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FATORES INTRÍNSECOS - Atividade da Água (Aa) - O crescimento e o metabolismo microbiano exigem a presença de água em forma disponível para utilização em reações químicas e crescimento microbiano. Aa indica a disponibilidade da água em um alimento; P = pressão parcial do vapor da água contida no alimento; Po = pressão parcial do vapor da água pura. A adição de sais, de açúcar e de outras substâncias provoca redução do valor de Aa de um alimento por reduzir o valor de P. Valor de Aa na água pura = 1,0 os valores de Aa oscilarão entre 0 e 1,0 Formas de redução da Aa: adição de solutos (sais e açúcares) e remoção da água (desidratação e congelamento). Os micro-organismos possuem um valor mínimo, um valor máximo e um valor ótimo de Aa para a sua multiplicação. FATORES INTRÍNSECOS - Potencial Hidrogeniônico (pH)- Acidez pH em torno da neutralidade (6,5 - 7,5) é o mais favorável para a maioria dos microorganismos; Alguns são favorecidos pelos meios ácidos (bactérias lácticas) - inibição da microbiota de competição Frutas, refrigerantes e vinhos - pH inferior ao adequado crescimento bacteriano - deteriorados por ação de bolores e leveduras (toleram pH inferior a 3,5) . Antimicrobianos Naturais A estabilidade de alguns alimentos frente ao ataque de micro-organismos é devida à presença de algumas substâncias naturalmente presentes nesses alimentos capacidade de retardar ou impedir a reprodução do micro-organismo Condimentos: óleos essenciais (cravo-eugenol; alho-alicina; orégano-timol/isotimol); Ovos: a clara é rica em lisozima (atividade antimicrobiana) e inibidores enzimáticos; Leite bovino: imunoglobulinas (anticorpos); fator complemento; macrófagos e linfócitos; sistema lactoperoxidase (SLP) quebra de peróxidos libera oxigênio oxidação de enzimas metabólicas vitais aos micro-organismos Frutas e sementes: ácidos orgânicos e óleos essenciais inibe multiplicação Estruturas biológicas - Constituem barreiras ou obstáculos para o acesso dos micro-organismos às partes perecíveis (aquela que apresenta nutrientes) de alguns alimentos. Cascas de sementes, nozes, arroz, cascas ou películas de frutas, casca do ovo. pele dos animais Microbiota do alimento A competição da microbiota do alimento também atua favorecendo ou inibindo algumas espécies ou grupos de microrganismos. As bactérias lácticas produção de ácido láctico ou bacteriocinas inibem ou eliminam certos micro-organismos patógenos do alimento. Algumas leveduras podem consumir os ácidos orgânicos dos alimentos ácidos fornecem condições para a multiplicação de micro-organismos (antes inibidos pela acidez); por exemplo o Clostridium botulinum , Staphylococcus aureus e o Clostridium botulinum, são maus competidores e não se desenvolvem adequadamente em alimentos que apresentem elevadas contagens de outros micro-organismos (alimentos crus como carnes e pescados). FATORES EXTRÍNSECOS Temperatura: O crescimento microbiano apresenta uma faixa muito ampla de temperaturas (-8 até +90°C). A temperatura exerce influência marcante nas características : duração da fase lag , velocidade de crescimento, o número final de células de uma população, na composição química e enzimática da célula Classificação dos microrganismos de acordo com temperatura ótima de crescimento Umidade Relativa do Ambiente (UR) : A umidade relativa interfere diretamente na atividade de água (Aa) do alimento. Armazenamento de alimentos de Aa em ambiente com UR elevação da Aa do alimento pode sofrer deterioração por micro-organismos. UR/temperatura- quanto mais elevada a temperatura de estocagem, menor deverá ser a UR, sendo o inverso verdadeiro. Atmosfera - presença de gases: Modificações na composição gasosa são capazes de alterar a microbiota sobrevivente em determinado alimento; “atmosfera modificada” - substituição do oxigênio por outros gases: Ex. armazenagem de alimentos em atmosfera contendo 10% de CO2 - armazenamento de frutas (maçãs e peras) - provavelmente, à inibição do etileno (que atua nas frutas como fator de envelhecimento) pelo gás carbônico, embalagem a vácuo TEORIA DOS OBSTÁCULOS OU BARREIRAS “Qualidade e segurança alimentos” Combinação entre fatores intrínsecos e os extrínsecos Teoria dos obstáculos de Leistner. Obstáculos geralmente considerados na conservação dos alimentos: temperatura (elevada ou baixa), atividade de água (Aa), pH (acidificação), potencial redox, conservantes (nitritos, sorbatos e sulfitos), atmosfera modificada, microrganismos competitivos Os organismos causadores de doenças transmitidas por alimentos são divididos em dois grupos: Infecciosos: compreende micro-organismos que multiplicam-se ou pelo menos mantém-se viáveis no trato intestinal humano, aptos a causarem doenças; Intoxicantes: formando pelos micro-organismos que produzem toxinas, tanto nos alimentos quanto durante a sua passagem pelo trato intestinal. As formas microbianas vegetativas são destruídas por tratamento térmico, porém, os esporos bacterianos podem sobreviver e germinar em alimentos que não são mantidos sob frio ou calor adequados. Infecciosos: Salmonella, Campylobacter e Escherichia coli patogênicas. Intoxicantes : Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Clostridium botulinum As formas microbianas vegetativas são destruídas por tratamento térmico, porém, os esporos bacterianos podem sobreviver e germinar em alimentos que não são mantidos sob frio ou calor adequados. Microorganismos Deteriorantes: Gram-negativos - Pseudomonas , solo, água; psicrófilas - destruídas a 55°C; Aeromonas - microbiota aquática alimentos de origem animal; Shewanella putrefaciens - ambientes marinhos; Erwinia carotovora vegetais ALIMENTOS - Produtos lácteos, carne vermelha, aves, peixes, ovos durante estocagem a frio; alguns vegetais; Carnes - Esses alimentos possuem Aa altas, pHs neutros, são estocados sem atmosfera modificada (níveis normais de O2 MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO aves e verduras Produção de proteases e lipases termoestáveis (aromas e sabores desagradáveis no leite mesmo após a morte dos microorgan. por pasteurização); Produção de pigmentos na deterioração de ovos. Gram-positivos não formadores de esporos - Bactérias ácido-lácticas e Brocothrix thermosphacta - deterioração em carnes estocadas em embalagens com atmosfera modificada ou a vácuo; deterioração das cervejas (bactérias ácido-lácticas ), produção de ácido láctico nos vinhos sabor amargo (bactérias ácido-lácticas ). Acetobacter e Pediococcus spp. - produção de camada limosa espessa em cervejas, produção de ácido láctico nas cervejas sabor amargo Gram-positivos formadores de esporos - Bacillus spp. e Clostridium spp. - importantes deteriorantes de alimentos processados termicamente (sobrevivência dos esporos); B. cereus multiplicam-se em leite pasteurizado a 5C e produz coalho doce e a nata fina; B. stearothermophilus deterioração "ácida" sem produção de gás (a lata não estufa); C. thermosaccharolyticum deterioração com produção de gás (a lata estufa); Desulfotomaculum nigrificans produz sulfito de hidrogênio (estufamento da lata e mau cheiro - enxofre). Esses microorganismos são termofílicos só irão multiplicar-se em temperaturas que as do ambiente Mofos e leveduras - São mais resistentes a Aa e pHs ácidos do que bactérias Deterioram vegetais e produtos de panificação. Produzem enzimas pectinólicas (amaciam os tecidos vegetais). Produzem grande quantidade de esporângios coloridos visíveis nos alimentos Penicilium responsável por 30% da deterioração de frutas Deterioração nos pães: Rhizopus nigricans mofo preto; Penicilium mofo verde; Aspergillus mofo verde; Neurospora sitophila pão avermelhado Saccharomyces e Torulopsis spp (são osmofílicas) crescem em concentrações de açúcar (65-70%) - deterioram geléias, xaropes e mel Mucor, Rhizopus e Thamnidium deteriorantes de carnes Deterioração dos produtos lácteos - O leite é um meio ideal para crescimento de bactérias, por isso deve ser mantido sob refrigeração; Flora intrínseca do leite (102-104 UFC/mL) úbere da vaca, dos equip. ordenha; Flora:Pseudomonas spp, Alcaligenes spp, Aeromonas spp, Acinetobacter-Moraxella spp, Flavobacterium, Micrococcus spp, Streptococcus spp, Corynebacterium spp, Lactobacillus spp, coliformes. Deterioração devida principalmente por psicrófilos (produção de lípases e proteases termoestáveis; Pasteurização a 72C por 15 segundos - matam bactérias patogênicas (Mycobacterium tuberculosis, Salmonella spp e Brucella spp) Termodúricos: sobrevivem à pasteurização: Streptococcus thermophilus, Enterococcus faecalis, Micrococcus luteus e Micobacterium lacticum Produtores de esporos: B. cereus (nata fina) e B. subtilis Deterioração dos produtos de carne bovina e de frango - As carnes são produtos altamente perecíveis (Aa, nutritiva, pH) "(Estéril” quando no corpo do animal, entretanto pode ser contaminada durante o abate, a evisceração, a manipulação no processamento e na estocagem inapropriada). Crescimento de Pseudomonas spp, Brochothrix thermophacta e bactérias ácido-lacticas deteriorada e inaceitável para o consumo A pele das aves carregam diversos organismos deteriorantes: Pseudomonas spp, Acinetobacter-Moraxella spp, Enterobacter spp, Brochothrix thermophacta, Lactobacillus spp. Escherichia coli, Aeromonas spp, Proteus spp e Micrococcus spp. O crescimento de fungos ocorre devido a estocagem prolongada. Deterioração de peixes - As bactérias podem ser detectadas em peixe fresco pela formação de uma camada limosa na pele, nas brânquias e nos intestinos; Os peixes marinhos são colonizados por Pseudomonas spp. Alteromonas spp, Shewanella putrefaciens, Acinobacter spp e Moxarella spp; micrococos; pode também ser contaminado pelo gelo utilizado em sua preservação e na flora dos barcos de pesca; concentração de psicrófilos deterioração rápida (mesmo a baixas temperaturas) Deterioração de ovos - Os ovos possuem fatores antimicrobianos (quelantes de ferro-conalbumina; lisozimas na clara; casca recoberta por cutícula repelente de água; duas membranas internas). A gema não contém fator antimicrobiano; São deteriorados principalmente por Pseudomonas spp. Proteus vulgaris, Alteromonas spp, Serratia marcescens. Deterioração de frutos e legumes - Contaminação em vários estágios de seu desenvolvimento ou após colheita. Os de casca dura são os mais resistentes. O baixo pH das frutas restringe a multiplicação bacteriana, mas não de fungos. O pH superior das verduras favorece a contaminação bacteriana por: Pseudomonas, Xanthomonas, E. coli e Clostridium Sucos: Contaminação por leveduras e bactérias (Lactobacillus, Pseudomonas, Salmonella) Ranço: Alimentos ricos em gordura. Microrganismos lipolíticos, principalmente bactérias. Quebra das gorduras ácidos graxos glicerol ► Putrefação: Alimentos ricos em proteínas (p.ex. carnes), Bactérias proteolíticas, Proteínas putrescina, cadaverina, H2S (ácido sulfídrico), NH3 (amônia) . ► Azedamento (fermentação) e coagulação: Leite, Bactérias do ácido lático, Lactose , ácido lático + outros ácidos Os microorganismos causam alterações benéficas em um alimento quando eles modificam as características originais do alimento e transforma em um novo alimento. A este grupo pertencem aqueles microorganismos que são intencionalmente adicionados aos alimentos para que determinadas reações sejam realizadas. Aplicação biotecnológica de micro-organismos Produção de proteínas unicelulares, produção de inseticidas, produção de vacinas, produção de antibióticos, produção de etanol, ácidos orgânicos, ácido acético (vinagre), ácido propiônico, ácido cítrico, ácido glucônico, etanol, aminoácidos – lisina, ácido glutâminico, enzimas, solventes, polissacarídeos, lipídeos, prod. De alimentos por fermentação lática: picles, azeitona, queijo, chucrute, iogurte. Prebióticos são componentes alimentícios não-digestíveis que afetam de maneira benéfica o hospedeiro por meio de estimulação seletiva do crescimento e atividade de uma ou várias bactérias do cólon, as quais têm o potencial de melhorar a saúde do hospedeiro. Probiótico pode ser definido como um suplemento alimentar vivo o qual afeta beneficamente o animal hospedeiro, por meio da melhoria das propriedades de sua flora nativa. Simbióticos podem ser descritos como uma mistura de probióticos e prebióticos que afeta beneficamente o hospedeiro, melhorando a sobrevivência e a colonização de micro-organismos vivos suplementares à dieta no trato gastrointestinal. Prebióticos / Probióticos / Simbióticos O trato gastrointestinal é a região mais colonizada do corpo humano ~1012 bactérias/grama (peso seco) do conteúdo do intestino grosso várias centenas de espécies bacterianas; Essa coleção de micro-organismos possui poderosa influência no hospedeiro em que reside; Ação dos probióticos: Exclusão e antagonismo a patógenos, Imunoestimulação , Atividades anticarcinogênicas e antimutagênicas, Alívio de sintomas de intolerância a lactose, Redução do colesterol, Redução da pressão sanguínea, Diminuição da incidência e duração de diarréias , Prevenção de vaginite MICOTOXINAS - Na sua ação de decomposição dos alimentos, os fungos são capazes de produzir metabólitos secundários, não essenciais para sua manutenção primária, mas capazes de atingir outras espécies MICOTOXINAS Quase todas são tóxicas ruptura de membranas celulares e outras estruturas interferência em processos vitais como síntese protéica e de RNA ou DNA Estáveis ao calor (resistem a temperaturas até 270ºC) Sensíveis à radiação Ultra Violeta (UV) Suas propriedades tóxicas podem ser agudas (ex. gastroenterites), subagudas ou crônicas (difíceis de determinação, geralmente exigem ingestão moderada ao longo de períodos de tempo) Tipos de Micotoxinas: Zootóxicas: tóxicas para animais. Fitotóxicas: tóxicas para plantas. Antibióticos: tóxicos para bactérias. Micotoxinas produzidas em alimentos - Os fungos capazes de produzir toxinas em alimentos dividem-se em dois grupos principais: Os fungos de campo, que atacam os vegetais antes da safra, patógenos de plantas, ex. Fusarium graminearum; fungos que crescem em plantas doentes ou estressadas, ex. Fusarium moniliforme e Aspergillus flavus. Os fungos de armazenamento, que geralmente atacam somente após a coleta. Principais espécies de fungos: Aspergillus, Penicillium, fusarium. São descritas diversas micotoxinas, encontradas em alimentos e rações animais, grãos e sementes de uso alimentar humano, e em alimentos derivados. Dentre estas, algumas ocorrem freqüentemente em alimentos, apresentando importância especial em países tropicais e emergentes. micotoxicoses - Doenças causadas pelas toxinas produzidas por fungos toxigênicos. Dependendo dos teores micotoxinas ingeridas, são verificados quatro tipos de toxicidade: Aguda - ex. deterioração das funções hepática e renal (fatal em alguns casos), em outros casos há interferência na síntese de proteínas, dermonecrose e imunodeficiência severa; neurotoxinas podem causar tremores em animais; Crônica - mais comum é a indução crônica do câncer, principalmente fígado. Mutagênica - podem erros na replicação do DNA, promovendo mutações. Teratogênica - pelos erros na replicação podem interferir na embriogênese. Os sintomas vão desde náuseas e vômitos até a falta de coordenação dos movimentos (ataxia) e morte. A doença não é transmissível. Drogas e antibióticos não produzem efeito. Surtos são associados com alimentos ou rações. Ergotismo - (óbitos registrados na Europa) - consumo de pão preparado com farinha de centeio e outros cereais contaminados com Claviceps purpurea e Claviceps paspali. MICETISMO - Intoxicação ou envenenamento causado pela ingestão de fungos macroscópicos, conhecidos como cogumelos. Toxinas citolíticas e neurotoxinas Podem ser classificados em Micetismo faloidiano - provocado por ciclopeptídeos tóxicos (falotoxinas, amanitinas) encontrado em Amanita phalloides e Amanita verna; responsável por 50-90% dos envenenamentos graves provocados por cogumelos; latência 6-48hs; distúrbios gastrointestinais, alterações hepáticas, perturbações neuropsíquicas e morte; Micetismo nervoso ou muscarínico - produzido pelastoxinas muscarínicas, atua sobre o sistema nervoso parassimpático (relaxamento); encontrado em Amanita muscaria; latência 15-30min.;vômitos, diarréia, sudorese; raramente letal. Micetismo gastrointestinal - bem freqüente; pode ser benigno, medianamente grave ou letal. Micetismo inconstante - monometil-hidrazina (MMH); fadiga, dor de cabeça, dor abdminal, diarréia e vômito; latência 6-12hs. Micetismo cerebral - afetam o sistema nervoso central; Psilocibe mexicana e Amanita muscaria; fungos alucinógenos