UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA
DEPARTAMENTO DE PARASITOLOGIA, MICROBIOLOGIA E
IMUNOLOGIA
Fatores intrínsecos e extrínsecos
que controlam o desenvolvimento
microbiano nos alimentos
Disciplina: Microbiologia Aplicada à Nutrição
Professora: Alessandra Machado
Fontes de contaminação
1. Solo e água
2. Plantas
3. Utensílios
4. TGI de homens e animais
5. Manipuladores de alimentos
6. Pele dos animais
7. Ar e poeira
Sobrevivência/crescimento dos microrganismos
em um alimento
• Fatores intrínsecos – relacionados com as
características próprias do alimento.
• Fatores extrínsecos – relacionados com o
ambiente em que o alimento se encontra.
• Fatores Intrínsecos
– Atividade de Água (Aa);
– pH;
– Potencial de Oxidorredução;
– Composição do alimento;
– Presença de fatores antimicrobianos naturais;
– Estruturas biológicas;
– Interações entre os microrganismos no alimento.
• Fatores Extrínsecos
– Temperatura;
– Atmosfera envolvendo o alimento;
– Umidade relativa do ambiente.
Fatores Intrínsecos
Atividade de água - Aa
Os microrganismos necessitam de água para sua sobrevivência
=> metabolismo e multiplicação - a água deve estar na forma
disponível.
O parâmetro que mede a disponibilidade de água em um
alimento é chamado de Aa.
Relação entre a pressão parcial de vapor de água contida no
alimento (P) e a pressão parcial de vapor de água pura (Po), a
uma dada temperatura. Aa = P/Po
Os valores de Aa variam de 0 a 1:
Adição de sal, açúcar e outros solventes – reduz Aa por
reduzir o valor de P
Aa = P/Po
Solução saturada de NaCl: Aa = 0,75
Adição de açúcar – reduz Aa
Processos de remoção da água por desidratação e congelamento – reduz Aa
Efeito da diminuição da Aa
Aumento da fase lag do crescimento microbiano e a diminuição
da velocidade de multiplicação e do tamanho da população
microbiana final.
Este efeito é devido a alterações em todas as atividades
metabólicas, pois todas as reações químicas das células são
dependentes de água.
pH
A maioria das bactérias cresce
melhor em pH em torno de 6,5 a
7,5.
Algumas favorecidas em pH
acido, como as bactérias
láticas.
Bactérias patogênicas em pH
em torno de 7,0.
Bolores e leveduras maior
tolerância ao pH
Efeito do pH no crescimento microbiano
A maioria das bactérias cresce
melhor dentro de variações
pequenas de pH, sempre perto
da neutralidade, entre pH 6,5 e
7,5.
Classificação dos alimentos em relação ao pH
*Baseada no pH mínimo para multiplicação e produção da toxina de
Clostridium botulinum (pH 4,5) e no pH mínimo para multiplicação da
grande maioria doas bactérias (pH 4).
Efeito do pH adverso para a célula microbiana
O pH adverso afeta principalmente a respiração e o transporte
de nutrientes para dentro da célula microbiana.
Quando os microrganismos estão em pH diferente do neutro,
sua capacidade de multiplicação depende de sua capacidade
de modificar o pH adverso.
Em pH ácido => ativação de aminoácido-descarboxilases
Em pH alcalino => ativação de aminoácido-desaminases
Potencial de oxi-redução – Eh
Facilidade com que determinado substrato ganha ou perde
elétrons.
Quando o elemento perde eletróns – oxidado
Quando perde – reduzido
Quanto mais oxidado um composto, mais positivo é o seu
potencial de oxi-redução, e quanto mais reduzido, mais
negativo é o potencial.
Eh +
+350 a +500
Eh –
+30 a -250
Eh + e Eh –
-100 a +350
Eh + baixo
Vegetais
Carne moída
+300 a +400
+ 200
Composição Química
Água, fonte de energia, fonte de nitrogênio, vitaminas e sais
maneirais Devem estar disponível para multiplicação microbiana.
Fonte de Energia:
Açúcares, álcoois e aminoácidos;
Amido, celulose;
Lipídeos.
Fonte de nitrogênio:
Aminoácidos,
Nucleotídeos, peptídeos.
Vitaminas:
Complexo B, biotina e acido pantotênico.
Minerais:
Sódio, potássio, cálcio, magnésio, ferro, cobre, zinco etc..
Fatores antimicrobianos naturais
A estabilidade de alguns alimentos frente aos mo pode ser
devida a presença de substâncias naturalmente presentes nos
alimentos, retardando ou inibindo sua proliferação.
Condimentos: óleos essencias (eugenol no cravo e canela, alicina no
alho, timol e isotimol no orégano, etc..)
Ovos: A clara contem diversos agentes antimicrobianos (lisozima,
avidina, conalbumina - inibidores enzimáticos), além do pH
desfavorável a multiplicação (9 a 10).
Leite de vaca: Contem substâncias antimicrobianas naturais,
especificas e inespecíficas (Igs, fatores do complemento, macrófagos e
linfócitos), além de lactoferrina, lisozima, nisina.
Frutas: taninos, ácidos orgânicos e óleos essenciais
Estruturas biológicas
Funcionam como barreiras mecânicas para penetração de
microorganismos.
Ex: casca de nozes, dos ovos, película que envolve as
sementes.
Interações entre microrganismos
Um determinado mo ao se multiplicar em um alimento
produz metabólitos que podem afetar a capacidade de
sobrevivência /multiplicação de outros mos presentes ou
favorecer o crescimento de outros.
Produção de metabólitos por mo. Ex bactérias lácticas ( pH
do alimento);
Contaminação de certos alimentos por Pseudomonas - produz
tiamina e triptofano, essencial para S. aureus.
Estreptococos e lactobacilos produzem peróxido de
hidrogênio que é inibidor para muitas bactérias.
Muitos microrganismos produzem substâncias bactericidas
(bacteriocinas).
Fatores Extrínsecos
Temperatura Ambiental
Os microrganismos podem se multiplicar em uma
faixa que varia de -10 ºC a 110ºC.
Temperatura (C)
Grupo
Mínima
Ótima
Máxima
Termófilos
35-45
45-65
60-90
Mesófilos
5-25
25-40
40-50
Psicrófilos
-5 a +5
10-15
15-20
Psicrotróficos
-5 a +5
25-30
30-35
• Psicrófilos e psicrotróficos (Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium,
Micrococcus) – multiplicam-se bem em alimentos refrigerados, principais agentes de
deterioração de carnes, pescado, ovos, frangos.
• Mesófilos – grande importância em alimentos, maior parte dos patógenos.
• Bactérias termófilas importantes em alimentos (patogênicas e deteriorantes) –
gêneros Bacillus e Clostridium.
•Fungos – crescem em faixa de temperatura mais ampla do que bactérias – muitos são
capazes de se multiplicar em alimentos refrigerados.
•Leveduras – não toleram bem temperaturas altas, preferindo as faixas mesófila e
psicrófila.
FATORES EXTRÍNSECOS
Umidade Relativa do Ambiente (UR)
Há uma correlação estreita entre a Aa de um alimento e a
UR.
A umidade relativa interfere diretamente na atividade de
água do alimento. Se armazenamos um alimento de baixa Aa
em ambiente com alta umidade relativa, a Aa do alimento
aumentará, podendo levar a deterioração do alimento.
Fatores Extrínsecos
Composição Gasosa do ambiente
A composição gasosa do ambiente que envolve o alimento pode
determinar os tipos de microrganismos que poderão
nele
predominar.
Microrganismos aeróbios: presença de oxigênio favorece a multiplicação. Ex:
Bolores, leveduras oxidativas e bactérias (Pseudomonas, Moraxella, etc.)
Microrganismos anaeróbios: ausência de oxigênio causará a predominância
Ex: Clostridium.
Modificações na composição gasosa são capazes de causar
alterações na microbiota de determinado alimento.
Atmosfera modificada => ambiente em que o oxigênio é
total ou parcialmente substituído por outros gases =>
aumento da vida útil dos alimentos.
=> atmosfera contendo 10% de CO2 (frutas, carnes
vermelhas)
=> atmosfera contendo O2, N2 e CO2, NO e SO2
- Quais mo são capazes de crescer
neste alimento?
-Patogênico?
Deteriorante?
Produção de toxina?
- Qual “vida
alimento?
de
prateleira”
do
-É seguro?
É importante conhecer esses
fatores em conjunto e não
isoladamente – efeitos interativos.
O estudo das interações entre os vários fatores intrínsecos e
extrínsecos que afetam a capacidade de sobrevivência e de multiplicação
dos mo nos alimentos deu origem ao Conceito dos obstáculos.
Conceito dos obstáculos de Leistner
A combinação de fatores extrínsecos e fatores intrínsecos
pode servir como “obstáculo” ou “barreira” aos ataques dos
microrganismos.
Conceito dos obstáculos de Leistner
1. Cada um dos fatores contribui com
parcela igual no retardamento do
crescimento, até que seja bloqueado.
Alimento seguro.
2. Os quatro fatores são suficientes para
garantir a segurança do alimento.
3. Aa é suficiente para manter a
segurança do alimento, se a carga
microbiana for baixa.
4. Se a carga inicial for alta, os 4 fatores
serão insuficiente para controlar o
desenvolvimento microbiano.
5. O produto é enriquecido com mais
nutriente, o que causa um efeito
trampolim no crescimento microbiano.
A intensidade dos obstáculos deve ser
aumentada para que sejam eficientes e
impeçam
o
desenvolvimento
microbiano.
O conceito dos obstáculos deu origem a tecnologia dos
obstáculos
•
Utilização simultânea de mais de uma forma de controle
microbiano nos alimentos (ex: salga, acidificação,
processamento térmico, adição de conservantes, etc).
• Objetivo: obtenção de produtos alimentícios de prolongada
vida de prateleira e seguros à saúde.