Resistência de esporos de Byssochlamys fulva e Bacillus coagulans em polpa de tomate sob condições isotérmicas, não isotérmicas e de atlas pressões hidrostáticas

Abstract

O Brasil é o maior produtor de tomate destinado à produção industrial e o maior consumidor de produtos de tomate da América do Sul. Sendo assim, a qualidade da matéria-prima deve ser garantida de forma a se obter um produto que atenda aos padrões de segurança. Bactérias e fungos podem ser potenciais contaminantes de produtos de tomate, podendo apresentar contaminações por fungos e bactérias formadoras de esporos, como o gênero Byssochlamys spp. e Bacillus coagulans. Portanto, o amplo conhecimento do comportamento destes microrganismos submetidos a processos de inativação é relevante para a constante melhoria dos tratamentos de esterilização, a fim de garantir a segurança e a qualidade de produtos de tomate sujeitos à contaminação por microrganismos termorresistentes. Neste contexto, o objetivo geral deste trabalho foi determinar a resistência de esporos de Byssochlamys fulva IOC 4518 e Bacillus coagulans ATCC 7050 em polpa de tomate comercial, sob condições isotérmicas, não isotérmicas e de altas pressões hidrostáticas. Primeiramente, um estudo sobre a idade e temperatura de esporulação destes microrganismos foi realizado para verificar as condições de maior termorresistênica, sendo 30 e 84 dias 30 °C para esporos de B. fulva e 10, 20 e 30 dias a 37, 45 e 50 °C para esporos de B. coagulans. Os fatores analisados não influenciaram a termorresistência de esporos de B. coagulans, sendo seus esporos produzidos nas condições de 10 dias e 37 °C. Porém, os esporos de B. fulva foram mais termorresistentes quando obtidos a 84 dias a 30 °C, sendo estas condições adotadas para o cultivo da suspensão de esporos. A partir deste estudo, a termorresistência de esporos de B. fulva (90 a 100 °C) e B. coagulans (95 a 105 °C) foi verificada em polpa de tomate ajustada para 4 e 10 °Brix, utilizando a metodologia de tubo TDT (tempo de morte térmica). Como já esperado, a temperatura influenciou nos parâmetros de inativação, sendo que o teor de sólidos solúveis não apresentou influência significativa (p > 0,05) sobre estes parâmetros, para ambos os microrganismos, dentro da faixa estudada. Como neste estudo os esporos de B. coagulans apresentaram maior termorresistência, estes foram utilizados para a sequência do trabalho. A fim de verificar se diferentes metodologias influenciariam nos parâmetros de inativação de esporos de B. coagulans, um estudo da resistência térmica (95 a 120 °C) de esporos deste microrganismo em polpa de tomate a 4 °Brix, utilizando as metodologias de tubo capilar e tubo TDT, foi realizado e os resultados obtidos foram comparados. A inativação térmica em tubo capilar apresentou, além das fases de ombro e exponencial de destruição que haviam sido observadas na metodologia em tubo TDT, uma cauda que permaneceu, pelo menos, os 60 minutos de experimento. Com os dados obtidos através do estudo da inativação térmica dos esporos de B. coagulans em polpa de tomate a 4 °Brix, utilizando o método de tubo capilar, a predição da inativação de esporos de B. coagulans sob condições de temperatura variáveis foi realizada com a aplicação de modelo não isotérmico e o modelo foi validado. A cinética das curvas de inativação preditas e observadas foi similar, apresentando o mesmo comportamento (ombro, exponencial e cauda). Finalmente, a resistência de esporos de B. coagulans em polpa de tomate a 4 °Brix foi analisada com o uso de alta pressão hidrostática combinada com temperatura. Pressões de 300 a 600 MPa e temperaturas de 50 e 60 °C foram testadas por períodos de 1 a 39 minutos. Houve a formação de duas fases, sendo estas bastante pronunciadas quando pressões de 300 a 450 MPa foram aplicadas, para ambas as temperaturas. Os modelos preditivos estabelecidos neste trabalho são relevantes para estimar o comportamento de microrganismos formadores de esporos em produtos de tomate, dentro dos limites analisados, podendo contribuir para a melhoria dos tratamentos utilizados pela indústria, a fim de garantir a segurança e qualidade dos produtos, diminuindo assim os riscos à saúde do consumidor e trazendo benefícios econômicos para a indústria de alimentos.

Brazil is considered the largest producer of tomatoes for the industry and the largest consumer of tomato products in South America. Therefore, the quality of the tomatoes should be ensured in order to obtain a high quality product. Bacteria and moulds may be a potential contaminant of tomato products, which may present contamination of spore-forming microorganisms, such as Byssochlamys spp. and Bacillus coagulans. Therefore, the extensive knowledge of these microorganisms behavior undergoes to inactivation process is relevant to the continuous improvement of the processes to guarantee the safety and quality of tomato products. Accordingly, the aim of this study was to determine the resistance of Byssochlamys fulva IOC 4518 and Bacillus coagulans ATCC 7050 spores in commercial tomato pulp, under isothermal, non-isothermal and high hidrostatic pressure conditions. Firstly, a study of the influence of different ages (30 and 84 days old at 30 °C) on the heat resistance of B. fulva; and different ages (10, 20, and 30 days old) and sporulation temperatures (37, 45, and 50 °C) on the heat resistance of B. coagulans were evaluated. The analyzed factors did not influence the heat resistance of B. coagulans spores and the spores were produced at 37 °C for 10 days. However, B. fulva spores were more heat resistant when cultivated for 84 days at 30 °C being these conditions used to produce the spores# suspension. From this study, the heat resistance of B. coagulans (95 to 105 °C) and B. fulva (90 to 100 °C) spores were analyzed in tomato pulp adjusted to 4 and 10 °Brix, using the TDT (thermal death time) tube methodology. As expected, the inactivation parameters were influenced by the temperature, and the soluble solids showed no significant influence (p > 0.05) on these parameters, for both microorganisms in the studied range. As B. coagulans spores presented higher heat resistance, these were used for the following studies. To verify whether different methodologies would influence the inactivation parameters of the B. coagulans spores, the heat resistance (95 to 120 °C) of this bacteria spores in tomato pulp at 4 °Brix using capillary and TDT tubes were realized, and the experimental data were compared. The thermal inactivation in capillary tube showed, apart from the shoulder and the exponential phase as observed in TDT tube, a tail that remained at least up to 60 minutes of the experiment. Throughout the isothermal inactivation data of B. coagulans spores in tomato pulp at 4 °Brix using capillary method the spores inactivation kinetics under varying temperatures could be predicted by the non-isothermal model. The non-isothermal model was validated with experimental inactivation data of B. coagulans spores in tomato pulp at 4 °Brix, using capillary tube method. Similar behavior was observed between observed and predicted inactivation kinetics (shoulder, exponential and tail phases). Lastly, the combined effect of HHP and temperature on B. coagulans spore survival in tomato pulp at 4 °Brix was evaluated. Pressures from 300 to 600 MPa and temperatures of 50 and 60 °C were applied from 1 to 39 minutes. There was a two phases formation and these were greatly pronounced when pressures from 300 to 450 MPa was applied, for both temperatures studied. The predictive models established in this study are relevant to estimate the behavior of spore-forming microorganisms in tomato products, in the studied range. The findings can contribute to improve the efficiency of treatments applied by the industries to ensure the quality and safety of the food products, and so reducing the consumer health risks and bringing economic benefits to the food industry.