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Microbiologia Aplicada à Nutrição 25/03/2019 Prof. Cláudio 1 FATORES INTRÍNSECOS E EXTRÍNSECOS DE CONTROLE DO DESENVOLVIMENTO MICROBIANO EM ALIMENTOS SOBREVIVÊNCIA DOS MICRORGANISMOS EM UM ALIMENTO Fatores Intrínsecos; Atividade de Água (Aa); pH; Potencial de Oxidorredução; Composição do alimento; Presença de fatores antimicrobianos naturais; Estruturas biológicas; Interações entre os microrganismos no alimento. Fatores Extrínsecos; Temperatura; Atmosfera envolvendo o alimento; Umidade relativa do ambiente.

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Prof. Cláudio 1

FATORES INTRÍNSECOS E

EXTRÍNSECOS DE CONTROLE DO

DESENVOLVIMENTO

MICROBIANO EM ALIMENTOS

SOBREVIVÊNCIA DOS

MICRORGANISMOS EM UM ALIMENTO

� Fatores Intrínsecos;� Atividade de Água (Aa);� pH;� Potencial de Oxidorredução;� Composição do alimento;� Presença de fatores antimicrobianos naturais;� Estruturas biológicas;� Interações entre os microrganismos no alimento.

� Fatores Extrínsecos;� Temperatura;� Atmosfera envolvendo o alimento;� Umidade relativa do ambiente.

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SOBREVIVÊNCIA DOS

MICRORGANISMOS EM UM ALIMENTO

� Fatores Intrínsecos;� Atividade de Água (Aa);� pH;� Potencial de Oxidorredução;� Composição do alimento;� Presença de fatores antimicrobianos naturais;� Estruturas biológicas;� Interações entre os microrganismos no alimento.

� Fatores Extrínsecos;� Temperatura;� Atmosfera envolvendo o alimento;� Umidade relativa do ambiente.

Atividade de água - Aa

Os microrganismos necessitam de água para suasobrevivência => metabolismo e multiplicação, a águadeve estar na forma disponível.

O parâmetro que mede a disponibilidade de água em umalimento é chamado de Aa

Relação entre a pressão parcial de vapor de águacontida no alimento (P) e a pressão parcial de vapor deágua pura (Po), a uma dada temperatura

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Os valores de Aa variam de 0 a 1:

Microrganismos resistentes à baixa Aa

Formas de redução da Aa:

• Adição de solutos : Sais e açúcares• Remoção da água : Desidratação e congelamento

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Efeito da diminuição da Aa

Aumento da fase lag do crescimento microbiano e adiminuição da velocidade de multiplicação e do tamanhoda população microbiana final.

Alguns microrganismos acumulam prolina, glicerol(osmorregulador), KCl (halofílicas).

S. aureus em baixa Aa multiplica, mas não produzenterotoxinas.

Em geral Gram negativos requerem maior Aa do que Gram positivos

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SOBREVIVÊNCIA DOS

MICRORGANISMOS EM UM ALIMENTO

� Fatores Intrínsecos;� Atividade de Água (Aa);� pH;� Potencial de Oxidorredução;� Composição do alimento;� Presença de fatores antimicrobianos naturais;� Estruturas biológicas;� Interações entre os microrganismos no alimento.

� Fatores Extrínsecos;� Temperatura;� Atmosfera envolvendo o alimento;� Umidade relativa do ambiente.

Acidez (pH)

A maioria das bactérias sedesenvolvem em pH em tornode 6,5 a 7,5.

Algumas são favorecidas empH acido, como as bactériasláticas.

Bactérias patogênicas paraseres humanos necessitamde pH em torno de 7,0.

Bolores e leveduras tolerammais as variações no pH

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Divisão dos alimentos em relação ao pH

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O pH adverso afeta principalmente a respiração e otransporte de nutrientes para dentro da célulamicrobiana.

Quando os microrganismos estão em pH diferente doneutro, sua capacidade de multiplicação depende desua capacidade de modificar o pH adverso.

=> ativação de aminoácido-descarboxilases em pH ácido (~4.0) com

a produção de aminas => elevação do pH

=> ativação de aminoácido-desaminases em pH alcalino (~8.0) com

a produção de ácidos orgânicos => diminuição do pH

SOBREVIVÊNCIA DOS

MICRORGANISMOS EM UM ALIMENTO

� Fatores Intrínsecos;� Atividade de Água (Aa);� pH;� Potencial de Oxidorredução;� Composição do alimento;� Presença de fatores antimicrobianos naturais;� Estruturas biológicas;� Interações entre os microrganismos no alimento.

� Fatores Extrínsecos;� Temperatura;� Atmosfera envolvendo o alimento;� Umidade relativa do ambiente.

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Potencial de oxi-redução – Eh

Facilidade com que determinado substrato ganha ouperde elétrons.

Quanto mais oxidado um composto, mais positivo é oseu potencial de oxi-redução, e quanto mais reduzido,mais negativo é o potencial.

Eh +

Eh -

Eh + e Eh -

Eh + baixo

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Vegetais +300 a +400Carne moída + 200

SOBREVIVÊNCIA DOS

MICRORGANISMOS EM UM ALIMENTO

� Fatores Intrínsecos;� Atividade de Água (Aa);� pH;� Potencial de Oxidorredução;� Composição do alimento;� Presença de fatores antimicrobianos naturais;� Estruturas biológicas;� Interações entre os microrganismos no alimento.

� Fatores Extrínsecos;� Temperatura;� Atmosfera envolvendo o alimento;� Umidade relativa do ambiente.

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Composição Química

Água, fonte de energia, fonte de nitrogênio, vitaminas e saismaneirais � Devem estar disponível para multiplicaçãomicrobiana.

Fonte de Energia:

Açúcares, álcoois e aminoácidos, Amido, celulose.Lipídeos.

Fonte de nitrogênio:Aminoácidos,Nucleotídeos, peptídeos.

Vitaminas:Complexo B,Biotina e acido pantatênico.

Minerais: Sódio, potássio, cálcio, magnésio, ferro, cobre, zinco etc..

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MICRORGANISMOS EM UM ALIMENTO

� Fatores Intrínsecos;� Atividade de Água (Aa);� pH;� Potencial de Oxidorredução;� Composição do alimento;� Presença de fatores antimicrobianos naturais;� Estruturas biológicas;� Interações entre os microrganismos no alimento.

� Fatores Extrínsecos;� Temperatura;� Atmosfera envolvendo o alimento;� Umidade relativa do ambiente.

Fatores antimicrobianos Naturais

A estabilidade de alguns alimentos frente aos m.o podeser devida a presença de substâncias naturalmentepresentes nos alimentos, retardando ou inibindo suaproliferação.

Condimentos: óleos essências (eugenol no cravo e canela,alicina no alho, timol e isotimol no orégano, etc..)

Ovo: A clara contem diversos agente antimicrobianos(lisozima, inibidores enzimáticos, etc..) alem do pHdesfavorável a multiplicação (9 a 10).

Leite do gado: Contem substâncias antimicrobianasnaturais, especificas e inespecíficas (Igs, fatores docomplemento, macrófagos e linfócitos), além de lactoferrina,lisozima, nisina e o SLP.

Frutas: taninos, ácidos orgânicos e óleos essenciais

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MICRORGANISMOS EM UM ALIMENTO

� Fatores Intrínsecos;� Atividade de Água (Aa);� pH;� Potencial de Oxidorredução;� Composição do alimento;� Presença de fatores antimicrobianos naturais;� Estruturas biológicas;� Interações entre os microrganismos no alimento.

� Fatores Extrínsecos;� Temperatura;� Atmosfera envolvendo o alimento;� Umidade relativa do ambiente.

Estruturas biológicas

Funcionam como barreira mecânicas parapenetração de microorganismos.

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MICRORGANISMOS EM UM ALIMENTO

� Fatores Intrínsecos;� Atividade de Água (Aa);� pH;� Potencial de Oxidorredução;� Composição do alimento;� Presença de fatores antimicrobianos naturais;� Estruturas biológicas;� Interações entre os microrganismos no alimento.

� Fatores Extrínsecos;� Temperatura;� Atmosfera envolvendo o alimento;� Umidade relativa do ambiente.

Interações entre microrganismos

Produção de metabólitos por m.o. Ex bactérias lácticas (�pH);

Certas leveduras degradam ácido lático (� pH)

Contaminação de certos alimentos por Pseudomonas produztiamina e triptofano, essencial para S. aureus.

Estreptococos e lactobacilos� produzem água oxigenada queé inibidor para muitas bactérias.

Muitos microrganismos produzem substâncias bactericidas(bacteriocinas)

Exclusão competitiva. Ex: Usado no controle decontaminação de aves por patógenos como Salmonella eCampylobacter.

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*

* Já em uso pela indústria aprovado nos EUA

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� Fatores Intrínsecos;� Atividade de Água (Aa);� pH;� Potencial de Oxidorredução;� Composição do alimento;� Presença de fatores antimicrobianos naturais;� Estruturas biológicas;� Interações entre os microrganismos no alimento.

� Fatores Extrínsecos;� Temperatura;� Atmosfera envolvendo o alimento;� Umidade relativa do ambiente.

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Temperatura Ambiental

Os microrganismos podem se multiplicar em uma faixa que varia de -10ºC a 110ºC.

GrupoTemperatura (C)

Mínima Ótima Máxima

Termófilos 35-45 45-65 60-90

Mesófilos 5-25 25-40 40-50

Psicrófilos -5 a +5 10-15 15-20

Psicrotróficos -5 a +5 25-30 30-35

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Relação entre tempo e temperatura na eliminação de microrganismos em alimentos

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MICRORGANISMOS EM UM ALIMENTO

� Fatores Intrínsecos;� Atividade de Água (Aa);� pH;� Potencial de Oxidorredução;� Composição do alimento;� Presença de fatores antimicrobianos naturais;� Estruturas biológicas;� Interações entre os microrganismos no alimento.

� Fatores Extrínsecos;� Temperatura;� Atmosfera envolvendo o alimento;� Umidade relativa do ambiente.

Composição Gasosa do ambiente

Aeróbios, anaeróbios, microaerófilos e anaeróbiosfacultativos.

Microrganismos aeróbios: requerem oxigênio para sua multiplicação.Ex: Bolores, leveduras oxidativas e bactérias (Pseudomonas,Moraxella, etc.)

Microrganismos anaeróbios: não requerem oxigênio para suamultiplicação. Ex: Clostridium.

Microrganismos anaeróbios facultativos. Crescem tanto na ausênciacomo na presença de oxigênio. Ex: Enterobactérias.

Microrganismos microaerófilos: Crescem em pequena concentração deoxigênio (+/- 10 %) Ex: Lactobacilos e Estreptococos.

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SOBREVIVÊNCIA DOS

MICRORGANISMOS EM UM ALIMENTO

� Fatores Intrínsecos;� Atividade de Água (Aa);� pH;� Potencial de Oxidorredução;� Composição do alimento;� Presença de fatores antimicrobianos naturais;� Estruturas biológicas;� Interações entre os microrganismos no alimento.

� Fatores Extrínsecos;� Temperatura;� Atmosfera envolvendo o alimento;� Umidade relativa do ambiente.

Umidade Relativa do Ambiente (UR)

Há uma correlação estreita entre a Aa de um alimento e aUR.

A umidade relativa interfe diretamente na atividade deágua do alimento.

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O conhecimento dos fatores intrínsecos e extrínsecos que agem

sobre determinado alimento permite prever sua vida de prateleira,

bem como conhecer a capacidade de crescimento e/ou a produção

de toxinas por patógenos eventualmente presentes

O conhecimento de cada uma destas características isoladamente é

pouco útil devido aos efeitos interativos entre elas:

• Aditivo

• Sinergismo

• Antagonismo

Ex. se armazenamos um alimento de baixa Aa em ambiente com alta

umidade relativa, a Aa do alimento aumentará, podendo levar a

deterioração do alimento.

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