FATORES EXTRÍNSECOS E INTRÍNSECOS QUE AFETAM A MULTIPLICAÇÃO DE MICRORGANISMOS NOS ALIMENTOS

Profa. Leila Larisa Medeiros Marques

“A curiosidade é mais importante do que o conhecimento.”Albert Einstein

» Por que alguns microrganismos crescem mais rapidamente em determinado tipo de alimento?

» Por que alguns alimentos se conservam por um longo tempo?

?

CAPACIDADE DE SOBREVIVÊNCIA OU MULTIPLICAÇÃO

FATORES QUE CONTROLAM O DESENVOLVIMENTO MICROBIANO

Fatores intrínsecos – relacionados com os alimentos: Atividade da água (Aa), acidez (pH), potencial de óxido-redução (Eh), composição química, presença de antimicrobianos naturais, interações entre microrganismos presentes.

Fatores extrínsecos – relacionados com o ambiente. Umidade, temperatura e composição de gases na atmosfera que envolve o alimento.

FATORES DE STRESS MICROBIANO

pH

temperatura

p02 aditivos

nutrientes

Aw

FATORES INTRÍNSECOS: ATIVIDADE DE ÁGUA (AW OU AA)

Os microrganismos necessitam de água livre

para suas atividades metabólicas.

P = pressão parcial de vapor da água no alimentoP0 = pressão parcial de vapor da água pura

Aw varia de 0 a 1

VALORES MÍNIMOS DE AA QUE PERMITEM A MULTIPLICAÇÃO DE MO QUE ALTERAM ALIMENTOS

MULTIPLICAÇÃO DE MICRORGANISMOS EM FUNÇÃO DA AA

Valores de atividade de água para alimentos

Aa Tipos de alimentos

>0,98 carnes e pescados frescos, leite, frutas e hortaliças;

0,93 a <0,98 leite evaporado, concentrados de tomate, carnes e pescados curados, sucos de frutas, queijos, pão e embutidos;

0,85 a <0,93 leite condensado, salame, queijos duros, marmeladas;

0,60 a <0,85 geléias, farinhas, frutas secas, pescado salgado;

<0,60 doces, chocolate, mel, batatas fritas, ovos e leite em pó.

ATIVIDADE DE ÁGUA DE ALGUNS ALIMENTOS

REDUÇÃO DA ATIVIDADE DE ÁGUA NO ALIMENTO

sal adição de soluto açúcar glicerol

remoção da água

congelamento

desidratação

EXEMPLOS DE ALIMENTOS CONSERVADOS POR AW

RELAÇÃO ENTRE AA E CONCENTRAÇÃO DE SAL

CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS QUANTO À AW

Halófilos:Necessitam de Aw reduzida para o crescimento e presença de sal. Extremos: 13 -15% NaCl.

Xerófilos:Preferem ambientes secos, falta de água.

Osmófilos:Preferem pressões osmóticas elevadas (< 0,65).Altas concentrações de açúcar.

Halotolerantes:Toleram redução da Aa, mas preferem a ausência do soluto.

RELAÇÃO ENTRE ATIVIDADE DE ÁGUA (AW) E A DETERIORAÇÃO DE ALIMENTOS

EFEITO DE BAIXA ATIVIDADE DE ÁGUA NO CRESCIMENTO DOS MICRORGANISMOS

- Perda de água para o ambiente- Aumento da fase LAG- Diminuição da taxa de crescimento

(aumento do tempo de geração) e contagem final dos microrganismos

- Afeta a produção de substâncias como a enterotoxina B de S. aureus sem afetar tanto o crescimento dele.

FATORES INTRÍNSECOS: PH

É a medida de acidez ou alcalinidade em um alimento;

Conceito: Log negativo da concentração hidrogeniônica ou protônica. “Concentração de íons hidrogênio”;

A maioria dos microrganismos multiplica melhor em pH próximo da neutralidade (6,5 a 7,5);

Os microrganismos apresentam valores de pH, mínimo, ótimo e máximo para multiplicação.

Microrganismos patogênicos apresentamum faixa de pH ótimo mais estreita

PH DE MULTIPLICAÇÃO MICROBIANA

VALORES DE PH PARA MULTIPLICAÇÃO DE MICRORGANISMOS

Tolerância a valores baixos de pHbolores > leveduras > bactérias

FAIXA DE PH DE ALGUNS ALIMENTOS

Obs.: a carne de animais estressados (pH mais alto) deteriora-se mais rapidamente do que a carne obtida de animais descansados (menor pH).

POTENCIAL HIDROGENIÔNICO (PH)

pH 4,6 é um marco abaixo do qual não hácrescimento do Clostridium botulinum

CLASSIFICAÇÃO DOS ALIMENTOS QTO AO PH

CLASSIFICAÇÃO DOS ALIMENTOS QTO AO PH

CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS QUANTO AO CRESCIMENTO EM DIFERENTES VALORES DE PH

Neutrófilos: pH 6-8;Acidófilos: pH abaixo de 6 (fungos e

bactérias);Alcalófilos: pH acima de 8 (bactérias).

EFEITO DO PH NOS MICRORGANISMOS

Acredita-se que o pH adverso afeta principalmente a respiração dos MO, por ação em suas enzimas e no transporte de nutrientes para dentro de célula microbiana:

Consequência: aumento da fase lag;

Eles produzem compostos para contrabalancear:

Ex . pH (4,0) aminoácido-descarboxilase

ativadas

FATORES INTRÍNSECOS: POTENCIAL DE ÓXIDO-REDUÇÃO (EH)

Os processos de oxidação e redução estão relacionados com troca de elétrons entre as substâncias químicas;

O potencial de óxido-redução pode ser definido como a capacidade de certos substratos em ganhar ou perder elétrons. O elemento que perde um elétron denominado oxidado e o que ganha, reduzido.

Quanto mais oxidada maior o Eh (mais positivo)Quanto mais reduzida menor o Eh (mais

negativo)

A diferença de potencial pode ser medida com instrumentos apropriados em volts (v) ou milivolts (mV).

TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS DE UM COMPOSTO PARA OUTRO GERA DIFERENÇA DE POTENCIAL (MV)

UTILIZAÇÃO DO OXIGÊNIO PELOS MICRORGANISMOS

Bolores, leveduras e muitas bactérias (Pseudomonas, B. cereus)+350 a +500mV

Leveduras fermentadoras, enterobactéria, estafilococos+100 a +300mV

C. botulinum, bactérias deteriorantes, C. perfringens<-150mV

lactobacilos

POTENCIAL DE ÓXIDO-REDUÇÃO DE ALGUNS ALIMENTOS

O O2 atmosférico é um excelente oxidante e pode criar um Eh positivo em alimentos.

FATORES INTRÍNSECOS: COMPOSIÇÃO QUÍMICA (NUTRIENTES)

Nutrientes necessários para a multiplicação microbiana:

Água; fonte de energia (carbono)- açúcar, álcool,

aminoácido, amido, celulose, gordura; fonte de nitrogênio- aminoácidos, peptídeos,

proteínas; sais minerais- sódio, potássio,cálcio, magnésio,

ferro, cobre, manganês, fósforo, zinco, enxofre, cobalto e molibidênio;

Vitaminas- complexo B, biotina, ácido pantotênico;

OBS.: Gram+ não sintetizam vitaminas Gram–, bolores e leveduras

sintetizamMO Mais exigentes: Gram+ > Gram- > leveduras > bolores

FATORES INTRÍNSECOS: COMPONENTES ANTIMICROBIANOS

FATORES INTRÍNSECOS: COMPONENTES MICROBIANOS- ESTRUTURA BIOLÓGICA

A cobertura natural de alguns alimentos constitui excelente barreira física contra a entrada dos microrganismos.

• Casca de frutas;• Casca de nozes;• Casca de ovo;• Película que envolve as sementes;• Envoltórios;•Membranas;•Cera.

FATORES INTRÍNSECOS: INTERAÇÕES ENTRE MICRORGANISMOS

A multiplicação de um microrganismo pode gerar:

Produtos tóxicos para outros microrganismos - água oxigenada do Streptococcus inibe Pseudomonas, Bacillus e Proteus.

Produtos benéficos para outros microrganismos - tiamina e triptofano de Pseudomonas favorecem S. aureus.

FATORES QUE CONTROLAM O DESENVOLVIMENTO MICROBIANO

Fatores intrínsecos – relacionados com os alimentos: Atividade da água (Aa), acidez (pH), potencial de óxido-redução (Eh), composição química, presença de antimicrobianos naturais, interações entre microrganismos presentes.

Fatores extrínsecos – relacionados com o ambiente. Umidade, temperatura e composição de gases na atmosfera que envolve o alimento.

FATORES EXTRÍNSECOS:TEMPERATURA

O crescimento microbiano ocorre entre - 10o e 105o C

TEMPERATURA – FATOR EXTRÍNSECO

MicrorganismoMicrorganismo ºC (T ótima de ºC (T ótima de cresc.)cresc.)

Termófilos (Termófilos (BacillusBacillus e e ClostridiumClostridium)) 55 a 7555 a 75

Mesófilos (bactérias patogênicas, Mesófilos (bactérias patogênicas, alguns bolores e leveduras, alguns bolores e leveduras, deterioradoras)deterioradoras)

30 a 4530 a 45

Psicrotrófilos (Psicrotrófilos (PseudomonasPseudomonas, , AcinetobacterAcinetobacter, , Flavobacterium, Flavobacterium, Micrococcus)Micrococcus)

25 a 3025 a 30

Psicrófilos (Psicrófilos (PseudomonasPseudomonas, , AcinetobacterAcinetobacter, , Flavobacterium, Flavobacterium, Micrococcus)Micrococcus)

12 a 1512 a 15

FATORES EXTRÍNSECOS: TEMPERATURA

Psicrotróficos- 20 a 30°C- Exemplos: Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium,

Micrococcus, os mais importantes em alimentos refrigerados

Mesófilos- 30 a 40°C- A maioria das espécies- Maior parte dos patógenos;

Termófilos- 45 a 65°C-Exemplo: algumas espécies de Bacillus e Clostridium

*Bolores- faixa ampla de temperatura- crescem em temperatura de refrigeração (Psicrófilos- 0 a

20°C)*Leveduras- crescem na temperatura de psicrotróficos e mesófilos.

FATORES EXTRÍNSECOS: UMIDADE RELATIVA DO AMBIENTE (UR) O alimento sempre tende a equilibrar sua

umidade com a do ambiente; Há uma correlação estreita entre Aa de um

alimento e a UR.

A relação UR/Aa deve ser levada em conta para garantir o controle do desenvolvimento microbiano e prolongamento do tempo de armazenagem.

%

FATORES EXTRÍNSECOS: COMPOSIÇÃO GASOSA DO AMBIENTE

Dela decorrem os tipos de microrganismos que poderão predominar no alimento.

MODIFICAÇÕES NA COMPOSIÇÃO GASOSA

USO DE ATMOSFERAS CONTROLADAS

10% CO2 inibidor competitivo do etileno. Retarda o apodrecimento de frutas causado por fungos. Bom efeito na conservação de carnes.

Etileno atua como fator de amadurecimento em frutas.

Ozônio fonte oxidante. Não deve ser usado em alimentos com lipídios.

Vácuo bom efeito na conservação de carnes.

EXEMPLO PRATICO- O PORQUE DA IMPORTÂNCIADE SE CONHECER OS FATORES...

Alimento embalado a vácuo, conservado a temperatura ambiente, com pH perto do neutro, Aw=0,98.......quem pode alterar?

EXEMPLO PRATICO- O PORQUE DA IMPORTÂNCIADE SE CONHECER OS FATORES...

Alimento embalado a vácuo, conservado a temperatura ambiente, com pH perto do neutro, Aw=0,98.......quem pode alterar?

R.: Bactérias mesófilas anaeróbias e anaeróbias facultativas....Perigo identificado...e por esse conhecimento vai se identificando os perigos biológicos de um alimento....

REFERÊNCIAS

JAY, J. M. Microbiologia de alimentos. 6 ed. Porto Alegre: Artmed, 2005.

MASSAGUER, P. R. Microbiologia dos processos alimentares. São Paulo: Varela, 2005.

FRANCO, B. D. G de M.; LANDGRAF, M. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Atheneu, 2008.