fatores i

Fatores Intrínsecos e extrínsecos dos Alimentos Fatores Intrínsecos e extrínsecos dos Alimentos

que Influenciam o Crescimento Microbianoque Influenciam o Crescimento Microbiano

IntroduçãoIntrodução

Crescimento e/ou sobrevivência microbiana nos Crescimento e/ou sobrevivência microbiana nos

alimentosalimentos

MultifatorialMultifatorial

Características do alimentoCaracterísticas do alimento

Características do ambienteCaracterísticas do ambiente

Controle da qualidade microbiológicaControle da qualidade microbiológica

Rendimento industrialRendimento industrial

Valor nutricionalValor nutricional

Segurança alimentarSegurança alimentar

Fatores IntrínsecosFatores Intrínsecos

Atividade de água (Aa)Atividade de água (Aa)

Acidez (pH)Acidez (pH)

Potencial de óxido-redução (Eh)Potencial de óxido-redução (Eh)

Composição químicaComposição química

Fatores antimicrobianos naturaisFatores antimicrobianos naturais

Interações entre microrganismosInterações entre microrganismos


Água é fonte de vidaÁgua é fonte de vida Aa é uma medida da água disponívelAa é uma medida da água disponível

Fatores que reduzem a AaFatores que reduzem a Aa

Aa = P Po

Adição de sais, açúcares e outros sólidosAdição de sais, açúcares e outros sólidos NaturezaNatureza QuantidadeQuantidade TemperaturaTemperatura

DesidrataçãoDesidratação CongelamentoCongelamento

Fatores intrínsecos


Tabela 1: Relação entre a Aa e a concentração Tabela 1: Relação entre a Aa e a concentração de sal do alimentode sal do alimento

AaAa Concentração de sal (%)Concentração de sal (%)

0,9950,995 0,90,9

0,990,99 1,71,7

0,980,98 3,53,5

0,940,94 1010

0,900,90 1616

0,880,88 1919

0,860,86 2222



Tabela 2: Valores de Aa de alguns alimentosTabela 2: Valores de Aa de alguns alimentos

AlimentoAlimento AaAa

Frutas frescas e vegetaisFrutas frescas e vegetais > 0,97> 0,97

Aves e pescado frescosAves e pescado frescos > 0,98> 0,98

Carnes frescasCarnes frescas > 0,95> 0,95

Carnes curadasCarnes curadas 0,87 a 0,950,87 a 0,95

QueijosQueijos 0,91 a 0,990,91 a 0,99

ArrozArroz 0,80 a 0,870,80 a 0,87

MelMel 0,54 a 0,750,54 a 0,75

AçúcarAçúcar 0,100,10



Tabela 3: Valores de Aa mínima para multiplicação Tabela 3: Valores de Aa mínima para multiplicação de microrganismos importantes em alimentosde microrganismos importantes em alimentos

OrganismosOrganismos AaAa

Bactérias deteriorantesBactérias deteriorantes 0,90,9

Leveduras deteriorantesLeveduras deteriorantes 0,880,88

Bolores deteriorantesBolores deteriorantes 0,800,80

Bactérias halofílicasBactérias halofílicas 0,750,75

Leveduras osmofílicasLeveduras osmofílicas 0,610,61

PseudomonasPseudomonas spp spp 0,970,97

C. perfringensC. perfringens 0,940,94

S. aureusS. aureus 0,860,86



Efeitos da redução da Aa sobre o crescimento Efeitos da redução da Aa sobre o crescimento microbianomicrobiano Alterações metabólicasAlterações metabólicas

Aumento da fase lagAumento da fase lag Aumento do tempo de geraçãoAumento do tempo de geração Redução da população finalRedução da população final

Tempo

Po

pu

laçã

o



Microrganismos tem valores de pH mínimo, Microrganismos tem valores de pH mínimo,

ótimo e máximo para seu crescimentoótimo e máximo para seu crescimento

pH neutro (6,5 –7,5) é mais favorávelpH neutro (6,5 –7,5) é mais favorável

Sensibilidade à acidezSensibilidade à acidez

Bactérias patogênicasBactérias patogênicas

Bactérias deteriorantesBactérias deteriorantes

LevedurasLeveduras

BoloresBolores



Tabela 4: Valores de pH para multiplicação de Tabela 4: Valores de pH para multiplicação de

alguns microrganismosalguns microrganismos

OrganismoOrganismoValores de pHValores de pH

MínimoMínimo ÓtimoÓtimo MáximoMáximo

BactériasBactérias 4,54,5 6,5 – 7,56,5 – 7,5 9,09,0

C. botulinumC. botulinum 4,54,5 6,0 – 8,06,0 – 8,0 8,88,8

E. coliE. coli 4,34,3 6,0 – 8,06,0 – 8,0 10,010,0

PseudomonasPseudomonas spp spp 5,65,6 6,6 – 7,06,6 – 7,0 8,08,0

SalmonellaSalmonella spp spp 4,54,5 6,0 – 7,56,0 – 7,5 9,69,6

LevedurasLeveduras 1,51,5 4,0 – 6,54,0 – 6,5 8,58,5



Classificação dos alimentos de acordo com o pHClassificação dos alimentos de acordo com o pH

C. botulinum: 4,5C. botulinum: 4,5

Crescimento bacteriano: 4,0Crescimento bacteriano: 4,0

Alimentos de baixa acidez: pH > 4,5Alimentos de baixa acidez: pH > 4,5

Alimentos ácidos: pH 4,0 a 4,5Alimentos ácidos: pH 4,0 a 4,5

Alimentos muito ácidos: pH < 4,5Alimentos muito ácidos: pH < 4,5



AlimentoAlimento pHpH

MilhoMilho 7,37,3

TomateTomate 4,2 – 4,34,2 – 4,3

MaçãMaçã 2,9 – 3,32,9 – 3,3

LimaLima 1,8 – 2,01,8 – 2,0

Carne bovinaCarne bovina 5,1 – 6,25,1 – 6,2

Carne de frangoCarne de frango 6,2 – 6,46,2 – 6,4

Peixe frescoPeixe fresco 6,6 – 6,86,6 – 6,8

LeiteLeite 6,3 – 6,56,3 – 6,5

Tabela 5: pH aproximado de alguns alimentosTabela 5: pH aproximado de alguns alimentos



Facilidade com que determinado elemento Facilidade com que determinado elemento

ganha ou perde elétronsganha ou perde elétrons

Perde: oxidado (potencial positivo)Perde: oxidado (potencial positivo)

Ganha: reduzido (potencial negativo)Ganha: reduzido (potencial negativo)

Microrganismos aeróbiosMicrorganismos aeróbios

Eh positivo (+350 a +500 mV)Eh positivo (+350 a +500 mV)

BoloresBolores

Leveduras oxidativasLeveduras oxidativas

Bactérias (principalmente deteriorantes)Bactérias (principalmente deteriorantes)



Microrganismos anaeróbiosMicrorganismos anaeróbios

Eh negativo ( < -150 mV)Eh negativo ( < -150 mV)

PatogênicasPatogênicas

Bactérias microaerófilasBactérias microaerófilas

ListeriaListeria spp spp

Bactérias anaeróbias facultativasBactérias anaeróbias facultativas

EnterobacteriaceaeEnterobacteriaceae



Valores de Eh de alguns alimentosValores de Eh de alguns alimentos

VegetaisVegetais

+300 a +400mV+300 a +400mV

Deterioração por bactérias aeróbias e boloresDeterioração por bactérias aeróbias e bolores

CarnesCarnes

Grandes pedaços: -200 mVGrandes pedaços: -200 mV

Moída: +200 mVMoída: +200 mV

QueijosQueijos

-20 a –200 mV-20 a –200 mV


Composição químicaComposição química

Elementos necessários ao crescimento microbianoElementos necessários ao crescimento microbiano ÁguaÁgua

Fonte de energiaFonte de energia Açúcares, álcoois, aminoácidos e lipídeosAçúcares, álcoois, aminoácidos e lipídeos

Fonte de nitrogênioFonte de nitrogênio Aminoácidos e compostos nitrogenadosAminoácidos e compostos nitrogenados

VitaminasVitaminas Complexo B, biotina e ácido pantotênicoComplexo B, biotina e ácido pantotênico

Sais mineraisSais minerais Na, K, Ca, Mg, FeNa, K, Ca, Mg, Fe



Substâncias naturalmente presentes nos alimentosSubstâncias naturalmente presentes nos alimentos CondimentosCondimentos

Cravo: eugenolCravo: eugenol

Alho: alicinaAlho: alicina

Canela: aldeído cinâmico e eugenolCanela: aldeído cinâmico e eugenol

OvoOvo Lisozima, avidina e conalbuminaLisozima, avidina e conalbumina

FrutasFrutas Ácidos orgânicos e óleos essenciaisÁcidos orgânicos e óleos essenciais

Barreiras mecânicasBarreiras mecânicas



LeiteLeite

Ação específicaAção específica

AnticorposAnticorpos

Ação inespecíficaAção inespecífica

Celulares e humoraisCelulares e humorais

• Macrófagos, linfócitos e sistema complementoMacrófagos, linfócitos e sistema complemento

BioquímicosBioquímicos

• Sistema lactoperoxidaseSistema lactoperoxidase

• LactoferrinaLactoferrina

• LisozimaLisozima



Metabolismo bacterianoMetabolismo bacteriano

Alteração do pHAlteração do pH

Estimula ou inibe outras espéciesEstimula ou inibe outras espécies

Produtos metabólicosProdutos metabólicos

Tiamina, triptofano, peróxido de hidrogênioTiamina, triptofano, peróxido de hidrogênio

Exclusão competitivaExclusão competitiva

Microrganismos inofensivosMicrorganismos inofensivos

• Lactobacillus sppLactobacillus spp



Produção de bacteriocinasProdução de bacteriocinas

Atividade bactericidaAtividade bactericida

LantibióticosLantibióticos

Não-lantibióticosNão-lantibióticos

• Alteração da permeabilidade celularAlteração da permeabilidade celular

• Degradação de macromoléculasDegradação de macromoléculas

• Inibição da síntese protéicaInibição da síntese protéica



Tabela 6: Alguns microrganismos e bacteriocinas Tabela 6: Alguns microrganismos e bacteriocinas

úteis para a área de alimentosúteis para a área de alimentosGênero bacterianoGênero bacteriano BacteriocinaBacteriocina

Lactococcus lactis Lactococcus lactis sppspp. lactis. lactis Nisina A, ENisina A, E

PediococcusPediococcus PediocinaPediocina

Lactobacillus sakeLactobacillus sake Sacacina ASacacina A


Fatores extrínsecosFatores extrínsecos

Temperatura ambienteTemperatura ambiente

GruposGruposTemperatura de Crescimento (º C)Temperatura de Crescimento (º C)

MínimaMínima ÓtimaÓtima MáximaMáxima

PsicrófilosPsicrófilos < 0< 0 10 - 1510 - 15 2020

PsicrotróficosPsicrotróficos 00 3030 4040

MesófilosMesófilos 1010 25 - 4025 - 40 5050

TermófilosTermófilos 4040 50 - 6050 - 60 9090

Térmófilos extremosTérmófilos extremos 6565 80 - 9080 - 90 110110

Tabela 7: Tabela 7: Valores médios da temperatura mínima, ótima e Valores médios da temperatura mínima, ótima e máxima para o crescimento, de acordo com o grupo máxima para o crescimento, de acordo com o grupo bacterianobacteriano

Fonte: TORTORA et al., 2000Fonte: TORTORA et al., 2000


Fatores extrínsecos

Fonte: MARSHALL, 1991Fonte: MARSHALL, 1991

horas

4,4 ºC

10,0 ºC

15,5 ºC

Po

pu

laçã

o (

log

UF

C/m

L)



Intervalo Intervalo

de Classede Classe

Número de AmostrasNúmero de Amostras

Tanques coletivosTanques coletivos Tanques individuaisTanques individuais TotalTotal

FrequênciaFrequência %% FrequênciaFrequência %% FrequênciaFrequência %%

4,0ºC4,0ºC 166166 46,6346,63 505505 58,7958,79 671671 55,2355,23

4,1 – 7,0ºC4,1 – 7,0ºC 9494 26,4026,40 258258 30,0330,03 352352 28,9728,97

> 7,0ºC> 7,0ºC 9696 26,9726,97 9696 11,1811,18 192192 15,8015,80

TOTALTOTAL 356356 100,0100,0 859859 100,0100,0 1.2151.215 100,0100,0

Tabela 8: Distribuição do número de amostras conforme a Tabela 8: Distribuição do número de amostras conforme a

temperatura e o sistema de utilização do tanque de refrigeração, temperatura e o sistema de utilização do tanque de refrigeração,

entre novembro de 2002 a março de 2003, no Estado de Goiás.entre novembro de 2002 a março de 2003, no Estado de Goiás.

Temperatura ambienteTemperatura ambienteFatores

extrínsecos

Condições de Condições de ProduçãoProdução T (º C)T (º C)

Contagem Bacteriana (UFC/mL)Contagem Bacteriana (UFC/mL)

0 h0 h 24 h 24 h 48 h48 h 72 h72 h

Vacas, meio Vacas, meio ambiente e ambiente e utensílios limposutensílios limpos

4,4 4,4 4.2954.295 4.1384.138 4.5664.566 8.4278.427

10,010,0 4.2954.295 13.96113.961 127.727127.727 5.725.2775.725.277

15,515,5 4.2954.295 1.587.3331.587.333 33.011.11133.011.111 326.500.000326.500.000

Vacas limpas, Vacas limpas, meio ambiente e meio ambiente e utensílios sujosutensílios sujos

4,4 4,4 39.08239.082 88.02888.028 121.864121.864 186.245186.245

10,010,0 39.08239.082 177.437177.437 831.615831.615 1.761.4581.761.458

15,515,5 39.08239.082 4.461.1114.461.111 99.120.00099.120.000 633.375.000633.375.000

Vacas, meio Vacas, meio ambiente e ambiente e utensílios sujosutensílios sujos

4,4 4,4 136.533136.533 281.546281.546 538.775538.775 749.030749.030

10,010,0 136.533136.533 1.170.5461.170.546 13.662.11513.662.115 25.687.54125.687.541

15,515,5 136.533136.533 24.673.57124.673.571 639.884.615639.884.615 2.047.083.3302.047.083.330

Tabela 9: Crescimento bacteriano no leite em função das Tabela 9: Crescimento bacteriano no leite em função das condições de produção e temperatura de armazenamentocondições de produção e temperatura de armazenamento

Fonte: DEMETER, 1971Fonte: DEMETER, 1971

Umidade relativa do ambiente (UR)Umidade relativa do ambiente (UR)

UR = Aa x 100UR = Aa x 100


Estocagem com UR superior à umidade do ambienteEstocagem com UR superior à umidade do ambiente

Absorção de umidadeAbsorção de umidade

• Aumento da AaAumento da Aa

Favorece crescimento microbianoFavorece crescimento microbiano

Estocagem com UR inferior à umidade do ambienteEstocagem com UR inferior à umidade do ambiente

Perda de umidadePerda de umidade

• Redução da AaRedução da Aa

Restrição do crescimento microbianoRestrição do crescimento microbiano

Composição gasosa do ambienteComposição gasosa do ambiente

OxigênioOxigênio PresençaPresença

AeróbiosAeróbios AusênciaAusência

AnaeróbiosAnaeróbios


Atmosfera modificadaAtmosfera modificada Ativa ou passivaAtiva ou passiva Associação de O2, CO2 e/ou N2Associação de O2, CO2 e/ou N2

Aumento da vida útil dos alimentosAumento da vida útil dos alimentos Queijo, 70% de CO2 e 30% de N2, 30 dias Queijo, 70% de CO2 e 30% de N2, 30 dias (ROSA et al.,2003)(ROSA et al.,2003)

• Não evitou crescimento de Não evitou crescimento de StaphylococcusStaphylococcus coagulase coagulase positiva, coliformes, psicrotróficos e mesófilospositiva, coliformes, psicrotróficos e mesófilos

Conceito dos obstáculos de LeistnerConceito dos obstáculos de Leistner

Interação entre os fatores intrínsecos e extrínsecosInteração entre os fatores intrínsecos e extrínsecos

Efeito aditivoEfeito aditivo

Efeito antagônicoEfeito antagônico

Efeito sinérgicoEfeito sinérgico

Teoria dos obstáculos (“Hurdle Theory”)Teoria dos obstáculos (“Hurdle Theory”)

Tecnologia dos obstáculos Tecnologia dos obstáculos

(“Hurdle Technology”)(“Hurdle Technology”)

Utilização simultânea de diferentes fatoresUtilização simultânea de diferentes fatores

Produtos estáveis, seguros e maior vida de prateleiraProdutos estáveis, seguros e maior vida de prateleira

Previsão da estabilidade através de modelos Previsão da estabilidade através de modelos

matemáticosmatemáticos

fatores i

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