Controle do crescimento de micro organismos nos alimentos

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1 Departamento de Microbiologia Instituto de Ciências Biológicas Universidade Federal de Minas Gerais Controle do crescimento de micro organismos nos alimentos Introdução Os micro organismos estão diretamente relacionados com a disponibilidade, as características e a qualidade dos alimentos. Os alimentos são facilmente contaminados com micro organismos do ambiente, e após terem sido contaminados servem como meio para o crescimento desses seres, que podem mudar as características físicas e químicas dos alimentos, causar deteriorações e ser responsáveis por intoxicações e infecções. Numerosas espécies de fungos filamentosos, leveduras e bactérias podem contaminar os alimentos. A extensão do crescimento microbiano é influenciada pelas propriedades químicas e físicas do alimento, pelas condições ambientais de armazenamento e pelas características dos contaminantes. É interessante ressaltar que alguns alimentos, como o leite, são excelentes meios de cultura, e outros como farinha, açúcar e cereais, são meios pobres para o desenvolvimento de micróbios. Com base nesses dados, percebe se a importância de conhecer e direcionar maior atenção para o desenvolvimento de métodos para a preservação de alimentos. Princípios gerais de preservação dos alimentos Para a preservação dos alimentos é necessário o conhecimento de como controlar o crescimento microbiano em vários produtos alimentícios. Os métodos utilizados são baseados em um ou mais dos seguintes princípios: (a) Prevenção ou remoção mecânica da contaminação (b) Inibição do crescimento e do metabolismo microbiano (ação microbiostática) (c) Destruição de microrganismos (ação microbicida) Abaixo estão relatadas algumas práticas empregadas no controle microbiano visando à conservação dos alimentos. 1

2 Processamento e manipulação asséptica Muitos alimentos são manipulados extensivamente antes de passarem por algum método de preservação. Cada passo na preparação do alimento para preservação é fonte em potencial de contaminação. O uso de técnicas assépticas é de particular importância no preparo de alimentos altamente perecíveis, tais como peixe, ostras e carne de caranguejo, que requerem considerável manipulação por pessoas. O processamento asséptico é relativamente novo na indústria alimentícia. O alimento é primeiramente esterilizado e então colocado em recipientes previamente esterilizados, sendo fechado sob condições assépticas. O produto, por ser estéril, pode ser armazenado à temperatura ambiente, eliminando a necessidade de espaço para refrigeração. Alimentos preservados desta maneira estão se tornando cada vez mais comuns. Controle dos micro organismos por remoção A remoção dos micro organismos presentes pode ser feita através da lavagem, a qual consiste da remoção de micro organismos, poeira, resíduos de pesticidas; através da sedimentação ou centrifugação que, apesar de não serem processos muito eficientes, são utilizados no tratamento da água e leite; e a filtração, que pode remover totalmente os micro organismos, porém tem seu uso limitado aos líquidos. Preservação pelo Calor A temperatura alta é um dos métodos mais seguros e confiáveis de preservação de alimentos, ela é utilizada para destruir os microrganismos antes da embalagem ou já embalados em latas, frascos ou outros recipientes que previnem a entrada de microrganismos adicionais. Embora o calor seco possa prevenir o crescimento microbiano, o vapor sobre pressão é realmente mais efetivo, pois destrói esporos e células vegetativas. O conhecimento da resistência ao calor de diferentes espécies de microrganismos, particularmente de formas esporuladas, é essencialmente importante na preservação de alimentos empregando altas temperaturas. Além disso, deve se considerar a taxa de penetração do calor em alimentos de consistências diferentes, assim como o tamanho e o formato dos recipientes nos quais os alimentos estão acondicionados. Pasteurização do Leite O Milk Ordinance and Code do Serviço de Saúde Publica dos Estados Unidos define pasteurização como o processo de aquecimento de cada partícula do leite e seus derivados até no mínimo 145 ºF (62,8 ºC), mantendo o continuamente nesta ou acima 2

3 desta temperatura por no mínimo 15s, empregando um equipamento adequadamente operado e aprovado pela autoridade sanitária As relações entre tempo e temperatura de pasteurização foram originalmente determinadas para o Mycobacterium tuberculosis, por ser considerado, entre os patógenos em potencial encontrados no leite, o mais resistente ao calor. Posteriormente, os microbiologistas descobriram que a Coxiella burnetti, o agente etiológico da febre Q, transmitida pelo leite, pode sobreviver no leite aquecido a 143 ºC(61,6 ºC) por 30 min. Esta observação resultou na determinação do atual tempo e da temperatura de pasteurização empregados. Comercialmente são utilizados dois métodos de pasteurização: O método de manutenção a baixa temperatura (LTH Low temperature holding) ou pasteurização em tanque que expõe o leite a 145 ºF (62,8 ºC) por 30 min; e o método de alta temperatura em curto tempo (HTST High temperature short time), que mantem o leite á temperatura de 161 ºF (71,7 ºC) por 15 seg. Precauções devem ser tomadas para prevenir a recontaminação após a pasteurização. O produto final deve ser armazenado a baixas temperaturas para retardar o crescimento dos microrganismos que sobreviveram á pasteurização. Os produtos Sous vide são aqueles embalados a vácuo após tratamento térmico brando (90oC por 10 minutos) que elimina psicrófilos e a estocagem a frio (3oC) evita crescimento de mesófilos e termófilos. Pasteurização de outros alimentos A pasteurização também é utilizada na preservação de outros alimentos, dentre eles destacam se os produtos a base de ovo, onde o método é empregado principalmente para eliminar Salmonella e reduzir a população total de microrganismos. A relação apropriada entre tempo e temperatura é critica, porque a temperatura requerida para matar a Salmonella é muito próxima àquela que desnatura a albumina. Essa situação torna a pasteurização do ovo um processo muito complicado. A carne de caranguejo é outro alimento que pode ser encontrado cru ou pasteurizado. Várias pesquisas foram necessárias para o desenvolvimento apropriado das relações entre tempo e temperatura que reduzissem a população microbiana a um nível adequado, mantendo a qualidade da carne do caranguejo. O sucesso na pasteurização tem aumentado em muito a disponibilidade e a distribuição de alimento marinho altamente perecível. Esterilização Comercial (UAT) As técnicas comerciais de esterilização do leite foram desenvolvidas com a exposição desse produto a altas temperaturas por um curto período de tempo 300 ºF (148,5 ºC) por 1 a 2 segundos seguido de rápido resfriamento. Este processo elimina a possibilidade de traços de sabor de cozido no leite. O produto final é comparável em sabor e qualidade nutricional ao leite pasteurizado. Entretanto, o leite estéril não requer refrigeração e pode ser estocado por longos período Temperaturas Baixas As estocagem de alimentos em temperaturas próximas ou abaixo de 0 ºC retardam o 3

4 crescimento e a atividade metabólica dos microrganismos. Equipamentos modernos de refrigeração e congelamento têm tornado possível o transporte de alimentos perecíveis e o seu armazenamento por longos períodos de tempo. O crescimento e a importância desta parte da indústria alimentícia levam a necessidade de uma ênfase maior no estudo sobre a sobrevivência e o crescimento dos micro organismos a baixas temperaturas. Antes do congelamento, o alimento é submetido ao vapor d água (branqueamento) para a inativação de enzimas que possam alterar a qualidade do produto mesmo a baixas temperaturas. Os métodos de congelamento rápido (utilizando temperaturas de 32 ºC ou inferiores) são considerados mais satisfatórios, pois formam cristais de gelo menores e as estruturas celulares do alimento não se rompem. Deve ser lembrado que alguns micro organismos são psicrotróficos e não são eliminados com a refrigeração sendo necessários tratamentos anteriores à estocagem a baixas temperaturas para a eliminação desses. Desidratação Os alimentos secos foram usados durante séculos e são mais comuns, em todo o mundo, que os alimentos congelados. A remoção de água por secagem ao sol ou aplicação de calor causa desidratação. A preservação por desidratação ocorre principalmente devido a inibição do crescimento microbiano, sendo que os micro organismos não são necessariamente mortos. O crescimento dos micro organismos torna se reduzido devido à baixa disponibilidade de água no alimento. Irradiação O uso da radiação na preservação de alimentos é relativamente recente quando comparado com outros métodos. Existem vários tipos de radiação sendo que as ionizantes e não ionizantes têm sido empregadas no controle microbiológico de alimentos. A luz ultravioleta (radiação não ionizante) é microbicida se for utilizada com intensidade e tempo de exposição suficientes, porém a luz ultravioleta tem pouco poder de penetração e portanto é limitada ao controle microbiano de superfícies. Devido ao poder microbicida à temperatura ambiente e ao grande poder de penetração das radiações ionizantes, elas são atrativas para a destruição de microrganismos em alimentos. Os alimentos embalados e enlatados podem ser esterilizados por uma dosagem apropriada de radiação. A pasteurização por radiação é um termo utilizado para descrever a morte de cerca de 98% (não 100%) dos micro organismos por doses de radiação, as quais são menores que as doses requeridas para a esterilização. A resistência dos microrganismos às radiações ionizantes não corresponde à sua resistência térmica. O Clostridium botulinum parece ser o micro organismo mais resistente às radiações entre os que têm importância na indústria de alimentos. A esterilização pelas radiações ionizantes fornece a possibilidade de um enfoque inteiramente novo sobre a preservação dos alimentos, podendo ocorrer uma mudança radical nos métodos industriais de processamento dos alimentos. 4

5 Entretanto, apesar de intensa pesquisa e documentação sobre a segurança e a eficácia da radiação ionizante, este método tem tido aceitação limitada nos Estados Unidos. Isto ocorre devido a fatores econômicos e as incertezas sobre o efeito da radiação no alimento. Embalagens com níveis reduzidos de oxigênio Essas embalagens permitem que o alimento seja envolvido por uma atmosfera que contenha pouco ou nenhum oxigênio. Tal embalagem pode ser alcançada através de vários procedimentos. Pode se utilizar saco plástico com alimento quente do qual o ar foi expelido e posteriormente fechado com lacre plástico ou metálico. As embalagens com atmosfera modificada utilizam uma injeção de um gás (CO2, 20 a 60%) ou redução de O2, nessa atmosfera modificada os alimentos são colocados em embalagens capazes de barrar gases. Nas embalagens com atmosfera controlada são utilizados agentes que capturam O2 ou kits que geram gases específicos, essa atmosfera modificada é mantida sob controle na embalagem. Por último, a embalagem a vácuo reduz a quantidade de ar e a veda hermeticamente para que o vácuo seja mantido em seu interior. Enlatamento Tem sido o método básico de preservação de alimentos há mais de 180 anos. As temperaturas empregadas no enlatamento de alimentos variam de 100 ºC para alimentos com alta acidez a 121 ºC para alimentos com baixa acidez. O processo de enlatamento não garante a esterilidade do produto, porque esporos de algumas bactérias podem sobreviver a essas temperaturas. O micro organismo mais importante a ser eliminado em enlatados é o anaeróbio esporulado Clostridium botulinum, que é capaz de produzir uma toxina letal muito potente. Aumento da Pressão Osmótica A água é retirada de células bacterianas quando estas são colocadas em soluções contendo grande quantidade de substâncias dissolvidas, tais como açúcar ou sal. O metabolismo microbiano é paralisado como resultado desta perda de água. Os efeitos antimicrobianos são similares ao princípio de inibição metabólica que ocorre na desidratação. O aumento da pressão osmótica, como na desidratação, pode inibir o crescimento microbiano, mas não causa a morte dos microrganismos. As leveduras e os bolores são relativamente resistentes á elevada pressão osmótica. 5

6 Aditivos Químicos Somente algumas substâncias químicas são legalmente aceitas para a preservação de alimentos. Entre as mais efetivas estão os ácidos orgânicos benzóico, sórbico, acético, láctico e propiônico. Esses compostos, quando nas suas formas não dissociadas, são solúveis na membrana. No citoplasma, os ácidos dissociam se e há liberação de um próton. A expulsão do próton necessita de energia, assim restringe o crescimento celular. Os ácidos sórbico e propiônico são utilizados, por exemplo, para inibir o crescimento de bolores no pão. Outros aditivos químicos comuns são os nitratos e nitritos adicionados a carnes para preservar a cor e inibir micro organismos deteriorantes e produtores de toxinfecção alimentar, especialmente o C. botulinum. Eles geram óxido nítrico que inibe síntese de ATP; como produto dessa reação metabólica ocorre a formação de um composto (nitrosilhemocromo) característico da coloração rósea de carnes curadas cozidas. A nisina e pediocina PA 1 são exemplos de bacteriocinas da classe IIa de bactérias ácido láticas utilizadas como conservantes alimentícios. Tais substâncias possuem vasto espectro inibitório (esporos), e também dissipam a força protomotiva, cessando a geração de ATP via fosforilação oxidativa. Entretanto, o uso de nitratos e nitritos é controverso devido ao possível papel carcinogênico e mutagênico dessas substâncias. Algumas vezes as substâncias químicas preservativas não são adicionadas ao alimento, mas produzidas durante o processo de preservação. Alimentos fermentados, tais como chucrute, picles e silagem para animais, por exemplo, são preservados principalmente pelos ácidos acético, lático e propiônico produzidos pelos organismos fermentadores. A defumação também gera cresóis e outros compostos antibacterianos que penetram na carne e a preservam. Referências Bibliográficas PELCZAR, M. J.; CHAN, E. C. S; KRIEG, N. R. Microbiologia: conceitos e aplicações. 2.ed. São Paulo: Makron Books PELCZAR, M. J.; CHAN, E. C. S; KRIEG, N. R. Microbiologia: conceitos e aplicações. 2.ed. São Paulo: Makron Books FRANCO, Bernadette D. G. de Melo; LANDGRAF, Mariza. São Paulo: Atheneu, Microbiologia dos alimentos. JAY, James M. Microbiologia de alimentos. 6.ed. Porto Alegre: Artmed, 2005

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