AVALIAÇÃO DE MICRORGANISMOS PATOGÊNICOS E MODELAGEM MATEMÁTICA DO CRESCIMENTO DE DETERIORANTES EM PRESUNTO FATIADO EMBALADO À VÁCUO

AVALIAÇÃO DE MICRORGANISMOS PATOGÊNICOS E

MODELAGEM MATEMÁTICA DO CRESCIMENTO DE

DETERIORANTES EM PRESUNTO FATIADO EMBALADO À VÁCUO

Simone Geitenes 1,Mariana Florindo Batista de Oliveira1 Cleonice Mendes Pereira Sarmento 2, Daneysa Lahis Kalschne 3

1

Alunas do curso de Engenharia de Produção

2 _{Professora Orientadora Curso de Engenharia de Alimentos}

3 _{Aluna de Mestrado Programa Pós Graduação Tecnologia de Alimentos – PPGTA}

Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR Avenida Brasil 4232, Parque Independência

CEP 85884000 fone 45 3240 8000

simonegeitenes@gmail.com, mariana_oliveira8@hotmail.com cleosarmento@utfpr.edu.br, daneysa@hotmail.com

Resumo - O presente artigo tem como objetivo a verificação da presença de microrganismos patogênicos

(Salmonella, Sthaphylococcus coagulase positiva, Clostridium sulfito redutores e Coliformes a 45º C) e deteriorantes (bactérias láticas) em duas marcas de presunto fatiado embalado à vácuo comercializadas na região Oeste do Paraná. Para o isolamento e enumeração de bactérias láticas realizou-se modelagem matemática com o

software Statistica 8.0 para a análise de adequação dos resultados obtidos aos modelos preditivos de Gompertz

Modificado e Modelo Logístico.

Palavras-chave: Gompertz modificado, Modelo Logístico, Bactérias láticas.

Abstract – This article has as objective the verification of the presence of pathogenic microorganisms

(Salmonella, Sthaphylococcus coagulase positiva, Clostridium sulphite reducing and Coliformes a 45º C) and deteriorating (acid lactic bacteria) in two brands of ham sliced and vacuum packed marketed in western Paraná. For the isolation and enumeration of acid lactic bacteria mathematical modeling was performed with the

Statistica 8.0 software for the analysis of the adequacy of the results to Modified Gompertz and Logistic

predictives models.

Keywords: Modified Gompertz, Logistic model, Acid latic bacterias.

INTRODUÇÃO

Para desenvolver produtos com qualidade que não prejudiquem a saúde do consumidor, as empresas de alimentos enfrentam desafios em toda a cadeia de produção. Faz- se necessário um controle rigoroso das atividades higiênico-sanitárias para que não ocorram contaminações durante o processamento que ocasionem o desenvolvimento de microrganismos patogênicos, causando riscos ao consumidor final.

A carne e os produtos cárneos são altamente perecíveis, sendo que a vida de prateleira de carne é estritamente dependente do número e do tipo de bactéria inicialmente presente e do

seu crescimento nas condições ecológicas aplicadas durante o armazenamento, particularmente pH, temperatura e atmosfera gasosa [1].

Dentre os produtos cárneos industrializados, um dos mais encontrados à disposição no mercado é o presunto, o qual é preparado exclusivamente de pernil suíno, desossado, adicionado de ingredientes e submetido a um processo de cozimento [2].

Em relação a carnes, a deterioração pode ser considerada como um fenômeno ecológico que abrange mudanças do substrato disponível para multiplicação bacteriana durante o armazenamento [3].

Para que o presunto seja considerado apto para o consumo e possa ser disponibilizado no mercado, é necessário estar de acordo com os padrões microbiológicos descritos pela RDC nº 12 de 2 de janeiro de 2001 da ANVISA (Agência Nacional de Vigilância sanitária) [4].

Entre os microrganismos importantes para a segurança alimentar, a Salmonella tem se destacado como causadora de toxinfecções alimentares [5].

As bactérias do gênero Sthaphylococcus são cocos Gram-positivos, pertencentes à família Micrococcaceae e são capazes de multiplicar-se até em alimentos contendo de 7,5% a 20% de cloreto de sódio (sal) [6].

Os coliformes são microrganismos indicadores em determinadas situações. São bactérias gram-negativas, anaeróbias facultativas em forma de bastonetes [7]. As bactérias pertencentes a este grupo correspondem aos coliformes totais que apresentam a capacidade de continuar fermentando lactose com produção de gás, quando incubadas à temperatura de 44-45,5º C [8]. Os coliformes foram historicamente utilizados como microrganismos indicadores para servir como uma medida de contaminação fecal e, assim, medir a presença potencial de patógenos entéricos em água fresca [7].

Inicialmente, os microrganismos deteriorantes estão presentes em pequenas quantidades e constituem somente a menor parte da microbiota natural. Durante o armazenamento, os microrganismos deteriorantes geralmente se multiplicam mais rapidamente que a microbiota remanescente e produzem os metabólitos responsáveis por odores, limo e finalmente a rejeição sensorial. As bactérias láticas (BAL) constituem um grupo de bactérias Gram positivas unidas por uma constelação de características morfológicas, metabólicas e fisiológicas [9] , são anaeróbias facultativas, não tem motilidade, podem ser cocos ou bacilos não esporulados, que obtém sua energia pela fermentação de carboidratos, produzindo ácido lático como maior produto da fermentação [10].

Os modelos matemáticos da microbiologia preditiva são utilizados na descrição do comportamento de microrganismos a diferentes condições físico-químicas, como também podem ser usados para prever a segurança microbiana e a vida-de-prateleira de produtos, através da procura por pontos críticos no processo, e para otimizar as cadeias de produção e distribuição [11].

O Modelo de Gmpertz Modificado, trata-se de uma função exponencial dupla, que descreve uma curva sigmóide assimétrica. Apesar de existir uma grande variedade de curvas sigmóides, o Modelo de Gompertz Modificado é o que fornece melhores ajustes aos dados relacionados com a microbiologia [14]. O Modelo de Gompertz Modificado é dado pela Equação 1 :









































.

exp

exp

.

t

1

A

A

y





A = população máxima atingida;

 = duração da fase lag (h); t = tempo (h).

O Modelo Logístico que é dado pelas Equações 2, 3 e 4:









A= população máxima atingida; C, D, F= parâmetros do modelo;

 = velocidade específica máxima de crescimento (h-1

);  = duração da fase lag (h);

t= tempo (h).

METODOLOGIA

Todos os experimentos foram realizados na Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Campus Medianeira, no Laboratório de Análises Microbiológicas e no Laboratório de Análises Microbiológicas e Físico-Químicas de Alimentos e Água (LAMAG).

Inicialmente, realizou-se visita aos pontos de venda de presunto fatiado embalado à vácuo e selecionou-se duas marcas a serem estudadas, ambas do estado do Paraná com Serviço de Inspeção Federal. Observou-se para a seleção a data de fabricação do produto, selecionando-se produtos com data de fabricação mais próxima em relação à data de aquisição, o tipo de embalagem (a vácuo) e forma de armazenamento no estabelecimento comercial.

Selecionaram-se duas marcas de presunto caracterizadas como:

P1: presunto da marca 1; data de fabricação:02/05/2012 data de validade: 02/07/2012. P2: presunto da marca 2; data de fabricação:07/05/2012 data de validade: 20/06/2012. As duas embalagens são do fornecedor Parnaplast, sendo a embalagem da marca 1 com espessura de 120 micras e a embalagem da marca 2 com espessura de 140 micras, e ambas indicavam temperatura de armazenamento de 0º C a 5º C.

As amostras foram armazenadas em estufa incubadora tipo BOD (Biochemical Oxygen Demand - Tecnal, TE-391, SP, Brasil), a temperatura de 5ºC, sendo realizada análise inicial (tempo zero) para Salmonella, Clostridium, Staphylococcus e Coliformes a 45ºC. Semanalmente, até atingir a fase estacionária foi realizada a contagem de BAL. Todas as análises foram realizadas em duplicata.

Para a pesquisa de Salmonella, contagem de Clostidium, Coliformes a 45 ºC e Sthaphylococcus bem como o isolamento e enumeração das bactérias láticas nas amostras foram realizadas de acordo com a Instrução Normativa 62, de 26 de agosto de 2003 do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) [8].

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Pesquisa de Salmonella, Clostridium, Staphylococcus e Coliformes a 45ºC nas duas amostras de presunto (P1 e P2)

Com os resultados das análises microbiológicas constatou-se que as amostras (P1 e P2) indicaram boa qualidade microbiológica, conforme a Resolução RDC nº 12 da ANVISA

Modelo de Gompertz Modificado y=(8,31401)*exp(-exp(((,618205)*exp(1)/(8,31401))*((-5,6278)-x)+1)) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Tempo (dias) 3 4 5 6 7 8 9 L o g U F C /g

[7]. Dessa forma foi considerado apto para o consumo. Tais resultados são apresentados na Tabela 1.

Tabela 1. Resultado da avaliação microbiológica das amostras de presunto (P1 e P2).

Amostra _{Salmonella sp} Pesquisa de (em 25 g) Contagem de Clostridium Sulfito Redutor a 46ºC (UFC/g) Contagem de Sthaphylococcus Coagulase Positiva (UFC/g) Contagem de Coliformes a 45ºC (UFC/g) P1 Ausente <10 1,0 X 102 < 10 P2 Ausente < 10 < 102 < 10 Padrão Legislação (*) Ausente 5X10² 3X10³ 10³

P1= presunto da marca 1 e P2= presunto da marca 2

UFC/g: Valores expressos em Unidades Formadoras de Colônias por gramas; (*) Padrão para amostras indicativa preconizado na RDC n 12 de 2 de janeiro de 2001 (Brasil, 2001).

Na Tabela 1 observa-se que as duas amostras de presunto (P1e P2) encontravam-se de acordo com a legislação vigente, nos parâmetros analisados, conforme Resolução RDC nº 12 da ANVISA.

Ajuste dos dados experimentais para a contagem de bactérias láticas aos modelos preditivos.

O Modelo de Gompertz, e o Modelo Logístico, conforme Equações 1 e 2, respectivamente, foram ajustados aos dados experimentais e obtidos os parâmetros de crescimento, através do software STATISTICA 8.0.

Conforme Figura 2 e 3 pode-se constatar que não houve fase lag para nenhuma das marcas de presunto avaliadas (P1 e P2).

Modelo Logístico y=(8,29448)/(1+exp((,326702)-(,249545)*(x))) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Tempo (dias) 3 4 5 6 7 8 9 L o g U F C /g

Modelo de Gompertz Modificado

y=(7,42526)*exp(-exp(((,744452)*exp(1)/(7,42526))*((-2,8735)-x)+1)) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Tempo (dias) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 L o g U F C /g (B)

Figura 3 - Curva de crescimento para as amostras do presunto da marca 2 com Modelo de Gompertz Modificado e Modelo Logístico.

Modelo Logístico y=(7,39003)/(1+exp((,898149)-(,369026)*(x))) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Tempo (dias) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 L o g U F C /g (B)

Com as Figura 2 e 3 pode-se observar que a curva predita pelo modelo de Gompertz Modificado e pelo Modelo Logístico descreve bem os dados experimentais. Verificou-se que houve um aumento da contagem microbiana até 15 dias de armazenamento para o presunto da marca 1 (P1), porém após este período, as amostras avaliadas entram em fase estacionária, alcançando contagem entre 108 a 109 UFC/g até final do período avaliado. Não foi observada a fase lag. Para as amostras do presunto da marca 2 (P2), observou-se que ambos os modelos descreveram bem os dados experimentais, mas o aumento da contagem microbiana estendeu-se por até no máximo 10 dias de armazenamento, estendeu-sendo que após este período as amostras avaliadas entram em fase estacionária, alcançando contagem máxima entre 107 e 108 UFC/g até final do período avaliado. Também não foi observada a fase lag.

Como os modelos indicaram ajustes semelhantes, os mesmos foram comparados estatisticamente com os índices estatísticos: R², MSE, Fator bias e Fator de Exatidão, para seleção do modelo para predição dos dados avaliados. Na Tabela 3 os valores dos índices estatísticos R², MSE, Fator Bias e Fator de Exatidão, obtidos para os Modelos de Gompertz Modificado e Logístico na avaliação das marcas do presunto 1 (P1) e do presunto 2 (P2).

Tabela 3. Índices estatísticos R², MSE, Fator Bias e Fator de Exatidão, obtidos para os Modelos de Gompertz Modificado e Logístico na avaliação das marcas do presunto 1 (P1) e

do presunto 2 (P2).

Amostras Modelo Gompertz modificado Modelo Logístico

R2 MSE F bias F exatidão R2 MSE F bias F exatidão P1 0,9906 0,0904 1,0004 1,0445 0,9921 0,0766 1,0009 1,0418 P2 0,9811 0,2239 0,9954 1,0806 0,9797 0,2407 0,9953 1,0806

P1= presunto da marca 1 e P2 =presunto da marca 2

Na Tabela 3 estão apresentados os índices estatísticos para as amostras de presunto da marca 1 (P1) e de presunto da marca 2 (P2) , confirmando que ambos os modelos

descreveram bem os dados experimentais avaliados. Neste trabalho foi selecionado o Modelo de Gompertz Modificado para obtenção dos parâmetros de crescimento microbiológico.

Na Tabela 4 observam-se os parâmetros de crescimento microbiológicos, velocidade específica máxima de crescimento, aumento logarítmico da população e duração da fase lag, estimados utilizando o Modelo de Gompertz Modificado, através do Software Statistica 8.0 para ambas as amostras avaliadas de presunto das marca 1 e 2 (P1 e P2).

Tabela 4. Parâmetro de crescimento microbiológico para amostras de presunto da marca 1(P1) e da marca 2 (P2) obtidos pelo ajuste do Modelo de Gompertz Modificado

Amostra/Parâmetro Parâmetros de Crescimento Microbiológico A  

P1 8,3140 0,7445 0 P2 7,4253 0,6182 0

P1= presunto da marca 1 e P2 =presunto da marca 2. A=aumento logarítmico da população; µ=velocidade máxima de crescimento; = duração da fase lag.

Observou-se com os valores dos parâmetros microbiológicos obtidos com modelo de Gompertz Modificado, que as duas marcas avaliadas não apresentaram fase lag ( λ), logo no início da avaliação as amostras (P1 e P2) já estavam na fase exponencial. Observou-se também que a velocidade de crescimento () da marca P2 foi menor que a da marca P1, este fato poderá contribuir para que o presunto (P2) apresente melhor qualidade microbiológica até final da sua vida útil.

Com a avaliação dos modelos, através das curvas preditas foram também obtidas as equações do Modelo de Gompertz Modificado, para as mostras de presunto P1 e P2, mostradas na Figura 2 e 3 respectivamente. Com estas equações, que evolvem os parâmetros de crescimento é possível predizer a contagem microbiana durante a vida de prateleira das amostras de presunto das marca 1 e 2 (P1 e P2).

CONCLUSÕES

As análises de Salmonella, Clostridium, Coliformes a 45C e Staphylococcus atenderam os critérios da legislação vigente, indicando assim boa qualidade microbiológica [4]. Com o acompanhamento microbiológico semanal com a contagem de bactérias láticas, verificou-se uma rápida evolução destas bactérias, indicando que as duas marcas de presunto avaliadas (P1 e P2), não estariam em boas condições de consumo até o final da vida útil proposta pela indústria. Os produtos avaliados, após 14 e 28 dias respectivamente para P1 e P2, apresentavam limosidade, exsudado leitoso e odor ácido, características de bactérias láticas. O Modelo de Gompertz Modificado descreveu bem os dados avaliados e foi selecionado para obtenção dos parâmetros de crescimento. Dos produtos avaliados, concluiu-se que as amostras do presunto da marca 2 (P2) apreconcluiu-sentou qualidade superior, comparado as amostras do presunto da marca 1 (P1).

AGRADECIMENTOS

A agência financiadora de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná, Fundação Araucária, que disponibilizou uma bolsa auxílio para o projeto.

REFERÊNCIAS

[1] RUSSO, F.; ERCOLINI, D.; MAURIELLO, G.; VILLANI, F. Behaviour of Brochothrix thermosphacta in presence of other meat. Food Microbiology, 23, 797-802, 2006.

[2] MOTTIN, V. D. Avaliação Microbiológica de apresuntados, fatiados e comercializados em supermercados de Porto Alegre, RS. Dissertação de Mestrado em Microbiologia Agrícola e do Ambiente, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, 2008.

[3] NYCHAS, G. E.; SKANDAMIS P. N.; TASSOU, C.C.; KOUTSOUMANIS, K.P. Meat spoilage during distribution. Meat Science v. 78 , p 77–89, 2008.

[4] BRASIL. Resolução RDC nº 12, de 02 de janeiro de 2001 do Ministério da Saúde, Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Regulamento Técnico sobre Padrões Microbiológicos para Alimentos. Diário Oficial da União, Poder Executivo, de 10 de janeiro de 2001. Disponível em: <http://www.anvisa.gov.br/legis/resol/12_01rdc.htm>. Acesso em: 21/08/2012.

[5] BESSA, M. C. COSTA, M. CARDOSO, M. Prevalência de Salmonella sp. em suínos abatidos em frigoríficos do Rio Grande do Sul. Pesquisa veterinária Brasileira 24(2): 80-84, 2004. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/%0D/pvb/v24n2/a06v24n2.pdf>. Acesso em: 20/08/2012.

[6] GAVA, A. J. SILVA, C. A. B. FRIAS, J. R. G. Tecnologia de alimentos: Princípios e aplicações. São Paulo: Nobel, 2009

[7] FORSYTHE, S. J. Microbiologia da segurança alimentar. Porto Alegre: Artmed, 2007.. [8] FRANCO, B. D. G. M. LANDGRAF, M. Microbiologia dos alimentos. São Paulo: Atheneu, 2008.

[9] AXELSSON, L. Acid lactic bacteria: classification and physiology. In: SALMINEN, S. et al. Lactic acid bacteria: microbiology and functional aspects. 3 ed. New York: Marcel Dekker Inc, 2004.

[10] MASSAGUER, P. R. de. Microbiologia dos processos alimentares. São Paulo: Varela, 2006. 258 p.

[11] FERREIRA, L. D. Utilização da microbiologia preditiva na avaliação do crescimento de bactérias ácido lácticas em presunto fatiado. Dissertação de Mestrado em Engenharia de Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC, 2004. Disponível em: <http://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/15583/213766.pdf?sequence=1>. Acesso em: 20/08/2012.

[12] ERKMEN, O.; BARAZI, A. Modelling the effects of modified atmosphere on Salmonella typhimurium in packaged meat during storage in the refrigerator and at 12°C. Annals of Microbiology, v. 58, n.1, p. 73-81, 2008.