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Microbiologia Aplicada à Nutrição 08/04/2019

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CONTROLE DA POPULAÇÃO MICROBIANA NOS ALIMENTOS

FATORES INTRÍNSECOS E EXTRÍNSECOS DE CONTROLE DO DESENVOLVIMENTO MICROBIANO EM ALIMENTOS


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CONTROLE MICROBIOLÓGICO NOS ALIMENTOS

� Uma das prinicpais preocupações do microbiologista de

alimentos relaciona-se ao controle do desenvolvimento

microbiano, visando eliminar riscos a saúde do

consumidor.

PRINCÍPIOS ENVOLVIDOS NA CONSERVAÇÃO

DE ALIMENTOS

Prevenção ou retardamento da decomposiçãomicrobiana através dos métodos físicos e químicos;

Prevenção de injúrias provocadas por insetos,outros animais, causas mecânicas, etc.

Prevenção ou retardamento da autodecomposiçãodo alimento através de destruição ou inativação deenzimas;


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Os primeiros elementos utilizados para conservar alimentos foram o calor do

sol, o fogo e o gelo, porém o momento específico de quando os humanos

iniciaram os processos de conservação se perde na historia.

⇒ Atualmente, as tecnologias utilizadas pela indústria de alimentos vão

muito além da conservação.

Com o passar do tempo, novas técnicas foram sendo

desenvolvidas para conservar os alimentos, como a

pasteurização, a liofilização, adição de conservantes

naturais (sal, açúcar, azeite, entre outros).

Controle da população microbiana

Destruir, inibir ou remover microrganismos

Agentes físicos Agentes químicos

Microrganismos em nº aceitáveis ou sua ausência


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O controle microbiológico pode ser realizado :

INIBIÇÃO: Bloqueio da multiplicação – ação microbiostática

(microrganismo vivo - não multiplica)

MORTE: Perda irreversível da capacidade dereprodução – ação microbiocida(morte rápida do microrganismo)

Controle da população microbiana


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Alguns princípios importantes:

� Levar em conta a natureza dos microrganismos presentes no

material;

� O efeito normalmente não é instantâneo (tempo de exposição

– número de microrganismos);

� O agente deve afetar diretamente o microrganismo (presença

de matéria orgânica dificulta a penetração do agente.

Condições que influenciam o controle microbiano

� Esterilização:

� Destruição de todas asformas de vidamicrobiana, incluindoos esporos.

� Vapor sob pressão(autoclave), gásesterilizante (óxido deetileno)

Algumas definições...


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� Desinfecção:

� Destruição da maioria dospatógenos vegetativos emmatéria inanimada.

� Pode utilizar métodos físicos(UV, água fervente ou vapor)ou químicos (desinfetantes).

� Não inativa formasesporuladas.

� Antissepsia:

� Destruição da maioria dospatógenos vegetativos emtecidos vivos pela inibição doseu crescimento ou atividade.

� Antimicrobianos químicos(antissépticos).

� Degermação: Remoção mecânicados microrganismos de uma árealimitada, como o local em torno deuma injeção na pele (ex.: algodãoembebido em álcool)

� Sanitização: Redução demicrorganismos de utensíliosalimentares, equipamentosindustriais e ambienteshospitalares até níveis seguros desaúde pública (lavagem com altatemperatura, uso de sanitizantes).


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A assepsia deve ser mantida após a utilização de métodos, técnicas erotinas de controle da população microbiana, como por exemplo aesterilização ou a desinfecção.

Assepsia

Conjunto de medidas utilizadas para

prevenir a contaminação microbiana num

material (vivo ou não) ou reduzir o

número dos microrganismos já presentes.

TIPOS DE CONTROLE DE POPULAÇÃO

MICROBIANA EM ALIMENTOS

� Uso de métodos mecânicos para a remoção dos microrganismos;

� Manutenção de condições atmosféricas desfavoráveis;

� Uso de temperaturas elevadas;

� Uso de baixas temperaturas;

� Através da desidratação;

� Uso de conservadores químicos;

� Alterações na pressão osmótica;

� Uso de dois ou mais métodos combinados.


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CONTROLE DE MICRORGANISMOS POR

REMOÇÃO

� Lavagem: utilizado para remoção de poeira, pesticidas e

microrganismos. Frutas, vegetais.

� Sedimentação ou centrifugação: utilizada no tratamento

de água (sedimentação) ou industrialização do leite

(centrifugação).

� Filtração: o líquido é filtrado sob pressão através de um

filtro estéril. Aplicado a sucos, água, vinho, cervejas, etc.


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CONTROLE DE MICRORGANISMOS EM

ATMOSFERA DESFAVORÁVEL

� “Atmosferas modificadas” correspondem a

ambientes nos quais o oxigênio é total ou

parcialmente substituído por outros gases, e é

utilizado como recurso tecnológico para

aumentar a vida útil dos alimentos.

TIPOS DE GASES UTILIZADOS

�CO2: em concentrações superiores a 5% inibe

bolores, e algumas bactérias comoPseudomonas, Acinetobacter.

� Atmosferas de 10% são utilizadas para prolongar otempo de armazenamento de frutas.


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� Óxidos de etileno e propileno: empregados comofumigantes na indústria de alimentos, utilizados comoantifúngicos em frutas desidratadas, nozes econdimentos.

� Óxido de etileno é usado também como esterilizante de caixas deembalagem.

� Presume-se que o mecanismo de ação estejarelacionado com o bloqueio de grupos reativos nasproteínas microbianas.

� Óxido de etileno deixa resíduos potencialmentecarcinogênicos, ao contrário do óxido de propileno.

�Ozônio: apresenta alto poder de oxidação,decompondo-se em O2.

� Utilizado em tratamento de água, esterilização dointerior de garrafas e retardamento do crescimento demicrorganismos deteriorantes em superfícies dealimentos armazenados.


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� O N2 apesar de utilizado frequentemente nasembalagens e câmaras de armazenamento de matériasprimas e alimentos processados, não exerce atividadeantimicrobiana significativa. Outros gases tambémpodem ser utilizados (CO, NO, SO2).

� Alimentos embalados a vácuo, ou aqueles cujo ar do espaço livretenha sido substituído por CO2 ou N2 apresentam condiçõesanaeróbias que impedem o desenvolvimento de microrganismosaeróbios.

CONTROLE DOS MICRORGANISMOS POR

USO DE ALTAS TEMPERATURAS

� Temperaturas elevadas causam a desnaturação deproteínas e a inativação de enzimas necessárias aometabolismo microbiano.

� O tratamento térmico necessário para destruir osmicrorganismos ou seus esporos varia com o tipo demicrorganismo, a forma com que ele se encontra e oambiente durante o tratamento.


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BRANQUEAMENTO

� Tratamento térmico – temperaturas entre 70 e 100º,por cutos períodos de tempo (1-5 min), com posteriorresfriamento, evitando o cozimento.

� Empregado, geralmente em frutas e hortaliças, antesdo congelamento ou desidratação.

� Embora tenha como objetivo básico a inativação deenzimas (alguns autores não consideram processo deconservação, mas um pré-tratamento), reduz aquantidade de microrganismos contaminantes nasuperfície do alimento.

PASTEURIZAÇÃO


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PASTEURIZAÇÃO

� Pode ter duas finalidades: destruição de todos osmicrorganismos patogênicos causadores de doença ouredução do número de microrganismos deteriorantes.

BINÔMIO TEMPO/TEMPERATURA

TIPOS DE PASTERURIZAÇÃO


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ESTERILIZAÇÃO

• Aplicação de temperaturas superiores a 100ºC.

• Destruição de formas vegettivas e esporuladas microbianas.

• Embalagens apropriadas, prevenindo a recontaminação dos alimentos.

� Em microbiologia de alimentos - Esterilização Comercial:

� Não se atinge a temperatura que tornaria o alimento completamente

estéril, sob o risco de extensas alterações nutricionais e sensoriais (cor,

sabor, textura, odor, etc...)

� O termo é relacionado à destruição de patógenos e deterioradores que

possam se desenvolver em condições normais de estocagem.

� Em alimentos já embalados: ex. latas, garrafas de vidro, sacos de

plástico termoestável...

� Utilizam-se temperaturas que variam de 115 a 125ºC durante

um período ~15 minutos. Geralmente feita em autoclaves.

Esterilização comercial de vidros de palmito


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� Em alimentos antes da embalagem – sistema UHT (Ultra High

Temperature).

� Utilizam-se temperaturas mais altas por tempos mais curtos que

variam de 135 a 150ºC durante um período de 2 a 5 segundos.

� A esterilização do leite pode ser realizada a 140o C / 5” => leitelonga vida - UHT. Desta forma, o leite pode ser armazenado pormais de 2 meses, sem alteração de sabor e odor.

� Envasamento asséptico: 0 alimento é esterilizado e depois colocado

em condições assépticas, em embalagens estéreis que depois são

seladas em condições assépticas.

� Aplicado em líquidos (leite, suco de frutas, massa de tomate).


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Vantagens do envasamento asséptico

• Emprego de cartões com mulicamadas

flexíveis para embalagem, ao invéz dos de

metais e vidros;

• Os produtos não adquirem o sabor metálico

dos alimentos envasados em metal;

• Permite o uso de membrana filtrante;

• Podem ser usados diversos gases para

preenchimento do espaço livre.

CONTROLE DA POPULAÇÃO MICROBIANA NOS ALIMENTOS

Continuação…


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CONTROLE DE MICRORGANISMOS

ATRAVÉS DA DESIDRATAÇÃO

� Diminuição do conteúdo de água até que ocorra inibição dosmicrorganismos deteriorantes e dos causadores de doençasde origem alimentar.

� Alimentos secos, desidratados ou com baixa umidade =>LMF (Low Moisture Foods), presentam umidade inferior a25% a Aa < 0,6 (alimentos secos e liofilizados).

� Alimentos com Aa entre 0,6 e 0,85 => IMF (Intermediate

Moisture Foods)


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PRÉ-TRATAMENTOS

� Os alimentos que serão desidratados devem ser de boa qualidade;

� Operações de lavagem, limpeza, retirada da casca, pele, entre outras,dependendo do tipo de alimento;

� Pré-tratamento de frutas com carbonato de sódio (NaCO3) ou outrassubstâncias

� Branqueamento => processamento de vegetais:

� Inativação de enzimas que possam causar alterações durante oarmazenamento do alimento desidratado;

� Fixação da cor de certos vegetais;� Redução do número de microrganismos (99%)� Facilita a embalagem de produtos folhosos.

SISTEMAS DE SECAGEM

� Natural: exposição do produto ao sol e vento (uvas,coco, peixes e carnes).

� Controlada: empregada para reduzir o conteúdo deumidade a níveis aceitáveis para armazenamento.

Existem vários sistemas de secagem, e a escolha depende das

qualidades a serem mantidas, da sensibilidade do alimento à

injúria térmica, bem como das características de reidratação e os

custos do processo.


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EFEITOS DA DESIDRATAÇÃO SOBRE OS

MICRORGANISMOS

� Apesar do processo não ser letal, durante a desidrataçãoalguns microrganismos são destruídos.

� Bactérias deteriorantes e causadores de doenças de origemalimentar dificilmente deterioram alimentos desidratados.

� Necessitam Aa > 0,9,

� Os fungos e leveduras causam a maior parte dadeterioração de produtos desidratados.

CONTROLE MICROBIANO PELO EMPREGO

DE BAIXAS TEMPERATURAS

� O parâmetro temperatura é uma das características

fisiológicas mais importantes dos microrganismos.

Quanto menor a temperatura, menor será a atividade

microbiana.

Temp

Vel

ocid

ade

reaç

ão e

nzim

átic

a


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CARACTERÍSTICAS DOS MICRORGANIMOS

Psicrotrófilos: mesófilos que possuem capacidade de crescer em temperaturas de geladeira

REFRIGERAÇÃO

� Temperaturas entre 0 a 7o C, encontrada nosrefrigeradores.

� Microrganismos de interesse são os psicrotrófilos

=> alguns microrganismos causadores de doenças alimentares sãocapazes de se desenvolver e produzir toxinas (Clostridium,

Yersinia, Listeria).

� Outros métodos de conservação são empregados emconjunto com a refrigeração (embalagens a vácuo, salga,defumação).


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CONGELAMENTO

� Os alimentos são congelados para aumentar a vida deprateleira.

� As temperaturas utilizadas (-18oC ou menos) sãobaixas o suficiente para reduzir ou parar adeterioração causada pelos microrganismos.

� O congelamento é um dos melhores métodos para semanter a cor, o aroma e a aparência de muitosalimentos.

PREPARO DOS ALIMENTOS PARA O

CONGELAMENTO

� Os alimentos não devem apresentar sinais de deterioração,devem ser selecionados, lavados, branqueados eemabalados antes do congelamento.

� Congelamento rápido: a temperatura é diminuída para -20o

C em 30’, fazendo a imersão direta ou contato indireto doalimento com a substância refrigerante.

� Congelamento lento: a temperatura desejada é atingidaentre 3 a 72 h (congelador doméstico).


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VANTAGENS DO CONGELAMENTO

RÁPIDO

� No congelamento rápido os cristais de gelo formadossão pequenos;

� O congelamento rápido fornece um produto final demelhor qualidade.

� A adaptação a baixas temperaturas não ocorre nocongelamento rápido;

� No congelamento rápido acontece choque-térmico.

VANTAGENS E DESVANTAGENS DO

CONGELAMENTO

� VANTAGENS:

� Não adiciona nem remove compostos presentes no alimento;� Não adiciona sabor ou aroma nem altera o natural;� Não diminui a digestibilidade nem causa perda significativa do valor

nutritivo.

� DESVANTAGENS:

� Os microrganimos não são destruídos totalmente;� Esporos e toxinas são resistentes a este processo;� Alimentos congelados embalados de maneira inadequada desidratam

rapidamente causando deterioração no aroma e na aparência do alimento.


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CONSERVAÇÃO PELO USO DE RADIAÇÃO

� Emissão e propagação da energia ou partículas através doespaço ou da matéria.

� Irradiação: proceso de aplicação de energia radiante a um alimento.

� Na conservação de alimentos, radiações com comprimentode onda curto são mais nocivas aos microrganismos.

RADIAÇÃO ULTRA VIOLETA

� Bactericida => destrói a célula bacteriana devido amutações letais no DNA, com formação de dímeros detimina.

� Possui baixo poder de penetração.

� Seu uso na conservação de alimentos é limitado:

� Superfície de alimentos, esterilização do ar e superfícies de pães,esterilização de sacos plásticos permeáveis;

� Destruição de esporos bacterianos em açúcar; redução da contaminaçãosuperficial de carnes mantidas em câmaras de refrigeração.


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PARTÍCULAS ß

� São elétrons emitidos por fontes radioativas.Apresentam baixo poder de penetração.

� Essas partículas podem ser aceleradas, emaceleradores de partículas, adquirindo maior energia,podendo assim ser utilizado na irradiação dealimentos.

RAIOS γ

� São radiações emitidas pelo núcleo excitado deelementos radioativos (60CO, 137Cs).

� Apresentam excelente poder de penetração.


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CUIDADOS A SEREM TOMADOS COM O

ALIMENTO ANTES DA IRRADIAÇÃO

� Os alimentos devem estar em bom estado de frescor equalidade;

� Qualquer sujidade ou partícula deve ser removida;

� A embalagem deve proteger o alimento da contaminaçãopós-processamento;

� As enzimas do alimento não são destruídas pelas dosesusadas na irradiação de alimentos, portanto é necessáriodestruí-las antes do processo => branqueamento.


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EFEITO DA IRRADIAÇÃO SOBRE OS

MICRORGANISMOS

� Quando o alimento é irradiado, a água presente noalimento sofre radiólise, segundo a reação:

3 H2O H + OH + H2 + H2O2

� São formados radicais livres (EROS) altamentereativos, que podem reagir com outras moléculas nomeio

CONTROLE MICROBIANO PELO USO DE

AGENTES QUÍMICOS

� Conservador químico: qualquer substância adicionada

para prevenir ou retardar a deterioração.

� Não estão incluídos nesta classe os sais comuns, açúcares,

vinagres, condimentos ou substâncias provenientes da defumação.

� O número de compostos químicos utilizados é relativamente

pequeno, pois como são ingeridos com os alimentos, devem

ser tomadas medidas de segurança para impedir riscos a

sáude pública.


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A EFICIÊNCIA DE UM CONSERVADOR

QUÍMICO DEPENDE DE ALGUNS FATORES:

� Concentração: adequada para destruição microbiana.

� Temperatura: quando a temperatura do alimento estápróxima da ótima para o desenvolvimento microbiano, oefeito inibitório será reduzido.

� Tipo e número de microrganismos presentes: quantomaior a intensidade de contaminação, menor aefeiciência dos conservadores.

� Não tóxico/carcinogênico nas concentrações utilizadas,ser de baixo custo e não interferir em característicasorganolépticas.

CLASSIFICAÇÃO DOS CONSERVADORES

QUÍMICOS

1) ÁCIDOS LIPOFÍLICOS E DERIVADOS

Devido a questões relacionadas à solubilidade, ao sabor

e a baixa toxicidade, os sais dos ácidos sórbico, benzóico

e propiônico são mais utilizados do que os ácidos em si.


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Conservador Forma ativa Mecanismo de

ação

Utilização Microrganismo

s afetados

Ácido benzóico e benzoatos

Ácido => forma não dissociadaMais eficiente empH 4

Bloqueio daglicose

Alimentosácidos

bolores e leveduras

Ácido sórbico e sorbatos

Ácido => forma não dissociadaMais eficiente empH entre 4-6

Inibição das desidrogenasesinterferindo naassimilaçãooxidativa

Picles, queijos, bolos

Bolores, leveduras, Lactobacillus,

Clostridium, S.

aureus, coliformes

Ácido propiônicoe propionatos

Ácido => forma não dissociadaMais eficiente empH 4

Similar aosbenzoatos e sorbatos

Pães, produtosde panificação, confeitaria, picles, chocolates

Bolores

Ésteres do ácidop.hidroxibenzóico– “parabéns”

Forma nãodissociadaAtivo em pH baixo

Similar aosbenzoatos e sorbatos

Cosméticos e produtosfarmacêuticos

Bolores e leveduras

2) NITRATOS E NITRITOS

O NaNO3 e o NaNO2 são empregados em soluções de cura paracarnes:

� São estabilizadores da cor vermelha,

� Inibidores de deteriorantes e associados a toxi-infecção

� Contribuem na melhora das características organolépticas


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� O nitrato é reduzido a nitrito, que é o mais importante naconservação de carnes. O nitrito origina o ácido nitroso, que sedecompoe em óxido nítrico (NO), responsável pela fixação da corvermelha nas carnes curadas: combina com a mioglobina,produzindo nitrosomioglobina

� O NO também tem efeito contra C. botulinum pela inibição da célulavegetativa, durante o armazenamento, e prevenção da germinação dosesporos que sobreviveram ao tratamento térmico.

� O NO interfere com enzimas que apresentam Fe e S na sua estrutura,como a ferredoxina, impedindo assim a síntese de ATP.

O emprego de nitrito como conservador de alimentos pode ter

incovenientes, pois pode haver a reação com aminas e produção

de nitrosaminas, que são carcinogênicos.

3) DIÓXIDO DE ENXOFRE E SULFITOS

� O SO2 e os sais de sulfito, bissulfito e metabissulfitoprevinem o escurecimento enzimático de alguns alimentos.

� SO2 é mais efetivo contra bolores e leveduras, embora embaixas concentrações seja bacteriostático.

� São usados no estado líquido, gasoso ou na forma de sais, emfrutas, sucos de frutas, xaropes, água de coco, vinhos eoutros.

� Mecanismo de ação pode ser devido ao forte poder redutor,agindo diretamente no sistema ezimático, inibindo enzimasessenciais ao crescimento microbiano.


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4) NISINA

� A nisina é uma bacteriocina que tem atividadeantimicrobiana, eficiente contra bactérias Gram + e asformadoras de esporos, entretanto ineficaz contra Gram -efungos.

� Pode ser usada como adjuvante do tratamento térmico noprocessamento de alimentos enlatados, ou como inibidora dasespécies de Bacillus e Clostridium.

� Produzida por Lactobacillus lactis, termoestável e estável noarmazenamento. Destruída por enzimas digestivas, nãoconfere sabor ou odor desagradável ao alimento.

� Utilizada em certos enlatados e em laticínios (queijos, queijosfundidos, leite condensado).

5) NATAMICINA

� Produzida pela bactéria Streptomyces natalensis, eficiente contrabolores e leveduras, pois seu modo de ação é semelhante a outrosantifúngicos.

� Não atua em bactérias;

� No Brasil, este produto pode ser adicionado na crosta de queijos.


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OUTROS COMPOSTOS USADOS COMO

CONSERVADORES DE ALIMENTOSComposto Mecanismo de ação Microrganismos

afetados

Utilização

NaCl Desidratação, tanto do alimento quanto do microrganismo

Principalmentebactérias, exceto as halotolerantes

Carnes, presunto,

Açúcar Similar ao sal, porém a concentração deve ser 6 X maior

Principalmentebactérias

Conservas de frutas, balas, leite condensado

Defumação Compostos fenólicos, aldeído fórmico (formol) – atua desnaturandoproteínas e o calor –destruição térmica

Bactérias Gram – e Gram + (Micrococcus

e Staphylococcus)

Carnes, linguiça

Agentesantifúngicospara frutas

Benomil, tiabendazol bolores Aplicados emfrutas após a colheita

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