Aula 03 - Parâmetros intrínsecos e extrínsecos

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Microbiologia dos Alimentos
Aula 03: Parâmetros intrínsecos e extrínsecos
AULA 01: APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA
Administração de unidades de alimentação e nutrição
Caracterizar o alimento como um meio de cultura;
Compreender as características dos alimentos que favorecem o crescimento microbiano;
Compreender as características do ambiente que favorece o crescimento microbiano;
Correlacionar os parâmetros intrínsecos e extrínsecos através da teoria dos obstáculos
Objetivos
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Parâmetros intrínsecos
Particularidades inerentes aos tecidos vegetais ou animais:
pH, conteúdo em umidade, potencial de oxirredução, conteúdo em nutrientes, constituintes antimicrobianos e estrutura biológica.
Parâmetros intrínsecos e extrínsecos
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Principais parâmetros intrínsecos
pH
Atividade de água (aw)
Potencial de óxido redução
Quantidade de nutrientes
Presença de substâncias antimicrobianas
Parâmetros intrínsecos
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Meio ácido/alcalino 
	Estabilidade enzimática  de microrganismos 
Parâmetros intrínsecos - pH
Crescimento 
Metabolismo 
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A maioria dos microrganismos desenvolve-se melhor em valores de pH próximos a 7 (6,6 – 7,5). 
	Bactérias multiplicam-se com maior rapidez em pH 6 a 8; 
	Leveduras entre 4,5 e 6; 
	Bolores ou mofos (fungos filamentosos) entre 3,5 e 4. 
Exceções: bactérias que produzem grandes quantidades de ácidos como consequência de seu metabolismo produtor de energia. 
Ex.: lactobacilos e bactérias acéticas (crescimento ótimo em pH entre 5 e 6).
Parâmetros intrínsecos - pH
A maioria dos alimentos é ligeiramente ácida, uma vez que os produtos alcalinos têm, geralmente, sabor desagradável. 
	Exceção: clara de ovo  pH chega a alcançar 9,2.
pH ligeiramente ácido das hortaliças  ação de bactérias de putrefação branda, com Pseudomonas spp.
pH mais ácido das frutas  impede o desenvolvimento bacteriano, 
Leveduras e bolores: agentes deteriorantes mais importantes. 
Parâmetros intrínsecos - pH
Refrigeração
Pescados se alteram com maior facilidade que a carne de mamíferos: 
pH pescados: 6,2 e 6,5;
pH músculos dos mamíferos: 5,6 (após rigidez cadavérica). 
Parâmetros intrínsecos - pH
Portanto, a vida comercial da carne é mais duradoura que a do pescado.
Acidificar os alimentos é um método de conservação.
	Ácidos acético e láctico. 
O pH adverso afeta a célula microbiana: 
	Funcionamento de suas enzimas 
	Transporte de nutrientes no interior da célula.
Parâmetros intrínsecos - pH
Conteúdo em umidade
Um dos procedimentos mais antigos para conservação dos alimentos: secagem ou dissecação. 
A preservação pela dissecação é uma consequência direta da remoção ou ligação da umidade.
	Incapacitando o desenvolvimento de Microorganismos.
Parâmetros intrínsecos – aw
A necessidade de água dos microrganismos é referida como atividade aquosa do ambiente.
A aw está associada à umidade relativa do ar (relative humidity = R.H.) expressa pela seguinte fórmula: 
R.H.=100 x aw
Água pura: aw = 1
Água 22% NaCl: aw = 0,86
Solução saturada de NaCl: aw = 0,75.
Parâmetros intrínsecos – aw
Parâmetros intrínsecos – aw
aw da maioria dos vegetais: >0,99. 
aw Bactérias > aw Fungos.
Bactérias Gram-negativas mais exigentes que as Gram-positivas. 
Bactérias deteriorantes: não se desenvolve abaixo de aw = 0,91.
Bolores deteriorantes: podem se desenvolver até aw = 0,8. 
Bactérias causadoras de toxinfecções alimentares: aw = 0,86. 
Parâmetros intrínsecos – aw
Parâmetros intrínsecos – aw
Parâmetros intrínsecos – aw
aw< 0,70 impossibilita a multiplicação de microrganismos.
Como reduzir aw?
Diminuição do volume de água; 
Adição de compostos hidrossolúveis, sal ou açúcar;
Utilizado na conservação de alimentos. 
Parâmetros intrínsecos – aw
Temperatura x Nutrientes
	A qualquer temperatura, a capacidade de os microrganismos se desenvolverem diminui à medida que diminui a aw.
	A presença de nutrientes aumenta a aw.
Parâmetros intrínsecos – Eh
Potencial de oxidorredução 
É a facilidade com que o substrato pode ganhar (redução) ou perder (oxidação) elétrons. 
A alteração do valor entre os agentes oxidantes e redutores determina o Eh de uma cultura bacteriana.
Parâmetros intrínsecos – Eh
Parâmetros intrínsecos – Eh
Quando um elemento ou composto perde elétrons, o substrato é dito como oxidado, enquanto um substrato que ganha elétrons torna-se reduzido. 
O Eh de um alimento é resultado dos pares redox presentes, da proporção do oxidante em relação ao redutor, do pH, da capacidade de equilíbrio, da disponibilidade de oxigênio e da atividade microbiana.
Parâmetros intrínsecos – Eh
Parâmetros intrínsecos – Eh
O crescimento microbiano em um alimento reduz o Eh. 
Esse efeito pode ser atribuído à associação do esgotamento de oxigênio com a produção de compostos redutores pelos microrganismos.
	 Ex.: Hidrogênio.
Microrganismos anaeróbios obrigatórios: potenciais redox baixos ou negativos. 
Parâmetros intrínsecos – Eh
Aeróbios obrigatórios: elevado Eh  predominam na superfície do alimento exposta ao ar ou nas zonas onde o ar possa ser utilizado com facilidade. 
Ex.: Pseudomonas fluorescens ou outros bacilos Gram-negativos oxidativos produzem líquido viscoso e odores desagradáveis na superfície da carne.
Parâmetros intrínsecos – Conteúdo em nutrientes
Conteúdo em nutrientes
Com o objetivo de se desenvolver, normalmente, microrganismos de importância para os alimentos necessitam de água, fontes de energia, Nitrogênio, vitaminas e fatores de crescimento relacionados, além de minerais.
Macronutrientes são representados por proteínas, carboidratos e outras moléculas que contêm carbono, hidrogênio e oxigênio. Por outro lado.
Micronutrientes (ou traços de elementos) são integrados por manganês, zinco e níquel
Parâmetros intrínsecos – Conteúdo em nutrientes
As exigências dos microrganismos em nutrientes determinam seus respectivos nichos na rede de alimentos dos ecossistemas maiores.
Os nutrientes são transportados para o interior dos micro-organismos por dois tipos de processos: os que exigem gasto de energia e os que ocorrem passivamente.
Nível de exigência: 
Bactérias Gram-positivas > Bactérias Gram-negativas > Leveduras > Bolores.
Parâmetros intrínsecos – Conteúdo em nutrientes
As exigências dos microrganismos em nutrientes determinam seus respectivos nichos na rede de alimentos dos ecossistemas maiores. 
Os nutrientes são transportados para o interior dos micro-organismos por dois tipos de processos: os que exigem gasto de energia e os que ocorrem passivamente.
Nível de exigência: 
bactérias Gram-positivas > bactérias Gram-negativas > leveduras 
> bolores.
Parâmetros intrínsecos – Conteúdo em nutrientes
As principais fontes de energia para os micro-organismos são os
açúcares, os álcoois e os aminoácidos.
Alguns micro-organismos requerem pequenas quantidades de vitamina B.
	Facilmente encontrada na maior parte dos alimentos.
As frutas tendem a apresentar um teor de vitamina B menor do que as carnes, o que, ao lado de baixo pH e Eh positivo, favorece a deterioração causada pelos bolores, mais frequentes do que pelas bactérias.
Parâmetros intrínsecos – Constituintes antimicrobianos
A estabilidade de alguns alimentos, diante do possível ataque por
microrganismos, deve-se à presença de substâncias naturais que apresentam atividade antimicrobiana.
	Ex.: óleos essenciais, como eugenol (cravo-da-índia), 
		alicina (alho), 
		aldeído cinâmico e eugenol (canela), 
		alil isotiocianato (mostarda), 
		eugenol e timol (salvia),
		carvacrol (isotimol) e timol (orégano).
Parâmetros intrínsecos – Constituintes antimicrobianos
Leite de vaca: lactoferrina, conglutinina e lactoperoxidase. 
A própria caseína do leite e alguns ácidos graxos livres têm desempenhado ação antimicrobiana sob determinadas condições. 
Ovos: lisozima, assim como o leite, e essa enzima associada à conalbumina aumenta o tempo de conservação dos ovos frescos. 
Derivados doácido hidroxicinâmico, encontrados no chá, no melado e em outras fontes vegetais, desempenham importante papel antimicrobiano e exercem certo grau de atividade antifúngica.
Principais parâmetros extrínsecos
Temperatura
Concentração de gases
Umidade relativa
Interação entre outros microrganismos
Parâmetros extrínsecos
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Parâmetros extrínsecos - Temperatura
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Parâmetros extrínsecos
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Parâmetros extrínsecos
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Parâmetros extrínsecos
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Parâmetros extrínsecos – Concentração de gases
A atmosfera determina o tipo de microrganismo que se desenvolverá.
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Parâmetros extrínsecos – Concentração de gases
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A umidade do alimento relaciona-se com a quantidade de água nele existente. 
	Alimentos conservados em Umidade relativa alta  tendem a absorver umidade do ambiente.
	 Alimentos conservados em Umidade relativa baixa  tendem a perder água. 
Parâmetros extrínsecos – Umidade relativa
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Capacidade que um microrganismo tem de interferir na sobrevivência de outro.
	Modificação de pH.
	Competição por nutrientes.
Parâmetros extrínsecos – 
Interação entre outros microrganismos
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Teoria dos obstáculos de Leistner (Hurdle Theory)
Baseado no estudo das interações entre fatores intrínsecos e extrínsecos. Baseia-se na utilização simultânea de mais de uma forma de controle microbiano, de forma a dificultar o desenvolvimento dos microrganismos.
Parâmetros intrínsecos e extrínsecos
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Parâmetros intrínsecos e extrínsecos
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Teoria dos obstáculos de Leistner (Hurdle Theory)
Minimizar possíveis DTAs e/ou Surtos alimentares.
Parâmetros intrínsecos e extrínsecos
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SILVA, N.; JUNQUEIRA, V. C. A.; SILVEIRA, F. A. S.; TANIWAKI, M. H.; GOMES, R. A. R.; OKAZAKI, M. M. Manual de Métodos de Análise Microbiológica de Alimentos e Água. 5. São Paulo: Bluncher, 2017.
 Capítulo 3.
Bibliografia
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