O documento discute fatores intrínsecos e extrínsecos que afetam o desenvolvimento microbiano em alimentos. Entre os fatores intrínsecos estão o pH, a atividade de água, o potencial redox e a composição química, incluindo nutrientes e constituintes antimicrobianos. Os fatores extrínsecos incluem temperatura, umidade e composição gasosa da atmosfera. Esses fatores determinam quais microrganismos podem crescer em cada alimento.

1. FFAATTOORREESS
IINNTTRRÍÍNNSSEECCOOSS EE
EEXXTTRRÍÍNNSSEECCOOSS

2. FFaattoorreess qquuee AAffeettaamm oo
DDeesseennvvoollvviimmeennttoo MMiiccrroobbiiaannoo eemm
ALIMENTO Substrato para os
microrganismos
Deterioração do
alimento
Infecção ou
intoxicação
alimentar
AAlliimmeennttooss

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 aw
Atmosfera
Interação
entre MOs
pH
Nutrientes
Potencial
redox
Antimicrobianos

9. FFAATTOORREESS
IINNTTRRÍÍNNSSEECCOOSS

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
6,5 a 7,5 9,0 4,5
(a maioria)
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 Þ mais sujeitos ao
crescimento microbiano
Ácidos = pH entre 4,0 e 4,5 Þ predominância do
crescimento de bolores e leveduras
poucas bactérias (láticas e espécies de Bacillus)
 Muito ácidos = pH < 4,0 Þ 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
Þ produzem aminas Þ ­ pH;
 pH básico = aminoácido desaminase Þ
produzem ácidos Þ ¯ 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
P0
P = pressão parcial de vapor da água do
alimento
P0 = 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 Þ temperatura,
disponibilidade de nutrientes, pH e outros

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

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

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

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

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

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

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 + 350 a + 500
Anaeróbio menor que -150

31. Microrganismos e o Eh

32. Eh de alguns alimentos
Eh (mV)
Alimentos
Suco de uva 409
Frutas frescas e vegetais 300 a 400
Leite 200 a 300
Carne moída 200
Carnes em grandes pedaços - 200
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 Alimento
eugenol cravo, canela
alicina alho
aldeído cinâmico canela
timol e isotimol orégano
clara de ovo lisozima
leite lactoferrina
Sistema lactoperoxidase
- lactoperoxidase
- tiocianato e H2O2
leite

40. Produzida por microrganismos
Substância Microrganismo
ácido propiônico bactéria propiônica
ácido lático bactéria lática
álcool levedura
antibiótico bolores
bacteriocinas vários, especialmente
bactérias gram positivas
água oxigenada 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 Þ
meio ácido para a maioria dos
microrganismos
Sinergismo
• Ex: leveduras degradam o ácido láctico
Þ crescimento de outros microrganismos

43. Produção de bacteriocinas
w Produzidas por bactérias = ação em
bactérias relacionadas;
w 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. FFAATTOORREESS
EEXXTTRRÍÍNNSSEECCOOSS

47. Temperatura
TEMPERATURA (OC)
GRUPO MÍNIMA ÓTIMA MÁXIMA
Termófilos 40 - 45 55 - 75 60 - 90
Mesófilos 5 - 15 30 - 45 35 - 47
Psicrófilos -5 - +5 12 - 15 15 - 20
Psicrotróficos -5 - +5 25 - 30 30 - 35

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

51. Temperaturas (°C)
100 -
62,8-
50 -
40 -
37,7-
36,1-
15 -
7,2 -
0
+
BACTÉRIAS MORREM SE AQUECIDAS POR TEMPO SUFICIENTE
BACTÉRIAS CRESCEM EM
TAXAS REDUZIDAS
BACTÉRIAS CRESCEM
RÁPIDO 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

55. Adaptação bioquímica a diferentes
temperaturas
 Temperaturas extremas manutenção da
estabilidade da membrana;
 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
UReq = Aw x 100
 UReq = umidade relativa de equilíbrio
 UR > Aw absorção de água
 UR< Aw perda de água

57. Umidade Relativa

58. Composição Gasosa
 Presença de O2 aeróbios,
facultativos
 Ausência de O2 anaeróbios,
facultativos

59. Atmosfera modificada
 Substituição parcial ou total do O2 por
outros gases = prolonga o tempo de
armazenamento dos alimentos.
CO2;
Nitrogênio.

60. TEORIA DOS OBSTÁCULOS
w 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 15oBRIX
 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
25oC.