................................................................................................. 54
3.3.3 Gases do meio (CO2, O2 e O2) .............................................................................................................. 54
3.3.4 Irradiação ...................................................................................................................................................55
3.3.5 Substâncias adicionadas ao alimento (aditivos) ........................................................................ 55
3.3.6 Meio de cultura ....................................................................................................................................... 56
3.4 Alimentos potencialmente perigosos .......................................................................................... 57
3.5 Teoria dos obstáculos de Leistner .................................................................................................. 58
3.6 Microbiologia preditiva ...................................................................................................................... 58
3.7 Crescimento das culturas bacterianas ......................................................................................... 59
3.8 Curva de crescimento ......................................................................................................................... 60
3.9 Métodos para quantificação/detecção do crescimento microbiano ............................... 62
3.9.1 Quantificação direta .............................................................................................................................. 62
3.9.2 Quantificação indireta .......................................................................................................................... 65
3.9.3 Métodos tradicionais ............................................................................................................................. 66
3.9.4 Métodos rápidos ..................................................................................................................................... 67
4 MICROBIOLOGIA DE PRODUTOS ALIMENTÍCIOS ................................................................................. 67
4.1 Avaliação da qualidade microbiológica dos alimentos ......................................................... 67
4.2 Definições de critérios microbiológicos ...................................................................................... 68
4.3 Critérios microbiológicos para alimentos ................................................................................... 68
4.4 Análises específicas para alimentos .............................................................................................. 69
4.5 Produtos alimentícios ......................................................................................................................... 70
4.6 Conservação dos alimentos ............................................................................................................. 73
4.6.1 Métodos de conservação dos alimentos ....................................................................................... 74
4.6.2 Uso de temperaturas altas .................................................................................................................. 75
4.6.3 Uso de baixas temperaturas ............................................................................................................... 80
4.6.4 Dessecação/ressecamento ................................................................................................................... 81
4.6.5 Aditivos ....................................................................................................................................................... 81
4.6.6 Radiação ..................................................................................................................................................... 82
4.6.7 Filtração ...................................................................................................................................................... 82
4.6.8 Vibrações sônicas .................................................................................................................................... 82
4.6.9 Defumação ................................................................................................................................................ 82
Unidade II
5 DETERIORAÇÃO DE ALIMENTOS ................................................................................................................ 87
5.1 Modificação química causada pelos microrganismos ........................................................... 88
5.2 Microrganismos deterioradores em alimentos ......................................................................... 89
5.2.1 Psicrotróficos associados com a deterioração de alimentos
refrigerados e congelados .............................................................................................................................. 90
5.3 Deterioração microbiana de alimentos enlatados/envasados ........................................... 92
6 UTILIZAÇÃO DE MICRORGANISMOS NA ELABORAÇÃO DE ALIMENTOS ................................... 93
6.1 Microrganismos utilizados na produção de alimentos e enzimas ................................... 94
6.2 Produção de cultivos para fermentação de alimentos ......................................................... 94
6.3 Microrganismos utilizados e produtos obtidos no seu cultivo .......................................... 95
6.4 Produção de etanol ............................................................................................................................. 97
6.5 Produção de ácido acético ............................................................................................................... 97
6.6 Produção de ácido cítrico ................................................................................................................. 98
6.7 Produção de ácido láctico ................................................................................................................ 99
6.8 Produção de ácido glutâmico .......................................................................................................102
6.9 Bioconversões ou biotransformações ........................................................................................103
6.10 Fungos de interesse industrial ....................................................................................................103
7 INFECÇÕES E INTOXICAÇÕES ALIMENTARES ......................................................................................105
7.1 Doenças de origem alimentar .......................................................................................................107
7.1.1 Intoxicações ou toxinoses .................................................................................................................109
7.1.2 Infecções .................................................................................................................................................. 110
7.1.3 Toxinfecção alimentar..........................................................................................................................111
7.1.4 Infestações ................................................................................................................................................111
7.1.5 Intoxicação química .............................................................................................................................111
7.1.6 Caracterização da doença de origem alimentar ......................................................................112
7.2 Microrganismos indicadores ..........................................................................................................113
7.2.1 Coliformes ................................................................................................................................................114
7.2.2 Indicadores de poluição fecal .......................................................................................................... 115
7.2.3 Outros indicadores ............................................................................................................................... 116
7.2.4Indicadores de condições higiênicas do alimento ................................................................... 116
7.3 Microrganismos patogênicos de importância nos alimentos ..........................................117
7.3.1 Clostridium botulinum .......................................................................................................................117
7.3.2 Staphylococcus aureus ...................................................................................................................... 120
7.3.3 Salmonella sp. ....................................................................................................................................... 122
7.3.4 Bacillus cereus ....................................................................................................................................... 124
7.3.5 Clostridium perfringens .................................................................................................................... 125
7.3.6 Listeria monocytogenes .................................................................................................................... 126
7.3.7 Escherichia coli enteropatogênica ................................................................................................ 127
7.3.8 Campylobacter sp. ............................................................................................................................... 129
7.3.9 Vibrio sp. .................................................................................................................................................. 129
7.3.10 Protozooses ...........................................................................................................................................131
7.3.11 Fungos .................................................................................................................................................... 132
7.3.12 Vírus ........................................................................................................................................................ 134
7.4 Perigos químicos .................................................................................................................................140
7.5 Perigos físicos ......................................................................................................................................142
7.6 Definições importantes ....................................................................................................................143
8 AVALIAÇÃO DE SURTOS ..............................................................................................................................147
8.1 Surto de DTA.........................................................................................................................................148
8.1.1 Dados da ocorrência das DTA ......................................................................................................... 149
8.2 Investigação da doença de origem alimentar ........................................................................151
8.2.1 Razões para investigação das DTA .................................................................................................151
8.2.2 Etapas da investigação das DTA ..................................................................................................... 152
8.2.3 Necessidades para investigação de surtos de DTA ................................................................. 153
8.2.4 Etapas para diagnóstico do agente etiológico (perigo)
e da falha técnica (ponto crítico) ............................................................................................................. 154
8.2.5 Investigação inicial das DTA ............................................................................................................ 154
8.2.6 Análise de surtos circunscritos de DTA ....................................................................................... 163
8.2.7 Análise de dados e registros de interesse .................................................................................. 164
8.2.8 Investigação no local ......................................................................................................................... 165
8.2.9 Coleta de amostras e dados laboratoriais .................................................................................. 166
8.2.10 Interpretação dos resultados ........................................................................................................ 166
8.2.11 O que fazer com os dados de DTA? ............................................................................................ 167
9
APRESENTAÇÃO
“Não há qualquer campo do saber humano, seja na indústria, na agricultura, no preparo de alimentos,
em conexão com problemas de habitação ou de vestuário, na preservação da saúde humana ou de
animais e no combate às doenças, em que o microrganismo não desempenhe um papel importante e, às
vezes, dominante”, já apontava Selman A. Waksman em 1942 (apud OS PEQUENOS..., s.d.). De lá para cá,
a microbiologia, particularmente a de alimentos, adquiriu mais importância ainda.
A microbiologia é o ramo da biologia que estuda os seres microscópicos e suas atividades, ou seja, é
a área da ciência que se dedica ao estudo dos microrganismos, um vasto e diverso grupo de organismos
unicelulares de dimensões reduzidas, que podem ser encontrados como células isoladas ou agrupados
em diferentes arranjos (cadeias ou massas), sendo que as células, mesmo estando associadas, exibem um
caráter fisiológico independente.
Dessa forma, a microbiologia dos alimentos aborda os aspectos direcionados ao alimento, ou seja,
estuda todos os microrganismos que contaminam o alimento e também aqueles que são importantes
na sua produção e na de bebidas. A microbiologia dos alimentos é a parte da microbiologia que trata
dos processos em que os microrganismos influenciam nas características dos produtos de consumo
alimentício humano ou animal. Por consequência, engloba aspectos da ecologia microbiana e de
biotecnologia para a produção. Está, de modo geral, relacionada a três aspectos fundamentais, que são
a preservação dos alimentos pelo emprego de microrganismos, a detecção e prevenção de intoxicações
e infecções produzidas pela ação de microrganismos em alimentos e o controle da transmissão de
doenças pelos alimentos.
O homem e os microrganismos têm muito em comum no que se refere às suas exigências nutricionais.
Ambos dependem basicamente das proteínas e dos hidratos de carbono, que, somados às gorduras,
compõem os principais produtos alimentícios. Além da água e temperatura apropriadas.
Mas para que esse conhecimento é importante? Veja: convivemos com os microrganismos, somos
afetados por alguns deles, alguns competem os alimentos conosco, outros são usados para a produção
de alimentos; para entendermos a aplicação de determinadas tecnologias usadas na conservação de
alimentos, para a segurança da saúde do que é consumido, para cuidar da higiene dos alimentos, para
compreender a maioria das tecnologias de conservação dos alimentos, para usar de forma adequada
a tecnologia de conservação dos alimentos, para cuidar e manter a saúde do consumidor, para
controle dos riscos representados pelos perigos microbiológicos. Ou seja, dominar os princípios da
microbiologia dos alimentos garantirá um diferencial importante na atuação profissional na cadeia
produtiva de alimentos.
O estudo desta disciplina, assim como outras, não é exclusivo do profissional da área da saúde, mas
também abrange outras áreas que trabalham diretamente com o controle e a garantia da qualidade dos
alimentos e, neste caso, sua segurança.
10
INTRODUÇÃO
Para melhor compreensão e entendimento, primeiramente serão abordados os conceitos gerais
sobre microbiologia dos alimentos; a relação entre a microbiologia dos alimentos e o controle
higiênicoe sanitário; os fatores que interferem no crescimento de microrganismos em alimentos; e
a microbiologia de produtos alimentícios. E, por fim, serão abordadas a deterioração de alimentos; a
utilização de microrganismos na elaboração de alimentos; as infecções e intoxicações alimentares; e
a avaliação de surtos.
Aproveite, portanto, para se aprofundar no conhecimento dos microrganismos e sua relação com os
alimentos. Esse conhecimento será essencial para entender uma série de aspectos envolvidos na gestão
da segurança dos alimentos.
11
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Unidade I
1 CONCEITOS GERAIS SOBRE MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
1.1 Classificação e organização dos seres vivos
É importante lembrar a classificação e a organização dos seres vivos, proposta pelo zoólogo Robert
H. Whittaker, em 1969, que tem como base a maneira como os seres vivos obtêm alimento, o número
de células que possuem e a organização celular. E verificar, assim, que os microrganismos se posicionam
nos reinos monera (bactérias), protista (protozoários e algas unicelulares) e fungi (fungos).
Autótrofos
Plantas
Fungos
Animais
Protistas
Moneras
Pluricelulares
Unicelulares
Eu
ca
rio
nt
es
Pr
oc
ar
io
nt
es
Heterótrofos
Reino plantae
Reino animalia
Reino
fungi
Reino protista
Reino monera
A) B)
Figura 1 – Classificação e organização dos seres vivos
Contudo, a partir de 1977, com os estudos de Carl R. Woese, passaram a existir três domínios:
Archaea, Bacteria e Eukarya. Nos dois primeiros são distribuídos os procariotas (bactérias, protozoários e
algas unicelulares), e no outro estão todos os eucariotas (fungos, plantas e animais).
Os vírus não se encaixam em nenhum dos reinos por serem acelulares.
12
Unidade I
Bacteria
Aquifex
Thermotoga
Bacteroides
Cytophaga
Planctomycetes
Cianobactéria
Proteobacteria
Spirochaetes
Gram-positiva
Bactéria
verde
filamentosa
Archaea
Pyrodictium
Thermoproteus
T. celer
Methanococcus
Methanobacterium
Methanosarcina
Halófilos
Eukarya
Entamoeba
Myxomycota
Animales
Fungi
Plantas
Ciliophora
Flagelados
Trichomonas
Microsporidia
Diplomonadida
Ancestral comum
Figura 2 – Árvore filogenética da vida
O que diferencia a célula procariótica da eucariótica é a existência da carioteca na segunda.
O envoltório nuclear, também conhecido como invólucro nuclear, envelope nuclear, carioteca,
cariomembrana ou membrana nuclear, é uma estrutura que envolve o núcleo (ácido desoxirribonucleico
[DNA]) das células eucarióticas, separando-o do citosol ou citoplasma.
A)
Cápsula
Pili
Flagelo bacteriano
Nucleoide
Parede celular
Citoplasma
Ribossomos
Plasmídeos
Membrana plasmática
13
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
B)
Mitocôndria
Membrana
plasmática
Citoesqueleto
Centrossomo
Lisossomo
Retículo
endoplasmático liso
Vacúolo
Hialoplasma
Vesículas de
Golgi
Aparato de
Golgi
Cromatina
Nucléolo
Núcleo
Retículo
endoplasmático
rugoso
Ribossomos
Figura 3 – A) Célula procariótica; B) célula eucariótica animal
No final da década de 1990, Thomas Cavalier-Smith propôs outra classificação integrando os reinos
e os domínios.
Saiba mais
Conheça mais sobre microbiologia básica:
CARVALHO, I. T. Microbiologia básica. Recife: EDUFRPE, 2010a.
Disponível em: http://pronatec.ifpr.edu.br/wp-content/uploads/2013/06/
Microbiologia_Basica.pdf. Acesso em: 7 out. 2019.
1.2 História da microbiologia
Os principais aspectos históricos que envolvem o surgimento da microbiologia geral, bem como sua
interface com a microbiologia dos alimentos são:
• Egípcios: protegiam tumbas com esporos de Aspergillus.
• Bíblia: descrição da lepra (Livro dos Números – 1000 a.C.) e proibição do consumo de certas
carnes (Deuteronômio – 600 a.C.).
14
Unidade I
• Grécia (400 a.C.): Tucídides verificou que os pacientes que sobreviviam à praga ficavam protegidos
e podiam cuidar dos doentes.
• China (50 a.C.): uso de sandálias mofadas para controle de infecções bacterianas nos pés.
• Roma (100 d.C.): Varro propôs que “diminutas criaturas” entravam no corpo e causavam doenças.
• Leeuwenhoek (1673): considerado o fundador da microbiologia; observou e descreveu os
microrganismos (“animálculos”), após inventar o microscópio.
• Teoria da geração espontânea: até metade do século XIX muitos cientistas e filósofos acreditavam
que algumas formas de vida podiam aparecer espontaneamente da matéria morta (hipótese da
geração espontânea).
• Rudolf Virchow (1858): desafia a geração espontânea com o conceito da biogênese – células
vivas podem surgir somente a partir de células vivas.
• Louis Pasteur (1861): colocou fim aos argumentos sobre geração espontânea com uma série
de experimentos que demonstraram que os microrganismos estavam presentes no ar e podiam
contaminar soluções estéreis, embora o próprio ar por si não criasse micróbios. Originava-se
a teoria microbiana das doenças, com a descoberta de agentes etiológicos de doenças e a
demonstração do papel da imunidade para a prevenção e cura destas (vacina antirrábica). Seus
estudos permitiram também desenvolver o processo de pasteurização, já usado naquela época na
produção de vinhos franceses.
• Robert Koch (1880): estabelece os postulados que relacionam um microrganismo específico a
uma doença específica.
Nos primórdios da história da humanidade, a alimentação era baseada nos abundantes recursos da
natureza. Mas, por conta da necessidade de alimentar mais pessoas e das mudanças na organização
social, o homem passou a plantar, criar animais e produzir seus alimentos em escala cada vez maior.
E, com o surgimento dos alimentos preparados, as doenças surgiram (e se intensificaram), sendo
transmitidas devido à deterioração (conservação inadequada) e a outros aspectos relacionados à higiene
e manipulação dos alimentos. Tanto que, já na Idade Média, observa-se, por exemplo, a morte por
ergotismo (intoxicação aguda por ingestão de cereais contaminados por fungos).
A importância da limpeza e da higiene na produção dos alimentos foi reconhecida somente no
século XIII. Um dos pais da microbiologia, Louis Pasteur, teorizou, no final do século XIX, a importância
dos microrganismos. A partir de então, a microbiologia e a microbiologia dos alimentos evoluíram
bastante, apresentando novas teorias e, com uma grande quantidade de descobertas, mudaram a nossa
percepção sobre os microrganismos e sua importância para a sobrevivência dos seres vivos no planeta.
15
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
1.3 Microrganismos e sua importância
Os microrganismos são organismos vivos muito pequenos para serem vistos a olho nu. Somente com
o auxílio de microscópio. O grupo, de forma geral, inclui as bactérias, os fungos (leveduras e bolores), as
algas microscópicas e os protozoários.
Os vírus e os príons (entidades acelulares) não são seres vivos, mas são estudados na microbiologia
para fins didáticos. São uma exceção, pois não possuem vida própria, ou seja, só crescem quando estão
dentro da célula do organismo do homem ou dos animais. O homem adquire esses microrganismos por
meio da ingestão da água ou alimentos contaminados e também pelo ar ou junto a pessoas doentes,
pelo contato direto ou pela manipulação de alimentos. E é importante destacar que não se multiplicam
em alimentos, somente os contaminam.
As bactérias e os fungos já possuem vida própria e podem, portanto, multiplicar-se no alimento, com
produção, por exemplo, de toxinas.
A) B)
C) D)
Figura 4 – A) Bactéria (Escherichia coli); B) fungo (levedura);
C) protozoário (Ameba aderida à parede intestinal); D) vírus
E por que os microrganismos são tão importantes?
Porque são responsáveis pela manutenção da vida na Terra. Por um lado, são agentes causadores
de doenças e infecções, mesmo representando uma porcentagem muito pequena (em torno de 1%).
E, por outro lado, são importantes para o balanço dos organismos vivos e produtos químicos no nosso
16
Unidade I
ambiente, já que fazem parte da cadeia alimentar, decompõem resíduos (com consequenteciclagem
dos elementos), participam dos ciclos biogeoquímicos, da fotossíntese, da síntese de vitaminas e da
digestão, além de serem essenciais na ecologia ambiental.
Dessa forma, estudar os microrganismos se justifica, pois são importantes para os animais, as plantas
e a saúde do homem, são fonte de alimento e importantes na produção de alimentos e na reciclagem de
resíduos, são úteis na produção de antibióticos, vitaminas e inúmeras outras substâncias, e na aplicação
da engenharia genética, tecnologia de DNA recombinante, terapia gênica. E muito mais.
Veja que interessante! Há muitos microrganismos na superfície do nosso corpo?
Peito
Axilas
Umbigo
Dobra do braço
Entre as sobrancelhas
Canal auditivo externo
Dobra do nariz
Narinas
Costas Frente
Antebraço
Palma
da mão
Espaço interdigital
Dobra da virilha
Espaço entre os dedosSola do pé
Atrás do joelho
Nádega
Região do
cóccix
Costas
Região da nuca
Atrás da orelha
Números aproximados de espécies de microrganismos
Pele colonizada
Os 20 pontos do corpo humano ricos em bactérias
Proliferam-se em
ambiente oleoso
Proliferam-se em
ambiente seco
Proliferam-se em
ambiente úmido
25
17
31
33
23
39
27
23
40
39
27
28
18
18
19
23
35
36 18
15
Figura 5 – Número aproximado de espécies de bactérias em áreas da pele humana
17
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Estima-se que o corpo humano tenha mais de 10 trilhões de células e que somente o intestino
possua mais de 100 trilhões de bactérias. Já nos alimentos, fazendo uma analogia com a população
mundial, que, atualmente, é de cerca de 7,7 bilhões de pessoas, ou seja, 7.700.000.000, um único pote
de iogurte pode conter cerca de 22 vezes esse número, ou seja, mais de 170.000.000.000 de organismos
vivos, no caso, bactérias.
Lembrete
Os microrganismos encontram-se nos mais diversos locais, propriedade
que é chamada de ubiquidade. Habitam os diversos ecossistemas, ou
seja, fazem parte da microbiota do corpo humano, dos animais e das
plantas. Entre eles são estabelecidas relações de parasitismo, mutualismo
e comensalismo. Muitos microrganismos são considerados patógenos
causadores de doenças e de deterioração nos alimentos.
1.4 Endósporos
São células especializadas de repouso, altamente resistentes à dessecação, ao calor e agentes
químicos. Não são todas as bactérias que apresentam formação de esporos. Por causa da produção de
esporos, a célula pode estar na forma vegetativa (não esporulada, vida normal) ou na forma esporulada
(dormência, resistência).
O processo de formação do endósporo pode ser subdividido em duas fases:
• Esporulação ou esporogênese: formação de endósporos dentro de uma célula.
• Germinação: ativada pela lesão física ou química ao revestimento do endósporo com
liberação de enzimas e rompimento das camadas externas com entrada de água, dando
reinício ao metabolismo.
18
Unidade I
Membrana citoplasmática
Parede celular
DNA torna-se mais denso
DNA
Formações do foresporo
(engolfamento)
Membrana interna do esporo
Exospório
Córtex
Camada que origina
a parede celular
Aparecimento
do exospório
Incorporação de Ca+2 ao esporo
Formação de capa
Exosporio
Córtex
Capa Membrana interna
DNA
RNA
Ribossomos
Camada que origina
a parede celular
Lise da célula mãe e
liberação do esporo
Maturação do esporo
– desenvolvimento da
resitência ao calor e
aos agentes químicos
Membrana externa do esporo
Estágio 0
Célula vegetativa
Estágio VII
Esporo
Estágio I
Invaginações da
membrana para
divisão do material
genético
Estágio II
Estágio VI
Estágio V
Estágio VI
Estágio III
Figura 6 – Transformação da célula vegetativa em esporo
1.5 Coloração de Gram
É uma técnica que diferencia as bactérias em dois grandes grupos (gram-positivas, que coram em
roxo, e gram-negativas, que ficam rosa).
Ela permite verificar as características morfológicas e estruturais das células bacterianas.
As bactérias, em geral, são divididas nesses dois grupos, em função de sua capacidade de reter ou perder
o corante primário (cristal violeta) após descoloração com álcool. Verifica-se ainda o formato da célula
ao microscópio.
As gram-negativas têm uma membrana externa além da membrana plasmática, que não permite a
entrada do corante roxo.
19
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
A)
1 Preparação de um esfregaço
2 Fixação pelo calor e coloração
3 Microscopia
Secar ao arEspalhar a cultura em uma
camada fina, sobre a lâmina
Passar a lâmina sobre a
chama, para fixar pelo calor
Cobrir a lâmina com o
corante; lavar e secar
Pingar uma gota de óleo sobre
a lâmina; examinar com a lente
objetiva de 100×
Lâmina Óleo
100 100 ××
B)
ResultadoProcedimento
1. Cobrir o esfregaço
fixado pelo calor com
cristal violeta, por 1
minuto
2. Adicionar a solução
de iodo, por 1 minuto
3. Descorar rapidamente
com álcool - cerca de 20
segundos
4. Coloração de
contraste com safranina
por 1-2 minutos
Todas as células coram-se
em roxo
Todas as células
permanecem roxas
As células gram-positivas
coram-se em roxo; as
células gram-negativas
apresentam-se incolores
As células gram-positivas (G+)
coram-se em roxo; células
gram-negativas (G—) coram-se
em róseas a vermelhas
G+
G—
Figura 7 – Técnica da coloração de Gram: A) preparo da lâmina para observação ao microscópio; B) coloração
Saiba mais
Conheça mais sobre a coloração de Gram:
BRASIL. Ministério da Saúde. Técnica de coloração de Gram. Brasília:
Ministério da Saúde, 2001. Disponível em: http://bvsms.saude.gov.br/bvs/
publicacoes/115_03gram.pdf. Acesso em: 4 out. 2019.
2 RELAÇÃO ENTRE A MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS E O CONTROLE
HIGIÊNICO SANITÁRIO
Podemos estabelecer os seguintes objetivos da microbiologia em relação à segurança dos alimentos:
• Identificar a causa, o fator de risco e a fonte da doença.
20
Unidade I
• Indicar intervenções, ou ações corretivas, de forma a prevenir que outras pessoas adoeçam.
• Avaliar as estratégias e recomendações existentes para a prevenção de casos e surtos de doenças
transmitidas por alimentos (DTA), por meio do controle de perigos.
• Gerar mais conhecimento sobre as implicações dos agentes de DTA com relação à saúde pública e
à do consumidor, além de outros fatores legítimos.
2.1 Classificação dos microrganismos em microbiologia dos alimentos
Os microrganismos podem ser classificados em grupos distintos de acordo com a interação existente
com o alimento em:
• Grupo daqueles que causam alterações benéficas, considerados produtores de alimentos:
— São aqueles que modificam as características originais do alimento e o transformam em um
novo alimento.
— Os microrganismos são intencionalmente adicionados aos alimentos para que determinadas
reações químicas sejam realizadas.
Nesse grupo estão todos os microrganismos utilizados na fabricação de alimentos fermentados,
como queijos, bebidas lácteas fermentadas, cervejas, vinhos, pães, picles, chucrute, azeitonas,
entre outros.
• Grupo daqueles que causam alterações químicas prejudiciais (deterioradores):
— Causam a deterioração do alimento.
— A deterioração resulta em alteração de cor, odor, textura e aspecto do alimento.
— As alterações são consequência da atividade metabólica natural dos microrganismos que
utilizam o alimento como fonte de nutrientes e energia.
• Grupo dos que causam prejuízo à saúde, considerados os patogênicos. Incluem os microrganismos
indicadores da fonte de contaminações, sejam de origem fecal, do manipulador ou do ambiente.
Podem ser usados para avaliação da efetividade de procedimentos e processos, como limpeza e
desinfecção e pasteurização.
Em relação a esse grupo, a caracterização das DTA depende de fatores inerentes ao alimento, do
microrganismo patogênico em questão e do indivíduo afetado.
21
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Contaminação
Perigos: biológicos-físicos-químicos
Alimentos favoráveis
Multiplicação
Tempo - Temperatura
pH - Aa
Sobrevivência
Cocção inadequada
Indivíduos suscetíveis
Figura 8 – Caracterização das DTATodas as classes de microrganismos devem ser controladas nos alimentos com a finalidade de saúde
(patogênicos), qualidade, identidade e prazo de validade (deteriorantes), atendimento à legislação
específica (indicadores de higiene, de processamento e patógenos) e de produção (úteis).
Os microrganismos podem chegar ao alimento por diferentes vias, dependendo das condições de
higiene, armazenamento, manipulação e distribuição.
As bactérias, os bolores e as leveduras são os microrganismos de maior destaque como agentes potenciais
de deterioração e como eventuais patógenos ao homem. Na grande maioria das situações, as bactérias são os
microrganismos numericamente predominantes nos alimentos, principalmente por apresentarem um tempo
de geração bastante reduzido, serem capazes de utilizar uma diversidade de substratos e apresentarem ampla
variação de comportamento dos diferentes gêneros diante de fatores ambientais.
Pode-se avaliar microbiologicamente um alimento sob diferentes diretrizes:
• Aspectos higiênicos: são as determinações microbianas que permitem avaliar a higiene de
um produto, no que se refere à aplicação de boas práticas em toda sua cadeia de produção e
exposição ao consumo. Baseia-se em determinações analíticas de contagem total de bactérias
(mesófilos e/ou termófilos e/ou psicrotróficos), contagem de fungos (bolores e leveduras).
• Presença de indicadores fecais: avalia a qualidade e a presença de contaminação fecal,
direta ou indireta. Esse grupo de indicadores é composto por coliformes a 45 ºC, E. coli e o
Clostridium perfringens.
• Indicadores de processamento e/ou manipulação: pertencem a esses indicadores vários grupos
de microrganismos, na dependência do produto e seu respectivo processamento.
• Indicadores de risco: são microrganismos que podem produzir toxina no produto, como a
enterotoxina estafilocócica, ou causar uma toxinfecção (Bacillus cereus, Clostridium perfringens)
ou uma infecção (Salmonella).
22
Unidade I
• Toxinas biológicas: essa avaliação compreende toxinas de várias origens.
• Aspectos sanitários/microrganismos patogênicos: os possíveis patógenos presentes nos
alimentos são bactérias, vírus e parasitos.
• Microrganismos úteis: são usados nos processos de transformação de matérias-primas em
produtos alimentícios. São microrganismos controlados, cujo metabolismo sobre os componentes
da matéria-prima em questão dá como resultado final um metabólito não tóxico, porém
alimentício. São usados para a fermentação de massa de pão e similares, fabricação de cerveja,
iogurte, queijos e de outros produtos designados de fermentação.
2.2 Tipos de contaminação e os perigos nos alimentos
A contaminação é a introdução ou ocorrência de um contaminante em um alimento ou no ambiente
de um alimento. Fato ou ato de introdução de um contaminante. Níveis não permitidos ou tolerados de
um contaminante.
Contaminante é qualquer agente biológico ou químico ou físico, matéria estranha ou substância,
não adicionado intencionalmente ao alimento e que pode comprometer sua segurança ou qualidade
(adequação) ao consumo.
Exemplos bastante característicos de contaminantes biológicos ou microbiológicos são
microrganismos de um determinado nicho que têm acesso ao alimento, como os de origem fecal
(Escherichia coli), os que estão na pele (Staphylococcus aureus), os que estão no solo (Bacillus cereus)
e os que são marinhos (Vibrio parahaemolyticus).
A contaminação microbiológica é avaliada, sobretudo, por grupos ou gêneros e espécies de bactérias
indicadoras selecionadas (coliformes ambientais e de origem fecal, S. aureus e outros).
Os microrganismos deteriorantes e indicadores, fragmentos de madeira ou plástico no alimento,
fragmentos de insetos em níveis não tolerados, substâncias químicas tóxicas ou capazes de causar
doenças são outros exemplos de perigos.
As culturas starter, haste de picolé e pirulito, peças (brinquedos) em doces, quando indicadas na
embalagem, e a própria embalagem, não são consideradas contaminantes.
Em torno de 200 doenças podem ser veiculadas ao homem pelos alimentos. Os agentes etiológicos
(perigos) podem ser, portanto, bactérias, fungos, vírus, parasitos, agentes químicos e substâncias tóxicas
de origem animal e vegetal, que se relacionam com toda a cadeia produtiva de alimentos.
23
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Cadeia alimentar
Matéria-prima e
insumos alimentares Transporte Processamento
Transporte de
alimentos
Armazenagem de
alimentos
Transporte
Comercialização
Perigos
Químicos, físicos, biológicos
Transporte
Consumo
Perda
de qualidade
nutricional,
toxinfecções
alimentares agudas,
crônicas, óbitos
Figura 9 – Contaminação dos alimentos na cadeia produtiva
Em alimentos, são considerados perigos, então, os agentes de natureza biológica, química ou física
no ou sobre o alimento, ou uma condição deste, com potencial para causar um efeito adverso à saúde
do consumidor.
É essencial a compreensão de que, para alimentos, os perigos referem-se somente às condições
e/ou aos contaminantes que podem causar mal-estar ou dano ao consumidor por meio de uma lesão
ou doenças. Os perigos em alimentos são controlados pelo sistema de análise de perigos e pontos
críticos de controle (APPCC) e pelos seus pré-requisitos, ou seja, as boas práticas de fabricação e
manipulação (BPFM).
Os perigos são classificados em biológicos, químicos e físicos.
Os perigos biológicos incluem bactérias, fungos, vírus e parasitos. As bactérias patogênicas e/ou
suas toxinas causam a maioria dos surtos em casos de DTA conhecidos. Esses microrganismos podem
ser encontrados em várias quantidades em alimentos crus. Condições de estocagem e/ou manipulação
imprópria desses alimentos contribuem para um aumento significativo desse número. Alimentos
processados, por exemplo, os que sofrem cocção, podem ser recontaminados (contaminação cruzada)
com microrganismos patogênicos que alcançam rapidamente um número preocupante se a temperatura
de estocagem for favorável à sua multiplicação.
Os perigos químicos são contaminantes de natureza química, resíduo ou produtos de degradação
em níveis inaceitáveis nos alimentos. Exemplos: produtos de limpeza, toxinas naturais, toxinas
fúngicas (micotoxinas), metabólitos tóxicos de origem microbiana (histamina), pesticidas, herbicidas,
contaminantes inorgânicos tóxicos, antibióticos, anabolizantes, aditivos e coadjuvantes alimentares
tóxicos, lubrificantes, tintas, desinfetantes.
Os perigos físicos são contaminantes de origem física, como corpos estranhos em níveis e dimensões
inaceitáveis. São representados por objetos estranhos ou matérias estranhas que são capazes de causar
24
Unidade I
danos ao consumidor (ferimento de boca, quebra de dente e outros). Exemplos: vidros, metais, madeira,
plásticos provenientes de envoltórios das embalagens, pedaço de papel, pedaço de osso etc., que podem
representar riscos à vida. Os perigos físicos, assim como os biológicos e os químicos, podem contaminar
o alimento em qualquer fase de sua produção. É importante salientar que qualquer substância estranha
pode ser um perigo para a saúde se vier a produzir dano ao consumidor.
Existem inúmeras fontes (origem e procedência) de contaminantes em alimentos. A seguir listamos
algumas delas:
• Produção primária (plantações, criação de animais terrestres e aquáticos, extração de
produtos vegetais e animais), por conta de inadequações das áreas físicas e água com
contaminantes biológicos.
• Manejo sanitário e alimentar dos criatórios, por causa de contaminantes, como a Salmonella sp.
• Transporte e distribuição, como consequência de contaminação e desenvolvimento de
microrganismos.
• Armazenamento (ensilagem de grãos, conservação de outros produtos de origem animal e
vegetal), em razão de micotoxinas, histamina em pescados e peixes.
• Processos de transformação (etapas, áreas físicas, água, equipamentos, fluxo de etapas, processos,
embalagens, conservação, distribuição e transporte, entreoutros), em virtude de sobrevivência,
introdução e desenvolvimento de contaminantes microbianos.
• Manuseio e manipulação, devido a contaminantes microbianos, como o S. aureus.
• Preparo, conservação e distribuição final para o consumo, por conta de sobrevivência, introdução
e multiplicação de contaminantes microbianos.
De forma geral, então, as principais fontes de contaminação são solo e água, plantas, utensílios,
trato intestinal, manipuladores de alimentos, ração animal, pele e pelo de animais, ar e pó.
A contaminação dos alimentos pode afetar sua segurança, provocar rejeição de produtos pelo
consumidor e deve ser uma preocupação constante dos produtores, distribuidores e consumidores.
2.3 Medidas de controle
A higiene dos alimentos compreende todas as condições e medidas necessárias para garantir a
segurança e a adequação do alimento em todas as etapas da cadeia produtiva. E a segurança dos
alimentos, particularmente, é a garantia de que o alimento não causará dano à saúde do consumidor,
quando preparado e consumido de acordo com sua intenção de uso.
25
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
2.3.1 Controle do desenvolvimento microbiano em alimentos
Esse controle de microrganismos é possível pela ação de agentes físicos (calor seco ou úmido,
pasteurização, filtração, baixas temperaturas, ressecamento, pressão osmótica, radiação e químicos, que
possuem propriedades de matar a célula microbiana ou de impedir sua reprodução).
Esterilização
Ocorre a destruição de todas as formas de vida microbiana, incluindo os endósporos (formas mais
resistentes). O método mais comum é o aquecimento. Na esterilização comercial, o tratamento de calor
é suficiente para matar os endósporos do Clostridium botulinum nos alimentos enlatados.
Desinfecção
Processo que promove inibição, morte ou remoção de vários microrganismos patogênicos e saprófitos,
sem eliminar todas as formas de vida, ou seja, somente a destruição dos patógenos vegetativos e não
dos endósporos. Pode ser realizada pelos seguintes métodos: substâncias químicas, radiação ultravioleta
(UV), água fervente e vapor. A desinfecção se caracteriza pela utilização de desinfetantes (produtos
químicos) para tratar uma superfície ou substância inerte. Já na antissepsia, o tratamento é em tecido
vivo. Os antissépticos costumam ser menos tóxicos que os desinfetantes.
Modificações da desinfecção:
• Degerminação: remoção mecânica dos microrganismos, em vez da morte, em uma área limitada,
eliminando somente os microrganismos e não os endósporos, como acontece quando a pele é
esfregada com álcool após a limpeza.
• Sanitização: processo que leva à redução dos microrganismos, a níveis seguros, de acordo com
os padrões de saúde pública (elimina 99,9% das formas vegetativas). Exemplo: lavagem de copos,
talheres e louças com alta temperatura ou com a aplicação de desinfetante químico.
Quando os microrganismos chegam aos alimentos, se as condições são favoráveis, iniciam sua
multiplicação e seu crescimento, passando por uma série de fases sucessivas.
O bem-estar da humanidade depende, em grande parte, da capacidade do homem em controlar a
população dos microrganismos, visando prevenir a transmissão de doenças, evitar a decomposição de
alimentos e a contaminação da água e do ambiente.
Em microbiologia, o termo crescimento refere-se a um aumento do número de células e não ao
aumento das dimensões celulares. Ou seja, o crescimento microbiano está 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).
É de todo interesse na conservação de alimentos prolongar ao máximo a fase de latência (fase lag ou
de adaptação do microrganismo). Esse objetivo pode ser alcançado de várias maneiras:
26
Unidade I
• Procurando fazer com que o menor número possível de microrganismos alcance o alimento, isto
é, reduzindo o grau de contaminação, pois quanto menos microrganismos existirem, menor será
a fase de latência.
• Criando condições ambientais desfavoráveis (umidade, pH, temperatura, presença de
inibidores). Quanto maior o número de condições desfavoráveis, mais tardará o início do
crescimento microbiano.
• Aplicando certos tratamentos diretamente sobre os microrganismos.
Dessa forma, as medidas mais comuns para o controle das DTA são:
• Bom cozimento do alimento.
• Resfriamento dos alimentos em pequenas quantidades e rapidamente.
• Desinfecção dos equipamentos e utensílios.
• Não emprego de água do mar para limpeza de equipamento ou para lavagem dos alimentos crus.
• Higiene pessoal.
• Preparação higiênica dos alimentos.
• Prevenção contra moscas e roedores.
• Tratamento dos manipuladores com doenças respiratórias ou lesões cutâneas.
Tanto que as tecnologias e os processos de preparação de alimentos podem ser classificadas como
as que tornam o alimento seguro (eliminam, reduzem, controlam os perigos); controlam contaminantes,
ou seja, previnem a introdução e o desenvolvimento de microrganismos ou a produção de toxinas; e
previnem (re)contaminação. São muito baseadas em controle da temperatura, da Aa, do pH, do potencial
redox ou de oxirredução (Eh), agentes antimicrobianos etc.
As ações dos agentes de controle microbiano podem ser resumidas da seguinte forma:
• Alterações da permeabilidade da membrana plasmática: a membrana plasmática está
localizada imediatamente no interior da parede celular. Ela regula ativamente a passagem de
nutrientes para o interior da célula e a eliminação de dejetos desta. Sua lesão (por agentes
químicos e antibióticos) causa o vazamento do conteúdo celular no meio.
• Danos às proteínas e aos ácidos nucleicos: as enzimas são vitais para o desenvolvimento
celular, sendo que ligações covalentes e pontes de hidrogênio são rompidas por certos produtos
químicos e calor. O DNA e o ácido ribonucleico (RNA) (fontes de informação genética) são
lesionados por calor, radiação ou substâncias químicas, letais para a célula.
27
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Observação
Conheça os termos relacionados ao efeito que determinadas ações ou
substâncias têm sobre os microrganismos:
Sufixo cida: nome dos tratamentos que causam a morte direta dos
microrganismos = germicida, fungicida.
Sufixo stático/stase: inibem o crescimento e a multiplicação =
bacteriostase.
Sepse: termo grego = estragado/podre (indica contaminação). Asséptico
= sem contaminação.
Fungicida/bactericida: quando um determinado produto exerce uma
ação específica sobre determinado grupo de microrganismos.
Fungistático/bacteriostático: devem ser usados apenas quando eles
inibem as atividades vitais de determinado microrganismo, sem matá-lo.
2.3.2 Princípios do controle do desenvolvimento microbiano
Há uma série de princípios que norteiam a conservação dos alimentos, particularmente em produção
de refeições. A seguir listamos dez deles:
• Reconhecendo a qualidade e o frescor do alimento: características próprias de um alimento,
como cor e textura de carnes e pescados, frescor de frutas e vegetais, ausência de umidade e bolor
em grãos e farinhas (ausência de alterações) etc.
• Mantendo o alimento na temperatura adequada: resfriado, refrigerado, congelado,
temperatura ambiente.
• Selecionando e escolhendo.
• Pré-preparando: dessalgando, lavando frutas e verduras, descascando, picando, moendo,
salgando, temperando.
• Cozendo: importante a forma de aplicação do calor (direto no bico da chama, forno convencional,
placa de troca de calor, vapor etc.).
• Preparo final: acondicionamento, adição de produtos crus, embalamento etc.
28
Unidade I
• Mantendo o alimento pronto: estável em temperatura ambiente, refrigerado, congelado,
a quente.
• Distribuindo: transporte e exposição.
• Reaquecendo ou preparo final de produtos pré-processados: em temperatura suficiente.
• Servindo.
Já os fatores que influenciam o tratamento microbiano são os seguintes:
• Tamanho da população: quanto maior a população microbiana,maior o tempo de tratamento.
• Natureza da população: os endósporos são mais resistentes, enquanto as células jovens são mais
suscetíveis do que aquelas na fase estacionária.
• Concentração do agente: quanto mais concentrado o agente, maior a eficiência, com exceção
do álcool (ou seja, o álcool 70% é mais eficiente que o álcool 92% ou 96%).
• Tempo de exposição: de acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), o tempo mínimo
de exposição é de 30 minutos (a probabilidade de haver sobreviventes é de 1 em 106 indivíduos).
• Temperatura: as temperaturas mais altas são mais eficientes no tratamento. A cada 1 ºC,
observa-se aumento de 10 vezes na eficiência, o que potencializa o controle e, em conjunto com
o agente, pode diminuir sua concentração.
• Condições ambientais: a presença de material orgânico inibe a ação dos antimicrobianos
químicos. E o pH ácido potencializa o resultado pela ação do calor.
2.4 Higienização
A higienização é um processo realizado, obrigatoriamente, em duas etapas:
• Limpeza: remoção de resíduos orgânicos e minerais, aderidos às superfícies, constituídos,
principalmente, por proteínas, gorduras e sais minerais.
• Sanificação ou desinfecção: eliminação dos microrganismos patogênicos e redução do
número de saprófitos ou alteradores a um nível seguro. A limpeza reduz a carga microbiana das
superfícies, mas não a nível satisfatório, como a desinfecção. Mas seu efeito só será observado
mediante a realização da limpeza, ou seja, a desinfecção só pode ser realizada após a limpeza,
nunca o contrário.
Os principais resíduos orgânicos são as gorduras e as proteínas. Para removê-los são necessárias
transformações químicas específicas como saponificação (formação de sabão – solúvel em água) e/ou
29
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
emulsificação (mudança de polarização – tornando-a solúvel), no caso das gorduras, e solubilização
para as proteínas.
Para a remoção dos resíduos minerais são empregados agentes complexantes e aplicação de
soluções ácidas.
Quadro 1 – Características dos resíduos orgânicos
Resíduo Solubilidade Remoção Alteração pelo calor
Carboidratos Solúveis em água Fácil Caramelização
Gorduras
Insolúveis em água
Solúveis em alcalinos
Solúveis por tensoativos
Difícil Polimerização
Proteínas Insolúveis em águaSolúveis em alcalinos e ácidos Difícil Desnaturação
Sais minerais monovalentes
(sódio e potássio)
Solúveis em água
Solúveis em ácidos Fácil Incrustações
Sais minerais polivalentes
(cálcio e magnésio)
Insolúveis em água
Solúveis em ácidos Difícil Incrustações
Fonte: Andrade (2008, p. 188); Bastos (2008, p. 47).
2.5 Controle dos microrganismos pela ação dos agentes químicos
Os agentes químicos são usados para controlar o crescimento de microrganismos em tecidos vivos e
objetos inanimados. Dificilmente se atinge a esterilidade (muitos desinfetantes não reduzem a população
microbiana e nem removem as formas vegetativas dos patógenos).
Os quimioterápicos são substâncias que interferem na grande maioria dos casos, em determinadas
vias metabólicas, isto é, a ação dos agentes quimioterápicos se restringe às células de microrganismos
que possuem a via metabólica sensível. Podem ser microbicidas, que determinam a morte dos
microrganismos, ou microbiostáticos, que apenas impedem sua proliferação.
Os agentes químicos devem possuir as seguintes características:
• Alta toxicidade para os microrganismos.
• Solubilidade em água.
• Estabilidade elevada.
• Inocuidade para o homem e os animais.
• Ausência de afinidade por matéria orgânica estranha.
30
Unidade I
• Capacidade de penetração.
• Não corrosibilidade.
• Atividade antimicrobiana ampla (patógenos, indicadores e deteriorantes).
• Destruição dos microrganismos em vez de inibição.
• Não modificação de odor e sabor do alimento ou bebida.
Os desinfetantes são substâncias que agem diretamente sobre as estruturas microbianas, causando
a morte dos microrganismos. Não matam necessariamente todos os microrganismos, mas diminuem o
número de tal forma que os indesejáveis não representam mais um risco para o processo.
2.5.1 Tipos de desinfetantes
1) Compostos orgânicos, como fenol (ácido carbólico) e compostos fenólicos, álcoois, compostos de
amônio quaternário
Os compostos fenólicos contêm uma molécula de fenol quimicamente alterada para reduzir
suas qualidades irritantes e aumentar sua atividade antibacteriana em combinação com o sabão ou
detergente (bisfenol, hexaclorofeno). Lesam a membrana plasmática, inativam as enzimas e desnaturam
as proteínas.
Os álcoois matam efetivamente as bactérias e os fungos, mas não os endósporos e os vírus não
envelopados. Os mais utilizados são o etanol (70%) e o isopropanol. Têm como vantagem agir e depois
evaporar sem deixar resíduo. Têm como mecanismos de ação desnaturação das proteínas, rompimento
da membrana e dissolução de muitos lipídios.
Exemplo de aplicação
Sabe como fazer o álcool 70%?
Partiremos do álcool 96º GL (Gay Lussac), densidade vol/vol, que corresponde a 92,8 INPM (Instituto
Nacional de Pesos e Medidas), que é a relação peso/volume.
Logo, 100 mL de álcool é constituído de 938 mL de álcool e 62 mL de água.
Com isso, podemos fazer a seguinte relação:
1000 mL ............ 92,8%
X ...................... 70%
31
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
X = 754,31 mL de álcool
1000 – 754,31 = 245,69
755 mL de álcool + 245 mL de água equivalem ao álcool a 70%.
O álcool diluído a 70% permite um maior tempo de contato com o microrganismo e, por isso, possui
maior poder bactericida.
2) Halogênios
Particularmente o iodo (I2) e o cloro (Cl2), por serem agentes antimicrobianos mais efetivos. Tanto
que o I2 é efetivo contra todos os tipos de bactérias, muitos endósporos, vários fungos e alguns vírus.
O I2 se combina ao aminoácido tirosina, um componente de muitas enzimas e outras proteínas
celulares, inibindo a função proteica. Também oxida os grupos sulfidrila (-SH) de certos aminoácidos que
são importantes para manter a estrutura das proteínas.
O Cl2, como gás ou em combinação com outras substâncias químicas, possui ação germicida causada
pelo ácido hipocloroso (HCIO). É um forte oxidante que impede o funcionamento de boa parte do
sistema enzimático celular.
Os compostos clorados são muito usados porque têm atividade sobre todas as bactérias patogênicas.
Têm ação rápida, mas são corrosivos, instáveis e irritantes.
Os compostos iodados são complexos de iodo e surfactante não iônico, pH baixo. Têm amplo espectro
e atuam bem em temperatura baixa e morna, mas são corrosivos e com odor pungente.
Exemplo de aplicação
Sabe calcular as partes por milhão (ppm) de cloro?
Se a água sanitária possui 2,5% de cloro ativo, é o mesmo que 2,5 g/100 mL ou 25 g/1000 mL (1 L)
ou 25.000 ppm ou 25.000 mg/1 L ou 25 mg/1 mL.
Se desejarmos fazer uma diluição a 200 ppm (200 g/mL) e já sabemos que cada 1 mL corresponde a
25 mg de cloro, devemos utilizar 8 mL de água sanitária.
Veja:
1 mL – 25 mg de cloro ativo
X – 200 mg
32
Unidade I
X = 8 mL de água sanitária
8 mL + 992 mL de água
O cloro comercial possui 10% de cloro ativo = 100 mg/1 mL. Se desejarmos uma diluição de
200 ppm, teremos que utilizar 2 mL de cloro comercial.
100 mg – 1 mL
200 mg – X = 2 mL de cloro comercial + 998 mL de água
3) Metais pesados (prata, mercúrio, cobre e zinco) e seus compostos
Bastante utilizados como germicidas ou antissépticos. O mecanismo de ação ocorre quando os íons
de metal se combinam com os grupos sulfidrilas nas proteínas celulares e ocorre a desnaturação.
4) Outros, como peroxigênios, quimioesterilizantes gasosos, agentes de superfície, biguanidas
e antibióticos
Biguanidas
A clorexidina é frequentemente utilizada no controle microbiano de pele e mucosas. É efetiva
para a maioria das bactérias vegetativas e fungos, mas não é esporicida. Os únicos vírus afetados são
alguns tipos envelopados. O efeito bactericida está relacionado à lesão que esse reagente causa à
membrana plasmática.
Agentes de superfícieOs agentes de superfície (tensoativos ou surfactantes) podem reduzir a tensão superficial entre as
moléculas de um líquido. Os principais agentes são:
• Sabões e detergentes aniônicos: remoção mecânica dos microrganismos por meio de
escovação/esfregação. São utilizados para degerminação da pele e remoção de resíduos.
• Detergentes ácido-aniônicos: apesar da incerteza quanto à sua ação, podem envolver
a inativação ou a ruptura das enzimas. Têm amplo espectro de atividade; atóxicos, não
corrosivos e de ação rápida, são utilizados na sanitização em indústrias de processamento
de laticínios e alimentos.
• Detergentes catiônicos (compostos de amônio quaternário): inibição de enzimas, desnaturação
das proteínas e ruptura das membranas plasmáticas. São bactericidas, bacteriostáticos, fungicidas
e viricidas contra vírus envelopados. São usados como antisséptico para pele, instrumentos e
objetos de borracha.
33
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Ácidos orgânicos
Inibição metabólica, afetando principalmente os bolores; ação não relacionada à sua acidez.
Amplamente usados para controlar bolores e algumas bactérias em alimentos e cosméticos.
Aldeídos
Desnaturação das proteínas. São usados para a desinfecção de equipamentos médicos. O glutaraldeído
é menos irritante que o formaldeído.
Esterilizantes gasosos
Desnaturação das proteínas. O óxido de etileno é o de uso mais comum. É um excelente agente
esterilizante, especialmente para objetos que seriam danificados pelo calor.
Perogênios
Oxidação. O ozônio é amplamente usado como suplemento para a cloração. O peróxido de hidrogênio
é um antisséptico fraco, mas um bom desinfetante. São usados em superfícies contaminadas, e em
alguns ferimentos profundos, em que são muito efetivos contra os anaeróbios sensíveis ao oxigênio.
Antibióticos
O controle microbiano é feito pela ingestão ou pela aplicação superficial. Alguns antibióticos são
utilizados para controle de produtos (bacteriocina). Exemplos:
• Nisina: adicionada ao queijo para inibir o crescimento de certas bactérias da deterioração,
formadoras de endósporos.
• Natamicina: antibiótico antifúngico aprovado para uso em alimentos, principalmente para queijo.
Quadro 2 – Ação de alguns desinfetantes sobre os microrganismos
Desinfetante
Bactérias Fungos e
leveduras
Esporos
bact. VírusGram+ Gram-
Hipoclorito de sódio +++ +++ ++- ++- ++-
Dióxido de cloro +++ +++ ++- ++- ++-
Cloraminas orgânicas +++ +++ ++- ++- ++-
Iodóforos +++ +++ ++- +-- +--
Amônia quaternária +++ +-- +++ --- +--
Ácido peracético +++ +++ +++ +++ +++
Peróxido de hidrogênio +++ ++- ++- +++ ++-
Legenda: eficaz (+++), moderadamente eficaz (++-), baixa eficácia (+--), ineficaz (---).
Fonte: Andrade (2008, p. 206); Bastos (2008, p. 56).
34
Unidade I
2.6 Biofilmes
Alguns microrganismos secretam polissacarídeos, que combinam com água e com sais criando
biofilmes sobre a superfície. Os biofilmes são difíceis de remover. Esse problema é importante para o
setor industrial de alimentos, e parece não ser para as residências e cozinhas industriais. Mas eles são
formados sobre qualquer superfície, inclusive as de aço inoxidável.
A)
Destacamento
de células
Coagregação
Maturação do biofilmeColonização
da superfície
(adesão irreversível)
Adesão inicial
reversível
B)
Figura 10 – A) Mecanismo de formação do biofilme; B) bactéria aderida
ao aço inoxidável, mostrando a presença de exopolissacarídeo
2.7 Qualidade e bacteriologia da água
A água de beber e aquela usada para fins industriais podem proceder ou não da mesma origem.
Devem cumprir as normas de saúde pública (não devem conter bactérias coliformes, em número de
contaminação de águas residuais). No caso da água para indústria, deve ainda obedecer a outros
requisitos, dependendo do alimento produzido.
Determinadas águas que são consideradas potáveis não são adequadas para usar em certos alimentos:
• Na fabricação de manteiga e requeijão, é inadequado o uso de água que contenha microrganismos
psicrófilos como Pseudomonas ou Alcaligenes, pela sua capacidade de atividade lipolítica, podendo
originar produtos de oxidação.
• Água dura não deve ser empregada na fabricação de cerveja e envasados de leguminosas, pois
causam odores anormais por conta de ferro e manganês.
• O crescimento mucoso de bactérias férricas causa problemas nas indústrias.
Os resíduos das fábricas de produtos alimentícios contêm ordinariamente uma grande variedade
de produtos orgânicos, uns facilmente oxidáveis, e outros complexos e de difícil decomposição.
A concentração de matéria orgânica é expressa em termos de demanda bioquímica de oxigênio (DBO),
que é a quantidade de O2 utilizado pelos microrganismos aeróbios e compostos redutores na estabilização
da matéria decomposta durante um tempo determinado a uma certa temperatura. Normalmente se
utiliza um período de 5 dias a 20 ºC e o resultado se expressa em DBO de 5 dias.
35
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Saiba mais
Acesse o site da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), do
Ministério da Saúde e do Portal da Legislação do Planalto e mantenha-se
atualizado em relação à legislação sanitária para a água:
saude.gov.br
portal.anvisa.gov.br
www4.planalto.gov.br/legislacao
Confira também os seguintes documentos:
BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária
(Anvisa). Resolução RDC n. 274, de 22 de setembro de 2005. Regulamento
técnico para águas envasadas e gelo. Brasília: Ministério da Saúde, 2005.
Disponível em: http://portal.anvisa.gov.br/documents/33916/394219/
RDC_274_2005.pdf/19d98e61-fa3b-41df-9342-67e0167bf550. Acesso
em: 22 out. 2019.
BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária
(Anvisa). Resolução RDC n. 275, de 22 de setembro de 2005. Regulamento
técnico de características microbiológicas para água mineral natural e água
natural. Brasília: Ministério da Saúde, 2005. Disponível em: http://bvsms.
saude.gov.br/bvs/saudelegis/anvisa/2005/rdc0275_22_09_2005.html.
Acesso em: 22 out. 2019.
BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária
(Anvisa). Resolução RDC n. 173, de 13 de setembro de 2006. Regulamento
técnico de boas práticas para industrialização e comercialização de água
mineral natural e de água natural. Brasília: Ministério da Saúde, 2006.
Disponível em: http://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/anvisa/2006/
rdc0173_13_09_2006.html. Acesso em: 22 out. 2019.
BRASIL. Presidência da República. Casa Civil. Decreto-lei n. 7.841, de
8 de agosto de 1945. Código de Águas Minerais. Brasília, 1945. Disponível
em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/decreto-lei/1937-1946/
Del7841.htm. Acesso em: 7 out. 2019.
36
Unidade I
3 FATORES QUE INTERFEREM NO CRESCIMENTO
DE MICRORGANISMOS EM ALIMENTOS
A capacidade de sobrevivência dos microrganismos que estão presentes em um alimento depende de
uma série de fatores. Entre eles estão aqueles relacionados às características próprias do alimento (fatores
intrínsecos) e os relacionados ao ambiente em que o alimento se encontra (fatores extrínsecos).
De forma geral, fatores que regulam o crescimento microbiano são associações, efeitos das condições
ambientais, propriedade física do alimento, propriedade química do alimento, disponibilidade de oxigênio
e temperatura versus tempo.
3.1 Alimentos como substratos dos microrganismos
Todos os alimentos apresentam uma microbiota natural extremamente variável, concentrada
principalmente na região superficial, embora os tecidos internos possam, eventualmente, apresentar
formas microbianas viáveis, o que se relaciona com os fatores intrínsecos.
Ao lado da microbiota natural, nas diversas etapas que levam à obtenção de produtos processados,
os alimentos estão sujeitos à contaminação por diferentes microrganismos, provenientes, por exemplo,
de manipulação inadequada, contato com equipamentos, superfícies e utensílios, e pela atmosfera
ambiental, o que se relaciona com os fatores extrínsecos.
A definição das espéciesou grupos de microrganismos predominantes no alimento irá depender,
fundamentalmente, das características inerentes a esse alimento – fatores intrínsecos dos alimentos –,
bem como das condições ambientais prevalentes – fatores extrínsecos. O conhecimento dos fatores
(intrínsecos e extrínsecos) que favorecem ou inibem a multiplicação dos microrganismos é essencial
para compreender os princípios básicos que regem tanto a alteração como a conservação dos alimentos.
3.2 Fatores intrínsecos
São fatores inerentes ao alimento:
• potencial hidrogeniônico (pH) – condições ácidas ou básicas;
• atividade de água (Aa) ou water activity (Aw);
• Eh;
• nutrientes (composição do alimento);
• constituintes antimicrobianos;
• estruturas biológicas;
• microbiota.
37
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
3.2.1 Aa ou Aw
A água/umidade nos alimentos pode ser classificada em água de hidratação ou ligada, água absorvida
ou capilar e água livre.
Água de hidratação ou ligada
Fortemente ligada ao substrato, não é fácil de ser eliminada. Não é congelável e não está disponível
para os microrganismos nem como solvente em reações químicas e enzimáticas. Está envolvida
quimicamente com outras substâncias, dificilmente é determinada pelos métodos de umidade.
Água absorvida ou capilar
Conhecida como umidade adsorvida, que é a água localizada no interior do alimento, presente nas
superfícies de macromoléculas, como amido, pectina, celulose e proteína, ligadas por forças de Van
der Waals e pontes de hidrogênio, e que não combina com outros elementos quimicamente. Também
funciona como solvente e influencia o crescimento dos microrganismos.
Água livre
Também conhecida como umidade de superfície, geralmente está presente na superfície externa do
alimento e entre os espaços e os poros do material. Funciona como agente dispersante para substâncias
coloidais e como solvente em compostos cristalinos. Essa água é facilmente evaporada, é congelável,
funciona como solvente e está disponível para o crescimento dos microrganismos. Ela é fracamente
ligada ao substrato e entre si.
Os microrganismos necessitam de água para sua sobrevivência. O crescimento e o metabolismo
microbiano exigem a presença de água numa forma disponível e a Aa é um índice dessa disponibilidade
para utilização em reações químicas e crescimento microbiano. Ou seja, é o conteúdo de água livre
do alimento, sendo esta a forma ideal de água utilizada pelos microrganismos. O valor absoluto de Aa
fornece uma indicação segura do teor de água livre do alimento. 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 Aa.
Moléculas de água
ligadas quimicamente
Moléculas de
água livre
Água total
Figura 11 – Água total, água livre e água ligada
38
Unidade I
A Aa é expressa pela fórmula:
Aa = P1 / Po
Sendo: P1 a pressão de vapor-d’água da solução (alimento); e Po a pressão de vapor do solvente
puro (água) na mesma temperatura.
Quadro 3 – Valores mínimos de Aa que permitem a multiplicação de microrganismos
Grupo de microrganismos Valor mínimo de Aa
Maioria das bactérias 0,88-0,91
Maioria das leveduras 0,88
Maioria dos bolores 0,80
Bactérias halofílicas (sal) 0,75
Bolores xerotolerantes (seco) 0,71
Bolores xerófilos e leveduras osmófilas (açúcar) 0,60-0,62
Adaptado de: Bertin e Mendes (2011); Franco e Landgraf (2008); Senac (2001); Senai (2000).
As principais faixas de Aa são:
• Aa = 1: significa água pura, não há nutrientes.
• Aa = 0,999: já existe um mínimo de nutrientes.
• Aa = 0,60: não existe água livre que favoreça o metabolismo das bactérias, mas certos fungos
podem reproduzir-se.
Quadro 4 – Valores de Aa de alguns alimentos e a multiplicação dos microrganismos
Aa Alimentos Microrganismos
0,98-0,99
Carnes e pescados frescos, frutas e hortaliças frescas, leite
e a maioria das bebidas lácteas, hortaliças enlatadas em
salmoura, frutas enlatadas em pouca concentração de açúcar
Salmonella, Campylobacter, Yersinia,
E. coli, Shigella, Clostridium, S.
aureus, B. cereus
0,93-0,97
Leite evaporado, carne curada, carne e peixe levemente
salgados, linguiça cozida, massa de tomate, queijo submetido
a tratamento industrial (queijo processado), embutidos e
fermentados (não dessecados), frutas enlatadas em alta
concentração de açúcar, sucos de frutas
S. aureus, V. parahemolyticus,
os outros citados acima crescem
lentamente ou param sua
reprodução
0,85-0,92
Leite condensado, queijo cheddar maturado, linguiça
fermentada, carne seca, presunto cru e bacon, embutidos
secos e fermentados, produtos de confeitaria
S. aureus, mas sem produção
de enterotoxina. Bolores
micotoxigênicos
0,60-0,84
Farinhas, cereais, nozes, frutas secas, vegetais secos, leite e
ovos em pó, gelatinas e geleias, compotas, melaço, goiabada,
coco ralado, peixes muito salgados, alguns queijos maturados,
alimentos levemente úmidos
Não há crescimento de bactérias
patogênicas
< 0,60
Confeitos e doces, vegetais fermentados, chocolate, mel,
macarrão seco, biscoitos e batata frita, pastelaria, bolachas
cream cracker, ovos e hortaliças desidratados, leite em pó
Não há crescimento microbiano, mas
permanecem viáveis
Adaptado de: Bertin e Mendes (2011); Andrade (2008); Bastos (2008);
Franco e Landgraf (2008); Senac (2001); Senai (2000).
39
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Pressão osmótica
A adição de solutos a um líquido puro irá causar uma redução na pressão de vapor da solução e
consequentemente diminuir a Aa. Sendo 1 o valor de Aa obtido na água pura, os valores de Aa oscilarão
entre 0 e 1. Exemplos:
• Se a Aa for 0,995: meio com 0,88% de NaCl, 8,52% de sacarose e 4,45% de glicose.
• Se a Aa for 0,860: meio com 18,18% de NaCl, 68,60% de sacarose e 58,45% de glicose.
Os fatores no alimento capazes de reduzir a pressão de vapor da água e, consequentemente, a
Aa são, principalmente, adsorção de moléculas de água em superfície, forças capilares, formação de
soluções com diferentes solutos, formação de coloides hidrófilos e presença de água de cristalização ou
hidratação. Exemplo: glicerol, que diminui a Aa, utilizado em meios de cultivo para inibir o crescimento
de microrganismos muito sensíveis à Aa, como as bactérias (a maioria não cresce com Aa inferior a 0,91).
Os microrganismos retiram a maioria dos nutrientes solúveis da água, tanto que seu conteúdo celular
é composto de 80% a 90% de água. Em ambientes com menor concentração de água, os microrganismos
desenvolvem mecanismos para obter água por meio do aumento da concentração de solutos internos,
seja pelo bombeamento de íons para o interior celular ou pela síntese de solutos orgânicos (açúcares,
álcoois ou aminoácidos).
A pressão osmótica se observa com a retirada de H2O dentro da célula:
• Reação hipertônica: perda de H2O do meio intracelular para o extracelular, através da membrana
plasmática (meio com concentração de sais).
• Plasmólise: diminuição da membrana plasmática da célula devido à perda de H2O por
osmose, como ocorre em alimentos com alta concentração de sal ou açúcar (peixe salgado,
mel, leite condensado).
Solução isotônica
A = B
Solução hipertônica
A < B
A Célula bacteriana | B Meio em que ela se encontra
Solução hipotônica
A > B
Célula microbiana em
equilíbrio com o meio
Célula microbiana com
concentração de soluto menor
que o meio
Célula microbiana com
concentração de soluto maior
que o meio
Figura 12 – Efeito da pressão osmótica sobre a célula microbiana
40
Unidade I
Os microrganismos podem ser divididos em:
• Não halófilos: não necessitam de sal e não toleram a presença no meio.
• Halotolerantes: não necessitam de sal, mas toleram a presença no meio.
• Halófilos: necessitam de sal em uma concentração moderada.
• Halófilos extremos: necessitam de sal em altas concentrações.
Os microrganismos resistentes à baixa Aa são os osmofílicos (ambientes com elevada concentraçãode açúcar), os halofílicos (ambientes com elevada concentração salina) e os xerofílicos (afinidade a
ambientes secos).
Halotolerante
Exemplo:
Staphylococcus
aureus
Não halófilo
Exemplo:
Escherichia coli
Halófilo
Exemplo:
Aliivibrio fischeri
Halófilo extremo
Exemplo:
Halobacterium
salinarum
Ta
xa
d
e
cr
es
ci
m
en
to
NaCI (%)
20151050
Figura 13 – Taxa de crescimento de alguns microrganismos de acordo com a concentração de sal
3.2.2 pH (condições ácidas ou básicas)
O pH é a medida de acidez ou alcalinidade de uma substância. No nosso caso, essa substância é o alimento.
pH = - Log {H
+
}, quanto > H
+
< pH e, consequentemente, mais ácido o alimento.
É um dos principais fatores intrínsecos capazes de determinar o crescimento, a sobrevivência ou a
destruição dos microrganismos nele existentes. Os microrganismos têm valores de pH ótimo e máximo
para sua multiplicação. Verifica-se que o pH em torno da neutralidade (6,5-7,5) é o mais favorável para
a maioria dos microrganismos.
41
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Os alimentos podem ser divididos em:
• Alimentos pouco ácidos (pH > 4,5: leite, carne, pescados, alguns vegetais): maioria das
bactérias, inclusive as patogênicas, bolores e leveduras.
• Alimentos ácidos (pH entre 4,0 e 4,5: frutas e hortaliças): bactérias lácticas e acéticas,
esporuladas (Bacillus e Clostridium), leveduras oxidativas ou fermentativas e bolores (em aerobiose).
• Alimentos muito ácidos (pH < 4,0: sucos de frutas e refrigerantes): quase exclusivamente
bolores e leveduras, além de bactérias lácticas e acéticas e Zymomonas (até pH 3,7).
Resumidamente, as bactérias toleram o pH em torno de 7,0. Exceções:
• Bactérias acidófilas: alto grau de tolerância à acidez (Thiobacillus, pH de 0,5 a 6,0, com faixa
ótima entre 2 e 3,5).
• Bactérias alcalifílicas: pH entre 10 e 11 (Bacillus e Archaea).
Os fungos tendem a ser mais acidófilos que as bactérias (pH < 5).
Limão Tomate
Leite
Ovo Sabonete Alvejante
Vinagre Água da chuva Água da Água da
torneiratorneira
Soda Soda
cáusticacáustica
Amônia
Água
sanitariaLeite de Leite de
magnésiamagnésia
7,0 9,05,5
2,40,8
0
Abaixo de 7
Ácido
Igual a 7
Neutro
Acima de 7
Alcalino
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
0,1
Escala de pH
2,0 4,5 6,4 8,5 10,0
10,5
11,6 13,0
12,6
Ácido
clorídrico
Ácido sulfúrico
da bateria de
automóveis
Figura 14 – Escala de pH
Os diferentes ácidos podem exercer um efeito inibitório ou letal sobre a célula microbiana pela
concentração hidrogeniônica (nível de H
+
livre) ou pela toxicidade do ácido não dissociado. O pH
intracelular (em condições normais em torno de 7,0) é bastante afetado pelas variações externas.
42
Unidade I
A acidificação no interior da célula pode ser devido:
• À migração dos íons H
+
do meio externo para o meio interno.
• À dissociação das moléculas dos ácidos que penetram através da membrana.
• Aos ácidos orgânicos fracos na forma não dissociada, os quais são facilmente solúveis na membrana
celular, interferindo assim na sua permeabilidade, o que leva a afetar o transporte de substrato e a
fosforilação oxidativa, inibindo o transporte de elétrons e causando a acidificação do interior da célula.
• A alguns ácidos que, ao se dissociarem, liberam ânions que podem ser metabolizados e alguns têm
atividade inibitória.
Quadro 5 – Valores de pH (mínimo e máximo)
por algumas espécies de microrganismos
Microrganismos
pH
Mínimo Máximo
E. coli 4,4 9,0
S. typhi 4,5 8,0
Str. lactis 4,3-4,8 –
Lactobacillus sp 3,8-4,4 7,2
Thiobacillus thiooxidans 1,0 (valor ótimo: 2-3) 9,8
Bolores 1,5-2,0 11,0
Leveduras 2,5 8,0-8,5
Adaptado de: Andrade (2008); Franco e Landgraf (2008); Jay (2005).
Quadro 6 – Relação dos valores de pH dos alimentos e os
principais microrganismos que podem se multiplicar
pH Alimentos Microrganismos
> 7,0 Clara de ovo, canjica, biscoitos, azeitonas pretas, milho
pH é ótimo para a maioria das bactérias, sendo
que muitas são inibidas entre pH 8 e 9. Muitos
vibrios se multiplicam até pH 11
6,5-7,0 Leite, frango, presunto, pernil Salmonella, Campylobacter, Yersinia, E. coli, Shigella, Clostridium, S. aureus
5,3-6,4 Carne bovina, vitela, vegetais Salmonella, S. aureus, os citados acima crescem lentamente
4,5-5,2 Conservas de carnes e sopas, queijo cottage e vegetais fermentados
Alguns dos citados acima diminuem e outros
cessam a multiplicação
3,7-4,4 Pepino em conserva, maionese, alguns sucos e frutas, frutas secas, vegetais fermentados, arenque, escabeche, tomates e iogurtes Bolores toxigênicos
< 3,7 Bebidas carbonatadas, sucos cítricos, alguns sucos de frutas, maioria das saladas temperadas, picles e vinagre
Muitas bactérias morrem em poucas horas
neste pH
Adaptado de: Franco e Landgraf (2008).
43
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Determinados alimentos são mais resistentes à mudança de pH que outros, são os chamados
alimentos tamponados. As carnes apresentam maior capacidade tamponada que as verduras e hortaliças.
Quadro 7 – Valores de pH de alguns alimentos
Hortaliças pH
Brócolis 6,5
Aspargo 5,7-6,1
Couve de Bruxelas 6,3
Batata 5,3-5,6
Cenoura 4,9-6,0
Milho 7,3
Azeitona 3,6-3,8
Tomate 4,2-4,3
Frutas pH
Ameixa 2,8-4,6
Figo 4,6
Laranja (suco) 3,6-4,3
Maçã 2,9-3,3
Morango 3,0-3,9
Geleia de frutas 3,5
Carnes pH
Frangos 6,3-6,4
Presunto 5,9-6,1
Carne enlatada 5,5-6,0
Salsichas Frankfurt 6,2
Bovina (moída) 5,1-6,2
Pescados pH
Atum 5,2-6,1
Camarão 6,8-7,0
Peixe fresco 6,6-6,8
Salmão 6,1-6,3
Laticínios pH
Creme de leite 6,5
Manteiga 6,1-6,4
Alimentos prontos para consumo pH
Omelete 6,5-7,0
Arroz integral, feijão, feijão preto, frango xadrez, escarola
refogada, cenoura cozida, couve refogada, mandioquinha
cozida, batata cozida, vinagrete, sopa engrossada de couve,
sopa de legumes, manjar branco, arroz-doce, melão picado,
pepino picado
5,3-6,4
Arroz branco, quiabo refogado 4,5-5,2
Maionese de legumes, tabule, mamão picado 3,7-4,4
Gelatina, picles, limão < 3,5
Adaptado de: Bertin e Mendes (2011); Franco e Landgraf (2008); Senac (2001); Senai (2000).
44
Unidade I
3.2.3 Eh e tensão de O2
O Eh pode ser definido como a facilidade com que o substrato pode ganhar (redução) ou perder
(oxidação) elétrons. Quanto menor Eh, maior será a capacidade de ceder elétrons. Na oxidação, a
substância ganha O ou perde H. Na redução, perde O ou ganha H.
É representado pela equação de Nernst:
Eh = Eo + 0,06/n log (ox)/(red)
Onde:
Eo = padrão redox (pH = 0)
n = número de elétrons envolvidos no processo
(ox) = concentração no estado oxidado
(red) = concentração no estado reduzido
A determinação do Eh é feita por potenciômetros e medida em milivolts (mV).
A concentração de oxigênio (O2) no alimento é o fator que mais contribui para o aumento do Eh do
alimento, além do pH e da atividade microbiana.
O O2 é extremamente importante no desenvolvimento microbiano.
As bactérias patogênicas são quimiossintéticas, pois obtêm energia pelo processo de oxirredução.
A energia pode ser obtida por respiração aeróbia, respiração anaeróbia e fermentação.
Respiração aeróbia
Oxirredução com O2 do ar. Ex.: glicose – C6H12O6 + O2 → CO2 + H2O, 1 mol de glicose rende 600.000
calorias sob a forma de adenosina trifosfato (ATP).
Respiração anaeróbia
Oxirredução entre uma substância orgânica e outra inorgânica. Ex.: C6H12O6 + KNO3 → CO2 + H2O +
KNO2, 1 mol de glicose rende 400.000 calorias.
Fermentação
A mesma substância é oxidada e reduzida. Ex.: C6H12O6 → C2H5OH + H2O + CO2, 1 mol de glicose
rende 60.000 calorias, energia acumulada no álcool produzido (ciclo de Embden-Meyerhof-Parnas).
45
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Os tipos de fermentação, microrganismos envolvidos e substâncias produzidas são:
• Fermentação alcoólica: Saccharomyces cerevisiae (álcool).
• Fermentação acética: Acetobacter aceti (ácido acético).
• Fermentação láctica: Lactobacillus sp. (ácido láctico).
Os microrganismos podem ser classificados em:
• Aeróbios:
— Estritos: necessitam de O2.
— Facultativos:não necessitam de O2, mas crescem melhor na sua presença.
— Microaerófilos: necessitam de O2, mas em níveis menores.
• Anaeróbios:
— Aerotolerantes: não necessitam de O2, mas crescem melhor sem sua presença.
— Estritos: não toleram O2 (letal).
Algodão
Bactérias aeróbias Bactérias anaeróbias Bactérias facultativas
Crescimento
microbiano
Crescimento
microbiano
Crescimento
microbiano
Meio de
cultura
Meio de
cultura Meio de
cultura
Algodão Algodão
Figura 15 – Efeito do oxigênio (O2) sobre o crescimento das bactérias
Observação
A catalase e a superóxido dismutase (SOD) reduzem os compostos
tóxicos para H2O.
46
Unidade I
Os microrganismos variam no grau de sensibilidade ao redox (Eh) do meio de multiplicação, podendo
ser divididos em grupos, da seguinte forma:
• Aeróbios: Eh+ (presença de O2).
• Anaeróbios: Eh- (ausência de O2). O O2 chega a ser tóxico para a célula, porque gera peróxidos
letais ao microrganismo.
• Facultativos: Eh+ e Eh-.
• Microaerófilos: Eh baixo.
Quadro 8 – Eh e os microrganismos
Potencial Classificação Exemplos
Alto oxidante (+350 a +500) Aeróbios
Bolores, Pseudomonas, Acinetobacter,
Micrococcus, Bacillus (algumas espécies),
Moraxella, leveduras oxidativas
Baixo redutor (+30 a -250, melhor -150) Anaeróbios Clostridium, Desulfotomaculum
Equilibrado (+100 a +350) Facultativos Leveduras fermentativas, enterobactérias, Bacillus, Staphylococcus
Baixo Microaerófilos Bactérias lácticas, Campylobacter, Helicobacter
Adaptado de: Senac (2001); Senai (2000).
A presença de O2 para os anaeróbios é mais letal do que o potencial positivo de oxirredução.
Isso pode ser explicado pelo fato de esse grupo não ser capaz de produzir a enzima catalase, que
decompõe a água oxigenada (H2O2) em H2O e O2, e o acúmulo desse composto intoxica a célula.
Quadro 9 – Eh de alguns alimentos
Alimentos Eh
Leite +200 a +400
Queijo cheddar +300 a -100
Queijo suíço -50 a -200
Carne in natura -60 a -150
Carne moída +300
Carne enlatada -20 a -150
Suco de uva +409
Suco de limão +383
Adaptado de: Senac (2001); Senai (2000).
47
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
3.2.4 Composição do alimento (nutrientes)
Os microrganismos variam quanto às suas exigências, aos fatores de crescimento e à capacidade de
utilizarem os diferentes substratos que compõem os alimentos. Os microrganismos de importância para
os alimentos necessitam de água, fontes de energia (carbono) e de nitrogênio, vitaminas e fatores de
crescimento, além de minerais. Assim, de acordo com os nutrientes que compõem o alimento, é possível
determinar qual microrganismo terá maior possibilidade de se desenvolver.
No que se refere às necessidades nutricionais, as mais exigentes são as bactérias gram-positivas,
seguidas, em ordem decrescente, pelas gram-negativas, pelas leveduras e pelos bolores. Os bolores
são de particular interesse na deterioração de matérias-primas ricas em carboidratos complexos
(polissacarídeos), como amido e celulose. Os óleos e as gorduras sofrem a ação de muitos bolores,
leveduras e algumas bactérias.
Carbono (C)
O carbono é essencial para a síntese de todos os compostos orgânicos necessários para a viabilidade
celular (elemento estrutural básico para os seres vivos). Os organismos quimioheterotróficos obtêm
carbono a partir de materiais orgânicos como proteínas, carboidratos e lipídios. Já os organismos
quimioautotróficos e os fotoautotróficos obtêm carbono do CO2.
Nitrogênio (N), enxofre (S) e fósforo (P)
O peso seco de uma célula bacteriana é composto de 14% de nitrogênio e 4% de enxofre e
fósforo. O nitrogênio é utilizado para sintetizar os grupos aminos presentes nos aminoácidos. É obtido
por decomposição de materiais orgânicos (proteínas, aminoácidos), amônio (NH4+) e nitrato (NO3
-).
Algumas bactérias são capazes de utilizar nitrogênio gasoso diretamente da atmosfera. Microrganismos
do solo, como as bactérias dos gêneros Rhizobium e Bradyrhizobium, utilizam esse processo para
obtenção de nitrogênio, tanto para elas como para as plantas que convivem simbioticamente.
No cultivo de leguminosas (soja e feijão), observa-se aumento da fertilidade do solo sem a necessidade
do uso de fertilizantes químicos.
O enxofre é usado na síntese de aminoácidos e de vitaminas, como tiamina (B1) e biotina (B7).
As fontes naturais de enxofre são íon sulfato (SO4
-2), sulfeto de hidrogênio e aminoácidos.
O fósforo é essencial para a síntese dos ácidos nucleicos e para os fosfolipídios componentes da
membrana celular. As fontes naturais de fósforo são íon fosfato (PO4
3-), DNA, RNA e ATP.
Potássio, magnésio e cálcio
Também são elementos essenciais para os microrganismos, frequentemente encontrados como
cofatores para as reações enzimáticas. O cálcio é um dos componentes dos endósporos, e o magnésio
estabiliza ribossomos e membranas.
48
Unidade I
Ferro, cobre, molibdênio, zinco
Elementos-traço utilizados como cofatores essenciais para atividade de algumas enzimas. O ferro
entra na constituição de citocromos e proteínas com centro ferro-enxofre (transportadoras de elétrons).
De acordo com os nutrientes utilizados no metabolismo, os microrganismos podem ser divididos em:
• Autotróficos: os microrganismos saprófitos utilizam substâncias inorgânicas, como observado
nas reações a seguir:
— Sulfobactérias: H2S + ½ O2 → H2O + S e S + ½ O2 → H2O + H2SO4
— Nitrobactérias: NH3 + ½ O2 → HNO2 + H2O
— Metanobactérias: H2 + CO2 → CH4 + H2O
• Heterotróficos: os microrganismos patogênicos utilizam substâncias orgânicas, como carbono,
hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre, constituintes de carboidratos, lipídios, proteínas
e ácidos nucleicos.
Lembrete
Existem microrganismos que não causam doenças, como a levedura
Saccharomyces cerevisiae, utilizada, inclusive, para a produção de
alimentos. Outros são oportunistas e podem causar doenças, dependendo
do sistema imunológico do hospedeiro, como o Staphylococcus. E há
os que se comportam de forma facultativa. São saprófitos, porém, em
determinadas condições, tornam-se patógenos, como a Escherichia coli.
E, por fim, existem os que são estritamente patogênicos, que, quase
sempre, estarão associados à ocorrência de doenças, como o Clostridium
botulinum (neurotoxina).
3.2.5 Constituintes 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. Dentre essas substâncias, destacam-se:
• Ovo: além da proteção da casca, a clara possui a lisozima (muramidase), que destrói a parede
celular das bactérias Gram+.
• Amora e outros vegetais: ácido benzoico (atua contra fungos).
49
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
• Cravo-da-índia: óleos essenciais ou eugenol e lipídios com ação antimicrobiana.
• Canela: aldeído cinâmico e eugenol.
• Alho: alicina.
• Mostarda: alil-isotiocianato.
• Sálvia: eugenol e timol.
• Orégano: carvacrol e timol.
• Leite: lactoferrina, conglutinina, lactoperoxidase, lacteína e fator anticoliforme.
Existem substâncias inibidoras produzidas nos próprios alimentos, como penicilina, clavicina, ácido
propiônico etc.
3.2.6 Estruturas biológicas
Barreira ou obstáculo para o acesso de microrganismos às partes perecíveis de alguns alimentos, ou
seja, aquelas que apresentam nutrientes, como cascas de sementes, casca de nozes, casca de arroz, casca
de ovos, pele e pelo de animais, cascas ou películas de frutas.
3.2.7 Microbiota do alimento (interação entre microrganismos)
A competição da microbiota do alimento também atua favorecendo ou inibindo algumas espécies
ou grupos de microrganismos. Um determinado microrganismo, ao se multiplicar em um alimento,
produz metabólitos que podem afetar a capacidade de sobrevivência e de multiplicação de outros
microrganismos presentes nesse alimento.
As bactérias lácticas produzem ácido láctico ou bacteriocinasque inibem ou eliminam
microrganismos patogênicos. A produção de ácido altera o pH do alimento de tal forma que o torna
muito ácido para o crescimento de certos microrganismos.
As leveduras podem consumir os ácidos orgânicos dos alimentos, ácidos fornecendo condição para
a multiplicação daqueles microrganismos que anteriormente eram inibidos pela acidez.
O Staphylococcus aureus e o Clostridium botulinum são maus competidores e não se desenvolvem
em alimentos que apresentam elevadas contagens de outros microrganismos.
3.3 Extrínsecos
Os fatores relativos ao ambiente que cerca o alimento poderão atuar positiva ou negativamente
sobre os microrganismos. São fatores inerentes ao ambiente, por exemplo:
50
Unidade I
• temperatura (T ºC);
• umidade relativa (UR) do ar;
• presença de gases (CO2 e O3);
• aditivos intencionais;
• irradiação.
3.3.1 Temperatura (T ºC versus tempo)
É, provavelmente, o fator ambiental mais importante que afeta o crescimento microbiano.
A velocidade específica de desenvolvimento diminui à medida que a temperatura se afasta da ótima, até
que cesse o desenvolvimento ou ocorra a morte da célula.
Ótima
Máxima
Mínima
Ta
xa
d
e
cr
es
ci
m
en
to
Reações enzimáticas ocorrendo em
velocidades cada vez maiores
Gelificação da membrana; processos
de transporte tão lentos que não
permitem o crescimento
Desnaturação proteica; colapso da
membrana citoplasmática; lise térmica
Reações enzimáticas ocorrendo
na maior velocidade possível
Temperatura
Figura 16 – Taxa de crescimento de acordo com o nível de temperatura
A temperatura de crescimento mínima é a menor temperatura na qual a espécie é capaz de
crescer. Já a temperatura de crescimento ótima é a temperatura na qual a espécie apresenta melhor
crescimento. E, por fim, a temperatura de crescimento máxima é a maior temperatura na qual ainda
é possível o crescimento.
Cada tipo de microrganismo possui características estruturais e metabólicas próprias, oferecendo
condições específicas de resistência ao calor e ao tempo de exposição.
51
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Quadro 10 – Relação de tempo e temperatura na eliminação de microrganismos
T ºC Tempo
74 Poucos segundos (5)
70 Poucos minutos (2)
66 Alguns minutos (10)
65 Alguns minutos (15)
60 Vários minutos (30)
55 Algumas horas (4)
52 Várias horas (12)
< 50 Não há morte dos patógenos
Adaptado de: Senac (2001); Senai (2000); Snyder (1996).
O crescimento microbiano apresenta uma faixa muito ampla de temperaturas (-8 ºC
a -90 ºC).
A temperatura exerce uma influência marcante nas seguintes características: duração da fase lag,
velocidade de crescimento, número final de células de uma população e composição química e enzimática
da célula. A maioria dos microrganismos cresce bem nas temperaturas ideais para os seres humanos.
Temperatura (em Celsius)
62,8º
45º
30º
15º
0º
Células vegetativas da maioria dos microrganismos morrem
Quanto maior o tempo nesta faixa, maior a destruição
Reduzida multiplicação da maioria dos microrganismos
Desenvolvimento rápido dos termófilos e de alguns mesófilos
Multiplicação rápida de microrganismos
Bactérias patogênicas multiplicam-se muito rápido
Multiplicação reduzida
Cessa a multiplicação
52
Unidade I
°C Tempo Velocidade
< 50
> 45
> 30
> 20
> 10
> 4
< 45
< 30
< 20
< 10
< 4
> 0
Insignificantemente6 h - 8 h
Muito lentamente3 h - 6 h
Lentamente1 h - 2 h
Moderadamente30’ - 1 h
Rapidamente10’ - 20’
Lentamente30’ - 2 hs
> 60 Não há multiplicação de patógenos
< 0 Não há multiplicação de patógenos
Figura 17 – Escala de temperatura e sua influência sobre o desenvolvimento microbiano
Os microrganismos podem ser classificados em três grupos:
• Psicrófilos: crescem em baixas temperaturas (-10 ºC a 15 ºC).
• Mesófilos: crescem em temperaturas moderadas (10 ºC a 50 ºC).
• Termófilos: crescem em altas temperaturas (40 ºC a 70 ºC; termófilos extremos na faixa de 68 ºC a 110 ºC).
Ta
xa
d
e
cr
es
ci
m
en
to
Temperatura (°C)
0
4º
39º
60º
88º
10 40 7020 50 8030 60 90 100 110
106º
120
Psicrófilo
Exemplo:
Polaromonas vacuolata
Termófilo
Exemplo:
Geobacillus stearothermophilus
Mesófilo
Exemplo:
Escherichia coli
Hipertermófilo
Exemplo:
Thermococcus celer
Hipertermófilo
Exemplo:
Pyrolobus fumarii
Figura 18 – Curva de crescimento característica de diferentes microrganismos e sua classe térmica
Na área de alimentos, é possível classificar os microrganismos de forma mais específica:
• Psicrófilos: temperatura ótima de 15 ºC. Não costumam causar problemas na preservação
de alimentos.
53
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
• Psicrotróficos: temperatura ótima de 20 ºC a 30 ºC. Crescem em temperatura de refrigeração (em
torno de 4 ºC). Podem ser encontrados em alimentos estragados.
• Mesófilos: temperatura ótima de 25 ºC a 40 ºC. Encontrados em corpo de animais (de acordo
com a temperatura da pele). As bactérias patogênicas crescem em temperatura ótima de 37 ºC.
Também podem degradar os alimentos.
• Termófilos: temperatura ótima de 50 ºC a 60 ºC. Podem ser encontrados em resíduos orgânicos
em processo de compostagem.
Quadro 11 – Divisão dos microrganismos segundo
as faixas de temperatura de desenvolvimento
Grupo
Temperatura (ºC)
Mínima Ótima Máxima
Mesófilos 5 a 15 30 a 45 35 a 47
Psicrófilos -5 a +5 12 a 15 15 a 20
Psicrotróficos -5 a +5 25 a 30 30 a 35
Termófilos 40 a 45 55 a 75 60 a 90
Adaptado de: Bertin e Mendes (2011); Andrade (2008); Senac (2001); Senai (2000).
Os psicrotróficos, como Pseudomonas, Acinetobacter, Vibrio, Lactobacillus, Bacillus, são de extrema
importância como agentes deterioradores de alimento.
A maior parte das bactérias termófilas de importância alimentícia estão incluídas no gênero Bacillus
e Clostridium.
Entre os mesófilos, destacam-se as bactérias patogênicas e deterioradoras, alguns bolores e leveduras.
Os psicrófilos estritos ocorrem mais em ambientes marinhos e em locais em que a temperatura
permanece constantemente reduzida.
Valor D
Existe uma relação entre o número de microrganismos, o tempo de exposição e a temperatura, que
deve ser estabelecida para que se tenha segurança no processo e certeza da destruição dos microrganismos
patogênicos presentes nos alimentos. Essa relação é representada pelo valor de redução decimal, ou seja,
o tempo de exposição de um tipo de microrganismo em uma determinada temperatura, necessário para
reduzir 90% dos microrganismos viáveis.
Dependendo do tipo, e da quantidade microbiana inicial, da temperatura utilizada, do tempo de
exposição e da penetração do calor no alimento, é possível reduzir os microrganismos totais, eliminando
os patogênicos (cocção), ou todos os microrganismos (esterilização).
54
Unidade I
No modelo teórico a seguir, para uma população inicial de 106 (1.000.000) microrganismos, observa-se
a seguinte taxa de redução:
1D elimina 90% = 900.000, sobram 100.000
2D eliminam 99% = 990.000, sobram 10.000
3D eliminam 99,9% = 999.000, sobram 1.000
4D eliminam 99,99% = 999.900, sobram 100
5D eliminam 99,999% = 999.990, sobram 10
6D eliminam 99,9999% = 999.999, sobra 1
7D eliminam 100% = 1.000.000, não sobra
3.3.2 UR
A UR interfere, diretamente, na Aa do alimento. Se armazenarmos um alimento com baixa Aa em um
ambiente com alta UR, a Aa do alimento aumentará, podendo sofrer deterioração por microrganismos.
Ou seja, a UR está envolvida na maior ou menor perecibilidade de um alimento.
Em um ambiente de UR elevada e alimento de Aa baixa, este absorverá umidade do ambiente e
ocorrerá a formação de uma estrutura granulosa, quase sempre deterioração geralmente de origem
fúngica. Na situação contrária, ocorrerá desidratação superficial, com prejuízo às características
sensoriais do alimento.
A relação entre a Aa e a UR deve ser considerada para melhor adequar as condições de embalagem
dos produtos alimentícios, de modo a garantir o controle do desenvolvimento microbiano.
Em temperatura constante, podemos calcular a UR multiplicando o valorde Aa por 100. Ou seja,
UR % = Aa × 100.
O binômio UR/temperatura não pode ser desprezado, e, quanto mais alta a temperatura, menor será
a UR, e vice-versa.
3.3.3 Gases do meio (CO2, O2 e O2)
O armazenamento de alimentos em atmosfera contendo CO2 é conhecido como estocagem em
atmosfera controlada. Muitos países usam essa técnica para estocar frutas, provocando, assim, o
retardamento da maturação e da putrefação causada por fungos.
O CO2 é o gás mais utilizado para retardar a deterioração de alimentos (frutas, produtos cárneos). A maioria
das bactérias, dos bolores e das leveduras é inibida, mas não destruída em atmosfera contendo entre 5% e
50% de CO2 (v/v). Uma concentração de 10% reduz em até 50% as contagens totais de microrganismos.
55
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
O uso de atmosfera controlada envolvendo os alimentos poderá modificar a natureza do processo de
deterioração, podendo retardá-lo, como na presença de O2 para os anaeróbios. Ela é utilizada em muitos
países para frutas (maçãs e peras), provocando o retardo da putrefação, causado por fungos filamentosos,
devido à inibição do etileno (que atua nas frutas como fator de envelhecimento). Também utilizada
em carnes, sendo as gram-negativas (Pseudomonas) mais sensíveis ao CO2 do que as gram-positivas
(anaeróbias e bactérias lácticas).
A concentração máxima de CO2 é de 10%.
Certos vegetais e, principalmente, as frutas são preservados em atmosfera contendo ozônio (O3, de 2 a
3 ppm), não sendo recomendado em alimentos com elevado teor lipídico, pois poderá acelerar a rancidez.
Tanto o O3 como o CO2 são eficientes para retardar as alterações superficiais em carnes estocadas
por longos períodos.
O CO2 é muito eficiente contra microrganismos psicrotróficos (bolores e leveduras oxidativas e
bactérias gram-negativas). O emprego de 15% de CO2 na atmosfera quase dobra o intervalo de tempo
para essas bactérias se multiplicarem a 0 ºC.
3.3.4 Irradiação
As radiações ionizantes são utilizadas para quatro objetivos principais: esterilização, pasteurização,
desinfestação e inibição de germinação. São empregadas para inativar microrganismos da parte superficial
dos alimentos, de embalagens ou mesmo de superfícies que entram em contato com alimentos. Quando
passam pelo alimento, provocam a formação de radicais livres e de íons. A combinação destes, entre si
e com outras moléculas, causa alterações nas estruturas dos microrganismos, enzimas e constituintes
dos alimentos.
3.3.5 Substâncias adicionadas ao alimento (aditivos)
Uma série de substâncias pode ser adicionada ao alimento para inibir ou retardar a multiplicação
dos microrganismos, tais como:
• Propionatos ou ácido sórbico (pães).
• Dióxido de enxofre (sulfito, bissulfito, gás-sulfuração a 1000-2000 ppm de SO2), que interfere na
ativação dos esporos bacterianos (frutas secas ou desidratadas, sucos de frutas e vinhos).
• Ácido benzoico (produtos cárneos e peixes).
• Nitratos e nitritos para manter a coloração vermelha das carnes curadas; ação bacteriostática.
• Nitratos, que elevam o Eh (inibem anaeróbicos).
56
Unidade I
• Nitritos, que abaixam o Eh (inibem aeróbios restritos), formam nitrosaminas (cancerígenas).
• Antibióticos, entre eles penicilina, estreptomicina e natamicina.
3.3.6 Meio de cultura
O meio de cultura é um material nutriente preparado em laboratório para o crescimento de
microrganismos, que crescem e se multiplicam nele. Pode ser:
• Meio definido: toda a composição química é conhecida.
• Meio complexo: composição química não conhecida, sendo composto por nutrientes como
extrato de levedura, de carne ou de plantas.
• Meio seletivo: favorece o crescimento de uma determinada bactéria de interesse, impedindo
o crescimento de outras bactérias. Por exemplo, o ágar Sabouraud Dextrose, pH 5,6, é utilizado
no crescimento de fungos que são favorecidos em relação às bactérias pelo baixo pH.
• Meio diferencial: facilita a identificação de um determinado organismo. Por exemplo, o meio
ágar sangue é utilizado para a identificação de bactérias capazes de destruir células sanguíneas
(formam um anel claro em torno da colônia).
• Meio de enriquecimento: favorece o desenvolvimento de uma população bacteriana que está
em desvantagem entre outras populações.
• Meios redutores: meios com reagentes, como o tioglicolato de sódio, que é capaz de se
combinar com o oxigênio dissolvido eliminando este elemento do meio de cultura (específico
para microrganismos anaeróbicos).
Saiba mais
Para conhecer mais sobre os fatores que têm relação com o
desenvolvimento microbiano, é importante acessar algum material de
tecnologia de alimentos, que, quase sempre, também aborda o tema. Veja,
entre outros:
EVANGELISTA, J. Tecnologia de alimentos. 2. ed. Rio de Janeiro: Atheneu, 2001.
GAVA, A. J.; SILVA, C. A. B.; FRIAS, J. R. G. Tecnologia de alimentos:
princípios e aplicações. São Paulo: Nobel, 2008.
ORDÓÑEZ, J. A. et al. Tecnologia de alimentos: alimentos de origem
animal. Porto Alegre: Artmed, 2005.
57
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
3.4 Alimentos potencialmente perigosos
Pode ser incluído nesse grupo qualquer alimento ou ingrediente (natural ou sintético) que é capaz
de suportar o desenvolvimento rápido de microrganismos ou que tenha sido contaminado durante a
produção, desde o campo até a mesa. Exemplos: carne, aves e pescados crus, produtos lácteos, ovos,
vegetais crus e alimentos amiláceos (tofu, arroz, batata, grãos).
Condições que favorecem os agentes microbianos:
• Alimento: os alimentos ricos em nutrientes apresentam um bom ambiente para sobrevivência
e resistência.
• Acidez: o desenvolvimento bacteriano é maior em ambientes neutros ou pouco ácidos, com pH
entre 6,6 e 7,5.
• Tempo: regra das duas horas. Os microrganismos proliferam se mantidos em condições ótimas
por 2 horas.
• Temperatura: preferem temperaturas entre 30-40 ºC e, para alguns, as temperaturas de
refrigeração. Considerar zona perigosa de temperatura entre 10 ºC e 60 ºC.
• Oxigênio: presença ou ausência pode influenciar o desenvolvimento.
• Umidade: influencia o desenvolvimento. Aa alta (> 0,86) suporta o desenvolvimento rápido.
• Interação: combinação de fatores, por exemplo, o binômio tempo e temperatura.
Quadro 12 – Fatores ótimos e limitantes que influenciam o
crescimento dos patógenos de origem alimentar mais comuns
Microrganismos
Fatores que influenciam o crescimento
Temperatura (ºC) pH Aa
Mín. Ótima Máx. Mín. Ótimo Máx. Mín.
Bacillus cereus 5 30 50 4,4 7 9,3 0,93
Campylobacter jejuni 25 42 45 4,9 7 9,0 0,98
Clostridium botulinum A e B 10 37 50 4,8 7 8,5 0,95
Clostridium botulinum E 3 30 45 5,0 7 8,5 0,97
Clostridium perfringens 15 46 50 5,0 7 8,9 0,96
Listeria monocytogenes 0 37 44 4,5 7 8,0 *
Salmonella sp. 6 43 46 3,8 7 9,0 0,95
Staphylococcus aureus 7 37 48 4,3 7 9,0 0,83
Vibrio cholerae 5 37 44 6,0 7 11 0,97
Vibrio parahaemolyticus 3 37 44 4,8 8 9,0 0,93
Vibrio vulnificus 8 37 43 5,0 8 9,0 0,93
Yersinia enterocolitica 3 30 43 4,4 7 9,6 0,97
Adaptado de: Franco e Landgraf (2008); Senac (2001); Senai (2000).
58
Unidade I
3.5 Teoria dos obstáculos de Leistner
As interações entre os fatores intrínsecos e os extrínsecos originaram o conceito dos obstáculos ou
barreiras de Leistner, que se baseia na avaliação da interação entre os fatores intrínsecos e extrínsecos
para impedir a multiplicação de microrganismos deterioradores, indicadores e patogênicos, melhorando
a estabilidade e a qualidade de alimento.
F t
A)
aw pH Eh pres.
t
B)
aw pH Eh pres.
t
C)
V
N
aw pH Eh pres.
Figura 19 – Representação da interação de fatores intrínsecos e extrínsecos na teoria dos obstáculos: A) as barreiras no controle
dos microrganismos têm a mesma intensidade: alta temperatura no processamento (F), baixa temperatura na estocagem (t), baixa
Aa, acidez (pH), baixo Eh e conservantes (pres.). Desta forma, o produto torna-se estável e seguro, porque os microrganismos não
podem ultrapassar todos os obstáculos; B) asbarreiras têm intensidades diferentes (o que reflete a realidade do processamento dos
alimentos) e os principais fatores, que controlam o crescimento microbiano, são a Aa e os conservantes (pres.); C) o alto teor de
nutrientes e vitaminas no alimento favorece o desenvolvimento dos microrganismos, modificando a ação dos outros fatores
3.6 Microbiologia preditiva
Tem por base a premissa de que a resposta de uma população de microrganismos a fatores ambientais
é reproduzível e que, ao considerar o ambiente, é possível predizer a resposta dos microrganismos.
A microbiologia preditiva é usada para assessorar risco de processo, distribuição, armazenamento,
conservação e manipulação, e para implementar medidas de controle que visam proteger a qualidade
microbiológica, importante tanto para a segurança como para a qualidade do alimento.
Para a aplicação da microbiologia preditiva, é necessário:
• A determinação das propriedades intrínsecas e extrínsecas do produto, considerando também as
condições de conservação e de processamento, a possibilidade de contaminação e o prazo de vida
útil estabelecido.
• A consulta da literatura científica disponível e os dados de pesquisa sobre sobrevivência,
desenvolvimento e inativação do microrganismo em questão.
59
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Observação
A Combined Database for Predictive Microbiology (ComBase) é uma
imensa base de dados sobre o comportamento de microrganismos em
diferentes condições nos alimentos, além de uma coleção de modelos
preditivos disponíveis na internet para as mais variadas aplicações na
indústria alimentícia. No site https://browser.combase.cc/Membership/
Login.aspx, é possível fazer simulações da ação de determinados fatores
(intrínsecos e/ou intrínsecos) sobre o desenvolvimento dos microrganismos.
3.7 Crescimento das culturas bacterianas
É considerado o aumento do número de indivíduos, e não do tamanho celular. Pode ocorrer por
dois mecanismos:
• Brotamento: aumento do número de bactérias (forma um broto que, quando atinge o tamanho
da célula parental, se separa).
• Fissão binária:
— Alongamento da célula e replicação do DNA cromossomal.
— Início da invaginação da parede celular e da membrana plasmática.
— Em um determinado momento, as duas seções da parede celular se encontram.
— Produção de duas células individuais idênticas à célula-mãe.
Parede celular
Membrana celular
Núcle alongado Septo transverso completo
Células irmãs separam-se
Núcle se divide;
parede e membrana celulares começam
a formar um septo tansverso
Figura 20 – Multiplicação/reprodução bacteriana
60
Unidade I
3.8 Curva de crescimento
A curva demonstra o crescimento das células durante um período de tempo e é obtida, por exemplo,
pela contagem da população em intervalos de tempo após um inóculo de um número pequeno de
bactérias em meio de cultura.
A - Fase lag ou de adaptação
B - Fase log ou exponencial
C - Fase estacionária
D - Fase de declínio ou morte
Lo
g
X
Tempo
A
B
C
D
Figura 21 – Curva de crescimento/desenvolvimento microbiano
Na fase lag, há pouca ou ausência de divisão celular (fase de adaptação = ≥ 1 hora). Há um estado
de latência, com atividade metabólica intensa.
Na fase log ou exponencial, ocorre uma multiplicação em ritmo contínuo, podendo ser avaliada
pela seguinte equação:
Nt = No . 2
n
Onde:
Nt → número de microrganismos após o tempo t de crescimento.
No → número inicial de microrganismos.
N → número de gerações.
O valor de n pode ser calculado pela seguinte fórmula:
n = t/tg
Onde:
t → é o tempo em minutos.
tg → é o tempo de geração ou tempo necessário para dobrar o número de células. É o tempo
necessário para uma célula se dividir e sua população dobrar de tamanho, que varia de acordo com o
organismo, dependendo das condições ambientais (nutricionais, temperatura etc.). Para a maioria das
bactérias, é de 1 a 3 horas.
61
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
O tempo de geração varia de acordo com o microrganismo, e para um mesmo microrganismo
o tempo varia de acordo com as condições ambientais (temperatura, umidade, nutrientes e
necessidade de oxigênio). É o início do processo de divisão (período de crescimento ou aumento
logaritmo. A reprodução celular é extremamente ativa e os microrganismos são sensíveis às
mudanças ambientais.
A diminuição do ritmo de crescimento, que ocorre ao fim da fase exponencial, dá início à fase
estacionária, na qual o número de indivíduos permanece constante no decorrer do tempo. Nessa fase,
existe um equilíbrio entre a taxa de morte e a taxa de divisões na população (número de células vivas =
número de células mortas) e sua duração é variável, dependendo não só da espécie do microrganismo
como também do meio e condições de cultivo.
Na fase de declínio ou morte celular, o número de microrganismos vivos começa a diminuir
(número de células mortas excede o número de células novas) em função da falta de condições de
sobrevivência no ambiente (falta de nutrientes, acidez excessiva, substâncias tóxicas excretadas pelos
próprios microrganismos).
A morte microbiana ocorre de forma exponencial. Após uma rápida redução da população, a taxa de
morte torna-se mais lenta devido à sobrevivência de células mais resistentes.
Tabela 1 – Taxa de morte microbiana
Tempo (min.) Mortes/min. Nº de células vivas
0 0 1.000.000
1 900.000 100.000
2 90.000 10.000
3 9.000 1.000
4 900 100
5 90 10
6 9 1
Adaptada de: Senac (2001); Senai (2000).
A taxa de morte é normalmente constante. Para cada 1 minuto, 90% da população morre.
A curva de destruição é importante para avaliar a diminuição do número de células viáveis dos
organismos em questão, quando submetido à condição destrutiva ou desfavorável. O entendimento
da curva de multiplicação e da curva de destruição relacionadas com os fatores que podem
interferir, com a viabilidade e o número de células viáveis, faz parte da microbiologia preditiva,
ou seja, permite prever o comportamento de um determinado microrganismo em um produto
alimentício, assim como a eficiência de um processo que possa inibir a multiplicação ou provocar
a morte (parcial ou total) das células.
62
Unidade I
3.9 Métodos para quantificação/detecção do crescimento microbiano
Basicamente, os métodos tradicionais dividem-se nas seguintes etapas:
• Pesagem da amostra (25 g ou 25 mL para 225 mL do meio de cultura).
• Dissolução para amostras sólidas.
• Pré-enriquecimento em caldo apropriado (recuperação das células lesadas).
• Enriquecimento (inibição do crescimento de organismos indesejados).
• Cultivo de ágar seletivo (meio diferencial para distinguir microrganismos-alvo de indesejáveis).
• Testes bioquímicos e sorológicos quando apropriados.
3.9.1 Quantificação direta
A contagem em placas é uma técnica mais utilizada na determinação do tamanho da população
bacteriana, sendo possível qualificar as células viáveis. Porém, o tempo para o aparecimento das colônias
pode ultrapassar 24 horas.
Cálculo: número de colônias na placa × índice de diluição da amostra = número de bactérias/mL.
Por exemplo: se a placa que recebeu a diluição de 1:1000 tem 32 colônias, estimam-se 320.000
bactérias/mL da amostra (32 × 10.000).
1 mL
0,1 mL 0,1 mL 0,1 mL 0,1 mL 0,1 mL
Inóculo
original
Diluições
1:100.000
1:100.000
1:10.000
1:10.000
1:1000
1:1000
1:100
1:100
1:10
A) 1:10
Plaqueamento
1 mL 1 mL 1 mL 1 mL
63
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
B)
Diluição das bactérias
1,0 ou 0,1 mL
a - O método pour plate b - O método de espalhamento em placa
0,1 mL
1) Adição do inóculo
em placa contendo
meio sólido
1) Adição do inóculo
em placa sem meio
sólido
2) Adição de ágar
nutriente fundido
3) Misturar com
agitação suave
4) Crescimento das
colônias ocorre na
superfície como
também dentro do ágar
após sua solidificação
2) Espalhamento do
inóculo em toda a
superfície
3) Crescimento das
colônias somente na
superfície do meio
Figura 22 – A) Contagem em placas com diluição seriada; B) contagem em
placaspelo pour plate (a) e pelo espalhamento em placa (b)
A filtração pode ser utilizada com menor número de bactérias para sua contagem. Ocorre a
concentração de bactérias sobre a superfície de uma membrana de filtro de poros muito pequenos após
a passagem de um volume de 100 mL de água. Posteriormente, o filtro é transferido para uma placa de
Petri contendo meio sólido.
O método do número mais provável (NMP) é utilizado para microrganismos que não crescem bem
em meio sólido. Pode ser realizado em cinco etapas:
• Diluição a partir de um alto volume de inóculo (por exemplo, 10 mL).
64
Unidade I
• Diluição a partir de um médio volume de inóculo (por exemplo, 1 mL).
• Diluição a partir de um baixo volume de inóculo (por exemplo, 0,1 mL).
• Contagem do número de tubos positivos.
• Estimativa do número de células/mL de bactérias.
Grupos de meios nutrientes
(5 tubos por grupo)
Quantidade de
inóculo adicionado
Número de tubos positivos
em cada grupo
Grupo 1 10 mL 5
Grupo 2 1 mL 3
Grupo 3 0,1 mL 1
Figura 23 – Método do NMP: diluições
Tabela 2 – Método do NMP: interpretação do resultado
Combinação de
positivos
Índice de
MPN/100 mL
Limites com confiabilidade de 95%
Inferior Superior
4-2-0 22 6.8 50
4-2-1 26 9.8 70
4-3-0 27 9.9 70
4-3-1 33 10 70
4-4-0 34 14 100
5-0-0 23 70
5-0-1 31 10 70
5-0-2 43 14 100
5-1-0 33 10 100
5-1-1 46 14 120
5-1-2 63 22 150
5-2-0 49 15 150
5-2-1 70 22 170
5-2-2 94 34 230
5-3-0 79 22 220
5-3-1 110 34 250
5-3-2 140 52 400
Fonte: Tortora, Funke e Case (2017, p. 170).
65
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
A estimativa é realizada por meio da série de diluições (10, 1, 0,1 mL ou 1, 0,1 e 0,01 mL) entre três e
cinco tubos, em que serão considerados positivos os tubos que apresentam fermentação (formação de
gás), formação de precipitado ou turvação do meio.
Normalmente, se realiza outra fase de testes, denominada fase confirmativa. De acordo com o
número de tubos positivos em cada uma das diluições e das fases utilizadas, determina-se o NMP, tendo
como base tabelas estatísticas específicas.
Na contagem direta em microscópio, um volume conhecido de suspensão bacteriana é colocado
em uma área definida da lâmina de microscópio. A amostra pode ser corada ou analisada a fresco.
Utilizam-se câmaras de contagem, como a de Petroff-Hausser. Nessa técnica, não há separação
de células mortas e vivas e pode haver erros de contagem, além de ser difícil a contagem para
bactérias móveis.
Grade com 25 quadrados grandes
Cobertura de vidro
Cobertura
de vidro
Suspensão
bacteriana
A suspensão bacteriana é adicionada aqui e
preenche o volume superficial dos quadrados
por ação da capilaridade
Secção transversal de um contador de células.
A profundidade abaixo da cobertura de vidro
e a área dos quadrados são conhecidas, de
modo que o volume da suspensão bacteriana
sobre os quadrados pode ser calculado
(profundidade × área)
Contagem microscópica: todas as células
dispostas nos diversos quadrados grandes
são contadas, e os números são calculados.
O quadrado maior mostrado aqui possui
14 células bacterianas
O volume de fluido sobre o quadrado maior
é 1/1.250.000 de um mililitro. Se ele contém
14 células, como mostrado aqui, então
existem 14 x 1.250.000 = 17.500.000 células
em um mililitro
Lâmina
Lâmina
Localização dos quadrados
1
3
4
2
Figura 24 – Contagem direta em microscópio com utilização da câmara de contagem Petroff-Hausser
3.9.2 Quantificação indireta
Existem três métodos de quantificação indireta do crescimento microbiano. São eles:
• Turbidimetria: monitoramento do crescimento bacteriano através da turbidez. A quantidade de
luz que atravessa o detector é inversamente proporcional ao número de bactérias. Quanto maior
o número de bactérias, menor a quantidade de luz que é transmitida.
66
Unidade I
• Atividade metabólica: a quantidade de determinado produto (como ácido ou CO2) é diretamente
proporcional ao número de células bacterianas.
• Peso seco (principalmente para fungos filamentosos): esse método consiste dos seguintes
procedimentos:
— O fungo é removido do meio por filtração da substância que se pretende analisar.
— Após a filtração, o fungo é seco em dessecador.
— O extrato seco é pesado, e assim, quantificado.
3.9.3 Métodos tradicionais
Em microbiologia de alimentos, podem ser utilizados inúmeros métodos para as análises
microbiológicas. Eles podem ser classificados em tradicionais e rápidos. Apesar de alguns terem sido
desenvolvidos há mais de um século, os métodos tradicionais são essenciais para a rotina de qualquer
laboratório e são validados por órgãos internacionais, garantindo a confiabilidade dos resultados. Veja
quais são suas vantagens e desvantagens.
Vantagens:
• Reconhecidos por órgãos oficiais.
• Pouco sensíveis.
• Econômicos.
• Não necessitam de equipamentos caros.
Desvantagens:
• Requerem maior tempo para preparo.
• Períodos longos de incubação.
• Maior utilização de meios de cultura.
• Maior tempo do analista.
• Sujeito a falhas humanas.
• Necessitam de maior tempo para treinamento.
67
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
3.9.4 Métodos rápidos
Os métodos rápidos surgiram somente na década de 1970, mas foram essenciais para introduzir
a perspectiva de análises mais simples e de otimização dos métodos tradicionais, com aumento da
produtividade e encurtamento do tempo para obtenção dos resultados, podendo ser mais sensíveis e
específicos. A seguir, estão as principais vantagens e desvantagens desses métodos.
Vantagens:
• Preparação rápida.
• Menor tempo para obtenção do resultado.
• Maior precisão na interpretação do resultado.
• Redução de custos por reduzir espera no processo.
• Aumenta a capacidade analítica.
Desvantagens:
• Nem todos têm aprovação de órgãos oficiais.
• Alto investimento inicial.
4 MICROBIOLOGIA DE PRODUTOS ALIMENTÍCIOS
4.1 Avaliação da qualidade microbiológica dos alimentos
A redução ao mínimo da contaminação microbiana e a conservação da qualidade dos produtos exigem
um exame das matérias-primas utilizadas, da higiene e da sanificação ou desinfecção dos equipamentos,
do controle do mecanismo de conservação e da supervisão dos processos de embalagem e armazenamento.
A qualidade global de um alimento é determinada por diversos parâmetros: físico, químico,
nutricional, sensorial e microbiológico.
O exame microbiológico de um alimento nos fornecerá informações sobre a qualidade da matéria-prima
utilizada, sanitização da manipulação e, ao longo do processamento, adequação das técnicas utilizadas na
preservação do produto e a eficiência das operações de transporte e armazenamento do produto final.
Nessas condições, em função da avaliação microbiológica do produto, será possível uma estimativa da sua
vida útil ou sua vida de prateleira, bem como, pela pesquisa de patógenos ou indicadores de poluição fecal,
serão evidenciados os riscos à saúde pública provenientes de seu consumo, no caso de contaminações, e
as condições que permitam a ocorrência da deterioração.
68
Unidade I
4.2 Definições de critérios microbiológicos
De acordo com órgãos responsáveis pela qualidade dos alimentos, recomenda-se distinguir padrões,
limites e especificações:
• Padrão microbiológico (obrigatório): lei ou regulamento administrativo oficial, que estabelece o
número máximo tolerável de microrganismos, determinado por métodos estipulados oficialmente.
Os padrões microbiológicos estabelecem os limites máximos toleráveis de contaminação de um
grupo ou espécie de microrganismo para cada tipo de alimento. Esses limites são determinados por
metodologias estipuladas, visando proteger a saúde pública e/ou o alimento contra deterioração
(aumentando seu tempo de prateleira). Os padrões têm caráter legal, podendo ser federal, estadual
ou municipal.
• Limite microbiológico recomendável (orientação): limite máximo tolerável de microrganismos,
determinado por métodos estipulados, sugerido como aceitável para um determinado alimento.• Especificação microbiológica: limite máximo tolerável de microrganismos, determinado por
métodos estipulados de uso interno em uma empresa para controlar a qualidade de seu produto.
4.3 Critérios microbiológicos para alimentos
O objetivo fundamental ao estabelecer os padrões bacteriológicos dos alimentos é assegurar sua
aceitabilidade, de modo a evitar enfermidades infecciosas ou intoxicações, garantindo segurança e
inocuidade, e também assegurar que os alimentos sejam de uma qualidade satisfatória (matéria-prima
de boa qualidade que não vá se deteriorar ao longo do processo), tenham um aspecto agradável (livre de
sujeiras devido a matéria fecal, micélios, mofos, parasitos etc.) e que a capacidade de conservação seja
a normal para o alimento de que se trate.
As características da Resolução RDC n. 12, de 2 de janeiro de 2001 (BRASIL, 2001), que estabelece os
padrões microbiológicos para alimentos, são:
• Estabelece procedimentos para a aplicação de padrões microbiológicos de identidade e qualidade de
higiene que se refere a produtos expostos ao consumo.
• Inclui produtos a granel, lotes fracionados ou inteiros e pratos prontos para o consumo.
• Tem por finalidade avaliar contaminantes e o controle da contaminação.
• Destina-se a alimentos para o consumo humano.
• Não inclui toxinas, como as micotoxinas e ficotoxinas, aminas tóxicas e similares, especificadas em
outras legislações.
• Não inclui toxinas bacterianas, como a botulínica e a estafilocócica.
69
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
• Não inclui vírus e protozoários.
• Estão excluídos matérias-primas e produtos semielaborados.
• Interpretação dos resultados das análises microbiológicas:
— Produto ou lote de acordo com os padrões legais vigentes.
— Produto impróprio para consumo por apresentar Salmonella sp.
— Produto impróprio para consumo por apresentar Staphylococcus aureus acima do limite permitido.
— Possíveis causas e recomendações.
4.4 Análises específicas para alimentos
De acordo com o objetivo, ou seja, como indicador higiênico-sanitário, microscopia, toxicologia etc.,
uma série de análises podem ser feitas em alimentos. Entre elas, destacamos as seguintes:
• Indicadores higiênicos:
— Contagem-padrão de bactérias em placas.
— Contagem-padrão de bolores e leveduras.
— Contagem de coliformes totais.
• Indicadores sanitários:
— Contagem de coliformes fecais.
— Pesquisa de E. coli EPEC, ETEC, EHEC.
— Contagem de Staphylococcus aureus.
— Contagem de Bacillus cereus.
— Contagem de Clostridium sulfito-redutores e pesquisa de Clostridium perfringens.
— Pesquisa de Salmonella sp.
— Teste de eficiência de desinfetantes.
70
Unidade I
• Análises microscópicas:
— Partículas metálicas, sujidades, parasitas, fraudes, fragmentos de insetos.
• Análises físico-químicas:
— pH, umidade, cinzas, densidade, composição centesimal (proteínas, carboidratos), vitaminas.
— Análises de qualidade: alizarol, Éber, rancidez.
• Análises toxicológicas:
— Aditivos intencionais e acidentais, contaminantes inorgânicos, micotoxinas.
• Análises de resíduos de pesticidas:
— Organoclorados, organofosforados, piretroides.
Saiba mais
Conheça maiores detalhes sobre as análises microbiológicas:
ALCAMO, I. E.; ELSON, L. M. Microbiologia: um livro para colorir. São
Paulo: Roca, 2004.
HAJDENWURCEL, J. R. Atlas de microbiologia de alimentos. São Paulo:
Fonte Comunicações, 1998.
RIBEIRO, M. C.; STELATO, M. M. Microbiologia prática: aplicações de
aprendizagem de microbiologia básica. 2. ed. São Paulo: Atheneu, 2011.
SILVA, N. et al. Manual de métodos de análise microbiológica de
alimentos e água. 5. ed. São Paulo: Blucher, 2017.
4.5 Produtos alimentícios
Na carne in natura, a qualidade e o tipo de microrganismo que se desenvolverá dependerão das
condições do animal antes do abate, tais como transporte e condições de estresse. Em se tratando
de animal sadio, poucos microrganismos são encontrados, com exceção da superfície externa, dos
tratos digestivos e respiratórios do animal. As espécies mais comuns na contaminação da carne são
Pseudomonas, Staphylococcus, Micrococcus, Enterococcus e as leveduras. Quanto aos patógenos, os
principais encontrados na carne são Salmonella sp., Staphylococcus aureus e suas toxinas, Yersinia
71
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
enterocolitica, Clostridium perfringens, Clostridium botulinum tipo A, Escherichia coli patogênica,
Listeria monocytogenes, parasitos, em especial T. gondii e príon.
Em leite e derivados, os perigos mais comuns são Mycobacterium, Brucella, Salmonella sp.,
L. monocytogenes, E. coli patogênica, S. aureus e suas toxinas, Bacillus, Clostridium e Campylobacter.
A microbiota inicial dos pescados é influenciada por vários fatores relacionados ao seu habitat,
como qualidade da água, sazonalidade, temperatura, presença de poluentes e condições de captura,
armazenamento, manipulação e conservação. A microbiota do pescado é encontrada no intestino,
guelras e superfície corporal. Em pescados sadios, os tecidos e órgãos internos são estéreis. Os
principais gêneros bacterianos que compõem a microbiota normal do pescado são Pseudomonas,
Moraxella, Acinetobacter, Vibrio, Bacillus, Sarcina serratia, Clostridium, Alcaligenes. Em peixes de água
doce, além desses, são encontrados também os gêneros Lactobacillus, Streptococcus e Aeromonas. Os
principais perigos biológicos são: bactérias (Clostridium botulinum tipo E, Vibrio parahaemolyticus,
Vibrio vulnificus, Vibrio cholerae, Listeria monocytogenes), parasitos (Paragonimus sp., Anisakis
simplex) e vírus (hepatite A, vírus Norwalk).
Em aves, sob condições sanitárias, o número de bactérias fica entre 100 e 1000 g/cm3 e, em
condições precárias, é 100 vezes maior. Os principais contaminantes das aves são as Pseudomonas.
Quanto aos patógenos, Salmonella sp., Campylobacter, C. perfringens, S. aureus e suas toxinas,
Y. enterocolitica e L. monocytogenes.
Logo após a postagem, os ovos são isentos de microrganismos. O conteúdo microbiano é
determinado pelas condições sanitárias sob as quais são manipulados, assim como pelas condições
de armazenamento, temperatura e umidade. Bactérias e leveduras podem entrar no ovo através de
rachaduras na casca. O principal perigo biológico é a Salmonella sp.
Em frutas, vegetais, nozes e castanhas, a microbiota inicial pode variar consideravelmente
dependendo dos fatores ambientais e sazonalidade, sendo constituída de microrganismos oriundos da
água do solo, dos insetos e dos animais. A maioria dos microrganismos presentes nos vegetais são
saprófitos, incluindo bactérias, leveduras e bolores. Os fungos, frequentemente, estão presentes em
número menor que as bactérias. Nas frutas, a deterioração é causada mais por fungos do que por
bactérias. O pH das frutas inibe o crescimento da maioria das bactérias. Em regiões onde são utilizados
dejetos de animais como fertilizantes ou água contaminada para irrigação, o produto pode conter
patógenos intestinais como Salmonella, Shigella, E. coli enterotoxigênica, Vibrio cholerae, Listeria
monocytogenes, Clostridium botulinum tipo A, parasitos humanos como Giardia lamblia, Taenia solium,
Ascaris lumbricoides, Entamoeba histolytica, vírus da hepatite A e outros vírus entéricos e bolores
produtores de toxinas.
Em especiarias, os perigos mais comuns são C. perfringens, B. cereus, Salmonella sp. e bolores
produtores de toxina.
Em grãos e cereais, os perigos mais comuns são B. cereus, Salmonella sp. e bolores produtores
de toxina.
72
Unidade I
Quadro 13 – Contaminantes nos principais grupos de alimentos e superfícies
Bovinos, suínos e frangos
Salmonella não typhi Trato intestinal, fezes, contaminação pela pele e penas
Campylobacter jejuni Trato intestinal, fezes, contaminação pela pele e penas
Escherichia coli (patogênica) Trato intestinal, fezes
Clostridium perfringens Trato intestinal, fezes
Staphylococcus aureus Nariz, boca, pele, mãos, lesões purulentas, genitais
Yersinia enterocolitica Trato intestinal, fezes, línguade suínos
Staphylococcus aureus Canal mamário das vacas, penas, lesões de tecidos dos pássaros, trato nasal, pele, lesões com pus
Listeria monocytogenes Tecido, fezes
Clostridium perfringens tipo A Carnes cozidas
Salmonella sp., clostrídio sulfito-redutor Frangos assados com pimenta-do-reino crua
Staphylococcus aureus, Bacillus cereus Coxinha (frango, por exemplo)
Leite cru
Salmonella não typhi, Escherichia coli, Clostridium
perfringens, Yersinia enterocolitica
Contaminação pela pele, cabelos e mãos dos ordenhadores,
fezes bovinas
Campylobacter jejuni Trato intestinal, contaminação por pele e pelos
Staphylococcus aureus Canal mamário das vacas, trato nasal, cabelos, pelos, lesões purulentas, mãos dos ordenhadores
Brucella, Mycobacterium bovis, Coxiella burnetii Infecção sistêmica, leite
Peixes, crustáceos e moluscos
Vibrio parahaemolyticus, Vibrio cholerae não O1,
Vibrio vulnificus
Habitante natural da água do mar, superfícies de peixes,
moluscos
Vibrio cholerae O1 Água contaminada com esgoto, superfícies de peixes, moluscos
Vírus Norwalk, Vírus da Hepatite A Água contaminada com esgoto
Envenenamento paralisante de mexilhões Plâncton tóxico marinho
Ciguatoxina Plâncton tóxico marinho, peixes regionais
Escombroides (toxina)
Peixes contendo altas quantidades de histidina e mantidos
em refrigeração inadequada após a captura, permitindo
a multiplicação de certas bactérias que transformam a
histidina em compostos semelhantes à histamina
Escherichia coli, Salmonella sp. Sushi e sashimi
Ovos
Salmonella enteritidis Gema: contaminação transovarianaCasca: contaminação da cloaca
Staphylococcus aureus, Salmonella sp. Contaminação de ovos cozidos por meio de manipulação
Salmonella sp. Alimentos preparados com ovo cru
Vegetais próximos ao solo, cereais, temperos e condimentos
Listeria monocytogenes, Clostridium botulinum,
Clostridium perfringens, Bacillus cereus Habitantes naturais do solo
Salmonella sp., Escherichia coli Alimentos cozidos acompanhados com saladas
Staphylococcus aureus, Escherichia coli e
Salmonella sp. Sanduíches
73
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Alimentos industrializados
Clostridium botulinum Mel
Salmonella sp. Chocolates em barras e bombons
Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium, Y.
enterocolitica e Clostridium botulinum Tofu e queijo coalho
Água
Escherichia coli Contaminação fecal
Pseudomonas aeruginosa Contaminação ambiental ou por vegetais
Shigella sp. Contaminação fecal
Yersinia enterocolitica Contaminação animal
Vírus, parasitos Contaminação fecal
Equipamentos e utensílios
Staphylococcus aureus Contaminação por manipuladores
Escherichia coli Contaminação fecal
Salmonella sp. Contaminação por animais, fecal
Pseudomonas aeruginosa Contaminação por vegetais
Bacillus sp., Clostridium sp., bolores e leveduras Contaminação por solo, terra
Vírus Contaminação por água, fecal
Adaptado de: Bertin e Mendes (2011).
Saiba mais
Conheça mais sobre a microbiologia dos alimentos:
CARVALHO, I. T. Microbiologia dos alimentos. Recife: EDUFRPE, 2010b.
Disponível em: http://pronatec.ifpr.edu.br/wp-content/uploads/2013/06/
Microbiologia_dos_Alimentos.pdf. Acesso em: 10 out. 2019.
4.6 Conservação dos alimentos
Os processos de conservação dos alimentos são baseados na eliminação total ou parcial dos
agentes que alteram os produtos ou na modificação ou suspensão de um ou mais fatores essenciais,
de modo que o meio se torne não propício a qualquer modificação vital. Isso ainda pode ser
conseguido pela adição de substâncias que impeçam o desenvolvimento dos microrganismos.
A conservação dos alimentos é norteada por três aspectos.
• Prevenção ou retardo (vida de prateleira) da decomposição bacteriana, mantendo os alimentos
sem microrganismos (assepsia) ou eliminando aqueles existentes, como ocorre na filtração.
É possível colocar algum obstáculo ao crescimento e atividade microbiana, como o emprego de
baixas temperaturas, dessecação, condições anaeróbicas, conservadores químicos. E, por fim,
destruir os microrganismos por calor ou radiação.
74
Unidade I
• Prevenção ou atraso da autodecomposição dos alimentos, destruindo ou inativando suas
enzimas, como ocorre no branqueamento, e ainda prevenindo ou atrasando as reações
puramente químicas, como a prevenção da oxidação por meio de antioxidantes.
• Prevenção das lesões ocasionadas por insetos, animais superiores, causas mecânicas etc.
Para melhor conservar os alimentos, é possível prolongar ao máximo as fases de latência e
de aceleração positiva da curva de crescimento, fazendo com que chegue ao alimento o menor
número possível de microrganismos, ou seja, quanto menor o número de células vegetativas, maior
a fase de latência. E também evitando a contaminação por microrganismos no crescimento ativo
(fase logarítmica), presentes em recipientes, equipamentos ou utensílios sujos. E, por fim, ao criar
condições ambientais desfavoráveis para os microrganismos (alimento, umidade, temperatura, pH
e/ou potencial de oxirredução desfavoráveis), ou na presença de inibidores microbianos. Quanto maior o
número de condições desfavoráveis, menor será a possibilidade de iniciar o crescimento/desenvolvimento.
4.6.1 Métodos de conservação dos alimentos
Os processos de conservação baseiam-se na destruição total ou parcial dos microrganismos capazes
de alterar o alimento, ou na modificação, ou eliminação de um ou mais fatores (intrínsecos ou extrínsecos)
que são essenciais, de modo que o alimento não se torne favorável ao desenvolvimento microbiano.
Também podem ser incorporadas aos alimentos substâncias inibidoras que impedem a multiplicação dos
microrganismos. Dessa forma, a conservação dos alimentos pode ser obtida por:
Redução do pH e acidez
A modificação pode ser obtida pela adição de ácidos que se dissociam ou que não se dissociam
(depende também da matriz) e fermentação biológica (uso de microrganismos que produzem ácidos).
Redução da água em alimentos
A redução da água livre pode ser obtida por secagem, adição de sal ou açúcar, concentração (por
exemplo, leite concentrado), defumação, liofilização.
Modificação do potencial de oxirredução
A modificação pode ser obtida por adição de antioxidantes, cocção e moagem (carnes vermelhas, em
especial), ou com o uso de embalagem impermeável para acondicionar o alimento.
Alteração da microbiota competidora
Provocam alterações da microbiota o tratamento térmico, acidificação e alteração do pH, Aa e
potencial de oxirredução, impermeabilização (ceras, embalagens), aditivação, seleção, contaminação,
lavagem, desinfecção.
75
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
No tratamento térmico, por exemplo, utilizam-se temperaturas que eliminam os microrganismos,
destruindo parte ou toda a microbiota. Outros métodos procuram dificultar a multiplicação, como no
caso do frio, do sal, do açúcar e a retirada do ar. Na fermentação (picles, iogurte), ocorre desenvolvimento
de acidez, que inibe o crescimento da maioria dos microrganismos.
Os métodos de conservação dos alimentos, portanto, podem ser conseguidos por uso do calor, uso
do frio, uso do sal, uso do açúcar, fermentação, uso de aditivos, irradiação e defumação.
4.6.2 Uso de temperaturas altas
O calor elimina as células microbianas quando submetidas a uma temperatura letal. Essa temperatura
varia de acordo com a espécie do microrganismo e com a forma em que se encontra. As células
vegetativas dos microrganismos são destruídas a 60 ºC. Os esporos são inativados em temperaturas
superiores a 100 ºC.
A destruição dos microrganismos pelo calor úmido se deve à coagulação (desnaturação) de suas
proteínas e especialmente à inativação das enzimas necessárias para seu metabolismo (ruptura das
pontes de hidrogênio – estrutura tridimensional). O calor seco age nas células por oxidação dos
componentes celulares. Os esporos são mais resistentes em função de seu maior grau de desidratação.
O calor úmido é mais eficiente, pois tem um poder de penetração maior que o calor seco. O calorseco
age promovendo uma oxidação violenta de componentes do protoplasma, enquanto o calor úmido age
promovendo a desnaturação das proteínas e dissolução de lipídios.
O tratamento térmico a ser escolhido para destruir a célula vegetativa e os esporos depende:
• Da classe do microrganismo (temperatura ótima, faixa de crescimento).
• De outros métodos de conservação que possam ser empregados (para amenizar ou acentuar a
temperatura aplicada).
• Dos efeitos do calor sobre o alimento (nesse aspecto, devem ser tomados cuidados quanto aos
prejuízos das características sensoriais do alimento).
A resistência ao calor varia de acordo com o microrganismo:
• Ponto de morte térmica (PMT): menor temperatura em que todos os microrganismos em uma
suspensão líquida serão mortos por calor em 10 minutos.
• Tempo de morte térmica (TMT): período mínimo de tempo em que todos os microrganismos
serão mortos.
• Tempo de redução decimal (TRD ou D): tempo, em minutos, em que 90% de uma população
microbiana em uma determinada temperatura será morta.
76
Unidade I
Termorresistência de microrganismos e esporos
A resistência dos microrganismos ao calor se expressa geralmente como tempo de destruição
térmica, ou seja, tempo necessário para destruir, a uma dada temperatura, um número determinado de
organismos em condições específicas.
As células vegetativas apresentam resistência baixa, média e alta (esporos) ao tratamento térmico.
Mas ele deve atingir toda a população de microrganismos. Para tanto, deve-se levar em conta:
• Relação temperatura versus tempo: quanto maior a temperatura, menor o tempo de destruição.
• Concentração de esporos (células): quanto maior o número de esporos, mais intenso será o
tratamento térmico para a destruição do microrganismo.
• Condições prévias de bactérias e esporos: as condições de crescimento da bactéria e de
produção de esporos, assim como o tratamento posterior, influenciam sua resistência ao calor:
— Meio de cultivo: quanto melhor para o desenvolvimento da bactéria, maior será sua resistência.
— Temperatura de incubação: a faixa ótima de temperatura aumenta a resistência.
— Idade: as jovens são menos resistentes que as maduras.
— Dessecação: esporos dessecados são mais difíceis de destruir.
• Composição do substrato que se aquece:
— Umidade: calor úmido é mais potente para destruir (15-30 min a 121 ºC) que o calor seco (3-4
horas a 160-180 ºC).
— pH: mais resistente em pH neutro, mas a resistência diminui quando se reduz o pH (ácido).
— Outros constituintes do substrato: NaCl e o açúcar em concentrações baixas têm efeito
protetor para certos esporos.
Termorresistência de leveduras e esporos
A resistência de leveduras e esporos ao calor úmido varia conforme as diferentes espécies, inclusive
com as cepas, e o substrato em que se aquece. Em geral, os esporos são destruídos com apenas 5-10 ºC
a mais de temperatura que a necessária para destruir formas vegetativas.
Nos ascósporos, a destruição ocorre de 10-15 min/60 ºC, sendo que nenhum resiste a um breve
aquecimento a 100 ºC. Nas formas vegetativas, destruição ocorre a 50-58 ºC/10-15 min.
77
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Termorresistência de bolores e esporos
A maioria, incluindo os esporos, é destruída a 60 ºC/10-15 min. Esporos assexuais são mais
resistentes que o micélio, sendo necessários 5-10 ºC a mais para destruí-los. Esporos fúngicos são
bastante resistentes ao calor seco: 120 ºC/30 min não são eficientes para sua destruição.
Termorresistência de bactérias e esporos
A termorresistência de bactérias e esporos varia muito, desde os patógenos que são facilmente
destruídos até outros que necessitam de 80-90 ºC por vários minutos. Em relação à termorresistência
das células vegetativas, os cocos são geralmente mais resistentes que os bacilos.
Quanto maior a temperatura ótima e máxima de crescimento, maior será a termorresistência. As
bactérias que possuem cápsula ou formam grânulos são mais difíceis de destruir, assim como as com
alto conteúdo lipídico.
Termorresistência de enzimas
A maioria das enzimas dos alimentos e dos microrganismos é destruída a 79,4 ºC.
Tratamentos térmicos empregados na elaboração de alimentos
Para a determinação do tratamento térmico, é importante considerar:
• A curva de destruição térmica dos organismos termorresistentes que podem estar presentes no alimento.
• As curvas de penetração do calor e da refrigeração dos alimentos quanto à forma e ao tamanho
do recipiente empregado.
A temperatura e o tempo de tratamento de um alimento dependerão do efeito que o calor exerça
sobre tal alimento e de outros métodos de conservação que serão empregados conjuntamente.
Alguns alimentos só podem ser aquecidos até certo limite, de modo a preservar suas características
sensoriais. Quanto maior o tratamento térmico, maior o número de microrganismos destruídos até
chegar ao aquecimento que ocasione a segurança do produto. O tratamento térmico deve ser utilizado
pelo menos para controlar os microrganismos que representam perigo potencial ao consumidor.
Os diferentes graus de aquecimento usados nos alimentos se dividem em pasteurização,
aquecimento ao redor de 100 ºC e aquecimento acima de 100 ºC.
O calor é utilizado em vários métodos de conservação e preparo dos alimentos, tais como cocção,
pasteurização, esterilização, secagem e concentração. Nesses métodos, ocorre a eliminação total ou
parcial dos microrganismos de acordo com o grau do tratamento térmico dado ao alimento.
78
Unidade I
Cocção
É um processo de uso de temperaturas altas, largamente utilizado para o preparo final do
produto, antes do consumo. São várias as formas de cocção usadas: fervura, fritura, assamento.
A maioria das formas vegetativas de bactérias é eliminada, as formas esporuladas sobrevivem e as
toxinas podem resistir.
Água fervente (100 ºC)
A fervura destrói quase instantaneamente os microrganismos patogênicos não esporulados, ou seja,
mata as formas vegetativas dos patógenos bacterianos, quase todos os vírus e os fungos e seus esporos (em
aproximadamente 10 minutos). Não deixa resíduo químico, não é corrosiva e alcança áreas de difícil acesso.
Vapor de fluxo livre (não pressurizado)
Esse método é equivalente à água fervente. Não mata os endósporos bacterianos e alguns vírus. Um
tipo de vírus da hepatite pode sobreviver a até 30 minutos de fervura e alguns endósporos bacterianos
resistem à fervura por mais de 20 horas.
Pasteurização
Louis Pasteur descobriu um método prático de prevenir a deterioração da cerveja e do vinho
pelo aquecimento leve (suficiente para matar microrganismos que causavam a deterioração sem
alterar o sabor do produto). A pasteurização é muito utilizada na indústria de laticínios, tanto que o
teste de eficiência envolve a avaliação da atividade da fosfatase (enzima presente no leite que, após
a pasteurização, deve estar inativada). Esse tratamento térmico elimina parte da flora microbiana
presente no alimento, empregando T < 100 ºC, e é utilizado nos seguintes casos:
• Eliminação dos microrganismos patogênicos, como no caso do leite pasteurizado: o
tratamento é feito a 72-75 ºC por 15-20 segundos (high temperature, short time [HTST] – alta
temperatura, curto tempo) ou a 60-65 ºC por 30 minutos (low temperature, long time [LTLT] –
baixa temperatura, longo tempo – pasteurização clássica), para eliminação da Coxiella burnetii,
destruição de bactérias do grupo coliforme, redução da contagem de outros microrganismos não
patogênicos. Alguns microrganismos psicrotróficos podem resistir à pasteurização.
• Eliminação dos deteriorantes e patogênicos capazes de se desenvolver no produto: é o caso
dos alimentos ácidos (pH entre 4,0 e 4,5, como tomate, cogumelos, palmitos) e dos muito ácidos
(pH < 4,0, como picles e sucos de frutas).
Nesses alimentos, os patógenos não sobrevivem ou não se desenvolvem. Os deteriorantes como
leveduras, bolores, bactérias lácticas e acéticas são destruídos pelo calor (faixa 60-90 ºC). Deteriorantescomo Bacillus coagulans e certas espécies de Clostridium produzem esporos que não são muito
resistentes, mas podem se desenvolver no produto. Nesses casos, são usadas temperaturas de 100 ºC
(banho-maria, por exemplo).
79
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Esterilização
A esterilização tem por finalidade a destruição total dos microrganismos presentes, incluindo a
eliminação dos esporos bacterianos. São necessárias temperaturas elevadas, acima de 100 ºC, como em
autoclaves, que trabalham com o calor sob pressão. O alimento é submetido a altas temperaturas (ultra
high temperature [UHT] – temperatura muito alta) para que possa ser armazenado sem refrigeração
(a temperatura vai de 74 ºC para 140 ºC – menos de 1 segundo – e depois retorna para a temperatura
inicial). À medida que a temperatura é aumentada, muito menos tempo é necessário para matar o
mesmo número de micróbios. Exemplo: endósporos (115 ºC/70 min ou 125 ºC/7 min).
Autoclave
É uma esterilização mais confiável, com temperatura acima da água fervente, por meio do vapor
sob pressão. Quanto maior a pressão na autoclave, maior a temperatura. 100 ºC sob pressão de 1 atm
(15 libras de pressão por polegada quadrada – psi) aumentará para 121 ºC, suficiente para matar todos
os organismos e seus endósporos por 15 minutos.
Secagem
Na secagem, ocorre a eliminação da água pelo calor, que pode ser conduzido através do ar quente
usado para produção de massas alimentícias, desidratação de vegetais e de carnes (temperatura entre
45-85 ºC). Exemplo: produção de leite em pó e de café em pó (180-230 ºC).
Concentração
É um processo que remove parte da água (30-60%) dos alimentos, diminuindo a Aa deles. É usada
para produção de sucos concentrados, doces, massas, molhos de tomate, ketchup, geleias etc.
Micro-ondas
O calor é gerado pela fricção das moléculas de água sob a influência de ondas eletromagnéticas
(500 MHz a 10 GHz). O aquecimento é rápido, porém não uniforme (pontos frios e quentes).
Calor seco
Podem ser destacados três processos que envolvem o calor seco, que são:
• Incineração: processo drástico de eliminação dos microrganismos e que destrói o produto.
• Flambagem: processo no qual o material é levado diretamente ao fogo, seja seco ou embebido
em álcool (utilizado na desinfecção de alças de vidro).
• Estufa esterilizante: amplamente utilizada para as vidrarias e outros materiais em laboratório
(160 ºC/2 h ou 180 ºC/1 h).
80
Unidade I
4.6.3 Uso de baixas temperaturas
O frio é bastante utilizado na conservação dos alimentos perecíveis, tanto os de origem animal como
vegetal, mas depende do tipo de microrganismo e da intensidade de aplicação. As baixas temperaturas
são utilizadas para retardar as reações químicas e a ação das enzimas (metabolismo celular) e atrasar ou
inibir o crescimento e a atividade dos microrganismos dos alimentos. Quanto mais baixa a temperatura,
mais lentos serão as reações químicas, as ações enzimáticas e o crescimento microbiano. Uma temperatura
suficientemente baixa inibirá o crescimento de todos os microrganismos.
Crescimento dos microrganismos à temperatura baixa
O congelamento (utilizam-se temperaturas mais baixas do que na refrigeração, -10 ºC a -40 ºC, mas
normalmente abaixo dos -18 ºC) evita a multiplicação da maior parte dos microrganismos, enquanto a
refrigeração diminui sua velocidade de crescimento, principalmente em temperaturas menores que 6 ºC.
Vantagens do congelamento rápido:
• Formação de cristais de gelo menores e, portanto, destruição mecânica mínima das células
do alimento.
• Tempo de solidificação menor e, portanto, menor tempo para difusão dos materiais solúveis e
para a separação do gelo.
• Prevenção do crescimento microbiano.
• Retardamento mais rápido da ação enzimática.
O estado em que se encontra o alimento a congelar determina sua qualidade potencial uma vez
congelado. O congelamento rápido retarda rapidamente as reações químicas e enzimáticas dos alimentos
detendo o crescimento microbiano.
Efeito das temperaturas de congelamento sobre os microrganismos:
• Esfriamento das células a 0 ºC.
• Posterior esfriamento com formação de cristais de gelo fora e, possivelmente, dentro das células.
• Concentração de solutos intra e extracelulares.
• Armazenamento das células em estado de congelamento.
Efeitos letais
O congelamento não é um sistema de esterilização, apesar de destruir muitas células. Os efeitos
letais são observados por conta da desnaturação ou floculação das proteínas ou enzimas celulares,
devido à concentração dos solutos na água não congelada e lesão física dos cristais de gelo. No processo
81
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
de congelamento, ocorre uma redução da população microbiana. A morte dos microrganismos decorre,
principalmente, devido aos cristais de gelo formados na célula, a desnaturação das enzimas, a perda de
gases da célula, ao abaixamento da Aa. O rápido resfriamento das células desde sua temperatura ótima
até 0 ºC pode também produzir sua morte (choque frio), que se relaciona com as alterações dos lipídios
da membrana, o que dificulta a permeabilidade celular.
Refrigeração
Utilizam-se temperaturas superiores às do ponto de congelamento. Pode ser usada como
meio de conservação básica (carnes e pescados frescos), como conservação temporária até que
se aplique outro método (leite cru) ou ainda como método de conservação complementar (leite
pasteurizado). A refrigeração não pode ser considerada uma forma de eliminação de microrganismos.
A temperatura de refrigeradores comuns (0-7 ºC) tem efeito bacteriostático, ou seja, a temperatura
afeta a reprodução e o metabolismo celular.
4.6.4 Dessecação/ressecamento
Qualquer método que reduza a quantidade de umidade disponível num alimento é uma forma de
dessecação, como o sal no pescado, o açúcar no leite condensado ou os raios solares para a carne de sol.
Na ausência de água, os microrganismos não podem crescer ou se reproduzir, mas podem permanecer
viáveis por anos por meio das formas de resistência (endósporos/esporos). Os fungos são mais resistentes
em crescer em baixas concentrações de água e altas concentrações de sais.
Na salga, o sal provoca a diminuição da Aa dos alimentos, aumentando a conservação. Os alimentos
salgados podem ser mantidos à temperatura ambiente (bacalhau, charque, por exemplo).
O uso do açúcar funciona aumentando a pressão osmótica, diminuindo a Aa, criando um ambiente
desfavorável para multiplicação das bactérias e para alguns bolores e leveduras. Exemplos: geleias, doces,
frutas cristalizadas, leite condensado, mel etc.
4.6.5 Aditivos
São substâncias aprovadas para serem utilizadas nos alimentos com diversas modalidades, como
melhorar sua coloração, textura, aroma, bem como conservá-los por um tempo maior. Os aditivos,
como conservadores químicos, são adicionados, especificamente, para evitar a deterioração ou
decomposição dos alimentos.
O conservador antimicrobiano ideal:
• Deve possuir um amplo espectro de atividade antimicrobiana.
• Não deve ser tóxico ao homem ou animal nos níveis preconizados.
• Deve ser econômico.
82
Unidade I
• Não deve afetar o sabor do alimento.
• Não deve ser inativado pelo alimento.
• Não deve favorecer o desenvolvimento de cepas resistentes.
• Deve ser mais capaz de destruir ou inibir os microrganismos.
4.6.6 Radiação
A radiação tem vários efeitos sobre as células, dependendo do seu comprimento de onda, intensidade
e duração. As radiações na faixa do UV são empregadas para inativar microrganismos da parte superficial
dos alimentos, de embalagens ou mesmo de superfícies que entram em contato com os alimentos.
A radiação não ionizante, como a UV, possui comprimento de onda entre 240 e 280 nm, apresentando
baixa penetrabilidade (não atravessa vidros, filmes escuros e outros materiais). É absorvida pelas purinas
e piridinas dos ácidos nucleicos provocando mutações. Anéis aromáticos de aminoácidos também
absorvem radiação, levando à inativação das enzimas. Aradiação ionizante atinge os átomos e são
incomparavelmente mais eficientes.
Por meio da ionização da água, formam-se os radicais hidroxila, altamente reativos. Estes reagem
com componentes orgânicos, especialmente o DNA (destroem as pontes de H, duplas ligações). O radical
hidroxila (OH) é outra forma intermediária do O2 sendo, provavelmente, o mais reativo. É gerado no
citoplasma da célula por meio do efeito de radiações ionizantes. Esses radicais hidroxila são produzidos
durante a respiração aeróbica na maioria dos microrganismos.
4.6.7 Filtração
Passagem de soluções ou gases através de filtros de poros suficientemente pequenos que retêm os
microrganismos, como o filtro de high efficiency particulate air (HEPA) – partículas de ar de alta eficiência –,
muito utilizado em pesquisa de alimentos ou em situações específicas. Exemplo: em salas de hospitais
com pacientes queimados, utilizam-se filtros com membranas de 0,3 µm para reduzir a quantidade de
microrganismos do ar que podem atingir a pele e se multiplicar, causando alguma infecção.
4.6.8 Vibrações sônicas
Microrganismos sensíveis a vibrações ultrassônicas são destruídos por lise e extravasamento do
conteúdo celular.
4.6.9 Defumação
É empregada como processo de conservação para conferir sabor e aroma característicos a
certos produtos.
83
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
Resumo
Nesta unidade, você conseguiu aprender muitos aspectos relativos à
microbiologia dos alimentos, principalmente os fatores, sejam intrínsecos
ou extrínsecos, que interferem no crescimento, no desenvolvimento e na
multiplicação dos microrganismos, principalmente as bactérias.
Partimos de uma revisão de aspectos importantes da microbiologia geral
ou básica, antes de iniciar a abordagem da microbiologia dos alimentos, que
incluiu a classificação e a organização dos seres vivos, um breve histórico
da microbiologia, os microrganismos e sua importância, a formação dos
esporos e a coloração de Gram.
Na sequência, abordamos a relação entre a microbiologia dos
alimentos e o controle higiênico sanitário, incluindo a classificação
dos microrganismos em microbiologia dos alimentos, os tipos de
contaminação e os perigos nos alimentos, as medidas de controle para
o desenvolvimento dos microrganismos, a higienização, o controle
dos microrganismos pela ação dos agentes químicos, os biofilmes e a
qualidade microbiológica da água.
Depois, tratamos dos fatores que interferem no crescimento de
microrganismos em alimentos, tanto os intrínsecos (pH, Aa, Eh, nutrientes,
constituintes antimicrobianos, estruturas biológicas, microbiota) quanto
os extrínsecos (temperatura, UR do ar, presença de gases e aditivos).
E também os alimentos potencialmente perigosos, a teoria dos obstáculos
de Leistner, a microbiologia preditiva, o crescimento das culturas
bacterianas, a curva de crescimento e os métodos para quantificação e
detecção do crescimento microbiano.
Por fim, estudamos a microbiologia de produtos alimentícios, incluindo
avaliação da qualidade microbiológica dos alimentos, definições de
critérios microbiológicos, critérios microbiológicos para alimentos, análises
microbiológicas específicas para alimentos e os métodos de conservação
dos alimentos (altas e baixas temperaturas).
Exercícios
Questão 1. (NC/UFPR 2019) De acordo com dados do Sistema de Informação de Agravos de
Notificação (Sinan – Ministério da Saúde), foram registrados 12.503 surtos de doenças transmitidas por
alimentos no Brasil, entre 2000 e 2017. As bactérias Salmonella, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus,
84
Unidade I
Escherichia coli e Shigella estão entre os agentes etiológicos mais identificados nesse mesmo período.
Com relação a esses microrganismos, é correto afirmar:
A) O Bacillus cereus está presente no solo, nas hortaliças e nos cereais e as temperaturas de cocção
e reaquecimento (74 ºC) não destroem esses microrganismos, porque são formadores de esporos.
B) A Salmonella está presente no intestino de animais e homens, e pode causar infecção intestinal,
visto que é uma bactéria resistente a tratamento térmico.
C) Staphylococcus aureus está presente no solo e nas hortaliças e pode causar toxinfecção alimentar
pelo contato entre os alimentos contaminados e as superfícies de equipamentos e de bancadas da
cozinha.
D) A Escherichia coli é um microrganismo anaeróbico indicador de contaminação fecal, e a cocção
do alimento contaminado promove a anaerobiose do meio, ativando a germinação dos esporos.
E) A Shigella está presente em carnes e produtos de origem animal e é sensível ao cozimento em
temperaturas acima de 66 ºC.
Resposta correta: alternativa A.
Análise das alternativas
A) Alternativa correta.
Justificativa: o Bacillus cereus é um microrganismo facultativamente aeróbico, gram-positivo,
formador de esporos, produtor de dois tipos de toxina diarreica (termolábil) e emética (termoestável).
É encontrado no solo (terra, água), cereais, grãos e hortaliças. A temperatura ótima é de 5 ºC a 50 ºC.
A cocção e o reaquecimento não destroem os esporos. Os alimentos envolvidos na síndrome emética são
os farináceos contendo cereais, arroz cozido ou frito, arroz-doce, feijão cozido, pudim (amido de milho
ou baunilha), bolo de carne, sopa de vegetais e massas, verduras cozidas, canjica e cremes de doces. Já na
síndrome diarreica, temos as carnes com molhos (base de farináceos), tortas e pudins (base de amido).
B) Alternativa incorreta.
Justificativa: a Salmonella está dispersa no meio ambiente e pode ser ingerida por meio de alimentos
contaminados com fezes de animais, o que acontece, por exemplo, ao se comer carnes e ovos crus (ou
malpassados), ou quando não se lava as mãos antes de cozinhar ou manipular alimentos. Também pode
ser transmitida pelo contato com água contaminada.
C) Alternativa incorreta.
Justificativa: Staphylococcus aureus é uma bactéria encontrada na pele humana. Pacientes que
apresentam o sistema imunológico diminuído estão mais predispostos a infecções desse tipo de
85
MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS
bactéria. Há vários modos de transmissão dos estafilococos. Extremamente resistentes, eles podem ser
transmitidos de um indivíduo para outro, especialmente no caso de infecção de pele, mas também a
partir de objetos contaminados pela bactéria, como toalhas, fronhas ou telefones.
D) Alternativa incorreta.
Justificativa: a Escherichia coli é uma bactéria na forma de bastonete e anaeróbia facultativa. Seu
habitat primário é o trato gastrintestinal de humanos e outros animais endotérmicos (de sangue quente).
É considerada um indicador de qualidade de água e alimentos através da análise de coliformes fecais,
nome dado a um grupo de bactérias que habita o intestino dos referidos animais. Quando presente em
grandes quantidades ou quando a pessoa é infectada por um tipo diferente de E. coli, é possível que
surjam sintomas intestinais, como diarreia, dor abdominal e enjoos, por exemplo.
E) Alternativa incorreta.
Justificativa: ao contrário de outros patógenos que habitam o intestino, as Shigella são altamente
invasivas. São transmitidas pela água ou por alimentos contaminados ou pelo contato com fezes
contaminadas. Essas bactérias produzem a exotoxina ShT1 (no caso da S. dysenteriae, esta produz a
exotoxina Shiga), responsável por destruir ribossomos das células nas quais se hospedam, bloqueando a
síntese proteica e matando, assim, a célula.
Questão 2. (Cebraspe 2016) Assinale a opção correspondente à sequência correta de eventos durante
a formação inicial e a posterior dispersão de biofilmes microbianos.
A) Adesão irreversível de células planctônicas; multiplicação celular e produção de
polissacarídeo; adesão reversível de células planctônicas; enrijecimento da matriz e
amadurecimento do biofilme; dispersão de células a partir do biofilme maduro.
B) Adesão reversível de células planctônicas; adesão irreversível de células planctônicas; multiplicação
celular e produção de polissacarídeo; enrijecimento da matrize amadurecimento do biofilme;
dispersão de células a partir do biofilme maduro.
C) Adesão reversível de células planctônicas; enrijecimento da matriz e amadurecimento do biofilme;
adesão irreversível de células planctônicas; multiplicação celular e produção de polissacarídeo;
dispersão de células a partir do biofilme maduro.
D) Multiplicação celular e produção de polissacarídeo; adesão reversível de células planctônicas;
adesão irreversível de células planctônicas; enrijecimento da matriz e amadurecimento do
biofilme; dispersão de células a partir do biofilme maduro.
E) Multiplicação celular e produção de polissacarídeo; enrijecimento da matriz e amadurecimento
do biofilme; adesão reversível de células planctônicas; adesão irreversível de células planctônicas;
dispersão de células a partir do biofilme maduro.
86
Unidade I
Resposta correta: alternativa B.
Análise da questão
O biofilme microbiano é uma comunidade complexa e estruturada de microrganismos, aderidos entre
si e/ou a uma superfície. Em geral, na indústria de alimentos, a formação de biofilme ocorre por falhas
nos procedimentos de higienização. A figura a seguir exemplifica as etapas de formação do biofilme.
Células
planctônicas Agregados ou
microcolônias
Liberação de
células
Biofilme maduro
Início do QS
Adesão reversível Adesão irreversível
Figura 25 – Etapas de formação do biofilme
Disponível em: https://images.app.goo.gl/
oxNkjZUb2dFfZ4Pa6. Acesso em: 22 out. 2019.
As bactérias de vida livre (planctônicas) aderem a uma superfície, de forma reversível, em que
uma higienização adequada (com sanitizantes) as eliminaria. Não sendo eliminadas, são mantidas
por interações físico-químicas (resíduos orgânicos, umidade) e crescem. Nessa adesão, ocorrerá a
transição do estágio reversível para o irreversível, onde as bactérias passarão a secretar substâncias
que formarão uma camada exopolimérica (EPS) e começarão a formar-se microcolônias e começará
o desenvolvimento do biofilme maduro. Os biofilmes maduros são envoltos por diversas substâncias,
principalmente açúcares, e rodeados por poros e canais de água que funcionam como um sistema de
troca de nutrientes, oxigênio e metabólitos que precisam ser secretados para fora do biofilme. A última
fase da formação do biofilme ocorre quando o ambiente não é mais favorável à sua manutenção e
consiste no descolamento do biofilme maduro em forma de agregados celulares ou células planctônicas.
Após desprendidas, as bactérias livres podem colonizar novos ambientes, reiniciando a formação de
novos biofilmes.Mais conteúdos dessa disciplina
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