FATORES INTRÍNSECOS E EXTRÍNSECOS

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1 FATORES INTRÍNSECOS E EXTRÍNSECOS

2 Fatores que Afetam o Desenvolvimento Microbiano em Alimentos ALIMENTO Substrato para os microrganismos Deterioração do alimento Infecção ou intoxicação alimentar

3 Formas de evitar a deterioração ou toxinfecções Prevenir a contaminação Eliminar os microrganismos do alimento Evitar o crescimento dos microrganismos

4 Por que alguns microrganismos crescem mais rapidamente em determinado tipo de alimento? Por que alguns alimentos se conservam por um longo tempo?

5 Capacidade de sobrevivência ou multiplicação Fatores intrínsecos Fatores extrínsecos

6 Fatores Intrínsecos ph Atividade de água (Aw) Potencial de óxido-redução (Eh) Composição química Fatores antimicrobianos Estrutura biológica Interação entre microrganismos

7 Fatores Extrínsecos Temperatura Umidade Composição gasosa da atmosfera

8 Temperatura Umidade e a w Atmosfera ph Interação entre MOs Nutrientes Potencial redox Antimicrobianos

9 FATORES INTRÍNSECOS

10 ph Os microrganismos apresentam valores de ph, mínimo, ótimo e máximo para multiplicação. A maioria dos microrganismos crescem melhor em ph próximo da neutralidade (6,5 a 7,5)

11 Faixa de crescimento de alguns microrganismos Microrganismo ph ótimo ph máximo ph mínimo Bactérias (a maioria) 6,5 a 7,5 9,0 4,5 Leveduras 4 a 6,5 8,0 a 9,0 1,5 a 3,5 Bolores 4,5 a 7,0 8,0 a 11,0 1,5 a 3,5

12 ph Maior tolerância a valores baixos de ph Bolores > leveduras > bactérias Microrganismos patogênicos apresentam uma faixa de ph mais estreita

13 Classificação dos alimentos Baixa acidez = ph > 4,5 crescimento microbiano mais sujeitos ao Ácidos = ph entre 4,0 e 4,5 predominância do crescimento de bolores e leveduras poucas bactérias (láticas e espécies de Bacillus) Muito ácidos = ph < 4,0 crescimento de bolores e leveduras

14 ph dos alimentos Alimento ph carne 5,5 6,2 frango 6,2 6,4 peixe 6,6 6,8 leite 6,3 6,5 clara de ovo 9-10 tomate 4,2 4,3 maçã 2,9 3,3 banana 4,5 4,7 milho 7,3 alface 6,0 cenoura 4,9 6,0

15 Efeito dos ácidos nos microrganismos Maior gasto de energia para manter o ph intracelular Desnaturação de proteínas, DNA Alteração da atividade das enzimas responsáveis pelas atividades vitais da célula Menor velocidade de crescimento

16 Adaptação bioquímica a extremos de ph Acidófilos e alcalófilos mantém ph interno próximo da neutralidade eliminam OH - ou H + ; ph ácido = aminoácido descarboxilase produzem aminas ph; ph básico = aminoácido desaminase produzem ácidos ph.

17 Atividade de Água Aw = atividade de água; Os microrganismos necessitam de água livre para suas atividades metabólicas. Os microrganismos apresentam: Aw mínima Aw ótima Aw máxima

18 Atividade de Água Aw = P P 0 P = pressão parcial de vapor da água do alimento P 0 = pressão parcial de vapor da água pura Aw varia de 0 a 1

19 > 0,95 = Bactérias patogênicas (exceção S. aureus) > 0,91 = Bactérias deterioradoras 0,60 0,91 = bolores e leveduras 0,60 = valor limite de Aw para multiplicação de qualquer microrganismo Aw dependente de outros fatores temperatura, disponibilidade de nutrientes, ph e outros

20 Valores mínimos de Aw para o crescimento de microrganismos GRUPO BACTÉRIAS DETERIORADORAS LEVEDURAS DETERIORADORAS AW 0,9 0,88 BOLORES 0,8 BACTÉRIAS HALOFÍLICAS 0,75 BOLORES XEROFÍLICOS 0,65 LEVEDURAS OSMOFÍLICAS 0,61

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22 Aw dos alimentos Alimento Aw Frutas frescas e vegetais > 0,97 Aves e pescado frescos > 0,98 Carnes frescas > 0,95 Ovos 0,97 Pão 0,95 a 0,96 Queijos (maioria) 0,91 a 0,99 Queijo parmesão 0,68 a 0,76 Geléia 0,75 a 0,80 Frutas secas 0,51 a 0,89 Cereais 0,10 a 0,20

23 Faixa de Aa Microrganismos capazes de se desenvolver Alimentos com Aa na faixa indicada 1,00 0,95 0,95 0,91 0,91 0,87 Pseudomonas, Escherichia, Proteus, Shigella, Klebsiella, Bacillus, Clostridium perfringens e algumas leveduras. Salmonella, V. parahaemolyticus, C. Botulinum, Serratia, Lactobacillus, Pediococcus, alguns fungos, Rhodotorula, Pichia. Muitas leveduras (Candida, Torulopsis, Hansenula), Micrococus. Alimentos muito perecíveis (frutas frescas, vegetais, carnes, peixe), lingüiças, salsichas e pães cozidos, alimentos contendo até 40% de sacarose e 7% de sal. Alguns queijos (cheddar, suíço, provolone), carnes curadas (presunto), concentrado de frutas, alimentos contendo até 55% de sacarose ou 12% de sal. Embutidos fermentados (salames), bolos confeitados, queijos desidratados, margarina, alimentos contendo até 65% de sacarose ou 15% de sal.

24 Faixa de Aa 0,87 0,80 0,80 0,75 0,75 0,65 0,65 0,60 Microrganismos capazes de se desenvolver A maioria dos fungos, Staphylococcus aureus, a maioria das Saccharomyces spp., Debaryomyces. A maioria das bactérias halófilas. Fungos xerofílicos (Aspergillus chevalieri, A. candidus, Wallemia sebi), Saccharomyces bisporus. Leveduras osmofílicas (Saccharomyces rouxii), poucos fungos (Aspergillus echinulatus, Monascus, Monascus bisporus). Alimentos com Aa na faixa indicada Concentrados de frutas, leite condensado, xaropes de chocolate e frutas, farinha, arroz, granulados contendo 15 a 17% de umidade, bolos de frutas, presuntos caseiros, foundies e confeitos açucarados. Geléias, marmeladas, marzipã, glacê de frutas e marshmallow. Flocos de aveia contendo 10% de umidade, cremes para recheio, geléias, marshmallow, melaço, caldo de cana de açúcar, algumas frutas secas e castanhas. Frutas secas contendo de 15 a 20% de umidade: algumas balas, caramelos e mel.

25 Faixa de Aa 0,50 0,40 0,30 0,20 Microrganismos capazes de se desenvolver Sem proliferação microbiana. Sem proliferação microbiana. Sem proliferação microbiana. Sem proliferação microbiana. Alimentos com Aa na faixa indicada Macarrão e massa similares, contendo 12% de umidade, temperos com 10% de umidade. Ovo em pó com 5% de umidade. Biscoitos e torradas com 3-5% de umidade. Leite em pó (2 3% umidade), vegetais desidratados (5% umidade), flocos de milho (5% umidade), sopas desidratadas.

26 Redução da atividade de água no alimento 1) adição de soluto sal, açúcar, glicerol 2) remoção da água desidratação e congelamento Diminuição da Aw = aumento da duração da fase lag e a diminuição do crescimento microbiano

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28 Adaptação bioquímica a baixa Aw Bactérias halofílicas interna apropriada concentram KCl; mantém a Aw eliminam Na + e Leveduras osmofílicas produzir osmorreguladores glicerol mantém Aw; capacidade de acumulam

29 Potencial de oxi-redução Facilidade com que determinado substrato ganha ou perde elétrons Substrato perde elétrons Oxidado Substrato ganha elétrons Reduzido Transferência de elétrons de um composto para outro gera diferença de potencial (mv)

30 Eh dos microrganismos Quanto mais oxidado = mais positivo Substrato mais reduzido = mais negativo Microrganismo Eh Aeróbio a Anaeróbio menor que -150

31 Microrganismos e o Eh

32 Eh de alguns alimentos Alimentos Eh (mv) Suco de uva 409 Frutas frescas e vegetais 300 a 400 Leite 200 a 300 Carne moída 200 Carnes em grandes pedaços Grãos de trigo -320 a -360 Queijos -20 a -200

33 Microrganismos aeróbios durante o crescimento Reduzem o Eh do alimento

34 Composição química Nutrientes necessários para a multiplicação microbiana: água fonte de energia (carbono) fonte de nitrogênio vitaminas sais minerais

35 Composição química Energia açúcar, álcool, aminoácido, amido, celulose, gordura Nitrogênio aminoácidos, peptídeos, proteínas Minerais sódio, potássio, cálcio, magnésio, ferro cobre, manganês, fósforo, zinco, enxofre, cobalto e molibidênio.

36 Composição química Vitaminas complexo B, biotina, ácido pantotênico Carne muita vitamina B Frutas pouca vitamina B Bactérias Gram-positivas não sintetizam Bactérias Gram-negativas, leveduras e bolores sintetizam

37 Microrganismos mais exigentes: Bactérias Gram-positivas; Bactérias Gram-negativas; Leveduras; Bolores.

38 Constituintes antimicrobianos Substâncias que apresentam a capacidade de retardar ou impedir a multiplicação microbiana. Podem ser: Naturais; Produzidas pelos microrganismos; Adicionadas aos alimentos

39 Naturais Substância eugenol alicina aldeído cinâmico timol e isotimol clara de ovo leite Sistema lactoperoxidase - lactoperoxidase - tiocianato e H2O2 Alimento cravo, canela alho canela orégano lisozima lactoferrina leite

40 Produzida por microrganismos Substância ácido propiônico ácido lático álcool antibiótico bacteriocinas água oxigenada Microrganismo bactéria propiônica bactéria lática levedura bolores vários, especialmente bactérias gram positivas estreptococos e lactobacilos

41 Adicionadas ao alimento (conservantes) ácidos nitratos e nitritos dióxido de enxofre e sulfitos nisina

42 Competição entre microrganismos Interações entre os microrganismos Antagonismo Ex: Bactérias produzem ácido láctico meio ácido para a maioria dos microrganismos Sinergismo Ex: leveduras degradam o ácido láctico crescimento de outros microrganismos

43 Produção de bacteriocinas Produzidas por bactérias = ação em bactérias relacionadas; Uso promissor em alimentos = consideradas conservadores naturais.

44 A adição de microrganismos inofensivos Estímulo do processo competitivo EXCLUSÃO COMPETITIVA

45 Estruturas biológicas Casca de frutas; Casca de nozes; Casca de ovo; Película que envolve sementes; Pele dos animais

46 FATORES EXTRÍNSECOS

47 Temperatura TEMPERATURA ( O C) GRUPO MÍNIMA ÓTIMA MÁXIMA Termófilos Mesófilos Psicrófilos Psicrotróficos

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49 Temperatura Psicrotróficos Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, Micrococcus. Mesófilos A maioria das espécies Maior parte dos patógenos Termófilos Algumas espécies de Bacillus e Clostridium

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51 Temperaturas ( C) ,8- BACTÉRIAS MORREM SE AQUECIDAS POR TEMPO SUFICIENTE ,7-36, ,2-0 BACTÉRIAS CRESCEM RÁPIDO BACTÉRIAS CRESCEM EM TAXAS REDUZIDAS BACTÉRIAS CRESCEM BACTÉRIAS PARAM DE CRESCER, PORÉM NÃO MORREM -

52 Temperatura ótima de crescimento

53 Outros microrganismos Bolores faixa ampla de temperatura crescem em temperatura de refrigeração Leveduras crescem na temperatura de psicrotróficos e mesófilos

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55 Adaptação bioquímica a diferentes temperaturas Temperaturas extremas estabilidade da membrana; manutenção da Termófilos grande número de ácidos graxos saturados de elevado ponto de fusão; Psicrófilos grande número de ácidos graxos insaturados de baixo ponto de fusão; Psicrotróficos ácidos graxos alternados.

56 Umidade Relativa UR eq = Aw x 100 UR eq = umidade relativa de equilíbrio UR > Aw absorção de água UR< Aw perda de água

57 Umidade Relativa

58 Composição Gasosa Presença de O 2 aeróbios, facultativos Ausência de O 2 facultativos anaeróbios,

59 Atmosfera modificada Substituição parcial ou total do O 2 por outros gases = prolonga o tempo de armazenamento dos alimentos. CO 2; Nitrogênio.

60 TEORIA DOS OBSTÁCULOS Interações entre os fatores intrínsecos e extrínsecos para impedir a multiplicação de microrganismos deterioradores e patogênicos, melhorando a estabilidade e a qualidade de alimento

61 TEORIA DOS OBSTÁCULOS Conceito dos Obstáculos

62 EXEMPLO: uso de métodos combinados na preservação de polpa de goiaba com 15 o BRIX Alteração da atividade de água e o ph do produto através da adição de sacarose (0 a 70%), ácido cítrico (0 a 3%) e sorbato de potássio, conservando o produto por 120 dias à 25 o C.