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11/03/2020
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Prof. Dr. Alexandre R. Coelho
FATORES INTRÍNSECOS E EXTRÍNSECOS
NO CRESCIMENTO DE MICRO-ORGANISMOS
Crescimento dos micro-organismos depende de:
Fatores intrínsecos – relacionados às características
próprias do alimento.
Fatores extrínsecos – relacionados ao ambiente onde está o alimento.
O conhecimento dos fatores permite prever:
vida útil de um alimento ou produto;
estabilidade microbiológica.
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Fatores intrínsecos:
Relacionados com as características próprias do alimento
• Atividade de água – Aa ou Aw;
• Acidez ou pH;
• Potencial de oxi-redução – Eh;
• Composição química;
• Fatores antimicrobianos naturais;
• Interações entre micro-organismos.
Parâmetro que mede a disponibilidade de água no alimento.
Os micro-organismos necessitam de água disponível para suas atividades metabólicas.
1 – ATIVIDADE DE ÁGUA (Aa ou Aw)
Se a água no alimento estiver ligada a macromoléculas, não estará disponível para reações químicas,
nem para os micro-organismos.
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1 - ATIVIDADE DE ÁGUA
Relação entre a pressão parcial de vapor da água contida em um
alimento (P) e a pressão de vapor da água pura (P0) a uma dada
temperatura.
Aa = P / P0
Aa varia de 0 a 1.
Aa da água pura = 1.
Em alimentos será sempre < 1.
Alimentos frescos Aa > 0,95.
Valor de Aa limitante (mínima)
para o crescimento de micro-organismos = 0,60.
1 - ATIVIDADE DE ÁGUA
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Grupo Aw mín.
Bactérias deterioradoras 0,91
Leveduras deterioradoras 0,88
Bolores 0,80
Bactérias halofílicas 0,75
Bolores xerofílicos 0,65
Leveduras osmofílicas 0,61
Alimento Aw
Frutas frescas e vegetais > 0,97
Aves e pescado frescos > 0,98
Carnes frescas > 0,95
Ovos 0,97
Pão 0,95 a 0,96
Queijos (maioria) 0,91 a 0,99
Queijo parmesão 0,68 a 0,76
Geleia 0,75 a 0,80
Frutas secas 0,51 a 0,89
Cereais 0,10 a 0,20
ATIVIDADE DE ÁGUA
Aw
Fase lag (latente)
Velocidade de multiplicação
População microbiana final
ATIVIDADE DE ÁGUA
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ATIVIDADE DE ÁGUA
A Atividade de água pode ser reduzida por meio de:
- Adição de soluto: sal, açúcar
- Remoção da água: desidratação
RELAÇÃO ENTRE A CONCENTRAÇÃO SALINA E A ATIVIDADE DE ÁGUA
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ACIDEZ / pH
pH em torno da neutralidade (6,5 a 7,5) é favorável para o crescimento da
maioria dos micro-organismos.
Classificação dos alimentos de acordo com o pH:
alimentos de baixa acidez: pH > 4,5
alimentos ácidos: 4,0 e 4,5
alimentos muito ácidos: < 4,0
Classificação baseada no pH mínimo para crescimento da maioria das
bactérias (pH 4,0) e pH mínimo para desenvolvimento e produção da toxina
botulínica por Clostridium botulinum (pH próximo de 4,6).
Micro-organismo pH mínimo pH ótimo pH máximo
Bactérias
(maioria)
4,0 6,5 a 7,5 9,0
Leveduras 1,5 a 3,5 4 a 6,5 8,0 a 9,0
Bolores 1,5 a 3,5 4,5 a 7,0 8,0 a 11,0
Crescimento microbiano em diferentes faixas de pH
ACIDEZ / pH
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Alimento pH
Maçãs
Frutas cítricas
Tomate
Maionese
Pão
Carne
2,9 – 3,3
3,0 – 3,5
4,0
3,0 – 4,1
5,3 – 5,8
5,5 – 6,2
Frango 6,2 – 6,4
Peixe 6,6 – 6,8
Leite 6,3 – 6,5
Clara de ovo 9,0 -10,0
pH aproximado de alguns alimentos
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Maior tolerância a valores baixos de pH
Bolores > leveduras > bactérias
Bactérias patogênicas apresentam uma faixa de pH
mais estreita, sendo portanto mais exigentes
ACIDEZ / pH
POTENCIAL DE OXI-REDUÇÃO (Eh)
Refere-se a facilidade com que um substrato ganha ou perde elétrons
Quanto mais oxidado é um alimento, mais positivo é seu Eh
Micro-organismos aeróbios requerem valores de Eh positivos
+350 mV a +500 mV
Exemplos: Pseudomonas, Flavobacterium, Bacillus
Micro-organismos anaeróbios requerem valores negativos
< -150 mV
Exemplos: Desulfotomalacum nigrificans, Clostridium botulinum
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POTENCIAL DE OXI-REDUÇÃO (Eh)
COMPOSIÇÃO QUÍMICA
A multiplicação dos micro-organismos depende dos
nutrientes presentes nos alimentos;
Fonte de energia: utilizam carboidratos.
Fonte de Nitrogênio: aminoácidos.
Vitaminas: atuam como fatores de crescimento (fazem parte de
diversas coenzimas envolvidas nas reações metabólicas). Ex: Vitaminas do complexo B, biotina.
Sais minerais: fazem parte de muitas reações químicas.
Ex: Na, K, Ca, Mg, Fe, Co, etc.
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ANTIMICROBIANOS NATURAIS
Substâncias naturalmente presentes no alimento, que possuem
capacidade de retardar ou mesmo impedir a multiplicação do micro-organismo.
Condimentos: contêm óleos essenciais com atividade antimicrobiana. Ex: eugenol (cravo); alicina (alho); aldeído cinâmico
e eugenol (canela); timol e isotimol (orégano).
Leite: - Lactoferrina (efeitos citotóxicos para bactérias)
- Sistema Lactoperoxidase-SLP (quebra de peróxidos e oxidação de grupos SH de enzimas vitais)
- Lisozima (atua na camada de peptideoglicano)
Ovo: - Lisozima
- conalbumina (inibidor enzimático)
Interações entre micro-organismos
• Alteração do pH do meio, favorecendo ou desfavorecendo o desenvolvimento de outros grupos microbianos. Ex: alteração do pH do alimento.
• Competição por espaço e nutrientes: adição de
micro-organismos inofensivos;
• Produção de metabólitos com atividade antimicrobiana;
Ex: Nisina (bacteriocina) produzida por Lactobacillus
lactis spp. Lactis
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Fatores extrínsecos:
Relacionados com o ambiente
1. Umidade Relativa
2. Temperatura do ambiente
3. Composição da atmosfera
UMIDADE RELATIVA
Quando o alimento está em equilíbrio com a atmosfera a UR é igual
a Aa x 100.
UR do ambiente > Aa: alimento absorve água.
UR do ambiente < Aa: alimento perde água (desidratação).
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TEMPERATURA
Micro-organismos psicrotróficos: capazes de se desenvolver entre 0 e 7ºC.
Micro-organismos psicrófilos: capazes de se desenvolver entre 0 e 20ºC.
Micro-organismos mesófi los: capazes de se desenvolver entre 25 e 40ºC.
Micro-organismos termófilos: capazes de se desenvolver entre 45 e 75ºC.
COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA
Atmosfera Controlada (AC): modificação e controle dos
gases durante o armazenamento. Controle do oxigênio e CO2
na conservação de vegetais.
Atmosfera modificada (AM): Alteração da atmosfera com
controle de O2, CO2 e N2. Uso de filmes plásticos.
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TECNOLOGIA DOS OBSTÁCULOS HURDLE TECHNOLOGY
Baseada no Conceito dos Obstáculos [LEISTNER]
Estudo das interações entre fatores intrínsecos e extrínsecos
que afetam a capacidade de sobrevivência e multiplicação
dos micro-organismos
Efeito dos Obstáculos
Obstáculos agem como barreiras de modo a impedir
que os micro-organismos encontrem condições
favoráveis ao seu desenvolvimento e/ou produção de
toxinas.
Para cada tipo de alimento os obstáculos diferem em
quantidade e intensidade para garantir estabilidade e
segurança.
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F = tratamento térmico T = baixa temperatura aw = ativ idade de água; pH = acidificação Eh = potencial redox CS = conservador; FC = flora competitiva V = v itamina N = nutrientes
EFEITO DE OBSTÁCULOS
EFEITO DOS OBSTÁCULOS
EXEMPLO 1
O alimento contém seis obstáculos: alta temperatura de
processamento (F), baixa temperatura de armazenagem (T),
atividade de água (aw), acidez (pH), potencial redox (Eh) e
conservadores (CS).
Todos os obstáculos tem a mesma intensidade raro na prática.
Micro-organismos presentes não podem saltar todos
obstáculos alimento é microbiologicamente estável e seguro.
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EFEITO DOS OBSTÁCULOS
EXEMPLO 2
Obstáculos apresentam diferentes intensidades mais próximo da
realidade.
Principais fatores para a estabilidade do produto Aw e
conservadores. Outros fatores são menos importantes (pH, Eh, T).
Cinco obstáculos são suficientes para inibir os micro-organismos e a
carga microbiana de proporção mediana.
EFEITO DOS OBSTÁCULOS
EXEMPLO 3
Situação de baixa contagem inicial de micro-organismos.
Aw e T garantem a estabilidade microbiológica do produto.
Utilização de embalagem asséptica de alimentos perecíveis é
baseada neste princípio.
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EFEITO DOS OBSTÁCULOS
EXEMPLO 4
Situação de más condições de higiene contagem inicial de micro-
organismos indesejáveis é elevada.
Micro-organismos ultrapassam qualquer obstáculo existente
estabelece processo de deterioração ou possibilita que o alimento
cause toxinfecção alimentar.
EFEITO DOS OBSTÁCULOS
EXEMPLO 5
Alto teor de nutrientes e vitaminas no alimento possibilita o
desenvolvimento de micro-organismos indesejáveis.
Necessidade dos obstáculos agirem mais intensamente para evitar o
crescimento e multiplicação dos micro-organismos.
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EFEITO DOS OBSTÁCULOS
EXEMPLO 6
Micro-organismos injuriados (cozimento): são necessários
poucos obstáculos para o controle da multiplicação e
desenvolvimento dos micro-organismos.
EFEITO DOS OBSTÁCULOS
EXEMPLO 7
Caso de alguns alimentos (embutidos fermentados, presuntos
crus), onde a estabilidade microbiológica é adquirida durante o
processamento.
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EFEITO DOS OBSTÁCULOS
EXEMPLO 8
Obstáculos agem sinergicamente (ex.: pH, Aw, T e conservadores)
causa distúrbio no equilíbrio interno afeta multiplicação dos
micro-organismos, esporulação e liberação de toxinas.
Emprego de diferentes obstáculos pode ser vantajoso a
estabilidade microbiana pode ser assegurada em condições mais
brandas.
Microbiologia preditiva
Modelos matemáticos baseados em equações de
regressão que calculam a probabilidade de crescimento
de micro-organismos ou de produção de toxinas em
determinado alimentos, em função dos fatores
intrínsecos e extrínsecos que apresenta.
