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MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS GRADUAÇÃO EM NUTRIÇÃO AULA 01 PROFa. Ma.. Nara Rúbia REVISÃO Os microrganismos podem ser encontrados em todos os ecossistemas e em associação com todos os organismos. ■ Bactérias * Típicas: bacilos, esferas ou espirais * Atípicas: Mycoplasmas, Chamydia e Rickettsia (não apresentam componentes estruturais e metabólicos característicos) ■ Fungos ■ Parasitas ■ Vírus FLORA NORMAL ■ Pele ■ Olhos ■ Boca e nariz ■ Trato intestinal e urogenital ■ FUNÇÕES Benéficas Prejudiciais Patogênese Bacteriana ■ Fatores de virulência 1. Entrada no hospedeiro Vias de penetração: CONTATO DIRETO: pessoa /pessoa (toque, beijo, sexo) CONTATO INDIRETO: fômites (toalha, roupa de cama, seringas, talheres) VEÍCULOS: Água, Alimentos, ar, sangue, fluídos VETORES: Mecânica (patas, corpo) Biológica (barbeiro) 2. Aderência às células do hospedeiro 3. Invasão 4. Toxinas bacterianas ■ Variação antigênica ■ Qual é o patógeno? ■ Infecções transmissíveis ou não transmissíveis (Vibrio cholerae; Clostridium botulinum) ■ FERMENTAÇÃO E RESPIRAÇÃO Patogênese Viral ■ Patogênese viral no nível celular (morte celular, transformação) ■ Infecções iniciais (rotas de entrada, sítios típicos de localização, disseminação e transmissão viral) ■ Modos de transmissão Viral 1. In útero - transmissão transplacentária 2. Durante o parto 3. Leite materno 4. Alimentos e água ■ Diagnóstico Microbiológico ■ Vacinas e Antibióticos ■ Morbidade, mortalidade e letalidade ■ Modo de transmissão ■ Modo de contaminação ■ Período de incubação ■ Suscetibilidade e resistência HISTÓRICO DOS MICRORGANISMOS NOS ALIMENTOS CAPÍTULO 01 - JAY ■ O período de produção dos alimentos data de 8 a 10 mil anos atrás e, é claro, estende-se até hoje. ■ Desenvolvimentos históricos: Conservação dos alimentos • 1782- Um químico suíço introduziu o vinagre enlatado. • 1813- Incubação pós-processamento de alimentos enlatados (O uso do SO2 )-Dióxido de enxofre • 1835- Patente do leite condensado a Newton. • 1839- L.A. Fastier recebeu a patente pelo uso da salmoura para aumentar a temperatura de ebulição da água. • 1842- H. Benjamin recebeu a patente por congelar alimentos mediante imersão em gelo e salmoura. • 1874- Iniciou-se o uso extensivo de gelo para o transporte de carne no mar. • 1880- Iniciou-se a pasteurização do leite na Alemanha. • 1882- Krukowitsch foi o primeiro a perceber os efeitos destrutivos do ozônio. Degradação dos alimentos • 1659- Kircher demonstrou a ocorrência de bactérias no leite. • 1680- Leeuwenhoek foi o primeiro a observar células de leveduras. • 1873- Gayon realizou o primeiro estudo sobre deterioração de ovos. • 1902- O termo psicrófilos foi usado pela primeira vez para microrganismos que cresciam a 00C. Toxinfecções Alimentares • 1820- O poeta alemão descreveu a intoxicação por linguiças (botulismo). • 1960- Foi relatada pela primeira vez a produção de aflatoxinas por Aspergillus flavus. • 1982- Ocorreram os primeiros surtos de colite hemorrágica nos EUA. TAXONOMIA BACTERIANA ■ Homologia de DNA e % de G + C no DNA ■ Semelhanças entre as sequencias de rRNA 23S, 16S e 5S ■ Análises taxonômicas numéricas das proteínas solúveis ■ Análises da parede celular ■ Perfis sorológicos ■ Perfis de ácidos graxos na célula FONTES DE CONTAMINAÇÃO ■ As principais fontes de contaminação são: a) Solo e água Esses dois ambientes são colocados juntos porque muitos dos fungos e bactérias que habitam ambos têm muito em comum. b) Plantas e derivados Pode assumir que a maioria dos organismos da água e do solo contaminam as plantas. (Pseudomonas, Corynebacterium e mofos). c) Utensílios Alimentos colocados nos mesmos recipientes. d)Trato intestinal A biota do trato gastrintestinal é transferida para a água e para os alimentos quando águas poluídas são utilizadas para lavar alimentos crus. e) Manipuladores de alimentos A microbiota da mão e do vestuário externo dos manipuladores de alimentos normalmente reflete o meio e os hábitos individuais. f) Rações animais Constituem uma fonte de salmonelas para os frangos e outros. A silagem é uma conhecida fonte de Listeria monocytogenes. g) Estoque e animais h) Ar e Pó Maioria fungos; Ductos de ar. Alimentos ► Meio adequado para o crescimento microbiano ou seja, alimentos como substrato dos microrganismos. - Deterioração - Disseminação de infecções - Intoxicações - produção de alimentos - conservação de alimentos IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS Os microrganismos podem desempenhar papeis muito importantes nos alimentos, sendo possível classifica-los em 3 grupos, dependendo do tipo de interação existente entre microrganismo e alimento. 1. Microrganismos que alteram os alimentos – os microrganismos nos alimentos são causadores de alterações químicas prejudiciais, resultando na “deterioração microbiana”. A deterioração resulta em alterações de cor, odor, sabor, textura e aspecto do alimento. 2. Microrganismos causadores de doenças – os microrganismos nos alimentos podem apresentar risco a saúde “MICRORGANISMOS PATOGÊNICOS”, podendo afetar tanto o homem como os animais. As características das doenças que esses microrganismos causam dependem de uma serie de fatores inerentes ao alimento, ao microrganismo em questão e ao individuo a ser afetado. Os microrganismos patogênicos podem chegar ao alimento por varias vias, sempre refletindo condições precárias de higiene durante a produção, armazenamento, distribuição ou manuseio em nível doméstico. 3. Microrganismos que causam alterações benéficas ao alimento – há microrganismos que modifica as características originais do alimento de forma à transforma-lo em um novo alimento. Esse processo é chamado de FERMENTAÇÃO . Neste grupo estão todos os microrganismos utilizados na fabricação de alimentos fermentados. Ex: queijos; bebidas lácteas fermentadas; cervejas, vinhos, pães, picles, chucrute, azeitonas, etc Microrganismos como agentes patogênicos transmitidos por alimentos. Infecção ≠ Intoxicação ■ Infecção Microrganismo ativo presente nos alimentos. Ingestão do patógeno através do alimento contaminado ■ Intoxicação Microrganismo ativo ausente nos alimentos. Ingestão da toxina microbiana pré formada. ■ Toxinfecções São causadas por microrganismos toxigênicos, cujo quadro clínico é provocado por toxinas liberadas quando estes se multiplicam, esporulam ou sofrem lise na luz intestinal EXEMPLOS: Gastroenterites (Bacillus cereus); Salmoneloses (Salmonella thyphimurium); MECANISMOS DE DEFESA CONTRA INVASÃO E A PROLIFERAÇÃO DE MICRORGANISMOS ■ Parâmetros Intrínsecos Os parâmetros dos tecidos animais ou vegetais que são parte inerente desses tecidos (características própria do alimento). Microbiota natural São parâmetros intrínsecos: • pH • Umidade • Potencial de oxidação-redução (Eh) • Quantidade de nutrientes • Constituintes antimicrobianos • Estruturas biológicas ■ Parâmetros Extrínsecos Os parâmetros extrínsecos dos alimentos são aquelas propriedades do meio de armazenamento que afetam os alimentos e os microrganismos. • Temperatura de armazenamento • Umidade relativa do meio • Presença e concentração dos gases • Presença e atividade de outros microrganismos Qual microrganismo? FATORES INTRÍNSICOS X FATORES EXTRÍNSICOS Se relacionam, não atuam isoladamente, situações que favorecem ou protegem a ação destes fatores. ■ Potencial Hidrogeniônico – pH pH = - Log {H+}; Quanto > H+ <pH, e consequentemente mais ácido o alimento. • A maioria dos microrganismos cresce melhor com valores de pH em torno de 7,0 (6,6-7,5). • Qualidade das carnes rigor mortis O pH do alimento é um dos principais fatores intrínsecos capazes de determinar o crescimento, sobrevivência ou destruição dos microrganismos nele presentes; BBolores e Leveduras O aumento da acidez ocorre pela ação de ácido lático,formado a partir do glicogênio muscular. O pH do músculo vivo é próximo à neutralidade (cerca de sete), e após o abate pode descer até 5,5 se a reserva de glicogênio for normal ■ Alimentos Tamponados (as carnes apresentam maior capacidade tamponada que as verduras e hortaliças) ■ Alguns alimentos são caracterizados por sua acidez inerente, outros devem sua acidez ou pH à ação de certos microrganismos (acidez biológica-leites fermentados, conservas) ■ Os fatores ambientais interagem com o pH/Temperatura/Concentração salina. ■ Em linhas gerais, a grande maioria dos microrganismos se multiplica melhor em valores próximos à neutralidade; ■ Cada microrganismo tem valor de pH mínimo, máximo e ótimo para crescimento Bactérias: pH – 4,5 a 7,5 Fungos: pH – 2,0 a 9,0 Levedura: – 1,0 a 8,0 ■ Alimentos são classificados em: Muito ácidos: pH < 4,0 (maça, geléias, suco abacaxi, etc) Ácidos: pH entre 4,0 e 4,5 (uva, tomate, suco laranja, etc) Pouco ácidos: pH > 4,5 (batata, cenoura, queijo, carne...) ■ Classificação de acordo com o pH dos alimentos Alimentos de baixa acidez-pH> 4,5 - Suscetíveis à multiplicação microbiana- patógenos e deteriorantes. Alimentos ácidos-4,0<pH<4,5 - Leveduras e bolores e bactérias acidófilas Alimentos muito ácidos- pH,4,0 - Restrito a bolores e leveduras ■ Umidade Um dos métodos mais antigos e preservação é a secagem ou desidratação. A preservação dos alimentos por meio da secagem é uma consequência direta da remoção da água, sem a qual os organismos não conseguem crescer. Atividade de água (aw) do meio Água pura possui (aw) igual a 1,00 Uma solução a 22% de NaCl possui (aw) de 0,86 Solução saturada de NaCl possui (aw) de 0,75 • A atividade de água da maioria dos alimentos está acima de 0,99 • Bactérias deteriorantes de alimentos não crescem com (aw) menor que 0,91 • Mofos podem crescer a (aw) de 0,80 reduzir o crescimento (lag) Diminuir a (aw) reduzir a população final ■ Valores mínimos de Aa de alguns grupos: Bactérias Halofílicos - alto [sal]- Aa 0,75 Bolores Xerofílicos- secas- Aa 0,65 Bolores Osmofílicos - alto [açúcar] – Aa 0,60 ■ Valor limitante para qualquer microrganismo- 0,60 ■ Potencial de Oxidação –Redução (Eh) Potencial de O/R de um substrato pode ser definido, de um modo geral, pela facilidade com a qual o substrato ganha ou perde elétrons. Relacionado com a capacidade de fixar ou não o O2 atmosférico DOA ELÉTRONS BOM AGENTE REDUTOR RECEBE ELÉTRONS BOM AGENTE OXIDANTE • Alimentos que fixam elétrons, não os deixam livres para os microrganismos; • Alimentos que não fixam elétrons, portanto favorecem os microrganismos, que dele (O2) necessitam • A oxidação também pode ser alcançada pela adição de oxigênio • Microrganismos aeróbios necessitam de valores de Eh positivos (oxidantes) • Microrganismos Anaeróbios necessitam de valores de Eh negativos (redutores) * Ácido ascórbico em carnes e açúcares em frutas e verduras! ■ Microrganismos podem ser: aeróbios: precisam de oxigênio p/ crescer (Eh+) anaeróbios: crescem na ausência de oxigênio (Eh-) anaeróbios facultativos: com ou sem oxigênio microaerófilos: baixos teores de oxigênio (Eh~0) • Microrganismos aeróbios necessitam de valores de Eh positivos (oxidantes) • Microrganismos Anaeróbios necessitam de valores de Eh negativos (redutores) ■ Quantidade de Nutrientes Para um bom crescimento e funcionamento, os microrganismos presentes nos alimentos necessitam de: • Água • Fonte de energia • Fonte de nitrogênio • Vitaminas e fatores de crescimento • Minerais ■ Constituintes Antimicrobianos A estabilidade de alguns alimentos diante do ataque de microrganismos deve se a presença de certas substâncias naturais que mostram atividade antimicrobiana. eugenol-cravo da índia e canela alicina-alho timol-orégano ■ Parâmetros Extrínsecos Propriedades do meio de armazenamento que afetam os alimentos e os microrganismos. São parâmetros extrínsecos : • Temperatura de armazenamento • Umidade relativa do meio • Presença e concentração de gases • Presença e atividade de outros microrganismos ■ Temperatura de armazenamento Os microrganismos crescem em uma ampla faixa de temperatura. A mais baixa temperatura de crescimento de um microrganismo conhecida hoje é – 34 0C A mais alta temperatura é acima de 100 0C. Classificação: • Crescem bem a 7 0C ou abaixo e possuem sua temperatura ótima de crescimento entre 20 0C e 30 0C PSICROTRÓFICOS • Crescem bem entre 20 0C e 45 0C e possuem sua temperatura ótima de crescimento entre 30 0C e 40 0C MESÓFILOS • Crescem bem a 45 0C ou mais e possuem temperatura ótima de crescimento entre 55 0C e 65 0C TERMÓFILOS Exemplos de microrganismos bacterianos! Pseudomonas Clostridium ■ Umidade Relativa do Meio A UR do meio de armazenamento é importante tanto sob o ponto de vista de atividade da água no interior dos alimentos como do crescimento de microrganismos sobre sua superfície. Alimentos que sofrem deterioração por mofos, leveduras e certas bactérias em sua superfície devem ser armazenados em condições de baixa UR. X EQUILIBRIO Condições de UR adequadas! Possibilidade de crescimento superficial de organismos como a qualidade que deve ser preservada no alimento. ■ Presença e concentrações de gases no ambiente O uso de atmosfera controlada envolvendo os alimentos poderá modificar a natureza do processo de deterioração, podendo retardá-lo, como por exemplo, a presença de O2 para os anaeróbios O dióxido de carbono (CO2) é o gás atmosférico mais importante utilizado no controle de microrganismos em alimentos O ozônio (O3) é outro gás atmosférico que possui propriedades antimicrobianas e é utilizados a décadas como agente para prolongar a vida de prateleira de certos alimentos. O processamento de alimentos com ozônio é uma alternativa ambientalmente apropriada para os saneantes químicos, pode ser utilizado em todas as etapas da cadeira de alimentos, da limpeza das instalações, no processo, ar, águas de abastecimento e efluentes. O ozônio aumenta a segurança de alimentos frescos, amplia a vida de prateleira "organicamente". O FDA permite/recomenda o uso de ozônio no processamento de alimentos, ou como aditivo direto em alimentos. * FDA é a sigla de Food and Drug Administration, que significa Administração de Comidas e Remédios (em português). Classificação dos Alimentos pela facilidade com que se alteram: ■ 1. Alimentos estáveis ou não perecíveis - não são alterados facilmente (açúcar, farinha) ■ 2. Alimentos semiperecíveis - conservando e manipulando de forma apropriada permanecem sem alteração (batatas, maças, nabos, nozes sem casca) ■ 3. Alimentos perecíveis - incluem os alimentos mais importantes do consumo cotidiano, os quais se alteram com facilidade (carnes, pescados, a maioria das frutas, hortaliças, ovos, leite) ■ Presença e Atividade de outros microrganismos Alguns microrganismos naturalmente presentes em alimentos produzem substâncias que são inibitórias ou letais para outros microrganismos. * Antagonismo láctico Bibliografia PELCZAR, J. e col. Microbiologia: conceitos e aplicações v. I e II. MC Graw- Hill: São Paulo, 1989. TRABULSI, L. R. & ALTERTHUM, F. GOMPERTZ, O. F. & CANDEIAS, J. A. MICROBIOLOGIA. 3 ed. São Paulo Atheneu, 2005. JAY, J.M. Microbiologia dos Alimentos. 6.ed. Porto Alegre: Artmed, 2005. FRANCO, B.D.G.M. & LANGRAF, M. Microbiologia dos Alimentos. São Paulo: Atheneu, 2005. Mortalidade - Variável característica das comunidades de seres vivos, refere-se ao conjunto dos indivíduos que morreram num dado intervalo de tempo. Letalidade - Entende-se como o maior ou menor poder que uma doença tem de provocar a morte das pessoas. Obtém-se a letalidade calculando-se a relação entre o número de óbitos resultantes de determinada causa e o número de pessoas que foram realmente acometidas pela doença, com o resultado expresso em percentual. A letalidade da escabiose é nula,e a da raiva é de 100%, havendo uma extensa gama de porções intermediárias entre esses extremos Morbidade – Variável característica das comunidades de seres vivos, refere-se ao conjunto dos indivíduos que adquiriram doenças num dado intervalo de tempo. Denota-se morbidade ao comportamento das doenças e dos agravos à saúde em uma população exposta. Número de mortes pelo novo coronavírus na China ultrapassa o de SARS ■ Até agora são 811 mortos. Epidemia de SARS matou 774 pessoas. Fonte: http://agenciabrasil.ebc.com.br/internacional/noticia/2020- 02/numero-de-mortes-pelo-novo-coronavirus-na-china-ultrapassa-o-de- sars; acesso em 09/02/2020. http://agenciabrasil.ebc.com.br/internacional/noticia/2020-02/numero-de-mortes-pelo-novo-coronavirus-na-china-ultrapassa-o-de-sars
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