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Microbiologia, Parasitologia e Higiene dos alimentos Profª Drª Rubia de Pina Luchetti Aula 3 – Habitat, taxonomia e parâmetros de crescimento • Taxonomia • Habitat • Papel e importância dos microrganismos dos alimentos • História dos microrganismos nos alimentos • Leitura do texto: “Segurança alimentar” 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 2 Taxonomia • Origem do grego antigo τάξις táxis, arranjo e nomia νομία) é a disciplina acadêmica que define os grupos de organismos biológicos, com base em características comuns e dá nomes a esses grupos. • Para cada grupo é dado uma nota e os grupos podem ser agregados para formar um super grupo de maior pontuação, criando uma classificação hierárquica. • Os grupos criados por este processo são referidos como taxa (singular táxon). 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 3 Taxonomia - Definição • A definição exata de taxonomia varia ligeiramente de fonte para fonte, mas o núcleo da disciplina permanece: a concepção, nomeação e classificação dos grupos de organismos. • Teoria e prática de agrupamento de indivíduos em espécies, organizando as espécies em grupos maiores e dando os nomes aos grupos, produzindo assim uma classificação; • Um campo da ciência (e principal componente da sistemática) que engloba identificação, descrição, nomenclatura e classificação; • A ciência da classificação, em biologia, o arranjo dos organismos em uma classificação. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 4 Taxonomia - Classificação Classificação dos organismos: • A classificação biológica é um passo crítico no processo taxonômico, pois informa hipoteticamente quais são os parentes do taxon. • Classifica em ordens taxonômicas - ordem do maior para o menor): Domínio, Reino, Filo, Classe, Ordem, Família, Gênero e Espécie. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 5 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 6 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 7 Habitat • Os diferentes gêneros e espécies de agentes se encontram entre os mais diversos produtos alimentares. • Cada gênero tem a sua própria necessidade nutritiva e cada uma das espécies é influenciada pelos parâmetros, condições do ambiente. • A terra e a água são estudadas juntas porque muitas bactérias e fungos compartilham estes dois ambientes (da terra podem passar para água e vice-versa). 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 8 Habitat 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 9 Principais microrganismos e suas fontes de contaminação Papel e importância dos microrganismos dos alimentos Podem ser classificados: • No grupo daqueles que causam alterações benéficas; • No grupo daqueles que causam alterações químicas prejudiciais; • No grupo dos que causam risco à saúde. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 10 Ação dos microrganismos nos alimentos Deteriorantes: • Causadores de alterações químicas prejudiciais. • Alterações na cor, sabor, odor, textura e aspecto dos alimentos. • Consequência da atividade metabólica natural dos microrganismos Patogênicos: • Representam risco à saúde (homens como animais). • As doenças causadas dependem do microrganismos em questão e do individuo afetado. • Chegam ao alimento por inúmeras vias: condições higiênicas durante a produção, armazenamento, distribuição ou manuseio em nível doméstico. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 11 Ação dos microrganismos nos alimentos Úteis: • Causam alterações benéficas em um alimento. • Características Originais -Novo Alimento. A este grupo pertencem: • Microrganismos intencionalmente adicionados - realização de determinadas reações químicas. • Microrganismos naturais ao alimento - microrganismos utilizados para fabricação de queijos, vinhos, cervejas e outros. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 12 Parâmetros intrínsecos e extrínsecos dos alimentos Fatores extrínsecos: • Temperatura ambiente • Atmosfera • Umidade do ambiente Fatores intrínsecos: • Nutrientes • Atividade de água • pH 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 13 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 14 Fatores relacionados ao crescimento microbiológico FI – Atividade água (Aa) • A atividade de água é um parâmetro muito importante para o desenvolvimento do micro-organismo. • Ela pode ser calculada pelas fórmulas: 16/02/2017 Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 15 Onde: P1 = pressão de vapor de água na solução (alimento) Po = pressão de vapor do solvente puro (água) Ou n1 = número de moles do soluto n2 = número de moles do solvente FI – Atividade água (Aa) • O valor absoluto da atividade de água dá uma indicação segura do conteúdo de água livre do alimento, sendo esta a única forma de água utilizada por parte dos micro-organismos. • As bactérias são normalmente mais exigentes quanto à disponibilidade de água livre, seguidas pelas leveduras e bolores, sendo que, dentre estes últimos, algumas espécies se destacam pela elevada tolerância à baixa atividade de água. • A possibilidade de alteração microbiana em alimentos acaba naqueles que apresentam atividade de água abaixo de 0,60, embora isso não signifique a destruição dos micro-organismos. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 16 FI – Atividade água (Aa) • Existem alguns grupos de microrganismos particularmente resistentes à baixa atividade de água, como os: a) Microrganismos osmofílicos, que necessitam, para se desenvolver, de ambientes com elevada concentração de açúcar; b) Microrganismos halofílicos, que necessitam, para se desenvolver, de ambientes com elevada concentração salina. c) Microrganismos xerofílicos, que possuem afinidade a ambientes secos. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 17 FI – Atividade água (Aa) • A maioria das bactérias se desenvolve em atividade de água mínima de 0,91; as leveduras em 0,88 e os bolores em 0,80. • A atividade de água nos alimentos pode variar de > 0,98 (carnes e pescados frescos, leite e outras bebidas, frutas e hortaliças frescas, hortaliças em salmoura enlatadas e frutas em calda enlatadas) a < 0,60 (doces, chocolate, mel, macarrões, batatas fritas, verduras desidratadas, ovos e leite em pó). 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 18 FI – Atividade água (Aa) 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 19 FI – Atividade água (Aa) 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 20 • Exigência de água livre para crescimento 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 21 Faixas de atividade água em que ocorrem as deteriorações: FI – Potencial hidrogeniônico(pH) • O pH mede a concentração de H+ de um alimento ou solução e é geralmente representado pela equação ao lado. • De acordo com a fórmula, observa-se que quanto mais elevada a concentração de H+ (caráter ácido), menor é o pH. Assim, o pH é menor em alimentos ácidos. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 22 FI – Potencial hidrogeniônico(pH) • O pH varia de 0 a 14, sendo 7 o valor que expressa a neutralidade. É um fator de fundamental importância na limitação dos diferentes micro-organismos capazes de se desenvolver no alimento, sendo proposta uma classificação prática dos alimentos em função do pH, dividindo-os em três grupos: a) Alimentos pouco ácidos apresentam pH 4,5; b) Alimentos ácidos apresentam pH entre 4,0 e 4,5; c) Alimentos muito ácidos apresentam pH 4,0. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 23 FI – Potencial hidrogeniônico(pH) • Em alimentos muito ácidos (pH < 4,0), os micro-organismos que são capazes de se desenvolver estão restritos apenas aos bolores e leveduras. Raramente bactérias lácticas e acéticas podem crescer em alimentos com pH ácido.Temos, a seguir, alguns exemplos de alimentos de origem animal e vegetal e seu pH aproximado: a) Atum (5,2 - 6,1), b) Presunto (5,9 - 6,1), c) Queijo (4,9 - 5,9), d) Ameixa (2,8 - 4,6), e) Batata (5,3 - 5,6), f) Tomate (4,2 - 4,3). 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 24 FI – Potencial hidrogeniônico(pH) • pH > 4,5 predominância de crescimento bacteriano (bactérias deteriorantes e patogênicas). • pH 4,5 a 4,0 predominância de bactérias fermentativas e bolores. • pH < 4,0 restrito a leveduras e bolores. • O pH 4,5 é muito importante em microbiologia, pois assinala o valor abaixo do qual não há desenvolvimento do Clostridium botulinum . 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 25 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 26 Indústria de alimentos e pH - Alimentos fermentados, nos quais o ácido produzido pelos microrganismos provoca o abaixamento do pH (ex: leites, carnes e vegetais fermentados); - Utilização de acidulantes como ácido cítrico, lático, acético e outros, para, com isso, eliminar o risco de deterioração ou atenuar os tratamentos térmicos, no caso de picles, chucrute, champinhon e palmitos. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 27 FI – Potencial hidrogeniônico(pH) • A indústria de alimentos utiliza o efeito do pH sobre os micro-organismos para a preservação dos alimentos. Assim, são processados os alimentos fermentados, em que o ácido produzido pelos micro-organismos causa o abaixamento do pH (ex.: leites, carnes e vegetais fermentados); ou ainda utilizando acidulantes como ácido cítrico, láctico, acético e outros, para, com isso, evitar o risco de deterioração ou atenuar os tratamentos térmicos, no caso de picles, chucrute, champignon e palmitos. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 28 FI – Potencial oxirredução (Redox – Eh) • O potencial oxirredução (potencial redox) de um ambiente é medido em milivolts, podendo ser afetado por uma série de compostos. O oxigênio é o fator que mais contribui para o aumento do potencial redox de um alimento. Os micro-organismos variam no grau de sensibilidade ao potencial redox do meio de multiplicação e podem, de acordo com o Eh requerido, ser divididos em grupos, como: a) Aeróbios, que exigem Eh positivo (presença de oxigênio) e são representados pelos bolores, bactérias dos gêneros Pseudomonas, Acinetobacter, Moraxella, Micrococcus, algumas espécies do gênero Bacilluse leveduras oxidativas, b) Anaeróbios que requerem Eh negativo (ausência de oxigênio). O oxigênio chega a ser tóxico para a célula, porque gera peróxidos letais ao micro-organismo. Os gêneros Clostridium e Desulfotomaculumcompreendem espécies anaeróbias, 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 29 FI – Potencial oxirredução (Redox – Eh) c) Facultativos que crescem em Eh positivo e negativo, sendo representados pelas leveduras fermentativas, enterobactérias e bactérias do gênero Bacillus, d) Microaerófilos que crescem melhor em Eh baixo. As bactérias lácticas são encontradas neste grupo. • Portanto, verifica-se que este é um fator de importância a ser utilizado na preservação de alimentos e que determina também quais tipos de micro-organismos irão se desenvolver em determinados alimentos. • Por exemplo, pode-se utilizar à exaustão embalagens impermeáveis ao oxigênio, usando vácuo, atmosfera com gases inertes, de aeração e carbonatação para se controlar os micro-organismos aeróbios. Esses recursos são usados para queijos, vegetais e produtos cárneos, a fim de evitar os mofos superficiais. • No caso dos enlatados, o ambiente anaeróbio favorece a multiplicação de bactérias esporuladas, anaeróbias ou facultativas. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 30 FI – Potencial oxirredução (Redox – Eh) c) Aeróbios: presença de O2: grande maioria dos bolores, leveduras oxidativas e bactérias como Pseudomonas, Acinetobacter. Anaeróbios: Ausência de O2 Clostridium. Facultativos: leveduras fermentativas, enterobactérias e bacillus. Microaerófilas: Bactérias lácticas. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 31 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 32 FI – Potencial oxirredução (Redox – Eh) 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 33 TAB. 1.POTENCIAL REDOX DE ALGUNS ALIMENTOS FI – Composição dos alimentos (Nutrientes) • Os microrganismos variam as suas exigências quanto aos fatores de multiplicação e à capacidade de usar os diversos substratos que constituem os alimentos, por exemplo; • Fonte de carbono pode muitas vezes limitar a multiplicação dos micro- organismos. • Os polissacarídeos (carboidratos complexos), como o amido e a celulose, são utilizados diretamente por um número restrito de agentes. Os bolores são de particular interesse na deterioração de matérias-primas que contenham esses substratos. • Os óleos e as gorduras são “atacados” por micro-organismos lipolíticos representados por muitos bolores, leveduras e bactérias dos gêneros Pseudomonas, Achromobacter e Alcaligenes; 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 34 FI – Composição dos alimentos (Nutrientes) • Fonte de nitrogênio e outros compostos nitrogenados são normalmente constituídos pelos aminoácidos, nucleotídeos, peptídeos e proteínas; • Fonte de vitamina: os alimentos possuem geralmente as quantidades necessárias para o crescimento dos micro- organismos; entretanto, as frutas, pobres em vitaminas do complexo B, desfavorecem a multiplicação de algumas bactérias; • Sais minerais não são fatores limitantes nos alimentos. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 35 FI – Constituintes antimicrobianos • Devido à presença de constituintes antimicrobianos, a estabilidade de alguns produtos de origem animal e vegetal é mantida, como os citados a seguir: a) Ovo, além de apresentar a proteção da casca, a clara possui a lisozima (muramidase), que destrói a parede celular das bactérias Gram-positivas; b) Amora possui o ácido benzoico, que atua principalmente contra os fungos; c) Cravo-da-índia possui óleos essenciais (principalmente o eugenol) e lipídios com ação antimicrobiana; d) Canela possui o aldeído cinâmico; e) Leite, mesmo sendo um produto altamente perecível, possui em sua composição substâncias antimicrobianas (lactenina e fator anticoliformes), que mantém a estabilidade microbiana do produto nas duas primeiras horas depois da ordenha. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 36 FI – Estruturas biológicas • Constituem também uma barreira ou obstáculo para o acesso dos micro-organismos às partes perecíveis de alguns alimentos, ou seja, àquela que apresenta nutriente e, portanto, que permite a multiplicação dos micro-organismos e que são teoricamente estéreis. Tais estruturas podem ser representadas por cascas de sementes, nozes, arroz, peles e pelos de animais e ainda cascas ou películas de frutas. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 37 FI – Microbiota do alimento • A competição da microbiota do alimento também atua favorecendo ou inibindo algumas espécies ou grupos de micro-organismos. As bactérias lácticas podem produzir ácido láctico, ou mesmo bacteriocinas, que inibem ou eliminam certos micro-organismos patogênicos do alimento. • De outra maneira, alguns tipos de leveduras podem consumir os ácidos orgânicos dos alimentos ácidos, fornecendo condições para a multiplicação daqueles micro-organismos, que anteriormente tinham sua multiplicação inibida pela acidez. • As espécies Staphylococcus aureus e o Clostridium botulinum são maus competidores e não se desenvolvem adequadamente em alimentos que apresentem elevadas contagens de outros micro-organismos (principalmente de alimentos crus, como carnes e pescados). 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 38 FE - Temperatura • Dentre os fatores relacionados ao ambiente quepodem atuar positiva ou negativamente sobre o crescimento dos micro-organismos, a temperatura é um dos que mais afetam a sua viabilidade e a multiplicação. Apesar do crescimento dos micro-organismos ser possível em uma faixa de temperatura de - 8 até + 90ºC, a ótima temperatura da maioria das bactérias patogênicas é de 35ºC. • A temperatura afeta a duração do período ou fase de latência, a velocidade de multiplicação, as exigências nutricionais e a composição química e enzimática das células. Os efeitos letais do congelamento e do resfriamento (preservação pelo frio) dependem do micro-organismo considerado e das condições de tempo e temperatura de armazenamento. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 39 FE - Temperatura • Alguns agentes permanecem viáveis durante longos períodos de tempo em alimentos congelados. A resistência a temperaturas mais elevadas depende, fundamentalmente, da característica do microrganismo.O Staphylococcus aureus é encontrado dentre os agentes patogênicos mais resistentes, visto que suas células resistem a 60ºC por 15 minutos. Os micro-organismos, de acordo com sua temperatura ótima de crescimento, classificam-se de acordo com a Figura 4. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 40 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 41 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 42 MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS CLASSIFICAÇÃO DOS MICRO-ORGANISMOS SEGUNDO A TEMPERATURA ÓTIMA DE CRESCIMENTO 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 43 • Termófilas: incluem principalmente bactérias esporuladas, tais como,Clostridium, e Desulfotomaculum, agentes de deterioração de alimentos. • Mesófilas: a maioria das bactérias patogênicas e deterioradoras. • Psicotróficos: agentes importantes de deterioração de alimentos, Pseudomonas, Aeromonas e Yersinia enterocolítica FE – Umidade relativa (UR) • A umidade relativa interfere diretamente na atividade de água do alimento. Se armazenarmos um alimento de baixa atividade de água em ambiente com alta umidade relativa, a atividade de água do alimento aumentará, podendo sofrer deterioração por micro-organismos. • O binômio UR/temperatura não pode ser desprezado, sendo que, no geral, quanto mais elevada à temperatura de estocagem, menor deverá ser a UR, sendo o inverso verdadeiro. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 44 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 45 FE – Gases do meio • A armazenagem de alimentos em atmosfera contendo dióxido de carbono (gás carbônico) é conhecida também como estocagem em “atmosfera controlada”, sendo utilizada, em muitos países, para frutas (maçãs e peras), provocando o retardo da putrefação, causado por fungos filamentosos. • Tal efeito se deve, provavelmente, à inibição do etileno (que atua nas frutas como fator de envelhecimento) pelo dióxido de carbono. A concentração de dióxido de carbono não excede geralmente a 10%. • Certos vegetais, e principalmente as frutas, são preservadas em atmosfera contendo ozônio (2 - 3 ppm), não sendo recomendada a sua utilização em alimentos com elevado teor lipídico, pois poderá acelerar a rancidez. Tanto o ozônio como o dióxido de carbono é eficiente para retardar as alterações superficiais em carnes estocadas por período longo • Tais atmosferas têm sido também muito utilizadas para estender o armazenamento de carnes, sendo as bactérias Gram-negativas (Pseudomonas) mais sensíveis ao dióxido de carbono do que as Gram-positivas, ou seja, as bactérias lácticas e as anaeróbias são mais resistentes. 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 46 Profª Drª Rubia de Pina Luchetti ruluchetti@gmail.com 62-98426-2957 16/02/2017Profª Drª Rubia de Pina Luchetti 47
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