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Deterioração Microbiana de alimentos (Frescos e Processados )- Alterações químicas causadas por microrganismos. Profª MSc. Rocilda Sabóia e Profª. MSc. Rosângela Lopes Microrganismos como agentes de deterioração dos alimentos Alimento deteriorado: São aqueles danificados por agentes microbiológicos, químicos ou físicos de modo que seja inaceitável para o consumo humano. Aproximadamente 20% das frutas e dos vegetais coletados são perdidos por deterioração microbiana produzida por aproximadamente 250 doenças de mercado. Microrganismos como agentes de deterioração dos alimentos Deterioração microbiana Qualquer alteração na aparência, odor, sabor decorrentes da atividade metabólica dos microrganismos. Deterioração de alimentos • tipo de alimento • microrganismo envolvido • número de microrganismos presentes Alterações de alimentos refletem sobre: • caracteres organolépticos • composição química • estado físico • estado de sanidade • valor nutritivo dos alimentos Classificação dos alimentos quanto a facilidade de alteração • Perecíveis → carnes, pescados, aves, várias frutas e verduras, leite e derivados; • Semi-Perecíveis → maçã, batata, nabo; • Estáveis ou Não-Perecíveis → cereais, açúcares, farinha. Microrganismos como agentes de deterioração dos alimentos Os agentes causadores de deterioração podem ser bactérias, fungos e leveduras; sendo as bactérias e os fungos os mais importantes. As carnes são os alimentos mais facilmente deteriorados. Durante o processo da deterioração é selecionado uma população ou tipo predominante de microrganismos. Microrganismos como agentes de deterioração dos alimentos Cada tipo de alimento deteriora-se pela ação de um tipo de microrganismo. De todos os microrganismos presentes em um alimento, só alguns são capazes de se multiplicar ativamente no alimento resultando em uma seleção. Resistência à colonização de um alimento Existem uma série dos fatores que "dirigem esta seleção”: a) Fatores intrínsecos: Constituem os derivados da composição do alimento: Quantidade de água, pH, nutrientes, agentes antimicrobianos naturais, interação entre microrganismos etc. b) Tratamentos tecnológicos: Fatores que modificam a flora inicial em consequência de processamento do alimento: uso de radiação, oxido de etileno, etc. C) Fatores extrínsecos: Derivados das condições físicas do ambiente em que se armazena o alimento: temperatura ambiental, umidade, atmosfera de O2 e CO2. Tipos de reações de escurecimento químico (associadas com aquecimento e armazenamento). A Intensidade depende: quantidade e tipo de carboidrato presente. • Reação de Maillard(melanoidina) →principal causa de escurecimento – aquecimento e armazenamento prolongado produto. • Mecanismo do ácido ascórbico → o ácido ascórbico, quando aquecido em meio ácido, irá formar o furfural- coloração escura • Caramelização → aquecimento de açúcares – desidratação de açúcares → formação de aldeídos (hidrometilfurfural)-melanoidinas. Escurecimento químico Reação indesejável • perdas nutricionais(aminoácidos) • formação de inibidores e compostos tóxicos Ex: Em produtos como leite e derivados, sucos, vegetais, produtos desidratados, cereais (destruição da lisina) Reação desejável melhoria de aparência melhoria do “flavor” (sabor) Ex: crosta do pão, café torrado, chocolate, cerveja (destruição 70% da lisina), carne de peixe assado, etc. Controle das reações de escurecimento não enzimático. • Agentes químicos (sulfito, vitamina C) • Baixas temperaturas • Acidez • Baixo teor de umidade • Redução de substâncias reativas. Alterações por enzimas Ocorrem por enzimas procedentes do próprio produto ou elaboradas por Mo. A ação catalítica de: • Proteinases → produtos com sabor amargo • Pectinase → diminuição da textura • Lipoxigenase → ácidos graxos insaturados → peróxidos Ações indesejáveis (ação enzima lipoxigenase) • Destruição de clorofila e carotenos; • Desenvolvimento de sabor e odor estranhos; • Oxidação de compostos como vitaminas e proteínas; • Oxidação dos ácidos graxos essenciais: linoléico, linolênico e araquidônico. Alterações microbiológicas • Fermentação → transformações provocadas por microrganismos → os alimentos alterados são os carboidratos → produtos não tóxicos → produzem gases de mau cheiro • Putrefação → decomposição de produtos nitrogenados → produtos finais são tóxicos → produzem gases de mau cheiro Deterioração de leite e derivados • Excelente meio de cultura → alta atividade de água, pH próximo ao neutro, rico em nutrientes. • Substâncias inibitórias para microrganismos (lactoperoxidase e aglutininas) presentes no leite cru recém-ordenhado, são inativadas rapidamente. • Fontes de contaminação: ordenha e equipamentos (manipulação, transporte, processamento e armazenamento). • A qualidade dos derivados dependerá condições microbiológicas da matéria-prima. Deterioração de leite e derivados Sabores e Odores estranhos Tanto o sabor como o odor do leite são delicados e facilmente alteráveis; – O aparecimento de odores e sabores estranhos decorrem da multiplicação de Mo que resistiram à pasteurização ou de Mo que contaminaram o produto depois do processamento térmico. - Sabor e odor ácidos – reações de fermentação de açúcares por bactérias – fermentação lática e fermentação butírica. - Sabor amargo – presença de peptídios , devido à proteólise. - Sabor e aroma de ranço - oxidação ou hidrólise da gordura. - Aroma de Caramelo ou queimado – cepas de lactobacillus lactis - Odor de estábulo(Enterobacter), Odor de batata(Pseudomonas),odor de peixe(Aeromonas hydrophila) Deterioração de leite e derivados Alterações na cor - A cor do leite esta relacionada às suas características físicas e composição química; - As alterações na cor podem ser devidas ao crescimento de MO produtores de pigmentos: - AZUL – crescimento de Pseudomonas syncyanea - Amarela – Flavobacterium - a P.syncyanea pode causar essa cor na porção cremosa concomitante à lipólise e proteólise - Vermelha – Serratia marcecens e Micrococcus roseus e algumas leveduras, que ao crescerem produzem colônias vermelhas ou rosas na superfície do leite cru ou do creme. Deterioração de leite e derivados Rancidez do Leite - As bactérias, através das enzimas lipolíticas, atuam sobre as gorduras hidrolisando-as e/ou oxidando-as - Oxidação: cetonas, aldeídos e ácidos (produtos da oxidação) - Hidrólise: ácidos graxos e glicerol (produtos da hidrólise) - Estes compostos são responsáveis pelo odor e sabor característicos da rancificação - Gêneros causadores: Pseudomonas, Alcaligenes, Bacillus, Proteus, Clostridium, além de bolores e leveduras Deterioração de leite e derivados Produção de Gás Principais bactérias produtoras de gás: Leite cru :coliformes Leite pasteurizado: Clostridium spp, algumas espécies de Bacillus com produção de CO2 e H2. Queijos: bactérias propiônicas Leite condensado: leveduras fermentadoras de sacarose A produção de gás é visualizada pela formação de espuma • Emboloramento – queijos duros ou semiduros –(Penicillium e Aspergillus. • Estufamento – Iogurte – fermentação alcoólica- leveduras/coliformes. Não deve ser consumido! Rancificação- Manteiga – ação enzimas lipolíticas(lipases)- liberadas Pseudomonas, Alcaligenes, Bacillus, Proteus, bolores e leveduras. Manchas – Manteiga- (escuras, rosada a avermelhadas) na superficie; não são patogênicas; odor alterado; Espécies: bactérias > ou bolores. Alteração Viscosidade – leite, creme de leite ou soro do leite – superfìcie ou no interior do líquido (Alcaligenes, Enterobacter spp, Lactobacillus, etc) Referências FRANCO,B.D.G.de Melo; LANDGRAF,M. Microbiologia dos Alimentos. São Paulo. Atheneu.2008. JAY,J.M. Microbiologia de Alimentos. São Paulo. Artmed. 2005. Artigos científicos. Deterioração de Carnes e derivados Excelente meio de cultura: Alta Aa Rico em substâncias nitrogenadas, mineraise fatores de crescimento pH favorável à maioria dos Mo. A quantidade e tipo de Mo – condições de abate e estresse nesse momento; Os tipos mais comuns de contaminação das carnes são provocadas por bactérias, bolores e leveduras. A temperatura é fator de importância que influenciará o tipo de deterioração Baixa temperatura – Microrganismos que produzem limosidade Temperaturas mais elevadas – microrganismos putrefativos Deterioração de Carnes e derivados Alterações em condições de aerobiose Limosidade superficial Os gêneros de Mo responsáveis por essa alteração estão relacionados com: temperatura de armazenamento e quantidade de água disponível. Pseudomonas alcaligenes – alimentos com alta Aa – temperatura de refrigeração Micrococus e leveduras – alimentos com menor Aa Bolores – alimentos com baixa Aa Deterioração de Carnes e derivados Alterações em condições de aerobiose Alterações na cor dos pigmentos da carne Hemoglobina – pigmento do sangue Mioglobina – pigmento do músculo Os pigmentos podem reagir com diversos substratos resultando em alterações na cor da carne As reações dependem da forma que o Fe se encontra Oxidado(Fe+++) não reage com outras moléculas Reduzida(Fe++) reage com a água e o oxigênio molecular – originando a cor vermelha – desejada na carne fresca. Deterioração de Carnes e derivados Esverdeamento – A cor vermelha pode adquirir tons verde, marrom ou cinza devido a produção, por bactérias, de H²S Ocorre geralmente em carne vermelha fresca quando armazenada em embalagens à vácuo ou impermeável a troca gasosa e mantida a temperatura entre 1ºC e 5º C. O H²S reage com a mioglobina para formar a sulfomioglobina (verde) Carnes com pH< 6 o esverdeamento não ocorre Microorganismos envolvidos: Pseudomonas mephitica, Shewanella putrefaciens, Lactobacillus sake. Deterioração de Carnes e derivados Esverdeamento que ocorre em Embutidos( salsichas, linguiças, mortadelas) o esverdeamento é interno causado por bactérias láticas(lactobacillus viridescens)- produzem H²O² - após exposição ao ar. Ocorre também devido ao crescimento do Mo no centro do produto (baixo Eh propicia acumulo de H²O²) O esverdeamento não torna o alimento perigoso para consumo. Deterioração de Carnes e derivados Rancificação Mo lipolíticos causam lipólise(lipases) como aceleram a oxidação de gorduras(Oxidases) A maioria dos problemas relacionados à rancificação da carne não é de origem microbiana. Principais Mo lipolíticos : Pseudomonas, Bacillus, leveduras e bolores Ác.graxos livres liberados pela hidrólise das gorduras – inibem uma grande variedade de Mo Total de Mo de produto cárneo rancificado diminui conforme a rancificação se desenvolve Peróxidos produzidos pela oxidação dos Ác.graxos são tóxicos para muitos Mo Sabor e odor estranho Deterioração de carnes e derivados Alterações na cor Bactérias produtoras de pigmentos: Serratia marcescens – pigmento vermelho Pseudomonas syncyanea – pigmento azul Leveduras produtoras de pigmentos Produzem pigmentos branco, creme, rosa ou marrom Bolores Sporotrichum carnis – pontos brancos Penicillium – pontos verdes Deterioração de carnes e derivados Odores e sabores estranhos São perceptíveis antes de qualquer outro sinal de deterioração Odor ácido: ácido fórmico, acético, butírico e propiônico O crescimento de bolores torna a superfície da carne viscosa, pegajosa. Deterioração de Carnes e derivados Alterações em condições de anaerobiose causadas por bactérias aeróbias facultativas e anaeróbias que crescem no interior da carne. Acidificação: resulta de acúmulo de ácidos orgânicos (fórmico, acético, propiônico) durante a degradação enzimática bacteriana. Clostridium butírico e coliformes contribuem para a acidificação Deterioração de Carnes e derivados Alterações em condições de anaerobiose causadas por bactérias aeróbias facultativas e anaeróbias que crescem no interior da carne. Putrefação: decomposição anaeróbia de proteínas com produção de compostos de aroma desagradável como H2S, indol, escatol, putrescina, cadaverina, etc. Gênero bacteriano mais comum: Clostridium Deterioração de Pescados e Frutos do Mar Pescados são mais suscetíveis à deterioração – devido a Aa elevada; composição química, teor gorduras insaturadas facilmente oxidáveis e pH neutro. A composição química do pescado varia em função da espécie, época do ano e condições de alimentação. O teor de HC é desprezível na maioria dos pescados, com exceção dos moluscos. A deterioração é caracterizada pela utilização de substâncias nitrogenadas, principalmente não-protéicas – o que resulta na elevação do pH – Entre essas substãncias não protéicas ressaltam-se: TMAO(óxido de trimetilamina), aminoácidos, ácido úrico e uréia – valores variados conforme a espécie. Deterioração de Pescados e Frutos do Mar deterioração pode ser: autólise, oxidação, ativ. Bacteriana; Autólise –ação do sucos digestivos e enzimas dos tecidos. Enzimas atacam e perfuram as vísceras – acelera a deterioração. Amolecimento e desintegração da carne – facilita a disseminação dos Mo. A oxidação das gorduras insaturadas – provoca alterações do aroma e/ou cor do pescado. O desenvolvimento bacteriano – acelera as alterações do pescado durante o armazenamento. Deterioração de Pescados e Frutos do Mar Principais espécies deteriorantes : Pseudomonas e Shewanella (amolecimento dos tecidos e { } odor nauseante ; Pescados salgados: bactérias halotolerantes- Micrococcus ou halofílicas (Halococcus e Halobacterium -alterações na cor- vermelhão). Deterioração de Frangos Bactérias – principais causadoras da deterioração desse alimento Conteúdo intestinal – fonte primária desses microorganismos - maioria cresce na superfície difundem-se para o interior da carne. Frango eviscerado (≤ 10ºC) – Pseudomonas e leveduras 10ºC – Alcaligenes spp e Flavobacterium spp Com o tempo aparece limosidade Dependendo da quantidade de Fe na água de lavagem – pioverdina - Pseudomonas Deterioração de Ovos Maioria dos ovos – estéril em sua parte interna Cascas – contaminam por matéria fecal da ave, gaiola ou ninho Contaminação – água de lavagem, manipulação e embalagem Mo variados – microbiota normal – Gram positivos ovo deteriorado – Gram negativos Deterioração de Ovos Maneiras de proteção contra invasão de Mo Casca e cutícula – retardam a invasão de Mo Membranas internas – barreira mecânica- envelhecimento Albumina – alto pH Deterioração de Ovos Sinais de deterioração do ovo fresco Rachaduras, vazamentos, perda de frescor ou brilho, manchas de sujeira no exterior, sangue coagulado. Rachadura, fenda ou sujeira – favorecem a deterioração durante o armazenamento. Deterioração de Ovos Para provocar alterações de origem microbiana em ovos com casca intacta é necessário: Mo contamine a casca; Mo atravesse os poros da casca atingindo as membranas; Mo ultrapasse as membranas atingindo a clara do ovo; Mo seja capaz de se desenvolver na casca do ovo; Deterioração de Ovos Contaminação mais de origem bacteriana do que fúngica, entre as bactérias as mais importantes são: Pseudomonas fluorescens – pontos verdes na clara e fluorescência. Pseudomonas, Acinetobacter, Alcaligenes, algumas bactérias do grupo dos coliformes – aparecimento de pontos coloridos na gema – estados avançados – desintegração. Proteus spp – pontos negros – escurecimento da gema - desintegração Deterioração de Ovos Emboloramento – alteração mais frequente devido a estocagem em ambiente mais úmido e quente(cabeça de alfinete – inicial na parte interna da casca); Ex: especies de Penicillium, Cladosporium, Alternaria – podridão fúngica – micélio atinge o interior do ovo através dos poros ou ranhuras. Deterioração de Alimentos Envasados ou Enlatados • Não deveriam sofrer deterioração microbiana – submetidos a processamento térmico Principais causas de deterioração Deterioração pré- processamento Contaminação através de falhas nascosturas(vazamento) Resfriamento inadequado subprocessamento Deterioração de Alimentos Envasados ou Enlatados Clostridium botulinum – importância em saúde pública Esporos tipo A e B – apresentam resistência térmica elevada Podem causar botulismo Bolores são considerados de pouca importância na deterioração desses alimentos. Estufamento da lata pode ser química(H2) ou microbiana(CO2 +H2) Espécies: bactérias mesófilas formadoras de esporos ou bactérias anaeróbias termófilas (TA). O tratamento térmico para destruir os esporos do C.botulinum é suficiente para prevenir a deterioração por outros Mo. Deterioração de Produtos de Origem vegetal As perdas relativas a deterioração de vegetais provocadas pelas chamadas “doenças de mercado”- correspondem à cerca de 20% toda colheita. Brasil – 1991- perdas atingiram 10 milhões de toneladas. Causas: origem microbiológica ou manipulação e acondicionamento inadequados, sazonalidade e armazenamento insuficiente; Vegetais: meio adequado para o crescimento de Mo – composição nutricional, alta Aa, baixa acidez e Eh alto. Deterioração de Produtos de Origem vegetal Podridão mole bacteriana – Raízes, tubérculos e verduras – os Mo hidrolisam a pectina amolecendo o vegetal - aparência úmida e odor forte e desagradável. Espécies: Erwinia e Pseudomonas spp, espécies de Clostridium e Bacillus; Cebola, alho, cenoura, alface, batata, repolho, melancia, pepino Emboloramento: Bolores são + comuns em frutas e vegetais ácidos com superfície moderadamente seca e deficientes em vitamina B- produtos picados, ralados, cortados, estocados por + 5 dias. Deterioração de Sucos e Frutas O alto teor de água favorece o crescimento de leveduras e bactérias – bolores podem crescer quando em contato com o ar O desenvolvimento dos Mo dependerá mais da temperatura de armazenamento do que da composição nutricional do suco 15 a 35ºC- leveduras Aumento do Eh devido à remoção de sólidos – crescimento de leveduras Deficiência de Vit.B – desfavorece o crescimento bacteriano Deterioração de Sucos e Frutas Alterações que ocorrem nos sucos armazenados à temperatura ambiente são decorrentes da fermentação alcoólica – por leveduras e bolores Oxidação do álcool a ácido acético – bactérias acéticas Sucos de vegetais contem menor quantidade de açúcar do que os de frutas, mas são menos ácidos – contem fatores favoráveis ao crescimento de Mo mais difíceis como as bactérias láticas. Sucos concentrados(enlatados, termoprocessados e congelados) - favorecem o crescimento de leveduras e espécies de Leuconostoc e Lactobacillus tolerantes ao açúcar e ácidos. Deterioração de Farinhas e produtos de panificação Microbiota do trigo, centeio, milho e outros produtos relacionados – formada pela microbiota do solo, do ambiente no qual são armazenados e adquirida durante o processamento Aa baixa – mesmo alto teor protéico e de HC não são suficientes para permitir bom crescimento bacteriano. Farinhas – agentes branqueadores – reduzem a carga microbiana Bacillus e bolores – primeiros a se desenvolverem quando existe condição Deterioração de Farinhas e produtos de panificação Produtos de panificação se manuseados de maneira adequada , raramente são afetados por Mo – baixa Aa Emboloramento – Farinhas - umedecimento ou estocagem lugares úmidos e pouco ventilados; - Espécies: bolores ou bactérias do gênero Bacillus Pão – Penicillium ou Aspergillus- manchas amareladas, verdes ou azuladas; - “Ropiness” – massa do pão caseiro – Bacillus subtilis- aumento da viscosidade – massa fica com aspecto de corda; - Rhizopus nigrificans – mofo do pão, pode causar manchas negras; - Bactérias láticas deteriorantes de produtos de massa (pizzas); - Bolos – dificilmente sofrem deterioração bacteriana devido a alta [ ] de açúcar – diminui a Aa Deterioração de Açúcares e Doces Raramente sofrem deterioração quando preparados, processados e armazenados com o devido cuidado, principalmente devido à falta de umidade suficiente para o crescimento microbiano. Bacillus e Clostridium - ocorrerá se os açúcares forem armazenados sob condições de alta umidade
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