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Fatores que controlam o desenvolvimento microbiano em alimentos Hector Abel Palacios Cabrera Aula 4- 2010.

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1 Fatores que controlam o desenvolvimento microbiano em alimentos Hector Abel Palacios Cabrera Aula

2 Alimentos e microrganismos Todos os alimentos apresentam uma microbiota natural variável, geralmente concentrada na superfície, embora partes mais internas possam eventualmente conter formas microbianas variadas. Nas diferentes etapas da obtenção de produtos processados, os alimentos podem ser contaminados por diferentes microrganismos do ambiente, superfícies, utensílios, equipamentos e de manipulação inadequada. A definição dos microrganismos predominantes no alimento depende de fatores inerentes do alimento e das condições ambientais: os fatores que controlam o desenvolvimento microbiano-esses fatores vem de encontro à fisiologia microbiana !!

3 Esses fatores no final, vão responder os seguintes questionamentos: Porque certo alimento é alterado mais por bolores e outros mais por bactérias???? Porque a legislação pede esses parâmetros de analises para esse grupo de alimento? Importante saber o porque dessas questões!!!Saber porque estamos analisando tal alimento para certo microrganismo!!!! Compreender em que se baseia a tecnologia de alimentos Quais são afinal esses fatores???????????

4 Fatores que controlam o desenvolvimento microbiano Fatores intrínsecos – relacionados com propriedades dos alimentos. Atividade da água (Aa), acidez (pH), potencial de óxido-redução (Eh), composição química, presença de antimicrobianos naturais, interações entre microrganismos presentes. Fatores extrínsecos – relacionados com o ambiente. Umidade, temperatura, composição de gases na atmosfera que envolve o alimento.

5 Fatores Intrínsecos Relacionados ao alimento/produto: Acidez (pH), Atividade da água (Aa), potencial de óxido-redução (Eh), composição química, presença de antimicrobianos naturais, interações entre microrganismos presentes... Tudo que tecnologicamente ou naturalmente faz parte do produto alimentício...

6 Intrinseco:1-pH pH = - log [ H + ] ou log [ 1 / [ H + ] ] [ H + ] = concentração hidrogeniô nica do ácido dissociado. pH de um alimento(substrato)- varia de 1 a 14-muito ácidos a extremamente básicos E um parâmetro tão importante, que divide os alimentos em categorias

7 Classificação dos alimentos qto ao pH A ) Alimentos de Baixa Acidez ( pH > 4,5) Predomina crescimento de bactérias - São alimentos potentes para crescimentos de patogênicos e deteriorantes por isso, vão sofrer algum processo para destruir os microrganismos Ervilhas, carnes, leite, vegetais ( exceção : frutas (maioria), azeitona, tomate), ovos

8 C ) Alimentos de Alta Acidez ( pH < 4,0) Bolores, leveduras e poucas bactérias lácticas e acéticas. B ) Alimentos Ácidos ( pH 4,0 - 4,5 ) Bolores, leveduras, bactérias lácticas, acéticas, algumas esporogênicas como B. coagulans Iogurtes e outros leites fermentados, conservas vegetais acidificados ( azeitonas, pepinos), vegetais fermentados, tomates e derivados, frutas como : caju, pera, ameixa, banana, manga, goiaba) Refrigerantes, picles em conserva, maionese, molhos para saladas, sucos / polpas de frutas ( abacaxi, morango, limão, laranja)

9 Valores de pH para multiplicação de microrganismos relevantes em alimentos MicrorganismopH mínimopH ótimopH máximo Bactérias4,56,5-7,59,0 Bolores1,5-3,54,5-6,88-11 Leveduras1,5-3,54,0-6,58,0-8,5

10 Valores de pH de alguns alimentos AlimentopH carne5,5 – 6,2 frango6,2 – 6,4 peixe6,6 – 6,8 leite6,3 – 6,5 clara de ovo9 -10 tomate4,2 – 4,3 maçã2,9 – 3,3 banana4,5 – 4,7 milho7,3 alface6,0 cenoura4,9 –6,0

11 Intrínsecos: 2.Atividade de água- Aa ou Aw (water activity) Para metabolismo e multiplicação os microrganismos necessitam de água na forma disponível dos alimentos. A atividade de água mede esse parâmetro. É a relação entre pressão parcial de vapor d água contida na solução do alimento(P) e a pressão parcial de vapor da água pura (Po) a uma dada temperatura.Aa= P/Po A adição de sais, açucares e outros, provoca A REDUÇÃO DO VALOR DE Aa. Os valores variam de 0 a 1.

12 Valores mínimos de Aa que permitem a multiplicação de microrganismos relevantes em alimentos Grupos de microrganismosValores mínimos de Aa Maioria das bactérias0,91 Maioria dos bolores0,80 Maioria das leveduras0,88 Bactérias halofílicas0,75 Fungos xerofílicos0,65 Leveduras osmofílicas0,60

13 Valores de Aa em alimentos Aa 0,98 ou superior – carnes e pescado frescos, frutas e hortaliças frescas, leite e a maioria das bebidas, hortaliças, enlatadas em salmoura, frutas enlatadas em pouco açúcar. Aa 0,93 a 0,98 – pasta de tomate, queijo industrial, carnes curadas enlatadas, embutidos enlatados e frutas enlatadas com alta concentração de açúcar. Aa 0,85 a 0,93 – embutidos secos e fermentados, presunto fresco,, leite condensado. Aa 0,60 a 0,85 – frutas dessecadas, farinhas, cereais, geléias e compotas, nozes. Aa inferiores a 0,60 – Chocolate; mel; macarrão; biscoitos; batata chips, leite em pó, vegetais desidratados, mel, ovos e hortaliças desidratados e em pó. A AW da maioria dos meios de cultura usados em laboratório varia de 0,999 à

14 Exemplos de alimentos conservados por Aa ADIÇÃO DE AÇÚCAR SALGA Monitoramento da UR do ambiente CONCENTRAÇÃO DESIDRATAÇÃO ADIÇÃO DE AÇÚCAR SALGA Monitoramento da UR do ambiente CONCENTRAÇÃO DESIDRATAÇÃO

15 Intrínseco – 3.Potencial de óxido-redução – Eh Facilidade com que determinado substrato ganha (se reduz) ou perde elétrons (se oxida). A diferença de potencial pode ser medida com instrumentos apropriados em volts (v) ou milivolts (mV). Quanto mais oxidado, mais positivo é o potencial e quanto mais reduzido, mais negativo. Mas o importante é saber que:-proximo slide!!!

16 Intrínseco: Potencial de Oxido redução Os aeróbios requerem valores positivos de Eh para se multiplicarem.Inclui: bolores, leveduras, bactérias deteriorantes como a Pseudomonas, entre outras. Algumas patogênicas como Bacillus cereus, também !! Os anaeróbios, requerem valores baixos As bactérias facultativas ex: família Enterobacteriaceae, e as leveduras - se multiplicam bem em ambas as condições...

17 Valores de Eh para multiplicação de microrganismos MicrorganismoEh de crescimento em mV Aeróbios+ 350 a Anaeróbios+ 30 a – 250 (melhor – 150) Anaeróbios facultativos+ 100 a + 350

18 Potencial redox de alguns alimentos AlimentoEh (mV) Carnes em grandes pedaços sólidos 200 Carne moída-200 Queijos-20 a -200

19 Intrínseco -4. Interações entre microrganismos –no alimento A multiplicação de um microrganismo pode gerar : Produtos tóxicos para outros microrganismos - água oxigenada do Streptococcus sp inibe Pseudomonas, Bacillus sp e Proteus sp, álcool de leveduras e ácido láctico. Produtos benéficos para outros microrganismos - tiamina e triptofano de Pseudomonas sp favorecem S. aureus.

20 Interações... exemplo Alguns microrganismos produzem determinadas substancias com atividade bactericida: as bacteriocinas. Bacteriocinas são proteínas simples, e o mecanismo de ação não esta bem elucidado, mas sabe-se que a porção protéica é fundamental para a atividade. Ex: a lisina, é uma bacteriocina produzida por Lactobacillus lactis e impede o desenvolvimento de gram positivos e a germinação de seus esporos, mas não é ativa contra gram negativos. Maior interesse na área de alimentos: bactérias lácticas produzem uma ou mais bacteriocinas_ ver tabela

21 Algumas bacteriocinas úteis para alimentos GêneroBactericina PediococcusPediocinas P. acidilacticiPediocina PA-1, AcH P. pentosaceusPediocina A Lactococcus lactis spp lactisNisina A, E Lactobacillus sakeSacacina A L. plantarumPlantaricina L. helveticusHalveticina

22 Fatores Extrínsecos Fatores ambientais-externos ao alimento: Temperatura, Umidade relativa do ambiente, composição gasosa do ambiente.

23 Extrínseco:1.Temperatura_Fator mais importante!!!!!! Microrganismos podem se multiplicar entre -35º C a 90º C. Classificação de acordo com a temperatura ideal de multiplicação: - Psicrófilos (0º C a 20º C) - Psicrotróficos (0º C a 7º C) Alimentos refrigerados. Deterioração de pescados, carnes, frangos. - Mesófilos (25º C a 40º C) Maioria, inclusive os patógenos - Termófilos (45º C a 65º C) alguns patógenos e detrioradores.

24 Importante: patógenos Os patógenos estão classificados na sua grande maioria entre os microrganismos mesofilos: aqueles que crescem em temperaturas entre 20 a 45 0 C.

25 Grupos de microrganismos baseados na temperatura ótima de crescimento MicrorganismoTemp. º C Termófilos (Bacillus e Clostridium)55 a 75 Mesófilos (bactérias patogênicas, alguns bolores e leveduras, deterioradoras) 30 a 45 Psicrotrófilos (Pseudomonas, Acinetobacter, Flavobacterium, Micrococcus, Listeria) 25 a 30 Psicrófilos (Pseudomonas, Acinetobacter, Flavobacterium, Micrococcus) 12 a 15

26 Extrínseco:2. Umidade relativa do ambiente (UR) Há correlação direta entre Aa e umidade relativa do ambiente. Alimento em equilíbrio com a atmosfera: % UR = Aa x 100 UR elevada + Alimento desidratado (Aa baixa) alimento absorve umidade do ambiente sofre deterioração geralmente de origem fúngica. UR reduzida + alimento com Aa alta desidratação superficial do alimento com alteração das propriedades oprganolépticas.

27 Umidade Relativa:cont. A capacidade de multiplicação dos microrganismos dependerá do Aa final. A relação UR/Aa deve ser levada em conta para garantir o controle do desenvolvimento microbiano e prolongamento do tempo de armazenagem.

28 Extrínseco:3.Composição gasosa do ambiente Determina os tipos de microrganismos que irão predominar. A atmosfera controlada pode retardar o processo de deterioração. O CO 2 pode retardar a deterioração de frutas e produtos cárneos. O O 2 pode inibir o desenvolvimento de anaeróbios....

29 Exemplo pratico- O porque da importância de se conhecer os fatores... Ex.: Alimento embalado a vácuo, conservado a temperatura ambiente, com pH perto do neutro, Aw=0, quem pode alterar??Bactérias mesófilas anaeróbias e anaeróbias facultativas.... Perigo identificado...e por esse conhecimento vai se identificando os perigos biológicos de um alimento....

30 Importante Importante saber que esses fatores estão definindo todos os tipos de produtos A ação conjunta de 2 ou mais desses fatores podem: Criar novos produtos Impedir alteração Impedir veiculação de doenças- DTAs Garantem a qualidade dos alimentos Originaram uma teoria- a teoria dos obstáculos ou métodos combinados

31 Teoria dos obstáculos –Hurdle Technology-(Leistner&Rodel, 1978) Estudo das interações entre os vários fatores intrínsecos e extrínsecos que afetam a sobrevivência e multiplicação dos microrganismos nos alimentos Previsão da vida útil de um alimento ou da probabilidade de causar uma toxinfecção alimentar baseada nos fatores extrínsecos e intrínsecos pode ser feita com modelo matemático,ou Combinam-se 2 ou mais métodos de preservação para produzir alimento estável tecnologicamente:ex: refrigeração e ph acido, outro ex: desidratação e embalgem a vácuo, outro tipo de ex: suco de fruta processados termicamente...

32 Teoria dos obstáculos de Leistner

33 Teoria dos obstaculos ou Hurdle Technology-Leistner &Rodel, 1978 Obstáculos....

34 Hoje Com o avanço cada vez maior da tecnologia de alimentos, existem n obstáculos, combinados,em 2 ou mais, na criação de novos produtos....baseados todos nos fatores que controlam o desenvolvimento microbiano... Precisa conhecer a causa para combater, ou prevenir... Assim é a tecnologia de alimentos

35 FONTES DE CONTAMINAÇÃO MICROBIANA: (como a microbiota natural- pode ser aumentada) MANUSEIO- pessoas sem hábitos de higiene adequados, por tadores de doenças infecciosas na linha, fumantes, etc.(pessoal) 2. MATÉRIA-PRIMA- De má qualidade, contaminadas, como por ex, o leite, açúcar, etc.Deve-se comprar materia prima de qualidade comprovada!!!! 3. AR - na industria um lay-out onde não há fluxo adequado, pode haver acumulo de pessoas em det.local, portas na planta que dão diretamente em áreas externas,podem contaminar o ar com esporos de bolores deteriorantes 4. USO DE ÁGUA DE MÁ QUALIDADE.. Pode induzir uma contaminação..e como!!!!

36 FONTES DE CONTAMINAÇÃO..... II 5. FALTA DE HIGIENE NO LOCAL- ex,: fungos crescendo em paredes da área de processo, insetos, roedores, etc. 6. EMBALAGEM- Material por ex, empoeirado, mal armazenado pode contaminar o produto final. 7. ARMAZENAMENTO INADEQUADO DO PRODUTO FINAL por ex, empilhamento incorreto, presença de outros produtos que não chocolate pode inclusive alem de contaminar, transmitir odores estranhos ao produto, etc.A temperatura inadequada de armazenamento, umidade, podem resultar em contaminações.

37 Como controlar a contaminação microbiana Combater as fontes de contaminação microbianas Tecnologia de alimentos- novas e antigas: desde a salga ate uma atmosfera modificada.... Programas de controle de qualidade na empresa: Layouts adequados, Programas de Higiene e controle de pragas, HACCP, monitoramento e outros Tudo com base nos fatores....

38 Conclusão Importante conhecer os fatores que condicionam a multiplicação microbiana nos alimentos- porque: Sabe-se o potencial que cada alimento/produto apresenta de ser veiculo potencial de DTA Toma-se medidas para conservar melhor o produto, aplicar programas de controle de qualidade como monitoramento de patogenos, analises, HACCP, e assim evitar prejuízos econômicos nas empresas/riscos ao consumidor Importante para desenvolver novos produtos na tecnologia de alimentos, os métodos tecnológicos de conservação: ex: os que utilizam altas temperaturas, refrigeração, congelamento, desidratação.....métodos combinados(tecnologia dos obstáculos)

39 OBRIGADO!!!!

40 Prova Dei a sua definição de rastreabilidade em harmonia com a ISO 8402 ou CE e/ou sua 2- A escolha dos métodos é importante por: a)Cada metodo pode fornecer valores diferentes b) A ISO sugere utilizar metodos validados c) Vc. precissa ter confiança nos seus resultados d) Todas as anteriores 3- Quais são algumas ferramentas de qualidade que auxiliam o monitoramento e rastreabilidade de alimentos 4- Explique uma vantagem de monitoramento em tempo real 5- Qual é o item mais importante na rastreabilidade e monitoramento.


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