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Prof. Dr.

Octávio Antônio Valsechi 2 CAPÍTULO 1: Alimentos e Microrganismos Os alimentos como substratos dos microrganismos Todos os alimentos apresentam uma microbiota natural extremamente variável, concentrada principalmente na região superficial, embora os tecidos internos, possam eventualmente apresentarem formas microbianas viáveis – Fatores Intrínsecos Ao lado da microbiota natural, nas diversas etapas que levam ? obtenção de produtos processados, os alimentos estarão sujeitos à contaminação por manipulação inadeq e utensílios; e pela at A definição das espé s, provenientes de amentos, superffcies ores Extrínsecos garnsmos predominante no alimento ir depender, fundamentalmente, das características inerentes a esse alimento, e por isso FATORES INTR[NSICOS dos alimentos, bem como das condições ambientais prevalentes e portanto FATORES EXTRÍNSICOS As bactérias, bolores e leveduras são os microrganismos de maior destaque como agentes potencials de deterioração e como eventuais patógenos ao homem.

Na grande maioria das situações, as bactérias são os microrganismos numericamente predominantes nos alimentos, principalmente por : ?? apresentarem um tempo de geração bastante reduzido • serem capazes de utilizar uma diversidade de substratos • apresentarem ampla variação de comportamento dos diferentes Fatores Intrínsecos : 1 . Atividade da água – Aa O crescimento e o metabolismo microbiano exigem a presença de água numa forma disponível e a Aa é um (ndice desta disponibilidade para utilização em reações químicas e crescimento microbiano A adição de solutos a um líquido puro irá causar uma redução na pressão de vapor da solução e consequentemente diminuir a Aa. Sendo 1 0 valor de Aa obtido na água pura, os valores de Aa scilarão entre Oe 1 Exemplo 1 Aa = 0,995 – um meio com 0. % de NaCl; 8,52% de sacarose; e 4,45% de glicose Exemplo 2 Aa = 0. 860 – um meio com 18. 18% de NaCl; 68,60% de sacarose; e 58,45% de glicose Os fatores no alimento capazes de reduzir a pressão de vapor da água, e conseqüentemente a Aa são principalmente: 1 . adsorção de moléculas de água em superfície 2. forças capilares 3. formação de soluções com diferentes solutos 4. formação de colóides hidrófilos 5. presença de égua de cristalização ou hidratação Exemplo : Glicerol (diminui a Aa), utilizado em meios de cultivo ara inibir o crescimento de microrganismos muito sensíveis ? Aa, como por exemplo as bactérias (a maioria não cresce com Aa inferior a 0. 1) Valores mínimos de Aa que permite a multiplicação de microrganismos que alteram os almentos Grupo de microrganismos Valor mínimo de Aa Maioria das bactérias 0. 91 Maioria das leveduras 0. 8 Maioria dos mofos 0. 80 Bactérias Fungos xerofflicos 0. 65 PAGF 7 OF de açúcar Aa 0. 93 – 0. 98 pasta de tomate; queijo submetido a tratamento industrial; carnes curadas enlatadas; embutidos; fermentados (não dessecados); frutas enlatadas em alta concentração de açúcar Aa 0. 85 – 0. 93 embutidos secos e fermentados; presunto fresco; queijo de chedar velho; leite condensado Aa = 0. 60 – 0. 85 frutas dessecadas; farinha; cereais; compotas e geléias; nozes; alimento de umidade intermédia Aa = Inferiores a 0. 0 chocolate; pastelaria; mel; biscoito; bolachas cream cracker; batata inglesa; ovos e hortaliças; desidratados e leite em pó O acúmulo de glutamato implica, em determinado tempo, numa grande quantidade de cargas negativas, o que necessita ser contrabalanceado com a presença de um cátion. O próprio potássio se responsabiliza, porém em valores de Aa próximos a . 95 a concentração de cátion passa a ser tóxlca e o crescmento é interrompido. Os mecanismos que podem explicar a atividade microbiana em valores de Aa inferior a 0. 95 podem ser (1) a descarboxilação do glutamato a ácido gama-aminobut[lico-GABA; (2) redução do glutamato a prolina.

Estes dois aminoácidos (GABA e prolina) são pouco ionizados não havendo portanto necessidade de acúmulo paralelo de íons potássio. Meios usados para reduzir Aa no meio de cultura: 1 . Malt Salt Agar – meio muito escuro que impede a visualização das colônias 2. Meio com alta concentração de açúcar – corre cristalização, que i ue 3. Glicerol – o mais PAGF 3 OF Prof. Dr. Octávio Antônio Valsechi 5 2. interpolação gráfica – amostras de alimentos são mantidas em temperatura constante no interior de dessecadores, contendo soluções saturadas de diferentes sais, que permitem a obtenção de ambientes com umidades relativas constantes. As amostras são pesadas em diferentes intervalos de tempo, registrada no gráfico, em relação às várias Aa em estudo.

Quando não mais houver variação de peso da amostra, então este ponto corresponde à sua Aa 2. Potencial Hidrogeniônico – pH pH = og {H+} ; Quanto H+ 4. 5 Alimentos de baixa acidez predominância de crescimento bacteriano -em face do menor tempo de geração (patógenos, esporângicas ou não, aeróbios ou anaeróbios, mesófilos ou termófilos) pH entre 4. 5 e 4. 0 Alimentos ácidos predominância de leveduras oxidativas ou fermentativas e de bolores (em aerobiose). Algumas bactérias esporogênicas e não esporogênlcas. pH < 4. 0 Alimentos muito ácidos fica restrito a quase que exclusivamente às leveduras e bolores. Bactérias acéticas, e Zymomonas (esta até PH 3. ) Os diferentes ácidos podem exercer um efeito inibitório ou letal obre a célula microbiana, pela concentração hidrogeniônica (nível de H+ livre) ou pela toxicidade do ácido não dissociado O pH intracelular (em condições normals em torno de 7. 0) é bastante afetado pelas variações externas. A acidificação no interior da célula pode ser devido: • a migração dos íons H+ do meio externo para o meio interno • dissociação das moléculas e penetram através da PAGF OF a fosforilação oxidativa, inibindo o transporte de elétrons e causando a acidificação do interior da célula • alguns ácidos ao se dissoclarem liberam ânions que podem ser etabolizados e alguns tem atividade inibitória Determinados alimentos são mais resistentes à mudança de pH que outros, são os chamados alimentos tamponados.

As carnes apresentam maior capacidade tamponada que as verduras e hortaliças 3. Potencial de Oxido-Redução – Eh É uma medida da tendência de um sistema reversível de doar e receber elétrons. Mede a facilidade com que o substrato capta ou cede elétrons. oxidação – liberação ou perda de elétrons redução – o composto recebe elétrons Equação de Nernst : Eh = Eo + 0. 06/n log Cox)/ (red) onde prof. Dr. Octáwo Antônio Valsechi 6 Eo = padrão redox (pH=O) n = número de elétrons envolvidos no processo (ox) (red) = concentração no estado oxidado e reduzido Quanto menor Eh maior será a capacidade de ceder elétrons. A determinação do Eh é feita por potenciômetros.

Microrganismos Eh de crescimento (em mv) Aeróbios + 350 a + 500 Anaeróbios + 30 a – 250 (melhor = -150) na ausência de 02 toleram substrato com Eh elevado (+ 370) na presença de 02 este limite cai para + 100 PAGF s OF (1 ) duração da fase Iag (2) velocidade de crescimento (3) o número final de células de uma população (4) na composição uímica e enzimática da célula Grupos de microrganismos baseados no seu ótimo de temperatura para o crescimento Microrganismos Temperatura (oc) Termófilos 5-75 Mesófilos 30-45 Psicrotrófilos 25-30 Psicrófilos 12-1 S • os psicrotrófilos são de extrema importância como agentes deterioradores de alimento (Pseudomonas, Actinobacter, Vibrio, Lactobacillus, Bacillus, etc) • a maior parte das bactérias termófilas de importância alimentícia estão incluídas no gênero Bacillus e Clostridium, porém poucas são as espécies termófilas destes Prof. Dr. Octávio Antônio Valsechi 7 ?? entre os mesófilos destacam-se as bactérias patogênicas e deterioradoras, alguns bolores e leveduras • os psicrófilos estritos ocorrem mais em ambientes marinhos e em locais que a temperatura permanece constantemente reduzida 2. Umidade Relativa do Ambiente – U. R. E A U. R. E está envolvida na maior ou menor perecibilidade de um alimento. Há uma estreita rela ão entre a U. R. E e a Aa : PAGF maioria das bactérias, bolores e leveduras são inibidas, mas não destruídos em atmosfera contendo 5 e 50 % de C02 (Wv). uma concentração de 10%, reduz em até 50% nas contagens totais

O C02 é muito eficiente contra microrganismos psicrotrófilos – bolores e leveduras oxidativas e bactérias Gram-negativas. O emprego de 15% de C02 na atmosfera praticamente dobra o espaço de tempo para estas bactérias se multiplicarem a O oc As bactérias Gram-Positivas, principalmente as lácticas, são resistentes ao C02 Classificação dos Alimentos pela facilidade com que se alteram 1 . Alimentos estáveis ou não perecíveis – não são alterados facilmente (açúcar, farinha) 2. Alimentos semiperec(veis conservando e manipulando de forma apropriada permanecem sem alteração (batatas, maças, nabos, nozes sem casca) Prof. Dr. Octávio Antônio Valsechi 8 3.

Alimentos perecíveis – incluem os alimentos mais importantes do consumo cotidiano, os quais se alteram com facilidade (carnes, pescados, a maioria das frutas, hortaliças, ovos, leite) Modificação química causada pelos microrganismos Dos compostos Nitrogenados : • a maior parte do N contido nos alimentos se encontram formando parte das prote[nas, e estas para serem usadas como fonte de Nitrogênio pelos microrganismos deverá ser quebrada (pelas enzimas microbianas, ou aquelas contidas no próprio alimento) a substâncias mais simples como peptídeos e aminoácidos ?? os peptídeos têm sabor amar o mais não desagradável) que modifica o sabor do alime PAGF 7 atuam sobre os aminoácidos podem desaminálos elou descarboxilá-los Reações Químicas produtos Formados Desaminação Oxidativa cetoácidos + NH3 Desaminação Hidrolítica hidroxiácido NH3 Desaminaçao Redutora ácido graxo saturado + NH3 Desnaturação e Desaminação ácido graxo não saturado + NH3 Oxidação-Reduçào cetoácido + ácido graxo + NH3 Descarboxilação amida + C02 Desaminação Hidrolítica + Descarboxilação álcool primário + NH3 + C02 Desaminação Redutora + Descarboxilação hidrocarbono + NH3 + C02 Desaminação Oxidativa + Descarboxllação ácido graxo + NH3 + C02 Dos compostos não Nitrogenados : Usados pelos microrganismos principalmente para obter energia – hidratos de carbono, ácidos orgânicos, aldeídos, cetonas, álcoois, glicosídeos, compostos cíclicos e lipídeos Hidratos de Carbono • são os preferidos dos microrganismos caso o alimento os contém.

Os poli, tri, e dissacarídeos devem ser hidrolisados (por enzimas) a substâncias mais simples (monossacarídeos) • o monossacarídeo glicose quando usado em (1 ) aerobiose – é oxidada a C02 + H20 (2) anaerobiose – iferentes produtos podem ser formados dependendo da wa seguida fermentação alcoólica (por leveduras) – álcool + C02 fermentação láctica (por bactérias láticas homofermentativas) – ácido lático fermentação lática mista (por bactérias láticas heterofermentativas) – ácido lático ácido acético, etanol, glicerol e água – ácidos butírico e acético, hidrogênio, acetona, butilenoglicol, butanol, propanol-2, C02 • quando se encontram em atividade diferentes microrganismos, a partir dos açucares, pode originar outros compostos distintos, como ácidos graxos superiores, outros ácidos orgânicos, aldeídos, etonas, ésteres, etc. Microrganismos importantes na microbiologia de alimentos Microrganismos causadores de doenças ao homem elou animal 1 . Doenças Zoonóticas (entre animais vertebrados e o homem) e o agente causador antraz – Bacillus anthracis tuberculose – Myclbacterium tuberculosis, M. bovls listerose – isteria monocytogenes brucelose – Brucella abortus, B. melitensis tularemia – Francisella tulharensis febre de Query – Coxiella burnetti 2. Intoxicações Alimentares botulismo – Clostridium botulinum (patogênica) intoxicações estafilocócica – Staphylococcus aureus 3. Infecções Alimentares

Enterobactérias : Shigella (shigelose); Salmonella (salmonelose, febre tifóide, febre paratifóide); Yersinia enterocolítica (yersiniose); Escherichia coll Bactérias de importância na saúde pública : Campylobacter; Vibrio cholerae; Vibrio parahaemolyticus Bactérias Gram-positivas esporuladas patogênicas : Clostridium perfringes; gacillus cereus; (gastrenterites) poliomielite – Poliovirus hepatite – V[rus da hepatite 4. Micotoxinas prof. Dr. Octáwo Antônio Valsechi 10 causadas por bolores – Aspergillus, Penicillium, Microrganismos utilizados na produção de alimentos e enzimas 1. Produção de etanol – le ucào de ácidos produção de ácido glucônico; produção de ácido fumárico; produção de ácido giberilinas 3. Produção de proteína unicelular 4. Produção de aminoácidos – lisina, ácido glutâmico 5. Produção de enzimas 6. produção de antibióticos 7. produção de solventes 8. Produção de polissacarídeos 9. Produção de lipídeos 10.

Produção de alimentos por fermentação lática : picles, azeitona, queijo, chucrute, iogurte Psicotróficos associados com a deterioração de alimentos refrigerados e congelados – Bastonetes Gram negativos, aeróbios, não esporulados – Pseudomonas; Acetobacter CAPÍTULO 2: Conservação dos Alimentos Grupos de Amentos Vegetais • cereais e seus produtos • açúcar e produtos açucarados • verduras e derivados • frutas e derivados condimentos e fungos cultivados como almentos (leveduras, fungos inferiores, etc) também são incluídos neste grupo Animais • carne e produtos canecos • aves e ovos • pescado e outros alimentos marinhos • leite e derivados a maioria dos alimentos é facilmente alterada pelos microrganismos, a não ser que se submeteram a algum tratamento conservador Princípios em que se baseia a Conservação de Alimentos