Microbiologia dos Alimentos

1. Introdução Alimentos ► meio de crescimento para microrganismos - deterioração - disseminação de infecções - intoxicações - produção de alimentos - conservação de alimentos

2. Composição microbiana dos alimentos Microbiota própria Adquirida com o processo/manuseio ► Frutos: Leveduras na casca das uvas - fermentação para fabricação do vinho pH 2,3-5,0 - baixa incidência de bactérias ► Carnes: Corte e manuseio - bactérias proteolíticas, lipolíticas, fungos e ocasionalmente patógenos (Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus) ► Leite: Microbiota característica do ambiente Bactérias como pseudomonas, bactérias do ácido lático, leveduras, coliformes Infecções: Staphylococcus aureus (mastite) Outros patógenos: Mycobacterium, Brucella, Salmonella, Coxiella

3. Microrganismos e a deterioração de alimentos ►Mudanças devidas às reações químicas decorrentes da atividade metabólica dos microrganismos O tipo de deterioração depende: - tipo de alimento - microrganismo envolvido - número de microrganismos presentes

Principais processos de deterioração de alimentos por microrganismos ► Ranço: Alimentos ricos em gordura Microrganismos lipolíticos, principalmente bactérias Quebra das gorduras ácidos graxos glicerol ► Putrefação: Alimentos ricos em proteínas (p. ex. carnes) Bactérias proteolíticas Proteínas putrescina, cadaverina, H2S, NH3 ► Azedamento e coagulação: Leite Bactérias do ácido lático Lactose ácido lático + outros ácidos

4. Controle dos microrganismos em alimentos * inibir o crescimento microbiano ► preservar a qualidade

4.1 Frio (refrigeração e congelamento) ►Forma mais comum de conservação Refrigeração (4-10 ºC): inibição das reações enzimáticas, levando à paralisação do crescimento microbiano * Psicrófilos Congelamento (-20 ºC): água congelada não está disponível para o metabolismo - formação de cristais de gelo que danificam a membrana

4.2. Redução da atividade água (Aw) ►Secagem: sol, câmaras, liofilização alimentos perdem água, provocando a inibição do crescimento ►Concentração: aumento da concentração de solutos * aumento da pressão osmótica - adição de açúcar: doces, geléias, - secagem: leite condensado, frutas secas - adição de sal: carnes, peixes, vegetais - defumação

Atividade de água e crescimento de microrganismos em alimentos Valor de aw Microrganismos geralmente Alimentos que apresentam inibidos nesse valor esses valores de aw 1,00-0,95 Pseudomonas, Escherichia, Proteus Alimentos frescos altamente Shigella, Klebsiella, Bacillus perecíveis e frutas, carnes, Clostridium perfringens, algumas peixes e leites enlatados; leveduras salsichas cozidas e pães; alimentos contendo ca. 40% de sacarose ou 7% de NaCl 0,95-0,91 Salmonella, Vibrio parahaemolyticus Alguns queijos, carne curada, alguns C. botulinum, Serratia, Lactobacillus sucos de frutas concentrados, Pediococcus, alguns bolores, alimentos contendo 50% de leveduras (Rhodotorula, Pichia) sacarose ou 12% de NaCl 0,91-0,87 Muitas leveduras (Candida, Torulopsis Salame, Bolos, queijos secos, Hansenula), Micrococcus margarian, alimentos com 65% de sacarose ou 15% de NaCl 0,87-0,80 Maioria dos bolores (Penicilium Maioria dos sucos de frutas micotoxigênicos), S. aureus, concentrados, leite condensado maoria das Saccharomyces, adoçado, xarope de chocolate, Debaryomyces xarope de frutas, farinha, arroz, grãos contendo 15-17% de umidade, bolos de frutas, presunto, 0,80-0,75 Maioria dos procariotos halofílicos Presunto, geléias, marzipan, frutos Aspergillus micotoxigênicos glacês, marshmallows Fonte: Adaptado de Beuchat (1981)

4.3 Acidificação - ácido acético: picles ► Diminuição do pH do alimento - ácido acético: picles - ácido lático: leite fermentado, iogurte, chucrute Fermentação natural, por ação das bactérias do gênero Leuconostoc e Lactobacillus do próprio vegetal. O produto final pode ser ácido acético, ácido láctico e álcool

4.4 Conservas (enlatados) - Nicholas Appert (funda em 1802 a primeira fábrica de conservas na França) ►altas temperaturas aplicadas a alimentos hermeticamente fechados em latas * temperatura inadequada: problemas com microrganismos termofílicos anaeróbios * deteriorações mais comuns em enlatados: - azedamento: Bacillus stearothermophillus, B. coagulans, Lactobacillus spp. - com gás: leveduras, lactobacilos, clostrídios

4.5 Radiações Radiação ionizante: raios gama (cobalto 60) ▪ sem radiação residual e sem afetar a qualidade

4.6 Aditivos * inorgânicos: - H2S, NO3-, NO2- * orgânicos: ► microbicidas x microbiostáticos * inorgânicos: - H2S, NO3-, NO2- * orgânicos: - ácido ascórbico: laticínios, sucos - benzoato de sódio: refrigerantes - propionato de cálcio: pães Em combinação com o ácido ascórbico (Vitamina C), o benzoato de sódio pode formar o benzeno, que é cancerígeno.

4.7 Calor ► Pasteurização * 63 ºC por 30 min (LTLT: low temperature long time) * 72 ºC por 15 s (HTST: high temperature short time) ► Esterilização * UHT (ultra-high temperature): 150 ºC por 3 s sistemas contínuos

5. Microrganismos na produção de alimentos

Alimentos preparados com o uso de microrganismos Matéria prima Principal Microrganismo Grupo Picles Pepinos Lactobacillus spp. Pediococcus spp. Bacilos, Gram + Cococ, Gram + Leite fermentado Leite L. acidophilus Pão Farinha Saccharomyces cerevisiae Levedura Ricota Leite pasteurizado L. bulgaricus Koumiss Leite de égua Torula, Mycoderma Leveduras Kefir Leite fresco, Streptococcus spp. Leuconostoc Acetobacter Cocos, Gram + Bacilos, Gram - Iogurte S. thermophilus Shoyu Arroz, Soja L. delbrueckii Aspergillus oryzae Sacharomyces rouxii Fungo filamentoso Queijos S. lactis S. cremoris L. citrovorum L. dextranicum Outros microrganismos Cocos, Gram + Fungos Cerveja Grãos de cereais Saccharomyces spp. Vinho Suco de uva Sacch. champagnii Salames e salsichas curadas Porco/Gado Pediococcus cerevisiae Presunto curado Porco Aspergillus, Penicillium

Queijos Iogurte Lactococcus lactis Lactococcus cremoris Lactobacillus citrovorum Lactobacillus dextranicum Outros: fungos Lactococcus thermophillus Lactobacillus bulgaricus Sabor: diacetil, acetaldeído

Manteiga: mesmos microrgansimos mas com fermentação Creme de Leite Streptococcus cremoris, S. diacetylactis: ácido Leuconostoc cremoris: voláteis

Pão Saccharomyces cerevisiae Vinho

Kefir: alimento à base de leite preparado por microrganismos - Originário do Cáucaso. “Um presente de Alá” Streptococcus spp. Lactobacillus spp. Leuconostoc Acetobacter Leveduras ...

Microrganismos típicos isolados de grãos de kefir e da bebida Lactobacilli Lactobacillus alactosus L. brevis L. casei subsp. casei L. casei subsp. pseudoplantarum L. casei subsp. rhamnosus L. casei subsp. tolerans L. coryneformis subsp. torquens L. fructosus L. hilgardii L. homohiochi L. plantarum L. pseudoplantarum L. yamanashiensis Leveduras Saccharomyces cerevisiae S. florentinus S. pretoriensis Candida valida C. lambica Kloeckera apiculata Hansenula yalbensis Streptococci/lactococci Streptococcus cremoris Str. faecalis Str. lactis Leuconostoc mesenteroides Pediococcus damnosus

Koumiss A ação medicinal do koumiss é devida ao grande complexo de substâncias e elementos curativos que ele contém, tais como fermentos, microelementos, antibióticos, vitaminas A, Bl, B2, B12, D, E, C (grande teor), álcool etílico, ácido lático, gás carbônico e outros. Bebida tradicional de nômades criadores de rebanhos das estepes russas. O leite de égua dá origem a uma bebida saudável após uma fermentação alcóolica e láctica.

Picles Chucrute Lactobacillus spp. Pediococcus spp.

6. Doenças transmitidas por alimentos

Doenças de origem microbiana veiculadas por alimentos Categorias de doenças: * infecções - microrganismo presente nos tecidos - ingestão do alimento contaminado pelo patógeno * intoxicações - microrganismo ausente dos tecidos - ingestão da toxina ativa

6.1 Infecções a. Gastroenterites: b. Salmoneloses Bacillus cereus: exoenterotoxina liberada no trato intestinal Infecção que atinge o sistema gastrointestinal ocasionando diarréias, cólicas intestinais e vômitos. - decréscimo na absorção de fluidos - aumento da secreção de fluidos do sangue para o intestino Vegetais crus, carnes, leite e derivados, farinhas contendo esporos b. Salmoneloses Salmonella thyphimurium: espécie mais comum S. typhi: febre tifóide Bastonestes G-, facultativos Carnes, salsichas, aves, ovos, leite e laticínios, produtos à base de ovos crús Contaminação: manuseio por indivíduos portadores, água contaminada

c. Escherichia coli Escherichia coli enterotóxica (ETEC strains), produtora de enterotoxinas potentes Linhagem mais comum: E. coli O157:H7 Alimentos crús ou mal cozidos, particularmente carnes moídas processadas em grande escala, água d. Campilobacteriose Campylobacter jejuni e C. fetus Bastonetes Gram negativos, microaerófilos, principais responsáveis por diarréias bacterianas em crianças Aves, porco, mariscos crús ►todas as carcaças de frango e peru contêm C. jejuni

Listeria monocytogenes d. Liesteriose Listeria monocytogenes Bastonestes ácido tolerantes, psicotolerantes e halotolerantes septicemia, meningite, encefalite, infecção intra-uterina Carne, laticínios, produtos frescos Contaminação: solo, água e. Hepatite A Picornavírus (RNA vírus) Inflamação e necrose do fígado Frutos do mar coletados em águas poluídas, leite Contaminação: contaminação fecal da água ou do alimento

a. Intoxicação estafilocócica 6.2 Intoxicações a. Intoxicação estafilocócica Staphylococcus aureus Cremes, doces recheados, carne de aves e de outros animais, pudins, saladas com maionese Contaminação do alimento: pelo manipulador, seguida pela multiplicação da bactéria no alimento não refrigerado b. Intoxicação por Clostridium perfringens Clostridium perfringens: bactéria anaeróbia, produtora de endósporos Carnes, aves e peixes, crús ou cozidos Toxinas: enterotoxina produzida quando a bactéria esporula no intestino, após ser ingerida com o alimento Sintomas: alteração da permeabilidade das células epiteliais do intestino, produzindo sintomas de gastroenterites.

c. Botulismo Clostridium botulinum: bactéria anaeróbia, produtora de endósporos (Botulus, do latim, salsicha) Carnes, vegetais enlatados, peixes defumados, alimentos embutidos Toxinas: exotoxina proteína (150.000 d), sensível ao calor (80 ºC/10 min). 0,000033 µg são suficientes para matar um rato, 1 g mataria 30 bilhões desses animais. Sintomas: a toxina liga-se às membranas pré-sinápticas nos neurônios motores na junção neuro-muscular, bloqueando a liberação de acetilcolina, impedindo a contração do músculo

Intoxicações: Botulismo