a microbiologia dos alimentos

A MICROBIOLOGIA DOS
ALIMENTOS
Dra. Waléria Guerreiro Lima
Microbiologia dos Alimentos

Definição: mikros + bios + logos – Estudo da vida diminuta

Estuda a influência dos micro-organismos nas características dos
produtos alimentícios de consumo humano ou animal.

Inclui: fungos, bactérias, vírus, algas, protozoários...
Organismos vivos ou agentes que na maioria dos
casos não são visualizados a olho nu.
Classificação dos Micro-organismos
Micro-organismos que alteram os alimentos:

São causadores de alterações químicas prejudiciais, resultando na
“deterioração microbiana”.

Resulta em alterações de cor, odor, sabor, textura e aspecto do alimento.
Classificação dos Micro-organismos
Micro-organismos transformadores do alimento:

Modificam as características originais do alimento de forma à
transformá-lo em um novo alimento.

Esse processo é chamado de FERMENTAÇÃO
Classificação dos Micro-organismos
Micro-organismos patogênicos

As características das doenças que esses micro-organismos causam dependem de uma
serie de fatores inerentes ao alimento, ao microrganismo em questão e ao individuo a
ser afetado.

Os microrganismos patogênicos podem chegar ao alimento por varias vias, sempre
refletindo condições precárias de higiene durante a produção, armazenamento,
distribuição ou manuseio em nível doméstico.
A "Pré-história" da Microbiologia

Leis judaicas: código de saúde pública

Livro dos Números (1000 a.C.): isolamento de pessoas com infecções como lepra e
gonorréia e de cadáveres.

Deuteronômio (600 a.C.) (14, 3-21): proibição do consumo de certas carnes: porco,
mariscos, animais encontrados mortos

Uso de bebidas fermentadas data de épocas imemoriáveis: Egito e Grécia antigos
A "Pré-história" da Microbiologia
 Povos antigos já tinham ideias sobre doenças e putrefação
 Índia (1300 a. C.): proibição do casamento de pessoas com tuberculose
 Bhagavata Purana (500 a. C.): descrição dos sintomas da peste bubônica
A descoberta dos micro-organismos
Robert Hook (1635-1703) - Inglaterra
Antony van Leeuwenhoek
(1632-1723) - Delft, Holanda
A descoberta dos micro-organismos
Observações relatadas à Sociedade Real de Londres
O Fogo Sagrado
A Grande Fome da Batata
A Grande Fome
de 1845
Irlanda
A Grande Fome da batata na Irlanda
Memorial às vítimas da fome em Dublin.
Retrato de Bridget O'Donnell e suas duas
crianças durante a fome em 1849.
TEORIA DA GERAÇÃO ESPONTÂNEA
- ABIOGÊNESE Carne podre = Gerava Moscas
Cheiros dos pântanos = Gerava Sapos
Roupa suja = Gerava Ratos
Intestinos = Geravam vermes
Pasteur (1822-1895)
Teoria microbiana das fermentações
Povos antigos usavam a fermentação para a
produção de:





Vinhos: Grécia
Kiu (cerveja de arroz): China (2300 a.C.)
Sakê (vinho de arroz fermentado): 500 a.C.
Shoyu (molho de soja)
Koumiss: leite fermentado de camela
Teoria microbiana das fermentações
1850: Pasteur resolve problemas da indústria francesa de vinhos e estabelece a
primeira teoria microbiana da fermentação
PASTEURIZAÇÃO
Teoria microbiana das doenças
Fracastoro (XIV): seres pequenos causadores de doenças
Plenciz (séc. XVII): diferentes doenças eram causadas por diferentes
microrganismos (parasitismo)
Robert Koch (1843-1910): rival de Pasteur na descoberta do agente do
carbúnculo (antraz): descobriu a bactéria Bacillus anthracis em 1876
Primeiro pesquisador a provar que um germe era causador da doença,
fazendo o mesmo mais tarde com a tuberculose
Desenvolvimento de técnicas
Técnicas de isolamento: necessidade de separar diferentes espécies de
microrganismos para estudos
Alemães: conceito de meio de cultura: colônias em batatas, isolamento meios: caldos, leite, frutas, etc.
Robert Koch: ágar-ágar e a cultura pura
Julius Petri: placa para cultura
Paul Erlich: coloração das células
Joseph Lister: fenol como primeiro desinfetante, técnicas assépticas
POSTULADOS DE KOCH
1. O organismo patogênico suspeito deve estar
presente em todos os casos da doença e ausente em
animais sadios;
2. O organismo suspeito deve ser cultivado em cultura
pura;
3. Células de uma cultura pura do organismo suspeito
devem causar a doença em um animal sadio;
4. O organismo deve ser reisolado e demonstrar-se
idêntico ao original.
A idade de ouro (1875-1915)
Ecologia Microbiana:
Sergei Winogradski e Martinus Beijerinck
Bactérias autotróficas
Fixação do N2 bactérias
Bactérias fotossintetizantes
A idade de ouro (1875-1915)
Imunologia: primeiras vacinas
Indústria: drogas, antibióticos, alimentos
Virologia: Iwanovski/Stanley
Impacto dos microrganismos
nas atividades dos seres
humanos
ABORDAGENS DA MICROBIOLOGIA
CIÊNCIA BIOLÓGICA BÁSICA – oferece ferramentas de pesquisa mais acessíveis ao
estudo dos processos biológicos na natureza;
CIÊNCIA BIOLÓGICA APLICADA – lida com problemas práticos da medicina, agricultura e
indústria.
IMPACTO DOS MICRORGANISMOS SOBRE OS SERES HUMANOS
IMPACTO DOS MICRORGANISMOS SOBRE OS SERES HUMANOS
Alimentos
► meio adequado para o crescimento microbiano
- deterioração (“prontos para consumo” - aumento dos custos)
- disseminação de infecções
- intoxicações
- produção de alimentos
- conservação de alimentos
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 do ácido lático, leveduras, coliformes, Pseudomonas
Patógenos: Staphylococcus (mastite), Mycobacterium, Brucella, Salmonella, Coxiella
Microrganismos e a deterioração de alimentos
Deterioração:
► Qualquer alteração na aparência, odor, sabor decorrentes da atividade metabólica dos
microrganismos
O tipo de deterioração depende:
- tipo de alimento
- microrganismo envolvido (bactérias entéricas raramente deterioram frutos)
- número de microrganismos presentes
Principais processos de deterioração de alimentos
► 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 (fermentação) e coagulação:
Leite
Bactérias do ácido lático
Lactose
ácido lático + outros ácidos
Controle dos microrganismos em alimentos
Inibir o crescimento microbiano
► preservar a qualidade
• O crescimento segue o padrão geral: fase lag, exponencial ...
• Depende de condições como temperatura e valor nutritivo do alimento
• Somente quando a concentração atingir certo nível a deterioração pode ser
observada
Processos de preservação
Frio
► Forma mais comum de conservação
Refrigeração (4 a 10 ºC): inibição das reações enzimáticas,
levando à paralisação do crescimento microbiano
- Crescem os psicrotolerantes
Congelamento (-20 ºC): água congelada não está disponível
para o metabolismo. Formação de cristais de gelo que
danificam a membrana
- Pode haver crescimento em bolsas de água não congelada
Calor
► Pasteurização
63 ºC por 30 min (LTLT: low temperature long time)
72 ºC por 15 s (HTST: high temperature short time)
O tempo e temperatura, estão definidos para eliminação da Coxiella burnetti
(patógeno mais resistente – 61,6 °C)
► Esterilização
UHT (ultra-high temperature): 150 ºC por até 3 s
sistemas contínuos
elimina o gosto de leite cozido
Redução da atividade água (Aw)
►Secagem: sol, câmaras secagem, liofilização
alimentos perdem água, provocando a inibição do crescimento
►Adição de solutos (elevação da pressão osmótica)
- adição de açúcar: doces, geléias,
- secagem: leite condensado, frutas secas
- adição de sal: carnes e peixes
- defumação
Acidificação
►
Diminuição do pH do alimento
A maioria dos organismos deteriorantes não crescem em menos de pH 5.
O ácido pode ser adicionado ou produzido no processo
- ácido acético: picles
- ácido lático: leite fermentado, iogurte, chucrute
Nos alimentos fermentados, as bactérias não se desenvolvem bem em pH
abaixo de 4 – processo autolimitante.
Enlatamento
Um pouco de história:
Em 1795 o governo de Napoleão Bonaparte ofereceu um prêmio de
12 mil francos a quem inventasse um novo método de preservação
de alimentos para o exército.
- Nicholas Appert funda em 1802 a primeira fábrica de conservas e recebeu o prêmio de
Napoleão.
►Altas temperaturas aplicadas a alimentos hermeticamente fechados em latas
- Temperatura inadequada: problemas com os termofílicos anaeróbios
- Deteriorações mais comuns em enlatados:
- azedamento: Bacillus stearothermophillus, B. coagulans, Lactobacillus spp.
produção de gás: leveduras, lactobacilos, clostrídios
-
Irradiação
Radiação ionizante: raios gama (cobalto 60)
▪ sem radiação residual e sem afetar a qualidade
Atualmente, nos EUA, aves e hambúrgueres estão sendo irradiados para controlar a E.
coli 0157:H7 e outros patógenos entéricos
44 KGrays na esterilização de produtos cárneos servidos em vôos espaciais (NASA)
4,4 KGrays para hambúgueres normais
Aditivos
Diversos produtos químicos são considerados
como seguros.
Alguns são utilizados há anos, sem evidência de toxicidade, outros já são mais
controvertidos.
* inorgânicos:
- Óxido de etileno, 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.
Doenças de origem microbiana veiculadas por alimentos
Categorias de doenças:
* infecções
- microrganismo ativo presente nos tecidos
- ingestão do patógeno através do alimento contaminado
(muitos desses agentes também são transmitidos pela água)
* intoxicações
- microrganismo ativo ausente nos tecidos
- ingestão da toxina bioativa pré-formada
6.1 Infecções
a. Gastroenterites
Bacillus cereus: toxina 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, presente no
intestino dos animais e esgotos.
S. typhi: febre tifóide
Carnes, salsichas, aves, ovos, leite e laticínios,
produtos à base de ovos crús
Contaminação: manuseio por indivíduos portadores,
água contaminada
Maria Tifóide
"I can cook"
c. Escherichia coli patogênicas
Escherichia coli enterotóxica (linhagens ETEC), produtora de enterotoxinas potentes
- verotoxina:diarréia hemorrágica e insuficiência renal.
Linhagem E. coli O157:H7 produz grande quantidade da toxina
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
- C. fetus: abortos em bovinos e ovinos
Aves, porco, mariscos crús
- todas as carcaças de frango e peru contêm C. jejuni
d. Listeriose
Listeria monocytogenes – presente em todos os ambientes
- Bastonetes ácido tolerantes, psicrotolerantes e halotolerantes
- Pessoas imonocomprometidas: septicemia, meningite, encefalite, infecção
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 alimento
intra-
6.2 Intoxicações
a. Intoxicação por estafilococos
Staphylococcus aureus – intoxicação bastante comum (gastroenterites)
Cremes, doces recheados, carnes, pudins, saladas com maionese
Contaminação do alimento: pelo manipulador, seguida pela multiplicação da bactéria no
alimento não refrigerado e produção de enterotoxinas (7 tipos) termoestáveis.
b. Intoxicação por clostrídios
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.
Clostridium botulinum: bactéria anaeróbia, produtora de endósporos
(botulus, do latim, salsicha)
Carnes, vegetais enlatados, peixes fermentados, alimentos embutidos, batatas
Toxinas: exotoxina (proteína sensível ao calor, 80 ºC/10 min) geralmente fatal.
- 1 g mataria 30 bilhões de ratos.
assadas, ...
Emprego biotecnológico dos
microorganismos
•
Acelerar a decomposição de resíduos orgânicos (esgotos,
compostagem)
•
Degradar produtos tóxicos ao ambiente
•
Controlar insetos e doenças
•
Transgenia de plantas e animais
Obrigada!
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