Modelagem Matemática do Crescimento de Byssochlamys fulva e Neosartorya fischeri em Suco de Maçã Solidificado em Diferentes

Temperaturas de Incubação e Diferentes Concentrações de Sólidos Solúveis

A modelagem matemática do crescimento microbiano foi utilizada para estimar os parâmetros: velocidade específica máxima de crescimento (mmax) e tempo de duração da fase lag (λ), necessários para

o estudo do crescimento de B. fulva e N. fischeri sob diferentes temperaturas de incubação (10, 15, 20, 25 e 30 ºC) e diferentes concentrações de sólidos solúveis (12, 20, 25, 35, 45, 55 e 70 ºBrix) e, respectivamente, diferentes atividades de água (0,99; 0,98; 0,97; 0,95; 0,93, 0,88 e 0,75).

Como verificado no artigo anterior, a maioria das curvas de crescimento não apresenta fase estacionária, sendo assim, outros modelos matemáticos foram estudados, desconsiderando-se esta fase. Os modelos de Gompertz Modificado, Baranyi e Roberts e Baranyi e Roberts simplificado, sem considerar a fase estacionária de crescimento, foram ajustados aos dados experimentais de crescimento ao longo do tempo, obtidos através da medida de diâmetro da colônia de B. fulva e N. fischeri em suco de maçã solidificado. Além disso, estão incluídas informações complementares referentes à comparação dos modelos secundários pelos índices estatísticos, para os dois microrganismos estudados.

4.2.1 Parte 2: Modelagem matemática do crescimento de Byssochlamys fulva e Neosartorya fischeri em suco de maçã solidificado em diferentes temperaturas de incubação e diferentes concentrações de sólidos solúveis.

Resumo

O suco de maçã é um produto popular e tem grande importância comercial para alguns países. Byssochlamys fulva e Neosartorya fischeri são fungos produtores de ascósporos que são resistentes ao calor e podem ser encontrados em suco de maçã. O crescimento de fungos filamentosos não fácil de quantificar, pois eles não crescem como células únicas, mas como hifas filamentosas. Assim, um dos métodos comumente utilizados para quantificar o crescimento de fungos é a medida do diâmetro das colônias em função do tempo. O objetivo deste estudo foi verificar a influência de dois fatores: temperatura (10, 15, 20, 25 e 30 °C) e teor de sólidos solúveis (12, 20, 25, 35, 45, 55 e 70 ºBrix) e, respectivamente, diferentes atividades de água (0,99; 0,98; 0,97; 0,95; 0,93; 0,88 e 0,75), sobre o crescimento de B. fulva e N. fischeri em suco de maçã solidificado e a capacidade dos modelos de Gompetz Modificado, Baranyi e Roberts e Baranyi e Roberts simplificado (sem considerar a fase estacionária de crescimento) para descrever o crescimento do diâmetro da colônia (mm) destes microrganismos ao longo do tempo (h). Os resultados mostraram que os modelos avaliados apresentaram boa capacidade em descrever o crescimento de B. fulva e N. fischeri em suco de maçã solidificado em todas as condições estudadas. Pelos resultados obtidos, pode-se considerar que o modelo de Baranyi e Roberts simplificado é o mais indicado para descrever o crescimento destes fungos. A influência da temperatura e da concentração de sólidos solúveis nos parâmetros de crescimento l e mmax, obtidos por esse modelo, foi descrita através dos modelos

secundários, sendo que a influência da temperatura na variação da fase lag foi melhor representada pelo modelo da potência e na velocidade específica máxima de crescimento pelo modelo da raiz quadrada. A influência da concentração de sólidos solúveis, tanto sobre λ quanto sobre mmax, foi melhor descrita pelo modelo linear. Este trabalho pode

trazer inúmeras contribuições para a indústria processadora de sucos, uma vez que, a partir dos dados obtidos, podem ser estabelecidas as condições que propiciam a inibição do crescimento de microrganismos incidentes em suco de maçã.

Palavras-chave: Suco de maçã, fungos termorresistentes, crescimento radial, modelagem matemática.

1. Introdução

A conservação pelo calor é o método normalmente utilizado para sucos a base de frutas. No entanto, os fungos termorresistentes podem ser ativados durante este processo e germinarem durante o armazenamento provocando a deterioração do produto, produção de micotoxinas e perdas econômicas (Engel & Teuber, 1991, Zimmermann et al., 2011).

Algumas espécies de fungos apresentam características que os tornam mais resistentes ao calor, devido à sua capacidade de produção de ascósporos. Espécies como Byssochlamys sp. e Neosartorya fischeri são descritos como produtores de micotoxinas (Sant'Ana et al., 2009; Moake et al., 2005).

O crescimento de fungos (expresso como o aumento do diâmetro da colônia) foi modelado empiricamente contra o tempo utilizando o modelo de Gompertz Modificado (Zwietering et al., 1990). Este modelo tem sido utilizado para modelagem do crescimento de fungos baseado na sua comprovada flexibilidade para diferentes dados de crescimento assimétrico (Char et al., 2005; Marín et al., 2008 ). O modelo de Baranyi e Roberts (1994), que originalmente foi desenvolvido para crescimento bacteriano, também tem sido utilizado com sucesso para descrever o crescimento de leveduras e fungos filamentosos tais como Penicillium roqueforti (Valik et al., 1999), Aspergillus flavus (Gibson et al., 1994), Alternaria alternata, A. flavus, P. expansum, dentre outros (Marín et al., 2008). Alguns autores, como Garcia et al. (2009) e Marín et al. (2008), assumem que não há limitação no crescimento da colônia, pois o micélio estará sempre crescendo em regiões periféricas da colônia, até atingir toda a placa. Sendo assim, é possível simplificar o modelo de Baranyi e Roberts para avaliar o crescimento de fungos, obtendo uma função de crescimento sem fase estacionária. A partir destes modelos primários, pode-se estimar os parâmetros de crescimento - velocidade específica máxima de crescimento (µmax) e duração da fase de adaptação

(λ) - que são subsequentemente utilizados na modelagem secundária (Marín et al., 2008).

O objetivo deste estudo foi comparar os modelos de crescimento, comumente usados para a modelagem primária, a fim de avaliar a sua utilidade para a estimativa dos parâmetros de crescimento. Também foi avaliado o uso da medida do diâmetro da colônia, como indicador do crescimento de fungos para modelagem primária e modelagem secundária.

2 Material e Métodos 2.1 Microrganismos

Neste estudo, foi analisado o crescimento de Byssochlamys fulva IOC 4518 isolado a partir de suco concentrado de maçã (Salomão et al., 2008) e de Neosartorya fischeri isolado de amostras retiradas da linha de processamento de néctar de maçã (Salomão, 2002).