Microbiologia Aplicada à Nutrição 11/03/2019

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2 Microbiologia Aplicada à Nutrição 11/03/2019 O período de produção de alimentos data de 8 a 10 mil anos atrás, antes disso os seres humanos buscavam incessantemente fontes de alimentos. Presume-se que os problemas de deterioração e toxicidade dos alimentos apareceram logo no início desse período. Com os alimentos preparados surgiram os problemas de transmissão de doenças e da rápida deterioração dos alimentos, os quais foram causados, sobretudo, pelo armazenamento inadequado. Prof. Cláudio 2

3 As primeiras panelas para fervura surgiram no Oriente Médio a±8000 anos atrás. A arte de cozinhar cereais, fermentar e armazenar alimentos foi iniciada nesta época. A primeira evidência da fabricação de cerveja foi encontrada na antiga Babilônia edatade 7000aC. A deterioração dos alimentos preparados aparentemente data de 6000 ac. A prática de fazer cerâmicas foi trazida do Oriente Médio à Europa Ocidental em 5000 ac. Sabe-se que os vinhos são preparados pelos assírios desde 3500 ac. Acredita-se que os sumérios (3000 ac.) foram os primeiros grandes criadores de animais domésticos e produtores de leite e estão entre os primeiros a fabricar manteiga. Carnes e peixes salgados, gordura trigo, couro e cevada estão associados a esta cultura. O leite, a manteiga e o queijo eram utilizados pelos egípcios em 3000ac. Lingüiças fermentadas foram preparadas e consumidas pelos antigos babilônios e pelos chineses desde 1500 ac. => Outro método de conservação de alimentos que aparentemente surgiu nesta época foi o uso de óleos como o de oliva e de gergelim. O seu uso resultou em alta incidência deintoxicações. Os romanos utilizavam neve para conservação de carnes e frutos do mar em 1000 ac. Nesta época foram aprimoradas as técnicas de defumação de carnes, produção de queijos e vinhos. Entre 3000 e 1200 ac., os judeus utilizaram o sal do Mar Morto para conservação de diversosalimentos. => Os chineses e os gregos utilizavam peixes salgados em sua dieta e acredita-se que os gregos passaram essa técnica aos romanos, cuja dieta incluía carnes em conserva. => A mumificação e a conservação dos alimentos são tecnologias relacionadas e parece que uma tem influencia sobre o aparecimento da outra. Prof. Cláudio 3

4 Aparentemente, poucos avanços foram realizados entre o nascimento de Cristo e 1100 dc. em direção ao entendimento da natureza da toxicidade e da deterioração de alimentos. => Um evento importante de intoxicação matou muita gente na Europa da Idade Média (ergotismo das gramíneas). Mais de 40 mil mortes na França em 943 dc. =>Açougueiros começaram a ser importantes em Em 1248 já era separada a carne comercializável ou não na suíça. Em 1276 já existia lei de inspeção obrigatória nos abatedouros. Apesar desta preocupação com os alimentos até este momento acredita-se que a humanidade não tinha conhecimento da relação entre os microrganismos e os alimentos. Robert Hooke (1665): microscópio rudimentar plantas e fungos. Antonie van Leewenhoek (1674): mundo microbiano 1683 publicação da primeira representação de uma bactéria. Prof. Cláudio 4

5 O progresso da Microbiologia ficou vinculado ao desenvolvimento de instrumentos e técnicas pertinentes ao seu estudo: microscópios com maior poder de resolução; técnicas de cultivo; técnicas de coloração de estruturas celulares. Século XIX: o químico francês Louis Pasteur e o médico alemão Robert Koch desenvolveram estudos que estabeleceram as bases da Microbiologia como ciência experimental estruturada e especializada. Primeira pessoa a avaliar e a entender a presença de microrganismos nos alimentos. Em 1837 ele demonstrou que o azedamento do leite era causado por micróbios e em 1860 utilizou o calor para destruir microrganismos indesejáveis no vinho e na cerveja O PLANETA MICROBIANO Pasteurização Os microrganismos são ubíquos e são capazes de se adaptar a qualquer ambiente, com características fisico-químicas definidas. Os ecossistemas são normalmente colonizados por uma ampla e diversa microbiota, formada principalmente por bactérias e fungos, mas também protozoários e vírus. C est les microbes, qui auront le dernier mot Prof. Cláudio 5

6 Microbiologia no século XXI Meio ambiente Energia Indústria de alimentos Microrganismos Indústria farmacêutica Indústria química Agricultura Biotecnologia Biolixiviação Agentes causadores de doenças Recuperação ambiental biorremediação Prof. Cláudio 6

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8 Microbiologia Médica e Diagnóstica: Descrição dos agentes etiológicos; Vias de transmissão; Medidas de tratamento e prevenção das doenças; Desenvolvimento de estratégias terapêuticas. Microbiologia Ambiental: Estudo dos papéis dos microrganismos nos ecossistemas; Descrição de fenômenos naturais; Prospecção da diversidade microbiana Microbiologia Industrial, Biotecnologia e de Alimentos: Otimização de processos microbianos; Transformação de substratos pela ação de microrganismos; Purificação de produtos microbianos; Biorremediação e biolixiviação. OMS - Desafios do século XXI na área de saúde Prof. Cláudio 8

9 IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS NOS ALIMENTOS 1 Deterioração microbiana 2 Produção de doenças 3 Alterações benéficas IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS NOS ALIMENTOS 1 Deterioração microbiana Transformação do substrato 2 Produção de doenças Colonização e veiculação 3 Alterações benéficas Transformação do substrato Prof. Cláudio 9

10 IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS NOS ALIMENTOS 1 Deterioração microbiana: Microrganismos causadores de alterações químicas prejudiciais. Cor; Odor; Sabor; Textura; Aspecto As alterações são conseqüências do desenvolvimento natural dos microrganismos. Reprodução e perpetuação da espécies - alimento como substrato energético Prof. Cláudio 10

11 IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS NOS ALIMENTOS 2 Produção de doenças: Microrganismos presentes nos alimentos podem apresentar risco à saúde humana e animal. Infecções; Intoxicações; Toxi-infecções As características das doenças dependem de fatores relacionados aos microrganismos, aos alimentos e aos indivíduos consumidores; Chegam aos alimentos por inúmeras vias sempre refletindo condições precárias de higiene (produção, armazenamento, distribuição ou manuseio antes do consumo - nível doméstico, comercial ou industrial) Prof. Cláudio 11

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13 IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS NOS ALIMENTOS 2 Produção de doenças: Fontes de contaminação microbiana para os alimentos: Solo e água; Plantas; Utensílios; Superfície e TGI de seres humanos; Vetores invertebrados e vertebrados; Manipuladores; Ar e poeira. Necessidade de conhecimento e aplicação de técnicas de controle da população microbiana nos alimentos. IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS NOS ALIMENTOS 3 Alterações benéficas: Microrganismos presentes nos alimentos podem alterar as características originais para transformá-lo em novo alimento Podem ser mantidos durante o processo de produção ou podem ser introduzidos intencionalmente. Quando ocorrem naturalmente no alimento, seu crescimento pode ser seletivamente estimulado. Um mesmo microrganismo pode ter atividades diferentes em alimentos diferentes: podem causar deterioração em um alimento, mas estas reações biológicas podem ser desejáveis em outro alimento. Prof. Cláudio 13

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17 IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS NOS ALIMENTOS Produtos de metabolismo microbiano podem ser purificados e utilizados na indústria de alimentos como substratos, conservantes ou agentes de sabor, dentre outras funções. Enzimas Origem Indústria Aplicação Amilase Celulase Aspergillus niger, A. oryzae, Bacillus subtilis, Rhizophus spp, Mucor rouxii Aspergillus niger, Trichoderma viride Panificação Bebidas suplemento de farinha, preparação de massa, alimentos pré-cozidos, elaboração de xaropes preparação de concentrados líquidos de café, clarificação sucos Dextrano-sacarose Leuconostoc mens. Alimentar, bebidas dextrano para diversos uso Glucosioxidase Aspergillus niger Alimentar Invertase Sacharomyces cereviase Alimentar mel artificial eliminação da glicose dos sólidos do ovo Lactase Sacharomyces fragilis Láctea hidrólise da lactose Lipase Pectinase Protease Enzimas parecidas a renina Aspergillus niger, Rhizophus spp, Mucor spp Aspergillus niger, Rhizophus spp, Penicillium Aspergillus oryzae, Bacillus subtilis Mucor Láctea Alimentar, bebidas Cerveja, Panificação, Alimentar Alimentar sabor ao queijo clarificação de vinho e de sucos de frutas impede que a cerveja se enturva ao esfriar, abranda as carnes coalhada do leite para fabricação de queijo Os microrganismos são caracterizados, classificados e identificados através de suas propriedades morfológicas e fisiológicas. Mais recentemente novos critérios têm sido introduzidos relativos às suas características bioquímicas e genéticas. Prof. Cláudio 17

18 Organização taxonômica dos seres vivos Desenvolvimento da microscopia e técnicas bioquímicas 1969 (Robert H. Whittaker) Cinco reinos relacionados com estrutura celular e forma de obtenção de nutrientes Animália (animais) Plantae (plantas) Protista (algas e protozoários) Fungi (fungos) Monera (procariotas) Prof. Cláudio 18

19 Organização taxonômica atual Sistema de classificação fundamentado no argumento de que a divisão dos microrganismos em procariotos e eucariotos era insuficiente 1991 (Carl R. Woese) Divisão dos procariotos em Archae e Bacteria - seqüência do RNAr 16S e 18S Archaea (procariotas) Bacteria (procariotas) Eukarya (eucariotas: fungos, algas, protozoários, plantas e animais) As archaeasão procariotas porque não possuem núcleo envolvido por membrana, mas possuem lipídios e ácidos nucléicos ribossomaisdiferentes das bactérias e dos eucariotos Domínio Aphanobiont a Prof. Cláudio 19

20 Microrganismos de Interesse em alimentos Bactérias Fungos Vírus Prof. Cláudio 20