A MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS

Dra. Waléria Guerreiro Lima

Definição: mikros + bios + logos – Estudo da vida diminuta

Estuda a influência dos micro-organismos nas características dosprodutos alimentícios de consumo humano ou animal.

Inclui: fungos, bactérias, vírus, algas, protozoários...

Microbiologia dos Alimentos

Organismos vivos ou agentes que na maioria doscasos não são visualizados a olho nu.

Classificação dos Micro-organismos

Micro-organismos que alteram os alimentos:

São causadores de alterações químicas prejudiciais, resultando na“deterioração microbiana”.

Resulta em alterações de cor, odor, sabor, textura e aspecto do alimento.

Classificação dos Micro-organismos

Micro-organismos transformadores do alimento:

Modificam as características originais do alimento de forma àtransformá-lo em um novo alimento.

Esse processo é chamado de FERMENTAÇÃO

Classificação dos Micro-organismos

Micro-organismos patogênicos

As características das doenças que esses micro-organismos causam dependem de umaserie de fatores inerentes ao alimento, ao microrganismo em questão e ao individuo aser afetado.

Os microrganismos patogênicos podem chegar ao alimento por varias vias, semprerefletindo condições precárias de higiene durante a produção, armazenamento,distribuição ou manuseio em nível doméstico.

Leis judaicas: código de saúde pública

Livro dos Números (1000 a.C.): isolamento de pessoas com infecções como lepra egonorréia e de cadáveres.

Deuteronômio (600 a.C.) (14, 3-21): proibição do consumo de certas carnes: porco,mariscos, animais encontrados mortos

Uso de bebidas fermentadas data de épocas imemoriáveis: Egito e Grécia antigos

A "Pré-história" da Microbiologia

A "Pré-história" da Microbiologia

Povos antigos já tinham ideias sobre doenças e putrefação

Índia (1300 a. C.): proibição do casamento de pessoas com tuberculose

Bhagavata Purana (500 a. C.): descrição dos sintomas da peste bubônica

A descoberta dos micro-organismos

Antony van Leeuwenhoek(1632-1723) - Delft, Holanda

Robert Hook (1635-1703) - Inglaterra

A descoberta dos micro-organismos

Observações relatadas à Sociedade Real de Londres

O Fogo Sagrado

A Grande Fome da Batata

A Grande Fome de 1845

Irlanda

A Grande Fome da batata na Irlanda

Memorial às vítimas da fome em Dublin.

Retrato de Bridget O'Donnell e suas duas crianças durante a fome em 1849.

Carne podre = Gerava Moscas

Cheiros dos pântanos = Gerava Sapos

Roupa suja = Gerava Ratos

Intestinos = Geravam vermes

TEORIA DA GERAÇÃO ESPONTÂNEA - ABIOGÊNESE -

Pasteur (1822-1895)

Teoria microbiana das fermentações

Povos antigos usavam a fermentação para aprodução de:

Vinhos: Grécia

Kiu (cerveja de arroz): China (2300 a.C.)

Sakê (vinho de arroz fermentado): 500 a.C.

Shoyu (molho de soja)

Koumiss: leite fermentado de camela

Teoria microbiana das fermentações

1850: Pasteur resolve problemas da indústria francesa de vinhos e estabelece aprimeira teoria microbiana da fermentação

PASTEURIZAÇÃO

Teoria microbiana das doenças

Fracastoro (XIV): seres pequenos causadores de doenças

Plenciz (séc. XVII): diferentes doenças eram causadas por diferentesmicrorganismos (parasitismo)

Robert Koch (1843-1910): rival de Pasteur na descoberta do agente docarbúnculo (antraz): descobriu a bactéria Bacillus anthracis em 1876

Primeiro pesquisador a provar que um germe era causador da doença,fazendo o mesmo mais tarde com a tuberculose

Desenvolvimento de técnicas

Técnicas de isolamento: necessidade de separar diferentes espécies de microrganismos para estudos

Alemães: conceito de meio de cultura: colônias em batatas, isolamento -meios: caldos, leite, frutas, etc.

Robert Koch: ágar-ágar e a cultura pura

Julius Petri: placa para cultura

Paul Erlich: coloração das células

Joseph Lister: fenol como primeiro desinfetante, técnicas assépticas

POSTULADOS DE KOCH

1. O organismo patogênico suspeito deve estarpresente em todos os casos da doença e ausente emanimais sadios;

2. O organismo suspeito deve ser cultivado em culturapura;

3. Células de uma cultura pura do organismo suspeitodevem causar a doença em um animal sadio;

4. O organismo deve ser reisolado e demonstrar-seidêntico ao original.

A idade de ouro (1875-1915)

Ecologia Microbiana:

Sergei Winogradski e Martinus Beijerinck

Bactérias autotróficas

Fixação do N2 bactérias

Bactérias fotossintetizantes

Imunologia: primeiras vacinas

Indústria: drogas, antibióticos, alimentos

Virologia: Iwanovski/Stanley

A idade de ouro (1875-1915)

Impacto dos microrganismos nas atividades dos seres

humanos

CIÊNCIA BIOLÓGICA BÁSICA – oferece ferramentas de pesquisa mais acessíveis aoestudo dos processos biológicos na natureza;

CIÊNCIA BIOLÓGICA APLICADA – lida com problemas práticos da medicina, agricultura eindústria.

ABORDAGENS DA MICROBIOLOGIA

IMPACTO DOS MICRORGANISMOS SOBRE OS SERES HUMANOS

IMPACTO DOS MICRORGANISMOS SOBRE OS SERES HUMANOS

Alimentos

► meio adequado para o crescimento microbiano

- deterioração (“prontos para consumo” - aumento dos custos)

- disseminação de infecções

- intoxicações

- produção de alimentos

- conservação de alimentos

Composição microbiana dos alimentos

► Frutos:

Leveduras na casca das uvas - fermentação para fabricação do vinho

pH 2,3-5,0 - baixa incidência de bactérias

► Carnes:

Corte e manuseio - bactérias proteolíticas, lipolíticas, fungos e ocasionalmente patógenos (Clostridium

perfringens, Staphylococcus aureus)

► Leite:

Microbiota característica do ambiente

Bactérias do ácido lático, leveduras, coliformes, Pseudomonas

Patógenos: Staphylococcus (mastite), Mycobacterium, Brucella, Salmonella, Coxiella

• Microbiota própria

• Adquirida com o processo/manuseio

Deterioração:

► Qualquer alteração na aparência, odor, sabor decorrentes da atividade metabólica dos

microrganismos

O tipo de deterioração depende:

- tipo de alimento

- microrganismo envolvido (bactérias entéricas raramente deterioram frutos)

- número de microrganismos presentes

Microrganismos e a deterioração de alimentos

► Ranço:

Alimentos ricos em gordura

Microrganismos lipolíticos, principalmente bactérias

Quebra das gorduras ácidos graxos glicerol

► Putrefação:

Alimentos ricos em proteínas (p.ex. carnes)

Bactérias proteolíticas

Proteínas putrescina, cadaverina, H2S, NH3

► Azedamento (fermentação) e coagulação:

Leite

Bactérias do ácido lático

Lactose ácido lático + outros ácidos

Principais processos de deterioração de alimentos

Inibir o crescimento microbiano

► preservar a qualidade

Controle dos microrganismos em alimentos

• O crescimento segue o padrão geral: fase lag, exponencial ...

• Depende de condições como temperatura e valor nutritivo do alimento

• Somente quando a concentração atingir certo nível a deterioração pode ser

observada

► Forma mais comum de conservação

Refrigeração (4 a 10 ºC): inibição das reações enzimáticas,

levando à paralisação do crescimento microbiano

- Crescem os psicrotolerantes

Congelamento (-20 ºC): água congelada não está disponível

para o metabolismo. Formação de cristais de gelo que

danificam a membrana

- Pode haver crescimento em bolsas de água não congelada

Frio

Processos de preservação

► Pasteurização

63 ºC por 30 min (LTLT: low temperature long time)

72 ºC por 15 s (HTST: high temperature short time)

O tempo e temperatura, estão definidos para eliminação da Coxiella burnetti(patógeno mais resistente – 61,6 °C)

► Esterilização

UHT (ultra-high temperature): 150 ºC por até 3 s

sistemas contínuoselimina o gosto de leite cozido

Calor

►Secagem: sol, câmaras secagem, liofilização

alimentos perdem água, provocando a inibição do crescimento

►Adição de solutos (elevação da pressão osmótica)

- adição de açúcar: doces, geléias,

- secagem: leite condensado, frutas secas

- adição de sal: carnes e peixes

- defumação

Redução da atividade água (Aw)

► Diminuição do pH do alimento

A maioria dos organismos deteriorantes não crescem em menos de pH 5.

O ácido pode ser adicionado ou produzido no processo

- ácido acético: picles

- ácido lático: leite fermentado, iogurte, chucrute

Acidificação

Nos alimentos fermentados, as bactérias não se desenvolvem bem em pH

abaixo de 4 – processo autolimitante.

Enlatamento

- Nicholas Appert funda em 1802 a primeira fábrica de conservas e recebeu o prêmio de Napoleão.

►Altas temperaturas aplicadas a alimentos hermeticamente fechados em latas

- Temperatura inadequada: problemas com os termofílicos anaeróbios

- Deteriorações mais comuns em enlatados:

- azedamento: Bacillus stearothermophillus, B. coagulans, Lactobacillus spp. -

produção de gás: leveduras, lactobacilos, clostrídios

Um pouco de história:Em 1795 o governo de Napoleão Bonaparte ofereceu um prêmio de12 mil francos a quem inventasse um novo método de preservaçãode alimentos para o exército.

Radiação ionizante: raios gama (cobalto 60)

▪ sem radiação residual e sem afetar a qualidade

Atualmente, nos EUA, aves e hambúrgueres estão sendo irradiados para controlar a E.

coli 0157:H7 e outros patógenos entéricos

Irradiação

44 KGrays na esterilização de produtos cárneos servidos em vôos espaciais (NASA)

4,4 KGrays para hambúgueres normais

Aditivos

Diversos produtos químicos são considerados como seguros.

Alguns são utilizados há anos, sem evidência de toxicidade, outros já são mais

controvertidos.

* inorgânicos:- Óxido de etileno, NO3

-, NO2-

* orgânicos:

- ácido ascórbico: laticínios, sucos

- benzoato de sódio: refrigerantes

- propionato de cálcio: pães

Em combinação com o ácido ascórbico (Vitamina C), o benzoato de sódio pode formar o benzeno, que é cancerígeno.

Doenças de origem microbiana veiculadas por alimentos

Categorias de doenças:

* infecções

- microrganismo ativo presente nos tecidos

- ingestão do patógeno através do alimento contaminado

(muitos desses agentes também são transmitidos pela água)

* intoxicações

- microrganismo ativo ausente nos tecidos

- ingestão da toxina bioativa pré-formada

6.1 Infecções

a. Gastroenterites

Bacillus cereus: toxina liberada no trato intestinal

Infecção que atinge o sistema gastrointestinal ocasionando diarréias, cólicas

intestinais e vômitos.

- decréscimo na absorção de fluidos

- aumento da secreção de fluidos do sangue para o intestino

Vegetais crus, carnes, leite e derivados, farinhas contendo esporos

b. Salmoneloses

Salmonella thyphimurium: espécie mais comum, presente no

intestino dos animais e esgotos.

S. typhi: febre tifóide

Carnes, salsichas, aves, ovos, leite e laticínios,

produtos à base de ovos crús

Contaminação: manuseio por indivíduos portadores,

água contaminada

Maria Tifóide"I can cook"

c. Escherichia coli patogênicas

Escherichia coli enterotóxica (linhagens ETEC), produtora de enterotoxinas potentes

- verotoxina:diarréia hemorrágica e insuficiência renal.

Linhagem E. coli O157:H7 produz grande quantidade da toxina

Alimentos crús ou mal cozidos, particularmente carnes moídas processadas em grande escala, água.

d. Campilobacteriose

Campylobacter jejuni e C. fetus

Bastonetes Gram negativos, microaerófilos, principais responsáveis por diarréias bacterianas em crianças

- C. fetus: abortos em bovinos e ovinos

Aves, porco, mariscos crús

- todas as carcaças de frango e peru contêm C. jejuni

d. ListerioseListeria monocytogenes – presente em todos os ambientes

- Bastonetes ácido tolerantes, psicrotolerantes e halotolerantes

- Pessoas imonocomprometidas: septicemia, meningite, encefalite, infecção intra-

uterina

Carne, laticínios, produtos frescos

Contaminação: solo, água

e. Hepatite A

Picornavírus (RNA vírus)

- Inflamação e necrose do fígado

Frutos do mar coletados em águas poluídas, leite

Contaminação: contaminação fecal da água ou alimento

a. Intoxicação por estafilococosStaphylococcus aureus – intoxicação bastante comum (gastroenterites)

Cremes, doces recheados, carnes, pudins, saladas com maionese

Contaminação do alimento: pelo manipulador, seguida pela multiplicação da bactéria no alimento não refrigerado e produção de enterotoxinas (7 tipos) termoestáveis.

b. Intoxicação por clostrídios

Clostridium perfringens: bactéria anaeróbia, produtora de endósporos

Carnes, aves e peixes, crús ou cozidos

Toxinas: enterotoxina produzida quando a bactéria esporula no intestino, após ser ingerida

com o alimento.

Sintomas: alteração da permeabilidade das células epiteliais do intestino, produzindo

sintomas de gastroenterites.

6.2 Intoxicações

Clostridium botulinum: bactéria anaeróbia, produtora de endósporos

(botulus, do latim, salsicha)

Carnes, vegetais enlatados, peixes fermentados, alimentos embutidos, batatas assadas, ...

Toxinas: exotoxina (proteína sensível ao calor, 80 ºC/10 min) geralmente fatal.

- 1 g mataria 30 bilhões de ratos.

Emprego biotecnológico dos microorganismos

• Acelerar a decomposição de resíduos orgânicos (esgotos,compostagem)

• Degradar produtos tóxicos ao ambiente

• Controlar insetos e doenças

• Transgenia de plantas e animais

Obrigada!

waleria.lima@faculdadeguararapes.br