01-Elementos de Microbiologia

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19ELEMENTOS DE MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS

1O RGANISMOS

E LEMENTOSA DE MICROBIOLOGIA DEUNI E MULTICELULARES

LIMENTOS

A estrutura celular a unidade fundamental da maioria dos seres vivos. A clula pode se originar de uma pr-existente ou, no caso da reproduo sexuada, pela troca de material nuclear entre dois gametas ou por outros mecanismos, quando se trata de microrganismos . Os seres vivos podem ser classificados como unicelulares ou multicelulares. A totalidade do organismo dos seres unicelulares constituda por uma nica clula. No caso desses seres no apresentarem uma estrutura celular completa, apresentam uma estrutura que permite parasitar outra clula. Os seres unicelulares tm dimenses microscpicas e, por isso, so denominados de microrganismos. A organizao unicelular comum, porm no universal nos microrganismos, ocorrendo em bactrias, parasitos, algas e em alguns fungos. A estrutura celular no observada entre os vrus, rickettsias e prons (protena infectante). Os organismos multicelulares, embora se originem de uma nica clula, so constitudos, no estado maduro ou adulto, de muitas clulas permanentemente unidas umas s outras de uma forma caracterstica. Entretanto, quando um organismo multicelular contm um nmero relativamente pequeno de clulas, tambm poder permanecer sob dimenses microscpicas. Os microrganismos, por muito tempo, estiveram classificados em dois reinos distintos. Os protozorios, no reino animal e as algas, fungos e bactrias, no vegetal. Inmeros casos duvidosos ocorriam. O problema taxonmico foi inicialmente resolvido quando foi criado por Haeckel (1865) um terceiro reino, o protista, que abrangia os protozorios, fungos, algas e bactrias. Whittaker,

ELEMENTOS DE APOIO DO SISTEMA APPCC


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em 1969, sugeriu a separao dos protistas procariticos dentro de reinos diferentes, criando um sistema com cinco reinos: monera (bactrias), protista (algas e protozorios), plantae (plantas superiores), fungi (bolores e leveduras) e animalia (animais).

Caractersticas dos principais grupos de microrganismosDentre os agentes infectantes existentes, alguns tm especial interesse para a Microbiologia de Alimentos, por serem responsveis por processos de deteriorao, por participarem da elaborao de alimentos ou por serem causadores de doenas alimentares. So eles: bactrias, fungos (incluem leveduras e bolores), protozorios, vrus e outros, como o pron.

BactriasAs bactrias so microrganismos amplamente distribudos na natureza, sendo encontradas em todos os ambientes. Podem ser responsveis por doenas no homem, nos animais e nas plantas ou por deteriorarem os alimentos e materiais diversos. Por outro lado, podem ser teis de diversas formas, tais como: compondo o que se denomina microbiota normal do homem, sendo utilizados na produo de alimentos, como simbiontes na agricultura (fixando nitrognio, por exemplo, permitindo, dessa forma, o desenvolvimento do vegetal) e na medicina (produzindo medicamentos, em especial, os antibiticos). Dimenses: as bactrias so muito pequenas, possuindo clulas que tm, geralmente, entre 0,5 a 10 micra de comprimento ou dimetro. Podem ser vistas sob o microscpio em aumentos superiores a 400 vezes. Normalmente, os aumentos de 400 a 600 vezes so empregados para observao a fresco e o de 1000 vezes, para observao de esfregaos de cultura em lmina, corados. Formas: as bactrias podem ser encontradas em inmeras formas. As clulas podem, tambm, estar unidas formando grupamentos como cachos, cadeias, formaes pares, ttrades e outras.

FIGURA 1: Formas caractersticas das bactrias

coco tpico

cocobacilos

bacilos

vibrio

COCOS

BASTONETES

espirilo

espiroqueta

ESPIRAIS


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Componentes celulares: cada bactria constituda por uma clula simples (procaritica). Os principais componentes celulares so: a) Cpsula: uma substncia viscosa que forma uma camada de cobertura, ou envelope ao redor da clula. Est presente em algumas bactrias, no sendo, entretanto, obrigatria. Tem como funes: servir como defesa da bactria contra substncias nocivas, aumentando seu poder infectante; funciona tambm como componente para aderncia em tecidos dos hospedeiros e, ainda, como reserva nutritiva da clula. Os antgenos capsulares, denominados de Vi, podem ser utilizados para a identificao sorolgica de algumas bactrias. Sua composio varia conforme o microrganismo. Assim, a cpsula de Bacillus megaterium constituda de polipeptdeos e polissacardeos e a de Leuconostoc, apenas de polissacardeos (dextrana). As cpsulas so responsveis pela viscosidade (slime) que surge em alimentos (carne bovina, aves, produtos crneos e outros), sendo importante na formao de biofilme. Biofilme uma comunidade de microrganismos, aderidas em uma matriz constituda de polmeros orgnicos, sobre uma superfcie. As bactrias adquirem uma srie de vantagens vivendo em biofilmes, pois estes funcionam como uma proteo das clulas contra o meio ambiente. b) Parede celular: a presena de uma parede rgida, externamente membrana citoplasmtica, pode ser demonstrada pela plasmlise. A parede tem como funo conferir rigidez clula, protegendo-a contra injrias mecnicas e a ruptura osmtica. constituda de uma camada basal (rgida) de glicopeptdeos, ligados por cadeia peptdica. A camada mais externa pode ser de composio varivel (protenas, acares e lipdios). As bactrias, quando submetidas s solues da colorao de Gram (cristal violeta, iodo-iodeto, lcool e safranina), dividem-se em dois grandes grupos: bactrias Gram-positivas, que retm o cristal violeta e apresentam colorao violeta escura; e bactrias Gram-negativas, que perdem o cristal violeta e so coradas pela safranina, apresentando colorao vermelha. Isso ocorre em funo da composio e permeabilidade da parede celular. A parede celular constitui o antgeno somtico (ou antgeno O), empregado para a identificao sorolgica c) Membrana celular: constituda de lipdios (cerca de 40%), protenas (cerca de 60%) e alguns carboidratos. Tem como funes: servir de barreira osmtica, pois impermevel s substncias ionizveis; transportar nutrientes e servir de suporte ao sistema de formao de energia da clula. d) Citoplasma: no caso das bactrias, o citoplasma contm as organelas e incluses tpicas de uma clula procaritica. So elas: regio nuclear, onde ocorre concentrao de DNA, sendo tambm chamada de cromatina; ribossomas e polissomas, que permanecem junto membrana e so responsveis pela sntese de protena; mesossomas, que so prolongamentos da membrana; granulaes, que podem ser de glicognio, lipdios, S e Fe, e polimetafosfatos de sdio. e) Esporos: o esporo uma estrutura de resistncia das bactrias, sendo formada geralmente quando as condies so adversas para a clula normal (vegetativa). Apresentam grande resistncia



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ao calor, s radiaes e aos agentes desinfetantes. Os elevados contedos de clcio e de cido dipiconlico, associados baixa umidade dos esporos, so os responsveis pela maior resistncia dos mesmos s condies adversas. As bactrias formadoras de esporos, de importncia em Microbiologia de Alimentos, pertencem aos gneros Bacillus, Clostridium e Desulfotomaculum. Os esporos trazem todas as informaes genticas das clulas vegetativas que lhes deram origem. Quando em ambiente propcio, germinam e do origem a clulas normais (vegetativas). As bactrias dos gneros Bacillus e Clostridium produzem um esporo por clula vegetativa. A esporulao no um processo de multiplicao. A capacidade de formar esporos varivel entre os gneros das bactrias, sendo que um grande nmero incapaz de os produzir. f) Flagelo: quando presente nas clulas, responsvel pelo movimento das bactrias. uma organela de locomoo, que se origina em corpsculo esfrico basal, situado no citoplasma, prximo membrana. Os flagelos so constitudos de protena (flagelina). A energia de sua movimentao dada pelo ATP. Os flagelos, quando presentes, constituem o antgeno flagelar (ou antgeno H), utilizado na identificao sorolgica de bactrias Gram-negativas. O nmero de flagelos por clula bacteriana varia de um a muitos entre as espcies, nesse caso, eles podem se apresentar ao redor de toda a clula. g) Pili (fmbria): so estruturas que se projetam da membrana celular atravessando a parede, que tm como funo principal, a aderncia da clula sobre superfcies slidas. As denominadas fmbrias sexuais esto envolvidas com a troca de material gentico entre duas clulas da mesma espcie, do mesmo gnero e at entre gneros diferentes. Multiplicao: a reproduo das bactrias ocorre por bipartio ou cissiparidade, da seguinte forma:

FIGURA 2: Reproduo das bactriasparede celular

Membrana celular Ncleo alongado Spto transverso completo

Ncleo se divide; Parede e membrana celulares comeam a formar um spto transverso

Clulas irms separam-se

Assim, uma clula d origem a duas, essas duas do origem a quatro, e assim por diante, em um crescimento (ou multiplicao) exponencial ou em escala geomtrica. O tempo de gerao (em


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que uma d origem a duas), em condies timas de multiplicao , geralmente, de 15 a 20 minutos entre as bactrias denominadas de mesfilas. Algumas caractersticas fisiolgicas: as bactrias apresentam espcies que podem se desenvolver somente na presena de oxignio (aerbias), somente na ausncia de oxignio (anaerbias), ou tanto na presena quanto na ausncia de oxignio (facultativas). H bactrias que necessitam de tenses baixas de oxignio (3 a 5%) (microaerfilas). Preferem, de um modo geral, ambientes menos cidos. Com relao temperatura, a maioria prefere a faixa de 20 a 45o C; mas muitas podem se multiplicar em temperaturas de refrigerao ou em temperaturas elevadas (acima de 45 o C). Desenvolvem-se, de preferncia, em ambientes com muita disponibilidade de gua e ricos em nutrientes.

FungosEsses organismos pertencentes ao Reino Fungi podem existir ou como clula nica, ou formar um corpo multicelular dito miclio, que consiste em filamentos denominados hifas. So encontrados em condies terrestres midas e, devido ausncia de clorofila, so parasticos ou saprofticos, em relao a outros organismos. Bolores Os bolores so fungos filamentosos que se encontram amplamente distribudos na natureza. So encontrados no solo, em superfcies de vegetais, nos animais, no ar e na gua. Esto em maiores quantidades geralmente nos vegetais, especialmente em frutos, atravs dos quais provocam doenas. Nos alimentos, provocam deterioraes (emboloramento) e micotoxinas. So utilizados na produo de certos alimentos (queijos, alimentos orientais), bem como na produo de medicamentos (penicilina, por exemplo). Dimenses: os bolores so bem maiores que as bactrias (mais de 100 micra), podendo ser examinados em aumentos de 100 vezes ao microscpio. Estruturas e formas: o talo a menor poro capaz de exercer todas as atividades vitais. Ao se desenvolver, forma as hifas (filamentos dos bolores), que crescendo, formam o miclio, um agregado de hifas. O miclio representa a parte visvel do fungo, que se v nos materiais embolorados. Geralmente o miclio branco, com aspecto algodonoso. Aps um determinado estgio do desenvolvimento, os bolores formam esporos de origem assexuada que podem ser esporangiosporos ou conidiosporos. Esses esporos do colorao aos bolores (preta, marrom, azul, verde etc). So tambm responsveis pela disseminao dos bolores nos ambientes, pois se destacam facilmente e so carregados pelo vento. Se caem em local com nutrientes (como os alimentos), germinam e do origem a um novo miclio. Alguns bolores apresentam estruturas especializadas, tais como os rizides (que servem para fixao do fungo) e estruturas que resistem mais s condies adversas, tais como os esclercitos e os clamidosporos.



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FIGURA 3: Esporos, talo, hifa e miclio dos bolores.Esporngios jovens

Esporngios maduros esporo

hifa

rizides

miclio

Os bolores podem tambm apresentar estruturas de origem sexuada, tais como esporos (zigosporos, ascosporos e basidiosporos). Outras estruturas podem tambm ser vistas nas Figuras 4 e 5.

FIGURA 4 - Estruturas nos gneros Mucor e Rhizopus

Mucor

Rhizopus

esporangiosporo esporngio columela esporangiforo

rizide


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FIGURA 5- Estruturas nos gneros Penicillium e Aspergillus

Penicillium

Aspergillus

conidiosporos

esterigma

vescula aspergilar mtulas esporangiforo hifa basal

Citologia: os bolores apresentam parede celular de composio variada, dependendo da espcie. Em alguns, predominam a celulose e a hemicelulose; em outros predomina a quitina. A membrana celular semelhante das bactrias, e o citoplasma tpico de uma clula eucaritica. Reproduo: ocorre por desenvolvimento do miclio, que o crescimento ocorrido nos alimentos de um modo geral, evoluindo para a produo dos esporos no-sexuados. Os bolores se multiplicam mais lentamente do que as bactrias (mais de trs horas para dobrar a massa de clulas). Algumas caractersticas fisiolgicas: os bolores so, com raras excees, aerbicos. Adaptamse muito bem a alimentos cidos, embora cresam em uma ampla faixa de pH. Com relao temperatura, preferem ambientes na faixa de 20o C a 30o C. Grande nmero de bolores crescem em temperatura de refrigerao. Os bolores, de modo geral, no se adaptam s temperaturas mais elevadas. So capazes de crescer em ambientes com baixa disponibilidade de gua. Leveduras So denominadas leveduras, os fungos unicelulares, conhecidos como fermentos. So tambm amplamente distribudas na natureza na gua, no solo, nas plantas, no ar e nos animais. De modo geral, so encontradas em maior nmero nas frutas e nas verduras. So utilizadas para a fabricao de bebidas, pes e outros produtos fermentados, j que, na ausncia do ar, fazem a fermentao alcolica. Podem provocar, tambm, deteriorao de alimentos e bebidas. Algumas espcies so patognicas, causando doenas ao homem, mas que no so transmitidas por alimentos.



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Dimenses: variam de 2 a 20 micra, podendo medir 100 micra de comprimento. A largura varia geralmente de 1 a 9 micra. Morfologia so encontradas sob diferentes formas, sendo a oval a mais freqente.

FIGURA 6: Morfologia das leveduras

redonda

oval

elptica

apiculada

triangular

Citologia: as clulas so eucariticas. Podem apresentar cpsulas, como as bactrias. A parede celular contm glucana, manana, lipdios e fosfatos. A quitina pode estar presente. Estruturas de reproduo: as leveduras se multiplicam assexuadamente, atravs da formao de brotos ou gemas. A clula me pode dar origem at a 25 clulas-filhas.

FIGURA 7- Formao de brotos ou gemas.

Em muitas espcies de leveduras ocorrem sucessivas gemulaes, e quando h mais de sete clulas juntas, denomina-se pseudomiclio, pela semelhana aos miclios dos bolores. As leveduras que formam pelculas sobre a superfcie de lquidos, produzem o pseudomiclio.


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FIGURA 8- Formao de pseudomiclio.

As leveduras tambm produzem esporos de origem assexuada (artrosporos, balistosporos e outros) e de origem sexuada (ascosporos e basidiosporos). So mais lentas que as bactrias e mais rpidas que os bolores para se reproduzirem. Levam geralmente de 30 minutos a trs horas para dobrarem a massa celular atravs da formao de brotos. Algumas caractersticas fisiolgicas: as leveduras podem ser aerbias ou facultivas (chamadas de fermentativas). As facultativas fazem a fermentao alcolica, produzindo etanol e gs (CO2 ). Adaptam-se muito bem (e so muito encontradas) em ambientes cidos, embora, como os bolores, possam crescer em diferentes tipos de ambiente com relao acidez. Como os bolores, preferem temperaturas na faixa de 20 o C a 30o C. Existem, entretanto, muitas espcies que se multiplicam sob refrigerao. So raras as que se desenvolvem em temperaturas acima de 45o C. Necessitam de menos gua disponvel do que as bactrias e mais do que os bolores.

VrusOs vrus so microrganismos muito pequenos (em mdia 0,1 micra), que so observados apenas em microscpio eletrnico. Os vrus no possuem estrutura celular como os outros microrganismos. So constitudos por cido nuclico (DNA ou RNA), circundado por uma camada protica (cpside) e so incapazes de produzir ATP (adenosina trifosfato), ou seja, energia necessria para as atividades de uma clula ou organismo superior. Assim, precisam de uma clula viva para se replicar, da qual utilizam as estruturas celulares que lhes faltam e o ATP da clula parasitada. Utilizam clulas de animais, vegetais e mesmo de microrganismos para se multiplicarem, porm so hospedeiros especficos (o vrus da gripe afeta s o homem, enquanto o vrus da raiva, todos os mamferos); os vrus que afetam os vegetais ou os microrganismos no afetam os animais. Os vrus tambm possuem organotropismo, ou seja, especificidade por rgos ou tecidos animais. A especificidade dos vrus que afetam os microrganismos tal que permite a classificao de bactrias por fagotipos (bacterifagos). So inativos em alimentos, ou seja, no se multiplicam.



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Nos alimentos provocam problemas na fabricao de produtos tais como iogurtes e queijos, pois os bacterifagos destrem as clulas das culturas starter. Os vrus patognicos como da hepatite A, da poliomelite e os causadores da gastroenterite (rotavrus e vrus Norwalk) podem ser veiculados ao homem por gua e alimento.

ParasitosEntre os parasitos, encontram-se os protozorios (microrganismos tpicos) e os helmintos (multicelulares), cuja forma infectante , em geral, microscpica. Os protozorios so unicelulares e possuem clulas eucariticas. So heterotrficos, mveis na sua maioria. Ocorrem onde a umidade est presente (mar, todos os tipos de gua doce, solo). A grande maioria dos protozorios microscpica, tem tamanho variado e sua reproduo ocorre por fisso. Os helmintos podem alcanar dimenses significativas, porm produzem ovos e outras formas (como cisticercos, no caso da Taenia solium). Alguns parasitos so transmitidos pelos alimentos. Para esses, as vias de transmisso e as formas de controle so similares aos das bactrias e vrus. Como esses ltimos, os parasitos no se multiplicam nos alimentos.

Outros agentes infectantesExistem outros agentes infectantes de importncia para os alimentos, como as rickettsias e os prons, de ocorrncia mais rara. As rickettsias, apesar de apresentarem uma estrutura celular, so incapazes de produzir ATP, por isso tambm so parasitos intracelulares obrigatrios. A Coxiella burnetii uma rickettsia responsvel por doena pulmonar no homem, pode ser veiculada por leite bovino. Os prons apresentam estrutura protica capaz de se multiplicar no organismo do hospedeiro, interferindo com o impulso nervoso. um dos agentes da Encefalopatia Espongiforme Bovina (EEB, vaca louca, em ingls BSE). O pron transmissvel pela carne. termorresistente e o seu controle realizado obrigatoriamente na produo animal.

Classificao genrica dos microrganismosVrios fatores devem ser considerados na classificao dos microrganismos, tais como temperatura, pH, umidade, necessidade de oxignio, formao de esporos, componentes dos substratos e ecologia.

Com relao temperaturaPara essa classificao genrica, importante conceituar temperatura tima, temperaturas extremas e termossensibilidade. A temperatura tima aquela na qual o microrganismo apresenta sua maior produtividade; as extremas so faixas de temperatura acima e abaixo da tima, nas quais os microrganismos ainda se multiplicam, porm em menor proporo; a termossensibilidade a resistncia trmica do microrganismo, ou seja, o mximo de temperatura que suporta, sem que ocorra a morte. Com relao temperatura tima, os microrganismos so classificados como


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mesfilos (entre 30 e 450 C), psicrotrficos (entre 25 e 30C), e termfilos (entre 55 e 750 C). A temperatura tima tambm est relacionada com a termorresistncia: quanto mais baixa a primeira, menor a segunda. Assim, para a destruio das psicrotrficas, suficiente a temperatura 4550 0 C; para as mesfilas, acima de 600 C e para as termfilas, acima de 750 C. Entretanto, alguns grupos podem apresentar a mesma termorresistncia de outros; por exemplo, algumas mesfilas podem resistir mesma temperatura de destruio das termfilas. Nesse caso, essas mesfilas so designadas de termodricas. Uma psicrotrfica pode apresentar o mesmo padro de resistncia das mesfilas, ou seja, so psicrotrficas mesodricas. Atualmente, tem-se verificado que esse padro de resistncia trmica pode ser induzido, seja por adaptao da clula, seja por seleo das mais resistentes. Ainda, em determinadas circunstncias, o tratamento trmico pode no ser suficiente para causar a morte da clula, mas uma injria fisiolgica. Nesta condio, diz-se que o microrganismo est em estresse fisiolgico, sendo que pode se recuperar, quando as condies e o substrato (matriz) onde se encontram se tornarem favorveis. importante assinalar que as formas esporuladas apresentam maior termorresistncia, quando comparadas com as formas vegetativas.

Com relao ao pHAs bactrias e os fungos, em geral, preferem ambientes (matrizes) neutros. Entretanto, alguns deles tm afinidade para ambientes cidos (pH menores que 5,0), sendo raro os que preferem os bsicos (pH acima de 8,0). Dentre os microrganismos, os fungos (bolores e leveduras) so menos exigentes quanto ao pH do que as bactrias, o que explica o seu papel na deteriorao de frutas. Os microrganismos podem ser acidfilos ou basfilos, ou seja, tm afinidade para ambientes e matrizes cidas ou bsicas. Alm da alterao de pH, a presena de molculas no dissociadas de cidos, em especial os orgnicos, tambm inibem ou provocam a morte das clulas de microrganismos. Esse fato explica o uso de conservadores cidos em produtos com pH cido. Existem microrganismos acidricos.

Com relao umidadeA necessidade de gua universal e inclui as bactrias, bolores e leveduras. Entretanto, a quantidade de gua disponvel que favorea a multiplicao desses microrganismos diferente entre os grupos: existem os designados xeroflicos, que so os que tm afinidade por ambientes secos; os haloflicos, que so os que conseguem romper a ligao de cloreto de sdio com a gua (alimentos cujo conservador o sal) e os osmoflicos, que so os que conseguem se multiplicar mesmo na presena de altas concentraes de acar. Existem microrganismos halodricos e osmodricos.

Com relao necessidade de oxignioO sistema respiratrio dos microrganismos pode ser dependente de oxignio ou de outros receptores de eltrons, como o gs carbnico. Os que necessitam estritamente de oxignio, so designados de aerbicos; os que utilizam outros receptores, de anaerbicos e os que utilizam



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tanto o oxignio como outros receptores so designados de facultativos. Os aerbicos tm metabolismo oxidativo; os anaerbicos, fermentativos; os facultativos tanto oxidam como fermentam determinados substratos (matriz). Algumas bactrias podem ser anaerbicas oxignio tolerantes, como o Clostridium perfringens, enquanto outras so aerbicas ou anaerbicas estritas, ou seja, no toleram outros receptores de eltrons no seu processo respiratrio. Considerando que os microrganismos so encontrados em todos os nichos ecolgicos, algumas bactrias necessitam de tenses baixas de oxignio (de 3 a 5%) e so denominados de microaerfilos.

Com relao formao de esporosComo j foi assinalado, algumas bactrias so capazes de produzir esporos. As que produzem so, em geral, as mesfilas e as termfilas, Gram positivas.

Com relao aos componentes dos substratos (matriz)Como j assinalado, os microrganismos ocupam vrios e diferentes nichos ecolgicos e fazem parte do ciclo de decomposio da matria orgnica, sendo tambm deteriorantes. Alguns deles apresentam sistema de enzimas e processos digestivos que atuam sobre componentes diferentes. Genericamente, podem ser classificados como autotrficos e heterotrficos. Os autotrficos no necessitam de matria orgnica, inclui-se a os microrganismos ambientais. Os heterotrficos necessitam de matria orgnica (carbono, hidrognio, oxignio e nitrognio), inclui-se a as bactrias patognicas. A classificao tambm inclui: litotrficos (degradam minerais), quimiotrficos (degradam substncias qumicas), organotrficos (degradam matrias orgnicas). Alguns podem apresentar adaptaes mistas, sendo ento designados de quimiolitotrficos ou quimiorganotrficos, em funo de degradarem esses substratos. No que se refere aos alimentos, outros grupos podem ser caracterizados: proteolticos (degradam protenas), sacarolticos (degradam acarose), lipolticos (degradam gorduras), aminolticos (degradam amido), pectinolticos (degradam pectina), quitinolticos (degradam quitina) etc. Essa classificao genrica importante para a predio de desenvolvimento de determinados grupos de microrganismos nos diferentes substratos. Os produtos finais dessa degradao podem ser de interesse indstria alimentcia (por exemplo, para a fermentao da massa de po) ou serem indesejveis, por alterarem o produto alimentcio, tornando-o imprprio para o consumo.

Com relao ecologiaOs diferentes microrganismos se adaptam aos mais diversos meios ambientes. A ecologia a cincia que estuda esta distribuio natural e que inclui os microrganismos. Alguns fazem parte da microbiota natural dos mais variados tipos de solo, outros da gua (marinha, rios, poos etc.), ou, ainda, como microbiota de espcies animais e vegetais diferentes. No que se refere aos animais, incluindo o homem, determinados grupos podem ser considerados simbiontes e tm relao direta e estrita; por exemplo, a E.coli, habitante normal do intestino de animais de sangue quente, produz uma bacteriocina designada de colicina que regula os demais integrantes da microbiota intestinal, limitando o seu nmero; tambm produz e fornece vitamina K ao seu


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hospedeiro. Nessa condio, os integrantes da microbiota natural esto melhores adaptados ao ambiente a que pertencem, o que significa que so melhores competidores frente aos que no pertencem ao nicho ecolgico especfico. muito importante no estudo da microbiologia dos alimentos conhecer a adaptabilidade e a capacidade de produzir bacteriocinas de cada um dos grupos de microrganismos, para avaliar a competitividade do mesmo nos diferentes substratos, quando em presena da microbiota natural do produto considerado.

M ICRORGANISMOS

DE IMPORTNCIA NOS ALIMENTOS

Os microrganismos de interesse em Microbiologia de Alimentos encontram-se em trs grandes grupos: bactrias, bolores e leveduras. Certos tipos de vrus e alguns parasitos so, tambm, causadores de problemas de sade pblica, sendo importantes porque podem ser veiculados pelos alimentos.

BactriasGnero Pseudomonas. Vive especialmente no solo e na gua, salgada ou doce. Muitas espcies multiplicam-se bem em temperaturas de refrigerao, algumas produzem pigmentos fluorescentes e so fitopatognicas. Pseudomonas aeruginosa considerado patgeno humano oportunista, ou seja, capaz de causar doena quando existe uma alterao da microbiota natural ou quando as defesas naturais do organismo humano esto prejudicadas, como o caso de queimados, nos quais a continuidade da epiderme est lesada e as partes mais profundas da derme e abaixo da mesma esto expostas. Pseudomonas sp., de modo geral, so importantes na deteriorao de pescado, carnes e derivados, aves, leite e derivados, mantidos sob refrigerao, pois so psicrotrficas e produzem enzimas proteolticas e lipolticas. So responsveis pelo aparecimento de limosidade superficial e odores desagradveis. Pseudomonas fluorescens, freqentemente, implicada na deteriorao de carnes in natura, com produo de pigmento esverdeado. Gneros Acinetobacter - Moraxella (Achromobacter). So encontrados, principalmente, no solo e na gua. Normalmente, esto associados s Pseudomonas sp. na deteriorao de carnes de aves, pescado e bovina in natura, seus derivados e produtos de laticnios mantidos sob refrigerao. Gnero Alcaligenes. So encontradas no trato intestinal de animais de sangue quente e frio, guas frescas e produtos laticnios. Algumas espcies so psicrotrficas, podendo estar associadas a outras espcies na deteriorao de pescado, produtos de laticnios, carnes e derivados. Alterao viscosa no leite pode ocorrer por crescimento de Alcaligenes viscolatis, quando o produto mantido sob refrigerao por longo perodo.



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Gneros Halobacterium e Halococcus. Vivem em ambientes que contm alta concentrao de cloreto de sdio, tais como: salinas, lagos salgados e alimentos salgados, como charque, por exemplo. So responsveis pela produo de limosidade, de odores desagradveis e pelo chamado vermelho do charque, pois suas clulas produzem pigmentos vermelhos (bactorubena). A espcie mais importante desse gnero Halobacterium salinarum. Gnero Brucella. encontrada no solo. Provocam a brucelose, atravs do contato com portador humano, ou pelo consumo do leite cru e de produtos de laticnios elaborados com leite nopasteurizado e carnes mal cozidas. Pode ser considerado agente de doena ocupacional, pois acomete com maior freqncia os jardineiros (pelo uso de adubo orgnico no compostado ) e os trabalhadores de matadouros. Existem trs espcies que causam doenas nos animais e no homem: Brucella melitensis (caprinos); Brucella abortus (bovinos) e Brucella suis (sunos), sendo todas patognicas para o homem. Gnero Sarcina. um microrganismo que produz pigmento e se encontra amplamente distribudo na natureza. importante na deteriorao de alimentos mantidos em temperatura superior de refrigerao. Espcies deste gnero esto associadas deteriorao do charque (vermelho), especialmente Sarcina litoralis. Gneros Acetobacter e Gluconobacter. Compem o grupo das chamadas bactrias acticas, pois produzem cido actico a partir do etanol. So encontradas em frutas e vegetais. So importantes na produo de vinagres, estando tambm implicadas na deteriorao de sucos de frutas e bebidas alcolicas, como vinhos e cervejas, formando pelculas ou turvaes nos mesmos. Acetobacter aceti uma espcie usada na produo de vinagres. Gneros Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Enterococcus e Vagococcus. Constituem o grupo denominado de bactrias lticas, pois produzem cido ltico a partir de acares, atravs da fermentao ltica. Esta pode ser homoltica ( produz praticamente s o cido ltico), ou heteroltica (produz cido ltico, CO2 e cido actico). O habitat desses microrganismos variado, podendo ser encontrados na mucosa bucal, no trato intestinal de animais, no leite e derivados, na superfcie de vegetais e em outros ambientes. So gneros so importantes para: a) laticnios. Espcies de Lactobacillus, Streptococcus e/ou Leuconostoc so utilizadas na produo de leites e manteiga fermentados e queijos; b) produo de vegetais fermentados, tais como picles, azeitonas e chucrutes; c) como probiticos, ou seja, microrganismos que auxiliam manuteno da sade, por recompor a microbiota intestinal e produzir e liberar vitaminas (bifidobactrias, lactobacilos e outros); d) na deteriorao de alimentos e bebidas, provocam acidificao, esverdeamento, viscosidade, modificaes na aparncia e sabor, devido produo de diacetil em alimentos. O tipo de alterao vai depender das caractersticas de cada alimento;.ELEMENTOS DE APOIO DO SISTEMA APPCC

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e) so indicadores de contaminao de origem fecal. As espcies Streptococcus. faecalis e Streptococcus faecium do gnero Streptococcus so tambm designadas de enterococos e so usados como indicadores de contaminao de origem fecal na anlise de alimentos. Gnero Propionibacterium. So bactrias semelhantes s bactrias lticas; entretanto produzem cido propinico, cido actico e CO2 , durante a fermentao. As espcies Propionibacterium shermanii e Propionibacterium freudenreichii so importantes na elaborao do queijo suo. Gneros Escherichia, Edwardsiella, Citrobacter, Salmonella, Shigella, Klebsiella, Enterobacter, Hafnia, Serratia, Proteus, Yersinia e Erwinia. Pertencem famlia Enterobacteriaceae . Podem ser encontradas no trato intestinal dos animais, vivendo saprofiticamente em plantas, ou mesmo, como patgenos. De importncia, destacam-se nessa famlia: a) Coliformes. Grupo que compreende as bactrias entricas e ambientais. Esse grupo inclui os coliformes totais e os coliformes de origem fecal. b) Patognicos. Espcies dos gneros Salmonella e Shigella, bem como sorovares das espcies Escherichia coli e Yersinia enterocolitica so importantes por causar doenas no homem e nos animais, principalmente veiculadas por alimentos. Inclui-se nessa classe, as E. coli no habitantes normais do intestino, patognicas para o homem: E. coli enteropatognicas clssicas (EPEC), as enterotoxignicas (ETEC), as enteroinvasoras (EIEC), as enterohemorrgicas (EHEC) e as enteroagregativas (EaggEC). c) Deteriorantes. Espcies do gnero Proteus so importantes na deteriorao de produtos de origem animal (carnes, pescado, aves e ovos), principalmente os refrigerados. O gnero Serratia est envolvido na deteriorao de pes, carnes, ovos e pescado. J o gnero Erwinia de particular importncia na deteriorao de vegetais (frutas e hortalias). Representantes do grupo coliformes podem ser responsveis pela produo de gases (estufamento) em queijos e em vegetais fermentados (azeitonas, por exemplo). Alguns representantes, como a Morganella morganii, a Klebsiella penumoniae e a Hafnia alvei podem tranformar a histidina (amino cido presente em peixes, em especial na Famlia Scombridae e em queijos) em amina txica, a histamina, que causa reaes severas no consumidor. Gneros Bacillus, Clostridium e Desulfotomaculum. Esto amplamente difundidas no solo, no ar e na gua. Produzem esporos, sendo, por isso, importantes no caso de alimentos que sofreram tratamento trmico (esterilizao ou pasteurizao) ou aquecimento (coco, fritura). Isso porque as formas esporos so resistentes a temperaturas elevadas, podendo sobreviver a certos tipos de aquecimento. Posteriormente, podem germinar (dependendo das condies) e se multiplicar, provocando deterioraes ou doenas alimentares. interessante observar que durante o tratamento trmico, as formas vegetativas podem ter sido eliminadas, o que favorece a multiplicao da bactria, cujo esporo germinou, pois estar livre da maioria dos seus competidores.



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Certas cepas de Bacillus cereus so importantes por provocarem doenas alimentares. So encontradas, principalmente, em cereais e produtos amilceos. Algumas espcies como Bacillus polymyxa e Bacillus macerans so importantes em alimentos perecveis, mantidos temperatura elevada. B. stearothermophilus e B. coagulans podem causar problemas de deteriorao de produtos enlatados. Espcies de Clostridium esto muito envolvidas na deteriorao de enlatados porque so esporuladas.Tambm podem participar da deteriorao de outros alimentos, tais como os queijos duros e azeitonas. So espcies importantes: Clostridium sporogenes e Clostridium butyricum. O Clostridium botulinum produz toxina (botulnica), responsvel por doena alimentar grave. As conservas caseiras so os veculos principais desta doena. O Clostridium perfringens causa doena alimentar no muito perigosa, sendo as carnes e seus produtos derivados os principais alimentos envolvidos. O gnero Desulfotomaculum tambm est relacionado com a deteriorao de alimentos apertizados. Gnero Staphylococcus Staphylococcus aureus. a espcie de maior interesse para a Microbiologia de Alimentos, por provocar intoxicao (toxinose) alimentar bastante freqente em nosso meio, principalmente nas pocas quentes do ano. capaz de se multiplicar em alimentos que contenham de 7,5% a 20% de cloreto de sdio (NaCl). Algumas cepas podem produzir enterotoxinas termoestveis (no so destrudas pelo calor normalmente empregado no cozimento dos alimentos). S. aureus e Staphylococcus epidermidis, so comuns nas mucosas nasal e oral do homem e de certos animais, bem como na pele, plo e infeces (feridas e tumores). So levadas aos alimentos, principalmente, devido a falhas na higiene pessoal e durante a manipulao dos mesmos. Gnero Micrococcus. Encontram-se amplamente distribudas na natureza, sendo encontradas na pele do homem, plo de animais, sujidades, solo, gua e em muitos alimentos. Algumas espcies se desenvolvem nos alimentos mantidos sob refrigerao, estando associadas a deterioraes de produtos de laticnios e de carnes. Nas deterioraes de alimentos, tendem a predominar quando as temperaturas se aproximam s do ambiente. Gnero Vibrio. O Vibrio cholerae, agente da clera, potencialmente epidmico e veiculado por gua, frutos do mar, verduras e outros contaminados com material fecal de portadores e doentes. O Vibrio parahaemolyticus, agente de gastroenterite, disseminado s por frutos do mar contaminados, pois faz parte do ambiente marinho. Gnero Campylobacter. Apresenta espcies que so de importncia em Sade Pblica, por provocarem doena de origem alimentar. As espcies mais comuns em alimentos so Campylobacter jejuni, Campylobacter coli e Campylobacter laridis. So encontradas em animais, sendo disseminadas pelas matrias-primas cruas.


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Gnero Aeromonas. Prefere temperaturas ambientais, mas apresenta multiplicao quando sob refrigerao. Tem como habitat as guas e pode contaminar vegetais, carnes, pescado e aves. Aeromonas hydrophila, alm de deteriorante, pode estar associada doena de origem alimentar. Gnero Listeria. tambm capaz de crescer temperatura de refrigerao dos alimentos. A espcie Listeria monocytogenes a mais importante, sendo patgena para o homem e veiculada pelos alimentos. Grupo das cianobactrias. Compreende vrios gneros que tm em comum o habitat, pois so encontrados em guas superficiais, eutrofizadas e estagnadas. As cianobactrias so tambm denominadas de algas azuis ou de gua doce. Vrias espcies podem produzir endotoxinas, que afetam o homem de diversas formas (hepatotoxinas, neurotoxinas etc). A microcistina uma ficotoxina hepatotxica considerada cancergena. A florao da cianobactria nos reservatrios de gua, quando ocorre, determinada por mudanas climticas e teor de contedo orgnico disperso.

FungosEntre os fungos importantes para os alimentos encontramos as seguintes leveduras e bolores.

LevedurasGnero Saccharomyces. Espcies de Saccharomyces, como Saccharomyces cerevisiae, so utilizadas na obteno de bebidas destiladas (rum, vodca, usque e outras), fermentadas (vinho, cerveja) e na produo de fermento biolgico para panificao. Gnero Kluyveromyces. Possui atividade fermentativa. Espcies de Kluyveromyces so de interesse industrial (obteno de lcool e bebidas). Tambm so importantes na deteriorao de laticnios, carnes e sucos de frutas, provocando fermentaes. Gnero Schizosaccharomyces. importante na produo de rum e na deteriorao de frutas e vinhos. Gnero Zygosaccharomyces. Compreende espcies envolvidas em deteriorao de alimentos, como maionese, molhos de saladas, frutas e sucos de frutas e refrigerantes. So resistentes aos sorbatos e benzoatos. Gnero Kloeckera. So comuns em frutas, caldo de cana e sucos recm-extrados. Associadas a processos de fermentao de sucos de fruta, principalmente no incio . Gneros Pichia, Hansenula e Debaryomyces. So gneros freqentemente envolvidos em deterioraes de produtos cidos, tais como picles e outras conservas. Muitas espcies so tolerantes ou resistentes a concentraes elevadas de sal, deteriorando queijos e outros produtos.



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Tambm tm tendncia a formar pelculas esbranquiadas nas conservas abertas. Podem utilizar os cidos orgnicos presentes nas conservas, diminuindo a acidez das mesmas. Gnero Rhodotorula. Algumas espcies so psicrotrficas, comumente envolvidas na deteriorao de alimentos refrigerados. As espcies de Rhodotorula produzem pigmento que varia do cor-derosa ao vermelho. So deteriorantes para produtos de laticnios, carnes e produtos fermentados. Gnero Cryptococcus. encontrado no solo, plantas e em frutas, pescado marinho, camaro, carne bovina crua, refrigerantes, vinhos e gros de cereais. Gnero Candida. Envolvido principalmente na deteriorao de frutas e sucos. A espcie Candida guilliermondii est freqentemente presente em frutos, bem como em sucos, sendo responsvel pela alterao de suas caractersticas.

BoloresGnero Mucor. As espcies desse gnero so encontradas no solo, esterco, frutas, vegetais e gros. Deterioram alimentos, especialmente carnes e produtos crneos congelados, bem como frutas e vegetais. Algumas espcies so usadas para a produo de alimentos orientais. Gnero Rhizopus. Produz enzimas pectinolticas, importantes na deteriorao de alimentos de origem vegetal. As espcies desse gnero causam podrido mole ps-processamento, devido termorresistncia de suas enzimas. Algumas espcies so utilizadas na produo de alimentos orientais fermentados. A espcie Rhizopus stolonifer muito comum em pes. Gneros Aspergillus e Penicillium. So os bolores mais comumente encontrados como deteriorantes de alimentos, especialmente os vegetais, produtos crneos e produtos de laticnios. Apresentam colorao verde, azul, preta e amarelada na sua superfcie , quando da formao de esporos. So tambm encontradas nesses gneros as espcies que produzem micotoxinas, tais como Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus, produtoras de aflatoxina. Deve-se ter cuidados especiais com os alimentos mofados. Algumas espcies, como Penicillium roqueforti e Penicillium camemberti, so usadas na produo de queijos. Gnero Byssochlamys. Espcies desse gnero produzem enzimas pectinolticas, podendo provocar a deteriorao de produtos de frutas envasados, tais como purs, sucos e polpas. Por possurem estruturas resistentes ao calor, podem sobreviver ao tratamento trmico e se desenvolver em ambiente com baixssimo teor de oxignio (caracterstica que exceo entre os bolores). Gnero Geotrichum. um fungo leveduriforme, muito disseminado em ambiente de laticnios e equipamentos enlatadores de tomate, sendo usado, inclusive, como indicador de higiene neste tipo de indstria.


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VrusSo problemticos nas indstrias que trabalham com microrganismos teis (tais como na produo de iogurtes, queijos), pois os vrus (bacterifagos) podem destruir as clulas das culturas starter. Vrus patognicos como da hepatite A, da poliomelite e os causadores de gastroenterites (Rotavrus e vrus Norwalk) podem ser veiculados por gua e alimentos. A veiculao alimentar dos vrus passiva, uma vez que os mesmos no se multiplicam, a no ser quando dentro de uma clula viva. Os vrus assinalados como patognicos tm uma veiculao fecal-oral, mediada ou no pelos alimentos. Podem ser inativados biologicamente, pelo uso de temperaturas altas e por determinadas substncias qumicas, usadas na desinfeco de superfcies. Podem tambm ser sensveis a determinadas condies, em especial pH e umidade. A Febre Aftosa uma doena contagiosa dos ruminantes domsticos e selvagens, causada por um vrus da famlia Picornaviridae, gnero Aphtovirus. O vrus da febre aftosa (VFA) preservado sob refrigerao e congelamento, sendo progressivamente inativado em temperaturas superiores a 50C e em ambientes com pH acima de 9,0. Desinfetantes como o hidrxidos de sdio (2%), carbonato de sdio (4%) e cido ctrico (,2%) inativam esse vrus. Por outro lado, o VFA resistente aos iodforos, aos compostos de amnia quaternria, ao hipoclorito e ao fenol, quando da presena de matria orgnica. A transmisso do VFA ao homem processa-se atravs de: leite, carne e produtos crneos, produtos apresentando pH acima de 6, quando no tratados pelo calor e os vegetais produzidos onde circulam animais infectados.

ParasitosEntre os parasitos, desempenham papel importante nos alimentos alguns protozorios, helmintos e outros agentes, como miases e prons.

Protozorios importantes para os alimentosAlguns protozorios como a Giardia intestinalis (lamblia), Cryptosporidium parvum e Entamoeba histolytica so transmitidos pela gua e via alimentar. A disenteria amebiana causada por um protozorio, a Entamoeba histolytica. Essa ameba parasita o intestino grosso do homem e penetra na parede intestinal, onde provoca ulcerao e disenteria. Tambm pode atravessar as paredes intestinais e atingir o fgado, partindo deste para outros rgos, como os pulmes e crebro. Quando ocorrem complicaes extra-intestinais, essa doena denominada amebase. A transmisso ocorre por meio da ingesto de cistos que contaminam a gua e os alimentos. A profilaxia consiste em medidas de saneamento, de higiene pessoal e de higiene de alimentos, principalmente os consumidos crus, que devem ser lavados cuidadosamente. Os ciclos de vida de alguns protozorios encontram-se nas figuras 1 a 3.



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FIGURA 1 - Ciclosporase (Cyclospora cayetanensis)

Ciclosporase (Cyclospora cayetanensis): Quando recm passados pelas fezes, o oocisto no infectivo (1), assim, a transmisso fecal-oral no pode acontecer e este fato diferencia o Cyclospora de outro importante parasito coccdio, o Cryptosporidium. No meio ambiente (2) a esporulao acontece depois de dias ou semanas temperaturas de 22 a 32C, resultando na diviso do esporonte em dois esporocistos, cada um contendo dois esporozoitos alongados (3). Produtos frescos e gua podem servir como veculos de transmisso (4) e o oocisto esporulado ingerido (em alimento ou gua contaminados) (5). O oocisto desencista no trato gastrintestinal, liberando os esporozoitos que invadem as clulas epiteliais do intestino delgado (6). Dentro das clulas, realizam a multiplicao assexuada e o desenvolvimento sexual para oocistos maduros, que so liberados pelas fezes (7). Os mecanismos potenciais de contaminao de alimentos e gua ainda esto sob investigao.


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FIGURA 2 - Criptosporidase (Cryptosporidium parvum)

Criptosporidase (Cryptosporidium parvum): Os oocistos esporulados, contendo 4 esporozoitos, so excretados pelo hospedeiro infectado atravs das fezes (e possivelmente por outras rotas, como secrees respiratrioas). Aps a ingesto (e possivelmente a inalao) por um hospedeiro adequado, a desescistao (a) acontece. Os esporozoitos so liberados e parasitam as clulas epiteliais (b, c) do trato gastrintestinal (ou outro tecido, como o trato respiratrio). Nestas clulas, o parasito realiza a multiplicao assexuada (esquisogamia e merogamia) (d, e, f) e a multiplicao sexuada (gametogamia) (g). Uma vez que ocorre a fertilizao dos macrogametas (femininos) pelos microgametas (masculinos) (i), desenvolvem-se os oocistos (j, k) que esporulam no hospedeiro infectado e so excretados. Como os oocistos esporulam dentro do hospedeiro, a autoinfeco pode acontecer. Os oocistos so infectivos assim que liberados, assim permitindo transmisso direta ou fecal-oral imediatos. (Note que os oocistos de Cyclospora cayetanensis, no esto esporulados no momento da excreo e no so infectivos at que a esporulao seja completada, aps dias ou semanas.



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FIGURA 3 - Toxoplasmose (Toxoplasma gondii)

Toxoplamose (Toxoplasma gondii): Animais da espcie do gato (Felidae) so os nicos hospedeiros definitivos conhecidos para os estgios sexuados do T.gondii e assim so os principais reservatrios da infeco. Os gatos se infectam com o T. gondii por carnivorismo. Aps a ingesto pelo gato de cistos ou oocistos, os organimos viveis so liberados e invadem as clulas epiteliais do intestino delgado, onde pasam por ciclo assexuado, seguido do sexuado e ento formam oocistos, que so ento excretados. O oocisto no esporulado leva 1 a 5 dias aps a excreo para esporular (tornar-se infectivo). Apesar de os gatos liberarem os oocistos s por 1 ou 2 semanas, um grande nmero pode ser liberado. Os oocistos podem sobreviver no meio ambiente por vrios meses e so marcadamente resistentes aos desinfetantes, congelamento e secagem, porm so mortos por calor a 700C por 10 minutos. A infeco humana pode ser adquirida de vrias formas: 1) ingesto de carne infectada mal cozida que contm cistos de Toxoplasma; 2) ingesto de oocistos de alimentos e mos contaminadas por material fecal; 3) transfuso de sangue e transplante de rgos; 4) transmisso transplacentria; 5) inoculao acidental de traquizoitos. Os parasitos formam cistos nos tecidos, mais comumente nos msculos esquelticos, no miocrdio e no crebro; estes cistos podem permanecer por toda a vida do hospedeiro.


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HelmintosOs helmintos so importantes para a sade publica, pois podem ser transmitidos ao homem pelos alimentos. Alguns deles so especialmente significativos em pases onde alimentos so servidos crus ou preparados em condies no higinicas. A Taenia solium tem o suno como hospedeiro intermedirio e a Taenia saginata, o bovino. Ambos podem causar dois tipos de doena: a cisticercose e a tenase. O ciclo desses parasitos constitudo de quatro fases: ovo, larva, cisticerco e verme. A cisticercose iniciase com a ingesto do ovo, enquanto que a tenase com a ingesto do cisticerco. A cisticercose, doena que afeta o sistema nervoso central, contrada pelo homem quando este ingere alimentos contaminados com ovos de T.solium, tais como hortalias no-higienizadas e gua no-potvel. A doena grave, pois o cisticerco pode se alojar no crebro e ocasionar cegueira. O cisticerco formado no animal conhecido popularmente como canjiquinha. A tenase, por sua vez, ocorre quando o homem ingere carne crua ou mal cozida contendo cisticercos que, quando viveis, fixam-se mucosa do intestino delgado. Para impedir esse ciclo, hbitos bsicos de higiene, como a lavagem das mos aps o uso do banheiro, aquisio de carnes inspecionada, bem como sua coco completa, so indispensveis. Vale salientar que o nico meio de eliminar os ovos de tnia das folhas e superfcies das hortalias a lavagem individual das folhas. Os ciclos de vida dos principais helmintos encontram-se nas figuras 4 a 10.

FIGURA 4 - Ascaridase (Ascaris lumbricoides)

Ascaridase (Ascaris lumbricoides): O verme adulto (1) vive no lmen do intestino delgado. A fmea pode produzir at 240.000 ovos/ dia, os quais so liberados pelas fezes (2). Os ovos frteis embrionam e se tornam infectantes aps 18 dias a algumas semanas (3), na dependncia das condies ambientais (timo, solo mido, quente e sombreado). Depois de serem ingeridos (4), as larvas eclodem (5), invadem a mucosa intestinal e so carreadas, via porta e ento pela circulao sistmica, aos pulmes (6). A larva amadurece nos pulmes (10 a 14 dias), penetra pelas paredes alveolares, ascendem a rvore brnquica at a faringe e so engolidos (7). Uma vez chegando ao intestino delgado, se desenvolvem em vermes adultos (1). So necessrios cerca de 2 a 3 meses da ingesto do ovo infectivo at a ovoposio da fmea adulta. Os vermes adultos podem viver 1 a 2 anos.



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FIGURA 5 - Difilobotrase (Diphylobothrium latum) 4 3 11 2 12

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Difilobotrase (Diphylobothrium latum): O verme adulto reside no intestino delgado, colado na mucosa. Pode alcanar mais de 10 metros de comprimento, com mais de 3.000 proglotes. Os ovos imaturos so liberados pelas proglotes (cerca de 1.000.000 de ovos por dias por verme) e so liberados pelas fezes. Sob condies apropriadas, os ovos amadurecem (entre 11 e 15 dias), presos em uma oncosfera que se desenvolve em um coracdio. Aps a ingesto por um crustceo de gua doce adequado (coppode, primeiro hospedeiro intermedirio), o coracdio se desenvolve em larva procercoide. Aps a ingesto do coppode por um peixe (segundo hospedeiro intermedirio), a larva procercoide migra para o msculo do peixe onde se transforma em larva plerocercoide (espargano). Quando o peixe pequeno predado por um maior, o espargano pode migrar para o msculo do peixe maior. Os homens (hospedeiro timo, definitivo) adquirem a infeco por comer peixe cru ou pouco cozido. Os ovos aparecem nas fezes 5 a 6 semanas aps a infeco. Alm do homem, muitos outros mamferos podem tambm ser infectados.


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FIGURA 6 - Estrongiloidase (Strongyoides stercoralis) 5 4 3 18 2 9 17 1 16 15 14 12 11 10 19 6 7 8

Estrongiloidase (Strongyloides stercoralis): complexo e nico entre os helmintos, por seu potencial para autoinfeco e multiplicao dentro do hospedeiro. Apresenta dois ciclos, o parasitrio e o de vida livre. O ciclo parasitrio : as larvas filariformes, no solo contaminado, penetram pela pele do homem, so transportadas aos pulmes, onde penetram nos espaos alveolares. So levadas pelos brnquios faringe, so engolidas e ento alcanam o intestino delgado, onde se transformam em vermes adultos fmeas. As fmeas vivem no lumen do intestino delgado e produzem ovos por partenognese, que geram as larvas rabdiformes. As larvas rabdiformes podem tanto ser liberadas pelas fezes ou causar a autoinfeco. Na autoinfeco, a larva se transforma em filariforme, que tanto pode penetrar na mucos intestinal (autoinfeco interna) ou na pele da rea perianal (autoinfeco externa); em ambos os casos, a larva filariforme segue a rota previamente descrita. A autoinfeco um padro exclusivo do Strongyloides entre as demais infeces helmnticas do homem e explica a possibilidade de infeces persistentes e a hiperinfeco em indivduos imunodeprimidos.



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FIGURA 7 - Tenase (Taenia saginata)

Tenase (Taenia saginata): O homem o nico hospedeiro definitivo da Taenia saginata. O verme adulto (comprimento: usualmente 5m ou menos, at 25m) se aloja no intestino delgado, onde se fixa pelo escolex. Produz proglotes (cada verme tem 1.000 a 2.000 proglotes) que amadurecem, se tornam grvidas, se destacam do verme e migram para o nus ou so liberados pelas fezes (aproximadamente, 6 por dia). Os ovos contidos na proglote grvida (80.000 a 100.000 ovos por proglote) so liberados depois que as proglotes esto livres e passaram pelas fezes. Os ovos podem sobreviver por meses a anos no meio ambiente. O gado e outros herbvoros se infectam ao ingerir a vegetao com ovos (ou proglotes). No intestino do animal, os ovos liberam a oncosfera que evagina, invadindo a parede intestinal, e migram para os msculos estriados, onde se desenvolve em cisticerco. O cisticerco pode sobreviver por vrios anos no animal. O homem se infecta pela ingesto de carne crua ou pouco cozida. No intestino do homem, o cisticerco se desenvolve, por cerca de 2 meses, em verme adulto que pode sobreviver por mais de 30 anos.


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FIGURA 8 - Tenase (Taenia solium)

Tenase (Taenia solium) Seu ciclo de vida semelhante ao da T.saginata. Os adultos (comprimento de 2 a 7 m., menos de 1000 proglotes, menos ativas que os da T.saginata, cada uma com 50.000 ovos, longevidade de at 25 anos) se desenvolve no s no homem mas tambm em outras espcies animais (macacos, hamster). O cisticerco no se desenvolve s em msculo estriado, mas tambm no crebro, fgado e outros tecidos dos sunos e outros animais, incluindo o homem. O homem desenvolve tenase quando ingere carne de porco contendo cisticerco pouco cozida (sub processada). Desenvolve a cisticercose pela ingesto de ovos de T.solium, tanto por consumir alimentos contaminados por material fecal como por autoinfeco. No ltimo caso, o homem infectado com T.solium adulto ingere os ovos produzidos pelo verme, tanto atravs de contaminao fecal ou, mais discutvel, de proglotes levadas ao estmago por presistaltismo reverso.



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FIGURA 9 - Triquinelose (Trichinella spiralis)

Triquinelose (Trichinella spiralis): A triquinose adquirida pela ingesto de carne contendo cistos (larvas encistadas) de Trichinella (1). Aps a exposio ao cido gstrico e pepsina, a larva liberada do cisto (2) e invade a mucosa do intestino delgado, onde se desenvolve em verme adulto (3) (as fmeas tem 2,2 mm de comprimento e os machos, 1,2mm; tempo de vida, 4 semanas). Aps 1 semana, as fmeas liberam larvas (4) que migram para os msculos estriados e encistam (5). (Trichinella pseudospirallis, entretanto, no forma cistos). O encistamento completado em 4 ou 5 semanas e a larva encistada pode permanecer vivel por vrios anos. A ingesto de larvas encistadas perpetuam o ciclo. Os ratos e roedores so os responsveis primrios na manuteno da endemicidade desta infeco. Animais carnvoros/onvoros, tais como os sunos ou os veados, se alimentam de roedores ou da carne de outros animais infectados. Espcies diferentes de animais esto envolvidas no ciclo de vida de espcies diferentes de Trichinella. O homem infectado acidentalmente, quando consome carne insuficientemente processada destes animais carnvoros (ou por consumo de alimento contaminado por tal carne).


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FIGURA 10 - Tricurase (Trichuris trichiura)

Tricurase (Trichuris trichiura): Os vermes adultos (aproximadamente 4cm de comprimento) vive no ceco e no colon ascendente. Os vermes fmea no ceco, pem 3.000 a 20.000 ovos por dia. Os ovos no embrionados so libererados pelas fezes. No solo, embrionam e se tornam infectivos em 15 a 30 dias. Aps a ingesto (mos ou alimentos contaminados com terra), os ovos alcanam o intestino delgado e liberam larvas que amadurecem e se estabelecem como adultos no colon. Os vermes adultos se fixam neste local, com a poro anterior ligada mucosa. As fmeas comeam a colocar ovos 60 a 70 dias aps a infeco. O verme adulto pode viver por cerca de 1 ano.



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Outros agentes de contaminaoAlguns agentes no tm caractersticas que permitam uma classificao entre os tipos definidos at aqui. So as miases e o prons.

MiasesQuando as moscas depositam os seus ovos em matrias orgnicas e, por falta de higiene, ocorre a ingesto desses ovos, eles podem eclodir no intestino humano, liberando as larvas. As larvas parasitam o intestino causando a miase. Entre os principais sintomas da miase, pode-se citar clica, dor de cabea, diarria e vmito.

PronsSo agentes infecciosos no convencionais que, ao contrrio dos agentes comuns, no induzem resposta inflamatria ou imunolgica. So responsveis pelas encefalopatias espongiformes bovina (EEB) e humana. Encefalopatia espongiforme uma enfermidade infecciosa neurodegenerativa, tambm conhecida como Doena do Pron, ocorrendo tanto no homem como em animais. A doena pode ser fatal e caracterizada microscopicamente por intensa vacuolizao de neurnios, dando ao tecido cerebral aspecto de esponja, da ser referida como encefalopatia espongiforme. A teoria do pron surgiu quando uma protena resistente s proteases (PrPsc) foi identificada em crebros infectados de animais com scrapie (doena que afeta ovelhas e carneiros). Posteriormente, uma protena semelhante (PrPc), sintetizada pela prpria clula, com peso molecular diferente, mas com a mesma seqncia de aminocidos, foi identificada em neurnios de animais sadios. Isso explica a falta de resposta imunolgica ao agente das encefalopatias espongiformes transmissveis (EET). A PrPsc pode ser gerada na prpria clula por agentes mutantes da protena ou penetrar na clula como agente infeccioso (PRON), vindo de outro hospedeiro. A PrPsc interfere no metabolismo celular formando complexos qumicos que se acumulam no citoplasma, formando as vesculas invisveis no exame histolgico. O pron transmissvel pela carne, sendo o seu controle realizado, obrigatoriamente, na produo animal. extremamente resistente aos meios convencionais de desinfeco, como calor, formalina, radiaes ultravioleta e ionizantes, alm de outros agentes qumicos e fsicos.

S IGNIFICADOso:

DOS CONTAMINANTES MICROBIANOS EM ALIMENTOS

Especificamente, pode-se avaliar microbiologicamente um produto sob diferentes diretrizes, que


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Aspectos higinicosSo as determinaes microbianas que permitem avaliar higienicamente um produto, no que se refere aplicao de Prticas de Higiene em toda a sua cadeia de produo e exposio ao consumo. Baseia-se em determinaes analticas de contagem total de bactrias (carga microbiana total de mesfilos e/ou termfilos e/ou psicrotrficos), contagem total de fungos (bolores e leveduras), coliformes totais (ambientais). A avaliao de presena/ausncia ou de nmeros baixos desses microrganismos no suficiente e no est diretamente relacionada com concluses sobre o risco do consumidor. Como indicadores higinicos, esto relacionados com qualidade do processamento / etapa / procedimento e com a possvel deteriorao de produtos. importante assinalar que a alterao / deteriorao melhor avaliada por parmetros fsicos e qumicos, como caracteres organolticos, pH, provas de rancificao, produo de gs sulfdrico, amnia, indol etc. A introduo desses critrios nas normas e padres legais questionvel, uma vez que esto relacionados com alterao / deteriorao e, portanto, com perda econmica para a produo e transformao de produtos alimentcios e a avaliao dessa alterao realizada por determinaes fsicas e qumicas. Sua incluso se justifica para produtos que sofreram processamento tecnolgico que impacte esses grupos de microrganismos.

Presena de indicadores fecaisEsse aspecto, em geral includo nas normas e padres, tem significado higinico e sanitrio, com as devidas reservas. Pretende avaliar a qualidade e a presena de contaminao fecal, direta ou indireta. Esse grupo de indicadores composto por coliformes (atualmente designados como termotolerantes ou a 450 C, termos mais ticos do que o termo fecal). A Escherichia coli, como indicadora de contaminao de origem fecal, a integrante normal da microbiota intestinal dos animais de sangue quente e no as denominadas de patgenas - das quais se diferencia laboratorialmente pelos mtodos de anlise, caractersticas bioqumicas e sorolgicas e a pesquisa de alguns marcadores de virulncia. Os estreptococos, designados como enterococos ou estreptococos fecais, alm dos bacterifagos (colifagos e shigelafagos), tambm so indicadores de contaminao fecal. O Clostridium perfringens pode ter procedncia fecal e/ou ambiental. importante assinalar que esses grupos de bactrias so indicadores, com importncia para a maioria das classes de alimentos, para as quais existem tolerncias legais, em funo do grupo de alimento.

Indicadores de processamento e/ou manipulaoPertencem a esses indicadores vrios grupos de microrganismos, na dependncia do produto e respectivo processamento. Incluem alguns dos grupos citados anteriormente, como contagens de bactrias e fungos, bactrias aerbias, anaerbias, termfilas, psicrotrficas, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, clostrdio sulfito redutor a 35 e 460 C, coliformes termotolerantes e ambientais etc. No caso de enlatados, so indicadores de processamento as determinaes de



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bactrias mesfilas e termfilas, aero e anaerbias. No caso de leite pasteurizado, as bactrias psicrotrficas e mesfilas. Para avaliar seleo, lavagem e desinfeco de verduras, os indicadores fecais. Para os pratos prontos para consumo, como maionese e produtos de confeitaria, o S. aureus, os coliformes termotolerantes, o Bacillus cereus, o clostrdio a 46C, na dependncia do nmero encontrado. Esses microrganismos, em funo do nmero/g ou ml, podem ser significativos de higiene, higiene e sanidade e at impropriedade para o consumo. Para as de massas alimentcias secas, o Staphylococcus aureus e os coliformes termotolerantes, etc. Podem fazer parte das normas e padres legais, porm questionvel a introduo desses conceito nos critrios legais, uma vez que se relacionam com processamento e no com problema especfico de sade pblica.

Microrganismos teisSo usados nos processos de transformao de matrias-primas em produtos alimentcios. So microrganismos controlados, cujo metabolismo sobre os componentes da matria-prima em questo d como resultado final um mesmo metablito, no txico, porm alimentcio. So usados para a fermentao da massa de po e similares, usados na fabricao de cervejas e chope, de iogurte, de queijos, de outros produtos designados de fermentados. Alguns deles, como o levedo de cerveja, tm propriedades consideradas medicamentosas; como fonte de vitaminas do complexo B e como o iogurte, protetor e restaurador da microbiota intestinal (probiticos). Esse grupo no faz parte das normas e padres legais, mas importante para controle de processos industriais.

Indicadores de riscoSo os microrganismos que podem produzir e liberar toxina no produto, como a enterotoxina estafiloccica, ou causar uma toxi-infeco, como o Bacillus cereus e o Clostridium perfringens (cujo indicador o clostrdio sulfito redutor a 460 C), ou ainda causar uma infeco, como a Salmonella. Como indicadores de risco, so considerados os de maior prevalncia e incidncia de casos de DTA e/ou os de maior capacidade de disseminao (larga distribuio geogrfica, como as Salmonelas). O Staphylococcus aureus, Bacillus cereus e Clostridium perfringens so de distribuio restrita, ou seja, os surtos acontecem predominantemente em comensais de uma mesma refeio, sendo raro surtos em aberto, enquanto a salmonelose um problema de sade pblica internacional. Alguns membros desse grupo podem estar includos nas normas e padres legais. So objeto da Anlise de Riscos e da aplicao do Sistema de Anlise de Perigos, Pontos Crticos de Controle (APPCC/HACCP).

Toxinas biolgicasEssa avaliao compreende toxinas de vrias origens, como a toxina estafiloccica (da qual o Staphylococcus aureus um indicador, no sendo adequada a relao direta entre a presena de


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nmeros iguais ou superiores a 105 com a presena da enterotoxina; o desenvolvimento do microrganismo em questo regulado por faixa de temperatura e de umidade do produto nolinear com a produo e liberao da toxina); a toxina botulnica (idem ao anterior, diferindo apenas por se tratar, nesse caso, de uma bactria esporulada, que pode estar inerte no produto alimentcio, ou seja, presente porm sem se multiplicar e, portanto, sem produzir e liberar toxina); as toxinas de algas marinhas que podem se concentrar em moluscos bivalvos, como ostras e mariscos e em outros animais que partilham do mesmo ambiente aqutico; as toxinas de algas de gua doce que podem ser distribudas pela gua de consumo; as toxinas naturais de determinados organismos, como a tetrodotoxina presente em algumas espcies de baiacu; etc. Muitas dessas toxinas podem ser determinadas quimicamente, como o caso das toxinas marinhas e das micotoxinas.

Microrganismos patognicosOs possveis patgenos presentes nos alimentos so bactrias, vrus e parasitos. As bactrias patgenas so numerosas, incluindo Salmonella typhi, outras Salmonella spp, Shigella spp, Escherichia coli enteropatognicas (EPEC = enteropatgena; ETEC = enterotoxignica; EIEC = enteroinvasiva; EHEC = enterohemorrgica e EAEC = enteroaderente), Listeria monocytogenes e outras, Vibrio cholerae O1 e O139, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio vulnificus, Vibrio fluvialis e outros vbrios, Aeromonas hydrophila, Plesiomonas shigelloides, Campylobacter coli, Campylobacter jejuni e outras. Essas bactrias devem ser consideradas para o diagnstico (elucidao) de DTA e para avaliao adicional de riscos sade pblica, necessrio em programas. A avaliao microbiolgica, portanto, pode ser direcionada para concluses diferentes, de acordo com o grupo que est sendo analisado e as finalidades de anlise. Essas avaliaes tm por base as caractersticas intrnsecas ou internas do produto alimentcio, como pH, gua ativa, potencial de xido-reduo, substncias antimicrobianas naturais ou adicionadas (aditivos com ao conservadora); as caractersticas extrnsecas ou externas aos quais o produto em questo est exposto, como embalagem, condies de tempo (validade) e temperatura de comercializao, condies de manuseio e preparo final antes do consumo etc; a microbiota natural do produto, uma vez que todos os nichos ecolgicos tm uma microbiota especfica; o processamento tecnolgico, com conseqente emprego de processos que permitem excluso de microrganismos, como os trmicos, tanto brandos como extremos, de controle de multiplicao, por reduo de gua, acidificao, uso de temperaturas baixas, uso de microrganismos teis para obteno de outros produtos, com conseqente alterao da microbiota natural, entre outros.

Critrios para o estabelecimento de padres microbiolgicos sanitrios em alimentosOs critrios para o estabelecimento de padro microbiolgico podem ser considerados isoladamente ou em conjunto conforme a seguir:



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a) caracterizao dos microrganismos e ou suas toxinas considerados de interesse sanitrio; b) classificao dos alimentos segundo o risco epedemiolgico; c) mtodos de anlise que permitam a determinao dos microrganismos; d) plano de amostragem para a determinao do nmero e tamanho de unidades de amostras a serem analisadas; e) normas e padres de organismos internacionalmente reconhecidos, Codex Alimentarius e outros organismos; f) outros critrios , quando evidncias cientficas o justifiquem.

F ATORES

INERENTES AOS ALIMENTOS E AO AMBIENTE QUE

INFLUENCIAM NA MULTIPLICAO MICROBIANA

Curva de multiplicaoA multiplicao microbiana significa aumento no nmero total de clulas devido multiplicao dos organismos individuais em uma cultura ou em qualquer ambiente. freqente encontrar-se o termo crescimento microbiano ao invs de multiplicao, como no caso da conhecida curva de crescimento dos microrganismos. Em condies timas, os microrganismos encontram-se em desenvolvimento balanceado. Durante esse desenvolvimento, a duplicao de massa vem acompanhada da duplicao de todos os demais constituintes, como DNA, RNA e protenas. A multiplicao microbiana obedece a uma curva (curva de desenvolvimento). A Figura 9 apresenta a curva quando o microrganismo se encontra nas condies timas de temperatura, pH, nutrientes, umidade, presena de receptores de eltrons e outros fatores importantes para o microrganismos em questo:

FIGURA 9: Curva de desenvolvimento dos microrganismos

C D LOG X B A TEMPO

A - fase lag ou de adaptao B - fase log ou exponencial C - fase estacionria D - fase de declnio ou morte


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Na fase lag, fase de adaptao ou de latncia, o microrganismo se adapta ao novo ambiente. Assim, se um microrganismo presente no solo contaminar uma carne, levar um tempo para se adaptar ao novo substrato, pois ter que comear a produzir enzimas capazes de digerir nutrientes como as protenas. Assim, a fase lag poder ser longa. Entretanto, se a contaminao da mesma carne for feita atravs de resduos de carne de uma superfcie mal higienizada, as bactrias j estaro adaptadas ao alimento e, assim, vo se multiplicar mais rapidamente, no havendo a fase lag. V-se, portanto, que a contaminao atravs de resduos de alimentos (limpeza e sanificao deficientes) muito mais problemtica. Na fase exponencial, a multiplicao em ritmo contnuo, podendo ser avaliada pela seguinte equao: Nt = N0 x 2n , onde: Nt = o nmero de microrganismos aps o tempo t de crescimento; N0 = o nmero inicial de microrganismos; n = o nmero de geraes.

O valor de n pode ser calculado pela seguinte frmula: n = t/tg, onde t o tempo (em minutos) de crescimento e tg o tempo de gerao, ou tempo necessrio para dobrar o nmero de clulas (em minutos). O tempo de gerao varia de acordo com o microrganismo e, para um mesmo microrganismo, o tempo varia de acordo com as condies ambientais (temperatura, nutrientes, etc.). Assim, uma bactria que tem o tempo de gerao de 15 minutos, por exemplo, em uma carne a temperatura ambiente, ao final de 3 horas dar origem a cerca de 4000 bactrias. Isso pode ser calculado da seguinte forma: n = t/tg = 180min/15min n = 12 Nt = N0 x 2n Nt = 1 x 212 Nt = 4096

Entretanto, isso ocorre em condies ideais para a multiplicao. Se houver qualquer fator inerente ao alimento, ou ao ambiente, que faa com que o microrganismo multiplique mais lentamente, aumentando o tempo de gerao, ao final do mesmo perodo de tempo o nmero de microrganismos ser menor.



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Na fase estacionria a multiplicao reduzida por limitao de algum fator ambiental (nutrientes, por exemplo). A populao se mantm constante. Na fase de declnio, o nmero de microrganismos vivos comea a diminuir, em funo da falta de condies de sobrevivncia no ambiente (falta de um nutriente vital, acidez excessiva, substncias txicas excretadas pelos prprios microrganismos etc.). tambm de interesse a curva de destruio de microrganismos. Nessa curva, avaliada a diminuio do nmero de clulas viveis do organismo em questo, quando submetido a condies destrutivas ou desfavorveis. O entendimento da curva de multiplicao e da curva de destruio, relacionadas com os fatores que podem interferir com a viabilidade e nmero de clulas viveis, faz parte da Microbiologia Preditiva, que, como o nome sugere, permite prever o comportamento de um determinado microrganismo em um produto alimentcio, assim como a eficcia de um processo que possa inibir a multiplicao ou provocar a morte ( parcial ou total ) das clulas vegetativas e formas esporuladas presentes.

Fatores que influenciam a multiplicao microbianaA qualidade microbiolgica dos alimentos ditada, primeiro, pelo nmero e tipo de microrganismos iniciais (contaminao inicial); posteriormente, pela multiplicao ou destruio total ou parcial desses microrganismos no alimento. A qualidade das matrias-primas, em funo da presena da sua microbiota natural e de contaminantes patognicos ou deteriorantes, assim como a higiene (de superfcies, ambiente, manipuladores) representam a contaminao inicial. O tipo de alimento e as condies ambientais regulam a multiplicao. Os fatores inerentes ao prprio alimento so tambm denominados parmetros intrnsecos, como por exemplo, o pH e atividade de gua. J os fatores inerentes ao ambiente que cerca o alimento so denominados parmetros extrnsecos, como por exemplo, a temperatura e a umidade relativa. Em condies ideais, as bactrias so os microrganismos com maior velocidade de multiplicao, podendo apresentar um tempo de gerao em torno de 20 minutos. Assim, mesmo nos casos em que a contaminao inicial de um alimento pequena, contagens elevadas podero ser alcanadas em um curto espao de tempo. No entanto, a velocidade de multiplicao de uma bactria no constante, havendo variaes acentuadas, dependentes da fase em que se encontram e das condies ambientais. Os parmetros intrnsecos e extrnsecos, portanto, tambm determinam a velocidade de multiplicao. As leveduras possuem um tempo de gerao (tg) de 30 minutos a trs horas; maior, portanto, do que o das bactrias. J os bolores (fungos filamentosos), multiplicam-se mais lentamente do que as leveduras. Dessa forma, em um alimento que fornea condies para o desenvolvimento dos trs grupos de microrganismos, as bactrias dominaro e, por conseguinte, sero a causa


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primeira da deteriorao de determinados alimentos. Por outro lado, leveduras e bolores so importantes na deteriorao de alimentos que no apresentam parmetros que favoream o rpido desenvolvimento das bactrias.

Fatores inerentes aos alimentosVrios fatores podem influenciar na contaminao dos alimentos, tais como: pH, atividade da gua, potencial de oxirreduo, contedo dos nutrientes, constituintes microbianos, estrutura biolgica e a microbiota do alimento. pH O pH mede a concentrao de H+ de um alimento ou soluo, o que representado pela equao: pH = log 1/[H+ ]. Por essa equao, observa-se que quanto maior a concentrao de H+ (carter cido), menor o pH. Assim, o pH menor em alimentos cidos. O pH varia de 0 a 14, sendo 7 o valor que expressa a neutralidade. O pH pode ser determinado com o uso de um pHmetro, obtendo-se uma preciso de aproximadamente 0,01 unidades de pH dentro da faixa de 0 a 14. O pHmetro vem equipado com um eletrodo de vidro que deve ficar imerso em soluo de KCl 3M. Deve, ainda, ser calibrado diariamente com solues tampo pH 4 e pH 7. O pH um fator de importncia fundamental na limitao dos tipos de microrganismos capazes de se desenvolver no alimento. Tal a sua influncia, que foi proposta uma classificao prtica dos alimentos em funo do pH, dividindo-os em trs grupos: 1- alimentos pouco cidos ou de baixa acidez os que possuem pH superior a 4,5. 2- alimentos cidos os que possuem pH entre 4,0 e 4,5. 3- alimentos muito cidos os que possuem pH inferior a 4,0. Alguns valores de pH dos alimentos esto descritos na Tabela 1.



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TABELA 1

HortaliasBrcolis Aspargos Couve- de-bruxelas Batata Cenoura Milho Azeitona Tomate

pH6,5 5,7-6,1 6,3 5,3-5,6 4,9-6,0 7,3 3,6-3,8 4,2-4,3

FrutasAmeixa Figo Laranja (suco) Ma Morango Gelia de frutas

pH2,8-4,6 4,6 3,6-4,3 2,9-3,3 3,0-3,9 3,5

CarnesFrangos Presunto Corned beef Salsichas Frankfurt Bovina (moda)

pH6,3-6,4 5,9-6,1 5,5-6,0 6,2 5,1-6,2

PescadosAtum Camaro Peixe fresco (maioria) Salmo

pH5,2-6,1 6,8-7,0 6,6-6,8 6,1-6,3

LaticniosCreme de Leite Manteiga Queijo Leite

pH6,5 6,1-6,4 4,9-5,9 6,3-6,5

Fonte: Jay, 1992 e ICMSF, 1980


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A microbiota de alimentos pouco cidos (pH > 4,5) muito variada, havendo condies para o desenvolvimento da maioria das bactrias, inclusive as patognicas, bolores e leveduras. Em alimentos cidos (pH 4,0 a 4,5), a microbiota bacteriana j bem mais restrita, representada por bactrias lticas e algumas formas esporuladas do gnero Bacillus e Clostridium, cujos esporos podem ser de baixa resistncia trmica. O pH 4,5 muito importante em Microbiologia de Alimentos, pois assinala o valor abaixo do qual previne-se a multiplicao de Clostridium botulinum e, de modo geral, de outras bactrias patognicas. Nessa faixa de pH, os bolores e leveduras encontram-se em condies timas para seu desenvolvimento. Nos alimentos muito cidos (pH < 4,0), a microbiota capaz de se desenvolver restrita, praticamente, aos bolores e leveduras alm de bactrias lticas e acticas. A indstria de alimentos lana mo do efeito do pH sobre os microrganismos para a conservao. Assim, so elaborados os alimentos fermentados, seja atravs dos cidos produzidos pelos microrganismos que provocam o abaixamento do pH (por exemplo, leites, carnes e vegetais fermentados) ou utilizando-se acidulantes como cido ctrico, ltico, actico e outros. Dessa forma, elimina-se o risco de deteriorao ou atenua-se o tratamento trmico, no caso de picles, chucrute, champinhon e palmito em conserva. Atividade de gua (Aa) A atividade de gua um parmetro muito importante para o desenvolvimento microbiano. Ela calculada pelas frmulas: Aa = (P 1 )/(P0 ), onde: P 1 = presso de vapor dgua da soluo (alimento) e

P 0 = presso de vapor do solvente puro (gua). Aa = U.R./100, onde: U.R. = umidade relativa do alimento.

Aa = n2 /(n1 +n2 ), onde: n1 = nmero de moles do soluto e n2 = nmero de moles do solvente, considerando-se uma soluo ideal.

O valor absoluto de atividade de gua fornece uma indicao segura do teor de gua livre do alimento, sendo esta a forma ideal de gua usada pelos microrganismos. As bactrias so usualmente mais exigentes quanto disponibilidade de gua livre, seguidas das leveduras e dos bolores, sendo que, entre esses ltimos, algumas espcies destacam-se pela elevada tolerncia baixa Aa. A possibilidade de alterao microbiana em alimentos cessa em alimentos apresentando Aa abaixo de 0,60, embora isso no signifique a morte de microrganismos. O efeito dos diferentes solutos na reduo da Aa difere de forma muito acentuada, o mesmo sendo vlido em relao ao efeito inibitrio sobre os microrganismos.



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TABELA 2: Valores de Aa em solues preparadas a partir de vrios solutos e mantidas a 25C.

Aa

Concentrao de solutos % (p/p)Nacl

Concentrao de solutos % (p/p)Sacarose 8,52 39,66 54,36 58,45 62,77 68,60

Concentrao de solutos % (p/p)Glicose 4,45 28,51 43,72 48,54 53,05 58,45

0,995 0,960 0,920 0,900 0,880 0,860Fonte: CHRISTIAN,1980

0,88 48,22 11,90 14,18 16,28 18,18

Existem alguns grupos de microrganismos que so particularmente resistentes a baixas Aa. So eles: a) Microrganismos osmoflicos necessitam de ambiente com baixa Aa, como produtos com teores significativos de acar , para se desenvolver. b) Microrganismos osmodricos suportam, mas no necessitam de ambientes com elevada concentrao de acar. c) Microrganismos haloflicos necessitam de ambientes com elevada concentrao salina para se desenvolver. d) Microrganismos halodricos suportam ambientes com alta concentrao de sal. e) Microrganismos xeroflicos afinidade a ambientes secos.


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TABELA 3: Valores mnimos de Aa permitindo desenvolvimento microbiano a 25C.

Grupo microbiano Maioria das bactrias Maioria das leveduras Maioria dos bolores Bactrias halfilas Bolores xerotolerantes Bol. xerfilos e leveduras osmfilasFonte: Farkas,1997

Aa mnima 0,88-0,91 0,88 0,80 0,75 0,71 0,60-0,62

H uma grande diversidade de mtodos para se medir a atividade de gua em alimentos. Entretanto, os mais empregados so os que utilizam higrmetros eletrnicos. Dentre eles, existe medidor de Aa porttil, que, apesar de seu alto custo, apresenta boa preciso, rpida leitura e ampla aplicao na indstria de alimentos.

TABELA 4: Valores de Aa em alguns tipos de alimentos. Valores de Aa> 0,98 0,93 a < 0,98 0,85 a < 0,93 0,60 a < 0,85 < 0,60

Tipos de alimentosCarnes e pescados frescos, leite e outras bebidas, frutas e hortalias frescas, hortalias em salmoura enlatadas e frutas em calda enlatadas. Leite evaporado, concentrados de tomate, carnes e pescados curados, sucos de frutas, queijos, po e embutidos. Leite condensado, salame, queijos duros, produtos de confeitaria, marmeladas. Gelias, farinhas, frutas secas, caramelo, goiabada, coco ralado, pescado muito salgado e extrato de carne. Doces, chocolate, mel, macarres, batatas fritas, verduras desidratadas, ovos e leite em p.

Fonte: Christian, 1980

Potencial de Oxirredu o (Redox, Eh) O potencial de oxirreduo (redox) de um ambiente medido em milivolts (mV). Pode ser afetado por uma srie de compostos. A presena do oxignio o fator que mais contribui para o aumento do potencial redox de um alimento.



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Os microrganismos variam no grau de sensibilidade ao potencial de oxirreduo (redox) no meio de multiplicao e podem ser divididos em grupos, de acordo com o Eh requerido: a) Aerbios requerem Eh positivo (presena de O2 ) (+350 a +500mV). So exemplos, os bolores, as bactrias como a Pseudomonas, Acinetobacter, Moraxella, Micrococcus, algumas espcies de Bacillus, e as leveduras oxidativas. b) Anaerbios requerem Eh negativo (ausncia de O2 )(+30 a -550mV). O oxignio txico para a clula, porque gera perxidos letais ao microrganismo. Os gneros Clostridium e Desulfotomaculum compreendem espcies anaerbias. Exemplo: Clostridium paraputrificum (requer ambiente com -30 a -550 mV para se multiplicar). c) Facultativos multiplicam-se em Eh positivo e negativo (+100 a -350mV). Exemplo: leveduras (fermentativas), enterobactrias e Bacillus. e) Microaerfilos multiplicam-se melhor em Eh baixo. As bactrias lticas encontram-se nesse grupo. V-se, ento, que se trata de um fator importante a ser usado na conservao dos alimentos e tambm permite avaliar quais microrganismos iro se desenvolver em determinados alimentos. Pode-se, por exemplo, utilizar a exausto, embalagens no permeveis ao O2 submetidas a vcuo, atmosfera com gases inertes, deaerao e carbonatao para se controlar os microrganismos aerbios. Esses recursos so usados largamente para queijos, vegetais, produtos crneos e outros, a fim de evitar os mofos superficiais. No caso dos enlatados, o ambiente anaerbio favorece a multiplicao de bactrias esporuladas, anaerbias ou facultativas.

TABELA 5: Potencial de oxirreduo em alguns alimentos.

AlimentoLeite Queijo tipo Cheddar Queijo tipo suo Carne in natura Carne moda Carne enlatada Suco de uva Suco de LimoFonte: ICMSF,1980.

Potencial de oxirreduo-Eh+200 a +400 +300 a -100 -50 a -200 -60 a -150 +300 -20 a -150 +409 +383


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Contedo de Nutrientes Os microrganismos variam quanto s suas exigncias aos fatores de multiplicao e capacidade de utilizar os diferentes substratos que compem os alimentos. Assim: a) Fonte de carbono: pode muitas vezes limitar a multiplicao dos microrganismos. Os carboidratos complexos (polissacardeos), tais como o amido e celulose, so diretamente utilizados por um nmero restrito de microrganismos. Os bolores so de particular interesse na deteriorao das matrias-primas que contenham esses substratos. b) Fonte de nitrognio: constituem os aminocidos, os nucleotdeos, os peptdeos e as protenas, alm de outros compostos nitrogenados. c) Fonte de vitamina: em geral, os alimentos possuem as quantidades necessrias para o desenvolvimento dos microrganismos. Por exemplo, as frutas pobres em vitaminas do complexo B, no favorecem a multiplicao de algumas bactrias. d) Sais minerais: nos alimentos, so fatores indispensveis para a multiplicao de microrganismos. Constituintes antimicrobianos Na natureza, a estabilidade de alguns produtos de origem animal e vegetal ocorre devido presena de constituintes antimicrobianos. So alguns exemplos: a) Ovo - Possui lisozima (muramidase), que destri a parede celular das bactrias Gram-positivas. No albmen do ovo encontra-se a avidina, uma substncia com atividade inibitria sobre algumas bactrias e leveduras. b) Amoras, ameixas e morangos - Possuem cido benzico com atividade bactericida e fungicida, sendo mais efetivo em pH na faixa de 2,5 a 4,5. c) Cravo - Contm eugenol, que atua contra bactrias (Bacillus, Staphylococcus aureus, Aeromonas e Enterobactrias). d) Canela - Contm aldedo cinmico e eugenol, substncias que atuam contra bolores e bactrias, respectivamente. e) Alho - Contm substncias volteis (alicinas) que apresentam atividade antimicrobiana. Atuam sobre as salmonelas, shigelas, micobactrias, Leuconostoc plantarum, Staphylococcus aureus, Leuconostoc mesenteroides, Bacillus cereus, Clostridium botulinum, Candida albicans, Aspergillus flavus e Penicillium, entre outros. e) Leite - No leite cru existem vrios grupos de substncias com atividade antimicrobiana, que protegem contra a deteriorao e inibem a multiplicao de bactrias patognicas (sistema lactoperoxidase, lactoferrinas e outras protenas que se ligam ao ferro).



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f) Condimentos e frutas ctricas A maioria dos condimentos (pimenta, organo, cebola, coentro, etc.) e algumas frutas, em especial a casca de frutas ctricas, contm leos esse

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01-Elementos de Microbiologia