Fatores que influenciam crescimento microbiano

1. Fatores que influenciam crescimento microbiano Alessandra Regina da Silva Marques, Ms. Campinas, março de 2010

2. Crescimento Microbiano Substrato para os microrganismos Infecções e/ou intoxicações alimentares Deterioração nos alimentos • 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

3. Conhecer os fatores que influenciam o crescimento • Conhecimento de condições favoráveis ao crescimento microbiano • quantificação; • fermentação; • produção proteínas unicelulares • Conhecimento de condições desfavoráveis ao crescimento microbiano • preservação dos alimentos Associação Microbiana Deteriorante • Definição: alteração no alimento é resultante da atividade bioquímica produto da multiplicação dos micro-organismos específicos presentes no alimento

4. 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-.

5. Como controlar o crescimento? • Prevenção da contaminação: • controle da matéria-prima; • controle do processamento térmico; • assepsia dos equipamentos e operadores • Eliminação dos microrganismos presentes; • Barreiras para a multiplicação Teoria de Leistner (1995)

6. Relembrando: Curva de Crescimento Microbiano Curva de crescimento de A.niger em néctar de manga a 22°C pH 3.5

7. Dúvidas.... • Por que alguns micro-organismos crescem mais rapidamente em alguns alimentos? • Por que alguns alimentos se conservam por mais tempo? Capacidade de sobrevivência e multiplicação Fatores Intrínsecos Fatores Extrínsecos

8. Fatores Intrínsecos • 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 Extrínsecos • Definição: próprios do ambiente de estocagem do alimento • temperatura, umidade, tensão de oxigênio • Fatores Implícitos: relações de dependência entre micro-organismos

9. Fatores Intrínsecos

10. pH • Definição: medida de acidez ou alcalinidade de um alimento; • Maioria dos microrganismos: cresce e se multiplica melhor pH de 6.5-7.5;

11. 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

12. Efeito dos ácidos nos micro-organismos • 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 Influência da mudança de pH no crescimento de A.niger em néctar de manga.

13. Atividade de Água (Aw) • 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;

14. Atividade de Água (Aw) • Redução da atividade de água no alimento • Adição de soluto: sal açúcar glicerol • Remoção da água livre: desidratação congelamento Limites de Aw para o desenvolvimento de micro-organismos

16. Potencial de Oxido-Redução (Eh) • 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).

17. 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

18. 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

19. Fatores Extrínsecos

20. Fatores Extrínsecos • Temperatura; • Umidade Relativa; • Composição gasosa Temperatura Faixas de temperaturas ótimas ao desenvolvimento de micro-organismos

21. Temperatura

22. Temperatura • Psicrotróficos • Pseudomonas, Micrococcus ealguns 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

23. 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

24. 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

25. 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

26. Referências • 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.