Qual a temperatura ideal para reduzir ou eliminar os microrganismos presentes nos alimentos?

Redução da atividade de água - Conservação de Alimentos

Texto extraído de "Microbial Ecology of Foods" volume 1, Academic Press, 1980.

O crescimento e o metabolismo dos microrganismos demanda presença de água em forma disponível. A medida mais comumente empregada para expressar a disponibilidade de água em alimentos é a atividade de água (aw ).

Para reduzir a atividade de água em alimentos, podemos aumentar a concentração de solutos na fase aquosa do alimento, tanto pela remoção de água quanto pela adição de solutos. Como exemplo, temos a desidratação que promove a remoção de água; como temos a cura ou salga, ou xaropeamento e adoçamento (syruping/ sugaring) que significa adição de açúcar como soluto, abaixando a aw e preservando o alimento.

Uma pequena redução da aw muitas vezes já traz efeitos suficientes para preservar um alimento, se tal redução for associada com outros fatores, como adição de nitrito em algumas carnes curadas ou defumadas.

1 - Definição de Atividade de água

A atividade de água de um alimento ou solução pode ser definida como a razão entre a pressão de vapor de água do alimento (p) e a pressão de vapor da água pura sob uma mesma temperatura (po)

aw = p/ po

Quando solução torna-se mais concentrada, a pressão de vapor decresce e a aw cai de um valor máximo igual a 1 (um) para a água pura.

Para ilustração complementar, vale lembrar a lei de Raoult, relacionando atividade de água e concentração de soluto, a qual pode ser expressa da sequinte forma:

p/po =n2/ n1 + n2

Ou seja, a pressão de vapor da solução em relação a do solvente puro é igual à fração molar do solvente, onde p e po são as pressões de vapor da solução e do solvente, enquanto n1 e n2 são número de moles do soluto e do solvente, respectivamente.

As tabelas 4.1 e 4.2 abaixo, fornecem dados de atividades de água de solução de relevância para a preservação de alimentos (cloreto de sódio, sacarose, glicose, açúcar invertido e amidos incompletamente hidrolizados). Concentrações em °Brix e °Baumé, termos largamente empregados na indústria alimentar, são também dados quando apropriado.

Dados como estes permitem que se faça uma predição da atividade de água de uma solução simples de composição conhecida. Mas a relação entre a composição de um alimento real e sua aw é muito mais complexa.

2 - Relação entre atividade de água e teor de água

A Figura 4.1 apresenta uma isoterma de solução de água, para alguns alimentos, a uma temperatura constante de aproximadamente 20°C. Este é o artifício que se adota com alternativa às Tabelas anteriores, que são viáveis apenas para soluções simples de composição dada, sempre que se tratar de predizer atividade de água em alimentos.

Para construir tais curvas, pesquisas são conduzidas em laboratórios, sob condições controladas. Ou seja, o valor de atividade de água, de um determinado alimento, é estudado para diversos níveis de umidade de produto, de onde se obtém os pontos que permitirão construir as curvas.

3 - Efeitos da redução da atividade de Água nos Microrganismos

Muitos microrganismos, incluindo bactérias patogênicas, desenvolvem-se mais rapidamente quando a atividade de água apresenta níveis no intervalo de 0,995 à 0.980. Vale aqui lembrar que a maioria que dos meios de cultura usados em laboratório variam de 0,999 à 0.990.

Abaixo de 0,980 a taxa de crescimento e a população estacionária decrescem, enquanto então aumenta a chamada lag fase. Quando a aw é suficientemente baixa, o que é difícil definir precisamente, a lag fase torna-se infinita, isto é, o desenvolvimento microbiano não ocorre.

O desenvolvimento da maioria das bactérias e bolores estão restritos a valores de aw acima de 0,90. Entretanto, os organismos de maior importância na preservação de alimentos incluem muitos cujo crescimento pode ocorrer a níveis muito mais baixos de aw. São os denominados halófilos, xerófilos e osmófilos.

Halofílicos são incapazes de se desenvolver em meios sem cloreto de sódio e frequentemente exigem altos teores dessa substância para seu desenvolvimento. São geralmente bactérias e comumente mais tolerantes ao sal que organismos não halofílicos.

Xerofílicos são os microrganismos que se desenvolvem mais velozmente sob condições relativamente secas, ou capazes de se desenvolver sob atividades de água abaixo de 0.85. São bolores e leveduras.

Já osmofílicos são os capazes de se desenvolver em ambientes de alta pressão osmótica. O termo é mais comumente aplicado para leveduras tolerantes ao açúcar. No gráfico baixa, mostram taxas de crescimentos relativo, para cinco microrganismos, são comparados em função da aw. Curvas 1, 2 e 3 cobrem o intervalo de respostas mais comumente vistas em bactérias não-halofílicas. Curvas 4 e 5, respectivamente, referem-se a uma extremamente halofílica bactéria e a um bolor xerofílico.

O conhecimento da mais baixa atividade de água sob a qual um determinado microrganismo pode ainda se desenvolver é aspecto de maior importância na ecologia microbiana de alimentos.

A tabela 4.3 abaixo, apresenta o nível de aproximadamente mínimo de que aw permite o desenvolvimento de uma lista selecionada de microrganismos relevantes em alimentos e tecnologia alimentar.

Também a sobrevivência microbiana, como o próprio crescimento já visto aqui, é afetada pela atividade de água do ambiente. A aw influencia a resistência ao calor e ao frio, dos microrganismos; e, portanto, isto é muito relevante quando se trata de processamento térmico de alimentos.

As taxas de morte microbiana são reduzidas sob temperatura ambiental e sob refrigeração, quando a aw é abaixada ou a concentração de solutos aumenta. Mas essa proteção pode ser diminuída substancialmente sob condições ácidas.

De toda forma, deve ser lembrando, mais uma vez, que a sobrevivência a temperatura elevadas é geralmente menor sob alta aw .

4 - Grupos de Alimentos com Base em suas aw

a) 0,98 e acima:

Carne frescas e peixe fresco; frutas e vegetais; leite e outros bebidas; vegetais enlatados em salmoura e frutas enlatadas em xarope leve. Sendo alimentos muito úmidos, incluindo aqueles com menos de 3,5% de sal e 26% de açúcar na fase aquosa, permitem o crescimento de bactérias patogênicas e microrganismos deteriorantes, com exceção de halofílicos e xerofílicos extremos.
b) Abaixo de 0,98 até 0,93:

Leite evaporado; massa de tomate; carnes curadas; queijo Gouda; pão; queijo processado; salsichas cozidas; carnes e peixes levemente salgados.

Concentração máxima de sal ou açúcar na fase aquosa deste alimento será próximo de 10 e 50%, respectivamente. Todas as bactérias patogênicas podem se desenvolver, no mínimo, na parte mais elevada deste intervalo de aw.

c) Abaixo de 0,93 até 0,85:

Carne seca, presunto cru, leite condensado, queijo Cheddar maturado. Este grupo inclui alimentos com mais de 17% de sal ou sacarose saturada na fase aquosa. Muitos bolores que produzem micotoxinas podem se desenvolver nestas condições, mas apenas uma bactéria patogênica conhecida "Staphylococcus aureus"

d) Abaixo de 0,85 até 0,60:

Alimentos de atividade de água intermediária; frutas desidratadas; farinhas; cereais; geléias; melado; pescado; fortemente salgado; extrato de carne; nozes; alguns queijos maturados.

Bactérias patogênicas não se desenvolvem nestes intervalos de aw. Mas pode ocorrer deterioração provocada por microrganismos xerofílicos, osmofílicos ou halofílicos.

e) Abaixo de 0,60:

Chocolate; mel; macarrão; biscoitos; batata chips, leite em pó, vegetais desidratados.

Microrganismos não se multiplicam abaixo de 0,60 aw. Mas podem permanecer viáveis por um tempo prolongado.

Qual a temperatura ideal para reduzir ou eliminar os microorganismos presentes nos alimentos?

Qual a temperatura adequada para reduzir o crescimento de bactérias?

Qual a temperatura ideal para o desenvolvimento de microrganismos?

Qual a temperatura ideal para os alimentos?