Cultivo e crescimento microbiano

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Microbiologia do alimentos
Cultivo e crescimento microbiano
Prof. Marcos Gabriel Pinheiro, PhD
Seres pluricelulares 
Mitose
Tempo necessário para
ocorrer a duplicação
Crescimento – Aumento ordenado de todos os componentes de 
um Micorganismo.
Bactérias
• A multiplicação aumenta o número de células que constituem 
uma população ou cultura
• Sob condições apropriadas ao determinado microrganismo
• Tempo de crescimento relativamente curto
Uma célula se divide formando duas.
Aumento exponencial
Crescimento ativo
replicação
Mutação – ocorre ao acaso
Quanto maior a taxa de divisão, maior a taxa de mutação
• Evolução
• Adaptação
Tempo de geração
• Intervalo de tempo necessário para que a célula se 
divida 
• Nem todas as espécies de microrganismos têm o 
mesmo tempo de geração (E. coli – 15 mnts/ 
mycobacterium tuberculosis – horas)
• Nutrientes e condições físicas de incubação
Curva de crescimento
Tempo de geração
Divisão binária
Metabolismo reduzido / nascimento = mortes
toxinas
Nutrientes do meio
Curva de crescimento
Cresciemento microbiano
em alimentos
ambiente
manipuladoresequipamentos
matéria
prima
ALIMENTO
Fatores que influenciam o crescimento
microbiano em alimentos
Intrínsecos
• Atividade da água (Aa)
• pH (acidez)
• Eh (potencial de óxido-redução)
• Composição de alimentos
Extrínsecos
• Temperatura
• Umidade relativa
• Atmosfera
Intrínsecos
Atividade da água (Aa ou Aw)
• Os microrganismos necessitam de água livre para suas 
atividades metabólicas.
• Cada MO tem uma exigência mínima e máxima de teor de 
água livre do meio.
• Atividade da água (escala de 0-1)
Grupos de microrganismos Valores mínimos da Aa
Maioria das bactérias 0,91
Maioria das leveduras 0,88
Maioria dos bolores 0,80
água
soluto
água + soluto
água livre
Água pura  Aa = 1
Classificação dos microrganismos quanto 
à atividade da água (Aa)
• Halófilos: Necessitam de Aw reduzida para o crescimento e presença de sal. 
• Xerófilos: Preferem ambientes secos, falta de água.
• Osmófilos: (< 0,65). Altas concentrações de açúcar.
• Halotolerantes: Toleram redução da Aa
Redução da atividade de água no 
alimento
sal
• adição de soluto açúcar
glicerol 
congelamento
• remoção da água 
desidratação
Efeito de baixa atividade de água no 
crescimento dos microrganismos
▪ Perda de água para o ambiente
▪ Aumento da fase LAG
▪ Diminuição da taxa de crescimento e contagem final dos 
microrganismos
▪ Afeta a produção de substâncias como a enterotoxina B de 
S. aureus
Valores de Aa de alguns alimentos
Alimento Aa
Frutas frescas e vegetais >0,97
Aves e pescados 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
Caramelos 0,60 a 0,65
Bolo 0,90 a 0,94
Nozes 0,66 a 0,84
Geléia 0,75 a 0,80
Arroz 0,80 a 0,87
Farinha de trigo 0,67 a 0,87
Mel 0,54 a 0,75
Frutas secas 0,51 a 0,89
Valores de Aa mínima para multiplicação de microrganismos importantes em 
alimentos
Organismos Aa
Bactérias deterioradoras 0,91
Leveduras deterioradoras 0,88
Bolores deterioradores 0,80
Bactérias halofílicas 0,75
Bolores xerofílicos 0,65
Leveduras osmofílicas 0,61
C. botulinum tipo E 0,97
Pseudomonas 0,97
Escherichia coli 0,96
C. botulinum tipos A e B 0,94
Staphylococcus aureus 0,86
Candida scottii 0,92
Aspergillus echinulatus 0,64
Xeromyces bisporus 0,61
 Concentração de íons hidrogênio em um alimento ou solução.
✓ O pH varia de 0 a 14, onde 7 o expressa neutralidade 
✓A maioria dos ambientes naturais apresenta pH entre 5 a 9
✓Poucas espécies sobrevivem abaixo de pH 2 e acima de pH 10
✓Quanto maior a concentração de H+ menor é o pH
✓ O pH pode ser determinado pelo uso de um pHmetro
pH 
Intrínsecos
pH
• O pH varia de 0 a 14, onde 7 o expressa neutralidade 
• A maioria dos ambientes naturais apresenta pH entre 5 a 9
• Poucas espécies sobrevivem abaixo de pH 2 e acima de pH 10
• Quanto maior a concentração de H+ menor é o pH
• O pH pode ser determinado pelo uso de um pHmetro
Classificação dos microrganismos quanto 
ao desenvolvimento em diferentes valores 
de pH
✓ Neutrófilos: pH 6,0 a 8,0
✓ Acidófilos: pH abaixo de 6,0
✓ Alcalófilos: pH acima de 8,0
Geralmente os alimentos apresentam pH neutro 
ou ácido.
Efeito do pH nos microrganismos
• Funcionamento de enzimas
• Transporte de nutrientes
Ác. fraco
H+ H+ H+ H+ H+ 
H+
H+ H+
H+ H+ H+ H+ H+
H+ H+ H+ H+ H+
H+ H+ H+
H+ H+ H+
Ác. forteacidifica meio intracel.
• maior gasto de energia para 
manter o pH intracelular
• desnaturação de ptns, DNA
• alteração na atividade de 
enzimas
• menor velocidade de 
crescimento
Mecanismos de defesa dos microrganismos 
contra os efeitos dos ácidos
▪ Evitam a entrada de H+.
▪ Retiram H+ na proporção que eles entram.
▪ Evitam a destruição de componentes chave como o DNA e 
ATP, que necessitam de pH neutro.
▪ Produção de compostos neutros: Acetoína
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
Valores de pH para multiplicação de alguns microrganismos
Organismo mínimo ótimo máximo
Maioria das bactérias 4,5 6,5 a 7,5 9,0
C. botulinum 4,5 a 5,0 6,0 a 8,0 8,5 a 8,8
C. perfringens 5,0 a 5,5 6,0 a 7,6 8,5
Escherichia coli 4,3 a 4,4 6,0 a 8,0 9,0 a 10
Lactobacillus (maioria) 3,0 a 4,4 5,5 a 6,0 7,2 a 8,0
Salmonella 4,5 a 5,0 6,0 a 7,5 8,0 a 9,6
S. aureus 4,0 a 4,7 6,0 a 7,0 9,5 a 9,8
Leveduras 1,5 a 3,5 4,0 a 6,5 8,0 a 8,5
S. cerevisae 2,0 a 2,4 4,0 a 5,0 -
Bolores 1,5 a 3,5 4,5 a 6,8 8,0 a 11
Penicillium 1,9 4,5 a 6,7 9,3
pH
pH Aproximado de Alguns Alimentos
Alimento pH
abóbora 5,0 a 5,4
alface 6,0
batata 5,3 a 5,6
milho 7,3
ameixa 2,8 a 4,6
banana 4,5 a 4,7
melão 6,3 a 6,7
carne moída 5,1 a 6,2
frango 6,2 a 6,4
atum 5,2 a 6,1
camarão 6,8 a 7,0
peixe fresco 6,6 a 6,8
creme de leite 6,5
leite 6,3 a 6,5
 Capacidade de um substrato de perder (oxidação) ou 
ganhar (redução) elétrons.
▪ A transferência de elétrons gera uma diferença de 
potencial que pode ser medida em milivolts (mV).
▪ Quanto mais oxidada maior o Eh.
▪ Quanto mais reduzida menor o Eh.
▪ Quanto a oxidação é igual à redução o Eh = 0.
▪ O O2 atmosférico é um excelente oxidante e pode criar 
um Eh positivo em alimentos.
▪ O Eh é medido por um potenciômetro 
Intrínseco - Potencial de oxidação-redução ( Eh)
✓Aeróbios: Eh +: bolores, levedura oxidativa, 
Pseudomonas, Acinetobacter, Moraxella 
✓Anaeróbios Facultativos: + 100 a 300 mV: 
leveduras fermentadoras, enterobactérias. 
✓Anaeróbios: + 30 a - 250 mV: gêneros 
Clostridium e Desulfotomaculum
✓ Microaerófilos: multiplicam-se melhor em Eh 
levemente redutor: Campylobacter 
Classificação dos microrganismos quanto às exigências 
de O2
 Fornecem nutrientes utilizados pelos microrganismos na 
produção de energia e síntese celular
✓ Fontes de Energia:
Carboidratos ............................................................ maioria
Substâncias nitrogenadas (amônia) ....................... Clostridium
Proteínas e lipídios ................................................... Bolores
✓ Fontes de Nitrogênio: Peptídeos, Aminoácidos, Amônia e outros
Intrínseco - Composição do alimento
✓ Fatores de Crescimento: Vitaminas - Biotina, ácido 
fólico, riboflavina,tiamina,piridoxina, nicotinamida
✓ Sais minerais: Mg, Na, K, S (aa sulfatados e enzimas)
4. Composição do alimento
▪ Mantém a estabilidade de alguns alimentos contra 
ataquesde mos, retardando ou inibindo a 
multiplicação bacteriana.
Componentes antimicrobianos Naturais
• Condimentos: óleos essências (eugenol no cravo, alicina no 
alho, isotimol no orégano)
• Ovo: A clara contem diversos agente antimicrobianos 
(lisozima,avidina)
• Leite do gado: Imunoglobulinas, fator complemento, 
macrófagos e linfócitos, lisozima
Fatores extrínsecos
1. Temperatura:
▪ O mais importante fator ambiental que afeta o 
crescimento microbiano.
▪ O crescimento microbiano ocorre entre - 8o e + 90o
C
▪ A temperatura ótima da maioria dos patógenos é de 
35oC
▪ Enzimas que funcionam melhor em 
temperaturas baixas e desnaturam-se em 
temperatura branda.
▪ Aumento do conteúdo de ácidos graxos na 
membrana.
Adaptações ao frio
Classificação quanto a temperatura ótima de 
crescimento:
Grupo Características
Termófilos Crescem em altas temperaturas
Mesófilos Crescem em temperatura ambiente
Psicrófilos Morrem em temperatura ambiente.
Psicrotrófilos ou 
Psicrotróficos
Multiplicam-se em alimentos refrigerados.
Produzem colônias visíveis em 7 a 10 dias.
Classificação quanto a temperatura ótima de 
desenvolvimento:
Grupo mínima ótima máxima
Termófilos 40-45 55-75 60-90
Mesófilos 5-15 30-45 35-47
Psicrófilos -5-+5 12-15 15-20
Psicrotrófilos -5-+5 25-30 30-35
Temperatura (oC)
▪ Seleciona as várias características metabólicas 
dos microrganismos.
aeróbios X anaeróbios
Uso de atmosferas controladas:
▪ CO2
▪ Ozônio
▪ Vácuo
2. Atmosfera que envolve o alimento
▪ Estreita relação com Aa
▪ Os alimentos podem absorver água de ambiente mais 
úmido
▪ Podem perder água para um ambiente mais seco
3. Umidade relativa
Microrganismo e o acesso ao alimento
Contaminação pelo solo
• Frutas e legumes que crescem no solo (melões e melancias)
• Disseminação pelo ar
• Disseminação pela água
Microrganismo e o acesso ao alimento
Contaminação pela água
• Peixes e mariscos que crescem em água contaminada
• Produção de alimentos com água contaminada
• Água utilizada para lavar e preparar alimentos
Microrganismo e o acesso ao alimento
Contaminação pelo ar
• Os microrganismos presentes no ar são provenientes do solo,
das matérias em decomposição ou da vegetação.
• São levados pelo vento e têm acesso à superfície de diversos
alimentos
Microrganismo e o acesso ao alimento
Contaminação animal
Os animais domésticos, os roedores e os insectos são portadores 
de microrganismos no seu tracto intestinal, no seu corpo e nas 
suas patas.
Presença destes animais onde se manipula alimentos
Carne crua
Microrganismo e o acesso ao alimento
Contaminação pelo ser humano
A pele limpa pode ter à volta de 1 milhão de microrganismos por 
cm²
• Microbiota
• Manipulação caseira e comercial
FIM!
marcosgabrielp@gmail.com