Fatores que influenciam crescimento microbiano

Alessandra Regina da Silva Marques, Ms.

anosanos

Campinas, março de 2010

Crescimento Microbiano

Substrato para os microrganismos

Deterioração nos alimentos Infecções e/ou intoxicações alimentares

Espécies encontradas inicialmente em alimentos: poucas sobrevivem e se

multiplicam nas condições impostas pelo alimento, ou seja, o micro- organismo

que não se adaptar morre!

Em condições ótimas: tempo geração população bacteriana: 15 - 20 minutos

Conhecimento de condições favoráveis ao crescimento microbiano

quantificação;

fermentação;

produção proteínas unicelulares

Conhecimento de condições desfavoráveis ao crescimento microbiano

preservação dos alimentos

Conhecer os fatores que influenciam o crescimento

Associação Microbiana Deteriorante

Definição: alteração no alimento é resultante da atividade bioquímica

produto da multiplicação dos micro-organismos específicos presentes no

alimento

Associação Microbiana Deteriorante

Exemplos de associações microbianas deteriorantes

No geral: sucos - se alteram por processos fermentativos de leveduras; vegetais - pela ação de bactérias G-; cereais - pela ação de bolores; carnes curadas - pela ação de Micrococcus; carnes refrigeradas - pela ação de psicrotróficos G-.

Prevenção da contaminação:

controle da matéria-prima;

controle do processamento térmico;

assepsia dos equipamentos e operadores

Eliminação dos microrganismos presentes;

Barreiras para a multiplicação

Como controlar o crescimento?

Teoria de Leistner (1995)

Relembrando: Curva de Crescimento Microbiano

0

5

10

15

20

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

Tempo (dias)

Diâ

met

ro (

mm

)

3,5 22°C rep1

Gompertz

Baranyi

Curva de crescimento de A.niger em néctar de manga a 22°C pH 3.5

Por que alguns micro-organismos crescem mais rapidamente em

alguns alimentos?

Por que alguns alimentos se conservam por mais tempo?

Dúvidas....

Capacidade de sobrevivência e multiplicação

Fatores Intrínsecos Fatores Extrínsecos

Definição: expressão pelo micro-organismo de suas propriedades físicas

pH;

Atividade de água (aw);

Potencial de oxido-redução (Eh);

Fatores anti-microbianos naturais;

Estrutura biológica (composição parede celular)

Fatores Intrínsecos

Definição: próprios do ambiente de estocagem do alimento

temperatura, umidade, tensão de oxigênio

Fatores Implícitos: relações de dependência entre micro-organismos

Fatores Extrínsecos

Fatores Intrínsecos

Definição: medida de acidez ou alcalinidade de um alimento;

Maioria dos microrganismos: cresce e se multiplica melhor pH de 6.5-7.5;

pH

pH baixo de frutas, salmouras inibe crescimento G(-);

C.botulinum: não germina a pH < 4.6 e não cresce pH < 4.5;

Tratamento térmico em alimentos ácidos : mais suave.

Acidófilos: Lactobacillus e Streptococcus: crescem pH 3-4;

Fungos e leveduras: pH 2-8.5;

Efeito inibidor do pH é dependente:

tipo de ácido presente no alimento;

nutrientes;

Aw e temperatura

pH

Maior gasto de energia para manter o pH intracelular;

Desnaturação de proteínas, DNA

Alteração da atividade das enzimas responsáveis pelas atividades

vitais da

célula;

Menor velocidade de crescimento

Efeito dos ácidos nos micro-organismos

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Tempo (dias)

Diâ

met

ro (

mm

)

3,5 22°C rep 3

Gompertz

Baranyi

4,5 22°C

Influência da mudança de pH no crescimento de A.niger em néctar de manga.

nenhum micro-organismo cresce em meio totalmente seco;

necessitam de água livre para crescer.

Definição

Aw = Pressão de vapor do alimento

Pressão de vapor da água pura

Aw teórico da água pura = 1; Ausência de água: Aw = 0;

Água responsável pelas reações: água livre água não ligada (facilmente

removida);

Altos valores Aw (0.98 – 1): todos micro-organismos crescem;

Atividade de Água (Aw)

Redução da atividade de água no alimento

Adição de soluto: sal

açúcar

glicerol

Remoção da água livre: desidratação

congelamento

Atividade de Água (Aw)

Limites de Aw para o desenvolvimento de micro-organismos

Definição: índice do grau de oxidação de um sistema

Cu Cu++ + 2e-

quando elemento perde e- oxida;

quando elemento ganha e- reduz.

A oxidação também acontece pela adição de oxigênio na reação abaixo

2Cu + O2 2CuO

Micro-organismos aeróbios: requerem Eh positivo (+350 a +500mV);

Micro-organismos anaeróbios: Eh baixo ou negativo (< -150mV).

Potencial de Oxido-Redução (Eh)

Nutrientes

Antimicrobianos Constituintes Naturais dos Alimentos

Apresentam diversos mecanismos:

a)  Inibição da síntese de ácidos nucléicos, proteínas

ou parede celular;

b)  Quebra da integridade da membrana;

c)   Interferência em processos metabólicos essenciais

para micro-organismos.

Alguns tem efeito microbiocida outros microbiostático

Estruturas biológicas

Cobertura natural de alguns alimentos constitui excelente barreira física

contra a entrada de micro-organismos

casca de ovos;

casca de frutas;

casca de nozes;

películas que envolvem sementes;

cortes cárneos inteiros são mais protegidos que fatiados

Fatores Extrínsecos

Fatores Extrínsecos

Temperatura;

Umidade Relativa;

Composição gasosa

Temperatura

Faixas de temperaturas ótimas ao desenvolvimento de micro-organismos

Temperatura

Temperatura

Psicrotróficos

Pseudomonas, Micrococcus e alguns membros do gênero Clostridium

Mesófilos

maioria das espécies e maior parte dos patógenos

Termófilos

Bacillus stearothermophilus, B. coagulans;

Clostridium thermosaccharolitycum

Bolores: faixa ampla incluindo T de refrigeração;

Leveduras: Ts simlares as dos psicrotróficos e mesófilos

Umidade Relativa do ambiente

Há uma grande correlação entre a Aw de um alimento e UR do ambiente

UR = Aw x 100

se UR > Aw absorção de água;

se UR < Aw perda de água

Composição gasosa do alimento

dela decorre o tipo de micro-organismo que poderá estar presente em

determinado alimento;

Presença de oxigênio: aeróbios e facultativos;

Ausência de oxigênio: anaeróbios e facultativos.

Modificações na composição gasosa

atmosfera modificada: substituição total ou parcial do O2 por

combinações de Nitrogênio e CO2;

embalagem a vácuo: carnes

Influências implícitas

velocidade específica do crescimento do micro-organismo;

em condições ótimas: G (-) e bacilos crescem mais rápido, já lactobacilos

tem crescimento mais lento;

Sinergismo: quando a presença de determinada microflora favorece a

incidência de outra:

iogurte: início cocos G(+) que ao acidificarem o meio geram

ambiente mais propício ao desenvolvimento dos lactobacilos

Antagonismo: determinada população é inibida pela presença de outra,

muitas vezes pela produção de bacteriocinas:

Lactobacillus x Clostridium em carnes a vácuo

Referências

1. Massaguer, P.R. Microbiologia dos Processos Alimentares. 1ªed,

Varela. 2008.

2.Franco, D.G.M. Fatores que afetam a multiplicação dos

microrganismos nos alimentos. USP, 2006.