Orientador: Marcelo Cristianini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T04:09:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franchi_MarkAlexandrow_D.pdf: 824830 bytes, checksum: ccb9855f666c2957e1a870f8b369d4c9 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A utilização de métodos inovadores de estabilização microbiológica em alimentos como alternativa ao método térmico tem se mostrado promissora para a obtenção do melhor compromisso entre segurança e qualidade. Alta pressão dinâmica e bioproteção são tecnologias inovadoras: alta pressão dinâmica (APD) ou homogeneização por ultra alta pressão (HUAP) utiliza-se de sistemas de compressão de fluido a pressões superiores a 100MPa, para então forçar o fluido através de uma estreita fenda causando brusca aceleração e forças de cisalhamento resultando na ruptura de células de microrganismos; bioproteção, por sua vez, consiste no emprego de substancias naturais ou produzidas a partir de fontes alimentícias com atividade antimicrobiana para a estabilização microbiológica de alimentos e processos. Concentrações inibitórias mínimas (MIC) de nisina, lisozima, extrato de lúpulo e sakacina foram medidas contra Lactobacillus brevis e delbruecki, Acetobacter aceti, Pediococcus sp. e duas cepas de leveduras selvagens. Nisina foi capaz de inibir o crescimento de Pediococcus sp (2,0 mg.L-1), L. brevis (3,0 mg.L-1) e L. delbruecki (0,8 mg.L-1), no entanto, o A. aceti não foi inibido até concentrações de 0,2 g.L-1. Lisozima inibiu L. delbruecki (1,0 mg.L-1) e exibiu uma inibição transitória sobre L. brevis (50 mg.L-1). Alta pressão dinâmica foi empregada sobre os mesmos microrganismos a pressões de 60, 100, 150, 250 MPa em cerveja (pH 4,5; 2,5oP; 4,7oGL). O valor de Dp, taxa de redução logarítmica do microrganismo mais resistente foi calculada. Um experimento de múltiplas passagens foi realizado a pressões subletais até 3 passagens pelo sistema. Todas as linhagens foram inativadas a pressões de até 250 MPa, mesmo em contagens iniciais altas da ordem de (106UFC/mL). L. delbruecki foi a linhagem mais resistente com um Dp de 38,9 MPa. No ensaio de múltiplas passagens pelo sistema foi observado que o efeito de tratamentos consecutivos resultou em um efeito aditivo, não tendo sido observado sinergismo ou antagonismo por seleção de bactérias resistentes. Foi avaliado o efeito da temperatura de entrada (6, 10, 20, 23, 30, 44, 50oC) e concentração de CO2 na cerveja (0; 0,5; 1,0 e 2,0 volumes a 25oC) na destruição de L. delbruecki, a 150 e 170 MPa. A temperatura de entrada causou um efeito positivo sobre a destruição e 3 ciclos logarítmicos de diferença no número de reduções decimais foi observado entre 6 e 50°C. Por sua vez, a concentração de CO2 causou um efeito negativo sobre a destruição. Lactobacillus brevis, um dos microrganismos mais resistentes ao tratamento de cerveja por alta pressão, foi utilizado nos estudos de efeito combinado entre alta pressão dinâmica e bioproteção, uma vez que L. delbruecki apresentou alta sensibilidade aos antimicrobianos. A inibição pela lisozima foi transitória e a adição de 50 mg.L-1 foi capaz de reduzir um ciclo logarítmico da contagem após duas horas de contato. O tratamento por alta pressão dinâmica da suspensão de L.brevis resultou em uma redução de sete ciclos logarítmicos a 200 MPa. Lisozima mostrou-se resistente ao processo APD, não perdendo atividade enzimática ou antimicrobiana até a pressão de 200 MPa. Um tratamento combinado utilizando 50 mg.L-1 e APD (150 a 170 MPa) resultou em uma redução de 6 ciclos logarítmicos estabilizando a contagem após o tratamento por uma semana em tampão fosfato, a temperatura ambiente (25°C). L. brevis foi inoculado a seguir em cerveja a uma concentração de 106 UFC/mL, em presença de 100mg.L-1 de lisozima e reservado por uma hora. A suspensão foi dividida em alíquotas e cada uma tratada por alta pressão dinâmica a 100 e 140 MPa. A contagem de viáveis em cada uma das etapas mostrou que a lisozima promoveu uma destruição de um ciclo seguida de um e quatro ciclos logarítmicos devido ao tratamento por alta pressão a 100 e 140 MPa, respectivamente. Uma completa redução da carga inicial foi observada ao final de 10 dias a temperatura ambiente em cerveja nas amostras tratadas por pressão. Nisina por si só provou ser um bioprotetor eficaz no controle de Lactobacillus em cerveja, e mostrou-se resistente ao processo de alta pressão. O efeito do processo de alta pressão dinâmica sobre a qualidade da cerveja foi avaliado. Cerveja tipo pilsen, não filtrada e não estabilizada físico-quimicamente foi submetida ao tratamento por alta pressão entre 100 e 300 MPa. Foi medida a cor e turbidez segundo os padrões Cie L*a*b* e ASBC/Hunterlab. Foi realizado um teste de vida útil por 100 dias após tratamento de cerveja a 250 MPa, medindo-se o potencial óxido redutor, a turbidez e cor (ASBC), periodicamente (aproximadamente mês a mês). Os resultados mostraram que o processo foi efetivo na retenção da cor mas a turbidez foi aumentada em 5 vezes em tratamentos a pressão de 300 MPa. Também o teste de vida útil resultou em boa retenção da cor durante o período e do potencial de óxido redução, mas a turbidez aumentou a 140 FTU (Formazin Turbidity Units) em um mês e um precipitado foi formado. Alta pressão dinâmica provou ser um método eficiente na estabilização microbiológica de cervejas, e pode ser eficientemente associada a outros métodos de controle como a bioproteção. Se por um lado microrganismos Gram negativos foram resistentes aos bioprotetores utilizados, esses se mostraram mais susceptíveis ao tratamento por alta pressão tornando os métodos combinados complementares. Novos trabalhos devem ser realizados com cerveja filtrada e estabilizada físico-quimicamente, para se avaliar se a redução de pressão devido à combinação de tratamentos resultaria em produtos com boa qualidade, principalmente no que se refere à turbidez / Abstract: The use of novel microbial stabilization techniques as alternatives to thermal treatments are promising solutions for a compromise between quality and safety. As such, dynamic high pressure and biopreservation are novel techniques: dynamic high pressure (DHP or ultra high pressure homogenization (UHPH) is a technology that uses fluid compression to reach pressures higher than 100 MPa in order to acceleratethe passage of the fluid through a narrow gap, causing shear and stress to the microorganism cell structure and resulting in cell disruption; biopreservation consists in the employment of naturally occurring or biologically produced substances with antimicrobial activity in order to impart microbiological stability to a food product or food manufacturing process. This work aimed to evaluate the use of dynamic high pressure treatment and biopreservation to achieve microbial stability in lager beer. Minimum inhibitory concentrations (MIC) of nisin, lysozyme, hop aroma extract and sakacin were measured against two wild yeast strains from a brewery. Nisin was able to inhibit the growth of Pediococcus sp (2.0 mg.L-1), L. brevis (3.0 mg.L-1) and L. delbruecki (0.8 mg.L-1), although the wild yeasts and A. aceti were not inhibited up to 0.2 g.L-1. Lysozyme inhibited L. delbruecki (1.0 mg.L-1) and showed a transitory inhibition of L. brevis (50 mg.L-1). None of the biopreservatives inhibited the wild yeasts. High dynamic pressure was applied to the same strains at 60, 150, 100, 250 MPa in beer (pH 4.5, 2.5oP, 4.7oGL). The logarithmic number of reductions rate (Dp) was calculated. A multiple pass experiment was performed at sublethal pressures for up to 3 passes for the most resistant strain. All strains were totally inactivated at pressures of up to 250 MPa even at high initial counts (106CFU/mL). L. delbruecki was the most resistant strain. The Dp was 38.9 MPa. The multiple pass assays showed an additive effect, synergism or the selection of resistant bacteria not being observed. The effect of the inlet temperature (6, 10, 20, 23, 30, 44, 50oC) and CO2 content in beer (0, 0.5, 1.0 and 2.0 volumes at 25oC) on the destruction of Lactobacillus delbruecki by dynamic high pressure at 150 MPa and 170 MPa was evaluated: the inlet temperature showed a significant positive effect on the destruction of the strain and a 3 log destruction difference was observed between 6 and 50oC. The increase in concentration of CO2 showed a negative effect on the destruction. Lactobacillus brevis was used in the combination of high pressure and lysozyme assay, because it showed higher resistance to antimicrobials than L. delbruecki, and was the second microorganism in resistance to the high pressure treatment. The inhibition by lysozyme was transitory. Lysozyme alone, added at 50 mg.L-1 to the suspension, caused a reduction of 1 logarithmic cycle after two hours of contact. The DHP treatment against L. brevis resulted in a reduction of 7 log cycles at 200 MPa. Lysozyme was resistant to DHP, with no loss of muramidase activity until 200 MPa or significant loss of antimicrobial power. A combined treatment was applied using 50 mg.L-1 of lysozyme and a pressure between 150 and 170 Mpa. The somatic effect showed a reduction of about 6 logarithmic cycles and the L. brevis count remained stable after the pressure treatment for a week with the samples stored at room temperature (25oC). L. brevis was inoculated into beer (106 CFU.mL-1), containing 100 mg.L-1 of lysozyme, left for one hour and then treated by dynamic high pressure at 100 or 140 MPa. Samples were taken for survivor enumeration. Lysozyme promoted a destruction of one log cycle in L. brevis after one hour of contact and the subsequent DHP treatment reduced a further one log cycle and 4 log cycles at 100 and 140 MPa, respectively. The treated samples showed complete reduction of the initial load of microorganisms after 10 days of storage. Nisin alone proved to be useful in the control of Lactobacilli in beer, and was shown to be resistant to the high pressure treatment. The effect of the dynamic high pressure treatment was evaluated in the quality parameters of turbidity, colour and redox potential of Lager beer. Lager beer, unfiltered and not physico-chemically stabilized, was treated by dynamic high pressure from 100 to 300 MPa at 25oC. The colour and permanent turbidity were measured using the CieL*a*b* and ASBC/Hunterlab standards. The redox potential was determined by the indicator time test method for the 250 MPa treatments. Samples treated at 250 MPa were stored under ambient conditions for 100 days and the turbidity (ASBC), colour (ASBC) and redox potential value measured periodically. The results showed that the process was effective in retaining the beer colour, altough higher pressures (>200MPa) caused the turbidity to increase up to five fold (300 MPa). The storage results showed good colour stability and redox potential evolution, however the turbidity increased to 140 FTU in one month, and a precipitate formed. DHP proved itself to be a effective the method for microbial stabilization of beer, and can be effectively associated with other control methods, such as biopreservatives. Gram negative strains and wild yeasts although resistant to biopreservatives, were clearly sensitive to pressure treatment. Further work should be performed with filtered beer to evaluate if a reduction in the pressure due to the combined use of treatments would improve the quality with respect to turbidity, which was negatively affected by the dynamic high pressure treatment, and shown to be a major drawback / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Silvio Roberto Andrietta / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:31:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_ErikaDurao_M.pdf: 3130433 bytes, checksum: a9b8f1b36ccecb2daf18896dac4b39fa (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Este traballio teve como objetivo isolar e selecionar linhagens potencialmente produtoras de goma presentes na cana-de-açúcar. Gomas são biopolimeros de origem vegetal (e.g., gomas guar, carragena) ou microbiana (e.g., gomas xantana, dextrana). As linhagens produtoras de goma do tipo dextrana são freqüentemente encontradas em amostras de cana deteriorada. A dextrana é um biopolimero constituído de unidades monoméricas de a-Dglicose. A enzima dextrana-sacarase, responsável por sua síntese, é extracelular e tem a sacarose com principal indutor. Na indústria farmacêutica é que a dextrana tem a sua maior aplicabilidade: a dextrana de baixa massa molecular é utilizada como substituto do plasma sanguíneo e facilitador do fluxo sanguíneo. O microrganismo Leuconostoc mesenteroides NRRL B-512F, utilizado na maioria das indústrias produtoras de dextrana no mundo, serviu de referência para a seleção dos isolados. Para o isolamento, foram colhidas amostras de canade-açúcar deteriorada de 4 diferentes regiões e o caldo foi plaqueado em meio rico em sacarose, específico para produtores de goma. Colônias que apresentaram formação gomosa foram purificadas e estocadas em Litmus Milk a -15°C. Foram realizados ensaios em frascos agitados a 150 rprn, 28:tl°C por 12 horas para produção da enzima onde cada isolado foi incubado em meio contendo 5% de sacarose. A atividade enzimática do caldo centrifugado foi determinada medindo-se a velocidade de liberação de frutose. A goma foi produzida em meio contendo 15% de sacarose em frascos agitados a 150 rpm e 28:f:l°C por 15 horas. Etanol foi adicionado ao caldo bruto para precipitar a goma. As linhagens foram caracterizadas quanto à massa molecular média da dextrana produzida e à capacidade produtiva. A distribuição de massa molecular foi determinada por meio de cromatografia de permeação em gel (GPC). As análises de açúcares foram feitas em HPLC utilizando coluna de troca iônica com detecção por amperometria pulsada. Foram isolados cinqüenta e seis microrganismos e atividade enzimática foi evidenciada no caldo de vinte e oito linhagens. Destas, cinco foram selecionadas para produção e separação da goma. As atividades variaram de 33 a 131 UDS contra 49 UDS da linhagem referência nas condições do ensaio. Entre as cinco linhagens selecionadas, três são diplococos e produzem goma solúvel e duas são streptococos e produzem goma insolúvel. A análise de distribuição de massa molecular evidenciou que as linhagens selecionadas produzem goma de alta massa molecular, chegando a quase 2 milhões de Daltons / Abstract: The aim of this work was to isolate and select potentia1ly gum producing strains present in sugar cane. Guns are biopolymers carne 1Tom vegetal (e.g., guar gurn, carragen gum) or microbian (e.g., xantan gum, dextran gum) source. Dextran producing bacteria are 1Tequently found in damaged sugar cane. Dextran is a biopolymer that consists of a-Dglucose monomeric units. The enzyme dextransucrase, responsible for dextran synthesis, is extracellular and has sucrose as its main inductor. ln the pharmaceutical industry is where dextran has its larger applicability: low molecular weight dextran, clinical dextran, is used as blood-plasma substitute and blood flow improver. Leuconostoc mesenteroides NRRL B512F strain, used in the majority of dextran producing industries around the world, was used as reference for the isolated microorganisms selection. Damaged sugar cane sarnples, :ITom four di:fferent regions, were used as the microorganisms isolation source and the cane juice was inoculated in a 10% sucrose solid medium. Strains that had presented gummy colony formation were purmed and maintained in Litmus Milk broth at -15°C. Assays were conducted for enzime production in Erlenmyer flasks on a rotatory shaker at 150 rprn, 28::tl°C for 12 hours where each isolated microorganism was incubated in a 5% sucrose medium. The enzymatic activity of the centrifugated broth was determined by measuring :fi:uctose production rate. Gum was produced in Erlenmyer flasks containing of 15% sucrose medium on a rotatory shaker at 150 rprn, 28::tl°C for 15 hours. Etanol was added to the crude broth for gum precipitation. The strains were characterized by the produced dextran average molecular weight and by the productive capacity. The molecular weight distribution was determined by gel permeation chromatography (GPC). The sugar determination analyses were made by HPLC using an ion exchange column with amperiometric detention. Fifty six microorganisms were isolated and enzymatic activity was found in centrifugated broth of twenty eight strains. From these, tive had been selected for gum production. The activities varied 1Tom 33 to 131 UDS against 49 UDS :ITom the reference strain in the assay conditions. Among the tive selected strains, three are diplococci and produce soluble gum and the other two are streptococci and produce insoluble gum. The molecular weight distribution analysis showed that the selected strains produce high molecular weight gurn, one ofthem reaching almost 2 million Daltons / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Arnaldo Yoshiteru Kuaye, Izildinha Moreno / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T11:59:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_MaristeladaSilvado_D.pdf: 987996 bytes, checksum: b40b83ce1cfdfd6fe5e6d3a67301de6d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A biopreservação é uma técnica utilizada para estender a vida útil e aumentar a segurança dos alimentos por meio do emprego de microbiota protetora e/ou seus peptídeos antimicrobianos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antimicrobiana de culturas produtoras de bacteriocinas sobre alguns patógenos Gram-positivos de ocorrência comum em produtos lácteos. As culturas bacteriocinogênicas Lactococcus lactis subsp. Lactis ATCC 11454, Lactobacillus plantarum ALC 01 e Enterococcus faecium FAIR-E 198 apresentaram comportamento distinto em relação à produção de bacteriocinas quando inoculadas em caldo MRS e em leite desnatado reconstituído (LDR) a 10%. Na avaliação do espectro de ação antimicrobiano pelo método de difusão em ágar por inoculação em poços, as bacteriocinas produzidas por Lb. plantarum ALC 01 e E. faecium FAIR-E 198 apresentaram atividade inibitória apenas sobre as linhagens de Listeria monocytogenes, já a nisina produzida por Lc. lactis subsp. lactis ATCC 11454 demonstrou espectro de ação mais amplo, porém com menor atividade que as demais culturas bacteriocinogênicas. Na avaliação da compatibilidade de desenvolvimento associativo com fermentos lácticos comerciais, somente Lc. lactis subsp. lactis ATCC 11454 apresentou atividade (halo de 6mm) sobre as linhagens constituintes de ambos os fermentos lácticos avaliados. A determinação da atividade acidificante foi realizada em LDR 10% após 8 e 24h de incubação a 35ºC; a adição de 0,1% e de 0,5% das culturas bacteriocinogênicas não afetou significativamente a capacidade de acidificação dos fermentos lácticos. Além disso, observou-se que o desenvolvimento associativo dos fermentos lácticos com Lb. Plantarum ALC 01 e E. faecium FAIR-E 198, em ambas as concentrações, proporcionou significativo aumento da atividade das bacteriocinas destas culturas, enquanto que a atividade da nisina de Lc. lactis subsp. lactis ATCC 11454 foi suprimida. A atividade de aminopeptidases foi determinada após desenvolvimento das culturas lácticas em caldo MRS, Lb. Plantarum ALC 01 apresentou as maiores atividades. Também foi analisado o comportamento de patógenos Gram-positivos durante desenvolvimento associativo com as culturas produtoras de bacteriocinas e fermento láctico em LDR 10% a 35ºC por 48h. Lb. plantarum ALC 01 e E. faecium FAIR-E 198 não influenciaram significativamente o desenvolvimento de Bacillus cereus K1-B041 e de Staphylococcus aureus ATCC 27154 durante as primeiras 24h de incubação a 35ºC, contudo apresentaram forte ação inibitória sobre L monocytogenes Scott A. Já Lc. lactis subsp. lactis ATCC 11454 afetou o desenvolvimento de todos os patógenos apenas durante as primeiras 12h de incubação. O fermento láctico demonstrou significativa ação inibitória sobre B. cereus K1-B041 (>7,37 log UFC/ml) e L monocytogenes Scott A (>6,26 log UFC/ml). Em queijo Minas Frescal, não foi observada diferença significativa entre a ação das culturas bacteriocinogênicas e o fermento láctico sobre L. monocytogenes Scott A e S. aureus ATCC 27154. B. cereus K1-B041 demonstrou susceptibilidade a Lb. plantarum ALC 01 e E. faecium FAIR-E 198 após 7 dias. Pelo método de diluição crítica não foi detectada atividade de bacteriocina nos queijos durante os 21 dias de estocagem a 8 ± 1ºC. A adição das culturas produtoras de bacteriocinas como adjuntas ao queijo Minas Frescal não promoveu alteração no pH e na acidez, contudo Lb. plantarum ALC 01 e E. faecium FAIR-E 198 promoveram aumento da proteólise primária e secundária. Embora os resultados obtidos demonstrem que as culturas bacteriocinogênicas avaliadas não possam ser empregadas como único método de conservação, estas podem atuar em sinergia com outros fatores para aumentar a eficiência no controle de patógenos Gram-positivos, especialmente L. monocytogenes, em produtos lácteos fermentados / Abstract: The biopreservation system, such as bacteriocinogenic lactic bacteria cultures and/or their bacteriocins, have received increasing attention and new approaches to control pathogenic and spoilage microorganisms have been developed. The purpose of this study was to evaluate the action of bacteriocin-producing cultures (Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454, Lactobacillus plantarum ALC 01 and Enterococcus faecium FAIR-E 198) on some Gram-positive pathogens in different culture media and dairy products. The bacteriocin production was influenced by the media. The antimicrobial activity of these cultures was evaluated by agar-well diffusion assay. The bacteriocins produced by Lb. plantarum ALC 01 and E. faecium FAIR-E 198 presented inhibitory activity on Listeria monocytogenes alone, on the other hand, the nisin produced by Lc. lactis subsp. Lactis ATCC 11454 demonstrated wide action spectrum, albeit with lower activity. In compatibility of associative development evaluation with the commercial starter culture, only Lc. lactis subsp. lactis ATCC 11454 presented activity on the starter culture. The acidifier activity determination was carried out in skimmed milk after 8h and 24h of incubation at 35ºC. The addition of 0.1% and 0.5% of the bacteriocinogenic cultures did not affect the production of lactic acid by the starter culture. The associative development of the starter culture with Lb. plantarum ALC 01 and E. faecium FAIR-E 198 provided significant increase in bacteriocin activity of these cultures, while the activity of Lc. Lactis subsp. lactis ATCC 11454 nisin was suppressed. The aminopeptidase activity was determined after cellular lise of the lactic cultures previously grown in MRS broth. Lb plantarum ALC 01 presented the largest activity. Moreover, the behavior of Gram-positive pathogens was analyzed during co-culture with the bacteriocin-producing bacteria and with the starter culture in skimmed milk. Lb. plantarum ALC 01 and E. faecium FAIR-E 198 did not influence the development of Bacillus cereus K1-B041 and of Staphylococcus aureus ATCC 27154 during the first 24h of incubation at 35ºC. They presented strong inhibition on L. monocytogenes Scott A. Lc. lactis subsp. lactis ATCC 11454 affected the development of the pathogens studied during the first 12h of incubation. The starter culture demonstrated good inhibition of B. cereus K1-B041 (>7.37 log UFC/ml) and L monocytogenes Scott A (>6.26 log UFC/ml). In Minas Frescal cheese, significant difference was not observed between the action of the bacteriocinogenic cultures and the starter culture on L. monocytogenes Scott A and S. aureus ATCC 27154. B. cereus K1- B041 demonstrated susceptibility to Lb. plantarum ALC 01 and E. faecium FAIR-E 198 after 7 days. Bacteriocin activity was not detected in the cheeses during 21 days at 8 ± 1ºC. The addition of the bacteriocin-producing bacteria as an adjunct culture to the Minas Frescal cheese did not promote alteration in the pH and in the acidity, however Lb. plantarum ALC 01 and E. faecium FAIR-E 198 promoted an increase of the cheese proteolysis. Although the obtained results demonstrated that bacteriocinogenic cultures cannot be used as only method of conservation, these can be used as an additional barrier to optimize the control of Gram-positive pathogens, especially L. monocytogenes, in dairy products / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-15T20:08:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chaves_RafaelDjalma_M.pdf: 1221605 bytes, checksum: 39b07012e6e51d1b792777e7b85fb78b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Este trabalho teve como objetivos avaliar a microbiota de carnes embaladas a vácuo, em específico bactérias ácido lácticas (BAL) e enterobactérias. Para tanto foram analisadas 12 amostras de carne bovina brasileira embaladas a vácuo, sendo 7 deterioradas (5 contra-filé, 1 cupim e 1 picanha) e 5 não deterioradas (contra-filé). As amostras foram cedidas por 2 frigoríficos do estado de são Paulo, com exceção de 3 amostras não deterioradas adquiridas em mercado localizado na cidade de Campinas. Foi realizada a avaliação visual e sensorial das amostras, bem como a enumeração e identificação dos isolados recuperados, para posterior utilização no ensaio de reprodução do defeito. Foi analisada também a contaminação na linha de produção do frigorífico parceiro, desde o local de confinamento do gado até as esteiras de embalagem. As contagens da superfície da carne e do exsudato foram realizadas em meios específicos para cada grupo estudado: de Mann, Rogosa & Sharpe (MRS Agar, Difco) para BAL e Violet Red Bile Agar (VRBA, Oxoid) acrescido de 1% de glicose para enterobactérias. A incubação se deu a 30°C por 4 dias. As médias das contagens de BAL encontradas para as carnes deterioradas ficaram em torno de 108UFC/mL para o exsudato e 107UFC/100cm2 para a superfície da peça. Já para as enterobactérias, 106UFC/mL e 104UFC/100cm2, respectivamente. Para as carnes não deterioradas as medias de BAL ficaram em 107UFC/mL para o exsudato e 105UFC/100cm2 para a superfície e para as enterobactérias, 102UFC/mL e 102UFC/100cm2 respectivamente. A diferença entre as médias das contagens do exsudato proveniente das amostras deterioradas e não deterioradas, assim como entre as médias da superfície também provenientes dos 2 tipos de amostra, foram consideradas significativamente diferentes (p < 0.01). Os isolados foram identificados pelo sistema API (bioMérieux®), sendo API 50CHL para BAL como: Lactobacillus brevis (1 isolado), Lactobacillus pentosus (2 isolados), Lactococcus lactis (2 isolados) e Leuconostoc mesenteroides (2 isolados) e API 20E para enterobactérias identificadas como: Hafnia alvei (4 isolados), Serratia marcescens (2 isolados), Serratia odorifera (1 isolado), Yersinia enterocolitica (1 isolado), Klebsiella pneumoniae (1 isolado), Escherichia coli (4 isolados), Ewingella americana (1 isolado), Buttiauxella agrestis (1 isolado), Enterobacter sakazakii (1 isolado) e Flavimonas oryzihabitans (1 isolado) sendo que a Hafnia alvei predominou em 50% das amostras de carne embalada a vácuo, já no ambiente de frigorífico a E. coli predominou no corredor de abate. Para a realização do teste de reprodução do defeito, 3 peças de contrafilé foram cortadas, assepticamente, em bifes de 10x5x2cm e inoculadas individualmente com suspensão de células vegetativas pré-ajustada de 108UFC/mL (Densimatic) de 6 diferentes isolados de enterobactérias, 4 de BAL e 1 Pseudomonas sp. O vácuo aplicado nas sacolas plásticas présoldadas (EVA multicamadas) com os bifes inoculados foi de 6mBar, praticado normalmente pela industria, seguido de termo-encolhimento por 4 segundos a 83°C. A incubação foi procedida por 4 semanas a 4 e 15°C. Após 7 dias de incubação a 15°C, foi observado estufamento nas embalagens inoculadas com Hafnia alvei. Todas as outras embalagens inoculadas com enterobactérias, assim como com BAL, iniciaram o estufamento das embalagens com 15 dias de incubação. Com incubação a 4°C e somente após 6 semanas, aconteceu perda de vácuo e início de estufamento na embalagem inoculada com H. alvei. Apesar de que, de acordo com a literatura, os Clostridium psicrotróficos estão envolvidos nos episódios de estufamento de embalagens, nesta pesquisa concluímos que linhagens de BAL (homo e heterofermentativas) e enterobactérias também causam este defeito. Além disso, o abuso de temperatura (15°C) reportado ao longo da linha de produção do frigorífico em estudo pode aumentar a contaminação inicial destes organismos, fazendo com que o acondicionamento a vácuo não se torne uma barreira tão eficiente ao desenvolvimento de micro-organismos deterioradores e patogênicos / Abstract: This work aimed to evaluate the bacteria flora of vacuum packed meat, particularly lactic acid bacteria (LAB) and Enterobacteriaceae. For both microorganisms, 12 samples of red vacuum packaged meat were analyzed, seven of which were deteriorated (5 striploin, 1 hump and 1 rump cap) and 5 fresh (striploin). The samples were donated by 2 slaughterhouses located in São Paulo State, except 3 samples which were purchased in a market located in Campinas city. Enumeration and identification of the recovered isolates were performed, followed by inoculation tests to verify the defect. Contamination of slaughterhouse production line was also analyzed, from the stockyard area until the conveyor belt after packaging. Surface and purge counts were made with specific culture medium: de Mann, Rogosa & Sharpe (MRS agar, Difco) for LAB and Violet Red Bile Agar (VRBA, Oxoid), 1% glucose added, for Enterobacteriaceae. Incubation was conducted at 30°C for 4 days, LAB average counts found for deteriorated samples were ~ 108CFU/mL in purge and 107CFU/cm2 in meat surface and 106UFC/mL and 104CFU/100cm2 for Enterobacteriaceae, respectively. For fresh samples, the values for LAB were 107CFU/mL in purge and 105CFU/100cm2 of LAB in the meat surface and for Enterobacteriaceae, 102CFU/mL for purge and 102CFU/100cm2 for meat surface. Mean counts between purge from deteriored and non deteriored samples and mean counts between meat surface from both samples were considered significantly different (p <0.01). Isolates were identified with API system (bioMérieux®): API 50 CHL for LAB: Lactobacillus brevis (1 isolate), Lactobacillus pentosus (2 isolates), Lactococcus lactis (2 isolates) and Leuconostoc mesenteroides (2 isolates) and API 20E for Enterobacteriaceae identified as: Hafnia alvei (4 isolates), Serratia marcescens (2 isolates), Serratia odorifera (1 isolate), Yersinia enterocolitica (1 isolate), Klebsiella pneumoniae (1 isolate), Escherichia coli (4 isolates), Ewingella americana (1 isolate), Buttiauxella agrestis (1 isolate), Enterobacter sakazakii (1 isolate) and Flavimonas oryzihabitans (1 isolate). Hafnia alvei was the dominant species in 50% samples of vacuum packed meat while in the abattoir environment, E. coli was dominant at the slaughter blood conveyor. For the inoculation test to verify the defect, 3 fresh vacuum pack strip loins were aseptically cut in 10x5x2cm beefs and inoculated individually with pre adjusted bacterial suspension 108CFU/mL (Densimatic) of 6 different Enterobacteriaceae isolates, 4 LAB and 1 Pseudomonas sp. were used individually. The applied vacuum in individual packs (EVA multilayer) was 6mBar, as industrial practice, followed by heat-shrinking of 83°C, 4s. Incubation was about 4 weeks at 4 and 15°C. After 7 days incubation at 15°C, blown pack was observed in samples with Hafnia alvei inoculated. In all other samples, the blown pack started after 15 days incubation. After 6 weeks at 4°C, was observed vacuum loss in the sample inoculated with H. alvei. Although, according to literature, the psychrotrophic clostridia are involved in blown pack cases, in this research it is concluded that LAB strains (homo ¿ heterofermentative) and Enterobacteriaceae also cause the defect. Besides, temperature abuse along the slaughterhouse production line (15°C) may increase initial contamination of these organisms, becoming the vacuum packaging a non so efficient barrier against spoilage and pathogenic microorganisms development / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Marcelo Cristianini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-27T18:44:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_ThalesLeandroCoutinhode_D.pdf: 2386676 bytes, checksum: bc4655fa6960e3332639a4ca75c75545 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A redução do cloreto de sódio nas formulações de alimentos processados representa um grande desafio para indústria moderna, tendo em vista a relação estabelecida entre o consumo elevado de sódio e a ocorrência da hipertensão arterial, principal fator de risco associado à ocorrência de distúrbios do cérebro e cardiovasculares. Em produtos cárneos, além de atuar sobre aspectos sensoriais e de textura, o sal desempenha papel chave sobre sua estabilidade microbiológica. Uma simples redução pode resultar em produtos instáveis durante sua vida de prateleira. Logo, para que estratégias de redução de sal sejam implementadas de maneira segura, faz-se necessário a aplicação de tecnologias ou agentes de preservação complementares. Tecnologias emergentes não-térmicas de inativação microbiana como o processamento à Alta Pressão (HPP - High Pressure Processing) surgem como opções factíveis para tal propósito, eliminando a dependência de conservantes químicos em face à redução de sal. A adição de agentes antimicrobianos naturais como barreiras adicionais à HPP (Tecnologia de Múltiplas Barreiras), visando potencializar os efeitos conservadores, têm sido apontada como uma promissora tendência na literatura moderna. Diante deste exposto, após determinação da formulação de trabalho com teor reduzido de sódio, a pesquisa objetivou ajustar as variáveis de processo "carga de pressão" e "tempo de residência" (utilizando baixas temperaturas de 25°C) para o processamento de embutido de peito peru fatiado embalado a vácuo (tipo "Blanquet"). Foram avaliadas respostas de inativação microbiana pós-processo (reduções logarítmicas) para populações inoculadas do patógeno Listeria monocytogenes e bactérias ácido láticas deterioradoras incluindo as espécies Leuconostoc mesenteroides e Lactobacillus sakei; também foram avaliados os atributos de qualidade incluindo cor, atividade de água, pH, sinerese, textura e oxidação lipídica. Em adição, visando à utilização de tecnologia de múltiplas barreiras para conservação, foi estudado o efeito da adição do componente bioativo carvacrol em concentrações de 200ppm, na formulação do produto. Empregando estratégia de simples redução, sem a adição sais substitutos, após avaliação de aspectos físico-químicos, sensoriais e microbiológicos, concluiu-se que níveis de 30% de redução de sal (cerca de 25% menos sódio) sobre o controle formulado com 20g/kg, são viáveis; entretanto, foi evidenciada redução da estabilidade microbiológica. Após avaliação de diferentes faixas de pressão e tempo de processo, seguindo os critérios exigidos de desempenho para inativação pós-processo de Listeria monocytogenes (4-5 reduções logarítmicas), um valor de 600MPa/180 segundos a 25°C se apresentou como um tratamento adequado para o produto com baixo teor de sódio estudado, promovendo reduções logarítmicas eficazes contra o patógeno-alvo estudado e a microbiota deteriorante. Alterações instrumentais (p<0.05) em alguns dos atributos de qualidade avaliados puderam ser destacadas principalmente sinerese, oxidação lipídica e textura; porém são necessários estudos mais amplos de análise sensorial. Adicionalmente, dados apresentados demonstraram que os consumidores não foram capazes de diferir o produto low-sodium processado por alta pressão isostática (600MPa/180sec/25°C) de um não pressurizado; de fato, apesar dos efeitos instrumentais significativos, estas alterações parecem não ser identificadas pelos consumidores. A adição de uma barreira natural complementar, o carvacrol, em níveis sensorialmente aceitáveis, foi capaz de potencializar os efeitos de inativação pós-processo (reduções logarítimicas) dos grupos microbianos alvo; efeitos benéficos combinados ao longo da estocagem refrigerada do produto também foram evidenciados por meio de reduzidas taxas de crescimento e fase lag aumentada, maximizando assim o potencial de conservação. A utilização combinada de HPP e carvacrol representou uma alternativa promissora contra fenômenos de injúrias sub-letais e recuperação celular. Sugere-se que a intensidade do processo HPP (em termos de carga de pressão, tempo de processo e temperatura) necessária para inativar microrganismos em níveis requeridos, possa ser reduzida na presença de barreiras antimicrobianas adicionais, garantindo a qualidade total do produto processado em condições mais amenas. Em adição, uma série de vantagens industriais podem ser destacadas tais como a redução de custos para a instalação de equipamento inicial e de manutenção (equipamentos operando em cargas mais baixas); e maximização da produção de processamento por ciclos efetivamente encurtados (ciclos de produtividade mais elevados por hora) / Abstract: The reduction of sodium chloride in processed food formulations represents a great challenge for modern industry, considering the relationship established between high sodium intake and the occurrence of arterial hypertension, the major risk factor associated with the occurrence of cardiovascular diseases and strokes. In meat products, in addition to acting on sensory quality and texture, salt plays a key role on the microbiological stability. A simple reduction can result in unstable products during their shelf-life. Therefore, for the success of salt reduction strategies implemented safely, it is necessary the application of complementary technologies or alternative preservatives. Non-thermal emerging technologies for microbial inactivation, such as High Pressure Processing (HPP), appear as feasible alternative for this purpose, eliminating the dependence of chemical preservatives considering the reduction of salt barrier. The addition of natural antimicrobial agents as additional hurdles (Multi Hurdle Technology) to the HPP, aiming to enhance the preservative effects, has been identified as a promising trend in modern literature. Given this exposed, after determination of low-sodium working formulation, this research aimed adjust the processing variables "pressure load" and "dwell time" (using low-processing temperatures of 25°C) for sliced vacuum-packaged ready-to-eat turkey breast. Post-processing microbial inactivation responses were evaluated (by logarithmic reductions) against inoculated populations of the target pathogen Listeria monocytogenes and spoilage lactic acid bacteria including Leuconostoc mesenteroides and Lactobacillus sakei; were also evaluated quality-attributes including color, water activity, pH, syneresis, texture and lipid oxidation. In addition, in order to use multiple barriers for preservation technology, was studied the effect of adding bioactive component, carvacrol at concentrations of 200ppm in the product formulation. Employing a simple reduction strategy, without adding salt substitutes, after evaluation of physicochemical aspects, sensory and microbiological, it was concluded that levels of 30% NaCl reduction (aproximatelly 25% less sodium) on the control made with 20g/kg, are viable; however, problems with microbiological stability were evidenced. After evaluation of different pressure ranges and processing time, following the performance criteria required for post-inactivation process Listeria monocytogenes (4-5 log reduction), a value of 600MPa/180 seconds at 25°C was presented with an adequate treatment for studied product with low sodium content, promoting effective logarithmic reductions against the studied target pathogen and spoilage LAB. Instrumental changes (p<0.05) in some of the evaluated quality attributes could be revealed mainly in syneresis, lipid oxidation and texture; however, a sensory confirmation needs to be established. Additionally, data presented showed that consumers have not been able to differ low-sodium products processed by HPP (600MPa/180sec/25°C) and unpressurised; in fact, despite significant instrumental effects, these changes seems to be not identified by consumers. The addition of natural barrier, such as carvacrol at acceptable sensory levels (200ppm), was able to potentiate the effects of post-process inactivation (logarithmic reductions) of the target microbial groups; combined benefit effects along the refrigerated product storage were also evidenced by reduced growth rates and increased lag phases, thus maximizing their potential for conservation. The combination of HPP and carvacrol represented a promising weapon against phenomena of sub-lethal injuries and cell recovery. It is suggested that the intensity of the HPP process (in terms of pressure load, process time and temperature) required to inactivate microorganisms in required levels, may be reduced in the presence of additional microbial barriers, ensuring the overall quality of the processed product under mild processing conditions. In addition, a number of industrial advantages can be highlighted such as reduced costs for the initial installation and maintenance equipment (low required pressure loads) and maximization of production by effectively processing cycles shortened (higher productivity cycles per hour) / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos