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Introdução a Microbiologia e Higiene dos
Alimentos
Apresentação
Os alimentos contêm uma grande variedade de substâncias essenciais para o crescimento,
desenvolvimento e manutenção da saúde de um indivíduo. No seu interior são encontrados muitos
componentes, como a água, os macronutrientes - proteínas, lipídeos e carboidratos -, os
micronutrientes - como vitaminas e minerais -, além da presença de uma grande variedade de
microrganismos que, por muitas vezes, são patogênicos e podem causar danos à saúde de quem os
consome. As doenças transmitidas por alimentos atingem cada vez mais pessoas e são uma
importante causa de morbidade e mortalidade em todo o mundo, além de constituir um problema
mundial, apesar dos avanços tecnológicos. Portanto, para que os riscos de contaminação e,
consequentemente, das doenças sejam reduzidos, é fundamental que os alimentos sejam
produzidos dentros dos padrões higiênico-sanitários adequados.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai conhecer os principais microrganismos e as formas de
contaminação de alimentos, reconhecer os enteroparasitas como causadores de contaminação e
também conhecer alguns métodos de detecção de microrganismos.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
- Conhecer os grupos de microrganismos e as formas de contaminação de alimentos.
Diferenciar infecção, intoxicação e toxinfecção alimentar, em que os enteroparasitas são
agentes importantes na transmissão de doenças por alimentos.
Conhecer métodos de análises microbiológicas para alimentos e realizar estas análises de
superfícies e de manipuladores.
Desafio
Você foi contratado como nutricionista de uma lanchonete, que possui 22 funcionários, foi
inaugurada há cerca de 4 anos e até então não havia presença de um nutricionista no local.
A lanchonete possui bufê a quilo e oferece almoço de segunda à sexta-feira, das 11 às 15:00, no
tipo autosserviço, em que o comensal serve diretamente no prato a quantidade desejada no
sistema de fluxo liberado, com livre trânsito entre os balcões de distribuição.
O estabelecimento está localizado em uma área de grande circulação de pessoas e são fornecidas
cerca de 350 refeições ao dia. Ao assumir como responsável técnico, você realizou algumas ações:
Infográfico
Você sabia que os microrganismos podem causar uma variedade de efeito nos alimentos, como
alteração dos caracteres organolépticos e também podem causar até doenças?
Uma DTA é uma doença causada pelo consumo de alimentos ou bebidas contaminados por
microrganismos ou suas toxinas que penetram no corpo por intermédio do trato gastrintestinal ou
pela respiração e pelo contato direto com o alimento. Mais de 250 DTAs são descritas na literatura
e a maioria delas é de causa infecciosa.
Neste infográfico você vai conhecer quais os fatores que facilitam a proliferação bacteriana, como
os patógenos contaminam o hospedeiro e quais são os sintomas das DTAs.
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Conteúdo do livro
A microbiologia de alimentos é a ciência que estuda a ocorrência e a importância dos
microrganismos, como bactérias, vírus, fungos, protozoários e algas no alimento, incluindo as
caracterísitcas, o crescimento, a identificação e as enfermidades causadas pela presença destes em
alimentos. As doenças transmitidas por alimentos (DTAs) ocorrem quando uma pessoa contrai uma
doença devido ao consumo de alimentos contaminados por microrganismos. Com o crescimento da
população, da globalização e do consumo de alimentos fora de casa, aumentam-se as chances da
pessoa consumir um alimento contaminado, o que gera problemas significativos para a saúde dos
indivíduos e para a economia. Portanto, o conhecimento dos microrganismos e das práticas de
redução ou eliminação durante o preparo, o armazenamento e a distribuição destes é essencial para
garantir que os alimentos se tornem higienicamente adequados para o consumo, o que garante a
qualidade e a prevenção das enfermidades.
Leia o capítulo Introdução à microbiologia e higiene dos alimentos e veja os principais
microrganismos e comos eles podem contaminar os alimentos, além de conhecer métodos para
identificação de microrganismos em superfícies de estruturas, equipamentos e mãos de
manipuladores.
Boa leitura.
Introdução a microbiologia
e higiene dos alimentos
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Conhecer e descrever grupos de microrganismos e as formas de contaminação de alimentos. Diferenciar infecção, intoxicação e toxinfecção alimentar e reconhecer os enteroparasitas como agentes de importância na transmissão de doenças por alimentos. Conhecer métodos de análises microbiológicas para alimentos e realizar análises microbiológicas de superfícies e de manipuladores.
Introdução
A microbiologia de alimentos é a ciência que estuda a ocorrência e impor- tância dos microrganismos, como bactérias, vírus, fungos, protozoários e algas no alimento incluindo suas características, crescimento, identificação e enfermidades causadas pelas suas presenças em alimentos. As doenças transmitidas por alimentos (DTAs) ocorrem quando uma pessoa contrai uma doença devido ao consumo de alimentos contami- nados por microrganismos. Com o crescimento da população, da globa- lização e do consumo de alimentos fora de casa, as chances da pessoa consumir alimentos contaminados aumentam, o que gera problemas significativos para a saúde dos indivíduos e para a economia. Portanto, o conhecimento dos microrganismos e das práticas de redução ou eliminação durante o preparo, armazenamento e distribuição é essencial para garantir que os alimentos se tornem higienicamente adequados para o consumo, garantindo a qualidade e prevenindo enfermidades. Com a leitura deste capítulo você irá conhecer os principais microrga- nismos e como eles podem contaminar os alimentos, além de conhecer
métodos para identificação de microrganismos em superfícies de estru- turas, equipamentos e mãos de manipuladores.
Grupos de microrganismos e formas de contaminação dos alimentos
Os microrganismos de interesse em alimentos compreendem os fungos, as bactérias e os vírus. Eles podem ser divididos em:
a) microrganismos deteriorantes que alteram cor, odor, sabor e textura dos alimentos; b) microrganismos patogênicos que causam doenças; c) microrganismos benéficos que causam alterações benéficas aos alimen- tos e são utilizados na produção de alimentos fermentados.
Os microrganismos estão presentes em todos os lugares; porém, as prin- cipais fontes de contaminação são o solo e a água, as plantas, os utensílios, o trato intestinal do homem e dos animais, os manipuladores de alimentos, a pele dos animais, o ar e o pó.
Microrganismos causadores de Doenças Transmitidas por Alimentos (DTAs)
Bactérias
As bactérias preferem ambientes úmidos e alimentos que contenham algum teor de água, porém, algumas podem desenvolver-se em alimentos mais secos. Também preferem alimentos ricos em proteínas. Algumas delas produzem toxinas que são substâncias parecidas com veneno e que produzem efeito tóxico para o homem. As bactérias podem se reproduzir em divisão binária, ou seja, em condi- ções ideais de temperatura e nutrientes. Levam aproximadamente 20 minutos para duplicar seu material genético, originando duas bactérias idênticas a ela. Elas podem ser divididas em gram positivas, como: Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, B. Anthracis, Clostridium botulinum, C. perfringens, e em gram negativas, como: Salmonella spp, Campylobacter spp, Escherichia coli 0157:H7, Yersinia enterocolitica, Brucella spp.
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helmintos (vermes pluricelulares que vivem como parasitos de plantas e ani- mais, incluindo o homem) e protozoários (seres unicelulares com mobilidade especializada).
Fatores que interferem no metabolismo dos microrganismos causadores de DTAs
A capacidade de sobrevivência ou de multiplicação dos microrganismos em um alimento depende de vários fatores. Os fatores intrínsecos estão relacionados às características próprias do alimento de origem animal ou vegetal, como pH, atividade água, composição química e outros. Já os fatores extrínsecos estão relacionados com o ambiente em que o alimento se encontra, como umidade, temperatura e composição da atmosfera.
Fatores intrínsecos
Potencial hidrogeniônico (pH)
O pH mede a concentração de H+ de um alimento ou de uma solução. Quanto mais elevada a concentração de H+ (caráter ácido) menor é o pH. O pH varia de 0 a 14, sendo 7 o valor neutro. O desenvolvimento de um microrganismo em um alimento depende do seu ph, e para isso os alimentos são classificados em 3 categorias. Essa classificação foi baseada no pH mínimo para a multiplicação e produção da toxina de Clostridium botulinum (pH 4,5) e no pH mínimo para a multiplicação da grande maioria das bactérias (pH 4,0). São eles:
Alimentos pouco ácidos: possuem pH superior a 4,5. Apresentam condições para o desenvolvimento microbiano, tanto de espécies pa- togênicas quanto de espécies deteriorantes. Alimentos ácidos: possuem pH entre 4,0 e 4,5. Há predominância de crescimento de leveduras, bolores e algumas poucas espécies bacte- rianas, principalmente as láticas e de Bacillus. Alimentos muito ácidos: apresentam pH inferior a 4,0. O desenvolvi- mento é restrito apenas aos bolores e leveduras.
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O pH adverso afeta a respiração dos microrganismos que impede a ação das enzimas e o transporte de nutrientes para o interior da célula.
Atividade água (Aa)
Assim como outros seres vivos, os microrganismos dependem de água para sua sobrevivência exigindo a presença na forma de água disponível para o seu metabolismo e multiplicação. O parâmetro que mede a disponibilidade de água em um alimento denomina-se atividade água (Aa). A adição de sais, açúcar e outras substâncias como glicerol promovem a redução do valor de Aa de um alimento sendo essa redução dependente da substância adicionada e também da temperatura. Os microrganismos possuem um valor mínimo, máximo e ótimo de Aa para a sua multiplicação. Considerando que a Aa da água pura é de 1,00 e que os microrganismos não se multiplicam em água pura, o limite máximo para o crescimento é ligeiramente menor que 1,00. As bactérias são normalmente mais exigentes quanto à disponibilidade de água livre, seguidas pelos bolores e leveduras. Em relação à Aa, os microrganismos podem ser divididos em:
Microrganismos osmofílicos: desenvolvem-se em baixa Aa como em produtos açucarados. Microrganismos osmodúricos: suportam, mas não exigem ambientes com elevada concentração de açúcar. Microrganismos halofílicos: desenvolvem-se em ambientes com alta concentração de cloreto de sódio. Geralmente são bactérias. Microrganismos halodúricos: suportam ambiente com alta concen- tração de sal. Microrganismos xerofílicos: desenvolvem em ambientes secos com Aa abaixo de 0,85. Geralmente são bolores e leveduras.
O desenvolvimento da maioria das bactérias e bolores são restritos a valores de Aa acima de 0,90; porém, alguns microrganismos podem crescer em níveis muito mais baixos de Aa, como os halófilos, xerófilos e osmófilos. No Quadro 1 estão descritos os valores mínimos de Aa que permitem a reprodução de microrganismos.
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Em relação ao Eh, os microrganismos podem ser divididos em:
Aeróbios: exigem valores de Eh positivos para a sua multiplicação e são representados pelos bolores e bactérias. Anaeróbios: exigem valores baixos de Eh. O gênero Clostridium com- preende espécies anaeróbias. Facultativos: multiplicam-se tanto em ambientes com baixo quanto com alto valor de Eh. São representados pela grande maioria dos patógenos.
De modo geral, os alimentos de origem vegetal têm valores de Eh entre + 300 e + 400 mV. Carnes em grandes pedaços têm Eh em torno de – 200 mV, e carnes em pequenos pedaços o valor de Eh pode subir para até + 200 mV. Já os queijos podem variar de – 20 até – 200 mV.
Presença de nutrientes
Os microrganismos necessitam de água, fonte de energia e de nitrogênio, vitaminas e minerais para o seu crescimento. Como fonte de energia eles utilizam açúcares, álcoois e aminoácidos. Alguns também são capazes de utilizar carboidratos complexos, como amido e celulose degradando-os em açúcar. Quanto maior a quantidade de nutriente em um alimento, maior será a quantidade de microrganismos.
Substâncias antimicrobianas e estruturas biológicas
A estabilidade de alguns alimentos diante do ataque de microrganismos deve- -se à presença de certas substâncias naturais que possuem atividade antimi- crobiana. Os condimentos possuem vários óleos essenciais com atividade antimicrobiana, como o eugenol no cravo, alicina no alho, aldeído cinâmico na canela. Por exemplo, a clara do ovo possui a lisozima, que destrói a parede celular de algumas bactérias. O leite contém várias substâncias antimicrobianas como as lactoferrina, lisozima e a nisina que mantêm a estabilidade do produto nas duas primeiras horas depois da ordenha. As frutas e vegetais possuem derivados do ácido hidroxicinâmico. A estrutura biológica refere-se à cobertura natural de alguns alimentos que fornece proteção contra a entrada e consequentemente degradação do alimento, por exemplo, a casca de sementes, como das nozes, do ovo e a pele dos animais.
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Microbiota do alimento
Um determinado microrganismo, ao se multiplicar em um alimento, produz metabólitos que podem afetar a capacidade de sobrevivência de outros mi- crorganismos presentes no mesmo alimento. As bactérias lácticas, por exemplo, produzem o ácido láctico e as bac- teriocinas, que inibem ou eliminam certos microrganismos patógenos do alimento. De outra maneira, alguns tipos de leveduras podem consumir os ácidos orgânicos dos alimentos ácidos, fornecendo condições para a multipli- cação daqueles microrganismos que anteriormente tinham sua multiplicação inibida pela acidez. Os produtos do metabolismo de certas bactérias podem ser essenciais para a proliferação de outras, por exemplo, a tiamina que é essencial para o Staphylococcus aureus e pode ser produzido por Pseudomonas aeruginosa.
Fatores extrínsecos
Temperatura
Entre os fatores extrínsecos, ou seja, do ambiente que podem afetar o cresci- mento dos microrganismos, a temperatura é um dos mais atuantes. As faixas de temperatura para a multiplicação microbiana, bem como as de pH, possuem valor mínimo e máximo, com um valor ótimo de temperatura para a multiplicação máxima. A temperatura afeta a duração do período ou fase de latência, a veloci- dade de multiplicação, as exigências nutricionais e a composição química e enzimática das células. De acordo com a temperatura ótima de crescimento, os microrganismos são divididos em:
Termófilos: são aqueles que crescem em temperatura entre 45ºC e 65ºC, sendo a temperatura mínima entre 35º e 45ºC, e a máxima entre 60ºC e 90ºC. Incluem-se neste grupo as bactérias pertencentes ao gênero Bacillus e Clostridium ; Mesófilos: crescem em temperaturas entre 25 a 40ºC. São incluídos nesta classificação as bactérias Listeria monocytogenes , Pseudomonas, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyrogenes e Escherichia coli ;
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Vias de transmissão dos microrganismos ao alimento
Através do material animal (fezes, urina, pelos, e saliva de ratos, moscas, baratas) que contamina a cozinha e que poderá chegar ao alimento e através de microrganismos patogênicos já presentes no alimento antes que este seja colhido, transportado e distribuído.
Infecção, intoxicação e toxinfecção alimentar
Os microrganismos podem causar DTAs através da infecção, intoxicação ou toxinfecção alimentar.
Infecção alimentar: causada pela ingestão de alimentos contendo células viáveis de microrganismos patogênicos. Esses microrganismos aderem à mucosa intestinal e o colonizam através da sua proliferação. Em seguida, pode ocorrer a invasão da mucosa e penetração nos tecidos. Entre as invasivas incluem-se Salmonella, Shigella, E. coli invasora. Intoxicação alimentar: causada pela ingestão de alimentos contendo toxinas microbianas, pré-formadas no alimento, que são produzidas durante a intensa proliferação dos microrganismos patogênicos nos alimentos. Assim, o agente da intoxicação é a própria toxina e não as células viáveis do microrganismo patogênico. B. cereus, S. aureus, C. botulinum e os fungos produtores de micotoxinas. Toxinfecção alimentar: causada pela ingestão de alimentos contendo microrganismos produtores de toxinas que irão se liberar durante sua passagem pelo trato gastrointestinal. A toxinfecção por Clostridium perfringens tipo A ocorre após a ingestão de números elevados desta bactéria na forma vegetativa, e durante a esporulação que ocorre “in vivo”, ocorre também a liberação da toxina.
Métodos de análise microbiológica
A análise de amostras de alimentos e do ambiente quanto à presença de mi- crorganismos é muito importante para garantir sua inocuidade, porém como os microrganismos são muito pequenos sua detecção nos alimentos é sempre um desafio, portanto algumas recomendações são importantes no momento de interpretar os resultados. Algumas delas são:
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Os microrganismos estão em ambiente dinâmico onde a multiplicação de certas espécies ocorrem em taxas diversas, portanto o resultado de um teste é válido para o momento da amostragem. As contagens de células viáveis por meio de plaqueamento devem ser muito bem conduzidas para permitir que os microrganismos cresçam neste método. Os alimentos raramente conseguem ser muito bem homogeneizados, portanto, os resultados para uma amostra podem não ser representativos para o lote inteiro. As contagens de colônias são válidas apenas dentro de certas faixas e têm limites de confiança.
Os métodos laboratoriais utilizados na microbiologia de alimentos incluem testes qualitativos que verificam a presença ou ausência de microrganismos, e os testes quantitativos usados para enumeração de células viáveis. Os tes- tes qualitativos fornecem resultados que indicam contaminação baseada no tamanho da amostra e depende da sensibilidade do teste.
Os testes quantitativos fornecem resultado numérico, indicando o número total de colônias presentes na amostra. A detecção pode ser afetada pelo método, meio de cultura utilizado, fator de diluição e pelo tempo e temperatura de incubação.
Análise de superfícies de equipamentos e de mãos de manipuladores
Para a coleta de amostra de superfícies como estruturas e equipamentos ou de mãos de manipuladores, a técnica de swab é a mais utilizada. O processo de detecção e quantificação dos microrganismos precisa iniciar com a retirada do microrganismo da superfície ou do alimento. Isso é denominado coleta de amostra. A coleta da amostra de um alimento pode ser realizada através da fricção do swab pela superfície do alimento ou de um equipamento. Outra consideração a ser feita é o transporte da amostra ao laboratório e também do seu armazenamento antes da análise, principalmente, porque a tem- peratura vai influenciar de modo direto no crescimento dos microrganismos.
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Análise de mãos de manipuladores
Para a realização da coleta em mãos, as seguintes etapas devem ser realizadas:
1. A embalagem que contém o swab estéril deve ser aberta assepticamente no momento da coleta, pelo lado da haste, tomando cuidado para não tocar. 2. O swab deve ser umedecido em solução tampão com neutralizante, (que acompanha o swab), comprimindo-o contra as paredes do frasco de diluente, para remover o excesso de líquido. 3. O algodão deve ser friccionado três vezes em direção a cada um dos dedos a partir do punho. Em seguida, a partir do punho, friccionar o algodão do mesmo swab entre os dedos, retornando novamente ao punho. 4. Os microrganismos coletados devem ser transferidos para tubo contendo 10 mL de solução tampão com agentes neutralizantes, para inativar possíveis quantidades residuais de agentes sanitizantes. 5. O swab não deve ser segurado próximo ao algodão e a parte manuseada da haste deve ser quebrada na borda do tubo de diluente, para não ter contato com o material amostrado. 6. O material deve ser conduzido ao laboratório imediatamente, se não for possível levar nesse prazo, não deverá exceder 24 horas mantendo a amostra refrigerada (temperatura menor que 10 ºC).
Em relação ao armazenamento e transporte da amostra, devem ser obser- vados os seguintes pontos:
a) no caso de amostras transportadas em temperatura ambiente, o prazo não deve exceder duas horas; b) o transporte deve ser feito em caixas de isopor com gelo, sendo recomen- dável o uso de gelo reutilizável em gel para evitar acúmulo de líquido nas caixas. Na indisponibilidade, pode ser utilizado gelo comum, desde que acondicionado em bolsas plásticas.
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FRANCO, B. D. G. M; LANDGRAF, M. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Atheneu,
Leituras recomendadas
FORSYTHE, S. J. Microbiologia da segurança alimentar. 2. ed. Porto Alegre: Artmed, 2013. JAY, J. Microbiologia de alimentos. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2005. SILVA, N. et al. Manual de métodos de análise microbiológica de alimentos e água. 4. ed. São Paulo: Varela, 2010. UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO. Centro de pesquisa em alimentação. Form-28 Instru- ções para coleta SWABS e ar de ambiente: análise microbiológica. Passo Fundo: UPF, 2015.
Referência
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