Fatores Intrínsecos e Extrínsecos Que Interferem No Crescimento Microbiano Em Alimentos
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Departamento de MicrobiologiaInstituto de Cincias Biolgicas
Universidade Federal de Minas Geraishttp://www.icb.ufmg.br/mic
As bactrias, bolores e leveduras so agentes potenciais de deteriorao de alimentos e potenciais patgenos. Conhecer os fatores que levam a inibio ou favorecem o crescimento dos microrganis-mos essencial para a conservao dos alimentos.O crescimento e a capacidade de sobrevivncia de microrganismos em um alimento dependem de fatores intrnsecos e extrnsecos (Fig. 1). Os fatores intrnsecos so os relacionados com o prprio alimento, j os extrnsecos relacionam com o ambiente em que o alimento se encontra.Dentre os fatores intrnsecos encontramos: -Atividadedegua(Aa) - pH - Potencial de oxi-reduo - Composio qumica -Presenadefatoresantimicrobianosnaturais - Estrutura biolgica - Interao entre microrganismosDentre os extrnsecos encontramos: - Temperatura ambiental - Composio gasosa -Umidaderelativadoambiente
Fatores intrnsecos e extrnsecos que interferem no crescimento microbiano em alimentos
1Critrios microbiolgicos para avaliao da qualidade de alimentos - www.icb.ufmg.br/mic
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2Critrios microbiolgicos para avaliao da qualidade de alimentos - www.icb.ufmg.br/mic
Fatores Intrnsecos
1. Atividade de gua (Aa ou aw)Aatividadedeguaoparmetroquemedeadisponibilidadedeguadeumalimento.Elerepre-sentaguaqueestlivre,ouseja,aguaquenoestligadaamacromolculasporforasfsicas.Agualivreestdisponvelparaagircomosolventesouparticipardereaesqumicase,portantopode ser aproveitada por microrganismos. Os valores de Aa variam de 0 a 1.Aa = P/PoOnde,P=pressoparcialdevapordaguacontidanoalimentoePo=pressodevapordaguapura.Aadiodealgumassubstnciascomo,saiseacar,reduzovalordeAadeumalimentoporredu-zirovalordapressoparcialdevapordeguanoalimento.Aremoodegua(desidratao)eocongelamento tambm levam a essa reduo.Osmicrorganismospossuemvalormximo,mnimoetimodeAaparasuamultiplicao.Olimitemximo para o crescimento microbiano um pouco menor do que 1,00, j que esse valor corres-pondeaAadaguapura.NatabelaabaixoencontramososvaloresmnimosdeAaparaamultipli-cao de microrganismos.
Tabela 1- Valores mnimos de Aa para multiplicao de alguns microrganismos
Organismos Aa
Bactrias deteriorantes
Leveduras deteriorantes
Bolores deteriorantes
Bactriashaloflicas
BoloresxeroflicosBoloresxeroflicos
Levedurasosmoflicas
ClostridiumbotulinuntipoE
Pseudomonas spp.
Acinetobacter spp.
Escherichia coli
Enterobacter aerogenes
Bacilus subtilis
Clostridium botulinum tipos A e B
Candida utilis
Vibrio parahaemolyticus
Botrytis cinrea
Rhizopus stolonifer
Mucor spinosus
Candida scottii
Trichosporon pullulans
0,9
0,88
0,80
0,75
0,97
0,97
0,96
0,61
0,65
0,96
0,95
0,95
0,94
0,93
0,93
0,93
0,94
0,94
0,91
0,92
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3Critrios microbiolgicos para avaliao da qualidade de alimentos - www.icb.ufmg.br/mic
pH
Temperatura,atividadedeguaedisponibilidadedenutrientessoindependentes,portantoemqualquertemperaturaacapacidadedemicrorganismomultiplicarabaixaquandoaAaabaixa.Ou-trosfatoresintrnsecosinterferemnosefeitosdaAa.Quantomaisprximodatemperaturatima,mais larga a faixa de Aa em que o crescimento microbiano possvel, quanto mais distante do valortimodepH,maioraAanecessriaparaocrescimentomicrobianoeapresenadenutrientesamplia a faixa de Aa onde o crescimento possvel.
Candida zeylanoides
Staphylococcus aureus
Alternaria citri
Penicillium patulum
Zygosaccharomyces rouxii
Xeromyces bisporus
Aspergillus echinulatus
0,86
0,84
0,81
0,90
0,61
0,62
0,64
Os microrganismos possuem valores de pH mnimo,timoemximopara suamulti-plicao . O pH neutro (6,5-7,5) o mais favorvel para o crescimento da maioria dos microrganismos, porm o crescimen-to de alguns microrganismos favorecido pelo meio cido (FIG 2.).Em relao ao pH, os alimentos podem ser subdivididos em trs grupos: alimentos de baixaacidez,quepossuempHsuperiora4,5; alimentos cidos, que tem pH entre 4,0 e 4,5,e os alimentos muito cidos, que tem pH inferior a 4,0. Esta subdiviso est baseadaempHmnimoparamultiplicaoe produo de toxina de Clostridium botu-linumenopHmnimoparamultiplicaode bactrias.
Figura 2- pH favorvel pra o crescimento de alguns microrganis-mos
Assim,alimentosdebaixaacidez,soosmaissujeitosamultiplicaomicrobiana,tantodeespciespatognicasquantodedeteriorantes.Nosalimentoscidos,hpredominnciadecrescimentodeleveduras, de bolores e de algumas espcies bacterianas. J nos muito cidos, o crescimento micro-biano restrito a bolores e leveduras.A concentrao de sal e a temperatura so fatores que interagem com o pH. O pH diminui com o aumentodatemperatura,jaconcentraodesaltemefeitosespecficosparacadatipodesalemconcentraesdefinidas.
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4. Composio qumica
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Paraqueosmicrorganismossemultipliquemnecessrioquealgunsnutrientesestejamdispon-veis. Esses nutrientes so: gua, fonte de energia, fonte de nitrognio, vitaminas e sais minerais. Asfontesdeenergiautilizadasprincipalmentepelosmicrorganismosso,osaucares,alcoiseami-nocidos,pormalgunsmicrorganismospodemutilizaraucaresmaiscomplexos,comoamidoecelulose.Umaminoriademicrorganismosutilizalipdeoscomofontedeenergia.Umagrandevariedadedecompostosnitrogenadospodeserutilizadacomofontedenitrognio,porm a mais importante so os aminocidos.As vitaminas mais importantes como fatores de crescimento de microrganismos so: as vitaminas docomplexoB,abiotinaeocidopantotnico.Essasvitaminasfazempartedediversascoenzimasenvolvidasemreaesmetablicaseporissosoimportantesfatoresdecrescimento.Osmineraissoessenciaisparaamultiplicaomicrobiana,poisestoenvolvidosemmuitasrea-esenzimticas.Osmineraismaisimportantesso:sdio,potssio,clcio,magnsio,ferro,cobre,zinco e outros.
3. Potencial de oxi-reduo (Eh)
Potencial de oxi-reduo a facilidade com que determinado substrato ganha ou perde eltrons. Quantomaisreduzidoumcomposto,maisnegativoseupotencialdeoxi-reduoequantomaisoxidado,maispositivoseupotencial.Parasuamultiplicao,microrganismosaerbiosrequeremEhpositivo(oxidado)ediminuemEhdomeiomedidaemquecrescem(reduzooxigniodomeio),enquantomicrorganismos anaerbios requeremEhnegativo (reduzido)eo Eh tendea ser maisnegativocomoaumentodaalcalinidadedomeio.Existemtambmasbactriasmicroaerfilas,quesobactriasaerbiasquesemultiplicammelhoremcondiesligeiramentereduzidas.DeterminarovalordeEhdeumalimentomuitodifcil,devidoasinteraesdatensodeoxignioque envolve o alimento com compostos qumicos que agem sobre o valor de Eh.
Antimicrobianos naturais
Apresenadealgumassubstnciasemalimentosquetemacapacidadederetardarouatmesmoimpediramultiplicaomicrobianaest relacionadacomaestabilidadedosalimentos frenteaoataque de microrganismos.Abaixotemosexemplosdealgunsalimentoseseusantimicrobianosnaturais: -Condimentos:possuemleosessenciaiscomfunoantimicrobiana.Eugenolnocravo,ali-cinanoalho,aldedocinmicoeeugenolnacanelaealil-isotiocianatonamostarda. -Ovo:AclaradoovoricaemLisozima,enzimacapazdedestruiraparedecelularbacteria-na,almdeumpHdesfavorvelamultiplicao. -Leite:Possuisubstnciasantimicrobianasnaturais,especificaseinespecficas,comoImu-noglobulinas, fator de complemento macrfagos e linfcitos. Possui tambm um sistema lactope-roxidase, que atravs da quebra de perxidos presentes no leite, libera oxignio que promove a oxidaodegruposSHdeenzimasvitaisaomicrorganismo.
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Estruturas biolgicas
Asestruturasbiolgicasfuncionamcomobarreirasmecnicasparapenetraodemicrorganismos.Comoexemplotemos:cascasdenozes,frutaseovo,pele,pelculaqueenvolvesementes.
Interaes entre microrganismos
Quandoosmicrorganismossemultiplicamemalimentosproduzemmetablitosquepodemalteraracapacidadedesobrevivnciaedemultiplicaodeoutrosmicrorganismospresentesnesseali-mento.AsbactriaslticaspodemalteraropHdoalimento,tornandoomeiocidodemaisparaocrescimentodeoutrosmicrorganismos.Jaalcalinizaodomeio,poraminasformadasporaode descarboxilases, torna o meio propicio para o crescimento dos microrganismos anteriormente inibidos pelo meio cido.Algumasbactriasproduzemmetablitosquesoessenciaisparaocrescimentodeoutras,comoa Pseudomonas aeruginosaqueproduzatiaminaetriptofanoquesoessenciaisparaoStaphylo-coccus aureus.Outrasbactriassocapazesdeproduzirsubstnciascomatividadebactericida,de-nominadadebacteriocinas,umexemploaColicinaqueproduzidapordeterminadascepasdeE. coli.
Fatores Extrnsecos
1. Temperatura ambientalA temperatura o fator ambiental mais importante no crescimento microbiano. Os microrganismos podemsemultiplicaremumagrandefaixadetemperatura.Deacordocomatemperaturaidealdemultiplicaoosmicrorganismospodemserclassificadosem: -Psicrfilos:possuemtemperaturatimademultiplicaoentre10Ce15C.Multiplicam--se em alimentos refrigerados e so os principais agentes deteriorantes de carnes, pescados, ovos, frangos e outros. -Psicrotrficos:possuemtemperaturatimademultiplicaoentre0Ce7C.Assimcomoospsicrfilos,possuiacaractersticadesemultiplicaremalimentosrefrigerados. -Mesfilos:possuemtemperaturatimademultiplicaoentre25Ce40C.Correspon-demamaioriadosmicrorganismosdeimportncianosalimentos,inclusiveospatgenos. -Termfilos:possuemtemperaturatimademultiplicaoentre45Ce65C.Soexem-plos: bactrias patognicas e deteriorantes pertencentes aos gneros Bacillus e Clostridium.
2.Umidade Relativa do AmbienteAatividadedeguaeaumidaderelativadoambientesecorrelacionam.Seoalimentoestiveremequilbriocomaatmosferaaumidaderelativa(UR)serigualaAaX100.O alimento pode absorver umidade do ambiente e aumentar sua Aa quando for conservado em ambientescomURsuperiorsuaouperderguaseaumidadedoambientefor inferiorasua,diminuindoovalordeAa.EssasalteraesdeAaprovocammodificaesnacapacidadedemulti-plicao dos microrganismos.
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3.Composio Gasosa do AmbienteAcomposiogasosadoambienteemqueumalimentoforconservadopodeselecionarostiposdemicrorganismosqueiropredominarnoalimento.Microrganismosaerbiossemultiplicamnapresenadeoxignioenquantomicrorganismosanaerbiossemultiplicamnaausnciadeoxignio.Recursostecnolgicosquelevamamodificaesnacomposiogasosadoambientesomuitouti-lizados,jqueessasmodificaessocapazesdecausaralteraesnosmicrorganismosquevivemesemultiplicamemumalimento.Aatmosferamodificadaumdestesrecursos,ondeooxignioparcialmenteoutotalmentesubstitudoporoutrosgases,outrosexemplosso:embalagensconten-docombinaesentreoxignio,nitrognioegscarbnico,embalagensavcuoeatmosferascon-tendoCO2,quesobastanteempregadasparaprolongaroarmazenamentodefrutasedecarnesvermelhas.
4.Conceito dos Obstculos de LeistnerOsfatoresintrnsecoseextrnsecospossuemefeitosaditivos,sinergsticosouatmesmoantagni-cosentresi.OconceitodosobstculosdeLeistnernadamaisdoqueoestudodasinteraesentreosfatoresintrnsecoseextrnsecosqueafetamacapacidadedesobrevivnciaedemultiplicaodosmicrorganismos nos alimentos. Por exemplo: - Se todos os fatores (Aa, pH, Eh, temperatura e conservador qumico) contribuir igualmente no crescimento microbiano, esse crescimento bloqueado e o alimento estvel e seguro. -Apenasofatores(Aa,pH,Eheconservadorqumico)conseguemgarantiraestabilidademi-crobiana. -Umnicofatorintrnseco(Aa)podesersuficienteparagaratiraestabilidade. -Seoalimentojpossuirumacargamicrobianaelevada,osquatrofatoresseroinsuficientespara controlar o crescimento microbiano. - Se o alimento for enriquecido com nutrientes,o que causa um elevado crescimento micro-biano, a intensidade dos fatores (obstculos) deve ser aumentada. -Seometabolismomicrobianojestiverafetadomenosobstculossonecessrios. -Seosobstculosagiremsinergicamenteoefeitofinalseromaiseficiente.
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Literatura sugerida