At Fatores Intrinsecos e Extrinsecos

8/17/2019 At Fatores Intrinsecos e Extrinsecos

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MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS

1. INTRODUÇÃO

A capacidade de sobrevivência ou de multiplicação dos microorganismos que estãopresentes em um alimento depende de uma série de fatores. Entre estes fatores estão aquelesrelacionados com as características próprias do alimento (fatores intrínsecos) e os relacionadoscom o ambiente em que o alimento se encontra (fatores extrínsecos).

Intrínsecos:a) atividade de água (Aa; Wa);

b) acidez (pH);

c) potencial de oxi-redução (Eh);

d) composição química;

e) fatores antimicrobianos naturais;

f) interações entre micro-organismos presentes.

Extrínsecos:

a) umidade;b) temperatura ambiental;

c) composição gasosa do ambiente.

Importante: estes fatores podem ter efeito interativo.

O crescimento bacteriano é influenciado por vários fatores ambientais, destacando-se oalimento, a temperatura, a umidade, o pH e o oxigênio. Cada um destes fatores é importante epode limitar o crescimento, determinando o desenvolvimento bacteriano. A presença de algunsorganismos, sejam outras bactérias ou determinados fungos pode levar a alterações docrescimento das populações bacterianas, quer pela competição por alimento e espaço querpela produção de compostos químicos inibidores do seu crescimento.

Quando uma determinada bactéria é semeada num meio líquido de composição

apropriada e incubada em temperatura adequada, o seu crescimento segue uma curva definidae característica.


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Curva de Crescimento Bacteriano

Fase lag (A): esta fase de crescimento ocorre quando as células são transferidas de um meiopara outro ou de um ambiente para outro. Esta é a fase de ajuste e representa o períodonecessário para adaptação das células ao novo ambiente. As células nesta fase aumentam novolume total em quase duas ou quatro vezes, mas não se dividem. Tais células estãosintetizando DNA, novas proteínas e enzimas, que são um pré-requisito para divisão.

Fase exponencial ou log (B): nesta fase, as células estão se dividindo a uma taxa geométricaconstante até atingir um máximo de crescimento. Os componentes celulares como RNA,proteínas, peso seco e polímeros da parede celular estão também aumentando a uma taxaconstante. Como as células na fase exponencial estão se dividindo a uma taxa máxima, elassão muito menores em diâmetro que as células na fase Lag. A fase de crescimentoexponencial normalmente chega ao final devido à depleção de nutrientes essenciais,diminuição de oxigênio em cultura aeróbia ou acúmulo de produtos tóxicos.

Fase estacionária (C): durante esta fase, há rápido decréscimo na taxa de divisão celular.Eventualmente, o número total de células em divisão será igual ao número de células mortas,resultando na verdadeira população celular estacionária. A energia necessária para manter ascélulas na fase estacionária é denominada energia de manutenção e é obtida a partir dadegradação de produtos de armazenamento celular, ou seja, glicogênio, amido e lipídeos.

Fase de morte ou declínio (D): quando as condições se tornam fortemente impróprias para ocrescimento, as células se reproduzem mais lentamente e as células mortas aumentam emnúmeros elevados. Nesta fase o meio se encontra deficiente em nutrientes e rico em toxinasproduzidas pelos próprios micro-organismos.

As bactérias, bolores e leveduras são os micro-organismos de maior destaque comoagentes potenciais de deterioração e como eventuais patógenos ao homem. Na grande maioriadas situações, as bactérias são os micro-organismos numericamente predominante nosalimentos, principalmente por :

• apresentarem um tempo de geração bastante reduzido;• serem capazes de utilizar uma diversidade de substratos;• apresentarem ampla variação de comportamento dos diferentes gêneros frente a

fatores ambientais.

O conhecimento dos fatores (intrínsecos e extrínsecos) que favorecem ou inibem amultiplicação dos micro-organismos é essencial para compreender os princípios básicos queregem tanto a alteração como a conservação dos alimentos.


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2. FATORES INTRÍNSECOS

2.1. ATIVIDADE DA ÁGUA – Aa

O crescimento e o metabolismo microbiano exigem a presença de água numa forma

disponível.Água ligada a macromoléculas por forças física não está livre para agir como

solvente ou para participar de reações químicas e, portanto, não pode ser aproveitada pelosmicroorganismos. A Aa é um índice desta disponibilidade para utilização em reações químicase crescimento microbiano

A adição de solutos a um líquido puro irá causar uma redução na pressão de vapor dasolução e consequentemente diminuir a Aa. Essa redução varia em função da natureza da(s)substância(s) adicionada(s), da quantidade adicionada e da temperatura.

Sendo 1 o valor de Aa obtido na água pura, os valores de Aa oscilarão entre 0 e 1.O exemplo abaixo representa uma relação existente entre o valor de Aa e a adição de

compostos com sal, açúcar e glicerol, que quando adicionados causam redução no valor deAa.

Exemplo 1 Aa = 0.995→ um meio com 0.88% 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

A Aa de um alimento pode também ser reduzida através da remoção de água(desidratação) e do congelamento.

Na maioria dos alimentos frescos, a Aa é superior a 0,95. Os microorganismos têm umvalor mínimo, um valor máximo e um valor ótimo de Aa para sua multiplicação. Considerandoque a Aa da água pura é 1,00 e que os microorganismos não se multiplicam em água pura, olimite máximo para o crescimento microbiano é ligeiramente menor que 1,00. O comportamentodos microorganismos em relação à Aa mínima e ótima é bastante variável. Em geral, asbactérias requerem Aa mais alta que os fungos. As bactérias Gram-negativas são maisexigentes que as Gram-positivas em relação à Aa necessária. A maioria das bactériasdeteriorantes não se multiplica em Aa inferior a 0,91, enquanto que os fungos deteriorantespodem fazê-lo em Aa de até 0,80.


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Tabela 1 – Atividade de água de alguns alimentos e suscetibilidade à deterioração

FAIXA DE Aa MICROORGANISMOS CAPAZES DESE DESENVOLVER

ALIMENTOS COM AA NA FAIXAINDICADA

1,00 – 0,95

Pseudomonas, Escherichia, Proteus,Shigella, Klebsiella, Bacillus,Clostridium perfringens e algumasleveduras.

Alimentos muito perecíveis (frutasfrescas, vegetais, carnes, peixe),lingüiças, salsichas e pães cozidos,alimentos contendo até 40% desacarose e 7% de sal.

0,95 – 0,91

Salmonella, V. parahaemolyticus, C.Botulinum, Serratia, Lactobacillus,Pediococcus , alguns fungos,Rhodotorula, Pichia.

Alguns queijos (cheddar, suíço,provolone), carnes curadas (presunto),concentrado de frutas, alimentoscontendo até 55% de sacarose ou 12%de sal.

0,91 – 0,87

Muitas leveduras (Candida, Torulopsis,Hansenula ), Microco cus.

Embutidos fermentados (salames),bolos confeitados, queijos desidratados,margarina, alimentos contendo até 65%

de sacarose ou 15% de sal.

0,87 – 0,80

A maioria dos fungos, Staphylococcusaureus , a maioria das Saccharomyces spp., Debaryomyces.

Concentrados de frutas, leitecondensado, xaropes de chocolate efrutas, farinha, arroz, granuladoscontendo 15 a 17% de umidade, bolosde frutas, presuntos caseiros, foundiese confeitos açucarados.

0,80 – 0,75 A maioria das bactérias halófilas. Geléias, marmeladas, marzipã, glacêde frutas e marshmallow.

0,75 – 0,65

Fungos xerofílicos (Aspergilluschevalieri, A. candidus, Wallemia sebi),Saccharomyces bisporus .

Flocos de aveia contendo 10% deumidade, cremes para recheio, geléias,marshmallow, melaço, caldo de cana

de açúcar, algumas frutas secas ecastanhas.

0,65 – 0,60Leveduras osmofílicas (Saccharomycesrouxii ), poucos fungos (Aspergillusechinulatus, Monascus , Monascusbisporus ).

Frutas secas contendo de 15 a 20% deumidade: algumas balas, caramelos emel.

0,50Sem proliferação microbiana. Macarrão e massa similares, contendo

12% de umidade, temperos com 10%de umidade.

0,40 Sem proliferação microbiana. Ovo em pó com 5% de umidade.0,30 Sem proliferação microbiana. Biscoitos e torradas com 3-5% de

umidade.

0,20Sem proliferação microbiana. Leite em pó (2 – 3% umidade), vegetais

desidratados (5% umidade), flocos de

milho (5% umidade), sopasdesidratadas.

Atividade de água, temperatura e disponibilidade de nutrientes são interdependentes.Assim, a qualquer temperatura, a capacidade de micro-organismos multiplicarem-se abaixaquando a Aa abaixa. Quanto mais próxima da temperatura ótima de multiplicação, mais larga éa faixa de Aa em que o crescimento bacteriano é possível. A presença de nutrientes também éimportante, pois amplia a faixa de Aa em que os micro-organismos podem multiplicar-se.


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A Aa limitante para o crescimento de determinado organismo depende ainda de outrosfatores intrínsecos que podem agir simultaneamente, como o pH do meio, o potencial de óxido-redução e a presença de substâncias antimicrobianas naturais ou intencionalmenteadicionadas, entre outros. De modo geral, quando esses fatores provocam um afastamento dascondições ótimas para a multiplicação de determinado micro-organismo, mais alto será o valorde Aa necessária.

O efeito da diminuição de Aa a um valor inferior ao considerado ótimo para um micro-organismo é o aumento da fase lag do crescimento microbiano e a diminuição da velocidade demultiplicação e do tamanho da população microbiana final. Este efeito ocorre devido àalterações em todas as atividades metabólicas, uma vez que todas as reações químicas dascélulas são dependentes de água. Alguns micro-organismos, como o Staphylococcus aureus ,têm multiplicação quase normal, mesmo em baixa Aa.

2.2. POTENCIAL HIDROGENIÔNICO – pH

O pH (potencial hidrogeniônico) é uma escala logarítmica que varia de 0 a 14, e nosindica quão ácida ou alcalina é uma substância. Valores abaixo de 7,0 são ácidos e acima sãoalcalinos. O valor 7,0 é neutro.

pH = - log { H+ } ; Quanto > H+, leveduras > bactérias


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Alimentos como frutas, refrigerantes, vinhos e vinagres apresentam pH inferior àqueleem que a proliferação bacteriana é possível. Esses alimentos normalmente deterioram-sedevido ao crescimento de bolores e leveduras, uma vez que estes toleram pH inferior a 3,5.

De acordo com o pH, os alimentos são subdivididos em três grandes grupos: osalimentos de baixa acidez, quem têm pH superior a 4,5; os alimentos ácidos, que têm pH entre4,0 e 4,5, e os alimentos muito ácidos, que tem pH inferior a 4,0. Esta classificação estábaseada no pH mínimo para multiplicação e produção de toxina de Clostridium botulinum (4,5)e no pH mínimo para multiplicação da grande maioria das bactérias (4,0). Dessa forma,alimentos de baixa acidez (pH > 4,5) são os mais sujeitos a multiplicação microbiana, tanto deespécies patogênicas quanto de espécies deteriorantes. Já nos alimentos ácidos (pH entre 4,0a 4,5), há predominante de crescimento de leveduras, de bolores e de algumas poucasespécies bacterianas, principalmente bactérias láticas e algumas espécies de Bacillus . Nosalimentos ácidos (pH < 4,0), o desenvolvimento microbiano fica restrito quase queexclusivamente a bolores e leveduras.

Acredita-se que o pH adverso afeta principalmente a respiração dos micro-organismos,por ação em suas enzimas e no transporte de nutrientes para dentro da célula microbiana. Talcomo acontece com a Aa, também o pH desfavorável provoca um aumento na fase Lag damultiplicação microbiana.

Quando os micro-organismos estão em pH diferente do pH neutro, sua capacidade de

multiplicação depende da sua capacidade de modificar o pH adverso. Quando em pH ácido, asaminoácidos-descarboxilazes de muitos micro-organismos são ativas (pH ótimo próximo de4,0), resultando na produção de aminas, que aumentam o pH. Por outro lado, em pH alcalino,ocorre a ativação de aminoácidos-descarboxilazes (pH ótimo próximo de 8,0), que produzemácidos orgânicos, cujo efeito é a redução do pH.

Os diferentes ácidos podem exercer um efeito inibitório ou letal sobre a célulamicrobiana, pela concentração hidrogeniônica (nível de H+ livre) ou pela toxicidade do ácidonão dissociado. Os ácidos podem causar sobre os micro-organismos, os seguintes efeitos:

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.

O pH intracelular (em condições normais em torno de 7.0) é bastante afetado pelasvariações 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 dos ácidos que penetram através da membrana• ácidos orgânicos fracos na forma não dissociada, os quais são facilmente solúveis na

membrana celular, interferindo assim na sua permeabilidade, o que leva a afetar otransporte de substrato e a fosforilação oxidativa, inibindo o transporte de elétrons ecausando a acidificação do interior da célula

pH > 4.5 Alimentos de baixa acidez

predominância de crescimento bacteriano - em face domenor tempo de geração (patôgenos, esporângicas ounão, aeróbios ou anaeróbios, mesófilos ou termófilos)

pH entre 4.5 e 4.0 Alimentos ácido

predominância de leveduras oxidativas ou fermentativase de bolores (em aerobiose). Algumas bactériasesporogênicas e não esporogênicas.

pH < 4.0 Alimentos muito ácidos

fica restrito a quase que exclusivamente às leveduras ebolores. Bactérias acéticas, e Zymomonas (esta até pH3.7)


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• alguns ácidos ao se dissociarem liberam ânions que podem ser metabolizados ealguns tem atividade inibitória.

2.3. POTENCIAL DE OXIDO-REDUÇÃO – Eh

Os processos de oxidação e redução estão relacionadas com a troca de elétrons entre

compostos químicos. O potencial de oxi-redução pode ser definido como sendo a facilidadecom que determinado substrato ganha ou perde elétrons.

oxidação - liberação ou perda de elétrons redução - o composto recebe elétrons

Quando ocorre a transferência de elétrons de um composto para outro, estabelece-seum diferença de potencial entre os mesmos, a qual pose ser medida com instrumentosapropriados, sendo expressa em volts (V) ou milivolts (mV).

Tabela 1 – Potencial de oxi-redução de alguns micro-organismos

Micro-organismos Eh de crescimento (em mV)

Aeróbios (bolores, leveduras oxidativase muitas bactérias – causadoras de

deterioração dos alimentos)+ 350 a + 500

Anaeróbios (bactérias deteriorantespatogênicas – Clostridium botulinum )

+ 30 a - 250 (melhor = -150)• na ausência de O2 toleram substrato com Eh

elevado (+ 370)• na presença de O2 este limite cai para + 100

Anaeróbios Facultativos (famíliaEnterobacteriaceae )

+ 100 a + 350

A determinação do valor de Eh de um alimento é bastante difícil porque ocorre ainteração da tensão de oxigênio que envolve o alimento com a presença de compostosquímicos que agem sobre o valor de Eh. De modo geral, alimentos de origem vegetal têm

valores de Eh entre +300 e +400mV, o que explica a deterioração desses produtos porbactérias aeróbias e bolores. Carnes em grandes pedaços têm Eh em torno de -200mV,enquanto que nas moídas o valor de Eh pode subir para até +200mV. O músculo do animal,imediatamente após sua morte, tem Eh de +250mV, porém, decorridas cerca de 300 horas,esse valor pode cair para -250mV, dando condições para a multiplicação da microbiotaanaeróbia da carne. Queijos têm valores de Eh bastante variáveis: dependendo das condiçõesde fabricação, esses valores podem variar de -20 até -200mV.

2.4. COMPOSIÇÃO QUÍMICA

Para que a multiplicação microbiana seja possível, é necessário que estejamdisponíveis os seguintes nutrientes:

água; fonte de energia; fonte de nitrogênio; vitaminas sais minerais.

Como fonte de energia, os micro-organismos podem utilizar açúcares, álcoois eaminoácidos. Lipídeos também podem servir como fonte de energia, mas esses compostos sãometabolizados por um numero reduzido de micro-organismos encontrados em alimentos.

Fontes de nitrogênio mais importantes para os micro-organismos são os aminoácidos,mas uma grande variedade de outros compostos nitrogenados também podem ser utilizados.

As vitaminas são importantes fatores de crescimento de micro-organismos, uma vezque fazem parte de diversas coenzimas envolvidas em várias reações metabólicas. As


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vitaminas mais importantes são as do complexo B, a biotina e acido pantotênico. Entre osmicro-organismos, verifica-se que as bactérias Gram-positivas, que, juntamente com osbolores, são capazes de sintetizar todos os seus fatores de crescimento.

Embora necessários em quantidades muito reduzidas, os minerais são indispensáveispara a multiplicação microbiana, pois estão envolvidas em muitas reações enzimáticas. Entreesses minerais merecem destaque o sódio, o potássio, o cálcio e o magnésio, além do ferro,zinco, fósforo, dentre outros.

2.5. FATORES ANTIMICROBIANOS NATURAIS

Algumas substâncias naturalmente presentes nos alimentos possuem a capacidade deretardar ou até mesmo impedir a multiplicação microbiana, o que confere uma maiorestabilidade a esses alimentos frente ao ataque de micro-organismos.

A tabela abaixo mostra alguns exemplos desses alimentos:

Tabela 3 – Relação entre substâncias antimicrobianas e alguns micro-organismos

*O SLP age através da quebra de peróxido (água oxigenada, por exmplo) presentes no leite,liberando oxigênio que promove a oxidação de grupos SH de enzimas metabólicas vitais paraos micro-organismos. Esse sistema depende ainda da presença de tiocianato ou outrosubstrato oxidável.**A lactoferrina do leite tem também atividade antimicrobiana. Trata-se de uma proteína queinibe a multiplicação através da retirada de íons ferro do leite.

Entre os fatores antimicrobianos naturais devem ser incluídas as estruturas biológicasque funcionam como barreiras mecânicas para a penetração de micro-organismos. Nessacategoria estão a casca das nozes, das frutas e dos ovos, a pele dos animais e a película queenvolve as sementes.

Além dos fatores antimicrobianos naturalmente presentes nos alimentos, têmimportante papel os compostos químicos propositalmente adicionados aos alimentos(conservantes) como recurso tecnológico para estender sua vida útil.

2.6. INTERAÇÕES ENTRE MICRO-ORGANISMOS

Um determinado micro-organismo, ao se multiplicar em um alimento, produzmetabólitos que podem afetar a capacidade de sobrevivência e de multiplicação de outrosmicro-organismos presentes nesse alimento. Por exemplo, temos o caso das bactériasprodutoras de ácido lático (bactérias láticas) que podem alterar o pH do alimento de tal forma

Alimentos Substâncias Micro-organismos

Codimentos Eugenol (cravo), alicina (alho),aldeído cinâmico e eugenol(canela) e timol e isotimol

(orégano).

Micro-organismos num modo emgeral.

Ovo (clara) pH desfavorável (entre 9 e 10) alizosina, a avidina, a conalbuminae outros inibidores enzimáticos.

A lizosina é ativa, principalmente,em bactérias Gram-positivas.

Leite (gado bovino) Ação específica: asimunoglobulinas, o fatorcomplemento, os macrófagos e oslinfócitos.Ação inespecífica: o sistemalactoperoxidase (SLP)* , alactoferrina**, lisozima e a nisina.

O SLP é bactericida para bactériasGram-negativas e bacteriostáticopara as Gram-positivas.

Frutas, sementes e vegetais Derivados do ácidohidroxicinêmico, os taninos, ácidos

orgânicos e óleos essenciais.

Bactérias e alguns fungos


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que o tornam ácido demais para o crescimento de muitos outros micro-organismos. Por outrolado, a formação de compostos alcalinos, como aminas, formadas por ação de descarboxilasesproduzidas por muitos micro-organismos, resulta no aumento do pH do alimento, tornando-opropício para a proliferação daquelas bactérias anteriormente inibidas pelo pH ácido. É o queocorre com as leveduras que degradam o ácido lático de alimentos fermentados, tornando-osfavoráveis ao crescimento e produção de toxinas por Clostridium botulinum.

A tabela 4 mostra alguns exemplos de bactérias que através de seus metabólitosinterferem de forma a inibir ou ser essencial no desenvolvimento de outras bactérias.

Tabela 4 – Interação entre alguns micro-organismos

Bactérias interferentes Metabólitos Bactérias que sofreram ainterferência

Pseudomonas aeruginosa (+) Tiamina e triptofano Staphylococcus aureus

Estreptococos e os lactobacilos (-) Água oxigenada Pseudomonas spp., Bacillus spp. eProteus spp.

Determinadas cepas de E. coli ealgumas enterobactérias.

Bacteriocinas (colina–atividade bactericida)

E. coli

Bacteriocinas:

Muitos micro-organismos são capazes de produzir determinadas substâncias comatividade bactericida, denominadas genericamente de bacteriocinas.

Atualmente são conhecidas muitas bacteriocinas produzidas principalmente por Gram-positivos, patogênicas ou não, como as Nisina A, E produzida pelo Lactococcus lactis spp lactise a Sacacina A produzida pelo Lactobacillus sake . O maior interesse na área de alimentos épelas bactérias láticas, capazes de produzir uma ou mais bacteriocinas, como as citadasanteriormente.

Algumas bacteriocinas são proteínas simples, outras têm componentes lipídicos eaçúcares. São classificadas em lantibióticas e não-lantibióticas, de acordo com suascaracterísticas estruturais. Apesar do seu mecanismo de ação ainda não ser suficientementeelucidado, sabe-se que a porção protérica é fundamental para a atividade. A sua produção émediada por plasmídios, assim como é plasmidial a resistência a bacteriocinas.

Bacteriocinas e bactérias produtoras de bacteriocinas em alimentos têm sidoempregadas como recurso tecnológico na produção de certos tipos de alimentos, com oobjetivo de controlar o desenvolvimento de micro-organismos patogênicos e/ou de micro-organismos deteriorantes nesses produtos. Por serem as bacteriocinas consideradasconservadoras “naturais”, seu emprego em alimentos é muito promissor.

Exclusão Competitiva:

Também há outras formas de interação entre micro-organismos que podem serutilizadas no controle do desenvolvimento de micro-organismos patogênicos em alimentos,como a exclusão competitiva.

A exclusão competitiva consiste na adição de micro-organismos inofencivos a umproduto com a finalidade de estimular o processo competitivo existente entre os componentesda microbiota presente. Assim, os microrganiesmos patogênicos podem ficar desfavorecidos

nessa competição e serem eliminados ou terem sua produção reduzida.Este processo vem sendo utilizado no controle de contaminação de aves com

patógenos como Salmonella e Campylobacter . Promove-se a colonização da superfície epitelialdo trato gastrintestinal de aves recém-nascidas com micro-organismos inóculos retirados deaves adultas saudáveis. A exclusão competitiva é particularmente interessante no caso de avesque são alimentadas com ração contendo antibióticos. Os antibióticos interferem na microbiotado trato gastrintestinal das aves, facilitando a colonização por patógenos.

Estudos têm demonstrado que culturas puras de bactérias ou preparações contendoum único gênero bacteriano não são protetores.


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Micro-organismos utilizados na produção de alimentos e enzimas:

1. Produção de etanol - leveduras2. Produção de ácidos orgânicos: produção de vinagre - Bactérias Acéticas - Acetobacter ;

produção de ácido láticos - Bactérias Láticas; produção de ácido propiônico - BactériasPropiônicas; produção de ácido cítrico; produção de ácido glucônico; produção deácido fumárico; produção de ácido giberlinas

3. Produção de proteína unicelular4. Produção de aminoácidos - lisina, ácido glutâmico5. Produção de enzimas6. Produção de antibióticos7. Produção de solventes8. Produção de polissacarídeos9. Produção de lipídeos10. Produção de alimentos por fermentação lática : picles, azeitona, queijo, chucrute,

iogurte

3. FATORES EXTRÍNSECOS

3.1. TEMPERATURA

A temperatura corresponde a um dos principais fatores ambientais que influenciam odesenvolvimento bacteriano. A medida que há um aumento da temperatura, as reaçõesquímicas e enzimáticas na célula tendem a tornar-se mais rápidas, acelerando a taxa decrescimento. Entretanto, em determinadas temperaturas inicia-se o processo de desnaturaçãode proteínas e ácidos nucléicos, inviabilizando a sobrevivência celular.

Assim, todos os micro-organismos apresentam uma faixa de temperatura ondedesenvolvem-se plenamente, havendo registros de multiplicação a um mínimo de -35°C e ummáximo de 90°C. Nesta faixa de temperatura podemos determinar as temperaturas mínimas,ótima e máxima (temperaturas cardeais), para cada micro-organismo. A temperatura máximaprovavelmente reflete os processos de desnaturação, enquanto os fatores que determinam atemperatura mínima ainda não são bem conhecidos, embora certamente a fluidez da

membrana seja um dos fatores determinantes destes níveis térmicos baixos.A tabela 5 demonstra a classificação dos micro-organismos de acordo com a

temperatura ideal de multiplicação:

Tabela 5 – Relação entre temperatura ideal de multiplicação e alguns micro-organismos

Micro-organismos Temperatura de multiplicação Temperatura ótima

Psicrófilos 0°C e 20°C 10°C e 15°C

Psicrotróficos 0°C e 7°C

Mesófi los Mínima: 5°C e 25°CMáxima: 40°C e 50°C

25°C e 40°C

Termófilos Mínimo: 35°C e 45°C

Máximo: 60°C e 90°C

45°C e 65°C

Os micro-organismos psicrotróficos, nem sempre possuem a mesma velocidade demultiplicação, então foram propostas duas novas categorias de classificação: europsicrotrófico,referente aos que não formam colônias visíveis até o 6º – 10º dia entre 0°C e 7°C e oestenopsicrotrófico, referente aos que não formam colônias visíveis em cinco dias nessa faixade temperatura. Ao primeiro grupo pertencem as espécies Enterobacter cloacae , Yersiniaenterocolítica e Hafnia alvei , e ao segundo, Pseudomonas fragi e Aeromonas hydrophyla .


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Os micro-organismos psicrófilos e psicrotrófilos multiplicam-se bem em alimentosrefrigerados, sendo os principais agentes de deterioração de carnes, pescado, ovos, frangos eoutros.

Os micro-organismos mesófilos correspondem à grande maioria daqueles deimportância em alimentos, inclusive a maior parte dos patógenos de interesse.

A maioria das bactérias termófilas importantes em alimentos pertence aos gênerosBacillus e Clostridium , incluindo tanto espécies deteriorantes, quanto espécies patogênicas.

Os fungos são capazes de crescer em faixa de temperatura mais ampla do que asbactérias. Muitos fungos são capazes de se multiplicar em alimentos refrigerados. Asleveduras, por sua vez, não toleram bem temperaturas altas, preferindo as faixas mesófilas epsicrófilas.

3.2. UMIDADE RELATIVA DO AMBIENTE

Há uma correlação estreita entre a atividade de água (Aa) de um alimento e a umidaderelativa de equilíbrio do ambiente. Quando o alimento está em equilíbrio com a atmosfera, aumidade relativa (UR) é igual a Aa x 100. Assim, alimentos conservados em ambiente com URsuperior à sua Aa tenderão a absorver umidade do ambiente, causando um aumento em suaAa. Por outro lado, os alimentos perderão água se a umidade ambiental for inferior à sua Aa,causando uma diminição nesse valor. Essas alterações provocarão modificações nacapacidade de multiplicação dos micro-organismos presentes.

Alimento (equilíbrio) → UR = Aa x 100 Alimento (UR > Aa) → Aa ↑ (absorção de água) Alimento (UR < Aa) → Aa ↓ (perda de água)

O relacionamento Aa/U.R.E deve ser levado em conta para melhor adequar ascondições de embalagem dos produtos alimentícios e de garantir o controle do

desenvolvimento microbiano - maior prolongando o tempo de armazenagem.

3.3. COMPOSIÇÃO GASOSA DO ALIMENTO

A composição gasosa do ambiente que envolve um alimento pode determinar os tiposde micro-organismos que poderão nele predominar. A presença de oxigênio favorecerá amultiplicação de micro-organismos aeróbios, enquanto que sua ausência causarápredominância dos anaeróbios, embora haja bastante variação na sensibilidade dosanaeróbios ao oxigênio.


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Modificações na composição gasosa são capazes de causar alterações na microbiotaque sobrevive ou que se multiplica em determinado alimento.

Atmosferas modificadas: correspondentes a ambientes nos quais o oxigênio é – totalou parcialmente – substituído por outros gases (oxigênio, nitrogênio e gás carbônico),são empregados como recursos tecnológicos para aumentar a vida útil dos alimentos.

O efeito antimicrobiano do CO2 depende: da temperatura (o efeito é tanto mais intensoquanto mais baixa for a temperatura), do pH e da Aa do alimentos, dos tipos e dascondições metabólicas dos micro-organismos presentes e, evidentemente, daconcentração do CO2.

O nitrogênio é um gás inerte, com pouco ou nenhum efeito antimicrobiano, exceto pelasubstituição do O2.

Atmosferas contendo 10% de CO2 são utilizadas, há muito tempo, para prolongar otempo de armazenamento de frutas, especialmente maçãs e peras.

4. CONCEITO DOS OBSTÁCULOS DE LEISTNER

O conhecimento dos fatores intrínsecos e extrínsecos que agem sobre determinadoalimento permite prever sua “vida de prateleira”, sua estabilidade microbiológica, bem comoconhecer a capacidade de crescimento e/ou a produção de toxinas por micro-organismospatogênicos eventualmente presentes. No entanto, o conhecimento de cada uma dessascaracterísticas isoladamente é pouco útil, devido aos efeitos, interativos entre elas. Essesefeitos podem ser não apenas aditivos como também sinergísticos ou mesmo antagônico.

O estudo das interações entre os vários fatores intrínsecos e extrínsecos que afetam acapacidade de sobrevivência e de multiplicação dos micro-organismos nos alimentos deuorigem ao famoso conceito dos obstáculos de Leistner.

Esse conceito é ilustrado com sete exemplos representando três alimentos comdiferentes fatores intrínsecos e extrínsecos atuando com intensidades diferentes no controlemicrobiano:

1. cada um dos fatores (Aa, pH, Eh, temperatura e conservador químico) contribui comparcela igual no retardamento do crescimento microbiano até que esse crescimento écompletamente bloqueado. Esse alimento é, portanto, estável e seguro. Trata-se, noentanto de um modelo teórico, de ocorrência pouco provável.

2. os quatro fatores são suficientes para garantir a estabilidade microbiana.

3. nesse mesmo produto, um único fator intrínseco (Aa) pode ser suficiente para manter aestabilidade de um alimento, se a carga microbiana inicial for baixa.

4. se a carga microbiana inicial for elevada, os quatro fatores serão insuficientes paracontrolar o desenvolvimento microbiano. Esse produto terá vida útil curta ou poderácausar uma toxinfecção alimentar.

5. o produto é enriquecido com mais nutrientes, o que causa um efeito trampolim nocrescimento microbiano. Nesse produto, a intensidade dos obstáculos deve seraumentada para que sejam eficientes e impeçam o desenvolvimento microbiano.

6. menos obstáculos podem ser necessários, uma vez que os micro-organismos estãocom seu metabolismo afetado.

7. A estabilidade é garantida por obstáculos que agem sinergisticamente.


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C = calorR = refrigeraçãoAa = atividade de águaEh = potencial oxi-redCo = conservadorV = vitaminasN = nutrientesmc = microbiota de competição

O efeito final é mais eficiente do que aquele que seria obtido se os obstáculos agissemindividualmente.

O conceito dos obstáculos deu origem à tecnologia dos obstáculos, que se baseia nautilização simultânea de mais de uma forma de controle microbiano nos alimentos, como salga,acidificação, processamento térmico, adição de conservadores químicos, etc. O objetivo é aobtenção de produtos alimentícios estáveis, de prolongada vida de prateleira, e seguros àsaúde dos consumidores.


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Questões

1) Os fatores intrínsecos podem agir simultaneamente e são interdependentes entre si.

Relacione essa interação entre esses fatores, determinado a necessidade da Atividadede Água (Aa).

2) Explique em que consiste a “exclusão competitiva” exemplificando.

3) Defina a Teoria dos Obstáculos de Leistner.

4) Conceitue potencial de óxido-redução(Eh) de um alimento e explique em quecondições os micro-organismos se multiplicam.

5) Qual a importância da atividade da água (Aa) para o desenvolvimento microbiano? Deque forma pode ser essa Aa manipulada para o controle de micro-organismos?

Documents

At Fatores Intrinsecos e Extrinsecos