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30/03/2016 1 MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS Profa. Dra. Renata Castoldi Monte Carmelo 2016 Itens Abordados Introdução Classificação Microorganismos de importância em alimentos Classificação dos alimentos pela facilidade com que se alteram Problemas causados por patógenos nos alimentos Controle do desenvolvimento dos microorganismos Doenças transmitidas por alimentos Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Ferramentas para a segurança de alimentos Definição: Estuda a influência dos microrganismos nas características dos produtos alimentícios de consumo humano ou animal. Os microorganismos estão condicionados a: • Qualidade da matéria-prima; • Higiene dos manipuladores e da matéria-prima; • Tipo de alimento; • Condições ambientais Introdução + multiplicação e crescimento dos microrganismos + Condições favoráveis Introdução Aparecimento dos microorganismos Introdução Atividades metabólicas naturais Perpetuação das espécies Utilização do alimento como fonte de energia Contaminantes: Representam perigo potencial a qualidade dos alimentos ou à saúde do homem. • deteriorantes • patogênicos • indicadores Úteis: Utilizados no processo de produção de alguns alimentos. Classificação 30/03/2016 2 MICRORGANISMOS DE IMPORTÂNCIA EM ALIMENTOS Microrganismos Contaminantes Deteriorantes Patogênicos Indicadores Úteis Microorganismos de importância em alimentos - Bactérias - Fungos - Vírus - Requétsias - Protozoários e Helmintos Bactérias: Amplamente distribuídas na natureza; Importância: • causadoras de doenças no homem, animais e plantas; • deterioradoras de alimentos; • participantes da elaboração dos alimentos; • atuantes na agricultura; • atuantes na indústria Microorganismos de importância em alimentos Microorganismos de importância em alimentos Bactérias comprimento ou diâmetro: 0,5 a 1,0 micra; apresentam diversos tipos; são procariotas; local de preferência: ambientes pouco ácidos; temperatura adequada: entre 20 e 50 ºC; Reprodução: divisão binária; Bacillus e Clostridium: desenvolvimento de esporos. Microorganismos de importância em alimentos Bactérias Formas físicas das bactérias: Microorganismos de importância em alimentos Bactérias: predominantes nos alimentos: • tempo de geração bastante reduzido; • utilizam uma diversidade de substratos; • apresentarem ampla variação de comportamento dos diferentes gêneros frente aos fatores ambientais. 30/03/2016 3 Principais infecções alimentares ocasionadas por bactérias: Salmonella; Clostridium botulinum Escherichia coli O157:H7 Campylobacter Staphylococcus aureus Listeria monocytogenes Vibrio cholerae Yersinia enterocolitica Microorganismos de importância em alimentos Pseudomonas Erwinia Xanthomonas Microorganismos de importância em alimentos Fungos: Leveduras Bolores Microorganismos de importância em alimentos Fungos (Bolores): Mofos Fungos filamentosos: • hifas • micélios vegetativos e reprodutivos Microorganismos de importância em alimentos Fungos (Bolores): Adaptação: ambientes ácidos; Bom desenvolvimento nos vegetais: • emboloramento • micotoxinas Produção de alimentos e medicamentos; Temperatura adequada: 20 a 30ºC; Maioria: aeróbios; Capazes de se desenvolverem em ambientes com baixa disponibilidade de água AGENTE MICOTOXINA Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus Aflotoxina em amendoim, castanha do Brasil e milho Aspergillus clavatus Patulina em frutas Penicillium citrinum Citrinina em arroz Penicillium expansum Patulina em frutas, pães e linguiças Fusarium moniliforme Fumonisina em milho Microorganismos de importância em alimentos Fungos (Bolores) produtores de Micotoxinas: 30/03/2016 4 Microorganismos de importância em alimentos Fungos (Bolores) produtores de Micotoxinas: Botrytis cinerea Penicilium roqueforti Aspergillus niger Mucor spp. Microorganismos de importância em alimentos Fungos (Bolores): Microorganismos de importância em alimentos Fungos (Bolores): Fungos (Leveduras): Conhecidos por fermentos; Fungos unicelulares,; Amplamente distribuídos na natureza; Exigência de umidade: < que bactérias, porém > que bolores; Temperaturas: entre 20 a 30 ºC; Tipos: leveduras oxidativas ou fermentativas; Favorecimento do desenvolvimento: pH ácido Microorganismos de importância em alimentos Fungos (Leveduras): Reprodução: mais lenta que as bactérias e mais rápida que os bolores; Importância: • deterioração de alimentos; • fabricação de pães, vinhos e cervejas Microorganismos de importância em alimentos Microorganismos de importância em alimentos Fungos (Leveduras): Saccharomyces cerevisiae Células de levedura vista no microscópio 30/03/2016 5 Vírus: Parasitas obrigatórios; Inativos em alimentos; Não possuem células completas, sendo constituídos por ácido nucléico (DNA ou RNA), circundado por uma camada proteica; São espécies específicas; Vírus entéricos humanos: consumo de alimentos e de água contaminados. Microorganismos de importância em alimentos Protozoários: Protozoários = organismos unicelulares; Importância: podem ser veiculados por alimentos, incluindo água (Toxoplasma gondii; Giardia lamblia). Helmintos Helmintos = vermes Importância: causam doenças no homem (Ascaris lumbricoides, Taenia solium). Microorganismos de importância em alimentos Riquétsias: Microorganismos intermediários entre bactérias e vírus; Estrutura celular ≈ bactérias; Mais importante: • Coxiella burnetti Febre Q Microorganismos de importância em alimentos CLASSIFICAÇÃO DOS ALIMENTOS PELA FACILIDADE COM QUE SE ALTERAM 1.Alimentos não perecíveis: 2.Alimentos semi-perecíveis: 3.Alimentos perecíveis: Classificação dos alimentos ALIMENTO DETERIORADO Classificação dos alimentos DANOS POR AGENTES MICROBIANOS, QUÍMICOS OU FÍSICOS INACEITÁVEL PARA CONSUMO 30/03/2016 6 PROBLEMAS CAUSADOS POR PATÓGENOS NOS ALIMENTOS Infecção alimentar: Ingestão dos microrganismos patogênicos presentes nos alimentos, que vão crescer, invadir os tecidos e provocar efeitos indesejáveis. Intoxicação alimentar: Ingestão de alimentos contaminados com toxinas produzidas por patógenos. Toxina botulínica. Problemas causados por patógenos 30/03/14 30/03/14 HÁ COMO EVITAR O DESENVOLVIMENTO DE MICRORGANISMOS NOS ALIMENTOS? Métodos: Destruição dos microrganismos Criação de condições desfavoráveis para a sua multiplicação. Controle do desenvolvimento dos microorganismos Minimizar: Boas medidas higiênicas Boas práticas de fabricação. 30/03/2016 7 Fonte: GAVA et al., 2008 Controle do desenvolvimento dos microorganismos Controle do desenvolvimento dos microorganismos Redução: Prolongar ao máximo a fase de latência: • Reduzindo o grau de contaminação; • Criando condições ambientais desfavoráveis para os microrganismos; • Aplicando certos tratamentos como calor ou e irradiação diretamente sobre os microrganismos. Tempo em horas Nº de bactérias 0 1 1 4 2 16 3 84 4 256 5 1.024 6 4.096 7 16.384 8 65.536 9 262.144 10 1.048.576 Controle do desenvolvimento dos microorganismos Efeito do tempo de geração sobre o número de bactérias. Controledo desenvolvimento dos microorganismos Número de microorganismos no momento de aparecimento do odor e luminosidade em alimentos proteicos. Alimento Números Odor evidente Luminosidade evidente Carne de frango 2,5 – 100 x 106/cm2 10 – 60 x 106/cm2 Carne de vaca 1,2 – 100 x 106/cm2 3,0 - 300 x 106/cm2 Salsichas 1,0 - 1,3 x 106/cm2 1,0 - 1,3 x 106/cm2 Peixes 1,0 - 130 x 106/cm2 Ovos 10 x 106/cm2 Fonte: Frazier Westhoff, 1988 DOENÇAS TRANSMITIDAS POR ALIMENTOS Agente etiológico Sinais e sintomas Principais alimentos envolvidos Principais fatores que contribuem para a ocorrência de surtos Bacillus cereus (tipo diarréico) Diarreia aquosa,dores abdominais, náuseas, vômitos raramente Carnes, leite, vegetais cozidos, produtos de cereais Manutenção de alimentos prontos em tempo/T ºC inadequados, reaquecimento insuficiente Staphylococcus aureus náuseas, vômitos, dores abdominais, diarreia, prostração Produtos cárneos, frango, produtos de confeitaria, doces e salgados; produtos muito manipulados Contaminação do alimento por manipuladores, equipamentos, utensílios; manutenção de alimentos prontos em tempo/T ºC inadequados 30/03/2016 8 Agente etiológico Sinais e sintomas Principais alimentos envolvidos Principais fatores que contribuem para a ocorrência de surtos Salmonella spp Dores abdominais, diarreia, calafrios, febre, náuseas, vômitos, mal-estar, dores musculares, cefaleia. Carne bovina e de aves, produtos à base de ovos crus (sem cocção) Matéria-prima contaminada na origem, contaminação cruzada de ingredientes crus de origem animal, manutenção de alimentos prontos em tempo/T ºC inadequados Escherichia coli patogênica dores abdominais, diarreia, vômitos, náuseas, cefaleia, mialgia Diversos alimentos, água Contaminação por manipuladores, refrigeração insuficiente, cocção inadequada, limpeza e desinfecção deficiente de equipamentos. Agente etiológico Sinais e sintomas Principais alimentos envolvidos Principais fatores que contribuem para a ocorrência de surtos Clostridium botulinum Vertigem, visão dupla ou borrada, boca seca, dificuldade para deglutir, falar, respirar; fraqueza muscular, constipação, dilatação das pupilas, paralisia respiratória, sintomas gastrintestinais podem preceder os neurológicos. Frequentemente evolui para óbito Conservas (principalmente as caseiras) de vegetais, peixes, carnes Elaboração inadequada de alimentos em conserva. Listeria monocytogenes febre, cefaléia, náuseas, vômitos, aborto, meningite, encefalite e sepsis Leite, queijo fresco, patê, carnes processadas Cozimento inadequado; falhas na pasteurização do leite; refrigeração prolongada Organização Mundial de Saúde (OMS): 2000: 2.1 milhões de pessoas morreram no mundo de diarréia; Países industrializados: estima-se que 30% da população sofra de doenças ligadas à contaminação por alimentos e bebidas; EUA: 76 milhões de hab/ano apresentaram sintomas de intoxicação; Reflexão... Organização Mundial de Saúde (OMS): Custo das doenças causadas por bactérias desenvolvidas em alimentos: 9.3 a 12.9 bilhões de dólares/ano Custos médicos: 3.8 a 5.8 bilhões de dólares Perda de produtividade: 5.5 e 7.1 bilhões de dólares; Estado de SP (2002), cerca de 1,5 milhões de pessoas apresentaram alguma doença veiculada por alimento. Reflexão... Reflexão... Distribuição percentual de surtos notificados ao CVE de DTAA, segundo etiologia no Estado de SP em 2002. QUAIS SÃO OS FATORES QUE ATUAM PARA QUE OCORRAM A DECOMPOSIÇÃO NOS ALIMENTOS?? 30/03/2016 9 DOENÇA AMBIENTE PATÓGENO HOSPEDEIRO Manipuladores de Alimentos; Alimentos processados, não enlatados, contaminados; Alimentos enlatados contaminados; Alimentos crus contaminados; Contaminação cruzada; Limpeza inadequada do equipamento; Origem insegura dos alimentos. Fatores relacionados com a contaminação dos alimentos De acordo com o Ministério da Saúde os 5 alimentos que mais provocaram doenças nos últimos oito anos: Alimentos mais contaminados FATORES QUE AFETAM A MULTIPLICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS Parâmetros intrínsecos: pH; Atividade de água (AA); Potencial Redox; Conteúdo de nutrientes; Parâmetros extrínsecos: Temperatura Umidade Relativa Presença de gases no meio Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Constituintes antimicrobianos; Estruturas biológicas; Microbiota do alimento Fatores intrínsecos - pH: mede a concentração de H+ > H+ < pH; Maior desenvolvimento dos microorganismos: pH entre 6,5 a 7,5; Fator importante na limitação dos tipos de microorganismos que se desenvolvem. Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos 30/03/2016 10 Fatores intrínsecos - pH: Fonte: GAVA et al., 2008 Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Classificação dos alimentos segundo suas faixas de pH Fatores intrínsecos – Atividade de água (Aa): fator individual que mais influi na alteração dos alimentos; indica a intensidade das forças que unem a água com outros componentes não aquosos; Varia de 0 a 1: • 0 = ausência de água livre • 1 = água pura • Microorganismos osmofílicos e halofílicos Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos F on te : G A V A e t al ., 2 0 0 8 Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Aa mínima para alguns microorganismos de importância em alimentos Fatores intrínsecos – Potencial Redox: afetado por vários compostos; O2: molécula que mais contribui para seu aumento; Classificação: • Aeróbios • Anaeróbios • Facultativos Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Fatores intrínsecos – Potencial Redox: Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Fatores intrínsecos – Potencial Redox: Controle de organismos aeróbicos: • Embalagens à vácuo • Exposição do alimento a pressões reduzidos • Ex: queijos, carnes Problemas com ambiente anaeróbico: Clostridium butolinum Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos 30/03/2016 11 Fatores intrínsecos – Conteúdo de nutrientes: Nutriente: substância presente no alimento, que pode ser utilizado pelos microorganismos: • Mono e dissacarídeos: podem ser utilizadas pela maioria dos microorganismos • Proteínas: difícil de serem metabolizadas por grande parte dos microorganismos • Aminoácidos: facilmente metabolizados Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Fatores intrínsecos – Constituintes antimicrobianos: Frutas silvestres • ácido benzoico (bactericida e fungicida) Alho: • alicina age sobre algumas espécies de salmonelas, estafilococos, bacilos, leveduras e bolores. Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Fatores intrínsecos – Constituintes antimicrobianos: Ovo: • lisozima (muramidase), que destrói a parede celular das bactérias. Cravo da Índia: • óleos essenciais (principalmente o eugenol) e lipídeos Canela: • aldeído cinâmico Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Fatores intrínsecos – Estruturas biológicas: Cobertura natural • películas de frutas e hortaliças; Cobertura artificial: • latas; • ceras; • parafinas. Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Fatores intrínsecos – Microbiotado alimento: Bactérias láticas produção de ácido lático Leveduras consumo de ácidos orgânicos de alimentos ácidos Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Fatores extrínsecos – Temperatura: 5 a 60ºC: zona de temperatura perigosa, ou zona de perigo. Fonte: GAVA et al., 2008 Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos 30/03/2016 12 Fatores extrínsecos – Temperatura: relação entre número x tempo de exposição x Temperatura Valor D: tempo (min) necessário para redução de 90% do número de células e esporos Reflete a resistência específica a um temperatura específica. Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Fatores extrínsecos – Temperatura: Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Fatores extrínsecos – Temperatura: Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Relação entre tempo e temperatura na eliminação de microorganismos. Fatores extrínsecos – Umidade Relativa: influencia diretamente a Aa; Alimento com baixa Aa exposição a ambientes com alta Aa aumento da Aa formação de fungos (bolores) Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Fatores extrínsecos – Presença de gases: forma de retardamento da deterioração de alimentos; estocagem com CO2 atmosfera controlada retardamento da maturação e da deterioração causada por fungos Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Teoria dos obstáculos ou barreiras Fatores que afetam a multiplicação dos microorganismos Combinação: Fatores intrínsecos e extrínsecos: 30/03/2016 13 FERRAMENTAS PARA A SEGURANÇA DE ALIMENTOS Indicativo de que o alimento não causará dano ao consumidor quando preparado e/ou consumido de acordo com seu uso pretendido (ABNT NBR ISSO 22000:2006). Objetivo: proteção e a preservação da saúde humana; Ferramentas: Programas de Pré-Requisitos (PPR’s) Sistema de Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle (APPCC) Sistema de Qualidade/Gestão Integrada Segurança de alimentos PPR’s: condições básicas e atividades necessárias para manter um ambiente higiênico ao longo da cadeia produtiva. APPCC: sistema que identifica, avalia e controla os perigos que são significativos para a segurança de alimentos. Sistema de Gestão da Qualidade/Gestão Integrada: conjunto planejado de atividades com o objetivo de reduzir os riscos de falhas. Segurança de alimentos LIMPEZA E SANITIZAÇÃO NA INDÚSTRIA ALIMENTÍCIA Baseado em 4 operações: 1. Pré-lavagem; 2. Limpeza com detergentes; 3. Lavagem. 4.Sanitização. Limpeza e Sanitização na indústria de alimentos 1. Pré-lavagem: limpeza inicial da sujidade macroscópica e grosseira: água aquecida (38 a 46 °C); pode remover até 90% do material solúvel presente; essencial o uso de água de boa qualidade: eliminação da dureza. Limpeza e Sanitização na indústria de alimentos 30/03/2016 14 Limpeza e Sanitização na indústria de alimentos 2. Limpeza com detergentes: Detergente ideal: solubilidade rápida e completa; não ser corrosivo; capacidade de remover a dureza da água; boa capacidade molhante e de penetração; ação emulsificante; ação de remover resíduos sólidos; ação dispersante, desfloculante ou de suspensão; ação enxaguante; econômico; estável durante o armazenamento; biodegradável. Características dos componentes residuais nos equipamentos (Leitão, 1976) Limpeza e Sanitização na indústria de alimentos 3. Lavagem: Eliminação dos resíduos de detergentes, podendo ser usado água fria ou quente; Limpeza e Sanitização na indústria de alimentos 4. Sanitização: Objetivo: eliminar os microrganismos presentes nos equipamentos e não removidos após os tratamentos realizados anteriormente; Meios: físicos e químicos; Sanitizante: substâncias que reduz, mas não, necessariamente, elimina toda a contaminação microbiana de uma superfície. Limpeza e Sanitização na indústria de alimentos 4. Sanitização por meios físicos: Calor: vapor, água quente, ar quente; Radiação ultravioleta: embalagens e esterilização de ambientes; Processamento com alta pressão: causa a destruição de microrganismos; Limpeza e Sanitização na indústria de alimentos 4. Sanitização por meios químicos: compostos clorados: Cl2 (gás), NaClO, Ca(CLO)2: efetivo contra grande nº de bactérias, fungos e vírus; corrosivo para o aço inox e outros metais; afetado pelo aquecimento; pode provocar irritações na pele e membranas mucosas; pode causar alterações de sabor; pode formar compostos como THM (trihalometano). Limpeza e Sanitização na indústria de alimentos 30/03/2016 15 4. Sanitização por meios químicos Compostos iodados: iodo diatômico (I2) Compostos quaternários de amônio: boa atividade germicida, inativa enzimas dos microrganismos; Limpeza e Sanitização na indústria de alimentos OBRIGADA Profa. Dra. Renata Castoldi Monte Carmelo 2016
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