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Microbiologia dos Alimentos Prof. Dr. Welliton Popolim UNIDADE I Convivemos com os microrganismos; Somos atacados por alguns deles; Alguns competem os alimentos conosco; Outros são usados para a produção de alimentos; Para entendermos a aplicação de determinadas tecnologias usadas na produção e na conservação de alimentos; Para garantir a saúde do consumidor, por controle dos riscos representados pelos perigos biológicos/microbiológicos, físicos e químicos. Por que a microbiologia dos alimentos é importante? Fonte: https://pixabay.com/photos/laboratory-lab- science-research-829371/ Principais perigos microbiológicos Fonte: POPOLIM, W. D. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Ed. Sol, 2019. p. 15. A) Bactéria (Escherichia coli); B) Fungo (levedura); C) Protozoário (ameba aderida à parede intestinal); D) Vírus. O esporo contém o DNA bacteriano completo, envolto por uma espessa e resistente capa. Ciclo de vida de uma bactéria formadora de endósporos. Fotomicrografias de contraste de fase de células de Clostridium pascui. Uma célula apresenta cerca de 0,8 mm de largura. Forma de resistência de algumas bactérias: esporo Fonte: LEVINSON, W. Microbiologia médica e imunologia. 12ª. ed. Porto Alegre: AMGH, 2014. p. 12. Parede celular Membrana plasmática Nucleoide DNA Septo Peptideoglicano Capa de queratina Esporo livre Célula vegetativa Esporo em desenvolvimento Célula em esporulação Esporo maduro G e rm in a ç ã o Fonte: MADIGAN, M.T. et al. Microbiologia de Brock. 14ª. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016. p. 53. Como diferenciar as bactérias: coloração de Gram Fonte: POPOLIM, W. D. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Ed. Sol, 2019. p. 19. 1. Preparação de um esfregaço 2. Fixação pelo calor e coloração Espalhar a cultura em uma camada fina, sobre a lâmina Passar a lâmina sobre a chama para fixar pelo calor 3. Microscopia Cobrir a lâmina com o corante; lavar e secar Secar ao ar 100x Lâmina Óleo Pingar uma gota de óleo sobre a lâmina; examinar com a lente objetiva de 100x 4. Coloração de contraste com safranina por 1-2 minutos 2. Adicionar a solução de iodo, por 1 minuto 3. Descorar rapidamente com álcool – cerca de 20 segundos 1. Cobrir o esfregaço fixado pelo calor com cristal violeta, por 1 minuto Procedimento Resultado Todas as células coram-se em roxo Todas as células permanecem roxas As células gram-positivas coram-se em roxo; as células gram-negativas apresentam-se incolores As células gram-positivas (G+) coram-se em roxo; células gram-negativas (G-) coram-se em róseas a vermelhas A) B) (ENADE, 2007) Um estagiário do laboratório de microbiologia clínica recebeu uma lâmina contendo esfregaço de Escherichia coli e uma lâmina contendo esfregaço de Staphylococcus aureus para serem coradas pela coloração de Gram (cristal violeta, lugol, álcool, fucsina diluída). Após fixar os esfregaços pelo calor, o estagiário realizou a coloração, porém inverteu a ordem da utilização dos corantes (fucsina, álcool diluído, cristal violeta, lugol). Qual foi o resultado da coloração observado ao microscópio para E. coli e S. aureus, respectivamente? a) Bacilos violetas-escuros e cocos vermelhos-claros. b) Bacilos vermelhos-claros e bacilos violetas-escuros. c) Bacilos e cocos vermelhos-claros. d) Bacilos e cocos violetas-escuros. e) Cocos vermelhos-claros e cocos violetas-escuros. Interatividade (ENADE, 2007) Um estagiário do laboratório de microbiologia clínica recebeu uma lâmina contendo esfregaço de Escherichia coli e uma lâmina contendo esfregaço de Staphylococcus aureus para serem coradas pela coloração de Gram (cristal violeta, lugol, álcool, fucsina diluída). Após fixar os esfregaços pelo calor, o estagiário realizou a coloração, porém inverteu a ordem da utilização dos corantes (fucsina, álcool diluído, cristal violeta, lugol). Qual foi o resultado da coloração observado ao microscópio para E. coli e S. aureus, respectivamente? a) Bacilos violetas-escuros e cocos vermelhos-claros. b) Bacilos vermelhos-claros e bacilos violetas-escuros. c) Bacilos e cocos vermelhos-claros. d) Bacilos e cocos violetas-escuros. e) Cocos vermelhos-claros e cocos violetas-escuros. Resposta Grupo daqueles que causam alterações benéficas, considerados produtores de alimentos: — São aqueles que modificam as características originais do alimento e o transformam em um novo alimento. — Os microrganismos são intencionalmente adicionados aos alimentos para que determinadas reações químicas sejam realizadas. Classificação dos microrganismos Fonte: https://pixabay.com/photos/ cheese-k%C3%A4seplatte- party-buffet-4731862/ Grupo daqueles que causam alterações químicas prejudiciais (deterioradores): — Causam a deterioração do alimento. — A deterioração resulta em alteração de cor, odor, textura e aspecto do alimento. — As alterações são consequências da atividade metabólica natural dos microrganismos que utilizam o alimento como fonte de nutrientes e de energia. Classificação dos microrganismos Fonte: https://pixabay.com/ photos/food- tomatoes-healthy- vegetables- 3190171/ Grupo dos que causam prejuízo à saúde (patogênicos): — Incluem os microrganismos indicadores da fonte de contaminações, sejam de origem fecal, do manipulador ou do ambiente. — Podem ser usados para a avaliação da efetividade de procedimentos e processos, como a limpeza e a desinfecção e a pasteurização. Classificação dos microrganismos Fonte: https://pixabay.com/photos/ab dominal-pain-pain- appendicitis-2821941/ Caracterização das doenças transmitidas por alimentos (DTA) Fonte: POPOLIM, W. D. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Ed. Sol, 2019. p. 21. Contaminação Perigos: biológicos-físicos-químicos Sobrevivência Multiplicação Alimentos favoráveis Indivíduos suscetíveis Cocção inadequada Tempo – Temperatura pH-Aa Contaminação dos alimentos na cadeia produtiva Fonte: POPOLIM, W. D. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Ed. Sol, 2019. p. 23. Matéria-prima e insumos alimentares Transporte Processamento Transporte de alimentos Consumo Transporte Transporte Comercialização Perigos Químicos, físicos, biológicos Perda de qualidade nutricional, toxinfecções alimentares agudas, crônicas, óbitos Armazenagem de alimentos Cadeia alimentar A) Mecanismo de formação do biofilme; B) Bactéria aderida ao aço inoxidável, mostrando a presença de exopolissacarídeo. Biofilmes Fonte: POPOLIM, W. D. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Ed. Sol, 2019. p. 34. Coagregação Destacamento de células Adesão inicial reversível A) B) Maturação do biofilme Colonização da superfície (adesão irreversível) “A contaminação é a introdução num meio qualquer de um contaminante. O uso mais habitual do termo ocorre no âmbito da ecologia, principalmente quando se trata da contaminação ambiental, que é a presença no ambiente de qualquer agente (físico, químico ou biológico) em lugares, formas e concentrações que possam ser nocivos para a saúde, à segurança ou para o bem-estar da população”. (Fonte: https://conceito.de/contaminacao). Assinale a alternativa correta em relação à contaminação dos alimentos: a) A contaminação de alimentos é microbiológica e ocorre nas etapas finais da cadeia alimentar. b) Os contaminantes de alimentos podem ser físicos, químicos ou biológicos e sempre ocorrem na etapa de manipulação. Interatividade c) A contaminação de alimentos provoca agravos à saúde somente quando é causada por bactérias nas etapas de processamento. d) Contaminantes químicos, físicos e microbiológicos podem ocorrer em toda a cadeia alimentar. e) A contaminação alimentar sempre é causada por microrganismos e pode ocorrer desde a matéria-prima até o consumo dos alimentos. Interatividade d) Contaminantes químicos, físicos e microbiológicos podem ocorrer em toda a cadeia alimentar. RespostaFatores intrínsecos São fatores inerentes ao alimento: Potencial hidrogeniônico (pH) – condições ácidas ou básicas; Atividade de água (Aa) ou water activity (Aw); Potencial de oxirredução (Eh); Nutrientes (composição do alimento); Constituintes antimicrobianos; Estruturas biológicas; Microbiota. Fatores que interferem no crescimento de microrganismos em alimentos Fonte: POPOLIM, W. D. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Ed. Sol, 2019. p. 37. Moléculas de água ligadas quimicamente Moléculas de água livre Água total Fatores extrínsecos Os fatores relativos ao ambiente que cerca o alimento poderão atuar positiva ou negativamente sobre os microrganismos. São fatores inerentes ao ambiente, por exemplo: Temperatura (T ºC); Umidade relativa (UR) do ar; Presença de gases (CO2 e O3); Aditivos intencionais; Irradiação. Fatores que interferem no crescimento de microrganismos em alimentos Fonte: POPOLIM, W. D. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Ed. Sol, 2019. p. 53. Condições que favorecem os agentes microbianos: Alimento: os alimentos ricos em nutrientes apresentam um bom ambiente para a sobrevivência e a resistência. Acidez: o desenvolvimento bacteriano é maior em ambientes neutros ou pouco ácidos, com pH entre 6,6 e 7,5. Tempo: os microrganismos proliferam se mantidos em condições ótimas por 2 horas. Temperatura: preferem temperaturas entre 30-40 ºC e, para alguns, as temperaturas de refrigeração. Considerar a zona perigosa de temperatura entre 10 ºC e 60 ºC. Oxigênio: sua presença ou sua ausência pode influenciar o desenvolvimento. Aa alta (> 0,86): suporta o desenvolvimento rápido. Interação: combinação de fatores, como o binômio tempo e temperatura. Alimentos potencialmente perigosos Fatores que influenciam o crescimento de alguns patógenos Fonte: POPOLIM, W. D. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Ed. Sol, 2019. p. 57. Curva de crescimento microbiano Fonte: POPOLIM, W. D. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Ed. Sol, 2019. p. 60. Tempo L o g X A B C D A – Fase lag ou de adaptação; B – Fase log ou exponencial; C – Fase estacionária; D – Fase de declínio ou morte. (ENADE, 2004) A figura a seguir representa uma curva de crescimento de microrganismos nos alimentos em condições favoráveis para o seu desenvolvimento. Considere as contagens microbianas periódicas e a representação logarítmica do número de microrganismos viáveis por mililitro na ordenada e a unidade de tempo, na abscissa. Em uma indústria de produtos de origem animal, o controle de qualidade microbiológico deve ser feito no sentido de: a) Diminuir a contaminação inicial e aumentar, o máximo possível, o tempo da fase lag (A-B), também chamada de fase de adaptação, a fim de ampliar o prazo de vida comercial do produto. b) Aumentar a inclinação da fase de crescimento, também chamada de fase log ou fase exponencial (B-C), com o objetivo de diminuir o crescimento dos microrganismos presentes. Interatividade Tempo (horas) L o g U F C /m L A B C D E c) Tornar o mais rápido possível o desencadeamento da fase de declínio ou de morte celular, abreviando, assim, a deterioração do produto. d) Evitar o prolongamento da fase estacionária (C-D), quando a quantidade de nutrientes aumenta e há o aumento da concentração dos produtos tóxicos, o que causa um aumento no crescimento bacteriano. e) Evitar a multiplicação microbiana, tentando diminuir o tempo de duplicação e, consequentemente, aumentando a fase log (B-C) e diminuindo a fase lag (A-B). Interatividade Tempo (horas) L o g U F C /m L A B C D E (ENADE, 2004) A figura a seguir representa uma curva de crescimento de microrganismos nos alimentos em condições favoráveis para o seu desenvolvimento. Considere as contagens microbianas periódicas e a representação logarítmica do número de microrganismos viáveis por mililitro na ordenada e a unidade de tempo, na abscissa. Em uma indústria de produtos de origem animal, o controle de qualidade microbiológico deve ser feito no sentido de: a) Diminuir a contaminação inicial e aumentar, o máximo possível, o tempo da fase lag (A-B), também chamada de fase de adaptação, a fim de ampliar o prazo de vida comercial do produto. Resposta Tempo (horas) L o g U F C /m L A B C D E Quantificação direta: Contagem em placas. Análises microbiológicas em alimentos Fonte: POPOLIM, W. D. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Ed. Sol, 2019. p. 62. 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL Inóculo original Diluições 1:10 1:100 1:1.000 1:10.000 1:100.000 0,1 mL 0,1 mL 0,1 mL 0,1 mL 0,1 mL 1:10 1:100 1:1.000 1:10.000 1:100.000 Plaqueamento Quantificação direta: Número mais provável (NMP). Análises microbiológicas em alimentos Fonte: POPOLIM, W. D. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Ed. Sol, 2019. p. 64. Grupos de meios nutrientes (5 tubos por grupo) Quantidade de inóculo adicionado Número de tubos positivos em cada grupo 10 mL 1 mL 0,1 mL Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 5 3 1 Indicadores higiênicos: Contagem padrão de bactérias em placas; Contagem padrão de bolores e leveduras; Contagem de coliformes totais. Indicadores sanitários: Contagem de coliformes fecais; Contagem de Clostridium sulfito-redutores e pesquisa de Clostridium perfringens; Pesquisa de E. coli; Contagem de Staphylococcus aureus; Contagem de Bacillus cereus; Pesquisa de Salmonella spp.; Teste de eficiência de desinfetantes. Análises específicas para alimentos Análises microscópicas: Partículas metálicas, sujidades, parasitas, fraudes, fragmentos de insetos. Análises físico-químicas: pH, umidade, cinzas, densidade, composição centesimal (proteínas, carboidratos), vitaminas; Análises de qualidade: alizarol, Éber, rancidez. Análises toxicológicas: Aditivos intencionais e acidentais, contaminantes inorgânicos, micotoxinas. Análises de resíduos de pesticidas: Organoclorados, organofosforados, piretroides. Análises específicas para alimentos Contaminantes nos principais grupos de alimentos Fonte: POPOLIM, W. D. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Ed. Sol, 2019. p. 72. Contaminantes nos principais grupos de alimentos Fonte: POPOLIM, W. D. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Ed. Sol, 2019. p. 72. Redução do pH e da acidez; Redução da água em alimentos; Modificação do potencial de oxirredução; Alteração da microbiota competidora; Uso de temperaturas altas; Dessecação/ressecamento; Aditivos; Radiação; Filtração; Vibrações sônicas; Defumação. Métodos de conservação dos alimentos Fonte: https://pixabay.com/photos/berries- frozen-food-consered-919006/ Fonte: https://pixabay.com/photos/jars- preserves-jelly-shelf-spread-3768391/ (ENADE, 2019) A Resolução RDC n. 12/2001*, da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), aprovou o regulamento técnico sobre padrões microbiológicos para alimentos, determinando que, para amostras indicativas de “produtos cárneos crus, refrigerados ou congelados (hambúrgueres, almôndegas, quibes e similares)”, o valor máximo aceitável de Unidades Formadoras de Colônias (UFC)/g de estafilococos coagulase positiva é de 5 × 103. Fonte: Adaptado de: BRASIL. Ministério da Saúde. ANVISA. Resolução RDC n. 12, de 2 de janeiro de 2001. Considere que, em uma análise microbiológica de estafilococos coagulase positiva de uma amostra indicativa de um hambúrguer de carne crua, encontrou-se, na diluição de 10-2, uma contagem de 78 colônias típicas em ágar Baird-Parker, confirmadas pelo teste da coagulase. Sabendo-se que os demais parâmetros microbiológicos estão de acordo com os valores de referência, é correto afirmar que a amostra está: Interatividade a) Própria para o consumo, já que a contagem foi de 780 UFC/g. b) Própria para o consumo, já que a contagem foi de 78 × 102 UFC/g. c) Própriapara o consumo, já que a contagem foi de 7,8 × 102 UFC/g. d) Imprópria para o consumo, já que a contagem foi de 7,8 × 103 UFC/g. e) Imprópria para o consumo, já que a contagem foi de 7,8 × 104 UFC/g. * Foi substituída pela RDC n. 331/19 e pela Instrução Normativa n. 60/19. Interatividade (ENADE, 2019) A Resolução RDC n. 12/2001*, da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), aprovou o regulamento técnico sobre padrões microbiológicos para alimentos, determinando que, para amostras indicativas de “produtos cárneos crus, refrigerados ou congelados (hambúrgueres, almôndegas, quibes e similares)”, o valor máximo aceitável de Unidades Formadoras de Colônias (UFC)/g de estafilococos coagulase positiva é de 5 × 103. Fonte: Adaptado de: BRASIL. Ministério da Saúde. ANVISA. Resolução RDC n. 12, de 2 de janeiro de 2001. Considere que, em uma análise microbiológica de estafilococos coagulase positiva de uma amostra indicativa de um hambúrguer de carne crua, encontrou-se, na diluição de 10-2, uma contagem de 78 colônias típicas em ágar Baird-Parker, confirmadas pelo teste da coagulase. Sabendo-se que os demais parâmetros microbiológicos estão de acordo com os valores de referência, é correto afirmar que a amostra está: d) Imprópria para o consumo, já que a contagem foi de 7,8 × 103 UFC/g. * Foi substituída pela RDC n. 331/19 e pela Instrução Normativa n. 60/19. Resposta ATÉ A PRÓXIMA!
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