alteraÇÕes quÍmicas e deterioraÇÃo dos alimentos causada por

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ALTERAÇÕES QUÍMICAS E DETERIORAÇÃO DOS ALIMENTOS

CAUSADA POR MICROORGANISMOS

Microbiologia e Higiene dos Alimentos-Nutrição

Theodora Thays Arruda Cavalcante

ALIMENTOS COMO MEIO DE CRESCIMENTO PARA MICRORGANISMOS - Deterioração - Disseminação de infecções - Intoxicações - Produção de alimentos - Conservação de alimentos

Introdução

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Derivados de tecidos vegetais e animais - Microbiota própria - Adquirida pelo manuseio

Composição microbiana dos alimentos

Microrganismos e a deterioração de alimentos

MUDANÇAS DEVIDAS ÀS REAÇÕES QUÍMICAS DECORRENTES DA ATIVIDADE METABÓLICA DOS MICRORGANISMOS

O tipo de deterioração depende:

- Tipo de alimento - Microrganismo envolvido - Número de microrganismos presentes:

- QUALIDADE DO ALIMENTO - RISCO DE DETERIORAÇÃO

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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 Ocasionalmente patógenos: Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus

Leite: Microbiota característica do ambiente Bactérias como pseudomonas, bactérias do ácido lático, leveduras, coliformes, esporulantes Infecções: Mastite Outros patógenos: Mycobacterium, Brucella, Salmonella, Coxiella

Microbiota própria ou adquirida com o manuseio

Principais processos de deterioração de

alimentos por microrganismos

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 e coagulação: Leite Bactérias do ácido lático Lactose ácido lático + outros ácidos


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• A deterioração inclui mudanças:

• Na qualidade organoléptica.

• No valor nutricional.

• No apelo estético.

• Na cor.

• Na textura.

• Na qualidade.

Microorganismos e a deterioração dos alimentos

• Fatores envolvidos na deterioração:

• Físicos: luz, temperatura, pressão osmótica, pressão hidrostática.

• Químicos: pH, O2 .

• Biológicos: insetos, microorganismos, roedores.

Microorganismos e a deterioração dos Alimentos

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• O que causa a deterioração:

• Microorganismos.

• A ação das enzimas contidas nos alimentos.

• A infestação por insetos, parasitas e roedores.

• Temperaturas inapropriadas para a conservação.


• O que causa a deterioração:

• Ganho ou perda de umidade.

• Reação com o O2.

• Luz.

• Estresse físico ou abuso.

• Tempo.


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Degradação de componentes químicos dos alimentos

• Obtenção de energia para seu metabolismo.

• Monossacarídeos: Via glicolítica-Ác. Pirúvico.

• Metabolismo oxidativo

• Metabolismo fermentativo

CARBOIDRATOS


Fermentação lática: ácido lático Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, Streptococcus, Lactococcus, Enterococcus, Carnobacterium, Vagococcus

Fermentação alcoólica: etanol Leveduras e bactérias do gênero Zymomonas

Fermentação ácida mista ou fórmica: ácido lático, acético, succínico e fórmico Enterobacteriaceae

Fermentação butanodióica: butanodiol Serratia, Enterobacter e Bacillus

Fermentação butírica: ácido butírico Clostridium

Fermentação Propiônica: ácido propiônico Clostridium

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• Polissacarídeos: poucos microorganismos são capazes de hidrolisá-los (Amido, celulose, pectina)

• Microorganismos pectinolíticos: “podridão mole” (Erwinia spp)

CARBOIDRATOS


• São degradadas por proteinases e peptidases.

• Microorganismos aproveitam peptídeos e aminoácidos.

• Secreção de proteínas extracelulares (Clostridium, Bacillius e Pseudomonas).

• Gelatinases e colagenases: degradação de produtos cárneos.

• Putrefação (biodeterioração protéica): alterações na textura e aroma.

• Degradação dos aminoácidos-elevação no pH do meio.

PROTEÍNAS

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• Principais lipídeos presentes nos alimentos: triglicerídeos.

• Óleos puros e gorduras não são atacados por microorganismos-ausência de água.

• Deterioração da gordura-rancificação.

• Produção de lipases: Pseudomonas fragi, P. fluoresecens, fungos (Penicillium roqueforti, Rhizopus oligosporus, Thaminidium elegans, Candida lipolytica e C. fresenii).

LIPÍDEOS


• ALTERAÇÕES NA VISCOSIDADE: Polimerização de dissacarídeos formando polissacarídeos (Leuconostoc mesenteroides, B. subtilis, E. coli); limosidade superficial.

• ALTERAÇÕES NA COLORAÇÃO: Pigmentos-lipossolúveis e hidrossolúveis; Pseudomonas, Serratia, Flavobacterium.

• ALTERAÇÕES DEVIDAS AO CRESCIMENTO DE BOLORES E LEVEDURAS: Penicillium, Clodosporium, Aspergillus.

OUTRAS DETERIORAÇÕES

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DETERIORAÇÃO MICROBIANA DE ALIMENTOS

DETERIORAÇÃO DE LEITE E DERIVADOS

• Excelente meio de cultura: fatores intrínsecos.

• Rápida inativação das substâncias inibitórias.

• Contaminação: ordenha, manipulação, transporte, processamento, armazenamento.

• Defeitos microbiológicos:

• Sabores e odores estranhos

• Alterações na cor

• Rancidez

• Alterações na viscosidade

• Produção de gás

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• Sabores e odores estranhos: • Decorrente da multiplicação de microorganismos reistentes ao

processo de pasteurizsação ou contaminação pós processamento térmico.

• Sabor e odor ácido: fermentação lática e butírica.

• Sabor amargo: peptídeos derivados de proteólise.

• Sabor e aroma de ranço: oxidação ou hidrólise da gordura.

• Aroma de caramelo ou queimado: Lactobacillus lactis.

• Odor de estábulo: Enterobacter.

• Odor de batata: Pseudomonas mucidolens

• Odor de peixe: Aeromonas hydrophila


• Alterações na cor: • Relacionada com características físicas e composição química.

• Reações químicas antes do processamento ou microorganismos produtores de pigmentos.

• Azul: Pseudomonas syncyanea.

• Amarela: Flavobacterium, Pseudomonas syncyanea.

• Vermelha: Serratia marcescens, Micrococcus reseus, algumas leveduras.

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• Rancidez: • Hidrólise de gorduras por enzimas bacterianas lipolíticas.

• Odor e sabor característicos.

• Bactérias responsáveis:

• Pseudomonas

• Alcaligenes

• Bacillus

• Proteus

• Clostridium

• Bolores e leveduras


• Alterações na Viscosidade: • Ocorrem no leite, soro ou creme de leite.

• Produção intensa de material capsular bacteriano em baixas temperaturas.

• Ocorrência na superfície do leite (Alcaligenes viscolatis).

• Ocorrência na dispersa por todo o interior do líquido (Enterobacter spp, Klebisiella oxytoca, Lactococcus lactis, Lactobacillus spp)

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• Produção de Gás: • Acompanhado pela acidificação do produto.

• Coliformes, Clostridium spp, algumas espécies do gênero Bacillus.

• Produção de CO2 e H2.

• Leite líquido-espuma na superfície.

DETERIORAÇÃO DE CARNES E DERIVADOS

• Quantidade e qualidade dos microorganismos que se desenvolverão dependerão das condições do abate.

• Composição química-excelente meio de cultura.

• Alta atividade de água

• Rico em substâncias nitrogenadas, minerais e fatores de crescimento

• pH favorável para maioria dos microorganismos

• Tipos de deterioração (temperatura e atmosfera).

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• Alterações em condições de aerobiose: • Alteração na cor dos pigmentos da carne (Hemepigmentos)

• Hemoglobina e mioglobina (porção heme-determinação da cor da carne)

• Verde marrom e cinza

• Carne vermelha processada-esverdeamento H2O2 (Lactobacillus viridescens, Leuconostoc, Enterococcus faecium e E. faecalias) e H2S (Carne vermelha fresca-sulfomioglobina. Pseudomonas mephitica, Lactobacillus sake)

• Limosidade superficial

• Temperatura de armazenamento e quantidade de água disponível

• Pseudomonas e Alcaligenes- alta atividade de água em temperatura de refrigeração.

• Salsichas e linguiças- micrococcus e leveduras

• Bolores-alimentos com menor atividade de água


• Alterações em condições de aerobiose: • Fosforescência

• Alterações na cor-bactérias, bolores e leveduras

• Odores e sabores estranhos-perceptíveis antes de outros sinais

• Rancificação

• Lipólise e oxidação

• A maioria de origem não microbiana

• Gram-negativos , Pseudomonas, leveduras e bolores

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• Alterações em condições de anaerobiose: • Aeróbias facultativas e anaeróbias que crescem no interior da carne

• Acidificação-proteólise.

• Putrefação-decomposição anaeróbia de proteínas comprodução de substâncias com odores desagradáveis (Clostridium).

• Odores ou sabores estranhos.

DETERIORAÇÃO DE FRANGOS

• Crescimento bacteriano na superfície.

• Alterações no odor ocorrem lentamente abaixo de 10°C (Pseudomonas-limosidade e leveduras); acima de 10°C (Alcaligenes e Flavobacterium spp).

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DETERIORAÇÃO DE FRUTOS DO MAR

• Susceptibilidade: quantidade de água livre, composição química, teor de gordura facilmente hidrolisável e pH próximo da neutralidade.

• Contaminação influenciada pela microbiota do peixe ou fruto do mar (Pseudomona, Moraxella, Shewanella, Flavobacterium, Micrococcus)

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DETERIORAÇÃO DE OVOS

• A maioria dos ovos é livre de microorganismo na parte externa.

• Casca contaminada por matéria fecal, água de lavagem, manipulação e embalagem.

• Casca: predomínio de Gram-positivas

Gram-negativas

DETERIORAÇÃO


• Proliferação na gema.

• Mecanismos para impedir a invasão microbiana:

• Casca e cutícula de revestimento, membranas internas-barreira mecânica.

• Albumina

• pH alcalino (9 a 11)

• Pouca concentração de compostos nitrogenados

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• Alterações visíveis após contaminação microbiana-COR:

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• Defeitos decorrentes da contaminação fúngica:

• Cabeça de alfinete (crescimento pequeno e compacto na parte interna da casca)

• Podridão fúngica (micélio atingindo o interior do ovo)

• Penicillium, Mucor, Cladosporium

• Alterações visíveis após contaminação microbiana-ODOR:

• Ausência de odor característico (Pseudomonas fluorescens)

• Odor pouco detectável

• Odor frutado

• Odor pútrido (Pseudomonas, Acinetobacter, Alcaligenes)

DETERIORAÇÃO DE ALIMENTOS ENLATADOS E ENVASADOS

• Não deveriam sofrer deterioração microbiana- processo térmico.

• Podem ser classificados de acordo com o pH:

• Baixa acidez (pH acima de 4,5)

• Causa:

• Deterioração incipiente ou pré-processamento

• Através de falhas na costura

• Resfriamento inadequado

• Subprocessamento

•

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• Baixa acidez (pH acima de 4,5):

• Bacillus sthearothermophilos e B. coagulans; lata com extremidade plana com ou sem perda de vácuo-aparência norma, sabor ácido e líquido turvo.

• Anaeróbias termófilas-lata estufada (CO2 e H2), alimento pouco ácido com aroma butírico ou de queijo.

• Bactérias mesófila produtoras de esporos-



• Alta ácidos (pH abaixo 4,0):

• Bolores, leveduras e/ou bactérias láticas.

• Lata estufada com produção de CO2.

• Ácidos (pH acima entre 4,5 e 4,0):

• O produto apresenta alterações no pH e aroma.

• Bactérias láticas-a alata estufa e estoura e o produto fica com odor ácido.

APARÊNCIA DA LATA FECHADA-IMPORTÃNCIA PARA O DIAGNÓSTICO.

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• APARÊNCIA DA LATA:

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DETERIORAÇÃO DE PRODUTOS DE ORIGEM VEGETAL

• Meio rico de fatores de crescimento (88% de água, 8,6% de carboidratos, 1,9% de proteínas, 0,3% de lipídeos, 1% de vitaminas e ácidos nucléicos.

• Baixa acidez e potencial de oxirredução relativamente elevado.

• Erwinia (podridão mole).

• Agentes fúngicos são mais importantes do que os bacterianos.

• Botrytis-podridão fúngica (cinza).

DETERIORAÇÃO DE SUCOS DE FRUTAS

• Alto teor de água.

• Desenvolvimento de microorganismos depende mais da temperatura de acondicionamento.

• Entre 15 e 35°C-proliferação de leveduras.

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DETERIORAÇÃO DE CEREAIS E FARINHAS

• Microbiota relacionada com o solo de cultivo, ambiente de armazenamento e processamento.

• Baixa atividade de água.

• Alto teor protéico e de carboidratos.

• Deterioração por microorganismos de gênero Bacillus e bolores.

DETERIORAÇÃO DE PRODUTOS DE PANIFICAÇÃO

• Massa do pão caseiro: “ropness”- Bacillus subtilis- aumento na viscosidade da massa.

• Bolos: grande quantidade de açúcar-baixa atividade de água-raramente sofre deterioração microbiana.

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DETERIORAÇÃO DE AÇÚCARES E DOCES

• Bacillus e Clostridium.

• Sofrem pouca deterioração após preparados.

• Condições de extrema umidade-deterioração.

DETERIORAÇÃO DE CONDIMENTOS E NOZES

• Raramente se contaminam: alto teor de gordura e baixo conteúdo aquoso.

• Ambientes com alta umidade: proliferação de bolores com produção de micotoxinas.

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Microrganismos na produção de alimentos

Alimentos preparados com o uso de microrganismos

Alimento Matéria prima Principal Microrganismo Grupo

Picles Pepinos Lactobacillus spp.

Pediococcus spp.

Bacilos, Gram +

Cocos, Gram +

Leite fermentado Leite L. acidophilus Bacilos, Gram +

Pão Farinha Saccharomyces cerevisiae Levedura

Ricota Leite pasteurizado L. bulgaricus Bacilos, Gram +

Koumiss Leite de égua L. bulgaricus

Torula, Mycoderma

Bacilos, Gram +

Leveduras

Kefir Leite fresco,

Streptococcus spp. Lactobacillus spp. Leuconostoc

Acetobacter

Cocos, Gram +

Bacilos, Gram +

Cocos, Gram +

Bacilos, Gram -

Ioogurte Leite pasteurizado L. bulgaricus

S. thermophilus

Bacilos, Gram +

Cocos, Gram +

Shoyu Arroz, Soja L. delbrueckii Aspergillus oryzae

Sacharomyces rouxii

Bacilos, Gram +

Fungo filamentoso

Levedura

Queijos Leite S. lactis

S. cremoris

L. citrovorum

L. dextranicum

Outros microrganismos

Cocos, Gram +

Cocos, Gram +

Bacilos, Gram +

Bacilos, Gram +

Fungos

Cerveja Grãos de cereais Saccharomyces spp. Leveduras

Vinho Suco de uva Saccharomyces cerevisiae

Sacch. champagnii Leveduras

Presunto e salsichas curados Porco/Gado Pediococcus cerevisiae Cocos, Gram +

Presunto curado Porco Aspergillus, Penicillium Fungos

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• Fermentação de produtos lácteos

• Iogurte – Lactococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus

• Leite fermentado – Lactobacillus acidophilus

• Manteiga – Streptococcus cremoris, Leuconostoc cremoris e Lactobacillus lactis

Microorganismos na produção de alimentos

• Fermentação de produtos lácteos

• Queijo

• Lactococcus e Lactobacillus

• Propionibacterium – queijo Suíço

• Penicillium – queijo camembert, roquefort, brie


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• Fermentação de carnes

• Embutidos – produzidos por bactérias do ácido lático, em particular Pediococcus cerevisae

• Produção de pães

• Pães – Saccharomyces cerevisae, Clostridium spp. e bactérias coliformes podem ser empregados


• Bebidas alcoólicas

• Cervejas: produção de 50 bilhões de litros por ano usando Saccharomyces cerevisae

• Vinho: fermentação usando S. cerevisae

• Vinagre: fermentação a álcool (S. cerevisae) e em seguida a ácido acético (Acetobacter e Gluconobacter) ou conversão direta a acetato (Clostridium spp.)


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• Vegetais fermentados

• Chucrute – Enterobacter cloacae, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus plantarum, L. brevis

• Picles – L. plantarum, L. mesentereoides, Enterococcus faecalis, Pediococcus cerevisae, Pseudomonas spp., Flavobacterium spp., Bacillus spp. e leveduras



• Azeitonas – Leuconostoc

• Molho de soja – Aspergillus oryzae, Pediococcus soyae,

Saccharomyces spp., Torulopsis spp., e Lactobacillus spp.


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• Tempeh – Rhizopus spp.

• Tofu – Mucor spp.

• Nato – Bacillus subtilis


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