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As fontes de contaminação por microrganismos mais comum são: fezes humanas e de animais, solo, mucosas e pele dos seres humanos, vetores e pragas, evisceração e manipulação mal realizada em alimentos de origem animal, ar, poeira, superfícies e utensílios mal higienizados. Fatores intrínsecos Os fatores intrínsecos são aqueles ligados diretamente as características dos alimentos: Atividade de água (Aa); Acidez/pH; Potencial de Óxi-redução (Eh); Composição química do alimento; Fatores antimicrobianos naturais; Interação entre microrganismos. Esses fatores são interdependentes, assim, ao mexer em um fator, o outro também sofre alteração. Curva de crescimento populacional de microrganismos vivos: 1- Fase lag: quase não há crescimento de microrganismos, é uma fase de adaptação; 2- Fase log: acontece um crescimento microbiano rápido; 3- Fase estacionária: o crescimento microbiano deixa de acontecer; 4- Fase de morte: acontece uma diminuição do número de células devido a uma existência de pH não adequado, esgotamento de nutrientes, etc. Atividade de água (Aa) Os microrganismos necessitam de água para sobreviverem, para o seu metabolismo e multiplicação, eles precisam de água na forma disponível, na forma livre, as moléculas de água que estão ligadas a macromoléculas, não conseguem interagir com os microrganismos. A atividade de água mede a disponibilidade de água passível de ser utilizada por microrganismos, mede a água livre. O cálculo é feito pela divisão entre a pressão parcial de vapor de água contida no alimento (P) pela pressão parcial de vapor da água pura (Po) que é 1 em uma dada temperatura. A água total não importa para a AA. Os valores de Aa variam de 0 a 1 e podem ser reduzidos diante da adição de sais, de açúcares, desidratação e congelamento, por exemplo. Os fatores intrínsecos são interdependentes. Desse modo, a qualquer temperatura, a capacidade de microrganismos multiplicarem-se abaixa quando a Aa abaixa. Quanto mais próxima da temperatura ótima de multiplicação, mais larga é a faixa de Aa em que o crescimento bacteriano é possível. A presença de nutrientes também é importante, pois amplia a faixa de Aa em que microrganismos podem multiplicar-se. A Aa limitante para o crescimento de determinado microrganismo depende ainda de fatores intrínsecos que podem agir simultaneamente, quando esses fatores provocam um afastamento das condições ótimas para a multiplicação de determinado microrganismo, mais alto será o valor de Aa necessária. Em maior Aa cresce com mais facilidade as bactérias, em Aa um pouco menor cresce as leveduras e os mofos crescem na menor Aa. Aa = P/Po Aa Microrganismos 0,90 a 0,91 Bactérias deteriorantes 0,87 a 0,88 Leveduras deteriorantes 0,80 Bolores 0,75 Bactérias halófilas 0,65 Bolores xerófilos 0,60 Leveduras osmofílicas Na maioria dos alimentos frescos, a Aa é superior a 0,95. O microrganismos possuem um valor mínimo, um valor máximo e um valor ótimo de Aa para a sua multiplicação. A diminuição da Aa do valor considerado ótimo favorece: Aumento da fase lag; Diminuição da velocidade de multiplicação; Diminuição da população final. Não se pode afirmar que quanto maior a Aa maior é crescimento de microrganismos porque chega em um momento que esse crescimento é dificultado, quando chega no valor de Aa pura (o valor é 1), os microrganismos terão maior dificuldade para desenvolver porque os nutrientes estão muito diluídos e os compostos mais dispersos. Acidez (pH) É o potencial hidrogênio iônico. Respeita uma escala de 0 a 14, em que o ácido está de 0 a 6, o neutro é 7 e o básico é de 8 a 14. Observa-se que o pH em torno da neutralidade, entre 6,5 e 7,5 é o mais favorável para a maioria dos microrganismos. Classificação da acidez dos alimentos: Baixa acidez >4,5 (são os mais sujeitos a multiplicação microbiana, tanto de espécies patogênicas quanto de espécies deteriorantes); Ácido <4,5 – 4,0 (predominância de crescimento de leveduras, bolores e algumas poucas espécies bacterianas, principalmente bactérias láticas e algumas espécies de Bacillus); Muito ácido < 4,0 (o crescimento fica restrito quase que exclusivamente a bolores e leveduras). Essa faixa foi desenvolvida com base no pH que o Clostridium botulinum se desenvolve (4,5) e no pH mínimo para multiplicação da grande maioria das bactérias (4,0). Bolores e Leveduras 1,5-3,5 Sacharomycces e Aspegillus sobrevivem; Bactérias 4,5 Clostridium e Lactobacillus sobrevivem. Bolores e leveduras são mais tolerantes ao pH, sendo que os bolores podem multiplicar-se em valores de pH mais baixos que as leveduras e as leveduras são mais tolerantes do que as bactérias, entre elas, as patogênicas são as mais exigentes quanto ao pH. A medição do pH é feita com pH ou potenciômetro. O pH adverso afeta principalmente a respiração dos microrganismos, por ação em suas enzimas e no transporte de nutrientes para dentro da célula microbiana. O pH desfavorável aumenta a fase lag de crescimento microbiano. Alguns microrganismos na fase de adaptação tem a capacidade de modificar o pH do meio: Em pH ácido (próximo a 4,0) ativam enzimas como as aminoácido-descarboxilases, produzindo aminas que aumentam o pH do meio (alcalinizam); Em pH alcalino (próximo a 8,0) ativam enzimas como aminoácidos-desaminases, que produzem ácidos orgânicos que aumentam a acidez do meio; Redução de ácidos a álcoois (ex.: ácido butírico a butanol) levando ao aumento do pH. Potencial de Oxi-Redução em um sistema (Eh) Os processos de oxidação e redução estão relacionados com a troca de elétrons entre compostos químicos. É a facilidade com que um determinado substrato ganha (reduzido) ou perde elétrons (oxidado). Eh+ significa presença de oxigênio e Eh- é ausência de oxigênio. Quando os elétrons são transferidos de um composto para outra, é gerado uma diferença de potencial elétrico entre os compostos que poderá ser medida e expressa em milivolts (mV). Microrganismos aeróbios como bolores, leveduras oxidativas, bactérias deteriorantes e algumas patógenas precisam de Eh+. Ex.: Pseudomonas, Bacilus cereus; Microrganismos anaeróbicos como bactérias patogênicas e deteriorantes precisam de Eh-. Ex.: Clostridium e Desulfatomaculum; Microrganismos microaerófilos (são aeróbios) multiplicam-se melhor em Eh baixo (negativo). Ex.: bactérias láticas, lactobacilos, estreptococs e campilobactérias; Microrganismos anaeróbios facultativos multiplicam-se em Eh+ ou -. Ex.: Leveduras fermentativas e Enterobactérias. Alimento Eh Alimentos de origem vegetal +300 a +400 mV Carnes em grandes pedaços -200 mV Carne moída +200 mV Músculo logo após a morte +250 mV Músculo 30h após a morte (após rigor mortis) -250 mV Queijos -20 a -200 mV Os fungos de importância em alimentos: a maioria são bolores aeróbios e leveduras aeróbicas ou anaeróbicas. Composição química do alimento A composição química do alimento varia da fonte de energia (açúcares, álcoois, aminoácidos e lipídeos), quantidade de nitrogênio (a fonte principal são os aminoácidos, mas outros também são utilizados), vitaminas (as mais importantes são as do complexo B, biotina e o ácido pantotênico), minerais (destaque para o sódio, potássio, cálcio e magnésio) e água. De modo geral, as bactérias Gram-positivas são mais exigentes nas suas necessidades de vitaminas (nas frutas já serão mais difíceis de se desenvolver devido à baixa de vitamina B), enquanto, as Gram-negativas e os bolores conseguem sintetizar quase ou todos os seus fatores necessários para o crescimento. Fatores antimicrobianos naturais Eles estão naturalmente presentes nos alimentos e protege-os de uma deterioração. Eugenol no cravo; Lisozima no ovo; Ácido benzoico na ameixa; Lactoferrina no leite. As cascas dos alimentos também são coisas que protegem os alimentos, como a casca do ovo, do arroz, da noz. Interação entre microrganismos Tem microrganismos que produz metabólitos que inibe o crescimento de outro microrganismo, tem microrganismo que melhora o meio fazendo com o que cresça mais um microrganismo na presença dele e tem os microrganismos que competem por um substrato. Dessa forma, produtos do metabolismo de um microrganismo podem afetar, negativamente ou positivamente a sobrevivência e multiplicação de outros microrganismos. Ex.: antibióticos, bacteriocinas, peróxido de hidrogênio, ácidos orgânicos, etc. Bactérias láticas: produzem ácido lático que diminui o pH do meio; Leveduras consomem ácido lático (alimentos fermentados) e aumentam o pH do meio; Pseudomonas aeruginosa produz tiamina e triptofano que são essenciais para o crescimento de Staphylococcus aureus, assim, na presença de Pseudomonas acontece um crescimento mais rápido de Staphylococcus; Estreptococos e lactobacilos eles produzem água oxigenada que diminui o crescimento de Pseudomonas spp., Bacillus spp., Proteus spp.
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