AULA 1 - MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS

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3/17/2011
1



Fatores Intrínsecos e Extrínsecos que Controlam
o Desenvolvimento Microbiano nos Alimentos
Utiel, PV
Quais as formas de evitar a
deterioração ou
toxinfecções?
Ut iel, PV
Por que alguns microrganismos
crescem mais rapidamente em
determinado tipo de alimento?
Por que algunsalimentosse
conservam por um longo tempo?
Ut iel, PV
Utiel, PV
Prevenir a contaminação
Eliminar os microrganismos do alimento
Evitar o crescimento dos microrganismos
Ut iel, PV
Capacidade de
sobrevivência ou
multiplicação
FATORES
INTRÍNSECOS
FATORES
EXTRÍNSECOS
Ut iel, PV
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2
FATORES INTRÍNSECOS
Fatores relacionados com as
características próprias do
alimento
 Atividade de água (Aa)
 Acidez (pH)
 Potencial de oxi-redução (Eh)
 Composição química


Presença de fatores
antimicrobianos anturais
Interação entre os
microrganismos presentes
no alimento
FATORES EXTRÍNSECOS
Fatores relacionados com o
ambiente em que o
alimento se encontra
 Umidade
 Temperatura ambiental
 Composição química da
atmosfera
Ut iel, PV Ut iel, PV

Atividade de Água
Acidez
Potencial de Oxi-Redução (Eh)
Composição Química
Fatores Antimicrobianos Naturais
Interações entre microrganismos
Ut iel, PV
Segundo o valor de Aa, os alimentos podem ser
classificados em:
◦ Alimentos não perecíveis:
 Baixo teor de água livre
 Duram meses (grãos);
◦ Alimentos semi-perecíveis
 Alto teor de água livre
 Duram semanas (frutas e verduras);
◦ Alimentos perecíveis:
 Alto teor de água livre e de
gordura
 Duram dias (leite, carne)
Ut iel, PV





Água ligada a macromoléculas por forças físicas
não está disponível para ser aproveitadas por
microrganismos.
Aa: é a relação existente entre a pressão parcial
de vapor da água contida na solução ou no
alimento (P) e a pressão parcial de vapor da água
pura (Po), a uma dada temperatura:
Aa = P/Po
Valores de Aa variamde 0 a 1.
Ut iel, PV
Os microrganismos necessitam de água livre
para suas atividades metabólicas
Os microrganismos apresentam
◦ Aa mínima
◦ Aa ótima
◦ Aa máxima
Ut iel, PV
Faixade
Aa
Microrganismoscapazes
desedesenvolver
AlimentoscomAanafaix a
indicada
1,00–
0,95
Pseudomonas,Escherichia,
Proteus,Shigella,Klebsiella,
Bacillus,Clostridium
perfringensealgumas
leveduras.
Alimentosmuitoperecívei s(f ruta
s
frescas,vegetais, carnes,p eixe),
lingüiças,salsichasepãesco zido
s,
Alimentoscontendo até40%de
Sacarose e 7%de sal.
0,95–
0,91
Salmonella,V.
parahaemolyticus,C.
Botulinum,Serratia,
Lactobacillus,Pediococcus,
algunsfungos,Rhodotorula,Pich
ia.
Algunsqueijos(cheddar,suíço,
provolone),carnescurad as
(presunto), concentrado defru tas,
alimentoscontendoaté55 %d e
sacaroseou12%desal.
0,91–
0,87
Muitasleveduras(Candida,
Torulopsis,Hansenula),
Micrococus.
Embutidosfermentados (sal am e
s),
bolosconfeitados,queijos
desidratados,marg arina, alimen
tos
contendoaté65%desacaro seou
15%desal.
0,87–
0,80
Amaioriadosfungos,
Staphylococcusaureus,a
maioriadasSaccharomyces
spp.,Debaryomyces.
Concentradosdefru tas,lei te
condensado,xaropesdechocol a
te
efrutas,farinha, arro z,g ranul ado
s
contendo15a17%deumidad e,
bolosdefrutas,presun toscaseiro
s,
foundieseconfeitosaçucarado s.
0,80–
0,75
Amaioriadasbactéri as
halófilas.
Geléias,marmeladas,marzipã,
glacêdeUt iel,frutasPVemarshm allo
w.
Faixade
Aa
Microrganismoscapazes
desedesenvolver
AlimentoscomAanafaix a
indicada
0,75–
0,65
Fungosxerofílicos
(Aspergilluschevalieri,A.
candidus,Wallemiasebi),
Saccharomycesbisporus.
Flocosdeaveiacontendo 10%d e
umidade,cremespararech eio,
geléias,marshmallow,mel aço,caldo
decanadeaçúcar,algum as fru tas
secasecastanh as.
0,65–
0,60
Levedurasosmofílicas
(Saccharomycesrouxii),
poucosfungos(Aspergillu
s
echinulatus,Monascus,
Monascusbisporus).
Frutassecascontendod e15 a20 %
deumidade:algumasbalas,
caramelosemel
0,50 Semproliferação
microbiana.
Macarrãoemassasimilares,
contendo12%deumidade,temp ero s
com10%deumidade.
0,40 Semproliferação
microbiana.
Ovoempócom5%deumidade.
0,30 Semproliferação
microbiana.
Biscoitosetorrad ascom3 -5 %de
umidade.
0,20
Semproliferação
microbiana.
Leiteempó(2–3%umidad e),
vegetaisdesidratados(5%u midad e),
flocosdemilho(5%umidade),sopas
desidratadas.Ut iel,PV
A
a
Produtos
Afetados
GrupoMicrobia
no
Exemplo
1,
0
águapura
Bactérias
comuns
Spirillum
0,
9
9
5
sangue Streptococcus,
Escherichia
0,
9
8
0
águadomar Psudomonas,
vibrio
0,
9
5
0
pão Bacilos Gram+
0,
9
0
0
presunto Leveduras
comuns
Cocos Gram+
0,
8
5
0
salame Fungos
comuns
Saccharomyces
rouxii
0,
8
0
0
bolos,geléias Saccharomyces
bailli,Penicilliu
m
0,
7
5
0
peixesalga do,
mel
Halofílicas Halobacterium,
Halococcus
0,
7
0
0
cereais,balas Xerofílicas Fungosxerofílico
s
0,
6
0
0
frutassecas Leveduras
osmofílicas Saccharomyces
bisporus
Ut iel,PV
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3
> 0,95 = Bactér ias patogênicas
(exceção, S. aureus)
> 0,91 = Bactér ias deterioradoras
0,60 – 0,91 = bolores e leveduras
0,60 = valor limitedeAa para multiplicação
de qualquer microrganismo
Ut iel, PV Ut iel, PV
 Redução da atividade de água no alimento
1)
2)
Adição de soluto
Remoção da água
sal, açúcar, glicerol
desidratação e congelamento
Diminuição da Aw = aumento da duração da fase lag e a
diminuição do crescimento microbiano
Ut iel, PV
Microrgani
smo
pHótimo pHmáxi
mo
pHmíni
mo
Bactérias
(amaioria)
6,5a7,5 9,0 4,5
Leveduras 4a6,5 8,0a9,0 1,5a3,5
Bolores 4,5a7,0 8,0a11,
0
1,5a3,5
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Ut iel, PV
Bactérias halofílicas
mantém a Aw interna
apropriada
eliminam Na+ e
concentramKCl
Leveduras osmofílicas
capacidadede produzir
osmorreguladores
acumulam glicerol
mantém Aw
Adaptação bioquímica a baixa Aa
Ut iel, PV
 Os microrganismos apresentam valores de
pH, mínimo,ótimo e máximo para
multiplicação.
 A maioria dos microrganismos:
◦ crescem melhor em pH próximo da neutralidade
pH 6,5 a pH 7,5
Ut iel, PV
Classe dos microrganismos:
 Acidófilos
◦ vivem em pH < 5
 Neutrófilos
Alcalinófilos

◦ crescem a pH >10
Extremófilos
Ut iel, PV


Maioria dos alimentos dispõede pH entre5-7
Bactérias tipicamentenão crescem a pH<4,6
Utiel, PV


Utiel, PV
Maior tolerância a valores baixos
de pH
Bolores > leveduras > bactérias
Microrganismos patogênicos
apresentam uma faixa de pH
mais estreita
Microrganismo Eh(mV)
Aeróbio
Maioriadosbolores
Levedurasoxidadtivas
Bactérias
Principalmentedeterio rantes(Pseudomonas,Moraxella,
Acinetobacter,Flavobacterium)
Algumaspatogênicas(Bacilluscereus)
+350a+5
00
Anaeróbio
Algumasbactérias
Deteriorantes(Desulfotomaculummigrificans)
Patogênicas(Clostridiumbotulinum)
Ut iel,PV
<-150
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Classificação dosalimentos



Baixa acidez (pH > 4,5)
◦ Mais sujeitos ao crescimento
microbiano (patogênicos ou
deteriorantes)
Ácidos (pH 4,0 - 4,5)
◦ Predominância de crescimento
de bolores e leveduras
◦ Poucas bactérias (láticas e
espécies de Bacillus)
Muito ácidos (pH < 4,0)
◦ Crescimento de bolores e
leveduras
Ut iel, PV
Efeito dos ácidos nos
microrganismos
Adaptação bioquímica a
extremos de pH




Maior gasto de energia para
manter o pH intracelular
Desnaturação de proteínas,
DNA
Alteração da atividade das
enzimas responsáveis pelasatividades vitais da célula
Menor velocidade de
crescimento



Acidófilos e alcalófilos
mantém pH interno
próximo da neutralidade 
eliminam OH- ou H+
pH ácido = aminoácido
descarboxilase 
produzem aminas  ↑pH;
pH básico = aminoácido
desaminase  produzem
ácidos  ↓pH.
Ut iel, PV




É a facilidade com que determinado substrato ganha ou
perde elétrons
Os processos de oxidação e redução estão relacionados
com a troca de elétrons entre compostos químicos
◦ Substrato perde elétrons Oxidado
◦ Substrato ganha elétrons Reduzido
Transferência de gera diferença de potencial
elétrons de um que pode ser medida em
composto para outro volts (V) ou milivolts (mV)
Quanto mais oxidado um composto  mais positivo seu Eh
Quanto mais reduzido um composto  mais negativo seu Eh
Ut iel, PV
Eh dos microrganismos
Deterinar Eh de
alimentos é difícil
Interação da tensão de
Oxigênio que envolve o
alimento com a presença de
Alteração do Eh
compostos químicos
Alimento
Suco de uva
Frutas frescas e vegetais
Leite
Carne moída
Carnes em grandes pedaços
Grãos de trigo
Queijos
Eh (mV)
409
300 a 400
200 a 300
200
-250
-320 a -360
-20 a -200
Ut iel, PV
 Nutrientes necessários para a multiplicação
microbiana:
 Água
 Fonte de energia (carbono)
 Fonte de nitrogênio
 Vitaminas
 Sais minerais
Ut iel, PV
Constituintesantimicrobianosnaturais
SUBSTÂNCIA ALIMENTO
Óleosessenciais
Alicina
Eugenol
Aldeídocinâmicoeeugenol
Alil-isotiocianato
Timoleisotimol
Alho
Cravo
Canela
Mostarda
Orégano
Enzimas
Lisozima
Inibidoresenzimáticos
Avidinaeconalbumina
Claradoovo
Sistemalactoperoxidase(SLP)
Imunoglolublinas
Lactoferrina(removeíonsferro)
Leite
Taninos Frutasesementes
Ácidohodróxicinâmico(derivad
os)
Frutasevegetais
Utiel,PV
Constituintesantimicrobianosproduzidos pormicror ganism os
SUBSTÂNCIA MICRORGANISMO
Ácidopropiônico Bactériapropiônica
Ácidolático Bactérialática
Álcool Levedura
Antibióticos Bolores
Bacteriocinas Vários,principalmentebactérias
Grampositivas
Águaoxigenada Estreptococoselactobacilos
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 Energia
◦ Açúcar , álcool, aminoácido,
◦ Amido, celulose, gordura
 Nitrogênio
◦ Aminoácidos, peptídeos, proteínas
 Minerais
◦ Sódio, potássio, cálcio, magnésio, fer ro
◦ Cobre, manganês, fósforo, zinco,
◦ Enxofre, cobalto e molibidênio.
Ut iel, PV
 Vitaminas
◦ Impor tantes por fazerem parte de diversas coenzimas
do metabolismo microbiano
◦ Complexo B, biotina, ácido pantotênico
 Carne muita vitamina B


Frutas pouca vitamina B
Bactérias Gram-positivas não sintetizam (∴ exigentes)
 Bactérias Gram-negativas, leveduras e bolores sintetizam
Ut iel, PV
Constituintes antimicrobianos:
 Substâncias que apresentam a capacidade de
retardar ou impedir a multiplicação
microbiana.
 Podem ser:
◦ Naturais;
◦ Produzidas pelos microrganismos;
◦ Adicionadas aos alimentos
Ut iel, PV
Constituintes antimicrobianos naturais
 Estruturas biológicas
◦
◦
◦
◦
◦
Casca de frutas;
Casca de nozes;
Casca de ovo;
Película que envolve sementes;
Pele dos animais
Utiel, PV Ut iel, PV
Temperatura(˚C)
Grupo Mínima Ótima Máxima
Termófilo
s
40a45 55a75 60a90
Mesófilos 5a15 30a45 35a47
Psicrófilo -5a5 10a15 15a20
Psicrotróf
ico
-5a5 25a30 30a35
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 Constituintes microbianos adicionadosaos
alimentos (conservantes)
◦ Ácidos
◦ Nitratos e nitritos
◦ Dióxido de enxofre e sulfitos
Ut iel, PV
 Produção demetabólitos pelos microrganismos
pode afetar a capacidadedemultiplicação ede
sobrevivência deoutros microrganismos
Interações entreos microrganismos
 Antagonismo
◦ Ex: Bactérias produzem ácido láctico  meio ácido para a
maioria dos microrganismos
 Sinergismo
◦ Ex: leveduras degradam o ácido láctico ↑pHcrescimento
de outros microrganismos (Clostridium botulinum)
◦ Ex: contaminação por Pseudomonas aeruginosa tiamina e
triptofano  crescimento de S. aureus
Ut iel, PV
Bacteriocinas e bactérias produtoras de
bacteriocinas em alimentos
Conservadores naturais
(controlam o desenvolvimento de microrganismos
patogênicos em alimentos)
Uso promissor em alimentos!!
 EXCLUSÃO COMPETITIVA
Ut iel, PV
Aadição de
microrganismos
inofensivos a um produto
Estímulo do processo
competitivo inibindo o
patógenos
Ex.Controle de contaminação de aves com
Salmonella eCampylobacter
Temperatura ambiental
Umidade Relativa do Ambiente
Composição Gasosa do
Ambiente
Ut iel, PV


Fator ambiental mais importante.
Classificação ainda controversa
Utiel, PV Ut iel, PV
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


PSICRÓFILOS E PSICROTRÓFICOS
◦ Alimentos refrigerados
◦ Deteriorantes de carnes, pescado, ovos, frangos, e oturos
◦ Pseudomonas, Alcligenes, Flavobacterium, Micrococcus e
outros
MESÓFILOS
◦ Grande maioria dos dos microganismos de importância em
alimentos
◦ Maioria dos patógenos
TERMÓFILOS
◦ São gêneros de importância: Bacillus, Clestridium
◦ Deteriorantes: B. coagulans, C.thermosaccharolytucym
◦ Patogênicos: C. botulinuum, C. perfringens
Ut iel, PV Ut iel, PV
Ut iel, PV
Outros microrganismos
 Bolores
◦ faixa ampla de temperatura
◦ crescem em temperatura de refr igeração
 Leveduras
◦ crescem na temperatura de psicrotróficos e
mesófilos
Ut iel, PV
 Há correlação estreita em UR do ambiente e
Aa do alimento
UReq = Aa x 100
Onde: UReq = umidade relativa de equilíbrio


Se UR > Aw
Se UR< Aw
absorção de água
perda de água
Utiel, PV Ut iel, PV
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

A composição gasosa do ambiente influencia no
tipo de microrganismo que poderá predominar
Presença de Oxigênio AERÓBIOS
Ausência de Oxigênio ANAERÓBIOS
ATMOSFERAS MODIFICADAS (Indústria)
◦ Oxigênio é substituído (total ou parcial) por outros gases
◦ Combinações de Oxigênio, Nitrogênio e Gás Carbônico
◦ Aumenta vida útil dos alimentos
 Ex. 10% CO2 = prolonga tempo de armazenamento de
frutas (maçãs e peras) e carnes vermelhas
Ut iel, PV
 Interações entre os fatores intrínsecos e
extrínsecos para impedir a multiplicação de
microrganismos deterioradores e
patogênicos,melhorando a estabilidade e a
qualidade do alimento
Ut iel, PV
Ut iel, PV