a microbiologia dos alimentos - my.laureate.net series... · definição: mikros + bios + logos...
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Definição: mikros + bios + logos – Estudo da vida diminuta
Estuda a influência dos micro-organismos nas características dosprodutos alimentícios de consumo humano ou animal.
Inclui: fungos, bactérias, vírus, algas, protozoários...
Microbiologia dos Alimentos
Organismos vivos ou agentes que na maioria doscasos 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 àtransformá-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 umaserie de fatores inerentes ao alimento, ao microrganismo em questão e ao individuo aser afetado.
Os microrganismos patogênicos podem chegar ao alimento por varias vias, semprerefletindo condições precárias de higiene durante a produção, armazenamento,distribuição ou manuseio em nível doméstico.
Leis judaicas: código de saúde pública
Livro dos Números (1000 a.C.): isolamento de pessoas com infecções como lepra egonorréia 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
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
Antony van Leeuwenhoek(1632-1723) - Delft, Holanda
Robert Hook (1635-1703) - Inglaterra
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.
Carne podre = Gerava Moscas
Cheiros dos pântanos = Gerava Sapos
Roupa suja = Gerava Ratos
Intestinos = Geravam vermes
TEORIA DA GERAÇÃO ESPONTÂNEA - ABIOGÊNESE -
Teoria microbiana das fermentações
Povos antigos usavam a fermentação para aprodução 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 aprimeira teoria microbiana da fermentação
PASTEURIZAÇÃO
Teoria microbiana das doenças
Fracastoro (XIV): seres pequenos causadores de doenças
Plenciz (séc. XVII): diferentes doenças eram causadas por diferentesmicrorganismos (parasitismo)
Robert Koch (1843-1910): rival de Pasteur na descoberta do agente docarbúnculo (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 estarpresente em todos os casos da doença e ausente emanimais sadios;
2. O organismo suspeito deve ser cultivado em culturapura;
3. Células de uma cultura pura do organismo suspeitodevem causar a doença em um animal sadio;
4. O organismo deve ser reisolado e demonstrar-seidêntico ao original.
A idade de ouro (1875-1915)
Ecologia Microbiana:
Sergei Winogradski e Martinus Beijerinck
Bactérias autotróficas
Fixação do N2 bactérias
Bactérias fotossintetizantes
Imunologia: primeiras vacinas
Indústria: drogas, antibióticos, alimentos
Virologia: Iwanovski/Stanley
A idade de ouro (1875-1915)
CIÊNCIA BIOLÓGICA BÁSICA – oferece ferramentas de pesquisa mais acessíveis aoestudo dos processos biológicos na natureza;
CIÊNCIA BIOLÓGICA APLICADA – lida com problemas práticos da medicina, agricultura eindústria.
ABORDAGENS DA MICROBIOLOGIA
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
► 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
• Microbiota própria
• Adquirida com o processo/manuseio
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
Microrganismos e a 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
Principais processos de deterioração de alimentos
Inibir o crescimento microbiano
► preservar a qualidade
Controle dos microrganismos em alimentos
• 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
► 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
Frio
Processos de preservação
► 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 contínuoselimina o gosto de leite cozido
Calor
►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
Redução da atividade água (Aw)
► 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
Acidificação
Nos alimentos fermentados, as bactérias não se desenvolvem bem em pH
abaixo de 4 – processo autolimitante.
Enlatamento
- 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
Um pouco de história:Em 1795 o governo de Napoleão Bonaparte ofereceu um prêmio de12 mil francos a quem inventasse um novo método de preservaçãode alimentos para o exército.
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
Irradiação
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. ListerioseListeria monocytogenes – presente em todos os ambientes
- Bastonetes ácido tolerantes, psicrotolerantes e halotolerantes
- Pessoas imonocomprometidas: septicemia, meningite, encefalite, infecção intra-
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
a. Intoxicação por estafilococosStaphylococcus 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.
6.2 Intoxicações
Clostridium botulinum: bactéria anaeróbia, produtora de endósporos
(botulus, do latim, salsicha)
Carnes, vegetais enlatados, peixes fermentados, alimentos embutidos, batatas assadas, ...
Toxinas: exotoxina (proteína sensível ao calor, 80 ºC/10 min) geralmente fatal.
- 1 g mataria 30 bilhões de ratos.
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