Os \u00e1cidos org\u00e2nicos t\u00eam sido utilizados, desde h\u00e1 muito tempo, para garantirem a seguran\u00e7a e melhorarem a qualidade dos produtos alimentares. Al\u00e9m da sua potencial atividade antimicrobiana, os \u00e1cidos org\u00e2nicos s\u00e3o usados em produtos alimentares como antioxidantes para retardar a oxida\u00e7\u00e3o de l\u00edpidos e prote\u00ednas, estabilizar a cor, inibir o odor, melhorar a nutri\u00e7\u00e3o e os atributos de qualidade, como “flavor”, sabor, textura e sucul\u00eancia dos alimentos.<\/p>\n\n\n\n
Muitos \u00e1cidos org\u00e2nicos \u2013 ac\u00e9tico, c\u00edtrico, f\u00f3rmico, l\u00e1tico, propi\u00f3nico, s\u00f3rbico e benz\u00f3ico \u2013 e os seus sais \u2013 s\u00e3o geralmente seguros. \u00c0 medida que os fabricantes de produtos procuram formas eficazes de formularem alimentos com r\u00f3tulos saud\u00e1veis, saborosos e mais seguros, rever os fundamentos desses compostos \u00e1cidos e as suas aplica\u00e7\u00f5es pode ajudar a desencadear novas estrat\u00e9gias de formula\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n
Os \u00e1cidos org\u00e2nicos formam-se naturalmente como constituintes dos tecidos animais e de plantas ou podem ser adicionados a produtos alimentares como conservantes, reguladores de acidez ou estabilizantes. Os exemplos incluem \u00e1cido c\u00edtrico em frutas e vegetais, \u00e1cido m\u00e1lico em frutas vermelhas, cerejas, damascos e ma\u00e7\u00e3s, \u00e1cidos tart\u00e1ricos em uvas e frutas c\u00edtricas e \u00e1cido benzoico em arandos. Durante a fermenta\u00e7\u00e3o, bact\u00e9rias ben\u00e9ficas, fungos e leveduras, produzem \u00e1cidos org\u00e2nicos (l\u00e1tico e ac\u00e9tico).<\/p>\n\n\n\n
Os \u00e1cidos org\u00e2nicos s\u00e3o \u00e1cidos fracos e n\u00e3o se dissociam completamente em \u00e1gua. A forma indissoci\u00e1vel atravessa as membranas celulares dos microrganismos. A liberta\u00e7\u00e3o de prot\u00f5es, \u00e1cidos fracos provenientes da dissocia\u00e7\u00e3o intracelular, causa dois problemas para a c\u00e9lula: acidifica\u00e7\u00e3o do citoplasma e acumula\u00e7\u00e3o de ani\u00f5es \u00e1cidos no citoplasma. Se o pH interno da c\u00e9lula baixar, o metabolismo celular \u00e9 prejudicado e o efeito cumulativo da acumula\u00e7\u00e3o de ani\u00f5es \u00e1cidos e da redu\u00e7\u00e3o do pH interno resulta na morte celular. As c\u00e9lulas microbianas respondem \u00e0 redu\u00e7\u00e3o cr\u00edtica do pH atrav\u00e9s de rea\u00e7\u00f5es catalisadas por enzimas para consumo de prot\u00f5es, produzindo compostos essenciais para ajudar a aumentar o baixo pH e eliminando prot\u00f5es atrav\u00e9s do consumo de ATP.<\/p>\n\n\n\n
O modo de atua\u00e7\u00e3o dos \u00e1cidos org\u00e2nicos e dos seus sais \u00e9 geralmente atribu\u00eddo \u00e0 \u201cteoria cl\u00e1ssica dos \u00e1cidos fracos\u201d, na qual os \u00e1cidos fracos inibem os organismos pela difus\u00e3o de \u00e1cidos n\u00e3o dissociados atrav\u00e9s da membrana, dissocia\u00e7\u00e3o dentro da c\u00e9lula em prot\u00f5es e ani\u00f5es e consequente acidifica\u00e7\u00e3o do citoplasma.<\/p>\n\n\n\n
Contudo, foram tamb\u00e9m sugeridos outros modos de atua\u00e7\u00e3o para a inibi\u00e7\u00e3o microbiol\u00f3gica por \u00e1cidos org\u00e2nicos fracos. Por exemplo, o \u00e1cido l\u00e1tico desestabiliza a membrana das bact\u00e9rias Gram negativas, resultando na forma\u00e7\u00e3o de poros, desnatura\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas sens\u00edveis e de DNA e interfere nos processos metab\u00f3licos e anab\u00f3licos. O \u00e1cido c\u00edtrico desestabiliza a membrana externa celular por quela\u00e7\u00e3o de i\u00f5es essenciais. O \u00e1cido s\u00f3rbico inibe enzimas intracelulares e interfere na cadeia de respira\u00e7\u00e3o microbiana, crucial para a gera\u00e7\u00e3o de energia celular. A atividade inibit\u00f3ria do \u00e1cido org\u00e2nico na sobreviv\u00eancia de patog\u00e9nicos e microrganismos deteriorantes pode ser devida a um, ou mais, destes efeitos.<\/p>\n\n\n\n
As propriedades bacteriost\u00e1ticas, ou bactericidas, dos \u00e1cidos org\u00e2nicos dependem das propriedades f\u00edsico-qu\u00edmicas do ambiente circundante e do grau de dissocia\u00e7\u00e3o do \u00e1cido (ou seja, o valor pKa). Isto significa que a efic\u00e1cia de um \u00e1cido org\u00e2nico na inativa\u00e7\u00e3o de bact\u00e9rias patog\u00e9nicas e de deteriora\u00e7\u00e3o alimentar depende da percentagem de \u00e1cido n\u00e3o dissociado a um determinado pH. Por exemplo, em produtos alimentares acidificados a frio com pH 3,3 a 3,8, os investigadores descobriram que a Escherichia coli<\/em> O157:H7 \u00e9 significativamente mais resistente aos \u00e1cidos que a Salmonella<\/em> ou que a Listeria monocytogenes<\/em> a 10\u00baC. A pH 4,1, a E. coli<\/em> O157:H7 e a L. monocytogenes<\/em> tinham uma resist\u00eancia semelhante ao calor e ao \u00e1cido em salmoura vegetal acidificada (Breidt et al.<\/em>, 2005<\/a>). Noutro estudo, que investigou o sumo de pepino com \u00e1cido ac\u00e9tico a pH 4,6, os investigadores descobriram que L. monocytogenes<\/em> foi o organismo mais resistente ao calor e ao \u00e1cido testado, seguido por Salmonella enterica<\/em> ou E. coli <\/em>O157:H7, dependendo da temperatura entre 56\u00baC e 66\u00baC. A uma temperatura de refer\u00eancia de 71\u00baC, o tempo m\u00e9dio de redu\u00e7\u00e3o 5-log foi de 4,9 min para L. monocytogenes<\/em>, 4,4 min para E. coli<\/em> O157:H7 e 3,3 min para Salmonella enterica<\/em> (Breidt et al.<\/em>, 2014<\/a>).<\/p>\n\n\n\n Os microrganismos tamb\u00e9m respondem a altera\u00e7\u00f5es nas concentra\u00e7\u00f5es externas e internas de prot\u00f5es (por exemplo: i\u00f5es de hidrog\u00e9nio) para se manterem vivos. A concentra\u00e7\u00e3o de prot\u00f5es \u00e9 medida como pH. A um pH baixo, com elevada concentra\u00e7\u00e3o de prot\u00f5es, os ambientes \u00e1cidos afetam negativamente a estrutura e fun\u00e7\u00e3o das c\u00e9lulas. Para fazer face ao stress<\/em> \u00e1cido, algumas bact\u00e9rias produzem \u00e1cidos gordos em n\u00edveis mais elevados para modificarem a composi\u00e7\u00e3o lip\u00eddica da membrana e reduzirem a permeabilidade da membrana aos prot\u00f5es. As c\u00e9lulas adaptadas ao \u00e1cido t\u00eam uma maior resist\u00eancia \u00e0 inativa\u00e7\u00e3o por \u00e1cidos org\u00e2nicos e podem sobreviver melhor em alimentos acidificados do que as c\u00e9lulas n\u00e3o adaptadas. A E. coli<\/em> O157:H7, a Salmonella<\/em> e a L. monocytogenes<\/em> resistentes ao \u00e1cido podem sobreviver o tempo suficiente em alimentos acidificados para causar doen\u00e7as.<\/p>\n\n\n\n Tradicionalmente, a acidifica\u00e7\u00e3o direta dos produtos hort\u00edcolas por concentra\u00e7\u00f5es elevadas de \u00e1cidos, sem processamento t\u00e9rmico, era o principal m\u00e9todo de conserva\u00e7\u00e3o. A deteriora\u00e7\u00e3o ocorre normalmente devido a uma acidifica\u00e7\u00e3o e pasteuriza\u00e7\u00e3o incorretas. A maioria dos \u00e1cidos desempenha um papel significativo na cria\u00e7\u00e3o do perfil geral de sabor e aroma e na manuten\u00e7\u00e3o da cor e textura dos alimentos. Os produtos com elevado teor de \u00e1cido ac\u00e9tico (pH < 4,0) s\u00e3o os produtos alimentares mais seguros do ponto de vista microbiol\u00f3gico. No entanto, o aroma e o sabor pungentes do \u00e1cido ac\u00e9tico levaram os fabricantes de alimentos a considerarem \u00e1cidos org\u00e2nicos mais suaves, como os \u00e1cidos c\u00edtrico, m\u00e1lico e l\u00e1tico.<\/p>\n\n\n\n Atualmente, a preserva\u00e7\u00e3o \u00e9 normalmente conseguida atrav\u00e9s da adi\u00e7\u00e3o de uma baixa concentra\u00e7\u00e3o de \u00e1cidos org\u00e2nicos e de uma pasteuriza\u00e7\u00e3o suave. Nos alimentos acidificados processados pelo calor, as condi\u00e7\u00f5es de processamento s\u00e3o determinadas para assegurar uma redu\u00e7\u00e3o de 5-log dos agentes patog\u00e9nicos bacterianos vegetativos, tais como E. coli<\/em> O157:H7, Salmonella <\/em>e L. monocytogenes<\/em>.<\/p>\n\n\n\n A toler\u00e2ncia t\u00e9rmica dos agentes patog\u00e9nicos em produtos tratados termicamente pode variar em diferentes n\u00edveis de pH e dependendo do acidificante utilizado. Por exemplo, verificou-se que a E. coli<\/em> O157:H7 era significativamente mais resistente ao calor e ao \u00e1cido do que a Salmonella<\/em> e a L. monocytogenes<\/em> em pur\u00e9 de tomate acidificado a pH 4,2 utilizando \u00e1cido c\u00edtrico ou ac\u00e9tico, enquanto a L. monocytogenes<\/em> era a mais resistente ao calor e ao \u00e1cido em pur\u00e9 acidificado a pH 3,8 utilizando \u00e1cido ac\u00e9tico, mas n\u00e3o \u00e1cido c\u00edtrico (Dufort, 2017<\/a>).<\/p>\n\n\n\n Os requisitos m\u00ednimos de crescimento para os agentes patog\u00e9nicos est\u00e3o bem estabelecidos. No entanto, a sobreviv\u00eancia dos agentes patog\u00e9nicos varia consoante o tipo de \u00e1cido e o n\u00edvel de pH associado aos micr\u00f3bios espec\u00edficos. Num estudo, os valores m\u00ednimos de pH para o crescimento de E. coli<\/em> enterohemorr\u00e1gica em caldo foram 4,25 e 5,5 para o \u00e1cido clor\u00eddrico e o \u00e1cido ac\u00e9tico, respetivamente. Posteriormente, verificou-se que a Salmonella<\/em> era menos resistente ao calor que a E. coli<\/em> O157:H7 ou a L. monocytogenes <\/em>numa solu\u00e7\u00e3o de salmoura ajustada a pH 4,1 com \u00e1cido ac\u00e9tico.<\/p>\n\n\n\n Da mesma forma, um estudo recente descobriu que a E. coli<\/em> O157:H7, Salmonella<\/em> e L. monocytogenes <\/em>foram inativadas por 0,5h ap\u00f3s a inocula\u00e7\u00e3o em molhos acidificados a pH 3,2 com \u00e1cido ac\u00e9tico. Em compara\u00e7\u00e3o, foram necess\u00e1rias pelo menos 48h para obter a mesma inativa\u00e7\u00e3o quando foi utilizado \u00e1cido c\u00edtrico (Lobo et al.<\/em>, 2019<\/a>). Os investigadores tamb\u00e9m determinaram os efeitos espec\u00edficos da concentra\u00e7\u00e3o de \u00e1cido ac\u00e9tico e do pH (de forma independente e combinada) na sobreviv\u00eancia de E. coli<\/em> O157:H7. A um pH equivalente, o \u00e1cido ac\u00e9tico foi mais eficaz do que os \u00e1cidos n\u00e3o inibit\u00f3rios, como o \u00e1cido clor\u00eddrico, para controlar o pH.<\/p>\n\n\n\n As respostas microbiol\u00f3gicas ao stress <\/em>\u00e1cido e \u00e0 resist\u00eancia aos \u00e1cidos podem ser determinadas utilizando abordagens bem conhecidas dos dom\u00ednios da microbiologia ou atrav\u00e9s de muitas tecnologias e abordagens inovadoras em r\u00e1pido desenvolvimento. Por exemplo, as experi\u00eancias de evolu\u00e7\u00e3o em laborat\u00f3rio, combinadas com Whole Genome Sequencing<\/em> (WGS), permitiram obter novos conhecimentos sobre a resist\u00eancia e a toler\u00e2ncia aos \u00e1cidos. O WGS pode fornecer um poder de resolu\u00e7\u00e3o mais elevado do que os m\u00e9todos de subtipagem e informa\u00e7\u00f5es sobre a resist\u00eancia e a toler\u00e2ncia aos \u00e1cidos. Uma abordagem combinada utilizando WGS e metagen\u00f3mica pode gerar informa\u00e7\u00f5es sin\u00e9rgicas na determina\u00e7\u00e3o de respostas adaptativas a ambientes \u00e1cidos.<\/p>\n\n\n\n Al\u00e9m disso, a microbiologia preditiva, que \u00e9 utilizada para prever os efeitos de fatores intr\u00ednsecos, extr\u00ednsecos e de processamento no crescimento de microrganismos, ir\u00e1 provavelmente fazer avan\u00e7ar a compreens\u00e3o das aplica\u00e7\u00f5es de \u00e1cidos para a seguran\u00e7a e qualidade alimentar. Estes modelos matem\u00e1ticos determinam o prazo de validade dos alimentos ou avaliam o crescimento potencial dos agentes patog\u00e9nicos nos alimentos<\/strong>. Estes modelos foram desenvolvidos para avaliar o efeito do pH, a concentra\u00e7\u00e3o da forma n\u00e3o dissociada do \u00e1cido utilizado num determinado pH e outros par\u00e2metros como a temperatura, a atividade da \u00e1gua, o sal e os conservantes (por exemplo, nitritos).<\/p>\n\n\n\n Se pretende explorar os mais recentes desenvolvimentos em mat\u00e9ria de seguran\u00e7a e qualidade alimentar, a nossa equipa pode fornecer informa\u00e7\u00f5es valiosas sobre esta \u00e1rea, em constante evolu\u00e7\u00e3o ao n\u00edvel dos avan\u00e7os microbiol\u00f3gicos e dos modelos preditivos. Os nossos m\u00e9todos laboratoriais inovadores e os servi\u00e7os de Whole Genome Sequencing<\/em> (WGS) oferecem perspetivas novas e inovadoras sobre a resist\u00eancia a \u00e1cidos. <\/p>\n\n\n\nConserva\u00e7\u00e3o<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
A sobreviv\u00eancia dos agentes patog\u00e9nicos varia significativamente em fun\u00e7\u00e3o do tipo de \u00e1cido e do n\u00edvel de pH associado a microorganismos espec\u00edficos.<\/em><\/h3>\n\n\n\n
O futuro<\/strong><\/h2>\n\n\n\n