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Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Sudoeste - Pato Branco Tecnologia em Controle de Processos Quimicos UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ PR ANÁLISES MICROBIOLÓGICAS DE ALIMENTOS Mauricio Borges PATO BRANCO NOVENBRO 2008 MAURICIO BORGES ANÁLISES MICROBIOLÓGICAS DE ALIMENTOS Relatório apresentado à disciplina Estágio Supervisionado como requisito parcial para a conclusão do Curso de Tecnologia em Controle de Processos Químicos – UTFPR – Campus Pato Branco. Professora Orientadora: Dr. Solange. PATO BRANCO, NOVENBRO 2008. AGRADECIMENTOS SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS ................................................................................................. 4 LISTA DE TABELAS ................................................................................................ 5 1. INTRODUÇÃO ............................................................................................... 6 2. O ESTÁGIO SUPERVISIONADO — UMA EXIGÊNCIA CURRICULAR7 2.1. JUSTIFICATIVA.......................................................................................... 7 2.2. OBJETIVOS ................................................................................................. 8 2.3. LOCAL DO ESTÁGIO SUPERVISIONADO............................................... 9 2.3.1. Descrição da Empresa............................................................................ 9 2.3.2. Da Rotina do Laboratório..................................................................... 11 3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ................................................................ 12 3.1. ASPECTOS HISTÓRICOS DA MICROBIOLOGIA .................................. 12 3.2. A MICROBIOLOGIA VISANDO À SEGURANÇA ALIMENTAR........... 13 3.3. A IMPORTÂNCIA DOS MICROORGANISMOS...................................... 14 3.4. MICROORGANISMOS DE INTERESSE EM ALIMENTOS..................... 15 3.4.1. Bolores ................................................................................................ 15 3.4.2. Leveduras ............................................................................................ 15 3.4.3. Bactérias .............................................................................................. 16 3.4.4. Vírus.................................................................................................... 19 3.5. MICROORGANISMOS INDICADORES................................................... 19 3.5.1. Coliformes Totais ................................................................................ 19 3.5.2. Coliformes Fecais e Escherichia coli ................................................... 20 3.5.3. Enterococos ......................................................................................... 20 3.5.4. Indicadores gerais de contaminação do alimento.................................. 21 3.5.5. Bactérias aeróbias mesófilas ................................................................ 21 3.5.6. Bactérias psicrotróficas e termófilas..................................................... 21 3.5.7. Bactérias anaeróbias............................................................................. 21 3.5.8. Bolores e Leveduras............................................................................. 21 3.5.9. Estafilococos aureus ............................................................................ 22 3.6. FATORES INTRÍNSECOS E EXTRÍNSECOS........................................... 22 3.6.1. Fatores intrínsecos: .............................................................................. 23 3.6.2. Fatores Extrínsecos .............................................................................. 28 3.7. CONTAMINAÇÃO MICROBIOLÓGICA DOS ALIMENTOS.................. 30 3.7.1. Contaminação a partir da água ............................................................. 30 3.7.2. Contaminação a partir do solo.............................................................. 31 3.7.3. Contaminação a partir do ar ................................................................. 31 3.7.4. Contaminação por material fecal.......................................................... 32 3.7.5. Contaminação com os microorganismos do próprio alimento............... 32 3.7.6. Contaminação durante o processamento dos alimentos......................... 33 3.7.7. Contaminação durante o armazenamento, transporte e comercialização. 34 4. ANÁLISES MICROBIOLÓGICAS DE ALIMENTOS .............................. 35 4.1. DETECÇÃO DE COLIFORMES TOTAIS E FECAIS E ESCHERICHIA COLI 36 4.2. DETECÇÃO DE COLIFORMES TOTAIS E COLIFORMES FECAIS EM ÁGUA 37 4.3. DETECÇÃO DE STAPHYLOCOCCUS AUREUS ....................................... 37 4.4. DETECÇÃO DE SALMONELLA ................................................................ 38 5. MATERIAIS E MÉTODOS ......................................................................... 40 5.1. MATERIAIS ............................................................................................... 40 5.1.1. Utensílios e vidrarias: .......................................................................... 40 5.1.2. Meios de cultura e diluentes:................................................................ 40 5.1.3. Reagentes: ........................................................................................... 41 5.2. MÉTODOS ................................................................................................. 41 5.2.1. Contagem de Coliformes totais e fecais em alimentos .......................... 42 5.2.2. Contagem de Coliformes Totais e Fecais em água................................ 45 5.2.3. Contagem de Staphylococcus aureus.................................................... 47 5.2.4. Contagem de Salmonella...................................................................... 52 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................ 61 7. REFERÊNCIAS ............................................................................................ 62 LISTA DE FIGURAS Figura 01: Equipamentos do laboratório........................................................................ 9 Figura 02: Câmara de fluxo laminar. ........................................................................... 10 Figura 03: Aparelho para homogeneização.................................................................. 42 Figura 04: Inoculação da amostra................................................................................ 43 Figura 05: Bolhas em tubos de Duhran........................................................................ 44 Figura 06: Adicionando-se o meio na amostra............................................................. 45 Figura 07: Continuação da análise de coliformes......................................................... 45 Figura 08: Produção coliformes totais. ........................................................................ 46 Figura 09: Contagem de Coliformes fecais e totais. ..................................................... 47 Figura 10: Inoculação em meio (BP). .......................................................................... 48 Figura 11: Material para realização do teste................................................................. 49 Figura 12: Produção de bolhas. ................................................................................... 49 Figura 13: Teste de coagulase. .................................................................................... 50 Figura 14: Tubos com materialpara incubação............................................................ 51 Figura 15: Detecção de Staphylococcus aureus. .......................................................... 52 Figura 16: Contaminação em amostra de frango.......................................................... 53 Figura 17: Ágar (BS), ágar (XLD) e ágar (HE)............................................................ 54 Figura 18: Colônias atípicas para Salmonella em (HE)................................................ 54 Figura 19: Colônias típicas de Salmonella em (BS). .................................................... 55 Figura 20: Colônias atípicas de Salmonella em (XLD). ............................................... 56 Figura 21: Tubos com desenvolvimento de colônias.................................................... 57 Figura 22: Desenvolvimento de colônias. .................................................................... 57 Figura 23: Materiais para realização do teste. .............................................................. 58 Figura 24: Detecção de Salmonella. ............................................................................ 59 LISTA DE TABELAS Tabela 01: Atividade de água dos alimentos................................................................ 23 Tabela 02: Atividade de água dos microorganismos. ................................................... 24 Tabela 03: pH para multiplicação de bactérias............................................................. 25 Tabela 04: Potencial de oxi-redução dos alimentos...................................................... 26 1. INTRODUÇÃO O presente relatório descreve as atividades desenvolvidas no laboratório LAQUA – UTFPR-PR, da Unidade Sudoeste – Campus Pato Branco, no que se refere, especificamente, ao trabalho de Estágio Supervisionado que consistiu em análises microbiológicas de alimentos. Esse trabalho iniciou em 04 de agosto de 2008 e cujo término ocorreu em 15 de novembro de 2008, com duração total de 400 horas, as quais são exigidas pelo Curso de Tecnologia em Controle de Processos Químicos, na disciplina de Estágio Supervisionado. De um modo geral, os alimentos são constituídos por carboidratos, proteínas, lipídios, sais minerais, fibras, vitaminas, pigmentos e água, que são essencialmente necessários à vida de qualquer organismo vivo, tanto os animais superiores, entre eles o homem, como os microorganismos unicelulares. Os microorganismos são responsáveis pela deterioração de alimentos, sendo responsáveis também por doenças infecciosas que podem ser transferidas para o homem, de animais contaminados, ou pela ingestão de alimentos contaminados. Dentre os aspectos de segurança alimentar, a produção de alimentos seguros tem sido uma exigência mundial, especialmente nos últimos anos, devido a ocorrências de toxinfecções na Europa e EUA, mais especificamente em carnes e aves. Com efeito, a ingestão de alimento seguro é o mínimo que o consumidor deseja e espera. Assim, como trabalho de estágio, no laboratório LAQUA – UTFPR-PR foi realizado análises microbiológicas de alimentos e água a fim de assegurar a sua qualidade, determinando, então, se a quantidade de microorganismos contaminantes existentes nas amostras estava dentro dos padrões exigidos pela legislação. A primeira parte do relatório aborda a exigência legal do Estágio como um dos requisitos essenciais para a conclusão do curso. Em seguida, a descrição sobre o local do laboratório em que foi realizado o estágio. Já, na Fundamentação Teórica, abordam-se alguns pressupostos e princípios necessários para o controle microbiológico em alimentos, e águas a partir de estudos teóricos da área bem como de legislação vigente, que dão sustentação e orientação às atividades desenvolvidas no laboratório. 2. O ESTÁGIO SUPERVISIONADO — EXIGÊNCIA CURRICULAR 2.1. JUSTIFICATIVA O Estágio é uma das condições obrigatórias nos cursos de Graduação da UTFPR, pois visa o aperfeiçoamento e o desenvolvimento da formação profissional — requisitos essenciais para adentrar ao mercado de trabalho. Pela integração Instituição de Ensino/Empresa, as informações e conhecimentos teóricos obtidos no curso são transferidos para a prática. A combinação teoria/prática oferece ao aluno a ampliação de seus conhecimentos bem como possibilita à empresa o aperfeiçoamento de seus serviços na busca constante da boa qualidade de seus produtos. O curso de Graduação em Tecnologia tem como finalidade primeira a preparação do aluno para a sua inserção no mercado de trabalho. Com a busca de novos conhecimentos o acadêmico desenvolve aptidões e habilidades para acompanhar a evolução da tecnologia em sua área, conforme apontam Deneffe e Vantrappen (2005), “atualmente nenhuma empresa industrial pode se dar ao luxo de ignorar os benefícios potenciais – e os custos – de fazer a transição da simples fabricação de produtos para a fabricação de produtos acrescida de fornecimento de serviços. Para fazer essa transição com sucesso, as indústrias precisam entender as forças que impulsionam a transformação, as estratégias de prestação de serviços existentes e os custos e oportunidades de fornecer serviços com valor agregado”. No Regulamento da Organização didático-pedagógica dos Cursos Superiores de Tecnologia do sistema UTFPR, estão estabelecidas as normas que regulamentam o estágio supervisionado: CAPÍTULO X Do Estágio Supervisionado: Art. 34 – O aluno deverá cumprir o Estágio Supervisionado concomitante ou após o terceiro período. Art. 35 – O estágio curricular supervisionado seguirá regras próprias constantes no “Regulamento da Disciplina Estágio Supervisionado dos Cursos Superiores de Graduação do sistema CEFET-PR”. E no Regulamento da disciplina Estágio Supervisionado dos Cursos Superiores de Graduação, estabelecem-se as finalidades: CAPÍTULO I Do estágio e suas finalidades: Art. 1º - O Estágio Curricular baseado na lei nº 6.494, de 07/12/1977, regulamentado pelo Decreto nº 87.497, de 18/08/1982, disposto nos artigos 103 e 104 do Regimento Geral do CEFET-PR e no artigo 36 do capítulo XI do Regulamento da Organização Didático-Pedagógica do Ensino Superior de Graduação, obedecerá às presentes normas. Art. 2º - Estágio Supervisionado nos cursos Superiores de Graduação tem por finalidade: Complementação do ensino e da aprendizagem; Adaptação psicológica e social do estudante à sua futura atividade profissional; Treinamento do estudante para facilitar sua futura absorção no mercado de trabalho; orientação do estudante escolha de sua especialização profissional. Art. 3º - Estágio Supervisionado é uma disciplina obrigatória dos Cursos Superiores de Graduação ministrados pela UTFPR. Desta maneira, o estágio supervisionado torna-se uma disciplina obrigatória e importante porque as atividades práticas proporcionam ao estudante uma boa formação profissional, deixando-o com um conhecimento aprofundado na área em que realizou o estágio. 2.2. OBJETIVOS O objetivo principal do Estágio Supervisionado é preparar o aluno para o mercado de trabalho, pois oferece recursos para isso devido à aprendizagem dos recursos técnicos e práticos — o fazer fazendo — no local do estágio, ou seja, na empresa. Através de técnicas, dos conhecimentos e das instruções do Supervisor de Estágio e de colegas de equipe, foi possível realizar as práticas de laboratório, de forma a adquirir experiência, para enfrentar os obstáculos que se interpõem na prática do dia- a-dia profissional. O estágio realizou-se no LAQUA (Laboratório de Águas e Alimentos da - UTFPR – Campus Pato Branco) com objetivo de aprimorar os conhecimentos teóricos e práticos em técnicas de análises microbiológicas de alimentos, bem como o aprimoramento dos serviços oferecidos pelo próprio laboratório e da complementação curricular — necessária para a conclusãodo curso e da conseqüente obtenção do diploma. 2.3. LOCAL DO ESTÁGIO SUPERVISIONADO 2.3.1. Descrição da Empresa O laboratório LAQUA fica situado na parte anexa ao prédio onde funciona o curso de Agronomia da UTFPR – Campus Pato Branco. A área total de 74,31 m2, é dividida em dois ambientes, um o laboratório de Microbiologia e o outro laboratório de Físico-Química, cujas paredes são construídas em alvenaria, e a área de recepção das amostras é revestida de fórmica branca e outras partes são impermeabilizadas com tinta látex acrílica, o piso é de cerâmica e o forro é de laje. Na Figura 01, abaixo, estão representados alguns equipamentos que fazem parte do laboratório de microbiologia: a bancada, o homogeneizador, a geladeira, e a balança analítica, e na estante estão os materiais utilizados para realização das análises de alimentos como, os ágares e os meios de cultura: Figura 01: Equipamentos do laboratório. Na Figura 02, está representada a Câmara de fluxo laminar muito utilizada no laboratório: Figura 02: Câmara de fluxo laminar. O laboratório possui como principais equipamentos: bancadas, para preparação de material para as análises, autoclaves, câmera de fluxo laminar, contador de colônias, diluidores de amostras, estufa de secagem, estufas bacteriológicas, estufa de esterilização, aparelho para banho-maria, geladeira, e outros materiais que compõem a estrutura do laboratório. A inauguração desse laboratório ocorreu em 03 de dezembro de 1998, através de um convênio entre o CEFET-PR, atual UTFPR – Campus Pato Branco e a Prefeitura Municipal, dando início à primeira compra dos equipamentos para o laboratório. Hoje o laboratório comporta uma grande quantidade de materiais e equipamentos, e está credenciado pelo Conselho Regional de Química da 9ª região, pela Secretaria do Estado da Agricultura e do Abastecimento (SEAB), e pelo Serviço de Inspeção do Paraná referente a Produtos de Origem Animal (SIP/POA). O atual responsável técnico do laboratório é a Professora Simone Beux, que lidera uma equipe de estagiários (a) do Curso de Tecnologia em Controle de Processos Químicos e também do Ensino Médio integrado, Técnico em Alimentos. A missão do LAQUA é realizar análises de alimentos e água, atendendo aos interesses didáticos dos Cursos de Tecnologia em Controle de Processos Químicos e Médio Técnico melhorando a qualidade dos produtos agro-industriais da região apartir de resultados obtidos nas analises que comprovem falhas no processo industrial exigindo melhoria sistemática na produção. Os objetivos principais do laboratório são: Fornecer estrutura para que sejam avaliadas a composição e a qualidade da matéria-prima entregue às indústrias de alimentos pelos produtores; Oferecer às pequenas agroindústrias a oportunidade de analisar e certificar a qualidade de seus produtos, viabilizando a sua comercialização; Oferecer aos produtores instrumentos de avaliação e gerenciamento de suas propriedades para que esses possam melhorar a qualidade do alimento produzido e sua produtividade; Conduzir projetos de pesquisa em ciência e tecnologia agroindustrial, com ênfase em especial, ao estudo da qualidade dos alimentos; Análises de água de utilização no consumo humano e agroindustrial. 2.3.2. Da Rotina do Laboratório No período do estágio, foram realizadas contínuas análises de alimentos a fim de determinar com exatidão a ocorrência de microorganismos indesejáveis para o consumo humano. O laboratório oferece estrutura suficiente para realização de análises de controle de qualidade dos alimentos e de águas de consumo e utilização industrial. As análises realizadas foram: Contagem de coliformes Totais e Fecais; Contagem de Staphylococcus aureus; Detecção de Salmonella. Durante o período de estágio vários alimentos chegaram ao laboratório, porém as análises mais freqüentes foram realizadas com amostras de queijos, produtos cárneos e água. 3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 3.1. ASPECTOS HISTÓRICOS DA MICROBIOLOGIA Inicialmente, os homens tinham sua alimentação baseada apenas nos abundantes recursos naturais. Em seguida, o ser humano passou a produzir o próprio alimento, ou seja, começou a plantar, criar animais e a processar os alimentos, e, ao lado disso, começaram, também, a surgir doenças transmitidas pelos alimentos e pela deterioração devido à má conservação dos mesmos. Segundo Franco (2002), relatos e evidências históricas indicam que no ano 7000 a.C. o homem já conhecia a fabricação da cerveja e que já eram produzidos a manteiga, o queijo e o vinho. Também já existiam a criação de gado de corte e de leite, além de técnicas de conservação dos alimentos, como a defumação, o uso de neve e do sal. Os sumérios foram os primeiros a criar gado de corte e de leite e a fabricar a manteiga, além de conhecerem técnicas de conservação de carnes e peixes através do sal. Os egípcios, em 3000 a.C. conheciam o leite, a manteiga e o queijo. A arte de fabricar vinho iniciou-se com os Assírios em 3500 a.C. Os romanos sabiam como conservar carnes e frutos do mar com o uso da neve. Já, a compreensão da natureza das doenças causadas por alimentos se deu através de um processo muito lento. A importância da higiene e limpeza durante a produção de alimentos demorou a ser reconhecida. As primeiras normas de inspeção de carnes e abatedouros de animais foram aplicadas somente no século XIII. De acordo com o mesmo autor, em 1658, A. Kircher foi o primeiro a sugerir a relação entre a decomposição de carnes e de leite e a presença de “vermes” invisíveis a olho nu. Em 1765, Spallanzani derrubou a teoria da geração espontânea, provando que o caldo de carne cozido e armazenado em recipiente fechado evitava a deterioração por um longo tempo. O francês N. Appert, em 1809, comprovou que a carne pode ser conservada em recipiente de vidro fechado com água fervente, por bastante tempo, processo que hoje é conhecido como apertização. O processo da pasteurização ficou conhecido graças ao médico francês L. Pasteur, o primeiro cientista a compreender o papel dos microorganismos nos alimentos, comprovando que o azedamento do leite era causado por microorganismos e que o calor destruía os microorganismos indesejáveis (FRANCO, 2002). 3.2. A MICROBIOLOGIA VISANDO À SEGURANÇA ALIMENTAR As doenças de origem alimentar ocorrem devido à ingestão de alimentos contaminados por microorganismos ou por toxinas indesejáveis. Muitas dessas doenças não são diagnosticadas como toxinfecção, mas como gripe devido aos sintomas serem parecidos. Apenas um pequeno número de casos — sendo que o número real de toxinfecção é muito maior — de doenças causadas por alimentos é notificado aos órgãos de inspeção de alimento, porque os sintomas são brandos e a vítima não busca auxílio médico. Devido ao número crescente e à gravidade de doenças transmitidas por alimentos, tem aumentado o interesse do público em relação à segurança alimentar. Os riscos de se adquirir doenças de origem alimentar podem ser reduzidos, através da produção de alimentos seguros, o que requer: controle da fonte; controle do desenvolvimento e do processo dos produtos; boas práticas higiênicas durante a produção, o processamento, a manipulação, a distribuição, a estocagem, a venda, a preparação e a utilização e a abordagem preventiva. Assim, a analise microbiologia de alimentos, por sua vez, trata tanto dos organismos patógenos quanto dos degradadores. Visando cobrir a grande variedade de microorganismos existentes em alimentos, tanto os contaminantes quanto os deliberadamente inoculados. Muitos alimentos são degradados por microorganismos, que além de alterar o sabor e o odor, tornam-nos desagradáveis ao consumo humano. Esse fato é de interesse do consumidor devido à qualidadee não à segurança alimentar, visto que esses microorganismos não são patogênicos (FORSYTHE, 2002). 3.3. A IMPORTÂNCIA DOS MICROORGANISMOS Como os microorganismos podem desempenhar papéis muito importantes nos alimentos, é possível classificá-los em três grupos distintos, dependendo do tipo de interação existente entre microorganismo e alimento. O primeiro grupo de microorganismos são os que causam alterações químicas prejudiciais aos alimentos resultando na “deterioração microbiana”. deterioração esta que altera cor, odor, textura e aspecto do alimento, decorrente da atividade metabólica natural dos microorganismos que, para perpetuar a espécie, utilizam o alimento como fonte de energia. O segundo grupo de microorganismos são genericamente denominados “patogênicos”, que afetam tanto o homem como animais em extremos casos. Chegando estes ao alimento por inúmeras formas: condições precárias de higiene durante a produção, armazenamento, distribuição ou manuseio em nível doméstico. O terceiro grupo de microorganismos presentes nos alimentos são os que causam alterações benéficas modificando as características originais dos alimentos de forma a transformá-los em um alimento por fim beneficiado. Esses microorganismos são adicionados intencionalmente aos alimentos para que ocorram reações químicas. Nesse grupo estão todos os microorganismos utilizados na fabricação de alimentos fermentados como os queijos, vinhos, pães, vegetais e muitos outros (FRANCO, 2002). No leite são encontrados microorganismos da flora normal não patógenos, referentes ao terceiro grupo classificado acima, que causam alterações benéficas ao alimento, por exemplo, as bactérias lácticas, responsáveis pela fermentação normal do leite (acidificação), e são importantes na cura de queijos, na produção de iogurtes e manteiga. No entanto, alguns germes, classificado no primeiro grupo de microorganismos, presentes no leite o tornam inaceitável ao consumo humano devido à fermentação anormal que provoca a deterioração do alimento. Outros, classificados como patogênicos referentes ao segundo grupo acima, podem provocar doenças nos consumidores — brucelose, tuberculose, febre aftosa—, (ROCHA, 2004). Segundo Pelczar (1981), os microorganismos que são empregados industrialmente para converter a matéria-prima em novos produtos são os bolores, as leveduras e as bactérias. Como esses microorganismos convertem a matéria-prima barata num produto útil, são usados em grande escala industrial. Muitas substâncias de elevado valor econômico são produtos do metabolismo microbiano de significado industrial, como exemplo a produção de antibióticos, de cervejas e do vinho que dependem da capacidade de leveduras produzirem álcool, algumas vitaminas, aminoácidos e outras substâncias químicas, fabricadas através de seus processos microbiológicos (PELCZAR, 1981). 3.4. MICROORGANISMOS DE INTERESSE EM ALIMENTOS 3.4.1. Bolores Os bolores são formados por um conjunto de hifas denominados micélio. Este tem duas funções distintas: promover a fixação do bolor ao substrato e promover a reprodução, através da produção de esporos. O micélio dos bolores é responsável pelo aspecto característico das colônias. Estas podem ter aspecto cotonoso, secas, úmidas, compactas, aveludadas, gelatinosas, com colorações variadas, e são identificadas pela análise macroscópica. Os bolores são menos exigentes que outros microorganismos em relação à umidade, pH, temperatura e nutrientes, e, em sua maioria, são aeróbios (FRANCO, 2002). 3.4.2. Leveduras As leveduras são fungos unicelulares que possuem formas esféricas, ovóides, cilíndricas ou triangulares, e podem ter semelhanças a hifas de bolores. Podem ser subdivididas em dois grupos: as leveduras verdadeiras, que possuem esporos (ascosporos) e leveduras falsas, que não produzem ascosporos ou qualquer outro tipo de esporo sexuado. As leveduras, por sua vez, requerem menos umidade que a maioria das bactérias e mais umidade que a maioria dos fungos. Para seu crescimento, a temperatura ideal varia entre 25 °C e 30 °C e o pH deve ser ácido. A melhor forma de multiplicação ocorre quando estão em aerobiose, mas nos tipos fermentadores é melhor na anaerobiose (FRANCO, 2002). 3.4.3. Bactérias Segundo Franco (2002), poucas bactérias existentes na natureza são importantes para os alimentos, as quais podem ser agrupadas em sete categorias: 1) Bactérias Gram-negativas, aeróbias e microaeróbias: São oxidase positivos, com flagelos polares e motilidade característica. Apenas o gênero Campylobacter é de interesse para os alimentos, cujas espécies importantes são C. jejuni, C. coli e C. lari, que são patógenos causadores de doenças de origem alimentar. 2) Bactérias Gram-negativas aeróbias estritas: Os gêneros mais importantes deste grupo são: Pseudomonas e Xanthomonas; Halobacterium e Halococcus; Acetobacter e Gluconobacter; Acinetobacter e Alcaligenes, Alteromonas, Brucella, Flavobacterium, Moraxella, Psychrobacter e Shewanella (FRANCO, 2002). 3) Bactérias Gram-negativas anaeróbias facultativas: Nesse grupo estão incluídas as famílias Enterobacteriaceae e Vibrionaceae, e os gêneros mais importantes para os alimentos são: Citrobacter, Edwardsiella, Enteobacter, Erwinia, Escherichia, Hafnia, Klebsiella, Pantoea, Proteus, Salmonella, Serratia, Shigella, Yersinia, Aeromonas, Plesiomonas e Vibrio. Destaca-se os gêneros Escherichia e Salmonella que são os mais importantes para esse trabalho: A Escherichia coli pertence ao grupo dos coliformes fecais que indicam contaminação fecal em alimentos. Essa bactéria pode causar reações indesejáveis nos alimentos, além de serem patogênicas para homens e animais. Outras informações sobre este microorganismo estão na página nº 15. A Salmonella, segundo Franco (2002), — gênero Salmonella — pertence à família Enterobacteriaceae e compreende bacilos Gram-negativos não produtores de esporos. São anaeróbios facultativos, produzem gás a partir de glicose (exceto S. typhi) e são capazes de utilizar o citrato como única fonte de carbono. Para multiplicação da Salmonella o pH ótimo fica próximo de 7,0, sendo que valores superiores a 9,0 e inferiores a 4,0 são bactericidas, e concentrações de sal superiores a 9% não são toleradas. O nitrito é inibitório e seu efeito é acentuado pelo pH ácido. A temperatura ideal para a multiplicação é 35-37 ºC, sendo que o valor mínimo de 5 ºC e máximo de 47 ºC, dependem do sorotipo. As infecções causadas por Salmonella começam na mucosa do intestino delgado e do cólon. Após atravessarem a camada epitelial intestinal, proliferam-se na camada na qual as células epiteliais estão ancoradas. A Salmonella tem a capacidade de produzir toxinas (citotoxinas e enterotoxinas), além das enterotoxinas conhecidas há muito tempo. Essas toxinas são responsáveis pelo efeito tóxico que essas bactérias apresentam quando sofrem lise celular. Atualmente, Salmonella é um dos microorganismos mais freqüentemente envolvidos em casos de surtos de doenças de origem alimentar em diversos países, inclusive no Brasil. São amplamente distribuídas na natureza, sendo o trato intestinal do homem e de animais o principal reservatório natural. Inúmeros surtos de toxinfecção alimentar causados por Salmonella são conhecidos em vários alimentos, os mais freqüentes são carnes de aves e outros tipos de carnes. A salmonelose é associada a laticínios, quase sempre causada por leite cru ou inadequadamente pasteurizado e por queijos. Quanto a produtos derivados de ovos, os surtos mais freqüentes ocorrem em saladas à base de ovos, sorvetes e sobremesas de fabricação caseira (FRANCO, 2002). Os microorganismos são transportados ao organismo humano devido ao consumo de água e alimentos contaminados com fezes humanas ou de animais, causando infecções bacterianascomo, gastroenterite causada por Salmonella e a febre tifóide causada por um sorotipo específico, a Salmonella typhy (PELCZAR, 1997). 4) Cocos Gram-positivos: São incluídas, nesse grupo, as bactérias aeróbias e anaeróbias facultativas da família Micrococcaceae e os cocos pertencentes aos gêneros Aerococcus, Enterococcus, Lactococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Pediococcus e Vagococcus. O cocos de maior interesse para esse trabalho é o Staphylococcus, pertencente à família Micrococcaceae. Os Staphylococcus são anaeróbios facultativos, encontrados em lesões de pele e nas vias aéreas do homem e podem contaminar facilmente os alimentos (FRANCO, 2002). 5) Bacilos Gram-positivos produtores de esporos: Os gêneros desse grupo são: Bacillus, Clostridium e Desulfotomaculum. Esse grupo é caracterizado pela produção de esporos, os quais armazenam o material genético da bactéria. Os esporos são resistentes ao calor, a radiações ionizantes, aos compostos químicos, à desidratação e ao congelamento. Por isso são importantes em alimentos. Os gêneros mais conhecidos são: a) Bacillus: são produtores de catalase. As espécies desse gênero podem ser aeróbias ou anaeróbias facultativas, e psicrotróficas, mesófilas ou termófilas. O pH para a multiplicação varia de 2,0 até 8,0 e a tolerância do sal pode ser de 2% a 25%. São encontrados no solo, na água, em material fecal e em diversos alimentos. b) Clostridium: são, em sua maioria, anaeróbios estritos e catalase negativos. São encontrados no trato intestinal do homem e de animais e nos alimentos. As espécies patogênicas deste grupo são: C. botulinum e C. perfringens. c) Desulfotomaculum: a espécie importante para os alimentos é D. nifricans, porque reduzem compostos sulfurados, produzindo H2O — o que provoca o enegrecimento dos alimentos enlatados (FRANCO, 2002). 6) Bacilos Gram-positivos não-esporulados: As bactérias pertencentes a esse grupo de maior destaque são: Brochothrix, Carnobacterium, Kurthia, Lactobacillus e Listeria. Dentre esses, os mais importantes estão citados a seguir: Lactobacillus podem ocorrer isolados ou em cadeias e geralmente são imóveis e catalase negativos. O crescimento é facilitado pelo CO2 e tem necessidade de nutrientes complexos. Fermentam carboidratos produzindo ácido lático e por isso são bastante úteis em alimentos. Normalmente não são patogênicos, porém podem causar deterioração. Listeria são microaerófilos capazes de se multiplicar em temperaturas de refrigeração dos alimentos. A espécie mais importante é L. monocytogenes, por ser patogênica (FRANCO, 2002). 3.4.4. Vírus Os vírus sobrevivem e se multiplicam parasitando uma célula hospedeira viva, portanto são inativos nos alimentos (FRANCO, 2000). 3.5. MICROORGANISMOS INDICADORES Os microorganismos indicadores são utilizados na avaliação da qualidade microbiológica da água e de alimentos, devido às dificuldades encontradas na detecção de microorganismos patogênicos (FRANCO, 2002). Segundo o autor, “são grupos ou espécies de microorganismos que, quando presentes em um alimento, podem fornecer informações sobre a ocorrência de contaminação de origem fecal, sobre a provável presença de patógenos ou sobre a deterioração potencial do alimento, além de poderem indicar condições sanitárias inadequadas durante o processamento, produção ou armazenamento”. A Escherichia coli, microorganismo encontrado no conteúdo intestinal do homem e animais de sangue quente, é um indicador de contaminação de origem fecal em água, desde 1892. (FRANCO, 2002). 3.5.1. Coliformes Totais São bacilos gram-negativos e não formadores de esporos, capazes de fermentar a lactose com produção de gás, quando incubadas a 35 – 37 °C, por 48 horas. Dentre as bactérias desse grupo, pertencentes à família Enterobacteriaceae e aos gêneros Escherichia, Enterobacter, Citrobacter e Klebsiella, apenas a Escherichia coli tem como hábitat primário o trato intestinal do homem e animais. Conseqüentemente a presença de coliformes totais nos alimentos não indica necessariamente, contaminação fecal ou ocorrência de enteropatógenos (FRANCO, 2002). 3.5.2. Coliformes Fecais e Escherichia coli “As bactérias pertencentes a este grupo correspondem aos coliformes totais que apresentam capacidade de continuar fermentando lactose com produção de gás, quando incubadas à temperatura de 44-45,5 °C. Nessas condições, ao redor de 90% das culturas de E. coli são positivas, enquanto entre os demais gêneros, apenas algumas cepas de Enterobacter e Klebsiella mantêm essa característica” (FRANCO, 2002). Segundo o autor, “a pesquisa de coliformes fecais ou de E. coli nos alimentos fornece, com maior segurança, informações sobre as condições higiênicas do produto e melhor indicação da eventual presença de enteropatógenos”. Escherichia coli é a espécie predominante entre os diversos microorganismos anaeróbios facultativos que fazem parte da flora intestinal de animais de sangue quente. Esse microorganismo pertence à família Enterobacteriaceae e entre suas principais características destacam-se bacilos Gram-negativos, não esporulados, capazes de fermentar glicose com produção de ácido e gás, embora alguns sejam anaerogênicos (FRANCO, 2002). Para o mesmo autor, o significado da presença de E. coli em um alimento deve ser avaliado sob dois ângulos. Inicialmente E. coli, por ser uma enterobactéria, uma vez detectada no alimento, indica que esse alimento tem uma contaminação microbiana de origem fecal e, portanto, está em condições higiênicas insatisfatórias. O outro aspecto a ser considerado é que diversas linhagens de E. coli são comprovadamente patogênicas para o homem e para os animais. 3.5.3. Enterococos Essas bactérias são atualmente denominadas Enterococcus faecalis e Enterococcus faecium, que apresentam limitações de seu uso para indicação de contaminação fecal, pois além de serem encontradas em diferentes partes do trato intestinal, são mais resistentes, visto que, apresentam uma sobrevida maior do que os enteropatógenos no solo, vegetais e em alimentos. Entretanto, a presença elevada desses microoganismos, em alimentos, indica práticas sanitárias inadequadas ou exposição do alimento a condições favoráveis para multiplicação dessas bactérias (FRANCO, 2002). 3.5.4. Indicadores gerais de contaminação do alimento Os microorganismos, quando em número elevado, provocam a deterioração diminuindo o tempo de prateleira dos alimentos. A contagem dos microorganismos indicadores informa, geralmente, em que condições o alimento foi preparado (FRANCO, 2002). 3.5.5. Bactérias aeróbias mesófilas A contagem em placas dessas bactérias é empregada para indicar a qualidade sanitária dos alimentos. O número elevado desse microrganismo indica insalubridade do alimento, devido normalmente à matéria-prima contaminada ou processamento insatisfatório, com exceção dos alimentos fermentados (FRANCO,2002). 3.5.6. Bactérias psicrotróficas e termófilas A contagem dessas bactérias avalia o grau de deteriorização de alimentos refrigerados e daqueles que são submetidos a tratamento térmico (FRANCO,2002). 3.5.7. Bactérias anaeróbias A presença dessas bactérias indica que houve condições favoráveis para a multiplicação de microorganismos patogênicos anaeróbios, como Clostridium botulinum e Clostridium perfringens (FRANCO,2002). 3.5.8. Bolores e Leveduras A presença de fungos em alimentos ácidos e de baixa atividade de água como, frutas, queijos, alimentos congelados, desidratados e em conserva, quando armazenados em condições inadequadas provoca deterioração e grande prejuízo econômico. Para que a presença desses microorganismos não se torne um perigo à saúde pública devido às micotoxinas que os bolores produzem, é necessário que os manipuladores tomem alguns cuidados visandoa eliminação ou diminuição da contaminação, como as boas práticas de higiene, armazenamento adequado, redução do contato do alimento com o ar, entre outras (FRANCO,2002). 3.5.9. Estafilococos aureus Segundo Franco (2002), “a presença de números elevados de S. aureus é uma indicação de perigo potencial à saúde pública devido à enterotoxina estafilocócica, , bem como à sanificação questionável, principalmente quando o processamento envolve manipulação do alimento”. Essa enterotoxina provoca intoxicação entre 105 e 106 unidades formadoras de colônias de S. aureus por grama do alimento (UFC/g). As bactérias do gênero Staphylococcus são cocos Gram-positivos. São anaeróbios facultativos, com maior crescimento, sob condições aeróbias na qual produzem catalase. Pertencentes à família Micrococcaceae, que aparecem como forma de cacho de uva, ocorrem isolados, aos pares e em aglomerados. Podem multiplicar-se em 7,5% a 15% de NaCl. Os S. aureus são bactérias mesófilas, apresentando temperatura de crescimento na faixa de 7 ºC a 47,8 ºC, produtores de enterotoxinas entre 10 ºC e 46 ºC, com ótimo entre 40 ºC e 45 ºC. Os surtos de intoxicação alimentar são provocados por alimentos que permaneceram neste intervalo de temperatura por tempo variável, de acordo com o nível de inóculo e temperatura de incubação. São encontrados em lesões de pele e nas vias aéreas do homem e podem contaminar facilmente os alimentos. Essa espécie é a que está associada mais freqüentemente às doenças estafilocócicas, quer sejam de origem alimentar ou não (FRANCO, 2002). 3.6. FATORES INTRÍNSECOS E EXTRÍNSECOS Esses fatores controlam o desenvolvimento microbiano nos alimentos, podendo alterar a capacidade de sobrevivência ou multiplicação dos microorganismos. Os fatores intrínsecos estão relacionados com as características próprias do alimento, enquanto que os extrínsecos estão relacionados com o ambiente em que o alimento se encontra (FRANCO, 2002). 3.6.1. Fatores intrínsecos: 1) Atividade de água (Aa): Os microorganismos necessitam de água na forma disponível, ou seja, água livre para seu metabolismo e multiplicação. Essa água é utilizada como solvente, e também em reações químicas, ao contrário da água ligada a macromoléculas por forças físicas. A tabela nº01 relaciona os valores de Aa de alguns alimentos: Tabela 01: Atividade de água dos alimentos. Aa Alimento >0,97 Frutas frescas e vegetais >0,98 Aves e pescado frescos >0,95 Carnes frescas 0,97 Ovos 0,95 a 0,96 Pão 0,91 a 1,00 Queijos (maioria) 0,68 a 0,76 Queijo Parmesão 0,87 a 0,95 Carnes curadas 0,90 a 0,94 Bolo assado 0,66 a 0,84 Nozes 0,75 a 0,80 Geléia 0,82 a 0,94 Gelatina 0,80 a 0,87 Arroz 0,67 a 0,87 Farinha de trigo 0,54 a 0,75 Mel 0,51 a 0,89 Frutas Secas 0,60 a 0,65 Caramelos 0,10 a 0,20 Cereais 0,10 Açúcar FONTE: (FRANCO, 2002). A atividade de água é um parâmetro utilizado para medir a disponibilidade de água em um alimento. Os valores de Aa podem variar de 0 a 1, sendo que na maioria dos alimentos frescos é superior a 0,95. Os microorganismos têm um valor mínimo, um valor máximo e um valor ótimo de Aa para sua multiplicação, o qual é menor do que 1. Portanto, não crescem em água pura, que apresenta atividade de água igual a 1. Em geral, bactérias requerem Aa mais alta que os fungos (FRANCO, 2002). A tabela nº02, a seguir, apresenta alguns exemplos de atividade aquosa mínima para o crescimento de certos microorganismos: Tabela 02: Atividade de água dos microorganismos. Aa Organismo 0,96 E. coli, Achromobacter 0,95 Salmonella, Clostridium, Proteus 0,94 Lactobacillus 0,92 Rhizopus, Mucor 0,90 Maioria das bactérias, Saccharomyces 0,88 Maioria das leveduras 0,86 Staphylococcus 0,80 Maioria dos mofos 0,75 Bactérias halofílicas 0,62 Leveduras osmofílicas FONTE: (GAVA, 1984). Assim, a variação da atividade aquosa resultará numa variação do ritmo de crescimento. Os alimentos secos, como o pão, são mais propensos a serem alterados pelos mofos; os xaropes e o mel, por terem uma grande quantidade de açúcar, favorecem o crescimento das leveduras (osmofílicas) e os alimentos úmidos (neutros), como o leite, carne, pescado e ovos, ordinariamente são alterados por bactérias (GAVA, 1984). 2) Acidez (pH): O pH neutro é mais favorável para a maioria dos microorganismos, sendo que alguns deles são favorecidos pelo meio ácido (bactérias láticas). Os bolores necessitam de pH mais baixo para a multiplicação que as leveduras, e estas toleram mais a variação de pH que as bactérias. Na tabela nº03 estão relacionados os valores de pH favoráveis para a multiplicação de algumas bactérias: Tabela 03: pH para multiplicação de bactérias. Organismo Mínimo Ótimo Máximo Acetobacter 4,0 5,4 a 6,3 - Clostridium botulinum 4,8 a 5,0 6,0 a 8,0 8,5 a 8,8 Clostridium 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 10,0 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 Staphylococcus aureus 4,0 a 4,7 6,0 a 7,0 9,5 a 9,8 FONTE: (FRANCO, 2002). De acordo com o pH, os alimentos são subdivididos em três grupos: pH superior a 4,5, pH entre 4,0 e 4,5 e pH inferior a 4,0. Esta classificação está baseada no pH mínimo para multiplicação e produção de toxina de Clostridium botulinum (4,5) e pH mínimo para multiplicação da maioria das bactérias (4,0). Verifica-se, então, que nos alimentos muito ácidos (pH < 4,0), os microorganismos que se desenvolvem ficam restritos a bolores e leveduras. Os alimentos, como carnes e os produtos marinhos, são altamente suscetíveis à multiplicação de microorganismos devido a valores favoráveis de pH (FRANCO, 2002). 3) Potencial de oxi-redução (Eh): O potencial de oxi-redução é definido como a facilidade que o substrato tem de perder ou ganhar elétrons. Os microorganismos aeróbios apresentam um Eh positivo para multiplicação, no caso de bolores, leveduras oxidativas e muitas bactérias que causam oxidação nos alimentos. Os microorganismos anaeróbios apresentam valores baixos de Eh, como exemplo as bactérias patogênicas e deteriorantes. Algumas bactérias aeróbias multiplicam-se em condições reduzidas, denominadas microaerófilas, por exemplo lactobacilos e estreptococos. As bactérias da família Enterobacteriaceae são facultativas, pois multiplicam-se tanto em condições de aerobiose quanto de anaerobiose. Alguns potenciais de oxi-redução de diferentes tipos de alimentos são apresentados na tabela nº04, a seguir: Tabela 04: Potencial de oxi-redução dos alimentos. Alimento Potencial de Oxi-redução – EH (mV) Leite +200 a +300 Queijo tipo Cheddar +300 a -100 Queijo tipo Suíço -50 a -100 Ovos infeteis +500 Fígado cru, moído -200 Carne crua, inteira -60 a -150 Carne crua, moída +225 Carne moída cozida +300 Carnes enlatadas -20 a -150 Grãos de trigo -320 a -360 Tubérculos de batata -150 Suco de uva +409 Suco de limão +383 FONTE: (SILVA, 2000). Torna-se difícil a determinação do valor de Eh em alimentos, devido à tensão do oxigênio que envolve o alimento e a presença de compostos químicos que agem sobre o valor de Eh. Os alimentos de origem vegetal são deteriorados por bactérias aeróbias e bolores, pois apresentam valores de Eh entre +300 e +400mV. No caso de pedaços grandes de carnes, o valor do Eh é em torno de –200mV, já na carne moída o valor de Eh sobe para +200mV. Os queijos apresentam valores de Eh variáveis, que dependem das condições de fabricação e variam de –20 a –200mV (FRANCO, 2002). 4) Composição química: Os microorganismos precisam de nutrientes disponíveis para sua multiplicação, como água, fonte de energia, fonte de nitrogênio, vitaminas e sais minerais. Como fonte de energia, utilizam açúcares, álcoois, aminoácidos e lipídios. Utilizamcomo fonte de nitrogênio os aminoácidos e outros compostos nitrogenados. As vitaminas são importantes fatores de crescimento de microorganismos, sendo as mais importantes as do complexo B, a biotina e o ácido pantotênico. Os minerais são indispensáveis para o crescimento microbiano, pois estão envolvidos em reações enzimáticas (FRANCO, 2002). 5) Fatores antimicrobianos naturais: Algumas substâncias presentes no alimento têm capacidade de retardar ou impedir a multiplicação microbiana, por exemplo, os condimentos, pois contêm óleos essenciais que possuem atividade antimicrobiana, tais como eugenol no cravo, alicina no alho e aldeído cinâmico e eugenol na canela. A clara do ovo apresenta agentes antimicrobianos naturais e pH desfavorável à multiplicação. Já o leite, proveniente do gado bovino, contém inúmeras substâncias antimicrobianas naturais que apresentam compostos de ação específica, as imunoglobinas, o fator complemento, os macrófagos e os linfócitos, além da lactoferrina do leite que também tem ação antimicrobiana, essa proteína inibe a multiplicação através da retirada de íons ferro do leite. O leite contém também outras substâncias como a lisozima e a nisina, produzidas por bactérias láticas que controlam o desenvolvimento microbiano. Outros agentes antimicrobianos são encontrados em frutas e vegetais, como o ácido hidroxinâmico, que apresentam ação sobre bactérias e alguns fungos. As estruturas biológicas são fatores antimicrobianos naturais, pois funciona como barreiras mecânicas contra a penetração no microorganismo (FRANCO, 2002). 6) Interações entre microorganismos: Os microorganismos ao se multiplicar em um alimento, produzem metabólitos que afetam a sobrevivência de outros microorganismos, como é o exemplo das bactérias produtoras de ácido lático, que alteram o pH do alimento, deixando-o ácido demais para o desenvolvimento dos demais microorganismos. O maior interesse na área de alimentos é pelas bactérias láticas, que produzem uma ou mais bacteriocinas que podem ser proteínas simples, componentes lipídicos e açúcares. As bacteriocinas são empregadas em alimentos com o objetivo de controlar o desenvolvimento de microorganismos patogênicos e deteriorantes. Podem estimular a competitividade entre os microorganismos, reduzindo a população de uma certa bactéria, processo que se chama exclusão competitiva. As bacteriocinas, assim como as bactérias produtoras de bacteriocinas em alimentos, são conservadoras naturais utilizadas na produção de certos tipos de alimentos para controlar o desenvolvimento de microorganismos patogênicos e deteriorantes (FRANCO, 2002). 3.6.2. Fatores Extrínsecos 1) Temperatura ambiental: Segundo Franco (2002), os microorganismos podem se multiplicar entre -35 °C a 90 °C, por isso é necessária a divisão em grupos: - Os microorganismos psicrófilos apresentam temperatura de multiplicação entre 0 °C e 20 °C, com um ótimo entre 10 °C e 15 °C; - Os microorganismos psicrotróficos se desenvolvem entre 0 °C e 7 °C; - Os microorganismos mesófilos multiplicam-se entre 25 °C e 40 °C, porém apresentam uma temperatura mínima entre 5 °C e 25 °C e máxima entre 40 °C e 50 °C; - Os microorganismos termófilos se multiplicam entre 45 °C e 60 °C, com mínima entre 35 °C e 45 °C e máxima entre 60 °C e 90 °C. Os microorganismos psicrófilos e psicrotróficos multiplicam-se em alimentos refrigerados como carnes, pescados, ovos, frangos e outros, causando deterioração. Os gêneros pertencentes a este grupo são Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, Micrococcus e outros. Os microorganismos mesófilos apresentam grande importância nos alimentos sendo na maioria patogênicos. As bactérias termófilas importantes em alimentos pertencem ao gênero Bacillus e Clostridium, incluindo espécies deterioradoras e patogênicas. Já os fungos crescem em faixa de temperatura maior que as bactérias, o que não acontece com as leveduras, as quais não toleram temperaturas altas (FRANCO, 2002). 2) Umidade relativa do ambiente: A variação desse fator altera o crescimento microbiano devido ao desequilíbrio entre a atividade de água do alimento e a umidade relativa do ambiente. Quando o alimento é conservado em ambiente com umidade relativa superior à sua atividade de água, ocorre absorção de água e, quando o alimento é conservado em umidade relativa inferior à atividade de água, ocorre liberação de água. Essas alterações alteram a capacidade de multiplicação dos microorganismos (FRANCO, 2002). 3) Composição gasosa do ambiente: Segundo o que aponta Franco (2002), os tipos de microorganismos encontrados nos alimentos dependem da composição gasosa do ambiente. A presença de oxigênio favorece os microorganismos aeróbios, já na ausência, predominam os anaeróbios. As alterações no ambiente em que o alimento se encontra podem provocar a morte ou multiplicação dos microorganismos. As atmosferas modificadas são empregadas como recurso tecnológico para aumentar a vida útil dos alimentos, como as embalagens, contendo diferentes combinações de gases: oxigênio, nitrogênio e gás carbônico são as mais empregadas industrialmente. As embalagens a vácuo são, também, bastante empregadas em especial para carnes. O CO2 apresenta fator antimicrobiano que depende da temperatura, pH, atividade de água e tipos de condições metabólicas dos microorganismos. No caso da temperatura, quanto mais baixa, mais intenso é o fator antimicrobiano. O conhecimento dos fatores extrínsecos e intrínsecos que agem sobre o alimento permite determinar a vida de prateleira, estabilidade microbiológica, assim como a capacidade de crescimento e a produção de toxinas por microorganismos patogênicos. O conhecimento isolado desses fatores é pouco útil devido aos efeitos interativos entre eles (FRANCO, 2002). 3.7. CONTAMINAÇÃO MICROBIOLÓGICA DOS ALIMENTOS Os microorganismos estão presentes na água, no ar, no solo, no próprio homem, e, também em plantas e animais dos quais são preparados os diversos alimentos. Qualquer produto alimentício, industrializado ou in natura, normalmente está contaminado por microorganismos, inclusive por patógenicoss. Dependendo do microorganismo que se instala no alimento, podem ocorrer diferentes alterações, desde a alteração do produto, como a perda total das características organolépticas, nutricionais ou do valor comercial, até a ocorrência de doenças de origem alimentar. Também no processo de industrialização ocorrem novas contaminações da matéria-prima, através de equipamentos, dos manipuladores e dos próprios processos tecnológicos. Após a industrialização, o alimento pode ser contaminado devido às falhas nas embalagens, erros no transporte e armazenamento. Mesmo se tomando todos os cuidados desde o produto in natura até o produto estar pronto para a comercialização, o consumidor também pode contaminar o alimento por não tomar os cuidados importantes quanto à higienização. De um modo geral, os animais e as plantas além de possuírem sua própria microflora, podem-se contaminar através de microorganismos do ambiente. Os tecidos internos de plantas e de animais apresentam pouco ou nenhum microorganismos, pois a grande maioria deles que se encontra nos alimentos, originam-se de contaminação externa. Como exemplo, o processo de colheita de produtos alimentícios de origem vegetal, as operações de obtenção de alimentos de origem animal, como o abate, a pesca, a ordenha, e durante o processamento desses alimentos (SILVA, 2000). 3.7.1. Contaminação a partir da água Além de sua microbiota natural, a água possui outros microorganismos provenientes do solo, dos animais e de águas residuais contaminadas. As águas superficiais apresentam grande variedade e quantidade de microorganismos, enquanto que as águas subterrâneas apresentam quantidade inferior de carga microbianaem relação às superficiais, por serem depuradas ao atravessar o solo. A qualidade microbiológica da água tem uma grande influência na contaminação dos alimentos, devido a várias bactérias provenientes do solo ou de materiais fecais do homem ou de outros animais, que a água em suspensão possui. Geralmente ocorre contaminação de origem fecal quando não há tratamento da água antes de ser destinada ao consumo humano. Já que a água é o principal veículo de disseminação dos microorganismos de origem fecal, se torna obrigatória pelas normas oficiais de qualidade bacteriológica, a investigação sistemática de microorganismos em produtos alimentícios. A água deve ser de excelente qualidade microbiológica, devido a sua ampla utilização na indústria de alimentos. O conhecimento da microflora da água é muito importante, principalmente em termos de saúde pública e em termos econômicos (SILVA, 2000). 3.7.2. Contaminação a partir do solo Como o solo apresenta grande quantidade de microorganismos, pode ser considerado um veículo de contaminação de superfície de plantas e dos animais produtores de alimentos. Há certa interação entre água e solo, portanto, os microorganismos que se encontram no solo são praticamente os mesmos encontrados na água. As frutas e as verduras, por exemplo, são produtos alimentícios mais propícios à contaminação de microorganismos encontrados no solo. Por isso, é necessária a redução da carga microbiana com a higienização da matéria-prima antes do processamento, para eliminar também partículas do solo, poeiras e detritos que podem estar na superfície do alimento, logo após a colheita (SILVA, 2000). 3.7.3. Contaminação a partir do ar O ar apresenta microorganismos em suspensão, principalmente bactérias e fungos e raramente leveduras, sendo que a maioria não é patogênica. Os alimentos mais suscetíveis à contaminação por esses microorganismos, são as frutas, as verduras, o leite e os alimentos elaborados em contato com o ar (SILVA, 2000). O ar possui sua própria microflora, além da contaminação acidental proveniente de microorganismos que chegam pelo ar junto com partículas de pó, terra, aerossol, de rios, lagos e oceanos, gotículas de água que se formam quando as pessoas tossem ou com os esporos dos fungos que crescem nas paredes. Por esse motivo, o ar de uma indústria de laticínios, por exemplo, apresenta uma grande quantidade de bacteriófagos pertencentes às culturas utilizadas nessa unidade industrial. Por razões sanitárias e econômicas, a contaminação de alimentos a partir do ar se torna importante, pois muitos microorganismos patogênicos e os deteriorantes podem chegar ao alimento através do ar (SILVA, 2000). 3.7.4. Contaminação por material fecal O tratamento prévio é necessário, para que ocorra a diminuição da flora microbiana, em material fecal, que vai ser utilizado na fertilização de solos para o cultivo de vegetais comestíveis. Como esse tratamento geralmente não ocorre, aumenta o risco de se adquirir microorganismos patogênicos, os quais podem ser encontrados nas fezes de homem e de animais. Os alimentos também podem ser contaminados a partir de fezes de animais, por bactérias coliformes, anaeróbios, enterococos e outras bactérias intestinais. Portanto, é necessário que os alimentos e as águas destinados ao consumo humano fiquem longe de fontes de contaminação (SILVA, 2000). 3.7.5. Contaminação com os microorganismos do próprio alimento a) Microorganismos superficiais – Esses microorganismos se encontram em grande quantidade em pele dos animais, das frutas, na cobertura dos legumes e na casca dos ovos, atuando como barreiras naturais para que às células microbianas não consigam atravessar. Durante a preparação das carcaças dos animais domésticos, abatidos para o consumo humano, o couro atua como potencial fonte de contaminação das carnes. O leite também pode ser contaminado com os microorganismos presentes na superfície das mamas, durante o processo de ordenha dos animais produtores. Durante a colheita das frutas e legumes, pode ocorrer penetração de microorganismos no interior dos tecidos, através das cascas ou películas danificadas, provocando posteriormente a alteração do produto (SILVA, 2000). b) Microorganismos do trato intestinal dos animais de açougue – As carnes podem ser contaminadas por microorganismos como, a Salmonella, Escherichia, Staphylococcus, entre outros, presentes no trato intestinal durante o abate, a evisceração e a preparação das carcaças dos animais de açougue. O conteúdo gastrointestinal é uma das principais fontes de contaminação das carnes e do pescado. Como a superfície externa, do trato gastrintestinal e do aparelho respiratório, e dos tecidos internos dos animais sadios contêm muito pouco ou nenhum microorganismo vivo, não ocorre à contaminação. Porém, a contaminação desses tecidos pode ocorrer pela migração dos microorganismos através do sistema linfático, pela corrente sanguínea, durante a sangria. A contaminação pode ser ainda favorecida pelas operações do abate e preparação das carcaças, como também durante a desossa e o manuseio das carnes especificamente (SILVA, 2000). 3.7.6. Contaminação durante o processamento dos alimentos Através de processos industriais podem ocorrer transformações na microflora da matéria-prima, devido a modificações nas características físico-químicas, promovidas pelas operações tecnológicas do produto selecionando. Essas alterações podem proporcionar a seleção de algumas espécies microbianas e o domínio de outras. O ambiente fabril pode-se constituir em uma importante fonte de novas contaminações, que será somada à carga bacteriana já existente. Nas indústrias de alimentos, a água é uma das principais fontes de contaminação, que poderá ocorrer na lavagem, na refrigeração e em outras etapas do processamento. A contaminação pode ocorrer, também, na elaboração dos produtos com o ar, no contato com uma superfície suja, nas máquinas e seus respectivos acessórios. Devido à falta de higiene pessoal, que é um dos principais vetores de contaminação dos alimentos, a Salmonella spp e a Escherichia coli têm sido detectadas com bastante freqüência nas mãos dos trabalhadores de indústrias de alimentos. Para evitar esse tipo de problema, o fabricante deve estar atento às normas de limpeza e higienização da indústria, dos equipamentos, e do pessoal a fim de reduzir a contaminação dos alimentos (SILVA, 2000). 3.7.7. Contaminação durante o armazenamento, transporte e comercialização. Segundo Silva (2000), “qualquer variação nas condições de armazenamento e transporte dos alimentos interfere diretamente na proliferação dos microorganismos contaminantes”. Nas carnes e seus derivados ocorrem vários problemas referentes à contaminação durante a comercialização, devido ao transporte inadequado e às temperaturas de refrigeração principalmente, prejudicando a qualidade microbiológica das carnes frescas. A falta de embalagens nas carnes expostas leva à contaminação digital, devido ao alimento ser manuseado pelas pessoas. Assim, a aplicação das boas práticas de fabricação garante a obtenção de alimentos seguros, sob o ponto de vista microbiológico. À medida que se obtêm alimentos seguros aumenta a confiabilidade do consumidor, traduzindo em retorno financeiro (SILVA, 2000). 4. ANÁLISES MICROBIOLÓGICAS DE ALIMENTOS Através dos resultados obtidos nas análises microbiológicas do leite e seus derivados, por exemplo, é possível adquirir informações sobre as condições em que o produto foi mantido. Altas contagens de bactérias no alimento podem indicar uma contaminação excessiva ou condições de refrigeração e armazenamento inadequadas, não indicando necessariamente presença de bactérias patogênicas (PELCZAR, 1981). De acordo com Franco (2002), as análises microbiológicasde alimentos são fundamentais para verificar quais e quantos microorganismos estão presentes no alimento, assim como as condições de processamento e higienização, os riscos que o alimento fornece à saúde do consumidor e se o alimento terá ou não a vida útil pretendida. Através dessa análise, é possível verificar se os padrões e especificações microbiológicas, nacionais ou internacionais, estão sendo atendidos adequadamente. A análise microbiológica de um produto alimentício serve para investigar a presença ou a ausência de microorganismos, para quantificar os microorganismos presentes e para identificar e caracterizar as diferentes espécies microbianas. Os métodos de análises laboratoriais podem ser utilizados em cada uma dessas determinações, e são divididos em “convencionais” e “rápidos”. Segundo o autor, “os métodos convencionais recebem essa denominação porque foram desenvolvidos há muitos anos e desde então vêm sendo empregados como métodos oficiais na maioria dos laboratórios brasileiros e também em outros países” (FRANCO, 2002). É necessário conhecer os procedimentos corretos quanto à amostra: coletada, preparo, acondicionamento, manipulação, procedimentos de análise microbiológica, para que os resultados sejam obtidos com exatidão. “A técnica do Número Mais Provável (NMP), também chamada técnica dos tubos múltiplos, é outra maneira bastante utilizada pelos laboratórios de microbiologia de alimentos para estimar a contagem de alguns tipos de microorganismos, como coliformes totais, coliformes fecais, E. coli e S. aureus” (FRANCO, 2002). A avaliação dos resultados dá-se pela utilização de uma tabela de (NMP) com intervalo de confiança ao nível de 95% de probabilidade, para as diversas combinações de tubos positivos nas séries de três ou cinco tubos (SILVA, 1997). 4.1. DETECÇÃO DE COLIFORMES TOTAIS E FECAIS E ESCHERICHIA COLI Os coliformes são enterobactérias (família Enterobacteriacea), esses bacilos Gran-negativos abrangem vários gêneros bacterianos pertencente ao intestino de animais de sangue quente e também distribuído na natureza e vegetais. Os gêneros mais conhecidos de coliformes totais: Enterobacter sp; Klebsiella sp; Citrobacter sp; Escherichia sp; que pertencem ao grupo das enterobactérias, utilizam a lactose a 35 ºC com formação de gás em meio de cultura Caldo Verde Brilhante Lactose Bile (CLBVB). Estão presentes nas fezes do homem, animais de sangue quente, na natureza e em certos vegetais. Indicam contaminação ambiental e possível presença de patógenos fecais. Os coliformes fecais são bactérias que utilizam a lactose a 44,5 ºC no meio de cultura com produção de gás. O mais importante microorganismo deste grupo é a Escherichia coli, fazendo parte exclusiva do intestino do homem e de animais de sangue quente. São indicadores sanitários por indicarem uma possível presença de microorganismos patogênicos e também devido à existência de sorotipos patogênicos de Escherichia coli. São denominados também de coliformes termotolerantes ou coliformes 45 ºC, e apresentam risco de toxinfecção (> 105/g) (SILVA, 1995). A detecção inicia-se com o teste presuntivo, que tem o objetivo de recuperar as células estressadas por tratamentos térmicos, pelo congelamento ou por outro motivo. Oferece como fonte de carbono apenas a lactose, a qual é fermentada pelos coliformes com produção de ácidos e gás, que é evidenciado nos tubos de Durhan. O meio ainda contém o lauril sulfato que inibe consideravelmente a flora acompanhante. No teste confirmativo para coliformes totais, o meio utilizado, é o “Caldo Verde Brilhante Lactose Bile 2%” (CLBVB), que contém dois inibidores (bile e Verde Brilhante) do crescimento da microflora acompanhante, especialmente bactérias Gram positivas, e a lactose, como o único carboidrato. Assim a produção de gás nos tubos, nas condições do teste, indica que houve desenvolvimento de bactérias Gram negativas que fermentam lactose, característica do grupo coliforme. Para coliformes fecais a definição é mesma de coliformes totais, porém esses microorganismos são incubados à temperatura superiores às normais (44,0-45,5 ºC) com meio de cultura seletivo “Caldo E.C.”. A perceptividade do teste é observada na produção de gás no interior dos tubos de fermentação (tubos de Durhan) (SILVA, 1997). 4.2. DETECÇÃO DE COLIFORMES TOTAIS E COLIFORMES FECAIS EM ÁGUA O Colilert é utilizado para detecção e confirmação simultânea de Coliformes Totais e E. coli em água, através do método cromofluorogênico IDEXX/USA, padronizado pelo Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 1992). Seu princípio se baseia na tecnologia patenteada da IDEXX Laboratories, Inc., conhecida como DSTTM – Tecnologia de Substrato Definido. O produto possui nutrientes indicadores que desenvolvem coloração e/ou fluorescência, quando o meio de cultura é metabolizado pelos Coliformes Totais e/ou E. coli. O reagente deve ser adicionado à amostra e incubado por 24 horas a 35 ºC, sendo capaz de detectar a presença de até 2 milhões de bactérias heterotróficas por 100 ml. 4.3. DETECÇÃO DE STAPHYLOCOCCUS AUREUS A contagem de S. aureus em alimentos tem dois objetivos diferentes, um relacionado com a saúde pública, para confirmar o envolvimento em surtos de intoxicação alimentar, e outro relacionado com o controle da qualidade higiênico- sanitária dos processos de produção de alimentos, servindo como indicador de contaminação pós-processo ou das condições de sanificação das superfícies destinadas ao contato com alimentos. O sucesso das análises depende da seleção de um método adequado, do número de células presentes na amostra e do processamento do alimento (SILVA, 1997). As principais características utilizadas no isolamento de S. aureus são as características seletivas, como habilidade de crescer na presença de substâncias específicas, entre outras, e as características diferenciais, como a habilidade para reduzir o telurito de potássio, produzindo colônias pretas, a habilidade para hidrolisar a gema de ovo, produzindo halos claros em redor das colônias, a capacidade de utilizar o manitol e crescer a 42-43 ºC em condições seletivas, a atividade de coagulase e de termonuclease, entre outras (SILVA, 1997). Atualmente, o Ágar Baird-Parker (BP) tem sido mais utilizado, pois combina com outras substâncias necessárias para compor o meio de cultura. O Ágar (BP) pode ser usado para o plaqueamento direto de alimentos processados ou “in natura”. Assim como os outros, o (BP) não é capaz de suprimir completamente o crescimento de competidores de S. aureus, outras espécies não patogênicas do gênero Staphylococcus, podem produzir colônias semelhantes, havendo necessidade de submeter às colônias típicas a testes adicionais para confirmação definitiva, como a atividade de coagulase, termonuclease e catalase (SILVA, 1997). 4.4. DETECÇÃO DE SALMONELLA Esse método garante a detecção desse microorganismo mesmo em situações extremamente desfavoráveis, como em alimentos que contém a microbiota competidora muito maior que a população de Salmonella, em alimentos que apresentam número muito pequeno de células de Salmonella, e nos alimentos em que as células se encontrem injuriadas devido ao processo de preservação, como o calor, o congelamento, a secagem, por exemplo. Através de quatro etapas segue-se a metodologia que pode ser aplicada a qualquer alimento (SILVA,1997). a) No Pré-enriquecimento em Caldo não Seletivo, o objetivo é recuperar as células injuriadas, para isso incuba-se a amostra em condições não seletivas, no mínimo por 18 horas. b) A etapa de enriquecimento em caldo seletivo tem como objetivo inibir a multiplicação da microbiota acompanhante e promover a elevação preferencial do número de células de Salmonella, incubando-se a amostra em caldo seletivo por 18 a 24 horas.Como a resistência da Salmonella aos agentes seletivos varia de cepa para cepa, recomenda-se o uso de dois diferentes meios de enriquecimento, o caldo Rappaport- Vassiliadis (RV) que, tem sido recentemente aprovado pela ISO como alternativa para o caldo tetrationato, e o caldo Selenito Cistina (SILVA, 1997). c) O plaqueamento seletivo diferencial tem como objetivo promover o desenvolvimento preferencial de colônias de Salmonella, com características típicas que as distingam dos competidores, para posterior confirmação sorológica e bioquímica. Recomenda-se a utilização de mais de um tipo de meio de cultura, como o Ágar Bismuto Sulfito (BS), Ágar Entérico de Hectoen (HE) e o Ágar Xilose Lisina Desoxicolato (XLD). d) A confirmação é a última etapa e tem o objetivo de verificar se as colônias típicas obtidas nas placas são realmente de Salmonella, através de provas bioquímicas e sorológicas. “Inicialmente as colônias são submetidas aos testes de descarboxilação da lisina, fermentação da lactose e/ou sacarose e produção de H2S, no Ágar Lisina Ferro e Ágar Tríplice Açúcar Ferro, que permitem eliminar das etapas subseqüentes boa parte das colônias de não Salmonella” (SILVA, 1997). Segundo o mesmo autor, as culturas características são submetidas ao teste sorológico somático polivalente, sendo eliminadas das etapas subseqüentes todas aquelas com resultado negativo. Culturas com teste positivo ou duvidoso devem ser submetidas a testes bioquímicos adicionais, para confirmação definitiva. 5. MATERIAIS E MÉTODOS Abaixo estão descritos os materiais e métodos que foram utilizados para realização das análises microbiológicas de alimentos no LAQUA. 5.1. MATERIAIS Os materiais utilizados nas análises microbiológicas como, meios de cultura, diluentes, vidrarias e demais utensílios, são preparados para ficarem limpos, estéreis e isentos de resíduos químicos e orgânicos, que possam ter contato com as amostras de alimentos no momento da análise, para que não interfiram no resultado da análise, o que pode acontecer se não forem preparados. 5.1.1. Utensílios e vidrarias: o Tubos de diluição; o Pipetas graduadas; o Estufa incubadora regulada à 35 ºC; o Estufa incubadora regulada à 45,5 ºC; o Tubos de Durhan; o Alça de Drigalski; o Alça Níquel-Cromo; o Lâminas de vidro; o Câmara de Fluxo Laminar; o Contador de Colônias; o Homogeneizadores; 5.1.2. Meios de cultura e diluentes: o Água salina peptonada (H2Osp); o Ágar Entérico Hecktoen (HE); o Ágar Bismuto Sulfito (BS); o Ágar Xilose Lisina Desoxicolato (XLD); o Ágar Tríplice Açúcar Ferro (TSI); o Ágar Lisina Ferro (LIA); o Ágar Baird – Parker (BP); o Ágar Tripticase de Soja (TSA) inclinados; o Caldo Infusão Cérebro Coração (BHI); o Caldo Lauril Sulfato Triptose (LST); o Caldo Verde Brilhante Bile (VB); o Caldo E.coli (EC); o Caldo Lactosado; o Caldo Tetrationato (TT); o Caldo Selenito Cistina (SC); 5.1.3. Reagentes: o Peróxido de Hidrogênio (3%); o Solução Salina Fisiológica; o Anti – soro somático polivalente (Poli O) 5.2. MÉTODOS Antes de iniciar a metodologia da análise do produto recebido, verificam-se as condições em que o mesmo chega ao laboratório. Por exemplo, se a embalagem apresenta danos que expõem o alimento em contato com o ambiente físico, em que temperatura esse alimento se encontra, para que possa ser armazenado até que a análise se inicie sem prejudicá-la. Para obtenção da amostra para análise, todos os cuidados devem ser tomados para que a amostra seja representativa para o produto como um todo. Para isso, é feita assepsia, com álcool 70%, dos materiais, das bancadas, das balanças, da embalagem que contém o produto e, principalmente, do manipulador, que deve tomar cuidado para que não ocorra contaminação cruzada prejudicando a análise. A retirada da unidade analítica deve ocorrer de forma asséptica e os utensílios utilizados, para romper a embalagem e retirar homogeneamente a amostra, devem ser esterilizados. Para que a amostra retirada para a análise seja representativo como um todo do produto, é necessário que se obtenha a unidade analítica (25g) de diferentes partes do produto. A forma de recebimento do produto a ser analisado descrita acima se processa da mesma forma para as demais metodologias citadas em seguida. 5.2.1. Contagem de Coliformes totais e fecais em alimentos A análise de alimentos em geral se dá pelo método do Número Mais Provável (NMP), segundo EOAC – Association of Official Analytical Chemist. Obtem-se 25g da amostra de diversos pontos, em seguida, pesa-se em balança analítica. Fazem-se partes menores dessa porção, para facilitar a homogeneização da amostra em 225 mL de água peptonada. A amostra é obtida com auxílio de utensílios estéreis como: o garfo e a faca. A figura nº 03 abaixo representa a amostra antes da homogeneização: Figura 03: Aparelho para homogeneização. Nos homogeneizadores são deixados os erlenmeyer, que contêm 25 g da amostra mais a água de diluição, por 20 minutos a 200 rpm para que ocorra a homogeneização. A figura nº04 abaixo representa o procedimento da análise inicial para contagem de coliformes: Figura 04: Inoculação da amostra. O teste presuntivo, em que amostra é inoculada no meio de cultura LST, é preparado com diluições sucessivas (10-1, 10-2 e 10-3), em que de uma diluição para outra, é transferido 1 mL de água peptonada, diminuindo a concentração da amostra. São pipetados alíquotas de 1 mL de cada diluição para uma série de 3 tubos de ensaio com caldo LST. A incubação deve ser realizada a 35 ºC por 24 horas, para que, após esse tempo, ocorra crescimento de microorganismos, visualizado pela produção de gás nos tubos de fermentação (tubos de Durhan). A figura nº05 a seguir representa a formação de bolhas nos tubos de Durhan, após o período de incubação da amostra: Figura 05: Bolhas em tubos de Duhran. A produção de gás nos tubos no período de 24 horas indica a positividade da análise, que com a anotação desses tubos, faz-se a verificação na tabela de NMP dos limites aceitáveis para coliformes, e continua a análise passando a amostra para meios confirmativos. Se não houver produção de gás nesse período, prossegue a incubação até atingir as 48 horas e repete-se a leitura. No teste confirmativo para coliformes totais, os tubos de LST com produção de gás são separados para que possa ser transferida para cada tubo, uma alçada carregada de cada cultura para tubos com meio confirmativo (VB). A marcação de cada tubo (LST) tem um único correspondente no (VB). A incubação é realizada em estufa a 35 ºC por 24-48 horas. Segue-se com a anotação dos tubos de Durhan que produziram gás nesse período, que são confirmativos para coliformes totais, para que possa ser determinado o número mais provável por grama na tabela NMP. Para a contagem de coliformes fecais, pegam-se todos os tubos (LST), com produção de gás, e transfere-se uma alçada bem carregada de cada cultura para tubos de caldo EC, previamente identificados, ou seja, diluição correspondente. A incubação é realizada em banho-maria a 45,5 ºC por 24 horas e observa-se a produção de gás nos tubos de Durhan. Os tubos de EC com produção de gás devem ser anotados, que são confirmativos para coliformes fecais, e segue-se determinando o número mais provável por grama de alimento. Através da verificação do número mais provável pela contagem dos tubos que produziram gás, é possível saber se o alimento está dentro dos padrões microbiológicos exigidos pelo Código de Vigilância Sanitária. 5.2.2. Contagem de Coliformes Totais e Fecais em água No frasco estéril é coletada a amostra de 100 mL, e levada ao laboratório. A figura nº06 abaixo refere-se à análise de coliformes em água: Figura 06: Adicionando-se o Colilert
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