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INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS Profa. IRAMAIA BRUNO SILVA LUSTOSA 1 SUMÁRIO • Introdução • Importância dos microrganismos • Contaminação dos alimentos • Fontes de contaminação • Vias de transmissão dos microrganismos para os alimentos • Nomenclatura • Microrganismos de interesse em alimentos 2 INTRODUÇÃO • Microbiologia • Microrganismos • Procariontes (células sem núcleo definido) • Bactérias • Eucariontes (células com núcleo) • Fungos (Leveduras e Mofos) • Algas • Protozoários • Vírus (não apresentam estruturas celulares comuns) • Microbiologia dos alimentos 3 Microbiologia dos alimentos ✓Parte da microbiologia que trata dos processos em que os micro-organismos influenciam nas características dos produtos de consumo alimentício humano ou animal. ✓Engloba aspectos da ecologia microbiana e de biotecnologia para a produção e conservação de alimentos apropriados ao consumo. 4 INTRODUÇÃO • Microrganismos são UBÍQUOS • Seres humanos • Animais • Plantas • Outras criaturas vivas • Solo • Água • Atmosfera • Multiplicação( exponencial) • Números – muitos tipos • 3 bilhões de anos • Papéis desejáveis e indesejáveis 5 IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS • Os microrganismos podem desempenhar papéis muito importantes nos alimentos, sendo possível classificá-los em três grupos distintos, dependendo do tipo de interação existente entre microrganismo e alimento: • Microrganismos deteriorantes • Microrganismos patogênicos • Microrganismos benéficos 6 MICRORGANISMOS DETERIORANTES • Microorganismos causadores de alterações químicas prejudiciais (deterioração) nos alimentos, utilizam o alimento como fonte energética. • Qualquer alteração na aparência, odor, sabor decorrentes da atividade metabólica dos microrganismos O tipo de deterioração depende: • tipo de alimento • microrganismo envolvido • número de microrganismos presentes 7 Principais processos de deterioração de alimentos 8 ► Ranço: Alimentos ricos em gordura Microrganismos lipolíticos, principalmente bactérias Quebra das gorduras ácidos graxos glicerol ► Putrefação: Alimentos ricos em proteínas (p.ex. carnes) Bactérias proteolíticas Proteínas putrescina, cadaverina, H2S (sulfeto de hidrogênio) , NH3 (amônia) ► Azedamento (fermentação) e coagulação: Leite Bactérias do ácido lático Lactose ácido lático + outros ácidos MICRORGANISMOS PATOGÊNICOS • Microorganismos que representam risco à saúde humana. • Os microrganismos patogênicos podem chegar ao alimento por varias vias, sempre refletindo condições precárias de higiene durante a produção, armazenamento, distribuição ou manuseio em nível doméstico. • Os possíveis patógenos presentes nos alimentos são bactérias, vírus e parasitos. 9 Salmonella; Shigella; Streptococcus; Vibrio; Proteus; Pasteurella. MICRORGANISMOS BENÉFICOS • Microorganismos que causam alterações benéficas nos alimentos ou são benéficos ao homem • Fermentados: • Queijos, vinhos, pães 10 CONTAMINAÇÃO DOS ALIMENTOS • Contaminantes • Substâncias ou agentes de origem biológica, química ou física, estranhos ao alimento, que sejam considerados nocivos à saúde humana ou que comprometam a sua integridade. • Tipos de contaminação dos alimentos • Química • Física • Biológica • Microrganismo • Organismo 11 FONTES DE CONTAMINAÇÃO • Solo e água • Plantas • Utensílios • Trato intestinal do homem e de animais • Manipuladores de alimentos • Ração animal • Pele dos animais • Ar e pó 12 SOLO E ÁGUA • Estes dois ambientes são considerados em conjunto, pois muitos dos microrganismos neles presentes têm várias características em comum. • Solo • Vento • Ar • Chuva • Água (Corpos hídricos) • Este ciclo faz com que os microrganismos do solo e os da água sejam quase os mesmos. 13 SOLO E ÁGUA • Entretanto, alguns microrganismos aquáticos são incapazes de sobreviver no solo, especialmente aqueles de águas marinhas. • Alteromonas spp., por exemplo, são microrganismos aquáticos que necessitam da salinidade da água do mar para sua sobrevivência e multiplicação e, portanto, não persistem no solo. • A flora bacteriana da água do mar é formada essencialmente por microrganismos Gram- negativos, sendo Gram-positivos apenas contaminantes transientes. 14 Alteromonas spp Víbrio cholerae PLANTAS • Poucos microorganismos presentes no solo e na água têm capacidade de sobreviver e multiplicar na superfície de plantas. • Para que isso seja possível, é necessário que os microrganismos apresentem um mecanismo de adesão à superfície das plantas e que possam obter os nutrientes necessários. • Alguns microrganismos são fitopatogênicos, isto é, são causadores de doenças para as plantas. • Entre esses destacam-se Corynebacterium, Pseudomonas, Xanthomonas e alguns fungos. 15 UTENSÍLIOS • Utensílios como recipientes, bandejas, facas, tábuas, moedores etc., têm papel importante como fonte de contaminação. • Sua higienização inadequada resulta em transmissão de microrganismos de um alimento para outro (contaminação cruzada). 16 TRATO INTESTINAL DO HOMEM E DE ANIMAIS • Esse material é rico em microrganismos, não apenas em quantidade mas também em variedade. • Esta é a principal fonte de contaminação dos alimentos com microrganismos enteropatogênicos, como Salmonella, Shigella, Campylobacter e muitos outros. 17 MANIPULADORES DE ALIMENTOS • A microbiota das mãos e roupas dos manipuladores pode ser oriunda do solo, água, poeira e outros ambientes. • Outra fonte importante são as fossas nasais, a boca e a pele. • Em condições muito precárias de higiene também os microrganismos do trato gastrintestinal podem contaminar as mãos dos manipuladores e, conseqüentemente, os alimentos por eles preparados. 18 RAÇÃO ANIMAL • Representa importante fonte de Salmonella para aves e outros animais. • No caso de silagem, Listeria monocytogenes merece destaque como fonte de contaminação de animais e de alimentos produzidos a partir deles. 19 PELE DOS ANIMAIS • Constitui fonte importante de contaminação, principalmente de leite. • Os microrganismos encontrados neste alimento podem ser os mesmos da biota do úbere e da pele dos animais, quando a ordenha é realizada sem a higiene necessária. • A partir destas fontes, os microrganismos podem contaminar todo o ambiente, recipientes e manipuladores. 20 AR E PÓ • Embora, em teoria, todos os microrganismos possam ser encontrados no ar, os que melhor sobrevivem neste ambiente, no entanto, são as bactérias Gram-positivas e os fungos. 21 VIAS DE TRANSMISSÃO DOS MICRORGANISMOS PARA OS ALIMENTOS • Transmissão direta: • Homem (de seu corpo ou do que é de si expelido) → alimentos. 22 VIAS DE TRANSMISSÃO DOS MICRORGANISMOS PARA OS ALIMENTOS • Transmissão indireta: • Dejetos humanos → vetores → alimentos. 23 VIAS DE TRANSMISSÃO DOS MICRORGANISMOS PARA OS ALIMENTOS • Transmissão ambiental: • Material animal (fezes, urina, pêlo e saliva de ratos, baratas, moscas) → ambiente (equipamentos, utensílios, superfícies) → alimentos. • Material animal → alimentos. • Contaminação ambiental (água/solo) antes da colheita/transporte → alimentos. 24 NOMENCLATURA • Bactérias, leveduras e mofos • Espécie • Lactococcus lactis • Bactérias • Divisão da espécie em subespécies • subsp. ou ssp. • Lactococcus lactis ssp. lactis • Lactococcus lactis ssp. cremoris • Divisão da subespécie • Sorotipo (Serovar): reação antigênica• Biotipo (Biovar): produção de metabólito específico • Fagotipo (Fagovar): sensibilidade a fago específico • Lactococcus lactis ssp. lactis biovar diacetilactis • Família • aceae • Enterobacteriaceae 25 NOMENCLATURA • Representação coletiva das espécies e linhagens ou cepas • sp. (espécie) ou spp. (espécies) após gênero • Lactobacillus sp. • Lactobacillus spp. • Vírus • Bacteriófagos T4 • Vírus da Hepatite A • Vírus tipo-Norwalk 26 MICRORGANISMOS DE INTERESSE EM ALIMENTOS • Fungos • Bolores (filamentos multicelulares) • Leveduras (unicelulares) • Bactérias • 1 – bactérias Gram-negativas, aeróbias e microaeróbias; • 2 – bactérias Gram-negativas aeróbias estritas; • 3 – bactérias Gram-negativas anaeróbias facultativas; • 4 – cocos Gram-positivos; • 5 – bacilos Gram-positivos produtores de esporos; • 6 – bacilos Gram-positivos não esporulados; • 7 – outras bactérias de interesse • Vírus 27 MICRORGANISMOS DE INTERESSE EM ALIMENTOS 28 MOFOS OU BOLORES • Crescem em condições adversas para muitas bactérias • Baixo pH • Baixa Aw • Alta pressão osmótica • Microrganismos deteriorantes dos alimentos • Micotoxinas em intoxicações alimentares • Bioprocessamento • Bioprocessamento é a atividade que utiliza células vivas ou componentes de sua maquinaria bioquímica para fazer o que normalmente fazem: sintetizar produtos, degradar substâncias e produzir energia. 29 MOFOS OU BOLORES • Produção de aditivos alimentares e enzimas • Gêneros importantes • Aspergillus • Alternaria • Fusarium • Geotrichum • Mucor • Penicillium • Rhizopus 30 LEVEDURAS • Microrganismos deteriorantes dos alimentos • Bioprocessamento • Produção de aditivos alimentares • Gêneros importantes • Saccharomyces • Pichia • Rhodotorula • Torulopsis • Candida • Zygosaccharomyces 31 VÍRUS • Doenças de origem alimentar • Vírus da Hepatite A • Vírus tipo-Norwalk ou Norovírus • Poliovírus • Echovírus • Vírus Coxsackie • Bacteriófagos • Indetificação de patógenos • Transdução • Processo de reprodução no qual o DNA bacteriano é transferido de uma bactéria para outra por um vírus • Falha da fermentação - Bactérias do Ácido Láctico (BAL) podem ser infectadas e lisadas por uma extensa faixa de bacteriófagos, o que constitui reconhecidamente a principal causa de fermentação falha ou lenta na indústria de laticínios moderna. 32 BACTÉRIAS Bactérias Gram-positivas Cocos Bacilos produtores de esporos Bacilos regulares não-esporulados Bacilos irregulares não-esporulados Gram-negativas Aeróbicas Anaeróbicas facultativas Bacilos produtores de esporos 33 GRUPOS DE BACTÉRIAS IMPORTANTES NOS ALIMENTOS • Rápida taxa de crescimento • Habilidade de utilização de nutrientes • Habilidade de crescimento em ampla faixa de temperatura, aerobiose, pH, atividade de água e condições adversas • Grupos • Bactérias ácido-lácticas • Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactobacillus, e Streptococcus thermophilus • Bactérias ácido-acéticas • Acetobacter aceti • Bactérias ácido-propiônicas • Propionibacterium freudenreichii • Bactérias ácido-butíricas • Clostridium butyricum 34 GRUPOS DE BACTÉRIAS IMPORTANTES NOS ALIMENTOS • Bactérias proteolíticas • Micrococcus, Staphylococcus, Bacillus, Clostridium, Pseudomonas, Alteromonas, Flavobacterium, Alcaligenes, algumas Enterobacteriaceae, e Brevibacterium • Bactérias lipolíticas • Micrococcus, Staphylococcus, Pseudomonas, Alteromonas, e Flavobacterium • Bactérias sacarolíticas • Bacillus, Clostridium, Aeromonas, Pseudomonas, e Enterobacter 35 GRUPOS DE BACTÉRIAS IMPORTANTES NOS ALIMENTOS • Bactérias termofílicas (≥ 50°C) • Bacillus, Clostridium, Pediococcus, Streptococcus, e Lactobacillus • Bactérias psicrotróficas (≤ 5°C) • Pseudomonas, Alteromonas, Alcaligenes, Flavobacterium, Serratia, Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Leuconostoc, Carnobacterium, Brochothrix, Listeria, Yersinia, e Aeromonas • Bactérias termodúricas (sobrevivem pasteurização) • Micrococcus, Enterococcus, Lactobacillus, Pediococcus, Bacillus (esporos), e Clostridium (esporos) 36 GRUPOS DE BACTÉRIAS IMPORTANTES NOS ALIMENTOS • Bactérias halotolerantes (≥ 10%) • Bacillus, Micrococcus, Staphylococcus, Pediococcus, Vibrio, e Corynebacterium • Bactérias acidúricas (< 4,0) • Lactobacillus, Pediococcus, Lactococcus, Enterococcus, e Streptococcus • Bactérias osmofílicas • Staphylococcus, Leuconostoc, e Lactobacillus • Leveduras e mofos 37 GRUPOS DE BACTÉRIAS IMPORTANTES NOS ALIMENTOS • Bactérias gás-produtoras (CO2, H2, H2S) • Leuconostoc, Lactobacillus, Propionibacterium, Escherichia, Enterobacter, Clostridium, e Desulfotomaculum • Bactérias muco-produtoras • Xanthomonas, Leuconostoc, Alcaligenes, Enterobacter, Lactococcus, e Lactobacillus • Bactérias produtoras de esporos • Bacillus, Clostridium, e Desulfotomaculum • Aeróbicas produtoras de esporos • Anaeróbicas produtoras de esporos • Fermentadoras (flat sour) produtoras de esporos • Termofílicas produtoras de esporos • Formadoras de sulfeto produtoras de esporos 38 GRUPOS DE BACTÉRIAS IMPORTANTES NOS ALIMENTOS • Bactérias aeróbicas • Pseudomonas, Bacillus, e Flavobacterium • Bactérias anaeróbicas • Clostridium • Bactérias anaeróbicas facultativas • Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc, patógenos entéricos, Bacillus, Serratia, e coliformes totais 39 GRUPOS DE BACTÉRIAS IMPORTANTES NOS ALIMENTOS • Coliformes totais • Escherichia, Enterobacter, Citrobacter, e Klebsiella • Índice de sanitização • Coliformes fecais • Escherichia coli • Índice de sanitização • Patógenos entéricos • Salmonella, Shigella, Campylobacter, Yersinia, Escherichia, Vibrio, Listeria 40 Referências Bibliográficas • JAY, J M. Microbiologia de Alimentos. 6ª. ed. Porto Alegre: Artmed, 2005. • TORTORA, Gerard J.; FUNKE, Berdell R.; CASE, Christine L. Microbiologia. 11ª ed. Porto Alegre: ARTMED, 2011. • GERMANO, PM L e GERMANO, M I S. Higiene e Vigilância Sanitária de Alimentos. 3ª. ed. São Paulo: Manole, 2008. 41 INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS Profa. Me. Iramaia Bruno 42
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