Vida de prateleira de alimentos: aspectos microbiológicos. Marta Taniwaki Instituto de Tecnologia de Alimentos

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1 Vida de prateleira de alimentos: aspectos microbiológicos Marta Taniwaki Instituto de Tecnologia de Alimentos

2 Mudanças no alvo 30 anos atrás... A ignorância é felicidade 20 anos atrás... Um pouco de informação é perigoso Hoje... O consumidor tem o direito e consegue saber Amanhã...

3 Novas Tecnologias Demanda do consumidor por diversidade e praticidade. Demanda do consumidor por alimentos naturais, livres de conservantes, alimentos orgânicos, sem processamento, redução do sódio, entre outros. Desenvolvimento de novas tecnologias: Alimentos minimamente processados Alimentos embalados em atmosfera modificadas Irradiação Alta pressão Outros

4 Vida de prateleira Definição conforme IFST (Institute of Food Science and Technology): O tempo durante o qual o produto alimentício: 1. Permanece seguro; 2. Mantém as características sensoriais, químicas, físicas e microbiológicas desejadas; 3. Cumpre com qualquer declaração constante no rótulo quanto aos seus dados nutricionais, quando armazenado nas condições recomendadas.

5 Fatores intrínsecos que influenciam a vida de prateleira Atividade de água; Valor de ph e acidez total Potencial redox ou valor redox Oxigênio disponível Nutrientes Microbiota natural e contagens de micro-organismos sobreviventes Bioquímica natural da formulação do produto (enzimas, reagentes químicos) Uso de conservantes na formulação do produto

6 Atividade de Água (a w ) Teor de água livre no alimento Fator limitante para o crescimento de micro-organismos Água é carreadora de enzimas e compostos oxidativos, responsáveis pela deterioração do alimento Umidade é o teor de água total: livre e ligada.

7 Estabilidade dos alimentos em função da atividade de água (a W ) Barbosa-Canovas et al. 2007

8 Classificação dos alimentos quanto à a w Atividade de água > 0,90: alimentos de alta umidade Leite e seus derivados, exceto leite em pó e queijos duros Carne e seus derivados exceto carne seca e alguns embutidos curados e/ou fermentados Vegetais não desidratados Frutas e seus sucos e polpas não concentradas Massas frescas

9 Atividade de água entre 0,89 e 0,60: alimentos de umidade intermediária Carne seca, Peixe salgado Frutas secas Xaropes de açúcar Sucos de frutas concentrados Caldo de carne concentrado Leite condensado Goiabada e marmelada Caldas e coberturas carameladas Queijos duros Alguns produtos cárneos curados como salame Congelados Pet foods

10 Atividade de água < 0,60: alimentos de baixa umidade Alimentos em pó (leite, café solúvel, pós para sopas ou pudins, gelatina e outros) Frutas liofilizadas Massas secas Biscoitos Condimentos secos Grãos e cereais

11 ph e acidez É a relação entre ph e concentração do íon H. É um fator limitante que determina a sobrevivência e crescimento principalmente das bactérias patogênicas. Os esporos de Clostridium botulinum não germinarão em alimentos com ph inferior a 4.8 Maioria dos fungos não são afetados pelo ph.

12 Classificação dos alimentos quanto ao ph ph >4,5: alimentos de baixa acidez (RDC 12/2001) Ovos Leite e seus derivados exceto iogurtes e outros tipos de produtos fermentados Carnes, pescados, frutos do mar e seus derivados, exceto os produtos fermentados ou acidificados Vegetais e seus derivados não acidificados ou fermentados Algumas frutas e seus sucos e polpas (manga, melão, melancia, coco, figo, banana)

13 Classificação dos alimentos quanto ao ph ph entre 3,7 e 4,5: alimentos de média acidez (Silva et al., 2010) Iogurte e outros derivados fermentados de leite Conservas vegetais acidificadas Vegetais fermentados Tomate e seus derivados Algumas frutas e seus sucos e polpas (caju, mamão, goiaba, pera, ameixa e algumas variedades de manga)

14 Classificação dos alimentos quanto ao ph ph <3,7: alimentos de alta acidez (Silva et al. 2010) Molhos para saladas Picles Chucrute Refrigerantes Algumas frutas e seus sucos e polpas (laranja, limão, abacaxi, maçã, maracujá, morango, uva) Vinagre

15 Valores mínimos para crescimento microbiano Micro-organismos ph a w Temperatura (ºC) Patogênicos Salmonella 4,0 0,94 7 S. aureus 4,0 (4,5 toxina) 0,83 (0,90 toxina) 6 (10 toxina) B. cereus 4,4 0,91 < 4 C. botulinum (proteolítico) 4,6 0,93 10 C. botulinum (não proteolítico) 5,0 0,97 3,3 L. monocytogenes 4,3 0,92 0 E. coli 4,4 0,95 7 V. parahaemolyticus 4,8 0,94 5 Y. enterocolítica 4,2 0,94-2 E. coli ,5 0,95-6,5 Deteriorantes Pseudomonas 5,5 0,97 < 0 E. aerogenes 4,4 0,94 < 0 Bactérias lácticas 3,8 0,94 4 Leveduras 1-5 0,62 0,85-5 Bolores < 2,0 0,61-5

16 Potencial de oxido-redução Processo de oxidação e redução = troca de elétrons entre compostos químicos geração de uma diferença de potencial elétrico entre os compostos medida com instrumento apropriado, resultado em V ou mv.

17 Potencial de oxido-redução ALIMENTO Eh (mv) Leite +200 a +340 Carne crua inteira -60 a -150 Carne crua moída +225 Suco de uva +409 Suco de limão +383 A presença de oxigênio é o fator que mais contribui para o aumento do Eh de um alimento.

18 Atmosfera Bactérias podem ser: aeróbias estritas (Pseudomonas spp.), anaeróbias facultativas (Salmonella, S. aureus, B. cereus, etc) anaeróbias estritas (Clostridium spp.). A maioria dos fungos filamentosos são aeróbios. Exceção: B. fulva, B. nivea, Mucor plumbeus, Fusarium oxysporum Geotrichum candidum podem crescer em atmosfera com menos de 0,5% O 2. Leveduras podem crescer em condições de aerobiose e anaerobiose.

19 Nutrientes Bolores: crescem numa grande variedade de substratos Leveduras: melhor crescimento em substratos ricos em açúcar e alimentos líquidos. Bactérias: crescem numa grande variedade de substratos. Exceção: Bactérias lácticas ( vit. B)

20 Interação microbiana Metabólitos produzidos por um determinado microorganismo podem afetar o desenvolvimento de outros tipos de micro-organismos presentes no mesmo alimento Bactérias do ácido láctico, diminuem o ph, inibindo o crescimento e produção de toxinas de Clostridium botulinum Leveduras: descarboxila o ácido láctico, alcalinizando o meio, favorecendo o crescimento de C. botulinum. Pseudomonas aeruginosa em alimentos podem produzir tiamina e triptofano ( essenciais para o S. aureus). Bacteriocinas produzidas por alguns micro-organismos, com ação bactericida. Ex.: bactérias do ácido láctico, alguns bacilos e clostridios.

21 Conservantes Maioria dos micro-organismos são inibidos por conservantes. Exceção: Z. bailii - 800mg/L ácido benzóico ph 3,0

22 Fatores extrínsecos que influenciam a vida de prateleira Perfil de tempo-temperatura, durante o processamento Controle de temperatura durante o armazenamento e distribuição; Umidade relativa (UR) durante o processamento, armazenamento e distribuição Exposição à luz (UV e IV) durante o processamento, armazenamento e distribuição Contagem microbiana ambiental durante o processamento, armazenamento e distribuição Composição da atmosfera dentro das embalagens Tratamento térmico posterior (reaquecimento ou cozimento antes do consumo) Manuseio do consumidor.

23 Tempo/Temperatura de processamento Em geral, as células bacterianas vegetativas e conídios fúngicos começam a perder viabilidade (sofrem destruição) em temperaturas próximas de 60 o C, sendo inativadas mais efetivamente a 70 o C. Os esporos bacterianos e ascosporos fúngicos podem resistir por várias horas acima de 100 o C, resistindo a processos de pasteurização, fervura, branqueamento.

24 Temperatura Com base na temperatura de crescimento: 4 grupos de micro-organismo Mínima Máxima Ótima Termófilos 40 / 45 C 60 / 90 C 55 / 75 C Mesófilos Psicrófilos 5 / 15 C 37 / 47 C 30 / 45 C -5 / +15 C 15 / 20 C 12 / 15 C Psicrotróficos -5 / +15 C 30 / 35 C 25 / 30 C

25 ATMOSFERA ENVOLVENDO O AMBIENTE A composição gasosa do ambiente que envolve o alimento pode determinar o tipo de micro-organismo que poderá predominar nesse alimento. Presença de oxigênio atmosférico Ausência de oxigênio atmosférico favorece favorece Aeróbios estritos/ anaeróbios facultativos Anaeróbios facultativos / Estritos 25

26 Umidade relativa de equilíbrio do ambiente Sendo a w = URE / 100, a URE do ambiente em que o alimento estiver armazenado deverá ser bem controlado, evitando variação na a w

27 Para determinar a vida de prateleira É preciso ter o máximo de informações sobre o alimento a ser conservado, conhecendo-se o mecanismo e a cinética das principais reações de deterioração. A vida útil de um produto é informação estratégica de uma empresa, para gerenciar melhor sua logística de distribuição e informar, de forma mais adequada as condições de sua conservação aos consumidores.

28 Parâmetros críticos a considerar num estudo de vida de prateleira Caracterização da microbiota inicial; Crescimento dos micro-organismos deteriorantes; Aumento ou diminuição de pontuação numa escala de avaliação sensorial; Perda de nutrientes; Alteração de sabor causada por oxidação ou hidrólise de gorduras; Ganho ou perda de umidade, com alteração de textura; Aumento na concentração de estanho e chumbo e outros componentes da embalagem.

29 Para prolongar a vida de prateleira Seleção e qualidade das matérias primas; Formulação do produto e elaboração; Ambiente de processamento; Técnicas de processamento e conservação; Embalagem; Armazenamento e distribuição; Manuseio do consumidor.

30 Testes acelerados Elevações de temperatura e/ou umidade relativa para acelerar as reações e, com base em parâmetros cinéticos, extrapolar os resultados com alguma segurança.

31 Teste acelerado Estocar os alimentos a 38 C e extrapolar os resultados (perda de cor, sabor, textura, valor nutritivo) para temperaturas mais baixas, considerando uma duplicação da velocidade da reação a cada incremento de 10 C na temperatura. A vida de prateleira a 28 C seria o dobro daquela a 38 C (Woodroof, 2012). Estudos paralelos devem ser realizados em temperaturas mais próximas daquelas esperadas para o armazenamento a fim de confirmar esta relação (Woodroof, 2012).

32 Vida de prateleira versus Data de validade Vida de prateleira diz respeito à qualidade do produto. Data de validade é uma norma aceita pela indústria, ou imposta pelo governo, para garantir a segurança no consumo de um produto.

33 Conceito do Objetivo da Segurança do Alimento (Food Safety Objective - FSO ) A frequência máxima e/ou concentração de um perigo microbiano no alimento no momento do consumo que fornece um nível apropriado de proteção à saúde [ ALOP ]

34 Equação FSO para Bactéria H o - ΣR + ΣI FSO FSO = Objetivo da segurança de alimento (food safety objective) H o = concentração/população inicial do perigo ΣR = total de redução (inativação ou remoção do patógeno ou contaminante) ΣI = total de aumento (crescimento ou recontaminação durante estocagem ou transporte)

35 Equação FSO para Micotoxinas H o + ΣI - ΣR FSO H o = é a concentração inicial da micotoxina no momento da colheita quando a análise é realizada concentração/população inicial do perigo ΣI = total de aumento durante secagem, estocagem ou transporte ΣR = total de redução durante o processamento No caso de um perigo químico como as micotoxinas, o limite estabelecido pelo país para a micotoxina no alimento, pode ter o status de um FSO.

36 Penhasco da Segurança do Alimento e Gerenciamento do Risco (ICMSF) FSO VARIABILIDADE DO PROCESSO PERIGO DOENÇAS/ MORTE

37 Teste de desafio (Challenge test) O challenge test é uma ferramenta que nos permite estudar a evolução de um determinado micro-organismo num alimento. O challenge test pode determinar a duração da fase lag e de multiplicação antes que o FSO seja ultrapassado.

38 Determinação da vida de prateleira (ICMSF, 2008) Uma abordagem para o gerenciamento da segurança do alimento é ter o alimento deteriorado e rejeitado pelo consumidor em virtude da baixa qualidade, antes que os patógenos possivelmente presentes possam se multiplicar até um nível em que se tornam uma ameaça à saúde pública. Na ausência de deterioração, uma forma de limitar a vida de prateleira pode ser o emprego de rotulagem do tipo consumir antes de ou de indicadores de tempotemperatura.

39 Validação de medidas de controle (ICMSF, 2008) Validação: a obtenção de evidências que demonstrem que uma medida de controle, ou uma combinação de medidas de controle, quando implementadas de forma correta, são capazes de controlar o perigo, conforme esperado.

40 Validação da vida de prateleira (ICMSF, 2008) Os dados de validação devem ser revisados periodicamente para determinar se dados científicos novos ou mudança nas condições de operação alterariam as conclusões de validação anteriores. O surgimento de um novo micro-organismo requer uma reavaliação do processo com base nas características desse micro-organismo. Mudanças na contaminação inicial dos ingredientes, na formulação do produto, nos parâmetros de processo ou nas condições de armazenamento requerem uma revalidação do processo.

41 Concluindo O objetivo da data de validade é informar o consumidor a consumir o alimento de forma segura. A data de validade só deve ser considerada se o produto for adquirido intato e sem qualquer tipo de danos. Os consumidores devem sempre seguir as instruções de armazenamento do fabricante, particularmente no que se refere à temperatura e utilização do produto após a abertura.

42 Muito obrigada pela atenção