Baixe Tecnologia de Alimentos de Origem Animal e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Alimentos, somente na Docsity! CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MATO GROSSO CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA PROCESSOS QUÍMICOS ORGÂNICOS I PROFESSORA MSc.CRISTIANE LOPES PINTO FERREIRA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS DE ORIGEM ANIMAL CUIABÁ/MT MICROBIOLOGIA DOS ALIMENTOS 1. INTRODUÇÃO: Alimento é toda substância para o consumo humano, que se ingere no estado natural ou elaborado, podendo ser sólido, líquido, pastoso ou qualquer outra forma adequada, que forneça ao organismo humano os elementos normais à sua formação, manutenção e desenvolvimento. Porém, além de nutrir o organismo, o alimento também serve de substratos ideais para a multiplicação de uma variedade de microrganismos, constituindo-se em meio de cultura, representando riscos à saúde do consumidor. Os microrganismos de interesse em alimentos podem ser classificados em 3 grupos: • Deterioradores: são aqueles microrganismos que promovem alterações sensoriais no alimento, como cor, odor, sabor e textura, resultantes de sua atividade metabólica natural. Bactérias proteolíticas: Pseudomonas, Clostridium, Bacillus; Bactérias lipolíticas: Pseudomonas, Alcaligenes; Bactérias pectinolíticas: Aeromonas, Flavobacterium; Bactérias produtoras de viscosidade: Alcaligenes viscolatis; Bactérias produtoras de pigmentos: Flavobacterium, Halobacterium. • Patogênicos: microrganismos que representam risco à saúde do homem e dos animais, podendo chegar aos alimentos por inúmeras vias, geralmente como reflexo de condições precárias de higiene durante o processo de produção. Bacillus cereus; Clostridium botulinum; Clostridium perfringens; Listeria monocytogenes; Salmonella spp; Shigella spp; Staphylococcus aureus; Vibrio cholerae. • Benéficos ou úteis: microrganismos utilizados industrialmente, que causam alterações benéficas na matéria-prima, modificando suas características originais. São geralmente utilizados na fermentação de alimentos Lactobacillus. 2. ELEMENTOS DE MICROBIOLOGIA: Os microrganismos abrangem várias formas: • Bactérias patogênicas e deteriorantes; • Fungos patogênicos e deteriorantes; • Vírus; • Parasitos: Protozoários (ameba, giárdia); Helmintos (Ascaris lumbricoides, Taenia solium, Taenia saginata). • Príons; • Miíases; • Rickettsias. 2 2.3 VÍRUS Possuem organização estrutural simples, formados por um único tipo de ácido nucléico (DNA o RNA). São incapazes de se reproduzir fora das células vivas, constituindo-se parasitos intracelulares obrigatórios. Suas principais características: • São constituídos pelo material genético (DNA ou RNA), circundado por uma camada protéica (cápside) e são incapazes de produzir ATP, portanto, necessitam de uma célula viva para se replicar, da qual utilizam as estruturas celulares que lhe faltam e o ATP da célula parasitada; • Utilizam células de animais, vegetais e mesmo de microrganismos para se replicarem; • Os vírus também possuem organotropismo, ou seja, especificidade por órgãos ou tecidos, alguns parasitam semente bactérias (bacteriófagos); • São inativos em alimentos (não se reproduzem); • São vírus veiculados por alimentos: rotavírus, vírus da hepatite A, norwalk, etc.); • São problemáticos na indústria que trabalha com microrganismos úteis, tais como na produção de iogurtes, queijos (bacteriófagos); • Vírus patogênicos têm veiculação oral-fecal; • São sensíveis a altas temperaturas, pH, e certos índices de umidade e a certos sanitizantes de superfície (hidróxido de sódio 2%, carbonato de sódio 4% e ácido cítrico 0,2%); • A febre aftosa é uma doença contagiosa dos ruminantes domésticos e selvagens, causada por um vírus da família Picornaviridae, gênero Aphtovirus. • O Vírus da Febre Aftosa (VFA) é preservado sob refrigeração e congelamento; é inativado ⇑50ºC e pH⇑9,0; • VFA é resistente aos iodóforos, aos compostos de amônia quaternária, hipoclorito e ao fenol; • Transmissão VFA: leite, carne e derivados. 5 2.4 PARASITOS São classificados em protozoários e Helmintos. 2.4.1 PROTOZOÁRIOS Suas principais características são: • Unicelulares, microscópicos, eucariontes; • Veiculados por alimentos crus ou mal cozidos e pela água contaminada com seus cistos (ovos); • Os protozoários de maior importância em alimentos são: Toxoplasma gondii (toxoplasmose), Giardia lamblia (giardíase), Entamoeba histolytica (amebíase); • Reprodução por fissão; • São inativos em alimentos (não se multiplicam nos alimentos). 2.4.2 HELMINTOS Suas principais características são: • Multicelulares, eucariontes; • A forma infectante é microscópica; • Podem alcançar dimensões significativas; • Os helmintos de maior importância em alimentos são: Ascaris lumbricoides (ascaridíase), Strongyloides stercoralis (estrongiloidíase), Taenia saginata (teníase), Taenia solium (teníase); • Produzem ovos; • São inativos em alimentos (não se multiplicam nos alimentos). 2.5 OUTROS AGENTES INFECTANTES Existem outros agentes infectantes de importância para os alimentos, como os príons, as rickettsias e as miíases, sendo os príons e as rickettsias de ocorrência mais rara. 2.5.1 PRÍONS • São pequenas partículas protéicas infecciosas; • Capazes de se multiplicar no organismo hospedeiro; • Agem sobre o sistema nervoso do hospedeiro; • Provocam a Encefalopatia Espongiforme Bovina (EEB, “vaca louca”); • Transmissível pela carne; • Resistente a desinfecção e a temperatura; • É termorresistente e seu controle é realizado obrigatoriamente na produção animal. 2.5.2 RICKETTSIAS • Apresentam estrutura celular; • São incapazes de produzir ATP; • Parasitos intracelulares obrigatórios. 2.5.3 MIÍASES • É a ingestão de ovos de moscas nos alimentos; • Estes ovos eclodem no intestino liberando larvas que parasitam o intestino do hospedeiro. 6 3. SIGNIFICADO DOS MICRORGANISMOS NOS ALIMENTOS: 3.1 Indicadores de aspectos higiênicos: As determinações microbianas que permitem avaliar higienicamente um produto, no que se refere à aplicação de Práticas de Higiene em toda a sua cadeia de produção e exposição ao consumo. Baseiam-se em determinações analíticas de contagem total de bactérias (coliformes totais-fecais) e contagem total de fungos. A avaliação da presença/ausência ou números baixos desses microrganismos não é suficiente e não está diretamente relacionada com conclusões sobre o risco do consumidor. Esses indicadores estão relacionados com a qualidade do processamento dos alimentos. 3.2 Indicadores de aspectos higiênico-sanitários: Esse grupo de indicadores é composto por coliformes de origem fecal. A Escherichia coli não-patógena é integrante normal da microbiota intestinal de animais de sangue quente e consiste em importante indicador deste grupo; Os Estreptococos fecais também são indicadores de contaminação fecal. 3.3 Indicadores de processamento e/ou manipulação inadequados: Pertencem a esse grupo vários microrganismos, que dependem do produto e seu respectivo processamento: • Enlatados: são indicadores as bactérias mesófilas, termófilas, aeróbias e anaeróbias; • Leite pasteurizado: bactérias psicrotróficas e mesófilas; • Verduras: coliformes fecais; • Pratos prontos para o consumo: S. aureus, coliformes fecais, B. cereus; Dependendo do número/g ou ml, podem indicar higiene, higiene e sanidade e até impropriedade para o consumo. 3.4 Microrganismos úteis em alimentos: São microrganismos usados nos processos de transformação de matérias- primas em produtos alimentícios. São controlados, cujo metabolismo sobre os nutrientes da matéria-prima, dá como resultado final um metabólito não tóxico. Usados para fermentação de pão e similares, cerveja, chopp, iogurte, queijos. Alguns deles como o levedo de cerveja apresentam propriedades medicamentosas, como fonte de vitaminas do complexo B e como o iogurte, protetor e restaurador da microbiota intestinal (probióticos). Esse grupo não faz parte das normas e padrões legais, porém é importante para o controle de processos industriais. 3.5 Indicadores de risco de doença alimentar: • Infecção Alimentar: quando a doença alimentar é causada pela ingestão de alimentos contendo células viáveis de microrganismos patogênicos, como por exemplo, Salmonella spp, Shigella spp, Yersinia enterocolítica, entre outros; • Intoxicação Alimentar: quando a doença alimentar é causada pela ingestão de alimentos contendo toxinas microbianas pré-formadas. Essas toxinas são produzidas durante a intensa proliferação dos microrganismos patogênicos no 7 Os microrganismos podem estar aderidos às superfícies como paredes, vidros, madeira, plásticos, borracha, aço inox, e o contato do alimento com uma superfície contaminada aumentam a carga microbiana do alimento. As máquinas e seus acessórios são fontes de contaminação: tubos, filtros, facas, cestos, baldes, cubas, etc. Portanto, a limpeza e a desinfecção constituem importantes meios de prevenção da contaminação dos alimentos. 5. CURVA DE MULTIPLICAÇÃO MICROBIANA: Figura 1. Curva de crescimento microbiano A multiplicação microbiana obedece a uma curva, essa curva pode ser dividida em 4 fases: • Fase lag (fase de latência ou adaptação): as células estão se multiplicando, e sintetizando enzimas apropriadas para digerir os nutrientes do alimento. Nesta fase o microrganismo se adapta ao novo ambiente e assim, se um microrganismo presente no solo contaminar uma carne, levará um tempo para se adaptar ao novo substrato, pois terá que começar a produzir enzimas capazes de digerir os nutrientes da carne, assim a fase lag será longa. Entretanto, se a contaminação da mesma carne for feita através de resíduos de carne de uma superfície mal higienizada, os microrganismos já estarão adaptadas ao alimento e, assim, vão se multiplicar mais rapidamente. • Fase log (fase exponencial): ocorre multiplicação máxima e constante. Esta fase termina quando as condições do meio se alteram pela atividade metabólica dos microrganismos, como limitação de nutrientes, acúmulo de metabólitos tóxicos e ácidos e ausência de oxigênio. O tempo de geração varia de acordo com o microrganismo. • Fase estacionária: a multiplicação microbiana é interrompida por falta de nutrientes, devido ao acúmulo de material tóxico, à mudança de pH e a indisponibilidade de oxigênio. • Fase de declínio ou morte: o número de microrganismos vivos começa a diminuir, em função das condições adversas. 10 O entendimento do comportamento desta curva serve para modular o desenvolvimento microbiano no alimento, de modo a controlar (estabilizar, reduzir ou acelerar) a população presente, seja constituída por microrganismo útil industrialmente, deteriorante ou patogênico. Para isso, pode-se recorrer a diferentes parâmetros que influenciam o desenvolvimento microbiano no alimento, como pH, temperatura, atividade de água, umidade, etc. 6. PARÂMETROS QUE AFETAM A MULTIPLICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS EM ALIMENTOS: Para que o crescimento microbiano resulte em deterioração e/ou possa oferecer perigo de doença alimentar é necessário que fatores intrínsecos, extrínsecos e implícitos possam se combinar para influenciar na colonização da microbiota, além de permitir o crescimento e sobrevivência durante o processamento. Assim, vários são os fatores que irão interferir ou influenciar no tipo e número de microrganismos presentes nos alimentos, todos estes fatores associados irão influenciar na taxa e velocidade de deterioração e consequentemente na vida útil dos alimentos. 6.1 FATORES INTRÍNSECOS: é a expressão das propriedades físicas e da composição química do próprio alimento, assim como de algumas propriedades biológicas. São os fatores inerentes ao alimento. • Atividade de água (Aa/Aw): a atividade de água de um alimento se define como o quociente entre a pressão de vapor do soluto e a pressão de vapor da água pura à mesma temperatura. Aa = pressão de vapor da solução (p) pressão de vapor do solvente puro (p0) A atividade de água de um alimento reflete a água livre, disponível no alimento. A água livre no alimento é a única forma passível de utilização dos microrganismos A atividade de água varia de 0 a 1, sendo que a atividade de água da água pura é 1. A adição de soluto reduz a atividade de água do alimento, ou seja, consiste em um meio de conservação. Os microrganismos podem ser classificados segundo o grau de necessidade de água livre para sua multiplicação: Hidrófitos: Aa mínima ≥0,90 Xerófitos: Aa mínima <0,85 Halófitos: 0,75 (toleram alta concentração salina) Osmófitos: 0,62-0,60 (toleram alta concentração de açúcar) 11 Tabela 1. Valores de atividade de água mínima para multiplicação de microrganismos em alimentos MICRORGANISMO Aa mínima Maioria bactérias 0,91-0,88 Maioria leveduras 0,88 Maioria bolores 0,80 Bactérias halófitas 0,75 Bolores xerófitos 0,71 Bolores xerófitos e leveduras osmófitas 0,62-0,60 Em geral, as bactérias exigem valores mais elevados de Aa que os fungos, e as bactérias Gram negativas são mais exigentes que as Gram positivas. A maior parte das bactérias deteriorantes não se desenvolve abaixo de Aa=0,91, enquanto que os fungos podem multiplicar-se até Aa=0,80. Já as bactérias patogênicas, como o Staphylococcus aureus, são capazes de se desenvolver em Aa=0,86. A redução da atividade de água abaixo de 0,60 impossibilita a multiplicação de microrganismos, principalmente bactérias, e isto pode ser feito pela adição de sais ou pela desidratação. Tabela 2. Valores de Aa de alguns alimentos Valores de Aa Tipos de alimentos ≥0,98 carnes e pescados frescos, leite, frutas, hortaliças 0,93-0,98 pão, embutidos, sucos de frutas, queijos 0,93-0,85 leite condensado, carne seca 0,85-0,60 farinha, cereais, frutas secas <0,60 doces, chocolate, ovos e leite em pó • pH: o grau de acidez dos alimentos tem uma influência na determinação da microbiota alterante, principalmente no que se refere aos alimentos com baixo pH. No estado natural, a maioria dos alimentos como carnes, pescados e produtos vegetais, é ligeiramente ácida, enquanto alimentos como a clara de ovo e alguns produtos lácteos são alcalinos. 12 • Constituintes antimicrobianos: são compostos químicos naturais presentes no alimento que apresentam atividade antimicrobiana (conservante). Dentre estas substâncias destacam-se: Lactenina ou lacteína: no leite fresco Lisozima, conalbumina, avidina e ovomucina: ovo Eugenol: cravo Ácido cinâmico: canela Alicina: alho Ácido benzóico: vegetais Timol e isotimol: orégano • Estruturas biológicas: tais como a casca e membrana dos ovos, as cascas das sementes impedem a penetração de microrganismos. A mesma proteção é encontrada nos animais vivos pela pele, penas ou pêlos. Essas estruturas funcionam como barreiras mecânicas para a penetração de microrganismos. A idade e o grau de maturação influenciam na eficácia dessas barreiras mecânicas protetoras. 6.2 FATORES EXTRÍNSECOS: são fatores externos ao alimento que exercem influência sobre a microbiota. • Temperatura: o fator externo mais importante que afeta a multiplicação de microrganismos é a temperatura. Os microrganismos podem desenvolver em temperaturas que variam de 2°C a 70°C, porém a faixa preferida pela maioria é de 15°C a 50°C. Já se constatou a multiplicação em temperaturas extremas como -35°C e 100°C. Por isso, é importante considerar os limites de multiplicação em relação à temperatura, para podermos selecionar a temperatura de conservação apropriada para os diferentes tipos de alimentos. A temperatura afeta a duração da fase lag, a velocidade de multiplicação, as necessidades nutritivas e a composição química e enzimática das células. Os efeitos letais do congelamento e resfriamento dependem do microrganismo considerado e das condições de tempo e temperatura de armazenamento (binômio tempo/temperatura). Alguns microrganismos permanecem viáveis durante longos períodos de tempo em alimentos congelados. A resistência a temperaturas mais altas depende, fundamentalmente, da característica do microrganismo e do alimento. Esporos apresentam marcada resistência térmica. Cada microrganismo tem uma temperatura mínima, ótima e máxima de crescimento, e podem ser classificados de acordo com a tabela abaixo. Tabela 5. Classificação dos microrganismos com relação à sua temperatura para multiplicação Microrganismos Temperatura mínima (°C) Temperatura ótima (°C) Temperatura máxima (°C) Termófilos 35-45 45-65 60-90 Mesófilos 5-25 25-40 40-50 Psicrófilos -5 a +5 10-15 15-20 Psicrotróficos -5 a +5 23-30 30-35 15 O termo psicrófilo é reservado para os microrganismos que se desenvolvem entre 0 e 20ºC, com um intervalo ótimo entre 10 e 15ºC. As bactérias mais importantes desse gênero em alimentos são: Pseudomonas (deteriorante), Salmonela, Clostridium, Streptococcus (patogênicos). Já os psicrotróficos embora se desenvolvam entre 0 e 7°C, suas temperaturas ótima e máxima aproximam-se dos limites dos mesófilos, e causam deterioração em produtos cárneos e vegetais sob refrigeração. Tanto psicrófilos quanto psicrotróficos multiplicam-se bem em alimentos refrigerados, sendo os principais agentes de deterioração de carnes, ovos, pescados, frangos, etc. Nesse grupo podem ser incluídos Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, Micrococcus. A grande maioria dos microrganismos patogênicos é mesófila, sendo constituída pela maioria das bactérias e fungos. Os termófilos multiplicam-se e sobrevivem ao cozimento e a determinadas pasteurizações. Os fungos são capazes de crescer em faixa de temperatura mais ampla que as bactérias. Muitos fungos são capazes de se multiplicarem em alimentos refrigerados. As leveduras, por sua vez, não toleram bem altas temperaturas, preferindo a faixa mesófila e psicrófila. • Atmosfera que envolve o alimento: a composição gasosa do ambiente que envolve o alimento pode determinar os tipos de microrganismos que poderão se multiplicar, pois muitos microrganismos necessitam do oxigênio e outros não o toleram. O uso de atmosfera controlada (AC) ou modificada (AM) poderá modificar sobremaneira a natureza do processo de deterioração, chegando mesmo a retardá-lo. A presença do oxigênio favorecerá a multiplicação de aeróbios, enquanto sua ausência levará a predominância de anaeróbios. O uso de AC ou AM (gás carbônico e oxigênio) é necessário como meio de conservação do alimento, chegando a retardar sua deterioração e maturação. O CO2 é o gás mais utilizado na prática industrial, particularmente em carne e frutas. Porém, também se utiliza o óxido de etileno, óxido de propileno, dióxido de enxofre e ozônio. • Umidade: parâmetro extrínseco que influencia na atividade de água do alimento, pois há uma correlação estreita entre a atividade de água de um alimento e a umidade relativa do ambiente. Quando o alimento está em equilíbrio com a atmosfera, a umidade relativa é igual a atividade de água vezes 100. Assim, alimentos conservados em ambiente com umidade relativa superior à sua Aa, tenderão a absorver umidade do ambiente, causando um aumento em sua Aa. Por outro lado, os alimentos perderão água se a umidade ambiental for inferior à sua Aa, causando redução nesse valor. Essas alterações provocarão modificações na capacidade de multiplicação dos microrganismos presentes, que será determinada pela Aa final do alimento. 6.3 FATORES IMPLÍCITOS: é o efeito da interação dos microrganismos já presentes no alimento, sobre o crescimento microbiano. As interações microbianas irão atuar facilitando ou dificultando o crescimento de determinados grupos ou espécies. Os microrganismos, ao se multiplicarem no alimento, produzem metabólitos que podem afetar a capacidade de sobrevivência e de multiplicação de outros microrganismos presentes no alimento. Assim, as alterações de pH pela ação de 16 microrganismos fermentativos tornam o alimento tão ácido que irá impedir que outras bactérias possam se desenvolver, entretanto podem permitir o crescimento de fungos acidófilos. As formas mais comuns de interações são: • Antagônica ou Antibiótica: prejudicam o crescimento dos microrganismos com os quais mantém antagonismo (inibição da flora acompanhante); • Simbiótica: podem se desenvolver lado a lado, cooperando entre si, ou então, sem prejudicar o crescimento um do outro; • Sinérgica: isoladamente cada um tem seu próprio tipo de ação, mas conjuntamente se auxiliam e mudam o rumo da alteração; • Metabiótica: criam condições necessárias para o crescimento de outros microrganismos. 6.4 TEORIA DOS OBSTÁCULOS: as interações entre os vários fatores intrínsecos, extrínsecos e implícitos que agem nos alimentos afetam a capacidade de sobrevivência e multiplicação da microbiota presente. O estudo dessas interações deu origem ao conceito dos obstáculos de Leistner. O uso dessas interações pela indústria, tem colaborado no sentido de impedir a multiplicação de microrganismos deteriorantes e patogênicos, melhorando a estabilidade e a qualidade do alimento. Exemplo: a alteração da atividade de água e do pH do produto através da adição de sacarose, ácido cítrico e conservante químico em polpa de fruta, conservando o produto por 120 dias. Neste exemplo, houve a combinação de 3 métodos de conservação: redução da Aa e pH e adição de um conservante químico. 17 porém, indesejável em sucos cítricos, leite em pó, cereais e produtos desidratados. Os alimentos ricos em açúcares são mais reativos; • Reações de caramelização, em que açúcares são aquecidos na ausência de compostos nitrogenados, os quais foram também produtos complexos, também resultados de polimerização. Rancidez oxidativa: é a alteração dos lipídeos do alimento por oxidação ao ar, intimamente ligada à presença de ácidos graxos insaturados (duplas e triplas ligações), formando peróxidos (odor rançoso). À medida que as duplas ligações aumentam, mais curto é o tempo de conservação das gorduras, como acontece com as gorduras de peixe, óleo de linhaça, etc. Os fatores que aceleram esta reação são: luz, oxigênio livre no interior da embalagem, metais pró-oxidantes como o Cu, Ni, Fe e calor. Esta reação pode ser impedida pela adição de substâncias químicas antioxidantes (aditivos) ao alimento. 3. MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS: Os processos de conservação têm por objetivo evitar as alterações nos alimentos, seja ela de origem microbiana, enzimática, física ou química. Os tipos de tratamento existentes são: 3.1 Conservação pelo calor: Baseia-se no emprego de temperaturas ligeiramente acima das máximas que permitem a multiplicação dos microrganismos, de forma a provocar a sua morte ou a inativação de suas células vegetativas. Os principais métodos de conservação por calor são: Pasteurização: A pasteurização é um tratamento térmico relativamente suave, utiliza temperaturas inferiores a 100 ºC tem como principal objetivo prolongar a vida de prateleira dos alimentos, por alguns dias, como no caso do leite ou por alguns meses, como ocorre com as frutas enlatadas. Este método tem como princípio, a inativação de enzimas e a destruição dos microrganismos sensíveis a temperaturas mais elevadas, como as bactérias vegetativas, bolores e leveduras, sem, contudo modificar significativamente o valor nutritivo e as características organolépticas do alimento submetido a esse tratamento. Exemplo: leite pasteurizado, o tratamento térmico é feito a 72 - 75 ºC por 15 à 20 segundos (HTST-high temperature, short time) ou a 62 - 65ºC por 30 minutos (LTLT- low temperature, long time). O aquecimento é feito normalmente por vapor de água, em equipamentos onde o alimento percorre em tubos e o vapor faz o aquecimento do mesmo pelo lado externo dos tubos. Esterilização: A esterilização é o tratamento no qual o alimento é aquecido a uma temperatura relativamente elevada durante períodos variados de tempo, suficientes para a destruição de microrganismos e inativação de enzimas capazes de deteriorar o produto durante o armazenamento. Este tratamento pode ser realizado por diversos processos, e têm ainda como objetivo principal a destruição dos microrganismos patogênicos e deterioradores, mantendo-o livre de microrganismos nocivos à saúde 20 do consumidor. Em alimentos emprega-se o termo “esterilização comercial” para indicar que o número de sobreviventes é baixo (0,01%), este termo indica que o alimento é microbiologicamente estável, visto que os microrganismos que sobrevivem à esterilização são espécies termófilas, que só conseguem se desenvolver em temperaturas superiores a 45 ºC e, portanto, não são capazes de se desenvolver nas condições normais de armazenamento dos alimentos. Quando aplicada ao leite, a esterilização é realizada a 130 a 150°C por 2 a 4 segundos (leite tipo longa vida). Esse processo denomina-se UHT (ultra hight temperature), sendo possível armazenar o produto por longo tempo, à temperatura ambiente. O processo UHT é realizado de duas formas: • Esterilização direta: por contato direto do produto com o calor; • Esterilização indireta: por vaporização do produto em meio aquecido por vapor. Os equipamentos usados no sistema UHT são: • Uperizador; • VTIS (vacum therm instant sterilizer); • Trocadores de calor (placa, tubulares, de superfície raspada): mais comumente utilizado. Tindalização: Nesse processo, o aquecimento é feito de maneira descontínua. Após o acondicionamento das matérias primas alimentícias, a serem submetidas ao tratamento, em recipiente fechado, o produto é submetido ao tratamento térmico. Dependendo de cada produto e do rigor térmico desejado, as temperaturas variam de 60 a 90 ºC, durante alguns minutos. As células bacterianas que se encontram na forma vegetativa são destruídas, porém os esporos sobrevivem. Depois do resfriamento, os esporos entram em processo de germinação e depois de 24 horas a operação é repetida. O número de operações pode variar de 3 a 12 vezes até a obtenção da esterilização completa. A vantagem desse processo é que podem ser mantidos praticamente todos os nutrientes e as qualidades organolépticas do produto, em proporções maiores do que quando se utilizam outros tratamentos térmicos. Apertização: A apertização é a esterilização do alimento já embalado, ou seja, a aplicação do processo térmico a um alimento convenientemente acondicionado em uma embalagem hermética, resistente ao calor, a uma temperatura e um período de tempo determinados, para atingir a esterilização comercial. Este processo corresponde ao aquecimento do produto já elaborado, envasado em latas, vidros, plásticos ou outros materiais autoclaváveis e relativamente isentos de ar. Antes de esterilizar o alimento embalado, ele é submetido aos processos de: • Enchimento do recipiente com soluções ou concentrados de sal (salmoura) e açúcar (xaropes); • Retirada do ar por vácuo; • Fechamento dos recipientes (recravação). Dentre os tipos de esterilizadores podemos citar: 21 • Esterilizadores descontínuos: autoclaves; • Esterilizadores contínuos de pressão; • Esterilizadores contínuos sob pressão atmosférica. Branqueamento: Processo térmico de curta duração, utilizado como pré-tratamento de vegetais (antes do congelamento, desidratação ou enlatamento). Consiste em mergulhar o alimento em água fervente ou insuflar vapor sobre ele, por tempo e temperatura dependentes do tipo de vegetal a ser tratado. No processo por água quente o branqueamento é feito em um aparelho constituído por um tambor metálico rotatório, dentro do qual tem um outro tambor com paredes furadas, semelhante a uma peneira, onde são colocados os vegetais. A água quente circula entre os dois tambores. Já o branqueamento a vapor é feito por uma esteira rolante que entra dentro de uma câmara de vapor aquecido, levando os vegetais. Ações do branqueamento no alimento: • Ajuda na limpeza do alimento, reduzindo a quantidade de microrganismos em sua superfície; • Amolece e incha os tecidos vegetais, para dar massa mais uniforme ao alimento dentro da embalagem; • Amolece a pele dos vegetais para serem descascados; • Produz a inativação das enzimas que afetam a qualidade dos produtos durante e depois do processamento; • Impede a despigmentação, favorecendo a fixação da coloração de certos pigmentos vegetais; • Favorece a perda das características organolépticas normais do alimento, bem como perdas nutricionais, especialmente no que se refere às vitaminas hidrossolúveis (C e complexo B) e minerais. 3.2 Conservação pelo frio: O frio é bastante utilizado na conservação dos alimentos perecíveis, tanto os de origem animal como os de origem vegetal. Basicamente, o frio conserva os alimentos porque retarda ou inibe a multiplicação microbiana. Isto ocorre porque o metabolismo microbiano é efetuado através de reações enzimáticas as quais são influenciadas, em suas velocidades, pela temperatura. As baixas temperaturas são microbiostáticas, ou seja, não podem ser indicadas para a esterilização ou desinfecção dos alimentos, pois os microrganismos permanecem latentes, sem atividade metabólica aparente. Quando o microrganismo encontrar condições ótimas de multiplicação (temperatura ambiente, por exemplo, durante o descongelamento mal conduzido), ele pode vir a se multiplicar, produzindo toxinas no alimento. Para alimentos armazenados a baixas temperaturas, existem três diferentes escalas de temperatura: • Temperatura de refrigeração: entre 0 e 7°C • Temperatura de congelamento: entre -18°C ou inferiores. Para a conservação dos alimentos, são empregados a refrigeração e o congelamento. 22 • Secadores de cabina e secadores de túnel (trabalham entre 45-85ºC), muito usados para produção de massas alimentícias, desidratação de vegetais e de carnes; • Secadores pulverizadores ou atomizadores (spray-dryer), que trabalham com ar aquecido entre 180-230ºC, empregados na produção do leite em pó e do café em pó. O líquido pulverizado (atomizado em pequenas gotas) é aquecido até a evaporação da água e a deposição do pó na parte inferior do secador, que será submetido a outros tratamentos (padronização das partículas, adição de ingredientes, embalagem). • Fornos secadores, usados para farinhas; • Liofilizadores “puff-dryer”, “foam mat dryer”, secadores de tambor (drum-dryer) e outros desidratadores que empregam vácuo. Esses equipamentos são muito utilizados para a produção de leite em pó, é a chamada liofilização. A liofilização é um processo de desidratação que, inicialmente, congela o alimento e, posteriormente, utiliza temperaturas de 40-50ºC sob forte vácuo para eliminar a água por sublimação. Concentração: A concentração é um processo que remove somente parte da água (30 a 60%) dos alimentos, diminuindo, portanto, a atividade de água do mesmo. É usada para produção de sucos concentrados, doces em pasta, produtos à base de tomate (molhos, catchup), geléias e outros. A evaporação é o processo mais utilizado para a concentração. Para isso, são utilizados evaporadores, que podem ou não trabalhar sob vácuo. Como a quantidade de água disponível nesses tipos de alimentos ainda permite o desenvolvimento de microrganismos (especialmente leveduras osmofílicas), são necessários métodos complementares para sua conservação. Assim, os sucos concentrados são congelados ou adicionados de conservadores; os doces em pasta são envasados a quente, etc. Salga: O sal provoca a diminuição da atividade de água dos alimentos, aumentando sua conservação. Os alimentos salgados podem, assim, ser mantidos à temperatura ambiente. É o caso do charque, do bacalhau e de outros pescados salgados. A salga dos alimentos pode ser feita a seco ou através de salmoura (salga úmida). Na salga a seco, o sal é aplicado na superfície da carne e tende a retirar umidade, e penetrar até que a concentração de sal seja praticamente uniforme em todo o produto (cerca de 4,5%). Na salga em salmoura, usa-se a imersão do produto em solução salina, podendo também auxiliar a penetração através de injeções de sal de cura (nitritos e nitratos). Pode-se, também, usar o sistema misto (salmoura e depois salga seca). Função do nitrito/nitrato: conservante e pigmentante das carnes curadas (presunto, salame, mortadela, salsicha, bacon). Atuam da seguinte forma: • Na carne sem nitrito: Oximioglobina-Fe(II) (pigmento vermelho da carne crua)+aquecimento/O2 metamioglobina-Fe(III) (pigmento marrom da carne cozida) 25 • Na carne com adição de nitrato de sódio: NITRATO + ação bacteriana bactérias nitrificantes da carne NITRITO + Oximioglobina-Fe(II) (pigmento vermelho da carne crua) nitrosomioglobina (pigmento rosa) + aquecimento nitrosohemocromogênio (pigmento vermelho da carne curada) Os microrganismos mais problemáticos para os alimentos salgados são os halofílicos. Dentre eles, as bactérias dos gêneros Halobacterium e Halococcus são as mais problemáticas. A salga é usada para conservação de produtos de origem animal (carnes e laticínios) e na preparação de conservas vegetais (picles, azeitonas) e no processamento industrial da carne (embutidos, produtos curados, salgados e defumados). Adição de açúcar: O uso do açúcar na produção de alimentos funciona como um bom agente para sua conservação. Isto porque aumenta a pressão osmótica, diminuindo a atividade de água, criando assim um ambiente desfavorável para a multiplicação das bactérias e da maioria dos bolores e leveduras. Entretanto, alguns tipos de microrganismos conseguem se desenvolver, especialmente as leveduras osmofílicas e bolores. São exemplos de produtos conservados pelo uso do açúcar: geléias, doces em massa, frutas cristalizadas, frutas glaceadas, frutas em conserva, leite condensado, melaço e mel. Estes produtos são conservados em geral, mas não obrigatoriamente, em recipientes herméticos. 3.4 Conservação por defumação: Consiste no processo de aplicação de fumaça aos produtos alimentícios, produzida pela combustão incompleta de algumas madeiras previamente selecionadas. Atualmente tem sido utilizada não só para preservar o produto, mas também para conferir cor, sabor e aroma ao alimento. Normalmente é realizado em conjunto com a salga, a cura, a fermentação e outros processos. De maneira geral a fumaça contêm acetaldeído, ácidos alifáticos, álcoois primários e secundários, cetona, crezóis, fenóis, formaldeídos e misturas de substâncias cerosas e resinosas. Desta forma, o efeito conservante do fumo deve-se a secagem superficial da matéria-prima (redução da atividade de água), a própria temperatura empregada, bem como alguns compostos com atividade bactericida e bacteriostática presentes na fumaça, destacando-se os compostos fenólicos, álcoois, ácidos, sendo que o formaldeído (formol) é considerado o mais potente componente bacteriostático da fumaça. Logo, a ação inibidora da fumaça contra microrganismos é mais intensa na superfície do alimento. Fator importante a ser observado é que a temperatura de queima da madeira não pode ultrapassar a 350ªC, pois acima desta temperatura a decomposição da lignina produz substâncias potencialmente carcinogênicas. São 2 os tipos de defumação: • À frio: aplicada a presuntos crus e outros produtos curados, onde a temperatura varia de 25-35°C; • À quente: aplicada em embutidos crus como salsichas, onde a temperatura varia de 60-85°C. 26 3.5 Conservação pela fermentação: O uso dos microrganismos para produção de alimentos fermentados é feito há milênios, só não se sabia que agentes vivos eram os responsáveis pelas transformações ocorridas durante os processos de elaboração de vinhos, pães e outros. A palavra fermentação (fermentare= ferver) originou-se pela liberação de gás durante a fermentação de uvas no preparo de vinhos, que se assemelhava a uma fervura. Posteriormente, Gay-Lussac estudou o problema, dando-se então a conotação de transformação de açúcar em etanol e gás carbônico. Mais tarde, Pasteur associou a presença de microrganismos aos processos fermentativos. Os microrganismos, quando estão na presença de oxigênio, oxidam os compostos orgânicos (carboidratos, principalmente), transformando-os em CO2 e água. Com isto, obtêm o máximo de energia do composto metabolizado. Entretanto, quando estão na ausência do oxigênio (anaerobiose), fermentam o composto dando origem a álcoois, ácidos e gases, como produtos finais. O uso da fermentação para a conservação dos alimentos baseia-se na modificação das características da matéria-prima, por ação de microrganismos, dando origem a um produto mais estável em decorrência de compostos produzidos durante a fermentação (ácido lático, ácido acético ou etanol). Os ácidos abaixam o pH provocando a morte de microrganismos. Com isto, a maioria dos microrganismos não pode se desenvolver, inclusive os patogênicos. Na fermentação de produtos pouco ácidos como leite e carne, realizada com objetivo de aumentar a concentração de microrganismos fermentadores, para reduzir o tempo de fermentação e inibir o crescimento de patogênicos e deterioradores, adiciona-se uma determinada quantidade de microrganismos selecionados, com o objetivo de iniciar a fermentação; essa cultura de microrganismos é conhecida como "cultura starter". Fermentação alcoólica: A fermentação alcoólica é usada na elaboração de bebidas alcoólicas entre as quais temos as fermentadas (vinhos e cervejas) e as fermento-destiladas (aguardente, run, uísque, conhaque, tequila, gin). Neste processo, os açúcares são transformados em etanol como produto principal. A transformação de glicose ou outro monossacarídeo em duas moléculas de álcool e gás carbônico é feito graças à presença de certas enzimas elaboradas por leveduras. Entre as leveduras mais utilizadas na fermentação alcoólica encontra-se Saccharomycies cerevisiae, usada na elaboração de vinhos; na produção de cervejas são utilizadas as espécies S. carisbergensis e S. uvarum. Fermentação acética: Na indústria de alimentos é largamente utilizada na produção de vinagre, pela oxidação do álcool por bactérias acéticas, como Acinobacter e Gluconobacter. Porém, várias espécies acéticas podem oxidar o álcool a ácido acético, mas muitas delas também podem oxidar o ácido acético a gás carbônico e água, o que é indesejável, quando se tem como objetivo a produção do vinagre. Fermentação láctica: Trata-se de fermentação anaeróbica usada na elaboração de derivados do leite como: iogurtes, leites fermentados, queijos. Neste tipo de fermentação os microrganismos (Lactobacillus), fermentam a lactose (dissacarídeo) do leite, transformando-a em ácido lático. 27 PROCESSAMENTO DO LEITE 1. INTRODUÇÃO O leite pode ser definido sob 3 pontos de vista: • Fisiológico: leite é o produto de secreção das glândulas mamárias das fêmeas mamíferas, logo após o parto, com a finalidade de alimentar o recém-nascido na primeira fase da sua vida; • Físico-Químico: leite é uma emulsão natural perfeita, na qual os glóbulos de gordura estão mantidos em suspensão, em um líquido salino açucarado, graças à presença de substâncias protéicas e minerais em estado coloidal; • Higiênico: leite é o produto íntegro da ordenha total sem interrupção de uma fêmea leiteira em bom estado de saúde, bem alimentada e sem sofrer cansaço, isento de colostro, recolhido e manipulado em condições higiênicas. A água é o componente que se apresenta em maior proporção (87,5%) e é nela que se encontram, em diferentes estados de dispersão, os componentes sólidos do leite: proteínas, gorduras, lactose, etc. Pode-se considerar o leite como uma emulsão de matéria gordurosa em uma solução aquosa que contém numerosas substâncias, algumas em dissolução e outras em estado coloidal. O leite tem sido considerado como o alimento mais próximo da perfeição. Seu alto valor nutritivo é devido aos seus principais constituintes, servindo também como excelente meio de cultura para a multiplicação de bactérias. O Brasil contribui com apenas 4% da produção mundial, isto é devido a: • Falta de investimentos; • Custo do preço/litro; • Condições sanitárias deficientes (mastite). A deficiência na cadeia produtiva do leite é provocada por: • Avaliação deficiente da qualidade do leite recebido pela indústria; • Seleção precária de matéria-prima; • Deficiência no controle sanitário dos animais; • Coleta inadequada; • Uso de ordenha manual ou mecanizada inadequada; • Falta de fiscalização. A qualidade insatisfatória do leite produzido no Brasil é um problema crônico, de difícil solução, onde fatores de ordem social, econômica, cultural e até mesmo climática estão envolvidos. A produção primária do leite no Brasil é amplamente dominada por produtores nada ou pouco especializados, e as exigências de conhecimento, tecnologia, higiene e gerenciamento desse sistema produtivo são mínimos. 30 2. ANATOMIA DA GLÂNDULA MAMÁRIA FIGURA 1. Anatomia da glândula mamária 31 De modo geral, encontramos no leite: • Em solução verdadeira: lactose, ácido cítrico, minerais, vitaminas do complexo B, vitamina C e proteínas do soro (lactoalbuminas e lactoglobulinas); • Em dispersão coloidal: caseína na forma de fosfocaseinato de cálcio (caseína estabilizada pelo fosfato de cálcio – cimento que une as partículas de caseína); • Em emulsão: lipídeos (triglicerídeos, fosfolipídeos e esteróis), vitaminas lipossolúveis (A,D,E,K) e substâncias carotenóides. 3. QUALIDADE NUTRICIONAL DO LEITE O leite é fonte de proteína de alto valor biológico (proteína que contém todos os aminoácidos essenciais), cálcio e outros minerais, além de vitaminas A, B1(tiamina) e B2 (riboflavina). A dieta dos animais pode influenciar no teor de gordura e de proteínas do leite. Além disso, tais fatores também afetam a composição do leite, como espécie, raça, estágio de lactação, número de ordenha, saúde do animal e ingestão de água. 3.1 Composição média do leite de vaca COMPONENTES % Água 87,5 Gordura 3,6 Proteína 3,6 Carboidrato 4,6 Minerais 0,7 Excetuando a água, os demais componentes são denominados de extrato seco total ou sólidos totais (EST ou ST – 12,5%). Estes, por sua vez, dividem-se em lipídeos e extrato seco desengordurado ou sólido não gorduroso (ESD ou SNG – 8,9%), os quais contêm proteínas, carboidratos e os sais minerais (cinzas). Em quantidades bem menores, encontramos vitaminas, enzimas (lipase, lactase, fosfatase, peroxidase, catalase), gases dissolvidos (CO2, O2, N2), compostos nitrogenados não protéicos (amônia, uréia) e certos elementos-traço tais como Al, Zn, Mn, Fe, Cu e I. 3.2 Composição média da gordura do leite de vaca COMPONENTES % Triglicerídeos 97-99 Mono e diglicerídeos 0,5 Fosfolipídeos 0,5-1,0 Esteróis 0,2-0,4 A matéria gorda é o componente mais variável, e é ela, o componente de maior valor econômico do leite. Os glóbulos de gordura apresentam de 0,1 a 25 mícrons de diâmetro. Os triglicerídeos contêm principalmente ácidos graxos saturados (60-70% do total dos ácidos graxos), e em menor proporção ácidos graxos insaturados (30- 40%). A gordura do leite apresenta ainda os esteróis ergosterol e 7- 32 4. CONTAMINAÇÃO MICROBIANA DO LEITE A contaminação microbiana do leite cru varia de acordo com a contaminação inicial e tempo/temperatura de armazenamento. O interior da glândula mamária, o exterior do úbere e tetos, utensílios e equipamentos de ordenha constituem as principais fontes de contaminação do leite. Associadas à higiene da ordenha, as condições de armazenamento na propriedade rural exercem grande influência na sua qualidade. Assim, o leite obtido e armazenado em condições inadequadas pode apresentar uma contagem bacteriana até 5.000 vezes superior àquele obtido e armazenado em condições ideais. A quantidade de microrganismos no leite cru constitui importante indicador de sua qualidade e reflete a saúde do animal, a higiene da ordenha e o sistema de armazenamento. Desta forma, influencia o valor da matéria-prima para a indústria de laticínios e, consequentemente, para o produtor. Além disso, possui relação direta com a saúde pública e interfere na avaliação dos derivados do leite pelos consumidores. Desta forma, pode-se avaliar a importância dos microrganismos do leite do seguinte modo: • O conteúdo microbiano do leite pode ser usado no julgamento de sua qualidade sanitária, das condições de sua produção e saúde do animal; • Tendo a possibilidade de se multiplicarem, as bactérias do leite podem causar alterações irreversíveis, tais como degradação de gorduras, proteínas e carboidratos, tornando o produto inapto para o consumo; • O leite é potencialmente susceptível de contaminação por microrganismos patogênicos, portanto devem-se tomar medidas capazes de reduzir essa possibilidade; As fontes de contaminação do leite são: • Microrganismos naturais do canal mamário; • Saúde do animal: presença eventual de patogênicos; • Área de ordenha: microrganismos do ar, poeira; • Equipamentos: latas, baldes, peneiras, panos, tanques, máquinas, tubulação: devem ser desinfetados mecânica (água quente) e/ou quimicamente (sanitizantes-hipoclorito, quaternário de amônio); • Saúde dos funcionários: controle médico; Resultados obtidos de análises microbiológicas do leite fornecem informações úteis sobre as condições de produção e armazenamento, porém, altas contagens bacterianas nem sempre significam a presença de bactérias patogênicas. 4.1 Tipos de microrganismos do leite • Microrganismos deterioradores: Lactococcus, Lactobacillus, Coliformes, Micrococcus, proteolíticos (Pseudomonas, Proteus, Clostridium, Bacillus), lipolíticos (Pseudomonas, Serratia, Alcaligenes). Ex: Alcaligenes viscolatis: microrganismo que produz viscosidade, formando uma camada limosa no leite. • Microrganismos patogênicos: Staphylococcus aureus, Escherichia coli patogênica, Listeria monocytogenes, Mycobacterium tuberculosis (tuberculose), Brucella abortus, B. melitensis ou B. suis (brucelose). 35 Os principais microrganismos patogênicos do leite sensíveis à pasteurização são: • Mycobacterium tuberculosis: causam tuberculose, secretado por animais infectados; • Brucella abortus, B. melitensis ou B. suis: causam brucelose, secretado por animais infectados; • Staphylococcus aureus: provém de animais com mastite; • Listeria monocytogenes: provém de animais com mastite ou do ambiente. São problemáticas, pois se multiplicam sob refrigeração (psicrotróficas); • Salmonella: fontes externas do úbere. Os principais microrganismos patogênicos do leite resistentes à pasteurização são: • Toxina estafilocócica: não é inativada durante a pasteurização • Vírus da febre aftosa: sobrevive à 72º por 15-17 minutos • Clostridium perfringens: produtor de esporos • Bacillus cereus: multiplica-se durante a estocagem do leite 4.2 Efeito dos microrganismos mesófilos na qualidade do leite De modo geral, os microrganismos mesófilos predominam nas situações em que há falta de condições básicas de higiene, bem como falta de refrigeração do leite. Bactérias como Lactobacillus, Streptococcus, Lactococcus e algumas enterobactérias atuam intensamente na fermentação da lactose, produzindo ácido lático e contribuindo na redução do pH do leite⇒um dos problemas mais detectados na indústria, durante a recepção do leite na plataforma. A acidez do leite pode ocasionar a coagulação da caseína e assim, limitar o uso do leite ácido. 4.3 Efeito dos microrganismos psicrotróficos na qualidade do leite Pseudomonas spp, Bacillus spp, Serratia spp, Listeria spp, Yersinia spp, Micrococcus spp e Clostridium spp são as principais bactérias psicrotróficas do leite, sendo que dentre estas a Listeria, Yersinia e o Bacillus são capazes de provocar doenças pela ingestão de leite cru. O tempo prolongado de armazenamento do leite cru em temperaturas de refrigeração favorece a multiplicação de bactérias psicrotróficas. Embora a maioria dessas bactérias seja destruída durante a pasteurização do leite, elas são capazes de sintetizarem enzimas lipolíticas e proteolíticas termorresistentes. As alterações de sabor e odor do leite são os principais problemas observados em produtos lácteos, além de problemas de perda de consistência na coagulação do leite para a fabricação de queijos, e a gelatinização do leite pasteurizado UHT (leite filante). As bactérias psicrotróficas contaminam o leite através da deficiência na higiene da ordenha, problemas de limpeza e sanificação do equipamento de ordenha, resfriamento insuficiente ou tempo de estocagem muito longo. Desta forma, a pesquisa de microrganismos psicrotróficos no leite serve como parâmetro para indicar a qualidade do mesmo. 36 4.4 Efeito dos microrganismos termodúricos na qualidade do leite Microrganismos termodúricos são aqueles que podem tolerar calor e conseqüentemente resistem à temperatura de pasteurização, são capazes de se reproduzirem às temperaturas de 60 a 80ºC. Os microrganismos mesófilos e psicrotróficos podem ser termodúricos, devido à formação de seus esporos. As bactérias Micrococcus, Bacillus, Clostridium, Alcaligenes, Microbacterium, Pseudomonas, Lactobacillus e Streptococcus são termodúricas, por sua capacidade de tolerarem altas temperaturas. 4.5 Substâncias residuais no leite Antibióticos, detergentes, inseticidas, herbicidas, micotoxinas, podem ser encontrados em quantidades residuais no leite prejudicando sua qualidade. Antibióticos por exemplo, são utilizados no tratamento da mastite, podendo passar para o leite até três dias após sua administração. Os riscos podem ser classificados em farmacológicos, toxicológicos, microbiológicos e imunopatológicos (alergias). Para a indústria, a presença de antibióticos inviabiliza o processamento de iogurte, bebida fermentada, queijos, etc. As demais substâncias interferem na qualidade do leite de modo geral. 4.6 Ordenha higiênica O objetivo da ordenha higiênica é obter um leite são, com a menor carga bacteriana possível, garantindo um produto de boa qualidade ao consumidor e uma matéria-prima de qualidade para a indústria láctea. Para se obter uma ordenha higiênica, os seguintes fatores devem ser controlados: • Animais: o rebanho deve ser saudável, isento de tuberculose, brucelose e verminoses. Vacas doentes ou em tratamento devem ser afastadas da produção. Os animais não devem esperar a ordenha em ambiente sujo. • Mastite: é a infecção das glândulas mamárias, suas causas podem ser classificadas em infecciosas, traumáticas ou tóxicas. A principal causa da mastite é a infecciosa, devido principalmente à ação das bactérias no úbere (S. aureus e S. agalactiae). É a doença de maior impacto negativo na pecuária leiteira. Ela pode ser clínica – quando a vaca apresenta alterações visíveis na glândula mamária, como edema, vermelhidão, dor e o leite apresenta secreção purulenta e sangue; ou subclínica – quando não há alterações visíveis, mas ocorrem perdas significativas na produção e qualidade do leite. A mastite provoca a perda de proteínas, gorduras e lactose no leite, e há aumento dos teores de sódio e cloretos. O diagnóstico da mastite clínica pode ser feito pelo teste da caneca de fundo preto ou telada (onde os primeiros jatos de leite são colocados em uma caneca de fundo escuro e observados a presença de grumos ou pus) e, além disso, pela contagem de células somáticas (CCS) no leite, ou seja, contagem de leucócitos (glóbulos brancos ou de defesa), que fazem infiltração no leite decorrente da infecção. Para diagnosticar a mastite subclínica é feito além do CCS o ”California Mastitis Test” (CMT), que se caracteriza em um método de 37 Figura 3. Tanque de refrigeração de leite 6.3 Padronização É a retirada parcial da gordura do leite com o objetivo de manter constante o teor no produto final. Somente os leites tipo C e UHT são padronizados com 3% de gordura, esse processo é feito por desnatadeiras centrífugas. O laticínio usa para si o creme retirado para a fabricação de manteiga, requeijão, creme de leite, etc. Os leites tipo A e B não sofrem padronização, devem ser integrais. 6.4 Homogeneização Consiste em dividir os glóbulos de gordura em frações menores. Neste processo a temperatura utilizada é de 54°C ou superior, para que toda a gordura do interior do glóbulo esteja líquida. O glóbulo é rompido por ação mecânica (pressão ou ultra-som). Neste processo há a formação de uma nova membrana “cicatrizando o glóbulo”. Suas principais vantagens são: • Evita a separação da gordura durante o transporte e armazenamento, indispensável no leite UHT; • Não forma nata ao ferver; • Melhora a palatabilidade e viscosidade. Desvantagens: • Dificulta o desnatamento posterior; • Aumenta a sensibilidade à luz; • Aumenta a sensibilidade à lipase; • Diminui a estabilidade das proteínas ao calor. 40 Figura 4. Processo de homogeneização 6.5 Pasteurização É o emprego conveniente de calor, com o fim de inativar enzimas e destruir total ou parcialmente a flora microbiana patogênica, sem alteração da constituição física e do equilíbrio químico do leite, sem prejuízo dos seus elementos bioquímicos, assim como de suas propriedades sensoriais normais, seguida de resfriamento rápido. A ação da pasteurização sobre a microbiota do leite é a seguinte: • Elimina parcialmente os microrganismos • Microrganismos termodúricos não são destruídos • Toxina estafilocócica não é destruída A pasteurização não destrói todos os microrganismos, portanto, é necessário o emprego de um método auxiliar, a refrigeração. Por isso, imediatamente após a pasteurização, o leite deve ser refrigerado entre 2 e 5°C e em seguida embalado, sendo armazenado em câmara frigorífica a até 5°C. 6.5.1 Intensidade do tratamento térmico A destruição dos microrganismos patogênicos e deteriorantes depende do tempo e da temperatura (binômio tempo/temperatura) de tratamento do leite. Os valores normalmente empregados na pasteurização do leite de tempo e temperatura são: • 62 a 65°C por 30 minutos (LTLT – low temperature long time: baixa temperatura por longo tempo ou pasteurização lenta): processo de pouca utilização industrial, sendo mais usada por pequenos produtores rurais; há menor desnaturação protéica. Reduz 95% a carga microbiana, não é muito eficiente, pois permite que a fase lag seja longa, podendo haver adaptação dos 41 microrganismos. Está sendo cada vez menos utilizada nos processos industriais. O equipamento mais utilizado é o tanque de aço inoxidável encamisado provido de agitação, onde a agitação é importante na distribuição do calor, que deve ser uniforme em todo o leite. Figura 5. Tanque de aço inoxidável provido de agitação • 72-75°C por 15 a 20 segundos (HTST – high temperature short time: alta temperatura por pouco tempo ou pasteurização rápida): empregada em indústrias que beneficiam grandes volumes de leite. Essa operação é realizada em trocadores de calor de placas. É mais eficiente, reduzindo 99,5% a carga microbiana, porém com maior desnaturação protéica e perda de cálcio coloidal, dificultando a coagulação do leite na confecção de queijos. Figura 6. Processo de pasteurização rápida 42 Figura 7. ESQUEMA DE ESTERILIZAÇÃO DO LEITE (método indireto) (1)-Leite Cru; (2)-Bomba; (3)-Água Fria; (4)-Água Quente; (5)-Homogeneizador; (6)-Serpentina de Controle; (7)-Água Superaquecida; (8)-Vapor de Aquecimento; (9)-Leite Esterilizado A maior desvantagem da esterilização é a perda nutricional provocada pelo processo térmico, como vitaminas e proteínas, que é maior comparado ao leite pasteurizado, no entanto, muitas indústrias adicionam esses nutrientes intencionalmente, produzindo o leite enriquecido. 7. TIPOS DE LEITE PROCESSADO Todo o leite consumido no Brasil deve ser pasteurizado, não sendo permitido o consumo de leite cru. A legislação brasileira prevê uma série de tipos diferentes de leite no mercado: • LEITE TIPO “A”: deve ser produzido em granja leiteira, com rebanho acompanhado por veterinário do Serviço de Inspeção Federal (SIF). A ordenha deve ser mecânica com pasteurização imediatamente após a ordenha. Deve ser integral, podendo ser homogeneizado. Rotulagem em azul. Padrão microbiológico: limite bacteriano na contagem padrão de 2,0 x 103 UFC (unidades formadoras de colônia) por mililitro (mL) e ausência de coliformes fecais; • LEITE TIPO “B”: produzido em estábulo leiteiro, com ordenha mecânica, e após a ordenha pode ser resfriado e transportado para ser pasteurizado. Deve ser integral, podendo ser homogeneizado. Rotulagem verde. Padrão microbiológico: limite bacteriano na contagem padrão de 8,0 x 104 UFC por mL, coliformes totais 4,0 por mL e de coliformes fecais 1,0 por mL; • LEITE TIPO “C”: produzido em qualquer tipo de propriedade, sem acompanhamento do Serviço de Inspeção Federal. Gordura padronizada em 3%. Rotulagem marrom. Padrão microbiológico: limite bacteriano na 45 contagem padrão de 3,0 x 105 UFC por mL, coliformes totais 4,0 por mL e de coliformes fecais 2,0 por mL; • LEITE UHT: produzido nas mesmas condições acima. Deve ser homogeneizado e sofrer tratamento térmico entre 130 e 150°C por 2 a 4 segundos. Pode ser denominado de “leite longa vida” ou UAT; • LEITE INTEGRAL: 3% de gordura ou mais; • LEITE SEMI-DESNATADO: 0,6-2% de gordura; • LEITE DESNATADO: máximo de 0,5% de gordura. 8. ANÁLISES ROTINEIRAS IMPORTANTES NO CONTROLE DE QUALIDADE DO LEITE • Prova do Alizarol (álcool + alizarina): A estabilidade ao alizarol é uma prova rápida, muito empregada nas plataformas de recepção como um indicador de acidez (alizarina) e facilidade de precipitação do leite (provocada pelo álcool). A amostra de leite é cuidadosamente misturada a uma solução alcoólica contendo um indicador de pH (alizarina) e observa-se se ocorre à formação de um precipitado, ou coagulação. Um aumento na acidez do leite, causada pelo crescimento de bactérias e produção de ácido láctico, causará um resultado positivo no teste. O indicador alizarina indica o pH do leite: pH baixo: coloração amarela (leite ácido); pH entre 5,8 e 7,2: coloração “tijolo” (leite normal); pH > 7,2: coloração violeta (suspeita de adição de substâncias alcalinas). A concentração da solução alcoólica pode variar. Este teste tem se revelado um indicador não confiável de problemas no leite. Freqüentemente são encontradas amostras de leite que mesmo apresentando boa qualidade são positivos na prova do álcool. O colostro é sempre positivo. O leite secretado no final da lactação ou quando o tecido mamário está ligeiramente irritado ou inflamado podem ser também positivos na prova do álcool. • Determinação da densidade: o leite é mais denso que a água, ficando em torno 1,023 g/mL e 1,040 g/mL, a 15°C. O valor médio é 1,032 g/mL. O leite com alto teor de gordura apresenta maior densidade em relação ao leite com baixo teor de gordura. O método mais utilizado é o do termolactodensímetro. Os fatores que interferem na densidade são: Normais: composição do leite, temperatura; Anormais: adição de água, desnate. • Determinação do ponto crioscópico: a adição de água ao leite dilui seus componentes solúveis, reduzindo seu ponto crioscópico, aproximando-o ao da água pura. Este método é importante para detectar fraudes por adição de água ao leite. Leite normal congela a -0,517°C aproximadamente. O método geralmente utilizado é através de aparelho de crioscopia manual ou eletrônica. • Determinação da acidez: a acidez do leite é expressa em graus Dornic. O leite fresco apresenta acidez 15 a 18°D, que equivale a pH entre 6 e 7. A contaminação por microrganismos acidófilos que convertem a lactose em ácido lático, aumenta a acidez do leite. A análise pode ser feita por titulação 46 com solução alcalina de NaOH 0,111mol/L e indicador fenolftaleína, pelo uso de um papel indicador ou por um phmetro. Cada 1 mL de leite gasto = 1°D = 0,1 g de ácido lático/L. • Detecção de antibióticos: os antibióticos podem causar alergias, câncer e até resistência do organismo a essas substâncias frente ao contato prolongado. O período de carência fica em torno de 48 a 72 horas do uso da droga no animal. Os testes geralmente são qualitativos, uma vez que os quantitativos são de alto custo, como é o caso da eletroforese capilar 3D. • Detecção de mastite: é feita através da contagem de células somáticas do leite (CCS para mastite clínica), do ”California Mastitis Test” (CMT para mastite subclínica) e cultura. Número de células somáticas Classificação do leite <250.000 Negativo 250.000 a 500.000 Suspeito >500.000 Positivo • Pesquisa de substâncias estranhas: Conservantes: diminuem o número de bactérias⇒ H2O2 e formol; Neutralizantes: diminuem a acidez do leite⇒ KOH, NaHCO3(bicarbonato de sódio); Reconstituintes da densidade e crioscopia: sal, açúcar, amido; • Determinação da eficiência da pasteurização: Pesquisa da fosfatase alcalina: corretamente pasteurizado⇒ fosfatase negativa Pesquisa da peroxidase: corretamente pasteurizado⇒ peroxidase positiva • Análises microbiológicas: Coliformes totais e fecais, Escherichia coli: realizada em todos os produtos lácteos, indica condições insatisfatórias de higiene e sanidade. Coliformes no leite cru são avaliados nos leites tipo A e B antes e após a pasteurização; Aeróbios mesófilos: realizado em todos os produtos lácteos; Staphylococcus aureus: indicativo de mastite ou contaminação pelo manipulador do processo Teste de esterilidade: contagem de termófilos (possível sobrevivência) e mesófilos (possível recontaminação). 47 Tabela 1. Alterações em carnes e derivados produzidas por microrganismos 50 5. Intoxicação, Infecção e Toxinfecção causada pela carne e derivados: • Intoxicação: botulismo (Clostridium botulinum) e doença estafilocócica (Staphylococcus aureus); • Infeção: salmonelose (Salmonella), infecção por: Escherichia coli patogênica (destacando-se as cepas enterohemorrágicas), Yersinia enterocolitica, e mais recentemente os Príons; • Toxinfecção: por Clostridium perfringens. A salmonella, entre as bactérias patogênicas, é que mais oferece perigo à matéria-prima. Normalmente, têm acesso à carne através de um abate inadequado, quando o conteúdo gastrintestinal é perfurado. O uso de rações contaminadas, o transporte como fator de estresse e a manutenção de portadores assintomáticos durante a manipulação da carne, constituem pontos de controle importantes na prevenção da disseminação da salmonelose. E. coli e Y. enterocolitica podem contaminar as matérias-primas do mesmo modo que a salmonella. A legislação americana preconiza a ausência de E.coli enterohemorrágia em 25g de carne “in natura”, e obriga a implantação do programa de HACCP em frigoríficos, visando a eliminação desse perigo. Em relação a Y. enterocolitica, o emprego de refrigeração não surte efeito no controle dessa bactéria, uma vez que se desenvolve bem sob essa temperatura. Esporos de Clostridium podem sobreviver nas partes interiores da carne, permanecendo viáveis quando expostos as temperaturas de refrigeração e cozimento. Os Staphylococcus podem contaminar a matéria-prima, principalmente durante manipulação inadequada por indivíduos portadores assintomáticos. 6. CARNE BOVINA 6.1 Obtenção da carne bovina: As condições fisiológicas do animal antes do abate afetam as mudanças post mortem que ocorrem durante a transformação do músculo em carne. Dessa forma, é importante evitar os vários fatores que acarretam o stress pré-abate. Nos bovinos, o stress pré-abate causa consumo das reservas de glicogênio muscular e hepática, resultando em baixa glicólise (quebra da glicose até a formação de piruvato→na presença do oxigênio, ou lactato→na ausência de oxigênio) e por conseqüência, baixa formação de ATP (adenosina trifosfato→energia); além de rigor mortis acentuado e baixo declínio do pH após 24 horas post mortem. Nesses casos, as carnes ficam escuras e com vida de prateleira reduzida, quando comparadas com carnes de animais abatidos livre do stress. Quanto maior o pH da carne→mais escura (pH>6,0) pH ideal→5,5 a 5,9 Rigor mortis é um sinal reconhecível de morte que é causado por uma mudança química nos músculos, causando aos membros um endurecimento ("rigor") e impossibilidade de mexê-los ou manipulá-los. Na média, o rigor mortis começa entre 3 e 4 horas post-mortem, com total efeito do rigor em aproximadamente 12 horas, e finalmente o relaxamento em aproximadamente 36 horas. 51 6.2 Processamento da carne bovina 6.2.1 Pré-abate da carne bovina • Preparo no embarque: o carregamento deve ser tranquilo, evitando lesões traumáticas e stress metabólico; • Descarregamento: realizado após a avaliação das condições higiênico- sanitárias do lote pelo veterinário da inspeção. Após o desembarque, os animais são classificados em aptos e inaptos; • Descanso pré-abate: 6 a 24 horas, os bovinos cumprem o período de jejum e dieta hídrica, que são importantes para: Jejum: promover o esvaziamento intestinal, a fim de reduzir o percentual de rompimento do intestino, evitando a contaminação da carcaça pelas fezes; Dieta hídrica: manutenção da hidratação do animal, diminuindo o número de perfurações no couro e facilitando a esfola, e, além disso, manter as taxas normais do glicogênio muscular, importante para as reações químicas de transformação do músculo em carne, e na acidificação da carne (declínio do pH post mortem)→pH de 5,5 a 5,9; • Banho: propicia a limpeza superficial do animal e a vasoconstrição sanguínea periférica que aumenta a eficiência da sangria e reduz a excitação dos animais. 52 A carga microbiana das carcaças de aves e seus derivados são representados por uma microbiota oriunda, principalmente das aves vivas e, outra parte, incorporada em qualquer uma das etapas do abate ou processamento. As aves chegam ao abatedouro com bactérias firmemente aderidas ou incrustadas na pele, inclusive Salmonella, que não podem ser removidas apenas pela lavagem. Nas operações de abate ocorre a maior contaminação da carcaça, e a depenação é uma das operações onde ocorre maior aumento da contaminação. A salmonelose é uma das mais prevalentes e mais sérias formas de doenças de origem alimentar, e é freqüentemente associada ao consumo da carne de aves. Muitos levantamentos em diferentes países têm mostrado que de 30 a 50% das carcaças de frangos congelados ou refrigerados estão contaminados com Salmonella. Entretanto, o número de células por carcaça é muito baixo e geralmente alcança entre 5 e 1000 células. Muitos esforços têm sido feitos para reduzir a incidência da contaminação e visam controlar a disseminação de Salmonella durante o desenvolvimento das aves; a descontaminação desses locais é realizada com o objetivo de evitar a disseminação desses microrganismos. A Salmonella é uma bactéria mesófila que é destruída em temperatura acima de 50°C, portanto, o uso de temperatura associada a observação de normas adequadas de higiene nas indústrias de alimentos, consiste nas mais importantes medidas de controle desta infecção, reduzindo assim, a possibilidade de contaminação deste patógeno. 7.3 Processamento da carne de aves 7.3.1 Pré-abate da carne de aves • Uniformização do peso dos frangos, jejum e dieta hídrica e apanha das aves; • Transporte em gaiolas com 8 a 12 frangos; • Após a chegada ao frigorífico, as aves ficam em descanso por 6 horas; • Na plataforma de recepção, realiza-se a pendura das aves em ganchos transportadores. 55 7.3.2 Abate da carne de aves • Insensibilização: no Brasil, a técnica de atordoamento mais utilizada em aves é o choque elétrico, aplicado às aves durante a passagem pelo atordoador, que consiste em uma cuba contendo água salgada onde é transmitida uma corrente elétrica até a cabeça das aves suspensas pelo gancho. O tempo de atordoamento é de 7 segundos; • Sangria: consiste na incisão dos grandes vasos na região do pescoço e escoamento do sangue animal por 90 segundos; • Escaldagem: realizada pela imersão das aves em tanques com água a temperatura de 52 a 60°C por 2 minutos, com o objetivo de facilitar a retirada das penas; • Depenagem: realizada mecanicamente por cilindros rotativos munidos de dedos de borracha que friccionam as carcaças e removem as penas; • Evisceração: remoção dos órgãos. Pode ser manual ou mecânica. No caso de evisceração mecânica, é fundamental a uniformidade dos frangos para facilitar o ajuste da evisceradora automática evitando o rompimento de vísceras e contaminação da carcaça. Durante esta etapa é realizada a inspeção sob supervisão do serviço de inspeção federal (SIF), que identifica aves portadoras de enfermidades e lesões; • Resfriamento: reduz a temperatura da carcaça por imersão em água a 8°C por 45 minutos à 1 hora; • Gotejamento: após o resfriamento por imersão, as carcaças são suspensas pelo pescoço ou asa para o escorrimento da água; • Desossa: em sala climatizada a < 10°C, podendo ser convencional ou mecânica; • Embalagem: as carcaças de frango resfriadas são acondicionados em embalagens plásticas lacradas e os cortes são colocados em bandejas; • Resfriamento rápido: após a embalagem, o produto é submetido a resfriamento em túnel de congelamento com temperatura entre -30 e -35°C por 6 horas. 56 8. CARNE SUÍNA Do processamento e a industrialização da carne suína originam-se, além de cortes de carne fresca, uma variedade muito grande de produtos derivados ingeridos todos os dias por diferentes grupos de consumidores. Alguns exemplos destas diferentes tecnologias de fabricação aplicadas são os produtos defumados, curados, ou marinados. 8.1 Processamento da carne suína e a Síndrome do Estresse Porcino Alguns suínos são extremamente sensíveis ao estresse. Nestes animais ocorre uma síndrome denominada Síndrome do Estresse Porcino (PSS - Porcine Stress Syndrome) que é desencadeada por fatores estressantes como, por exemplo: o desmame, exercícios, mistura com outros animais e transporte e manejo pré- abate. Investigando as causas desta doença, alguns pesquisadores (Fujii et al, 1991) detectaram nestes animais um gene mutante chamado halotano ou gene hall, responsável por essa pré-disposição genética. O gene halotano, codifica para canais liberadores de cálcio do retículo sarcoplasmático do músculo esquelético, e, além de determinar a maior predisposição ao estresse em suínos, está relacionado com a mortalidade durante o transporte, e a produção de carne PSE (do inglês: pale, soft and exudative) que significa pálida, mole e exudativa; ou DFD (do inglês: dark, firm and dry) que quer dizer escura, dura e seca, um problema grave para a industrialização de carnes. Esses defeitos de qualidade são decorrentes de alterações na velocidade de reação post mortem desencadeadas por fatores de stress do animal, associado a esta pré-disposição genética. O destino das carnes dos animais que não morrerem durante o transporte, é a produção de empanados, hambúrgueres, mortadelas, presuntos, etc. 8.2 Pré-abate da carne suína • Embarque, transporte e desembarque: devem ser realizados de forma a evitar qualquer tipo de stress motor, emocional, digestivo, térmico ou desequilíbrio hídrico, além de reduzir escoriações, fraturas e pontos hemorrágicos na carne; • Descanso pré-abate: jejum de 6 a 24 horas com dieta hídrica. 57 10. OVOS 10.1 Contaminação e alteração dos ovos Pode ocorrer por três vias de infecção: • Transovariana: a infecção ocorre no ovário; • Oviduto: é contaminado quando passa através do oviduto; • Casca: bactérias são translocadas do exterior para o interior do ovo. 10.2 Fatores que afetam a penetração dos microrganismos em ovos: • Defesa Física: a resistência na penetração oferecida pela casca, através da cutícula (uma cobertura importante que atua como barreira microbiana, fechando os poros e resultando na redução da permeabilidade da casca) e suas membranas (existem duas membranas abaixo da casca: a interna está sobre a clara e a externa está aderida à casca). A defesa conferida pela casca depende além da cutícula e suas membranas, do número de bactérias, o período de contato e a espessura da casca; • Defesa Química: através de substâncias antimicrobianas presentes na clara, como a avidina, ovomucina, conalbumina e a lisozima, que apresentam pH entre 9,1 e 9,6. 60 EXERCÍCIOS 1. O leite pode ser definido sob o ponto de vista fisiológico, físico-químico e higiênico. Qual é a definição físico-química do leite? 2. Qual a composição média do leite de vaca? Porque o leite pode ser considerado como um dos alimentos mais perecíveis? 3. De que forma a caseína está presente no leite? 4. Porque os leites fervidos ou pasteurizados apresentam alteração de coloração? 5. Explique o que é mastite. Qual sua principal causa? 6. Cite 3 microrganismos deterioradores e 3 microrganismos patogênicos do leite. 7. Explique qual a diferença entre filtração e clarificação do leite. 8. Qual o binômio tempo/temperatura das pasteurizações lenta e rápida, e da esterilização do leite? 9. A detecção de uma pasteurização correta pode ser feita pela aferição de duas enzimas. Quais são essas enzimas? De que forma essas enzimas auxiliam esta detecção? 10. Qual o percentual de gordura dos leites: integral, desnatado e semi- desnatado? 11. Qual a importância do jejum e dieta hídrica no preparo pré-abate dos animais? 12. Qual o microrganismo mais freqüente em surtos de infecção com carne de aves? De que forma este microrganismo pode contaminar esta carne? 13. Qual a forma de insensibilização de aves mais freqüente no Brasil? 14. Explique o que é Síndrome do Estresse Porcino. As carnes dos animais com este defeito genético apresentam qual destino industrial? 15. Cite 3 características sensoriais do pescado fresco e 3 características do pescado deteriorado. 16. O que é geosmina? Qual sua relação com a alteração do sabor fresco do pescado? 17. Quais as vias de contaminação dos ovos? Quais os fatores que afetam sua contaminação? 61 BIBLIOGRAFIA CONSULTADA • MELO FRANCO, Bernadette dora Gombossy; LANDGRAF, Mariza. Microbiologia dos alimentos. 1ª ed.: Atheneu, 2006. • MAHAN, L. Katheleen; ESCOTT-STUMP-KRAUSE. Alimentos, nutrição e dietoterapia. 11ª ed.: Roca, 2005. • MORETO, Eliane; FETT, Roseane; GONZAGA, Luciano; KUSKOSKI, Eugênia Marta. Introdução à ciência de alimentos. 2ª ed.: UFSC, 2002. • GAVA, Altanir. Princípios e tecnologia de alimentos. 1ª ed.: Nobel, 2002. • BOBBIO, Florinda; BOBBIO, Paulo. Química do processamento dos alimentos. 3ª ed.: Varela, 2001. • EVANGELISTA, José. Tecnologia de alimentos. 2ª ed.: Saraiva, 1989. 62