BASES MICROBIOLOGICAS
DA CONSERVAÇÃO DOS
ALIMENTOS
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CONTAMINAÇÃO DOS
ALIMENTOS
Presença de qualquer matéria estranha que não
pertença ao alimento
Ex.:
• Física: cabelo, pedra no feijão, caco de vidro....
• Química: Produtos de limpeza, inseticidas,
conservantes acima do recomendado...
• Biológica: Bactérias, bolores e leveduras,
vírus e protozoários.
MICRORGANISMOS
x
ALIMENTOS
Microrganismos em alimentos
Tipos:
• Úteis (queijos, iogurtes, cervejas e vinhos)
• Deteriorantes (alteração das características
podendo também causar doenças)
• Patogênicos
FUNGOS: Bolores e Leveduras
BACTÉRIAS
Pelos sobre a pele humana
Bactérias na língua humana
CRESCIMENTO MICROBIANO
Em microbiologia, refere-se a um aumento do número de células e não
ao aumento das dimensões celulares.
Crescimento Populacional: definido como o aumento do número, ou
da massa microbiana.
Tempo de geração: intervalo de tempo necessário para que uma
célula se duplique.
Variável entre os organismos (minutos a dias). Não é um
parâmetro absoluto, uma vez que é dependente de fatores genéticos e
nutricionais, indicando o estado fisiológico da cultura.
Está ligado a fatores intrínsecos e extrínsecos.
Curva de Crescimento Padrão, em
um sistema fechado
• Lag: não há aumento significativo da população.
Número de organismos permanece praticamente inalterado.
Células estão depletadas de coenzimas essenciais e/ou outros
constituintes celulares necessários à absorção dos nutrientes
presentes no meio.
Após células terem sofrido traumas físicos (choque térmico,
radiações) ou químicos (produtos tóxicos), ou após transferência
de um meio rico para outro de composição mais pobre, devido a
necessidade de síntese de várias enzimas.
Neste período há aumento na quantidade
de proteínas, no peso seco e no tamanho
celular.
• Log ou exponencial: células estão plenamente adaptadas,
absorvendo os nutrientes, sintetizando seus constituintes,
crescendo e se duplicando.
A quantidade de produtos finais de metabolismo ainda é
pequena.
A taxa de crescimento exponencial é variável, de acordo com
o tempo de geração do organismo em questão. Geralmente,
procariontes crescem mais rapidamente que eucariontes.
• Estacionária: nutrientes estão escasseando e os produtos
tóxicos estão tornando-se mais abundantes.
Não há crescimento líquido da população, o número de células
que se divide é equivalente ao número de células que
morrem.
Na fase estacionária que são sintetizados vários metabólitos
secundários, que incluem antibióticos e algumas enzimas.
Nesta etapa ocorre também a esporulação das bactérias.
• Declínio: A maioria das células está em processo de morte,
embora outras ainda estejam se dividindo.
A contagem total permanece relativamente constante,
enquanto a de viáveis cai lentamente.
Em alguns casos há a lise celular.
FATORES
RELACIONADOS COM A
MULTIPLICAÇÃO
MICROBIANA
Efeito dos fatores ambientais no
crescimento
O crescimento dos microrganismos é
grandemente afetado pelas condições físicas e
químicas do ambiente onde se encontram,
sendo que estas podem influir positivamente
ou negativamente.
1.Temperatura: dos principais fatores ambientais que influenciam o
desenvolvimento bacteriano.
• A medida que aumenta a temperatura, as reações químicas e
enzimáticas na célula tendem a tornar-se mais rápidas, acelerando
a taxa de crescimento.
• Em determinadas temperaturas inicia-se o processo de
desnaturação de proteínas e ácidos nucléicos, inviabilizando a
sobrevivência celular.
• Microrganismos apresentam uma faixa de temperatura onde
desenvolvem-se plenamente (mínima, ótima e máxima) cada
microrganismo.
• Temperatura máxima reflete os processos de desnaturação. Os
fatores que determinam a temperatura mínima ainda não são
bem conhecidos, embora certamente a fluidez da membrana seja
um dos fatores determinantes.
Temperaturas cardeais dos microrganismos
(Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003)
Psicrófilos: ambientes frios predominam / 5°C (oceanos, polos, solos). Entretanto, este
grupo é pouco estudado. Os mais conhecidos são as algas que crescem sob o gelo ou em
geleiras (Chlamydomonas nivalis), causando coloração vermelha.
Crescimento entre -10 e 15°C. T°C ótima 15°C. Grupo amplo (bactérias, fungos, algas e
protozoários) que podem contaminar alimentos e outros substratos refrigerados.
Mesófilos: crescem na faixa de 20 a 40°C, com ótimo em torno de 37°C, sendo os
principais microrganismos encontrados em animais de sangue quente.
Termófilos e Hipertermófilos: ótimos de 45 e ≥ 80°C, respectivamente. Encontrados nos
solos, silagem, fontes termais e no fundo oceânico, em fontes. Geralmente procariotos,
sendo as Archaea as mais resistentes, com enzimas e proteínas termoestáveis.
Têm maior concentração de ácidos graxos saturados na MC.
Os termófilos e hipertermófilos tem grande interesse biotecnológico porque tendem a
fazer os processo mais rapidamente, com menor contaminação por outros microrganismos
e possuem enzimas mais termoestáveis.
Resumo
Temperatura 0C
Mínima
Ótima
Máxima
Termófilos
40 a 45
55 a75
60 a 90
Mesófilos
5 a15
30 a 45
35 a 47
Psicrófilos
-5 a +5
12 a 15
15 a 20
Psicrotróficos
-5 a + 5
25 a 30
30 a 35
2. pH
Três grupos
1. Alimentos poucos ácidos:
- pH superior a 4,5
2. Alimentos ácidos:
- pH entre 4,0 4,5
3. Alimentos muito ácidos:
-
pH inferior a 4,0
pH: ambientes naturais na
faixa de pH de 5 a 9,
comportando
diferentes
tipos de microrganismos.
Bactérias – faixa 7, com
algumas acidófilas
(Thiobacillus de 0,5 a 6,0 com
ótimo entre 2 e 3,5) e outras
alcalifílicas (Bacillus e
Archaea).
Fungos - tendem a ser mais
acidófilos que as bactérias
(pH <5).
Distribuição de alguns microrgansmos, de acordo com o pH
(Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003)
Água:
O crescimento e o metabolismo dos microrganismos
demanda presença de água em forma disponível. A medida
mais comumente empregada para expressar a
disponibilidade de água em alimentos é a atividade de água
(aw).
Essencial, embora as necessidades sejam variadas. Sua
disponibilidade é variável (soluções com açúcares ou sais
têm menos água disponível).
3. Atividade de água
Quantidade de água disponível no alimento,
passível de ser utilizada pelo microrganismo.
Valores mínimos de Aw para
desenvolvimento microbiano a 25ºC
Grupo microbiano
Aw mínima
Maioria das bactérias
0,91 a 0,88
Maioria das leveduras
0,88
Maioria dos bolores
0,80
Bactérias halófilas
0,75
Bolores xerotolerantes
0,71
Bol. Xerófilos e Leveduras osmófilas
,
0,62 a 0,60
7
1
Pressão
osmótica:
microrganismos
requerem
concentrações de sais para seu desenvolvimento.
Osmófilos, xerófilos e halófilos.
Classes de organismos, em relação à salinidade
(Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003)
altas
Grupos de Alimentos com Base em suas aw
a) 0,98 e acima:
Carne frescas e peixe fresco; frutas e vegetais; leite e outros
bebidas; vegetais enlatados em salmoura e frutas enlatadas
em xarope leve. Sendo alimentos muito úmidos, incluindo
aqueles com menos de 3,5% de sal e 26% de açúcar na fase
aquosa, permitem o crescimento de bactérias patogênicas e
microrganismos deteriorantes, com exceção de halofílicos e
xerofílicos extremos.
b) Abaixo de 0,98 até 0,93:
Leite evaporado; massa de tomate; carnes curadas; queijo
Gouda; pão; queijo processado; salsichas cozidas; carnes e
peixes levemente salgados.
Concentração máxima de sal ou açúcar na fase aquosa deste
alimento será próximo de 10 e 50%, respectivamente. Todas
as bactérias patogênicas podem se desenvolver, no mínimo,
na parte mais elevada deste intervalo de aw.
c) Abaixo de 0,93 até 0,85:
Carne seca, presunto cru, leite condensado, queijo Cheddar
maturado. Este grupo inclui alimentos com mais de 17% de sal ou
sacarose saturada na fase aquosa. Muitos bolores que produzem
micotoxinas podem se desenvolver nestas condições, mas apenas
uma bactéria patogênica conhecida "Staphylococcus aureus"
d) Abaixo de 0,85 até 0,60:
Alimentos de atividade de água intermediária; frutas desidratadas;
farinhas; cereais; geléias; melado; pescado; fortemente salgado;
extrato de carne; nozes; alguns queijos maturados.
Bactérias patogênicas não se desenvolvem nestes intervalos de aw.
Mas pode ocorrer deterioração provocada por microrganismos
xerofílicos, osmofílicos ou halofílicos.
e) Abaixo de 0,60:
Chocolate; mel; macarrão; biscoitos; batata chips, leite em pó,
vegetais desidratados.
Microrganismos não se multiplicam abaixo de 0,60 aw. Mas podem
permanecer viáveis por um tempo prolongado.
Umidade relativa
Influência da atividade de água
Binômio UR/temperatura
4. Atmosfera Gasosa
Aeróbios
Anaeróbios facultativos
Anaeróbios
Microaerófilos
Tensão de O2: microrganismos aeróbios, anaeróbios facultativos, anaeróbios estritos,
anaeróbios aerotolerantes e microaerófilos.
As condições de anaerobiose podem ser conseguidas pelo uso de agentes redutores
nos meios de cultura e pelo uso de sistemas comerciais.
Classes de organismos, em relação à tensão de oxigênio
(Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003)
5. Composição dos alimentos
6. Constituintes
Antimicrobianos
Ovo – lisozima
Cravos – eugenol
Leite – lactenina e fator
anticoliformes
7. Estruturas biológicas
Barreiras
Cascas de sementes
Pele e pêlo dos animais
Casca ou película de
frutas
8. Microbiota do alimento
• Interações entre MO
• Competição
• Microbiota – bacteriocinas
(conservadores naturais)
Revisão:
Curva de crescimento bacteriano
1 fase lag ou de espera
2 fase exponencial
3 fase estacionária
4 fase de degradação
Curva de crescimento bacteriano
1 metabolismo altíssimo, mas sem divisão celular. Duração depende do
meio de cultura.
2 rápida divisão celular, bactéria vai crescer em PG. É uma reta cuja
inclinação vai depender da velocidade de divisão das bactérias.
(penicilina atua nessa fase, pois há produção de peptideoglicana).
3 ocorre quando há carência de nutrientes. Número de mortes se iguala
ao número de células novas produzidas, resultando em uma situação de
equilíbrio na população.
4 declínio no n° de células viáveis. Número de catabólitos aumenta até
provocar morte de todas células.