MICROBIO P1

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MICROBIO P1
FATORES INTRÍNSECOS E EXTRÍNSECOS DE
DESENVOLVIMENTO MICROBIANO
● Alimento é um ótimo substrato para microrganismos e sua presença pode causar doenças,
deterioração e interesse para indústria
● Cinética de crescimento
○ LAG: metabolismo ativo e criando
condições para crescimento
○ LOG/EXPONENCIAL: crescimento
○ ESTACIONÁRIA: alcançou o limite
máximo de nutrientes
○ DECLÍNIO: redução da atividade
microbiana e morte
○ bacteriostáticos diminuem
crescimento (fase log) e bactericidas matam os mos (estacionária)
FATORES INTRÍNSECOS
1. pH
● Não é um fator limitante para fungos
● Nos alimentos:
○ Baixa acidez: bactérias patogênicas e deteriorantes
○ Ácidos: leveduras, bolores e algumas bactérias
○ Muito ácidos: lácticas e acéticas, alguns bolores e leveduras
● Neutralidade: bactérias patogênicas
● Acidez: deteriorantes (lácticas e acéticas)
● Muito gasto de energia na fase lag para manter o pH intracelular e alteração de expressão
gênica (transporte de proteínas, produção de enzimas, degradação de aminoácidos) =
aumento da fase LAG
2. Atividade de Água (aw)
● Umidade relativa do alimento x
água disponível
● Em geral, o crescimento
começa com aw mínima de 0,6
(mas não significa que eles vão
perdurar)
● Halófilos e halotolerantes =
gostam e toleram sal
● Osmófilos e osmotolerantes =
presença de soluto
● Xerofílicos, xerofílicos
fastídicos e xerotolerantes =
resistem a secagem (bolores)
● Aw abaixo do limite
○ Aumenta fase lag, acúmulo de solutos compatíveis
○ Controle: Fungos= álcoois poli-hídricos e bactérias = peptídeos, aminas e açúcares
3. Potencial de Oxido-Redução (Eh)
● Facilidade de um substrato ganhar ou perder elétrons
● O2 é um agente oxidante (Eh +) e favorece crescimento de microorganismos aeróbicos que
também são Eh+
● Anaeróbicos tem um Eh - e estão inclusos patogênicos e deteriorantes
● A composição química possuir oxidantes
● Quanto menor o pH menor o Eh, pois haverá mais íons disponíveis
● Resistência à alteração do Eh e tensão de O2 no ambiente (embalagens)
● Atividade microbiana: produção de compostos reduzidos diminui Eh
4. Composição Química
● Fonte de energia para os mos
● Fonte de nitrogênio
● Vitaminas e sais minerais
● Grams + são mais exigentes e bolores menos
5. Fatores Antimicrobianos
● Produtos naturais de origem vegetal ou animal: casca de ovo, de frutas e de nozes
○ Lisozima do leite e lactoperoxidase
● Impedem ou retardam a alteração dos alimentos provocada por microorganismos ou
enzimas: reagem com a membrana celular alterando a permeabilidade, além de inativarem
enzimas essenciais e destruírem o material genético
● Quanto maior a at. antimicrobiana, maior o tempo de prateleira
● Conservantes químicos: nitrato e nitrito, ácidos lipofílicos
● Dióxido de enxofre: bolores e leveduras, gram negativas
● nisina: gram +
6. Interação entre Microrganismos
● A multiplicação do m.o. pode gerar produtos benéficos para outros m.o.s ou competição por
espaço e nutrientes ou produtos tóxicos
● Bactérias lácticas produzem ácido lático diminuindo o pH
● Leveduras degradam o ácido láctico aumento o pH
Fatores extrínsecos
1. Temperatura
Morte bacteriana
acima de 100ºC
Baixa temperatura
causa efeito
estático e ótima
gera crescimento
2. Umidade Relativa
● Correlação com Aw, controla desenvolvimento microbiano e prolongamento do tempo de
armazenamento
● Capacidade de crescimento do mo depende da Aw final
● Alta UR e baixa aw deteriora o alimento
● Baixa UR e alta aw desidrata o alimento
3. Composição Gasosa
● Influencia o Eh com a presença de O2 (anaeróbicos x aeróbicos)
● Atmosfera modificada reduz O2
Teoria de Barreiras/
Obstáculos de Leistner
● Fatores combinados que contribuem
para o retardamento do crescimento
microbiano, até que esse
crescimento seja completamente
bloqueado
CRESCIMENTO MICROBIANO E TÉCNICAS
MICROBIOLÓGICAS
● Aumento ordenado do número de microorganismos de forma exponencial, depende dos FI e
FE = Bactérias crescem mais rapidamente, leveduras e bolores
● g=t/n
● Culturas contínuas: Aplicada quando deseja-se obter algum produto do metabolismo do
Mo que seja de interesse industrial fazendo trocas de cultura para manter a fase
exponencial
○ Etanol, ácido lático, enzimas (auge da fase log)
○ antimicrobiano, hormônios (auge da fase estacionárias)
● Técnicas microbiológicas: Diagnóstico do m.o. no geral e quantificação e identificação dos
m.o.s presentes
○ Quantificação Direta: contagem direta
■ Contagem em placa: método mais utilizado com a vantagem de se determinar
células viáveis, mas demanda mais tempo
■ Técnicas de diluição: Superfície e profundidade (semeadura), seriada
■ Isolamento direto: frequência de fungos e leveduras; grãos e sementes;
resultado em porcentagem de grãos
■ Membrana filtrante: concentração de células na membrana
■ NMP: tubos múltiplos, estimativa do número de m.o. presentes na amostra e
probabilidade de certos m.os não estarem na amostra
■ Direta no Microscópio: células mortas podem acabar entrando na conta;
células pequenas difíceis de visualizar; difícil para bactérias móveis
○ Quantificação Indireta:
■ Peso seco: estimativa de biomassa, lavagem do micélio e centrifugação
■ Atividade metabólica: quantidade de um produto do metabolismo
● Isolamento e cultivo: m.o. em condições naturais são muitas espécies diferentes
○ M.o’s diferentes presentes numa mesma matriz
○ O meio de cultura deve ter compostos adequados para crescimento, estado físico
○ Enriquecido: meios básicos com substrato complexo; seletivo: substâncias que
inibem crescimento de microorganismos indesejáveis; diferenciais: distinguir colônias
de microorganismos desejado de outras colônias; enriquecimento: selecionar
microorganismos em pequenas quantidades
Bolores e leveduras em alimentos
● Fungos são filamentosos e heterotróficos
● Membrana e parede celular de quitina
● Esporos assexuados para dispersão (sexuados apresentam parede mais espessa e
resistente)
● Entumecimento quando em contato com bactérias que produzem quitina
● Nutrição por absorção de organismos mortos ou vivos, armazenam na forma de glicogênio
● Fungos sem septo crescem mais rapidamente porque os nutrientes circulam com mais
facilidade
● Gostam de baixa Aw com temperatura ótima entre 25-30ºC. São termorresistentes e os
esporos não são destruídos
● Maioria aeróbio, luz desnecessária para crescimento mas pode induzir
● Leveduras
○ fissão binária e brotamento
○ Sensível a temperatura, anaerobiose e osmofilicas, pH não é fator limitante
○ Metabolismo: fermentativo (açucares como fonte de energia) ou oxidativo (superfície
formando um filme)
○ Tolerância a baixo pH, baixa temperatura e baixa Aw
● Bolores
○ versáteis quanto a fonte de energia (C ou N)
○ ph ácido e temperatura mesófila inviabiliza crescimento bacteriano e favorece
deterioração por bolores e leveduras
○ Bolores < leveduras< bactérias (Aw)
○ Basidiomycota: cogumelos comestíveis e fitopatógenos
○ Zigomycota: hifas cenocíticas (contínuas) facilita o fluxo de nutrientes, crescendo
mais rápido em alimentos com alta Aw e frescos. Rhizopus
○ Ascomycota: Micotoxinas e hifas septadas com esporos
■ Aspergillus:
resistente a
processamento e
deteriorante capaz de
produzir
micotoxinas (pré e
pós- colheita). Na
indústria é usado
para fermentação
(molho de soja)
■ Penicillium: Na indústria é usado para maturação de queijo e pigmentos.
Problema de micotoxinas e crescem em baixa tensão de O2
■ Fusarium: produz proteases e lipases na indústria, mas pode deteriorar com
micotoxinas nas plantações
■ Alternaria: deteriorante após a colheita e produz micotoxina
FUNGOS TOXIGÊNICOS E MICOTOXINAS
● Fungos ascomycota são toxigênicos
● Vias de contaminação: ar, vetores, solo e semente
● Vias de dispersão: ar, água, homem animais e insetos:
● Substratos: animais e alimentos
● Micotoxina
○ Metabólitos secundários dos fungos filamentosos que produz reações tóxicas,
mesmo quando presentes em pequenas concentrações
○ Tem ação acumulativa, e podem ter efeitos carcinogênicos, mutagênicos e outros
○ Se há fungo, hátoxina
● Alimentos susceptíveis: produtos agrícolas (cereais, oleaginosas, frutas e vegetais)
● Resíduos: leites e derivados
● Alimentos processados: queijo, carne maturada, ração animal, bebidas alcoólicas
● Alfatoxinas (amendoim, castanha, milho, arroz); alternaria (girassol, tomate, trigo, frutas);
zearalenona (milho, trigo, cevada)
● Fatores que afetam a ocorrência de micotoxinas: é possível controlar o aparecimento de
toxinas através da atividade de água que é maior para seu desenvolvimento
○ Temperatura e Aw exigidas para o desenvolvimento de alguns bolores e para a
produção de algumas micotoxinas
○ FI e FE, substrato, danos mecânicos, insetos, tempo de armazenamento, interação de
micotoxinas
● Ingestão direta: alimentos contaminados e indireta: produtos de origem animal que
consumiram ração contaminada
AFLATOXINAS
● Aflatoxinas (aspergillus) são comuns em regiões tropicais e subtropicais em milho, arroz,
amendoim, castanha do pará, leite e queijos
● AFB1>AFG1>AFB2>AFG2
● B de fluorescência blue e G de Gren, M de milk
● AFM1 e AFM2 são derivados de AFB1 e AFB2, sendo as mais tóxicas B1 e M1 que são
transformados no fígado, causando dano hepático, coagulação, diminuição da resposta
imune e câncer)
OCRATOXINA A
● Uva e café (Penicillium)
● Lesões renais e hepática e encontrado em alimentos derivados de farinha, pão e vinho
● Possível carcinógeno humano pela evidência de carcinogenicidade em animais
FUSARIUM
● Tricotenos: grupo A e grupo B
○ Grupo B: DON (vomitoxina) é o mais encontrado e raramente causa intoxicação em
animais. Causa diarreia e anorexia além de atrofiar a medula óssea
○ Grupo A: T-2 inibe síntese proteica e tem menor frequência de contaminação. Muito
tóxica
● Fumonisinas: encontradas em cereais (milho, trigo, arroz, cevada) é um carcinógeno em
humanos
● Zearalenona: encontrada em cereais (cevada, aveia, milho e trigo) é um possível
carcinógeno e causa hiperestrogenismo em animais
ALTERNARIA
● Girassol, azeitona, maçã, tomate, trigo e mirtilo
● AOH e AME: citotóxica e teratogênica, mutagênica
● TEA (ácido tenuazônico): tetrâmico, micotoxina mais tóxica causa hemorragia e se relaciona
com câncer de esôfago na China
PENICILLIUM
● OTA, patulina e ACP
● Patulina: maior teor em maçãs, hortaliças e cereais
○ Contaminação restrita ao tecido deteriorado e causa danos hepáticos e hemorrágicos
CONTROLE E PREVENÇÃO
● Controle (físico, químico ou biológico)
○ Extração por solvente e degradação química (químico)
○ Controle biológico
○ Irradiação, tratamento térmico, remoção seletiva e adsorção (físico)
■ Adsorção: através de adsorventes as aflatoxinas no TGI são sequestradas e
imobilizadas por esses compostos que agem como esponja química ajudando
na redução de AFM1 no leite
● Prevenção (campo e colheita)
○ Campo: rotação de cultura, controle biológico, cuidados na colheita, irrigação,
preparação do solo e controle de pragas (grãos resistentes)
○ Pós-colheita: secagem dos grãos e ambientes controlados em questão de umidade,
aeração T e animais
○ Quarentena, legislação e educação
● Estabilidade de micotoxinas: operações unitárias, separação e limpeza, moagem e
processamento térmico
BACTÉRIAS LÁTICAS E ACÉTICAS
BACTÉRIAS LÁTICAS
● Gram positivas resistentes a pH ácidos
● Exigentes nutricionalmente e são anaeróbios facultativos
● São catalase e oxidase negativo
● ANAERÓBIOS FACULTATIVOS
● Metabolismo fermentativo de carboidratos e têm uma tolerância a quantidades mínimas de
O2
● Lactobacillus
○ Homofermentativos: via glicolítica => 2 ácidos láticos
■ Podem ser usados como acidificantes na indústria, produzem 80-85% de
ácidos e obtém-se coalho
○ Heterofacultativo: pode produzir os dois
○ Heterofermentativos: desvio da pentose-fosfato=> etanol + ácido lático + CO2 (pH +
alto)
■ Produzem 50% de ácidos e atuam em etapas posteriores, conferem aroma
● Fermentos lácteos
○ mesófilas queijo cottage pois acidificam lentamente deixando o queijo menos ácido
○ termófilas iogurte pois acidificam rapidamente => S. thermophillus ph 6,5 e L.
delbruecki pH 5,5
● Vegetais fermentados toleram pH mais ácido
● Bacteriocinas
○ Metabolismo primário de peptídeos e estável no calor e armazenamento, sendo
degradadas no TGI
○ Servem como conservantes pois não alteram a qualidade sensorial do produto
● Bactérias láticas deterioram produtos cárneos e lácteos, massas, molhos, bebidas
Lactococcus Streptococcus Lactobacillus Leuconostoc Pediococcus Bifidobacteria Enterococcus
Homoferme
ntativas e
mesófilas
Mesófilos e
termodúricos
Homo e
heterofaculta
tivos e
acidúricos
Mesófilo e
heterofermen
tativo
mesófilos e
alguns
termodúrico
s fermentam
sacarose
actinobacteri
a, mesófilo e
anaeróbio
Mesófilos
(resistente a
pasteurização
)
usam
citrato para
produzir
aroma, não
resiste a
salga
produção de
iogurte e
queijo suíço
Salame,
yakult,
parmesão
deterioração
de cárneos;
dextrana a
partir de
sacarose
Coagulação
do leite,
aroma em
queijos
probiótico,
efeito
terapêutico
bacteriocinas,
probiótico,
deteriorante
em cárneos
L. lactis S.
termophillus
L.
acidophillus
e L.
delbrueckii
L. gelidum P.
pentasaceus
B. longum E. faecalis
● Probióticos: devem ser seguro para consumo, compostos com atividade antimicrobiana,
resistência a baixo pH e bile, capaz de colonização e propriedades tecnológicas
BACTÉRIAS ACÉTICAS
● Gram negativa e flagelada
● Deteriorante de cerveja e vinho, mas produz vinagre
● Gluconobacter: não apresenta ciclo de Krebs totalmente operante (oxida etanol e outros
compostos)
● Acetobacter: Ciclo de Krebs operante (oxida acetato a CO2 e H2O)
● Ambos crescem em pH 4,5 e podem possuir flagelos ou não
● Importância em Alimentos
○ Produção de vinagre, ácido acético e fermentação de cacau
○ Potencial deteriorante, sabores desagradáveis, crescimento limoso e fomração de gás
1)Produção de vinagre
➔ Fermentação de carboidratos por leveduras formando etanol
➔ Fermentação por bactérias acéticas (oxidação) formando ácido acético, aldeídos, ésteres e
cetonas
pseudomonas e psicrotróficos
PSICROTRÓFICOS
● Temperatura de refrigeração: 0 a 7ºC reduz crescimento
● Congelamento: <-18ºC inibe crescimento
● Reações metabólicas dos micro-organismos catalisadas por enzimas dependentes da
temperatura. A permeabilidade da membrana e a captação de substratos deve funcionar a
baixas temperaturas
● Alimentos deteriorados: leite, ovos, peixe, carne bovina
● Resistentes a crescimento microbiano abaixo de 0ºC: suco, frutas e vegetais e derivados
destes
● Psicrotróficos apresentam um metabolismo mais lento que mesófilos e afetados
favoravelmente pela aeração (em sua maioria são aeróbias ou anaeróbias facultativas)
● Possuem flagelos e alguns podem ser patogênicos
● Pseudomonas, enterococcus, lactobacillus, falvobacterium
PSEUDOMONAS
➔ Produzem pigmentos (piocianina, pioverdina, piorrubina, piomelanina)
➔ Gram negativas com catalase e oxidase positiva e aeróbios
➔ Oxidativas de carboidratos, hidrolíticas de gordura e biodeterioradores de proteínas
➔ Flagelos (motilidade) e Fímbrias (patogenicidade)
➔ pH ótimo em condição neutra, pouco exigente nutricionalmente e produção de biofilme
➔ Versáteis quanto ao ambiente em que vivem
➔ Deteriorantes: shewanella, fluorescens (proteolítica e lipolítica) e viridiflava (pectinolítica)
◆ Produtos de origem animal como carnes, peixes, leites e ovos
◆ Deterioração em carnes: Linhagem proteolítica causam limosidade e coloração
esverdeada em carnes a 10º C
◆ Peixes e frutos do mar: odor frutado pelas pseudomonas, elevada frequência de
isolamento durante o processamento de salmão
◆ Leites e derivados: deteriorante psicrotrófico prevalente no pré-processamento
produzindo enzimas extracelulares termorresistentes
● Pós-processamento: coloração azul em queijo fresco
◆ Ovos: podridão verde (pseudomonas), coloração verde no albúmen e odor frutado
(fluorescens)
◆ Vegetais: podridão mole de enzimas pectinolíticas das bactérias. Fitopatógenos e
deteriorantes (P.viridflava)
➔ Biofilme: comunidades microbianas estruturadas e funcionais aderidas a uma superfície.Embebidas em matrizes poliméricas
◆ Corrosivo para equipamento e podem veicular patogênico
Achromobacter: bastonetes gram negativos não móteis deterioram salsicha, ovo, leite água
mineral
Acinetobacter: gram negativo não móteis tolerantes a pH 3,3 com catalase positiva e oxidase
negativa
Flavobacterium: colônia amarelada catalase e oxidase positiva degradam peixes, carnes e leite
(lipolítica)
Moraxella: alimentos ricos em proteínas, mesmo resultado de flavobacterium
Photobacterium: ambientes aeróbicos e anaeróbios produzem odor de peixe e resistente a
embalagens com atmosfera modificada