Fatores que controlam o desenvolvimento microbiano em alimentos

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Fatores Intrínsecos e Extrínsecos que controlam o desenvolvimento microbiano em 
alimentos. 
 
 
A sobrevivência ou multiplicação de microrganismos nos alimentos depende de uma série 
de fatores. Esses fatores podem estar ligados às características próprias dos alimentos 
(fatores intrínsecos) ou com o ambiente em que o alimento se encontra (extrínsecos). 
Consideramos como fatores intrínsecos a atividade de água (Aa/Aw), a acidez (pH), 
potencial de oxirredução (Eh), composição química, presença de fatores antimicrobianos 
naturais e interações entre os microrganismos presentes nos alimentos. 
Como fatores extrínsecos são inclusos a umidade e temperatura ambientais, além da 
atmosfera em que o alimento está inserido. 
 
FATORES INTRÍNSECOS 
 
Atividade da água 
Microrganismos precisam de água pra sobreviver. E vão utilizar a água presente no 
alimento em sua forma livre (isto é, não a que está ligada a macromoléculas por forças 
físicas e que não atua como solvente, nem participa de reações). A disponibilidade de água 
em um alimento é denominada "atividade da água". 
Atividade da água é a reação entre a pressão parcial do vapor de água (P) e a pressão 
parcial do vapor de água pura (P0), a uma dada temperatura: 
Aa = P/P0 
Adição de sal ou açúcar diminui o valor de Aa por reduzir o valor de P. 
Bactérias Gram-negativas são mais exigentes em relação à atividade da água que as 
Gram-positivas. 
A maioria das bactérias deteriorantes não se multiplica em Aa inferior a 0,91. 
 
 
Acidez (pH) 
A maioria dos microrganismos possuem pH mínimo, máximo e ótimo de crescimento. Para a 
maior parte, o pH ideal gira em torno da neutralidade (6,5-7,5). 
Bactérias lácticas se desenvolvem em pH ácido, uma vez que há inibição da microbiota de 
competição. 
Fungos e leveduras, por sua vez, têm maior tolerância ao pH, sendo que bolores se 
multiplicam em ambientes ainda mais ácidos. Dentre as bactérias, as mais exigentes são as 
mais patogênicas. 
Carnes, pescados e laticínios são produtos altamente suscetíveis à contaminação 
bacteriana devido ao seu pH neutro, enquanto frutas e vegetais costumam ser um pouco 
mais ácidos. 
Quando os microrganismos estão em pH diferentes do neutro, sua capacidade de 
multiplicação dependerá de sua habilidade de transformar o meio adverso. 
 
 
Potencial de oxirredução (Eh) 
Os processos de oxidação e redução têm a ver com a troca de elétrons entre compostos 
químicos. O potencial de oxirredução pode ser definido como a facilidade com que um 
substrato ganha ou perde elétrons. 
Quanto mais oxidado é um composto, mais positivo é o seu potencial de oxirredução. 
Quanto mais reduzido é um composto, mais negativo é esse potencial. 
Lembre-se: quem reduz, ganha. 
Os anaeróbios requerem valores baixos de Eh, como as bactérias patogênicas, como o 
Clostridium botulinum. 
 
 
Composição Química 
Para que a multiplicação microbiana aconteça, os seguintes nutrientes devem estar 
disponíveis: água, fonte de energia, fonte de nitrogênio, vitaminas e sais minerais. 
Como fontes de energia os germes podem usar carboidratos complexos, como amido. 
Lipídios também servem, mas poucos são os capazes de metabolizá-los. 
As fontes de nitrogênio mais importantes são os aminoácidos. Terão função plástica na 
célula. 
As vitaminas são importantes fatores de crescimento de microrganismos, uma vez que 
fazem parte de diversas coenzimas. Entre as vitaminas, as mais importantes são as do 
complexo B. Gram-positivas são mais exigentes (falando de vitaminas) que as bactérias 
gram-negativas, que, assim como os bolores, são capazes de sintetizar seus próprios 
fatores de crescimento. 
Embora necessários em pequenas quantidades, os sais minerais estão envolvidos em 
inúmeras reações enzimáticas. Destaque para sódio, potássio, cálcio e magnésio, assim 
como ferro, cobre, manganês, zinco, cobalto, fósforo e enxofre. 
 
 
Fatores antimicrobianos naturais 
São mecanismos de defesa de certos produtos naturais, que visam retardar ou eliminar a 
proliferação microbiana. 
Os condimentos, por exemplo, contêm vários óleos essenciais em atividade antimicrobiana, 
como o eugenol do cravo e da canela, alicina do alho, timol e isotimol do orégano. 
O ovo, especialmente a clara, tem vários antibióticos naturais, além de ter pH desfavorável 
às bactérias (entre 9 e 10). A clara é rica em lisozima, uma enzima que destrói a parede 
bacteriana, especialmente do grupo das Gram-positivas. 
O leite bovino possui imunoglobulinas, macrófagos, proteínas do complemento e linfócitos. 
 
 
Os derivados do ácido hidroxicinâmico, encontrados em frutas e vegetais, são importantes 
agentes antimicrobianos, com ação sobre bactérias e alguns fungos, assim como os 
taninos, presentes em frutas e sementes. As frutas ainda contêm ácidos orgânicos e óleos 
essenciais. 
Os vegetais ainda possuem estruturas biológicas que se constituem como barreiras 
mecânicas, sendo elas as cascas, peles, películas das sementes etc. 
 
 
Interações entre microrganismos 
Determinado microrganismos, ao se multiplicar e exercer suas funções vitais, produz 
metabólitos que podem afetar a chance de sobrevivência de outros microrganismos 
presentes neste alimento. Como já citamos, as bactérias lácticas atuam inibindo a 
microbiota do alimento ao produzir ácido lático, que reduzirá o pH, ou seja, acidificará. Esse 
ambiente rico em ácido lático (baixo pH) é propício para leveduras se desenvolverem ao 
degradar esse composto, produzindo aminas e alcalinizando o pH do alimento, facilitando a 
multiplicação de outros microrganismos que agem na neutralidade, mais a produção de 
toxinas por Clostridium botulinum. 
Há casos também de bactérias se aproveitarem de produtos metabólicos de outras 
espécies, que é o caso do S. aureus, que utiliza tiamina e triptofano, que pode ser 
resultante de contaminação por Pseudomonas aeruginosa. 
Muitos microrganismos podem produzir substâncias com atividade antibacteriana, 
denominadas bacteriocinas. 
Algumas bacteriocinas são proteínas simples, outras possuem componentes lipídicos e 
açúcares. A produção de bacteriocinas é mediada por plasmídeos. 
Algumas bacteriocinas úteis para a área de alimentos são as pediocinas, nisina (A, E), 
sacacina, helveticina J. 
Alguns gêneros bacterianos produtores de bacteriocinas: Staphylococcus, Listeria, 
Lactobacillus, Bacillus, Clostridium, Erwinia, Yersinia. 
 
 
 
 
FATORES EXTRÍNSECOS 
 
 
Temperatura ambiental 
A temperatura é o fator mais importante que afeta a multiplicação de microrganismos. De 
forma geral, os micróbios são divididos e classificados nos seguintes grupos: 
1. microrganismos psicrófilos - capacidade de multiplicação entre 0°C e 20°C. 
2. microrganismos psicrotróficos - capacidade de desenvolvimento entre 0°C e 7°C. Ex: 
Pseudomonas fragi e Yersinia enterocolitica. 
3. microrganismos mesófilos - temperatura ótima de multiplicação entre 25°C e 40°C. 
4. microrganismos termófilos - que se multiplicam bem entre 45°C e 65°C. Ex.: clostrídios. 
Os psicrófilos e psicrotróficos são os principais contaminantes de carnes, pescados, ovos e 
frangos, alimentos refrigerados. 
 
 
Umidade relativa do ambiente 
Tem relação direta com a atividade da água do alimento. Alimentos conservados em 
ambiente com umidade relativa superior à atividade da água, tendem a absorver umidade, 
causando aumento da sua Aa. O inverso é verdadeiro: perderão água se a umidade 
ambiental for inferior à atividade da água. 
 
 
Composição gasosa do ambiente 
Os gases que compõem o ambiente vão determinar qual microrganismo predominará. A 
presença de oxigênio favorece a multiplicação de microrganismos aeróbios, enquanto a 
ausência aumentará a chance de desenvolvimento de germes anaeróbios. 
Modificações na composição gasosa podem causar alterações na microbiota do alimento. 
Atmosfera modificada: substituição do O2 por outros gases, aumentando a vidade 
prateleira do alimento. Ex.: embalagens à vácuo, contendo óxido nitroso, monóxido de 
carbono. 
O efeito antimicrobiano do CO2 depende da Aa, do pH e de sua concentração. 
 
Microrganismos indicadores vêm sendo utilizados na avaliação da qualidade microbiológica 
da água há longo tempo, e mais recentemente nos alimentos. Isto se deve ao fato da 
dificuldade encontrada na detecção de microrganismos patogênicos. 
 
 
 
Microrganismos indicadores 
 
são grupos ou espécies de microrganismos que, quando presentes em um alimento, podem 
fornecer informações sobre a ocorrência de contaminação fecal, sobre a presença de 
patógenos ou sobre a deterioração do alimento. Os microrganismos indicadores ainda 
podem indicar as condições sanitárias inadequadas durante o processamento, produção ou 
armazenamento dos alimentos. 
 
Os critérios a seguir definem o microrganismo ou o grupo de microrganismos como 
indicadores: 
 
a) Deve ser de rápida e fácil detecção. 
b) Deve ser facilmente distinguível de outros microrganismos da microbiota do alimento. 
c) Não deve estar presente como contaminante natural do alimento. 
d) Deve estar sempre presente quando o patógeno associado estiver. 
e) Seu número deve correlacionar-se com o do patógeno. 
f) Deve apresentar necessidades de crescimento e velocidade de crescimento semelhante 
às do patógeno. 
g) Deve ter velocidade de morte que seja semelhante à do patógeno e, se possível, 
sobrevivência levemente superior à do patógeno. 
h) Deve estar ausente nos alimentos que estão livres do patógeno, ou estar presente em 
quantidades mínimas. 
 
A bactéria Escherichia coli é utilizada como um indicador de contaminação de origem fecal 
presente em água desde 1892. E hoje também é utilizada como indicador de contaminação 
fecal da qualidade higiênico-sanitária do alimento. 
 
Esta bactéria, além de preencher todos os requisitos anteriormente citados também 
apresenta outras características que as classifica como um bom microrganismo indicador, 
como: 
 
a) Habitat exclusivo do trato intestinal do homem e de animais de sangue quente. 
b) Número elevado, nas fezes. 
c) Alta resistência ao ambiente extra enteral. 
d) Técnicas laboratoriais rápidas, simples e precisas para detecção e contagem. 
 
Os coliformes totais são compostos por bactérias da família das Enterobacteriaceae 
(bactérias bacilares gram negativas, não formadoras de esporos e capazes de fermentar a 
lactose, com produção de gás quando incubados a 35-37oC – por 48 h). Deste grupo de 
microrganismos indicadores apenas as bactérias do gênero Escherichia têm como habitat 
primário o trato intestinal do homem e dos animais. Já as bactérias pertencentes aos outros 
gêneros Citrobacter, Enterobacter e Klebsiella além de serem encontradas nas fezes 
também são encontradas em outros ambientes como, vegetais e solo. Estas bactérias 
persistem por um tempo superior, fora do trato intestinal, do que bactérias patogênicas 
como, Salmonella e Shigella. 
 
Os microrganismos indicadores pertencentes ao grupo das bactérias coliformes fecais são 
capazes de continuar fermentando a lactose com produção de gás quando incubadas à 
temperatura de 44-45,5oC. Nestas condições predominam nas culturas as Escherichia coli, 
as Enterobacterias e as Klebisiellas. 
 
A pesquisa de coliformes fecais nos alimentos fornece com maior precisão e segurança, as 
informações sobre as condições higiênicas dos produtos alimentícios. Alguns laboratórios, 
hoje em dia estão utilizando, ao invés de enumerar os coliformes fecais, as Enterobacterias 
como um todo. E as justificativas para esta utilização são: 
 
a) As bactérias do grupo coliformes fecais não têm uma taxonomia bem definida. 
Dependendo no meio de cultura, temperatura de incubação, tipo de amostra e critérios para 
leitura dos resultados poder-se-ia estar incluindo neste grupo outros microrganismos. 
b) Os números falsos podem aparecer ao se verificar a presença de bactérias 
fermentadoras tardias de lactose. 
c) Algumas cepas de Salmonellas são mais resistentes que algumas bactérias do gênero 
coliformes fecais, levando a alguns resultados falsos. 
 
As bactérias Enterococcus também são utilizadas como microrganismos indicadores, mas 
sofrem algumas restrições, pois além de habitarem o trato intestinal também são 
encontradas em outros ambientes. Além disso, apresentam uma sobrevida maior do que 
enteropatógenos no solo, nos vegetais e nos alimentos em geral (principalmente aqueles 
que foram submetidos: à desidratação, à ação de desinfetantes e a flutuações de 
temperatura). 
 
Em alimentos vegetais frescos o microrganismo indicador mais utilizado é a Escherichia coli, 
uma vez que os demais indicadores de contaminação fecal podem ser encontrados 
naturalmente nestes tipos de alimentos. Em alimentos cárneos frescos a presença de 
Enterobacterias é um indicativo de manipulação sem cuidados de higiene e/ou 
armazenamento inadequado. 
 
Os microrganismos indicadores de contaminação dos alimentos são encontrados em 
números elevados e poderão causar desde a deterioração e redução da vida útil do 
alimento, até causa mortis do consumidor. 
 
Outros microrganismos também utilizados como indicadores são Staphylococcus aureus, 
Clostridium perfringens e Clostridium botulinum que são importantes em toxinfecções de 
origem alimentar, por produzirem toxinas. O Geotrichum candidum um tipo de bolor é 
indicador de sanificação de operações de processamento de alimentos. Estes bolores 
crescem rapidamente em alimentos que aderiram às superfícies dos equipamentos 
contaminados.