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8/23/14 1 Microrganismos nos Alimentos Fatores que Interferem no Crescimento Microbiano Lilian Soares profliliansoares@gmail.com Ciclo de Crescimento Microbiano Fase Lag: As células não estão se multiplicando, mas sintetizando as enzimas necessárias para o ambiente Fase Log: o número de células cresce de maneira exponencial. Fase Estacionária: a taxa de nascimento é igual à de morte. Fase da Morte: o número de células morrendo é maior que o de células nascendo. Tempo (hrs) Lo g nº C el s Fatores que afetam o crescimento microbiano A capacidade de sobrevivência ou multiplicação dos microrganismos em um alimento, depende de uma série de fatores: Fatores relacionados com as características próprias do alimento Fatores Intrínsecos Fatores relacionados com o ambiente em que o alimento se encontra Fatores Extrínsecos Atividade de Água (Aa) Fatores Intrínsecos Acidez (pH) Potencial de Oxi-Redução (Eh) Composição Química Fatores Antimicrobianos Naturais Interação entre MO presentes no alimento Estrutura Biológica 8/23/14 2 Fatores Intrínsecos - Atividade de Água (Aa) Necessitam água livre = reações químicas das atividades metabólicas Aa = Pressão do vapor d’água da amostra Pressão do vapor d’água pura Uma solução de água pura tem o valor de Aa = 1,0 A adição de sais açúcares e outras substâncias provoca a redução do valor da Aa do alimento por reduzir o valor de P. Aw varia de 0 a 1 Fatores Intrínsecos - Atividade de Água (Aa) Grupo Aw Maioria das bactérias 0,88 – 0,91 Maioria das leveduras 0,88 Maioria dos bolores 0,80 Bactérias halofílicas 0,75 Bolores xerofílicos 0,65 Leveduras osmofílicas 0,61 Valores mínimos de Aw para o crescimento de microrganismos 0,60 valor limite de Aw para multiplicação de qualquer microrganismo Fatores Intrínsecos - Atividade de Água (Aa) Aw dos alimentos Alimento Aw Frutas frescas e vegetais > 0,97 Aves e pescado frescos > 0,98 Carnes frescas > 0,95 Ovos 0,97 Pão 0,95 a 0,96 Queijos (maioria) 0,91 a 0,99 Queijo parmesão 0,68 a 0,76 Geléia 0,75 a 0,80 Frutas secas 0,51 a 0,89 Cereais 0,10 a 0,20 Fatores Intrínsecos - Acidez (pH) A maioria dos microrganismos crescem melhor em pH próximo da neutralidade (6,5 a 7,5) Fatores Intrínsecos - Acidez (pH) FAIXA DE CRESCIMENTO DE ALGUNS MICRORGANISMOS MICRORGANISMO PH ÓTIMO PH MÁXIMO PH MÍNIMO BACTÉRIAS (A MAIORIA) 6,5 A 7,5 9,0 4,5 LEVEDURAS 4 A 6,5 8,0 A 9,0 1,5 A 3,5 BOLORES 4,5 A 7,0 8,0 A 11,0 1,5 A 3,5 Bolores > leveduras > bactérias Maior tolerância a valores baixos de pH 8/23/14 3 Fatores Intrínsecos - Acidez (pH) Efeito dos ácidos: • menor velocidade de crescimento; • maior gasto de energia; • desnaturação proteínas, DNA; • alteração atividade enzimas responsáveis pelas atividades vitais Fatores Intrínsecos - Acidez (pH) pH dos alimentos Alimento pH carne 5,5 – 6,2 frango 6,2 – 6,4 peixe 6,6 – 6,8 leite 6,3 – 6,5 clara de ovo 9 -10 tomate 4,2 – 4,3 maçã 2,9 – 3,3 banana 4,5 – 4,7 milho 7,3 alface 6,0 cenoura 4,9 –6,0 Fatores Intrínsecos - Potencial de Oxi-Redução (Eh) Facilidade com que determinado substrato ganha ou perde elétrons Substrato ganha elétrons Reduzido Substrato perde elétrons Oxidado Fatores Intrínsecos - Potencial de Oxi-Redução (Eh) Mais positivo é seu potencial de oxi-redução Quanto mais oxidado é um composto Quanto mais reduzido é um composto Mais negativo é seu potencial de oxi-redução 8/23/14 4 Fatores Intrínsecos - Potencial de Oxi-Redução (Eh) Microrganismo Potencial Exemplos Aeróbio Eh+ Bolores, Pseudomonas, Acinetobacter, Micrococcus, Bacillus (alguns), leveduras oxidativas Anaeróbio Eh- Clostridium, algumas bactérias deteriorantes Facultativos Eh+ e Eh- Leveduras fermentativas, Enterobactérias, Bacillus Microaerófilos Eh baixo Bactérias Lácticas e Campilobactérias A concentração de O2 no alimento é o fator que mais contribui para o aumento do potencial redox do alimento Fatores Intrínsecos - Potencial de Oxi-Redução (Eh) Eh dos alimentos Alimento Eh (mV) Frutas frescas e vegetais 300 a 400 Carnes em grandes pedaços - 200 Carne moída 200 Queijos -20 a -200 Maior ia dos Bolore s e levedu ras oxidat ivas e muitas bactér ias Algumas bactérias patogênicas e deteriorantes Fatores Intrínsecos - Composição Química Nutrientes necessários para a multiplicação microbiana: " água " fonte de energia (carbono) " fonte de nitrogênio " vitaminas " sais minerais Fatores Intrínsecos - Composição Química Nutrientes necessários para a multiplicação microbiana: Energia açúcar, álcool, aminoácido amido, celulose, gordura Nitrogênio aminoácidos, peptídeos, proteínas Minerais sódio, potássio,cálcio, magnésio, ferro, cobre, manganês, fósforo, zinco, enxofre, cobalto e molibidênio. 8/23/14 5 Fatores Intrínsecos - Composição Química Vitaminas complexo B, biotina, ácido pantotênico muita vitamina B pouca vitamina B Bactérias Gram positivas não sintetizam Gram negativas leveduras bolores sintetizam Composição Química Microrganismos mais exigentes Leveduras Bactérias Gram positivas Bolores Bactérias Gram negativas Fatores Intrínsecos - Fatores Antimicrobianos Naturais Substâncias que apresentam a capacidade de retardar ou impedir a multiplicação microbiana Naturais Substância Alimento eugenol cravo, canela alicina alho aldeído cinâmico canela timol e isotimol orégano lisozima clara do ovo lactoferrina leite Sistema lactoperoxidase - lactoperoxidase - tiocianato e H2O2 leite Fatores Intrínsecos - Fatores Antimicrobianos Naturais Substâncias que apresentam a capacidade de retardar ou impedir a multiplicação microbiana Adicionados ao alimento (conservantes) ácidos nitratos e nitritos dióxido de enxofre e sulfitos nisina 8/23/14 6 Fatores Intrínsecos - Estrutura Biológica Casca de ovo Casca de frutas Casca de nozes Película que envolve sementes Fatores Intrínsecos - Interações entre microrganismos A competição da microbiota do alimento também atua favorecendo ou inibindo algumas espécies ou grupos de microrganismos Microrganismo Ação Bactéria lática Produz ácido láctico ou bacteriocinas que inibem ou eliminam microrganismos patogênicos Leveduras Podem consumir ácido orgânico dos alimentos ácidos favorecendo o crescimento daqueles microrganismos que anteriormente eram inibidos pela acidez Staphylococcus aureus e Clostridium botulinum Maus competidores, não se desenvolvem em alimentos que apresentam altas contagens de outros microrganismos Fatores Intrínsecos - Interação entre MO presentes no alimento Competição entre microrganismos A adição de microrganismos inofensivos Estímulo do processo competitivo Lactobacillus casei Umidade Fatores Extrínsecos Temperatura Composição Química da Atmosfera que envolve o alimento 8/23/14 7 Quando o alimento está em equilíbrio com a atmosfera Fatores Extrínsecos UR = Aa x 100 Há uma correlação entre atividade de água (Aa) de um alimento e a umidade relativa do ambiente Umidade relativa do ambiente UR > Aw absorção de água UR< Aw perda de água Fatores Extrínsecos Composição Química da Atmosfera que envolve o alimento AERÓBIO ESTRITOS ANAERÓBIO ESTRITO MICRO AERÓFILO AERÓBIO FACULTATIVOANAERÓBIO AEROTOLERANTES Fatores Extrínsecos Composição Química da Atmosfera que envolve o alimento Atmosfera modificada Substituição parcial ou total do O2 por outros gases CO2 Nitrogênio Fatores Extrínsecos - Temperatura A maioria dos microrganismos cresce bem nas temperaturas ideais para os seres humanos. Temperatura de crescimento mínima: < temperatura onde a espécie é capaz de crescer Temperatura de crescimento ótima: onde a espécie apresenta melhor crescimento Temperatura de crescimento máxima: > temperatura, onde ainda é possível o crescimento 8/23/14 8 Fatores Extrínsecos - Temperatura Fatores Extrínsecos - Temperatura Mesófilos: crescem em temperaturas moderadas (25 a 40 °C), mínima 5º C e máxima 50º C Psicrófilos: crescem em baixas temperaturas, ótimo entre 10 e 15º C Psicrotróficos: temperatura mínima -5 a 5º C, ótima de 25 a 30º C Termófilos: crescem em altas temperaturas (40 a 70 °C) Termófilos extremos (68 a 110 °C) Fatores Extrínsecos - Temperatura Termófilos extremos Fatores Extrínsecos - Temperatura Psicrotróficos Mesófilos A maioria das espécies Maior parte dos patógenos Termófilos Algumas espécies de Bacillus e Clostridium Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, Micrococcus 8/23/14 9 Fatores Extrínsecos - Temperatura Bolores faixa ampla de temperatura crescem em temperatura de refrigeração Leveduras crescem na temperatura de psicrotróficos e mesófilos Referências: • FRANCO, B.D.G.M.; LANDGRAF, M. Microbiologia de alimentos. São Paulo: Atheneu, 2002. • JAY, J.M. Microbiologia de Alimentos. 6ed. Porto Alegre: Artmed, 2005. • SENAI. Elementos de apoio para o sistema APPCC. 2ed. Brasília: SENAI/DN, 2000.
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