Como os microrganismos afetam a qualidade dos alimentos?

Os alimentos quando processados podem sofrer alterações indesejáveis em sua composição, e tornam-se impróprios para o consumo. Porém, os alimentos possuem diferentes classificações quanto à facilidade de deterioração.

Alimentos não perecíveis ou estáveis

Não sofrem deterioração por longos períodos de tempo se forem manuseados e armazenados corretamente.
Ex: açúcar, farinha e feijão seco.

Alimentos pouco perecíveis

Conservam-se em boas condições durante um período longo de tempo, se corretamente manuseados e armazenados.
Ex: batatas e algumas variedades de maçãs.

Alimentos perecíveis

Degradam-se rapidamente se não forem sujeitos a métodos de conservação.
Ex: carne, peixe, aves, ovos, leite e a maior parte das frutas e vegetais.

Fatores que condicionam a contaminação em alimentos

Centenas de gêneros e espécies de microrganismos provenientes do solo, da água, do ar, de utensílios, do trato intestinal do homem e animais, podem contaminar os alimentos.

O crescimento microbiano em alimentos pode resultar em alterações que, por sua vez, podem acarretar alterações sensoriais, caracterizando um processo de deterioração.

Vários fatores afetam a capacidade de sobrevivência dos microrganismos presentes em alimentos. A competição entre diferentes tipos de bactérias, leveduras e fungos geralmente determina o tipo de organismo que predomina e o tipo de alterações que o alimento vai sofrer. Se as condições forem favoráveis para todos, as bactérias têm um crescimento mais rápido do que as leveduras e estas têm um crescimento mais rápido do que os fungos.

Abaixo citamos alguns fatores que influenciam as contaminações por microrganismos:

Atividade de Água ( aw )

Os microrganismos necessitam de água para se desenvolverem. Todo alimento possui água combinada e água livre em sua composição. A água combinada é aquela que está retida juntamente com as moléculas e células do próprio alimento e a água livre, é aquela em que não é utilizada pelo alimento, mas que faz parte também de sua composição. A água livre é a responsável na maior parte dos casos de deterioração dos alimentos. Os valores de aw variam de 0 a 1.

Valor do pH

O valor do pH mede o grau de acidez de um alimento ou bebida, o que interfere no desenvolvimento dos microrganismos. Cada microrganismo tem um valor de pH de crescimento mínimo e máximo, porém a maioria dos microrganismos associados a alimentos desenvolvem-se na faixa entre 5 e 7. A classificação dos alimentos quanto o seu pH é:

• Muito ácido (pH < 4,0): picles, molho catchup, suco de abacaxi, maioneses.
• Ácidos (4,0 < pH < 4,5): extratos e molhos de tomate, sucos de laranja.
• Pouco ácido (pH > 4,0): carne, leite, queijo, manteiga.

Disponibilidade de Oxigênio

Quando um alimento ganha ou perde oxigênio, ocorre a oxidação ou a redução. Este fator é chamado de potencial de oxidorredução, ou seja, o poder oxidante ou redutor, que determina quais microrganismos poderão ou não se desenvolverem no alimento.

Com relação à disponibilidade de oxigênio e o seu grau de desenvolvimento, os microrganismos são classificados como:

• Aeróbios: microrganismos que necessitam de oxigênio para se desenvolverem.
• Anaeróbios: microrganismos que não necessitam de oxigênio para se desenvolverem.
• Facultativos: microrganismos que se desenvolvem com ou sem oxigênio.

Temperatura

A temperatura é o fator de maior importância sobre a multiplicação dos microrganismos. Os microrganismos quanto ao grau de resistência a temperatura são classificados conforme mostra o quadro abaixo:

Temperatura ótima no desenvolvimento de microrganismos

Sobre a autora: Andréa Damian é mestre em Ciência dos Alimentos, consultora de segurança alimentar e auditora de certificações ISO em indústrias de alimentos. Atualmente é Consultora na área de Food na Neoprospecta.

Deterioração dos alimentos – Influência de bactérias psicrotróficas

A deterioração dos alimentos é um processo complexo ao qual não é causado somente por um único microrganismo, mas sim pelo resultado de múltiplas bactérias deteriorantes e condições extrínsecas que favorecem seu crescimento (Wei et al.,2019).

O controle de crescimento dos microrganismos é a chave para garantir a segurança dos alimentos perecíveis. E o controle de temperatura quando aplicado durante o armazenamento dos alimentos, exerce um papel significativo na limitação da reprodução dos microrganismos (Karoui e Baerdemaeker, 2007). 

Sendo assim, técnicas como resfriamento e congelamento são os mais empregados para garantir o armazenamento de alimentos e transporte em condições de baixas temperaturas (Rajmohan, Dodd, & Waites, 2002).

Contudo, a refrigeração apenas reduz a taxa de deterioração dos alimentos mas não evita que os mesmo, em baixas temperaturas, não estraguem, como os  produtos enlatados ou secos (Nychas, Skandamis, Tassou, & Koutsoumanis, 2008).

Microrganismos psicrotróficos representam uma classe de microrganismos capazes de crescer em temperaturas abaixo de 5°C e toleram uma ampla gama de temperaturas que se estendem até a faixa mesofílica (Moyer, Morita, 2007).

De acordo com WEI et al., o mecanismo de crescimento bacteriano em baixas temperaturas está atrelado a diversos fatores como: membrana celular, tRNA, atividade enzimática; e também a proteína de choque frio (Csp).

Características de bactérias psicrotróficas

E em geral as bactérias psicrotróficas podem ser divididas em duas categorias: 

Bactérias gram-positivas incluindo Bacillus, Corynebaterium, Streptococcus, Clostridium, Lactobacillus, Listeria, Paenibacillus e Microbacterium. 

Bactérias gram-negativas como Pseudomonas, Alcaligenes, Flarobacterium, Achromobact, e Chromobacterium  (Hantsiszacharov e Halpern, 2007).

Presença de psicrotróficos nos alimentos

Diversos estudos têm demonstrado que a deterioração do leite e produtos lácteos são provenientes de microrganismos psicrotróficos, principalmente pertencentes ao gênero Pseudomonas, presentes na microbiota do leite cru, a qual possuem a capacidade de produzir enzimas proteolíticas e lipolíticas resistentes ao calor em baixas temperaturas (Gilmour and Rowe, 1990; Ercolini et al., 2009). 

Ainda que, as bactérias psicrotróficas não resistam ao tratamento térmico como pasteurização e UHT (ultra high temperature), suas enzimas podem resistir ao aquecimentos (Griffiths et al., 1981; Cousin, 1982; Lopez-Fandino et al., 1993; Koka e Weimer, 2001; Ercoloni et al. 2009)

Desta forma o desenvolvimento de sabores estranhos, e, em alguns casos, à redução da produção de queijo podem ser oriundos da capacidade das enzimas em hidrolisar as gorduras e proteínas do leite (Cousin, 1982; Ercolini et al., 2009). 

Em produtos cárneos, como carne fresca, a vida útil também é limitada por bactérias psicrotróficas presentes em baixas temperaturas a qual decompõe o alimento (Fallah, Tajik, Rohani, & Rahnama, 2008).

De acordo com Maiangwa et al., algumas bactérias psicrotróficas utilizam outras fontes de carbono não provenientes de carboidratos e produzem muitos metabólitos, que afetam a qualidade do alimento e podem gerar odores indesejáveis. 

Por exemplo, Brochothrix thermosphacta é uma espécie psicrotrófica, geralmente associada à deterioração da carne, sendo frequentemente considerado o principal microrganismo causador de sabores estranhos (Pennacchia, Ercolini, & Villani, 2009).

Ao longo dos anos,  diversas técnicas de controle e métodos de detecção para  microrganismos psicrotróficos  têm sido desenvolvidos e estudados com intuito de garantir a segurança e a qualidade alimentar dos alimentos refrigerados.

Técnicas de controle de microrganismo psicrotróficos

Embalagem de atmosfera modificada (MAP);

Radiação ionizante;

Processo de alta pressão (HPP)

Aditivos naturais

Métodos de detecção

Técnica de filtro epifluorescente direto (DEFT)

Método de citometria de fluxo (FCM)

Reação em cadeia da polimerase- ensaio de imunoabsorção enzimática (PCR-ELISA)

Hibridização in situ fluorescente (FISH)

Eletroforese em gel com gradiente de temperatura (TTGE)

Amplificação isotérmica mediada por loop ( LAMP)

Medição de impedância elétrica

Microbalança de cristal de quartzo (QCM)

Reação em cadeia da polimerase quantitativa em tempo real (qPCR)

A adoção de técnicas e métodos de identificação de microrganismos psicrotróficos variam de acordo com o alimento, sua microbiota, forma de armazenamento, custo e sensibilidade da análise, tempo, entre outros fatores.  

Dos métodos citados anteriormente, destacamos a PCR, reação em cadeia da polimerase quantitativa. A utilização deste método auxilia na averiguação da presença destes microrganismos, detectando-os e quantificando-os, por meio da amplificação rápida de sequências de DNA específicas (Sakurai e Shibasaki, 2012). 

Diagnóstico Microbiológico Digital Psicrotróficos

A metodologia Diagnóstico Microbiológico Digital Psicrotróficos, desenvolvida pela Neoprospecta, é uma ferramenta capaz de identificar uma grande diversidade de gêneros e espécies da classe psicrotróficos presentes em uma amostra de forma rápida e precisa. 

A partir da extração do DNA é realizado o sequenciamento em larga escala e análise de bioinformática para a entrega dos resultados. Com os resultados apresentados é possível se fazer uma busca mais  direcionada sobre o papel destas bactérias no alimento, ou sobre o processo de contaminação bacteriana em si, durante a fabricação, manipulação ou a vida de prateleira (shelf-life) do alimento. 

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REFERÊNCIAS

Ercolini, D., Russo, F., Ferrocino, I., & Villani, F. (2009). Molecular identification ofmesophilic and psychrotrophic bacteria from raw cow’s milk. Food Microbiology, 26(2), 228–231. 

Hantsiszacharov, E., & Halpern, M. (2007). Culturable psychrotrophic bacterial communities in raw milk and their proteolytic and lipolytic traits. Applied and Environmental Microbiology, 73(22), 7162–7168.

Karoui, R., & Baerdemaeker, J. D. (2007). A review of the analytical methods coupled with chemometric tools for the determination of the quality and identity of dairyproducts. Food Chemistry, 102(3), 621–640.

Moyer CL, Morita RY. Psychrophiles and psychrotrophs. In: Morita RY, editor. Encyclopedia of Life Sciences. John Wiley & Sons Ltd; Chichester: 2007. pp. 1–6

Nychas, G. J., Skandamis, P. N., Tassou, C. C., & Koutsoumanis, K. P. (2008). Meat spoilage during distribution. Meat Science, 78(1), 77–89.

Pennacchia, C., Ercolini, D., & Villani, F. (2009). Development of a Real-Time PCR assay for the specific detection of Brochothrix thermosphacta in fresh and spoiled raw meat.International Journal of Food Microbiology, 134(3), 230–236.

Rajmohan, S., Dodd, C. E. R., & Waites, W. M. (2002). Enzymes from isolates of Pseudomonas fluorescens involved in food spoilage. Journal of Applied Microbiology, 93(2), 205–213.

Sakurai, A., & Shibasaki, F. (2012). Updated values for molecular diagnosis for highly pathogenic avian influenza virus. Viruses, 4(8), 1235–1257.

WEI, Qingyi et al. Rapid detection and control of psychrotrophic microorganisms in cold storage foods: A review. Trends in Food Science & Technology, v. 86, p. 453-464, 2019.

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