CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES CURSO DE QUÍMICA INDUSTRIAL
Análise da eficiência do uso de Bactofugação na remoção de
micro-organismos em amostras de leite.
Eduardo Grave.
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Eduardo GraveAnálise da eficiência do uso de Bactofugação na remoção de
micro-organismos em amostras de leite.
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado a Univates para obtenção do título de bacharel em Química Industrial.
Orientador: Prof. Daniel Neutzling Lehn.
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Dedicatória
Dedico esse trabalho aos meus pais, Gilberto Grave e Ana Beatriz G. Grave, que sempre me deram força, coragem, constante apoio e por terem me proporcionado essa oportunidade de um futuro promissor, para seguir em busca de meus objetivos.
A minha namorada, Ana Caroline S. Silva, pelo amor e compreensão sempre, dando-me apoio nas minhas decisões e nos momentos difíceis.
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AGRADECIMENTOS
A minha família que é base da minha vida, sinônimo de amor, compreensão e dedicação. Vocês são responsáveis por este momento tão marcante em minha vida. Sempre buscarei não decepcioná-los.
A empresa LBR – Lácteos Brasil S.A. que possibilitou a realização da pesquisa em uma de suas plantas industriais, sendo colaboradora do projeto.
Ao colega de trabalho e gerente da unidade na qual foi desenvolvida a pesquisa, Irineu José Staudt, pelo auxílio e apoio prestados.
Ao orientador deste trabalho, Daniel Neutzling Lehn, pelo conhecimento transmitido, incentivo e orientação deste trabalho.
Aos participantes da banca, professor Daniel N. Lehn, professora Cleusa Scapini Becchi e Irineu José Staudt, gerente industrial da empresa LBR.
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LISTA DE TABELAS
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LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – Produção de leite no RS entre 1974 e 2009 ... 13
FIGURA 2 – Esquema de funcionamento do pasteurizador de placas... 18
FIGURA 3 – Curvas de aquecimento dos sistemas de tratamento térmico direto e indireto ... 19
FIGURA 4 – Centrífuga Bactofuga ou Ultra Fresh ... 20
FIGURA 5 – Laboratório de análises físico-químicas para a recepção do leite ... 21
FIGURA 6 – Plataforma de coleta, resfriamento e recebimento de leite in natura ... 21
FIGURA 7 – Conjunto pasteurizador de troca térmica por placas ... 22
FIGURA 8 – Silo isotérmico para armazenagem de leite ... 22
FIGURA 9 – Conjunto de ultra pasteurização de leite por injeção direta de vapor, dotado de homogeneizador de alta pressão ... 23
FIGURA 10 – Centrífuga Bactofuga ... 23
FIGURA 11 – Máquina de envase de leite UHT em embalagem cartonada Tetra Pak ... 24
FIGURA 12 – Processos do leite para obtenção das amostras ... 27
FIGURA 13 – Comparação entre a ocorrência de contaminação no leite UHT tradicional e no leite UHT bactofugado ... 33
FIGURA 14 – Ocorrência de contaminação no leite UHT bactofugado em relação ao turno de coleta ... 35
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SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ... 10 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 12 2.1 Leite ... 122.2 Produção de leite no Brasil e no Rio Grande do Sul ... 13
2.3 Micro-organismos no Leite ... 14 2.3.1 Psicrotróficos ... 15 2.3.2 Mesófilos ... 16 2.3.3 Termófilos ... 16 2.3.4 Formadores de Esporos ... 16 2.4 Tratamentos Térmicos ... 17 2.4.1 Pasteurização ... 18
2.4.2 Ultra Pasteurização – UHT ou UAT... 18
2.5 Bactofugação ou Ultra Fresh ... 19
2.6 Etapas do processo UHT ... 20
2.6.1 Análises da matéria prima ... 21
2.6.2 Recepção da matéria prima ... 21
2.6.3 Pasteurização e padronização do leite ... 22
2.6.4 Armazenamento do leite pasteurizado ... 22
2.6.5 Ultra Pasteurização UHT ... 23
2.6.6 Envase asséptico ... 24
2.7 Trabalhos recentes ... 24
3. MATERIAIS E MÉTODOS ... 25
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3.2 Processos de elaboração das amostras ... 26
3.3 Análises microbiológicas ... 27
3.4 Metodologia Analítica ... 27
3.4.2 Análise Microbiológica ... 28
3.4.2.1 Contagem total de mesófilos ... 28
3.4.2.2 Contagem de mesófilos aeróbios viáveis para leite UHT... 28
3.4.2.3 Contagem de Bacillus cereus... 28
3.4.2.4 Procedimento para contagem total de mesófilos ... 28
3.4.2.5 Procedimento para mesófilos aeróbios viáveis para leite UHT ... 29
3.4.2.6 Procedimento para Bacillus cereus ... 29
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 31
4.1 Resultados microbiológicos das amostras de leite avaliadas durante o trabalho ... 31
5. CONCLUSÃO ... 39
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RESUMO
O leite é um produto de amplo consumo devido à sua característica de alimento completo, fornecedor de diversos nutrientes importantes. A produção de leite no Vale do Taquari representa parcela importante da produção do estado do Rio Grande do Sul. O leite é também um excelente meio para o desenvolvimento de micro-organismos. A indústria de laticínios emprega tecnologias desenvolvidas para a eliminação de maior parte dos micro-organismos do leite, como é o caso do tratamento térmico UHT (Ultra High Temperature), mas estas tecnologias não eliminam alguns micro-organismos que tem a capacidade de formar esporos, resistindo ao tratamento térmico, permanecendo no leite e voltando a forma ativa durante o período de estocagem, podendo causar alterações indesejáveis no produto ou até mesmo risco à saúde dos consumidores. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do processo de bactofugação para a redução da carga de micro-organismos, incluindo os formadores de esporos. Foi empregada uma centrífuga de alta rotação que tem por objetivo a separação e eliminação dos micro-organismos. Neste trabalho foi realizada a avaliação microbiológica de amostras de leite obtidas em diferentes turnos de trabalho de uma indústria de laticínios do Vale do Taquari, RS. Em parte das amostras foi empregada a bactofugação ao longo do processo de beneficiamento, e nas demais o processo UHT foi aplicado sem bactofugação prévia, a fim de verificar a real eficiência deste processo de quanto à eliminação de micro-organismos, visto que a qualidade microbiológica do produto é de extrema importância à saúde e satisfação dos consumidores.
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1.
INTRODUÇÃO
O leite bovino é usado na alimentação humana como fonte de proteínas, gordura, energia e outros constituintes essenciais, sendo também um substrato ideal para o desenvolvimento de diversos grupos de micro-organismos, como bactérias, leveduras, fungos e vírus (BUSATTA, 2005). É um dos alimentos mais completos, mas sua composição química e a microbiota que o acompanha torna o leite um produto altamente perecível, necessitando, para sua conservação, de adequados tratamentos higiênicos e tecnológicos (BARTOSZEWICZ, 2008). Em determinadas circunstâncias, esporos resistentes às altas temperaturas podem sobreviver ao tratamento UHT, subseqüentemente germinando e crescendo no leite estocado (PETTERSSON et al., 1996).
Dentre as tecnologias para reduzir o número de micro-organismos do leite, a bactofugação é uma das que têm sido efetivamente utilizadas na prática. Seu princípio consiste na remoção das bactérias e esporos por meio de diferença da massa específica (1,2 g.mL-1 para os micro-organismos e 1,03 g.mL-1 para o leite) (TETRA PAK, 2004).
O Vale do Taquari possui uma expressiva produção de leite, chegando a volumes de produção anual de aproximadamente 264.000.000 de litros, o que movimenta de forma positiva a economia da região, gerando renda e aumentando o poder de compra da população (ALERTH, 2001).
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Para atingir este objetivo geral foram propostos os seguintes objetivos específicos: Realizar contagem de micro-organismos mesófilos viáveis a 30 ºC em
amostras de leite, antes e após o tratamento térmico UHT, com e sem a etapa de bactofugação;
Comparar a qualidade microbiológica do leite pasteurizado com o leite submetido ao processo UHT, com e sem bactofugação.
Verificar a eficiência da bactofugação na remoção de micro-organismos em leite UHT.
Realizar análises microbiológicas para verificar ou não a presença de
Bacillus cereus nas amostras de leite UHT que apresentarem maior
contagem de micro-organismos mesófilos viáveis a 30 ºC.
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2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 LeiteO leite tem sido utilizado na alimentação humana como fonte de proteínas, gordura, energia e outros constituintes essenciais desde os primórdios da civilização. Além disso, trata-se de um alimento importante na dieta de adultos e crianças, considerado o alimento natural mais completo. A importância do leite justifica-se pela qualidade de suas proteínas, e por também apresentar elementos como cálcio, fósforo, magnésio e vitaminas (TRONCO, 2008).
A composição do leite pode sofrer variações de acordo com volume produzido e quanto à relação entre os seus diversos componentes, fatores como espécie, raça, individualidade animal, intervalo entre ordenhas, período de lactação, influência das estações, alimentação, temperatura, doenças, idade do animal e condições climáticas podem influenciar promovendo variações na composição do leite (VERRUMA, 1994).
A Tabela 1 apresenta a composição média do leite. Basicamente, o leite é composto de 87,3% de água e 12,7% de sólidos totais. Os sólidos totais são divididos em 3,6% de gordura e 9,1% de extrato seco desengordurado.
Tabela 1 – Composição média do leite.
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Além de seu valor nutricional e sua importância para o desenvolvimento dos mamíferos, o leite é um dos principais alimentos mundialmente consumidos, sendo bem aceito por praticamente todas as faixas etárias. O consumo de leite e de derivados lácteos cresce consistentemente em todo o mundo, inclusive no Brasil provocando impacto na economia mundial (PEDRAS, 2007).
O leite é definido como secreção da glândula mamária de mamíferos, tendo seu pH próximo à neutralidade, com valor entre 6,5 e 6,7. O leite favorece o desenvolvimento de inúmeros micro-organismos, o que o torna altamente perecível e capaz de carregar agentes de toxi-infecção alimentar (RESENDE-LAGO et al., 2007).
2.2 Produção de leite no Brasil e no Rio Grande do Sul
A produção leiteira ocupa posição de considerável importância nos âmbitos estadual e nacional, uma vez que no Estado e no País estão instaladas, 232 e 1676 indústrias de laticínios, respectivamente. A produção de leite no Estado chega ao expressivo volume de 3,3 bilhões de litros por ano, atingindo, em âmbito nacional, a marca de 27,5 bilhões de litros por ano (BRIXIUS, 2006).
Na Figura 1, observa-se a evolução da produção de leite no RS de 1974 até 2009, expressa em mil litros de leite.
Figura 1 – Produção de leite no RS de 1974 a 2009.
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A região do Vale do Taquari tem em sua base econômica importante participação da produção rural, predominando a produção de leite. A economia na região é fundamentalmente influenciada pela forte presença de agroindústrias processadoras de laticínios, sendo esta uma das principais forças do Vale do Taquari, com representatividade no mercado nacional. É responsável por 30% da capacidade de industrialização de lácteos do Estado (ALERTH, 2001).
A região do Vale do Taquari apresenta índice de desenvolvimento socioeconômico (IDESE) na mesma média do estado do Rio Grande do Sul, estando o maior número de postos de trabalho ligados à indústria, principalmente a indústria de alimentos, segmento onde tem destaque as indústrias beneficiadoras de leite e derivados. De acordo com dados coletados em 2009, a produção de leite no Vale do Taquari representa 8,43% da produção de leite no Rio Grande do Sul (DE CONTO, 2011).
A agricultura familiar, fortemente influenciada pela produção leiteira, é responsável pelo desenvolvimento econômico do Vale do Taquari, tendo contribuído com a geração de receita para a região, estando esta em posição de destaque em produtividade e rentabilidade rural no panorama estadual. A renda resultante das atividades rurais, tendo como principal a produção leiteira, movimenta o comércio da região (BRIXIUS, 2006).
Especificamente a produção leiteira, desponta como a principal atividade econômica das propriedades rurais do Vale do Taquari e como umas das principais oportunidades para manter a população rural no seu meio (HEINECK, 2010).
2.3 Micro-organismos no Leite
Quando o leite é proveniente de animais sadios e obtido mediante boas condições higiênicas, o número de micro-organismos presentes esperado é baixo, geralmente com predominância dos gêneros Micrococcus, Streptococcus e Corynebacterium, além de lactobacilos saprófitos do úbere (OLIVEIRA, 2005).
A flora microbiana contaminante do leite normalmente é composta de bactérias, enquanto as leveduras e fungos raramente são encontrados. Dentre os contaminantes estão: bactérias láticas, coliformes, Micrococcus, Staphylococcus, Enterococcus, Bacillus, esporos de Clostridium e bastonetes Gram-negativos (OLIVEIRA, 2005).
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normalmente contaminam o leite crescem e se desenvolvem em uma ampla faixa de temperaturas, sendo classificados em psicrotróficos, mesófilos, ou termófilos (SANTANA, 2001).
Os componentes do leite são considerados substratos passíveis de serem utilizados e degradados por diversas espécies de micro-organismos, que podem ter contato com o leite desde a ordenha até o destino na indústria de beneficiamento (TRONCO, 2008).
A contaminação dos produtos lácteos por bactérias pode originar-se, também, da utilização de suprimento de água de qualidade inadequada, deficiências e não cumprimento de procedimentos de higiene e ocorrência de mastite nos animais. Sendo assim o emprego correto de procedimentos de higienização na cadeia produtiva do leite constituem pontos fundamentais para a obtenção de uma matéria-prima de alta qualidade (ENEROTH, 2000).
2.3.1 Psicrotróficos
Micro-organismos psicrotróficos têm como temperaturas ótimas para o seu crescimento a faixa entre 20 e 40 ºC, mas podem resistir à redução da temperatura, desenvolvendo-se em ambientes com temperaturas abaixo de 7 ºC. As bactérias
Pseudomonas spp, Bacillus spp, Serratia spp, Listeria spp, Yersinia spp, Lactobacillus spp, Flavobacterium spp, Corynebacterium spp, Micrococcus spp e Clostridium spp são as
principais bactérias psicrotróficas. Alguns desses micro-organismos como Listeria,
Yersinia e Bacillus são capazes de provocar doenças em humanos. No entanto o maior
problema relacionado às bactérias psicrotróficas está no fato de elas serem capazes de produzir enzimas que resistem ao tratamento térmico (SANTANA, 2001).
Segundo Pinto (2006) as bactérias Gram-negativas são as encontradas com maior freqüência dentre os psicrotróficos proteolíticos. O mantimento do leite cru a baixas temperaturas por períodos prolongados também pode comprometer a sua qualidade, visto que desta forma ocorre uma seleção da flora bacteriana presente neste leite, favorecendo a predominância de bactérias psicrotróficas proteolíticas.
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2.3.2 MesófilosOs micro-organismos mesófilos se incluem em um grupo capaz de se multiplicar e desenvolver em uma faixa de temperatura entre 20 e 45 ºC, tendo uma temperatura ótima de crescimento de 32 ºC. Esse grupo é muito importante, por incluir a maioria dos contaminantes do leite, tanto deteriorantes como patógenos (FRANCO & LANDGRAF, 1996).
A contagem de micro-organismos mesófilos é considerada um bom indicador de qualidade microbiológica, sendo realizada para se avaliar as condições higiênicas as quais o produto foi submetido durante ordenha, transporte e processamento. Contagens microbianas elevadas de mesófilos no leite pasteurizado podem indicar que a matéria-prima estava excessivamente contaminada ou que a mesma permaneceu em temperatura de abuso, não sendo resfriada como deveria. Podendo indicar, também, manipulação inadequada, equipamentos da planta de processo não adequadamente limpos e sanitizados, ou que o processo de pasteurização está deficiente (TEIXEIRA et al., 2000).
2.3.3 Termófilos
Os micro-organismos termófilos são definidos como aqueles cuja temperatura ótima de crescimento encontra-se entre 55 e 65 ºC, como máximo, para algumas espécies, podendo atingir entre 75 e 90 ºC e o mínimo em torno de 35 ºC. O leite cru, normalmente, contém poucos micro-organismos termófilos devido ao fato de outros micro-organismos também estarem presentes e em maioria, oferecendo uma competição. Esses micro-organismos constituem problema no leite pasteurizado quando algumas porções são mantidas, por algum tempo, entre 50 e 70 ºC (SILVEIRA, 1998).
2.3.4 Formadores de Esporos
Dentre os micro-organismos formadores de esporos, os gêneros Bacillus e
Clostridium situam-se entre os mais importantes contaminantes do leite cru, estando a
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de estocagem do produto podendo levar o mesmo a ser considerado inaceitável para o consumo (VAEREWIJCK et al., 2001).
Trabalhos consideram resistentes os esporos de Bacillus licheformis e Bacillus
cereus, uma vez que os mesmo sobreviveram a tratamento térmico de 110 ºC por 15
minutos (ZACARCHENCO, 1999).
2.4 Tratamentos Térmicos
Um dos métodos para a conservação dos alimentos é a aplicação de calor para a redução da carga de micro-organismos, capazes de deteriorar o produto ou causar doenças infecciosas. A aplicação de processos de conservação por calor está condicionada às características de cada alimento em particular, bem como às características dos micro-organismos a serem eliminados, sendo importante também a observação das condições necessárias para manter as características sensoriais e nutricionais do alimento (SILVA, 2000).
A escolha da temperatura e do tempo a serem utilizados no processo de tratamento térmico de um alimento dependerá dos efeitos que o calor exerça no alimento e no micro-organismo a ser eliminado, sendo cada alimento diferente, bem como diferentes serão as características de cada processo (GAVA, 1984).
A aplicação de altas temperaturas para a conservação do leite está fundamentada no efeito que este aumento de temperatura causa nos micro-organismos presentes no leite, vindo a eliminá-los em sua maioria. Temperaturas elevadas causam a desnaturação de proteínas e a inativação de enzimas necessárias à sobrevivência e desenvolvimento dos micro-organismos. Este tratamento térmico tem como finalidade principal diminuir riscos à saúde dos consumidores e retardar alterações indesejáveis no produto, aumentando sua vida de prateleira (SANCHEZ, 2005)
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2.4.1 PasteurizaçãoTrata-se da aplicação de temperatura elevada sem causar alteração sensível da constituição física e do equilíbrio do leite, sem prejuízos de suas características bioquímicas, bem como propriedades organolépticas. A pasteurização do leite tem como objetivo principal a destruição total dos micro-organismos patogênicos presentes, bem como da maior parte da flora saprófita presente, prática que se faz importante para a conservação e qualidade do produto durante o seu armazenamento, garantindo-lhe maior vida útil (OLIVEIRA, 1994).
Um dos processos de pasteurização usualmente aplicados ao leite é o de pasteurização com trocador de calor a placas, onde o leite é aquecido indiretamente a 75 ºC e mantido nesta temperatura durante um período, chamado tempo de retardo, de 20 segundos, com resfriamento imediato a 4 ºC (FOSCHIERA, 2004).
O equipamento mais utilizado para a operação de pasteurização é o trocador de placas, cujo funcionamento é mostrado no esquema da figura 2
Figura 2 – Esquema de funcionamento do pasteurizador de placas Fonte: www.infoescola.com. Acesso em 20.11.11.
2.4.2 Ultra Pasteurização – UHT ou UAT
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objetivo a eliminação da maior parte dos micro-organismos em sua forma vegetativa, porém alguns micro-organismos em sua forma esporulada podem sobreviver, vindo a germinar no produto em estocagem (SANCHEZ, 2005).
O tratamento térmico de ultra pasteurização pode ocorrer de forma direta ou indireta. O sistema indireto realiza a transferência de calor sem contato direto com o produto, onde o vapor d’água passa em um lado do tubo ou placa e o leite passa no outro lado, transferindo o calor pela parede do tubo ou placa de aço inoxidável. No sistema de tratamento direto ocorre a injeção de vapor d’água diretamente no produto, o vapor condensa e esta água agregada ao produto será retirada posteriormente através de uma câmera de expansão, que trabalha com temperatura e pressão controladas para o favorecimento da evaporação. O sistema de tratamento direto possui uma rampa de aquecimento mais rápida e menor exposição do produto ao calor do que no caso do sistema de tratamento indireto (FOSCHIERA, 2004).
As curvas de aquecimento dos sistemas de tratamento térmico direto e indireto são mostradas na Figura 3.
Figura 3 – Curvas de aquecimento dos sistemas de tratamento térmico direto e indireto. Fonte: http://www.foodsci.uoguelph.ca/deicon/uht.html. Acesso em 14.11.2011.
2.5 Bactofugação ou Ultra Fresh
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pré-aquecimento do leite e antecede a ultra pasteurização do leite (TETRA PAK, 2004). O equipamento utilizado nesta etapa é mostrado na Figura 4.
Figura 4 – Centrífuga Bactofuga ou Ultra Fresh. Fonte: (TETRA PAK, 2004).
O motor do equipamento, trabalhando em alta rotação, proporciona ao sistema uma força centrífuga de até cinco mil vezes a força gravitacional, determinando um alto poder de separação. Parâmetros como o tamanho da partícula a ser separada, viscosidade do produto centrifugado, diferença de densidade entre os componentes que se quer separar são determinantes na eficiência do equipamento, podendo variar de acordo com o produto. No equipamento, o leite entra pela parte inferior, passa por discos perfurados no corpo da centrífuga e desta saem duas correntes, uma sendo o leite bactofugado e outra o resíduo da descarga, que ocorre de acordo com uma programação em intervalos definidos de tempo, durante o período de operação (TETRA PAK, 2004).
2.6 Etapas do processo UHT
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2.6.1 Análises da matéria prima
Selecionaram-se as matérias primas recebidas na indústria através de avaliação analítica, realizada em laboratório de físico-química da empresa.
Figura 5 – Laboratório de análises físico-químicas para a recepção do leite. Fonte: Elaborada pelo autor.
2.6.2 Recepção da matéria prima
Mediante a aprovação analítica, realizou-se o descarregamento da matéria prima, através de bomba centrífuga ligada em mangueira sanitária, conduzindo o leite ao sistema de filtro e resfriamento por troca térmica indireta.
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2.6.3 Pasteurização e padronização do leite
Armazenou-se o leite recebido em silo próprio e conduziu-se ao tratamento térmico de pasteurização, através de pasteurizador a placas de alta performance, onde também ocorreu a padronização do leite através da retirada de gordura excedente por centrifugação.
Figura 7 – Conjunto pasteurizador de troca térmica por placas. Fonte: (TETRA PAK, 2004).
2.6.4 Armazenamento do leite pasteurizado
Armazenou-se o leite pasteurizado em silo próprio para este fim, onde se adicionaram os estabilizantes Citrato de Sódio e Blend de Fosfatos. Nesta etapa realizou-se a coleta do ponto 1.
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2.6.5 Ultra Pasteurização UHT
Conduziu-se o leite pasteurizado, padronizado e adicionado de estabilizantes ao equipamento de Ultra pasteurização por injeção direta de vapor, Tetra VTIS, equipado com centrífuga degerminadora, bactofuga. Realizando-se a ultra pasteurização sem a utilização da bactofuga em um momento e com a utilização da bactofuga em outro momento.
Figura 9 – Conjunto de ultra pasteurização de leite por injeção direta de vapor, dotado de homogeneizador de alta pressão.
Fonte: (TETRA PAK, 2004).
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2.6.6 Envase assépticoDestinou-se o leite ultra pasteurizado, bactofugado ou não ao envase asséptico, realizado em embalagens cartonadas, com máquinas TBA A3Flex. Nesta etapa realizaram-se as coletas dos pontos 2 e 3.
Figura 11 – Máquina de envase de leite UHT em embalagem cartonada Tetra Pak. Fonte: (TETRA PAK, 2004).
2.7 Trabalhos recentes
Não foram encontrados trabalhos específicos sobre avaliação de eficiência da bactofugação. Porém, alguns trabalhos citam a bactofugação como um processo capaz de melhorar a performance do tratamento térmico de ultra pasteurização.
Segundo Varnam & Sutherland (1994), o processo de bactofugação aplicado juntamente à ultra pasteurização por injeção direta de vapor pode diminuir o conteúdo microbiano do leite com maior eficiência.
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3. MATERIAIS E MÉTODOS
O presente trabalho foi realizado na unidade de lácteos da LBR – Lácteos Brasil S.A., utilizando-se da planta industrial de leite UHT e do laboratório de microbiologia da empresa.
O processamento das amostras utilizadas neste trabalho foi realizado na planta industrial, localizada em Fazenda Vilanova/RS.
As coletas foram realizadas nos meses de setembro e outubro de 2011, nas terças-feiras e quintas-terças-feiras de cada semana, sendo uma coleta no turno da manhã e uma coleta no turno da tarde.
3.1 Material
Para o desenvolvimento deste trabalho foram coletadas amostras de leite nos seguintes estágios:
Leite pasteurizado, anterior à etapa da bactofugação; Leite UHT tradicional, sem passar por bactofugação;
Leite UHT que tenha passado pelo processo de bactofugação.
Foram coletadas amostras dos três pontos de coleta citados acima, nos turnos da manhã e tarde, totalizando seis amostras diárias. As coletas foram realizadas em dois dias de cada semana, totalizando 72 amostras no decorrer de seis semanas de coleta.
Foram utilizados os seguintes pontos de coleta:
A saída do silo de leite pasteurizado (em recipiente estéril), gerando as amostras de leite antes dos processos de bactofugação e de UHT;
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que o mesmo tenha passado pelo processo prévio de bactofugação;
A saída da máquina de envase de leite UHT (leite na embalagem final) tendo este sido submetido ao processo de bactofugação.
As amostras foram coletadas nos turnos da manhã e tarde, no horário de recebimento de maior volume de leite.
Duas amostras de leite UHT com as maiores contagens de mesófilos, foram encaminhadas para a pesquisa de Bacillus cereus.
3.2 Processos de elaboração das amostras
As amostras foram elaboradas conforme as seguintes etapas do processo de produção: após a etapa de análise e recepção da matéria prima o leite é filtrado e resfriado, para posteriormente passar pelo processo de pasteurização e padronização do seu teor de gordura, onde ocorreu a coleta do primeiro ponto.
Após, o leite recebe a adição de estabilizantes e depois de analises físico-químicas é conduzido ao processo de ultra-pasteurização. No caso das amostras de leite UHT tradicional, após o processo de ultra pasteurização o leite é imediatamente resfriado e destinado ao envase asséptico em embalagens Tetra Pak estéreis e hermeticamente fechadas, onde ocorreu a coleta do segundo ponto. No caso das amostras de leite UHT bactofugado, anteriormente à ultra pasteurização o leite é ainda submetido ao processo UltraFresh ou bactofugação, posteriormente seguindo ao envase asséptico, onde ocorreu a coleta do terceiro ponto.
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Figura 12 – Processos do leite para obtenção das amostras. Fonte: Elaborada pelo autor.
3.3 Análises microbiológicas
Com as amostras coletadas foram realizadas as análises microbiológicas de contagem total de mesófilos, contagem de micro-organismos mesófilos viáveis a 30 ºC, com a finalidade de detectar posteriormente a presença de Bacillus sporothermodurans. Durante o trabalho foram selecionadas duas amostras de leite UHT com maior contagem de micro-organismos mesófilos viáveis a 30 ºC para a realização de contagem de Bacillus
cereus, com a finalidade de verificar a presença deste micro-organismo. As análises foram
realizadas em duplicata para garantir a confiabilidade dos resultados e a reprodutibilidade dos métodos.
3.4 Metodologia Analítica
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3.4.2 Análise MicrobiológicaPara a avaliação da qualidade microbiológica utilizou-se a análise de contagem organismos mesófilos totais para o leite pasteurizado, contagem de micro-organismos mesófilos aeróbios viáveis a 30 ºC, com identificação de Bacillus
sporothermodurans e análise de contagem de Bacillus cereus, para o leite UHT.
3.4.2.1 Contagem total de mesófilos
Baseia-se na semeadura da amostra ou de suas diluições em Agar padrão para contagem seguida de incubação em temperatura de 36 ± 1 ºC por 48 horas.
3.4.2.2 Contagem de mesófilos aeróbios viáveis para leite UHT
Baseia-se na semeadura da amostra e suas diluições em Agar cérebro-coração e em Agar nutriente isento de extrato de levedura, seguida de incubação a 30 ± 1 ºC por 72 horas, e posterior identificação dos micro-organismos presentes. Este método é aplicado para leite UHT por este ser um produto que normalmente apresenta baixas contagens.
3.4.2.3 Contagem de Bacillus cereus
Baseia-se na inoculação das diluições desejadas das amostras sob teste em Agar polimixina gema de ovo vermelho de fenol (MYP) ou em Agar cereus (PEMBA). Em ambos é adicionada emulsão de gema de ovo que objetiva a verificação da produção de lecitinase pelo Bacillus cereus, seguida de identificação bioquímica.
3.4.2.4 Procedimento para contagem total de mesófilos Pipetou-se 25 ± 0,2 mL da amostra;
Adicionou-se 225 mL de solução salina peptonada 0,1%; Homogeneizou-se por aproximadamente 60 segundos;
A partir da diluição inicial (10¹), efetuaram-se as demais diluições desejadas em solução salina peptonada 0,1%;
Semeou-se 1 mL de cada diluição selecionada em placas de Petri estéreis;
Adicionou-se de 15 a 20 mL de PCA fundido e mantido em banho-maria a 46-48 ºC;
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Efetuou-se a incubação das placas invertidas em estufa a 36 ± 1 °C por 48 horas; Efetuou-se a contagem de todas as colônias presentes.
3.4.2.5 Procedimento para mesófilos aeróbios viáveis para leite UHT
Pipetou-se 1 mL diretamente da amostra e 1 mL de cada uma das diluições preparadas (10¹ e 10²), transferindo-se para placas de Petri estéreis, em duplicata;
Adicionou-se cerca de 20 mL de Agar cérebro-coração (ABHI) a uma das placas de cada diluição. Nas demais, adicionou-se cerca de 20 mL de Agar nutriente isento de extrato de levedura;
Homogeneizou-se adequadamente os meios com os inóculos; Deixou-se solidificar invertendo as placas;
Efetuou-se a incubação das placas a 30 ± 1 ºC por 72 horas;
Realizou-se a verificação da presença de colônias nas placas, contando cada uma e observou-se suas características.
Quando a multiplicação bacteriana ocorre devido à presença de esporos de Bacillus
sporothermodurans na amostra em análise, observa-se nas placas de ABHI um abundante
surgimento de colônias lisas, de forma regular, com coloração entre branco e bege, com diâmetro máximo de 3 mm, facilmente identificáveis.
Esta diferenciação é necessária porque as colônias de Bacillus sporothermodurans não devem ser contabilizadas no cálculo de mesófilos aeróbios viáveis capazes de causar alteração no produto.
3.4.2.6 Procedimento para Bacillus cereus Pipetou-se 25 ± 0,2 mL da amostra;
Adicionou-se 225 mL da solução salina peptonada 0,1%; Homogeneizou-se por aproximadamente 60 segundos;
A partir da diluição inicial 10¹, efetuaram-se as diluições desejadas;
Inoculou-se sobre a superfície seca do Agar MYP ou Agar PEMBA 0,1 mL de cada diluição selecionada;
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Contou-se as colônias rodeadas por um halo de precipitação opaco sobre um fundo róseo, no Agar MYP e azul turquesa com aspecto recortado, com cerca de 5 mm de diâmetro e rodeadas por halo de precipitação de lecitina hidrolisada, no Agar PEMBA;
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4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Resultados microbiológicos das amostras de leite avaliadas durante o trabalho O Ministério da Agricultura, Pecuária e do Abastecimento (MAPA), através do Regulamento Técnico de Identidade e Qualidade de Leite UAT (Ultra Alta Temperatura) ou UHT (Ultra High Temperature), vinculado a Instrução Normativa Nº 62, de 26 de agosto de 2003 (Brasil, 2003), estabelece limites máximos para a presença de micro-organismos, sendo que para mesófilos aeróbios viáveis (capazes de causar alterações no produto) o parâmetro máximo é de 1,0 x 102 UFC.mL-¹. Quando ocorrer a identificação de Bacillus
sporothermodurans a quantidade encontrada deste micro-organismo deverá ser
desconsiderada no cálculo para a determinação dos mesófilos aeróbios viáveis.
Os resultados, obtidos através das análises para a determinação de micro-organismos mesófilos totais, realizadas nas amostras de leite pasteurizado, estão dispostos na Tabela 2 e correspondem à média de todas as coletas neste ponto.
Tabela 2 – Resultado das médias das análises microbiológicas de leite pasteurizado.
Leite Pasteurizado (Mesófilos Totais a 36 ºC)
7,39 x 10³ UFC.mL-¹
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Os resultados, obtidos através das análises para a determinação de micro-organismos mesófilos aeróbios viáveis, realizadas nos diferentes pontos de coleta, estão dispostos na Tabela 3 e correspondem à média de todas as coletas nos diferentes pontos.
Tabela 3 – Resultados das médias das análises microbiológicas de leite UHT tradicional e leite UHT bactofugado.
Leite UHT Tradicional (Mesófilos aeróbios
viáveis a 30 ºC)
Leite UHT Bactofugado (Mesófilos aeróbios
viáveis a 30 ºC) 1,97 x 10¹ UFC.mL-¹ 2,25 x 10º UFC.mL-¹
Fonte: Elaborada pelo autor.
A utilização de diferentes métodos microbiológicos para a avaliação das amostras de leite pasteurizado e leite UHT, justifica-se pela grande diferença de carga de micro-organismos esperada em cada tipo de leite, uma vez que o leite pasteurizado tende a apresentar cargas mais elevadas e o leite UHT tende a apresentar cargas menores, com isso é utilizado um meio mais seletivo para favorecer a formação das colônias.
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Figura 13 – Comparação entre a ocorrência de contaminação no leite UHT tradicional e no leite UHT bactofugado.
Fonte: Elaborada pelo autor.
Nota-se que das 24 amostras que não sofreram bactofugação, 14 apresentaram contagem de mesófilos superior a <1,0 x 10º UFC.mL-¹ e das 24 que sofreram o processo, somente 3 apresentaram contagem de mesófilos superior a <1,0 x 10º UFC.mL-¹, indicando a eficiência do processo na remoção dos micro-organismos.
Com base na Tabela 3 é possível afirmar que ambos os tratamentos UHT, com e sem bactofuga, proporcionam expressiva redução na carga bacteriana do leite, partindo de um leite pasteurizado para um leite UHT envasado assepticamente. Porém pode-se verificar que o sistema de tratamento UHT equipado com bactofuga apresenta um resultado microbiológico mais satisfatório, ou seja, na média uma menor permanência de micro-organismos. Na figura 13 pode-se observar que a incidência de contaminações foi maior no leite UHT tradicional, não submetido à bactofugação, ou seja, além da média do resultado de contagem de mesófilos aeróbios viáveis ser maior no leite UHT tradicional do que no leite UHT bactofugado, a permanência de micro-organismos também ocorre com maior frequência no leite UHT tradicional do que no leite UHT bactofugado.
Segundo Varnam & Sutherland (1994), o tratamento térmico por injeção direta de vapor aliado ao processo de bactofugação podem diminuir com maior eficiência o conteúdo microbiano do leite, obtendo-se um produto final de melhor qualidade.
Segundo Coelho et al. (2001), a ocorrência de contaminações em leite UHT podem se 14 3 0 2 4 6 8 10 12 14 16
Leite UHT Tradicional Leite UHT Bactofugado
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dar devido a má qualidade da matéria prima utilizada e por falhas na operação e limpeza dos sistemas de tratamento térmico e envase asséptico. Porém neste caso fica evidenciada a diferença na eficiência dos processos avaliados, uma vez que as amostras foram obtidas nos mesmos moldes e utilizando-se o mesmo padrão de matéria prima. O equipamento de tratamento térmico foi o mesmo variando-se apenas a utilização ou não da centrífuga bactofugadora.
Os resultados médios das análises microbiológicas realizadas nas amostras de leite pasteurizado, leite UHT tradicional e leite UHT bactofugado, estão representados na Tabela 4, separados em relação ao turno de coleta.
Tabela 4 – Resultados das médias das análises microbiológicas de leite pasteurizado, leite UHT tradicional e leite UHT bactofugado, diferenciando os períodos de coleta da manhã e tarde
Período Leite Pasteurizado Leite UHT Tradicional
Leite UHT Bactofugado Manhã 4,16 x 10³ UFC.mL-¹ 9,58 x 10º UFC.mL-¹ 1,16 x 10º UFC.mL-¹
Tarde 1,06 x 104 UFC.mL-¹ 2,98 x 10¹ UFC.mL-¹ 3,33 x 10º UFC.mL-¹ Fonte: Elaborada pelo autor.
Na Tabela 4 pode-se verificar que a qualidade microbiológica do leite recebido na unidade varia de acordo com o turno de recebimento, isto por que no período da manhã ocorre o recebimento do leite provindo de rotas da região, sendo este um leite fresco, ordenhado na noite anterior e na manhã do mesmo dia. Já no período da tarde ocorre o recebimento do leite proveniente de postos de resfriamento mais distantes da unidade, que por vezes aguarda mais de dois dias sob refrigeração para ser transportado até a unidade beneficiadora, proporcionando assim maior condição para a atividade e multiplicação de micro-organismos.
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Nas Figuras 14 e 15 são apresentados os resultados das amostras coletadas no turno da manhã e as amostras coletadas no turno da tarde, de leite UHT tradicional e de leite UHT bactofugado, em termos de número de amostras com contagem superior a <1x100 UFC.mL-¹, consideradas como amostras positivas.
Figura 14 – Ocorrência de contaminação no leite UHT bactofugado em relação ao turno de coleta.
Fonte: Elaborada pelo autor.
Figura 15 – Ocorrência de contaminação no leite UHT tradicional em relação ao turno de coleta.
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A comparação entre as amostras coletadas no turno da manhã e as amostras coletadas no turno da tarde, de leite UHT tradicional e de leite UHT bactofugado em termos de número de resultados microbiológicos apresentados, está apresentada nas Tabelas 5 e 6.
Tabela 5 – Resultados microbiológicos obtidos nos lotes de leite UHT tradicional e de leite UHT bactofugado coletados no turno da tarde.
Lote Leite UHT Tradicional Leite UHT Bactofugado 1T 4,6 x 10¹ UFC.mL-¹ <1 x 10º UFC.mL-¹ 2T 4,1 x 10¹ UFC.mL-¹ <1 x 10º UFC.mL-¹ 3T 3,2 x 10¹ UFC.mL-¹ <1 x 10º UFC.mL-¹ 4T 1,7 x 10¹ UFC.mL-¹ <1 x 10º UFC.mL-¹ 5T 2,6 x 10¹ UFC.mL-¹ 1,9 x 10¹ UFC.mL-¹ 6T 5,5 x 10¹ UFC.mL-¹ 2,1 x 10¹ UFC.mL-¹ 7T 2,8 x 10¹ UFC.mL-¹ <1 x 10º UFC.mL-¹ 8T <1 x 10º UFC.mL-¹ <1 x 10º UFC.mL-¹ 9T 3,6 x 10¹ UFC.mL-¹ <1 x 10º UFC.mL-¹ 10T 2,2 x 10¹ UFC.mL-¹ <1 x 10º UFC.mL-¹ 11T 1,9 x 10¹ UFC.mL-¹ <1 x 10º UFC.mL-¹ 12T 3,5 x 10¹ UFC.mL-¹ <1 x 10º UFC.mL-¹
Fonte: Elaborada pelo autor.
Tabela 6 – Resultados microbiológicos obtidos nos lotes de leite UHT tradicional e de leite UHT bactofugado coletados no turno da manhã.
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10M <1 x 10º UFC.mL-¹ <1 x 10º UFC.mL-¹ 11M <1 x 10º UFC.mL-¹ <1 x 10º UFC.mL-¹ 12M <1 x 10º UFC.mL-¹ <1 x 10º UFC.mL-¹ Fonte: Elaborada pelo autor.As Figuras 14 e 15 e as Tabelas 5 e 6 confirmam que tanto o leite UHT tradicional quanto o leite UHT bactofugado apresentam maior ocorrência de contaminação nos lotes coletados no período da tarde.
O resultado da identificação dos micro-organismos responsáveis pela contaminação do leite UHT, das amostras que apresentaram contagem superior a <1,0 x 10º UFC.mL-1 foi que todas as amostras apresentaram características de presença do micro-organismo Bacillus
sporothermodurans, que tem capacidade de resistir a aplicação de altas temperaturas durante
o tratamento térmico.
Segundo Neuman, Salvatori, Majolo e Fröder (2010) em determinadas circunstâncias, esporos altamente resistentes podem sobreviver ao tratamento UHT, vindo a germinar e crescer no leite estocado. Estes micro-organismos são denominados como esporos altamente resistentes ao aquecimento, sendo chamado de Bacillus sporothermodurans (BST). De acordo com estes autores outras pesquisas foram e vem sendo realizadas para o melhor conhecimento e eliminação do Bacillus sporothermodurans, dada a importância da pesquisa para melhoria da qualidade do produto leite UHT e garantia da qualidade do mesmo.
De acordo com os padrões legais estabelecidos pela Instrução Normativa 62 o limite permitido é de 102 UFC.mL-¹ para a contagem de bactérias mesofílicas aeróbias viáveis. No entanto as colônias isoladas Bacillus sporothermodurans não devem ser consideradas no cálculo da determinação das bactérias mesófilas aeróbias (BRASIL, 2003).
Na Tabela 7 estão representados os resultados na análise de contagem de Bacillus
cereus nas duas amostras selecionadas durante a realização do trabalho, que apresentaram
maior contagem de mesófilos aeróbios.
Tabela 7 – Resultados microbiológicos de contagem de Bacillus cereus realizada nos lotes 2M e 6T, que apresentaram a maior contagem de mesófilos aeróbios.
Análise Lote 2M Lote 6T
Contagem de Bacillus
cereus
