Microbiologia dos alimentos

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

2. Composição microbiana dos alimentos * Derivados de tecidos vegetais e animais - microbiota própria - adquirida pelo manuseio

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: - qualidade do alimento - risco de deterioração

Composição microbiana dos alimentos Microbiota própria ou adquirida com o 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 Ocasionalmente patógenos: Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus Leite: Microbiota característica do ambiente Bactérias como pseudomonas, bactérias do ácido lático, leveduras, coliformes, esporulantes Infecções: Mastite Outros patógenos: Mycobacterium, Brucella, Salmonella, Coxiella

Composição microbiana dos alimentos 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

Microorganismos e a deterioração dos alimentos A deterioração inclui mudanças Na qualidade organoléptica No valor nutricional No apelo aestético Na cor Na textura Na qualidade

Microorganismos e a deterioração dos Alimentos Fatores envolvidos na deterioração Físicos: luz, temperatura, pressão osmótica, pressão hidrostática Químicos: pH, O2 Biológicos: insetos, microorganismos, roedores

Microorganismos e a deterioração dos Alimentos O que causa a deterioração Microorganismos A ação das enzimas contidas nos alimentos A infestação por insetos, parasitas e roedores Temperaturas inapropriadas para a conservação

Microorganismos e a deterioração dos Alimentos O que causa a deterioração Ganho ou perda de umidade Reação com o O2 Luz Estresse físico ou abuso Tempo

4. Controle dos microrganismos em alimentos 4.1. Frio (refrigeração e congelamento) * forma mais comum de conservação Refrigeração (4-10ºC) inibição das reações enzimáticas, levando à paralização do crescimento microbiano ** Psicrófilos Congelamento (-20ºC) água congelada não está disponível para o metabolismo; formação de cristais de gelo que danificam a membrana

4.2. Redução da atividade água 4.2.1. Secagem: sol, câmaras, liofilização * alimentos perdem água, provocando a inibição do crescimento (metabolismo inibido) 4.2.2. 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

4.3. Acidificação * diminuição do pH do alimento - ácido acético: picles - ácido lático: leite fermentado, iogurte, chucrute

4.4. Conservas (enlatados) Nicholas Appert (1809) * altas temperaturas aplicadas a alimentos em latas hermeticamente fechadas * se a temperatura for inadequada: problemas com microrganismos termofílicos anaeróbios * deteriorações mais comuns em enlatados: - azedamento: Bacillus stearothermophillus, B. coagulans, Lactobacillus spp. (só ácido) - com gás: leveduras, latobacilos, clostrídios

4.5. Radiações Radiação ionizante: raios gama * sem radiação residual e sem afetar a qualidade

4.6. Aditivos * Microbicidas x microbiostáticos * inorgânicos: - H2S, NO3-, NO2- * orgânicos: - ácido ascórbico: laticínios, sucos - benzoato de sódio: refrigerantes - propionato de cálcio: pães

4.7. Calor 4.7.1. Pasteurização * 63ºC por 30 min (LTLT: low temperature long time) * 72º por 15 s (HTST: high temperature short time) 4.7.2. Esterilização * UHT (ultra-high temperature): 150º por 1-2 s

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 + Cocos, 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 Bacilos, Gram - Ioogurte 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 Presunto e salsichas curados Porco/Gado Pediococcus cerevisiae Presunto curado Porco Aspergillus, Penicillium

Microorganismos na produção de alimentos Fermentação de produtos lácteos Iogurte – Lactococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus Kefir – Lactococcus lactis, L. bulgaricus e leveduras Leite fermentado – Lactobacillus acidophilus Manteiga – Streptococcus cremoris, Leuconostoc cremoris e Lactobacillus lactis

Microorganismos na produção de alimentos Fermentação de produtos lácteos Queijo Lactococcus e Lactobacillus Propionibacterium – queijo Suíço Penicillium – queijo camembert, roquefort, brie

Microorganismos na produção de alimentos Fermentação de carnes Embutidos – produzidos por bactérias do ácido lático, em particular Pediococcus cerevisae Produção de pães Pães – Saccharomyces cerevisae, Clostridium spp. e bactérias coliformes podem ser empregados

Microorganismos na produção de alimentos Bebidas alcoólicas Cervejas: produção de 50 bilhões de litros por ano usando Saccharomyces cerevisae Vinho: fermentação usando S. cerevisae Vinagre: fermentação a álcool (S. cerevisae) e em seguida a ácido acético (Acetobacter e Gluconobacter) ou conversão direta a acetato (Clostridium spp.)

Microorganismos na produção de alimentos Vegetais fermentados Chucrute – Enterobacter cloacae, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus plantarum, L. brevis Picles – L. plantarum, L. mesentereoides, Enterococcus faecalis, Pediococcus cerevisae, Pseudomonas spp., Flavobacterium spp., Bacillus spp. e leveduras

Microorganismos na produção de alimentos Vegetais fermentados Azeitonas – Leuconostoc Molho de soja – Aspergillus oryzae, Pediococcus soyae, Saccharomyces spp., Torulopsis spp., e Lactobacillus spp. Miso – Aspergillus oryzae

Microorganismos na produção de alimentos Vegetais fermentados Tempeh – Rhizopus spp. Tofu – Mucor spp. Nato – Bacillus subtilis Poi (cara) – Pseudomonas, Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Geotrichum candidum

Doenças transmitidas por alimentos

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

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 Toxinas: enterotoxinas A, B, C1, C2, C3, D e E Staphylococcus

Intoxicações b. Clostridium perfringens Clostridium perfringens: bactéria anaeróbia, produtora de endósporos, quando ingerida em doses de 108 células ou mais Carnes, aves e peixes crús ou cozidos, principalmente quando processados em grandes volumes Contaminação do alimento: água e solo 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, cãimbras intestinais e diarréia, náuseas, vômitos.

Intoxicações c. Botulismo Clostridium botulinum: bactéria anaeróbia, produtora de endósporos (Botulus, do latim, salsicha) Carnes, vegetais enlatados, peixes defumados, alimentos embutidos Contaminação do alimento: água e solo Toxinas: exotoxina sensível ao calor (80 ºC/10 min). 0,000033 µg são suficientes para matar um rato, ou 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

Infecções a. Salmoneloses, Febre tifóide e Febres paratíficas Salmonella sp.: S. thyphimurium: espécie mais comum S. typhi: febre tifóide Bastonestes gram negativos, facultativos Carnes, tortas de carnes, salsichas, aves, ovos, leite e laticínios, chocolates, produtos à base de ovos crús ou mal conservados Contaminação: manuseio por indivíduos portadores, água contaminada Sintomas: dores de cabeça, dores abdominais, calafrios, vômito e diarréia, seguidos por febre prolongada

Infecções b. Escherichia coli Escherichia coli enterotóxica, produtora de enterotoxinas potentes Linhagem mais comum: E. coli O157:H7 Bastonestes gram negativos, facultativos Alimentos crús ou mal cozidos, particularmente carnes moídas processadas em grande escala, água Contaminação: carcaças dos animais abatidos Sintomas: diarréia com sangue nas fezes

Infecções c. Infecção por Campilobacter Campylobacter jejuni e C. fetus Bastonetes Gram negativos espiralados, microaerófilos, principais responsáveis por diarréias bacterianas em crianças Aves, porco, mariscos crús, todas as carcaças de frango e peru contêm C. jejuni Contaminação: água, animais domésticos Sintomas: febre alta, náuseas, cãimbras abdominais e fezes aquosas com sange C. fetus: aborto espontâneo em vacas e ovelhas