Aula 3 - Fatores intrínsecos que influenciam a multiplicação microbiana

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Fatores intrínsecos que influenciam a 
multiplicação microbiana nos alimentos 
Profa. Msc. Priscilla Maria Carvalho Oliveira 
Definição: relacionados com as características próprias do alimento. 
Atividade de água (aw); 
 pH; 
 Potencial de oxido-redução (Eh); 
 Fatores anti-microbianos naturais; 
 Estrutura biológica (composição parede celular) 
 
Fatores Intrínsecos 
Definição: relacionados com o ambiente que o alimento se encontra. 
temperatura, umidade, tensão de oxigênio 
Fatores Implícitos: relações de dependência entre microrganismos 
Fatores Extrínsecos 
TEOR DE UMIDADE 
Após um processo padronizado de secagem do alimento, podemos definir: 
 
Umidade (%) = [(Pi – Pf) / Pi] × 100 
 
Onde: Pi = Peso inicial da amostra; 
Pf = Peso final da amostra. 
 
O teor de umidade é a medida da quantidade total de água contida num 
alimento (água total), e é geralmente expresso como uma porcentagem (%) do 
peso total. 
 
 Colocar as cápsulas vazias na estufa para 
retirar a umidade, colocar no dessecador 
para esfriar. Pesar vazia (anotar o peso) 
 Ex.: Peso da cápsula: 200 g 
 
 Pesar uma quantidade definida de 
amostra na cápsula previamente seca (+/-
10 g), anotar o peso da cápsula + amostra. 
 Ex.: Peso da cápsula + amostra = 209,5 g 
 
 
UMIDADE 
Fonte: Própria 
 Colocar a cápsula na estufa (24 hs) ou por 6 
horas até peso constante. 
 
 Retirar a cápsula da estufa com uma pinça e 
colocar num dessecador para esfriar. 
 
 Pesar, depois de frio, o conjunto cápsula 
mais amostra seca (anotar o peso). 
 
 Ex.: peso da cápsula + amostra dessecada 
202,5 g 
 
 
Fonte: Própria 
 CÁLCULO DE UMIDADE 
Peso da cápsula: 200 g 
Peso da cápsula + amostra integral = 210 g 
 
Peso da cápsula + amostra dessecada =205 g 
 
UMIDADE = (Peso da cápsula + amostra integral) – (Peso da cápsula + amostra 
dessecada) 
 
UMIDADE = 210 g – 205 g = 5 g 
 
5 g de umidade_______________ 10 g de amostra integral 
 X _______________ 100 g de amostra integral 
 
X = 50% de umidade MI = MS + U 
 100=MS + 50 MS= 50% de matéria seca na MI 
Peso da amostra = 10 g 
A Umidade é uma das medidas analíticas mais importantes, sendo utilizada no 
processamento e testes de produtos alimentícios, tendo importância direta 
para: 
- Processador e consumidor; 
- Qualidade do alimento; 
- Estabilidade do alimento; 
- Uniformidades de resultados; 
- Valor nutritivo e Especificações de padrões de identidade e qualidade do 
produto. 
Como o custo da matéria prima é 
baseado no peso, algumas vezes os 
fabricantes tentam usar água adicional 
para obter lucros ilícitos. Quanto maior 
for o teor de umidade padrão do 
alimento, maior a chance de o produto 
ser fraudado, isto é, temos fraude com 
adição de água no leite, mas não na 
farinha de trigo por exemplo. 
 
 
 
 Enquanto o teor de umidade simplesmente define a quantidade de água 
nos alimentos e ingredientes, a atividade de água, em termos práticos, é a 
água do alimento que vai reagir com microrganismos (e também participar 
de outras reações, como as enzimáticas). Quanto mais elevada for a 
atividade da água, mais rápido os microrganismos (como bactérias, 
leveduras e bolores) serão capazes de crescer; logo a importância da Aw 
está na sua relação com a conservação dos alimentos. 
ATIVIDADE DE ÁGUA (Aa ou Aw) 
 O conteúdo de água de um alimento é expresso pelo valor obtido na 
determinação da água total contida no alimento. Entretanto, esse valor não 
fornece indicações de como a água esta distribuída no alimento. A água contida 
nos alimentos encontra-se sob duas formas: 
ÁGUA LIGADA - está combinada quimicamente com outras substâncias. Este tipo 
de água não é utilizada como solvente, não permite o desenvolvimento de 
microrganismos e é difícil de ser eliminada. 
ÁGUA LIVRE - está presente nos espaços intergranulares e entre os poros do 
material. É eliminada com facilidade. Atua como meio de dispersão e nutriente 
para o crescimento de microrganismos ou reações químico-enzimáticas. 
UMIDADE = ÁGUA LIGADA + ÁGUA LIVRE 
 
 
 O teor de água livre é expresso como atividade de água. 
 
 Medida da água disponível nos alimentos para os microrganismos, expressa 
como o quociente entre a pressão do vapor de água dos alimentos e a pressão 
do vapor de água pura. 
 
 Aw = Pressão de vapor do alimento 
 Pressão de vapor da água pura 
 
 Na água pura o valor máximo da Aw é 1. 
 Nos alimentos ricos em água com valores de Aw acima de 0,9 poderão se 
formar soluções diluídas com componentes dos alimentos que servirão de 
substrato para os microrganismos poderem crescer. 
 
ATIVIDADE DE ÁGUA (Aa ou Aw) 
Qual produto apresenta maior atividade de água? 
Nossa mente está condicionada a achar que um produto com elevada 
atividade de água terá elevado teor de umidade ou o contrário (baixo/baixo). 
Isto muitas vezes ocorre, todavia é possível, por exemplo, um produto 
apresentar baixo teor de umidade e alto ou médio valor de atividade de água, 
como é o caso do pão. 
 
O teor de umidade (água total) do pão é baixo (40%), enquanto sua Aw (água 
livre) é alta (0,96). Quando comparamos as atividades de água do pão com a 
da geleia, 0,96 e 0,86, respectivamente, nota-se que a disponibilidade de água 
para crescimento microbiano no pão é maior. 
 
 
 
Outra comparação interessante é entre a carne fresca e o pão. Embora o teor 
de umidade da carne fresca (70) seja maior do que o teor no pão (40), ambas 
possuem um valor de Aw muito próximo (carne fresca = 0,985 vs pão = 0,96). 
Valores de atividade de água entre 0 e 0,20 indicam que a água está 
fortemente ligada, enquanto valores de atividade de água na faixa de 0,70 a 
1,00 indicam que a maioria da água encontra-se livre, sendo esta passível de 
ser utilizada em reações químicas, enzimáticas e para o desenvolvimento de 
microrganismos. 
Medir a atividade de água nos alimentos é importante para: 
 Prever o desenvolvimento microbiano; 
 Avaliar as reações químicas e vida de prateleira; 
 Avaliar a estabilidade física; 
 Projetar a embalagem – proteção contra umidade ambiente; 
 Analisar a transferência de umidade entre ingredientes; 
 Considerar o intercâmbio de umidade com o meio ambiente; 
 Predizer a curva de isoterma – Umidade vs Aw. 
 
Tratando-se de Segurança de Alimentos, é pertinente apresentar os valores 
mínimos de Aw para o crescimento e produção de toxina de patógenos de 
importância alimentar. 
Aw ALIMENTOS MICRORGANISMOS 
0,98 e 
superior 
Carnes e pescados frescos, 
frutas e hortaliças, leite 
Multiplica-se a maioria dos microrganismos que 
alteram os alimentos e todos os patógenos 
transmitidos por alimentos. 
0,98 – 0,85 Carne bovina seca, leite 
condensado 
 Multiplica-se Staphylococcus aureus e muitos 
fungos produtores de micotoxinas. Leveduras e 
fungos são os microrganismos primários da 
alteração. 
0,85 – 0,60 Farinhas, cereais, vegetais 
desidratados 
Não se multiplicam bactérias patogênicas. Alteração 
por microrganismos xerófilos, osmófilos, halófilos. 
Inferior a 0,60 Confeitos, massas, 
biscoitos, leite em pó, 
ovos em pó, etc 
Não se multiplicam os microrganismos embora 
possam seguir sendo viáveis por muito tempo. 
Tabela 1 - Influência da atividade de água e crescimento microbiano 
Fonte CECCHI (2003). 
O comportamento microbiano frente à Aw quanto à disponibilidade de água 
livre é extremamente variável, sendo as bactérias mais exigentes, em relação 
aos fungos e as leveduras. 
Os alimentos de baixa atividade de água (< 0,60) são microbiologicamente 
estáveis. 
A Aw é um dos fatores intrínsecos dos alimentos e é uma medida 
QUALITATIVA que permite avaliar a disponibilidade de água livre que é 
susceptível a diversas reações, ao passo que o teor de umidade é uma medida 
meramenteQUANTITATIVA, medindo o percentual em peso, de toda água 
presente no alimento, tanto livre quanto ligada. 
 
 
A atividade de água pode ser utilizada como parâmetro de controle de 
qualidade, mostrando valores efetivos da disponibilidade da água no alimento 
para participar de reações de deterioração oxidativa, enzimáticas e 
microbiológicas, sendo que estes fatores podem afetar diretamente a qualidade 
sensorial (oxidação lipídica/ranço) ou sanitária do alimento. 
 
Já o teor de umidade está mais associado ao rendimento e qualidade sensorial 
(ex: crocância de um alimento). 
 Definição: medida de acidez ou alcalinidade de um alimento; 
 
A concentração hidrogeniônica que determina o pH dos alimentos é um fator de 
importância fundamental na limitação dos tipos de microrganismos capazes de se 
desenvolver em um alimento, exercendo influência sobre o crescimento, a 
sobrevivência ou a destruição destes microrganismos 
pH 
As bactérias não toleram grandes variações de pH; fungos e leveduras são mais 
acidófilos. Em função do pH os alimentos são divididos em 3 grupos: 
BAIXA ACIDEZ pH acima de 4,5 (pH>4,5); são os mais sujeitos a multiplicação 
microbiana, tanto de espécies patogênicas quanto de espécies deteriorantes 
ÁCIDOS  pH entre 4,0 e 4,5; há predominância de crescimento de 
leveduras, de bolores e de algumas poucas espécies bacterianas, principalmente 
bactérias láticas. 
MUITO ÁCIDO pH abaixo de 4,0 (pH<4,0); o desenvolvimento microbiano fica 
restrito quase que exclusivamente a bolores e leveduras. 
“Classificação baseada no pH mínimo para multiplicação e produção de toxina do 
C. botulinum (4,5) e no pH mínimo para a multiplicação da maioria das bactérias”. 
 
pH 
O pH de um alimento não exerce apenas influência sobre a velocidade de 
multiplicação dos microrganismos, mas também interfere na qualidade dos 
alimentos, durante o armazenamento, tratamento térmico, dessecação, ou 
durante qualquer outro tipo de tratamento, ou seja, é também responsável 
direto pela deterioração de produtos alimentícios 
 
O objetivo da determinação do pH nos alimentos é a possível avaliação da 
microbiota predominante, o potencial e a provável natureza dos processos de 
deterioração a que ele poderá vir a sofrer, como também o tipo, a intensidade e 
os parâmetros do processamento térmico a que deve ser submetido. 
pH 
Distribuição de alguns microrganismos, de acordo com o pH 
 
Em geral: 
 
Frutas; refrigerantes; vinhos e vinagres  deterioração em geral 
devido a fungos e leveduras (pH < 3,5). 
 
Carnes e pescados  pH ideal para a proliferação de bactérias, 
fungos e leveduras. 
 
Carnes  relação “stress” vs. Glicogênio. 
Carnes  relação “stress” vs. Glicogênio. 
 
O animal recém abatido após um período de repouso, apresenta em seus 
músculos, pH em torno de 6,9 a 7,2. 
No músculo vivo, o ATP circula continuamente para a manutenção do 
metabolismo, mas quando o suprimento de oxigênio é cortado através da 
sangria, o músculo torna-se anaeróbio, e o ácido pirúvico não entra no ciclo 
de Krebs-Johnson e na cadeia citocrômica para formar ATP. 
Como resultado, os prótons que são produzidos durante a glicólise e durante a 
hidrólise de ATP a ADP causam diminuição significativa do pH intracelular. 
O pH da carne de animais estressados deteriora-se mais rapidamente – pH 
alto 
 
 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 
 
 
Efeito dos ácidos nos microrganismos 
Definição: índice do grau de oxidação de um sistema, medido em milivolts. 
 quando elemento perde e-  oxida; 
 quando elemento ganha e-  reduz. 
 
O oxigênio é o fator que mais contribui para o aumento do potencial redox de 
um alimento. 
 
 
 
 Potencial de Oxido-Redução (Eh) 
Os microrganismos no grau de sensibilidade ao potencial redox do meio de 
multiplicação e podem, de acordo com o Eh requerido, ser dividido em grupos, 
como: 
 Microrganismos aeróbios: requerem Eh + (+350 a +500mV) e são 
representados pelos fungos filamentosos, bactérias do Gênero Pseudomonas, 
Acinebatobacter, Moraxella, Micrococcus, algumas espécies do Gênero Bacillus 
e leveduras oxidativas. 
 Microrganismos anaeróbios: requerem Eh – (< -150mV). O oxigênio chega a 
ser tóxico para a célula, porque gera peróxidos letais ao microrganismo. O 
Gênero Clostridium compreende espécies anaeróbias. 
 Microrganismo facultativos: crescem em Eh + e Eh-, sendo representadas 
pelas leveduras fermentativas, enterobactérias e bactérias do Gênero Bacillus. 
 Microrganismo microaerófilos: cresce melhor em Eh baixo. As bactérias 
lácticas são encontradas nesse grupo. 
O Eh se trata de um fator importante a ser usado na conservação dos 
alimentos e também permite avaliar quais microrganismos irão se 
desenvolver em determinados alimentos. 
 
Pode-se, por exemplo, utilizar a exaustão, embalagens não permeáveis 
ao O2 submetidas a vácuo, atmosfera com gases inertes, deaeração e 
carbonatação para se controlar os microrganismos aeróbios. Esses 
recursos são usados largamente para queijos, vegetais, produtos cárneos 
e outros, a fim de evitar os fungos filamentosos superficiais. 
 
No caso dos enlatados, o ambiente anaeróbio favorece a multiplicação 
de bactérias esporuladas, anaeróbias ou facultativas. 
Constituintes antimicrobianos 
Antimicrobianos Constituintes Naturais dos Alimentos 
A estabilidade de alguns produtos de origem animal e vegetal ocorre, na 
natureza, devido à presença de constituintes antimicrobianos, que são 
substancias naturalmente presentes nesses alimentos tendo a capacidade de 
retardar ou inibir a multiplicação microbiana. ( efeito microbicida ou micro 
estático) 
Apresentam diversos mecanismos: 
a) Inibição da síntese de ácidos nucléicos, proteínas ou parede celular; 
b) Quebra da integridade da membrana; 
c) Interferência em processos metabólicos essenciais para microrganismos. 
 
Exemplos: 
 O ovo contem lisozima (muramidase), que destroi a parede celular 
de bactérias Gram +. 
 Amora possui ácido benzóico, que atua principalmente contra os 
fungos, 
 Cravo da Índia possui óleos essenciais (principalmente eugenol) e 
lipídeos com ação antimicrobianas, 
 Canela possui aldeídos cinâmicos, 
 Leite mesmo sendo um produto altamente perecível possui em sua 
composição substancias antimicrobianas (lactenina e fator 
anticoliformes), que mantém a estabilidade antimicrobiana do 
produto nas duas primeiras horas depois da ordenha. 
 Alho - Contém substâncias voláteis (alicinas) que apresentam atividade 
antimicrobiana. Atuam sobre as Salmonelas, Shigelas, micobactérias, 
Leuconostoc plantarum, Staphylococcus aureus, Leuconostoc mesenteroides, 
Bacillus cereus, Clostridium botulinum, Candida albicans, Aspergillus 
flavus e Penicillium, entre outros. 
Produto Microrganismos 
Alho Salmonella typhymurium, Escherichia coli, Staphylococcus 
aureus, Bacillus cereuse subtilis, Candida albicans 
Cebola Aspergillus flavuse parasiticus 
Canela Aspergillus parasiticus e muitos outros fungos 
eventualmente produtores de micotoxinas 
Louro Clostridium botulinum 
Orégãos Salmonellaspp., Vibrio parahaemolyticuse muitos fungos 
eventualmente produtores de micotoxinas 
Tomilho Vibrio parahaemolyticus 
 Jennifer Biling e Paul W. Sherman (1998) estudaram o efeito antimicrobiano de 
vários condimentos, tendo concluído que o alho, a cebola, os oreganos e a 
pimenta da Jamaica (allspice), inibem todas as estirpes de bactéria testadas , o 
tomilho, a canela e os cominhos cerca de 80%. 
Efeitos inibidores de condimentos. 
Estruturas biológicas 
Constituem uma barreira para o acesso dos microrganismos às partes 
perecíveis de certos alimentos, ou seja, às partes que possuem 
nutrientes quepermitem a multiplicação dos microrganismos e que são 
(teoricamente) estéreis. Exemplos: 
 casca de ovos; 
 casca de frutas; 
 casca de nozes; 
 películas que envolvem sementes; 
 cortes cárneos inteiros são mais protegidos que fatiados 
CECCHI, H. M. Fundamentos teóricos e práticos em análise de alimentos. 2. 
ed. Campinas: editora da Unicamp, p. 2003. 207. 
 
DAMODARAN, S.; PARKIN, K.L.; FENNEMA, O.R. Química de Alimentos de 
Fennema. 4ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. 
 
INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Normas Analíticas do instituto Adolfo Lutz. v. 1: 
Métodos químicos e físicos para análise de alimentos, IV. ed. São Paulo: IMESP, 
p.98-99, 2005. 
 
LABUZA, T. P.; TANNEMBAUM, S. R.; KAREL, M. Water content and stability of 
lowmoisture and intermediate-moisture foods. Food Technology. p .543-550, 
1970. 
 
https://foodsafetybrazil.org/diferenca-entre-atividade-de-agua-aw-e-o-teor-
de-umidade-nos-alimentos/ 
REFERÊNCIAS