Fatores que controlam o
desenvolvimento microbiano em
alimentos
Hector Abel Palacios Cabrera
Aula 4- 2010
Alimentos e microrganismos


Todos os alimentos apresentam uma microbiota natural variável,
geralmente concentrada na superfície, embora partes mais
internas possam eventualmente conter formas microbianas
variadas.

Nas diferentes etapas da obtenção de produtos processados,
os alimentos podem ser contaminados por diferentes
microrganismos do ambiente, superfícies, utensílios,
equipamentos e de manipulação inadequada.

A definição dos microrganismos predominantes no alimento depende
de fatores inerentes do alimento e das condições ambientais: os
fatores que controlam o desenvolvimento microbiano-esses fatores
vem de encontro à fisiologia microbiana!!
Esses fatores no final, vão responder
os seguintes questionamentos:

Porque certo alimento é alterado mais por bolores e outros
mais por bactérias????

Porque a legislação pede esses parâmetros de analises
para esse grupo de alimento?

Importante saber o porque dessas questões!!!Saber porque
estamos analisando tal alimento para certo
microrganismo!!!!

Compreender em que se baseia a tecnologia de alimentos

Quais são afinal esses fatores???????????
Fatores que controlam o
desenvolvimento microbiano

Fatores intrínsecos – relacionados com propriedades
dos alimentos. Atividade da água (Aa), acidez (pH),
potencial de óxido-redução (Eh), composição química,
presença de antimicrobianos naturais, interações entre
microrganismos presentes.

Fatores extrínsecos – relacionados com o ambiente.
Umidade, temperatura, composição de gases na
atmosfera que envolve o alimento.
Fatores Intrínsecos

Relacionados ao alimento/produto:
Acidez (pH), Atividade da água (Aa),
potencial de óxido-redução (Eh),
composição química, presença de
antimicrobianos naturais, interações
entre microrganismos presentes... Tudo
que tecnologicamente ou naturalmente
faz parte do produto alimentício...
Intrinseco:1-pH
pH = - log [ H + ] ou log [ 1 / [ H + ] ]
[ H+] = concentração hidrogeniô
nica do ácido dissociado.
pH de um alimento(substrato)- varia de 1 a 14-muito ácidos a
extremamente básicos
E um parâmetro tão importante, que divide os alimentos em categorias
Classificação dos alimentos qto ao pH
A ) Alimentos de Baixa Acidez ( pH > 4,5)
- São alimentos potentes para crescimentos de
patogênicos e deteriorantes  por isso, vão sofrer algum
processo para destruir os microrganismos
Ervilhas, carnes , leite, vegetais ( exceção : frutas
(maioria) , azeitona, tomate) , ovos
Predomina crescimento de bactérias
B ) Alimentos Ácidos ( pH 4,0 - 4,5 )
Iogurtes e outros leites fermentados, conservas vegetais acidificados (
azeitonas, pepinos), vegetais fermentados, tomates e derivados , frutas
como : caju, pera, ameixa, banana, manga, goiaba)
Bolores, leveduras, bactérias lácticas, acéticas, algumas
esporogênicas como B. coagulans
C ) Alimentos de Alta Acidez ( pH < 4,0)
Refrigerantes, picles em conserva, maionese, molhos para saladas ,
sucos / polpas de frutas ( abacaxi, morango, limão, laranja)
Bolores, leveduras e poucas bactérias lácticas e acéticas.
Valores de pH para multiplicação de
microrganismos relevantes em alimentos
Microrganismo
pH mínimo pH ótimo
pH
máximo
Bactérias
4,5
6,5-7,5
9,0
Bolores
1,5-3,5
4,5-6,8
8-11
Leveduras
1,5-3,5
4,0-6,5
8,0-8,5
Valores de pH de alguns alimentos
Alimento
pH
carne
5,5 – 6,2
frango
6,2 – 6,4
peixe
6,6 – 6,8
leite
6,3 – 6,5
clara de ovo
9 -10
tomate
4,2 – 4,3
maçã
2,9 – 3,3
banana
4,5 – 4,7
milho
7,3
alface
6,0
cenoura
4,9 –6,0
Intrínsecos: 2.Atividade de água- Aa ou
Aw (water activity)

Para metabolismo e multiplicação os
microrganismos necessitam de água na forma
disponível dos alimentos. A atividade de água
mede esse parâmetro.

É a relação entre pressão parcial de vapor d
água contida na solução do alimento(P) e a
pressão parcial de vapor da água pura (Po) a
uma dada temperatura.Aa= P/Po

A adição de sais, açucares e outros, provoca A
REDUÇÃO DO VALOR DE Aa. Os valores
variam de 0 a 1.
Valores mínimos de Aa que permitem a multiplicação de
microrganismos relevantes em alimentos
Grupos de microrganismos
Valores mínimos de Aa
Maioria das bactérias
0,91
Maioria dos bolores
0,80
Maioria das leveduras
0,88
Bactérias halofílicas
0,75
Fungos xerofílicos
0,65
Leveduras osmofílicas
0,60
Valores de Aa em alimentos

Aa 0,98 ou superior – carnes e pescado frescos, frutas e
hortaliças frescas, leite e a maioria das bebidas, hortaliças,
enlatadas em salmoura, frutas enlatadas em pouco açúcar.

Aa 0,93 a 0,98 – pasta de tomate, queijo industrial, carnes
curadas enlatadas, embutidos enlatados e frutas enlatadas
com alta concentração de açúcar.

Aa 0,85 a 0,93 – embutidos secos e fermentados, presunto
fresco,, leite condensado.

Aa 0,60 a 0,85 – frutas dessecadas, farinhas, cereais, geléias e
compotas, nozes.

Aa inferiores a 0,60 – Chocolate; mel; macarrão; biscoitos;
batata chips, leite em pó, vegetais desidratados, mel, ovos e
hortaliças desidratados e em pó.

A AW da maioria dos meios de cultura usados em laboratório
varia de 0,999 à 0.990.
Exemplos de alimentos conservados por Aa
ADIÇÃO
DE
AÇÚCAR
CONCENTRAÇÃO
SALGA
Monitoramento da
UR do ambiente
DESIDRATAÇÃO
Intrínseco – 3.Potencial de óxido-redução – Eh

Facilidade com que determinado substrato ganha (se reduz) ou
perde elétrons (se oxida).

A diferença de potencial pode ser medida com instrumentos
apropriados em volts (v) ou milivolts (mV).

Quanto mais oxidado, mais positivo é o potencial e quanto mais
reduzido, mais negativo.

Mas o importante é saber que:-proximo slide!!!
Intrínseco: Potencial de Oxido redução
Os aeróbios requerem valores positivos de Eh
para se multiplicarem.Inclui: bolores, leveduras,
bactérias deteriorantes como a Pseudomonas,
entre outras. Algumas patogênicas como
Bacillus cereus, também !!


Os anaeróbios, requerem valores baixos

As bactérias facultativas ex: família
Enterobacteriaceae, e as leveduras - se
multiplicam bem em ambas as condições...
Valores de Eh para multiplicação de
microrganismos
Microrganismo
Eh de crescimento em mV
Aeróbios
+ 350 a + 500
Anaeróbios
+ 30 a – 250 (melhor – 150)
Anaeróbios facultativos
+ 100 a + 350
Potencial redox de alguns alimentos
Alimento
Eh (mV)
Carnes em grandes
pedaços sólidos
Carne moída
200
Queijos
-20 a -200
-200
Intrínseco -4. Interações entre
microrganismos –no alimento

A multiplicação de um microrganismo pode gerar:

Produtos tóxicos para outros microrganismos - água
oxigenada do Streptococcus sp inibe Pseudomonas,
Bacillus sp e Proteus sp, álcool de leveduras e ácido
láctico.

Produtos benéficos para outros microrganismos - tiamina e
triptofano de Pseudomonas sp favorecem S. aureus.
Interações... exemplo




Alguns microrganismos produzem determinadas
substancias com atividade bactericida: as bacteriocinas.
Bacteriocinas são proteínas simples, e o mecanismo de
ação não esta bem elucidado, mas sabe-se que a porção
protéica é fundamental para a atividade.
Ex: a lisina, é uma bacteriocina produzida por
Lactobacillus lactis e impede o desenvolvimento de gram
positivos e a germinação de seus esporos, mas não é
ativa contra gram negativos.
Maior interesse na área de alimentos: bactérias lácticas
produzem uma ou mais bacteriocinas_ ver tabela
Algumas bacteriocinas úteis para
alimentos
Gênero
Bactericina
Pediococcus
Pediocinas
P. acidilactici
Pediocina PA-1, AcH
P. pentosaceus
Pediocina A
Lactococcus lactis spp lactis
Nisina A, E
Lactobacillus sake
Sacacina A
L. plantarum
Plantaricina
L. helveticus
Halveticina
Fatores Extrínsecos

Fatores ambientais-externos ao
alimento: Temperatura, Umidade relativa
do ambiente, composição gasosa do
ambiente.
Extrínseco:1.Temperatura_Fator mais
importante!!!!!!
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

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




Microrganismos podem se multiplicar entre -35º C a 90º
C.
Classificação de acordo com a temperatura ideal de
multiplicação:
- Psicrófilos (0º C a 20º C)
- Psicrotróficos (0º C a 7º C)
Alimentos refrigerados. Deterioração de pescados,
carnes, frangos.
- Mesófilos (25º C a 40º C)
Maioria, inclusive os patógenos
- Termófilos (45º C a 65º C)
alguns patógenos e detrioradores.
Importante: patógenos

Os patógenos estão classificados na sua
grande maioria entre os microrganismos
mesofilos: aqueles que crescem em
temperaturas entre 20 a 450C.
Grupos de microrganismos baseados na
temperatura ótima de crescimento
Microrganismo
Termófilos (Bacillus e Clostridium)
Temp. º C
55 a 75
Mesófilos (bactérias patogênicas, alguns bolores e 30 a 45
leveduras, deterioradoras)
Psicrotrófilos (Pseudomonas, Acinetobacter,
Flavobacterium, Micrococcus, Listeria)
25 a 30
Psicrófilos (Pseudomonas, Acinetobacter,
Flavobacterium, Micrococcus)
12 a 15
Extrínseco:2. Umidade relativa do ambiente
(UR)




Há correlação direta entre Aa e umidade relativa do
ambiente.
Alimento em equilíbrio com a atmosfera: % UR = Aa x
100
UR elevada + Alimento desidratado (Aa baixa) 
alimento absorve umidade do ambiente sofre
deterioração geralmente de origem fúngica.
UR reduzida + alimento com Aa alta  desidratação
superficial do alimento com alteração das
propriedades oprganolépticas.
Umidade Relativa:cont.


A capacidade de multiplicação dos
microrganismos dependerá do Aa final.
A relação UR/Aa deve ser levada em
conta para garantir o controle do
desenvolvimento microbiano e
prolongamento do tempo de
armazenagem.
Extrínseco:3.Composição gasosa do ambiente

Determina os tipos de microrganismos que irão
predominar.

A atmosfera controlada pode retardar o processo
de deterioração.
O CO2 pode retardar a deterioração de frutas e
produtos cárneos.
O O2 pode inibir o desenvolvimento de
anaeróbios....


Exemplo pratico- O porque da importância
de se conhecer os fatores...

Ex.: Alimento embalado a vácuo,
conservado a temperatura ambiente,
com pH perto do neutro,
Aw=0,98.......quem pode
alterar??Bactérias mesófilas anaeróbias
e anaeróbias facultativas.... Perigo
identificado...e por esse conhecimento
vai se identificando os perigos biológicos
de um alimento....
Importante







Importante saber que esses fatores estão
definindo todos os tipos de produtos
A ação conjunta de 2 ou mais desses fatores
podem:
Criar novos produtos
Impedir alteração
Impedir veiculação de doenças- DTAs
Garantem a qualidade dos alimentos
Originaram uma teoria- a teoria dos obstáculos
ou métodos combinados
Teoria dos obstáculos –Hurdle
Technology-(Leistner&Rodel, 1978)

Estudo das interações entre os vários fatores
intrínsecos e extrínsecos que afetam a sobrevivência
e multiplicação dos microrganismos nos alimentos

Previsão da vida útil de um alimento ou da
probabilidade de causar uma toxinfecção alimentar
baseada nos fatores extrínsecos e intrínsecos pode
ser feita com modelo matemático,ou

Combinam-se 2 ou mais métodos de preservação
para produzir alimento estável tecnologicamente:ex:
refrigeração e ph acido, outro ex: desidratação e
embalgem a vácuo, outro tipo de ex: suco de fruta
processados termicamente...
Teoria dos obstáculos de Leistner
Teoria dos obstaculos ou Hurdle
Technology-Leistner &Rodel, 1978

Obstáculos....
Hoje

Com o avanço cada vez maior da
tecnologia de alimentos, existem n
obstáculos, combinados,em 2 ou mais,
na criação de novos
produtos....baseados todos nos fatores
que controlam o desenvolvimento
microbiano... Precisa conhecer a causa
para combater, ou prevenir... Assim é a
tecnologia de alimentos
FONTES DE CONTAMINAÇÃO
MICROBIANA: (como a microbiota
natural- pode ser aumentada)......
1. MANUSEIO- pessoas sem hábitos de higiene adequados, por
tadores de doenças infecciosas na linha, fumantes, etc.(pessoal)
2. MATÉRIA-PRIMA- De má qualidade, contaminadas,
como por ex, o leite, açúcar, etc.Deve-se comprar materia prima
de qualidade comprovada!!!!
3. AR - na industria um lay-out onde não há fluxo adequado,
pode haver acumulo de pessoas em det.local, portas na planta
que dão diretamente em áreas externas,podem contaminar o ar
com esporos de bolores deteriorantes
4. USO DE ÁGUA DE MÁ QUALIDADE.. Pode induzir uma
contaminação..e como!!!!
FONTES DE CONTAMINAÇÃO ..... II
5. FALTA DE HIGIENE NO LOCAL- ex,: fungos crescendo
em paredes da área de processo, insetos, roedores, etc.
6. EMBALAGEM- Material por ex, empoeirado, mal armazenado
pode contaminar o produto final.
7. ARMAZENAMENTO INADEQUADO DO PRODUTO FINAL
por ex, empilhamento incorreto, presença de outros produtos que
não chocolate pode inclusive alem de contaminar, transmitir
odores estranhos ao produto, etc.A temperatura inadequada de
armazenamento, umidade, podem resultar em contaminações.
Como controlar a contaminação
microbiana




Combater as fontes de contaminação
microbianas
Tecnologia de alimentos- novas e antigas:
desde a salga ate uma atmosfera modificada....
Programas de controle de qualidade na
empresa: Layouts adequados, Programas de
Higiene e controle de pragas, HACCP,
monitoramento e outros
Tudo com base nos fatores....
Conclusão




Importante conhecer os fatores que condicionam a
multiplicação microbiana nos alimentos- porque:
Sabe-se o potencial que cada alimento/produto
apresenta de ser veiculo potencial de DTA
Toma-se medidas para conservar melhor o produto,
aplicar programas de controle de qualidade como
monitoramento de patogenos, analises, HACCP, e assim
evitar prejuízos econômicos nas empresas/riscos ao
consumidor
Importante para desenvolver novos produtos na
tecnologia de alimentos, os métodos tecnológicos de
conservação: ex: os que utilizam altas temperaturas,
refrigeração, congelamento, desidratação.....métodos
combinados(tecnologia dos obstáculos)
OBRIGADO!!!!
[email protected]
Prova- 15-03-2010
1- Dei a sua definição de rastreabilidade em harmonia com a
ISO 8402 ou CE e/ou sua
2- A escolha dos métodos é importante por:
a)Cada metodo pode fornecer valores diferentes
b) A ISO sugere utilizar metodos validados
c) Vc. precissa ter confiança nos seus resultados
d) Todas as anteriores
3- Quais são algumas ferramentas de qualidade que auxiliam
o monitoramento e rastreabilidade de alimentos
4- Explique uma vantagem de monitoramento em tempo real
5- Qual é o item mais importante na rastreabilidade e
monitoramento.