Avaliação da influência do plasma frio atmosférico em parâmetros físico-químicos do leite cru e na inativação da microbiota

Abstract

A conservação do leite é um desafio devido à sua alta perecibilidade e complexidade. O plasma frio surge como uma alternativa ecologicamente amigável, por operar com baixas temperaturas, com economia de energia e menor emissão de gases de efeito estufa, por preservar componentes nutricionais e funcionais do leite e por promover o uso de novas tecnologias na indústria. Diante desse contexto, o presente estudo objetivou a avaliação da alteração de parâmetros físico-químicos e do impacto na redução da carga microbiana do leite cru e da redução de L. innocua do leite UHT. O sistema utilizado foi o de descarga de barreira dielétrica com voltagem de 17 kV, frequência de 60 Hz e corrente de 30 mA, nos tempos de 0; 1,0 ; 2,5 e 5,0 min. Foram realizadas análise de temperatura, pH, acidez titulável e atividade da redutase conforme descrito pelo Instituto Adolfo Lutz, e contagem de microrganismo mesófilos, psicrotróficos e L. innocua pela técnica de plaqueamento em gotas em PCA. A temperatura máxima registrada foi de aproximadamente 23 ºC, não ultrapassando temperaturas de pasteurização; os valores de pH permaneceram entre 6,69 e 6,80, com aumento conforme o tempo de exposição ao plasma frio; a acidez titulável manteve-se sem muita variação em 18ºD, permanecendo dentro da faixa regulatória; não houveram alterações no teste de redutase, excedendo 5 horas para a transição de cor. A contagem de psicrotróficos reduziu significativamente (6,00 ± 0,002 log10 - 5,57 ± 0,09 log10 UFC/mL, para p < 0,1), mas não foi tão eficaz para os mesófilos (5,816 ± 0,003 log10 - 5,701 ± 0,06 log10 UFC/mL, para p < 0,1) e para L. innocua (5,588 ± 0,05 log10 - 5,398 ± 0,02 log10 UFC/mL). Os efeitos observados podem estar relacionados às características metabólicas e à composição celular destes microrganismos; eficácia do plasma frio ser maior em contagens microbianas baixas e com a possibilidade de avaliar o comportamento desses microrganismos ao longo do tempo após o tratamento com plasma frio. Dessa forma, o tratamento com plasma frio é inovador e mostrou potencial para redução microbiana, no entanto, ajustes e estudos adicionais são necessários para viabilizar sua implementação em escala industrial, considerando infraestrutura, custos, padronização, segurança alimentar e requisitos regulatórios.

The preservation of milk is a challenge due to its high perishability and complexity. Cold plasma emerges as an environmentally friendly alternative, operating at low temperatures, with energy savings and lower greenhouse gas emissions, while preserving the nutritional and functional components of milk and promoting the use of new technologies in the industry. In this context, the present study aimed to evaluate the changes in physicochemical parameters and the impact on the reduction of the microbial load in raw milk and the reduction of Listeria innocua in UHT milk. The system used was a dielectric barrier discharge with a voltage of 17 kV, frequency of 60 Hz, and current of 30 mA, for 0, 1.0, 2.5, and 5.0 minutes. Analyses of temperature, pH, titratable acidity, and reductase activity were performed as described by the Adolfo Lutz Institute, and the counts of mesophilic, psychrotrophic microorganisms, and L. innocua were conducted using the drop plating technique on PCA. The maximum temperature recorded was approximately 23 ºC, not exceeding pasteurization temperatures; pH values remained between 6.69 and 6.80, with a slight increase as the exposure time to cold plasma increased; titratable acidity showed little variation, remaining at 18ºD, within the regulatory range; there were no changes in the reductase test, exceeding 5 hours for color transition. The psychrotrophic count significantly reduced (6.00 ± 0.002 log10 - 5.57 ± 0.09 log10 CFU/mL, for p < 0.1), but it was not as effective for mesophiles (5.816 ± 0.003 log10 - 5.701 ± 0.06 log10 CFU/mL, for p < 0.1) and for L. innocua (5.588 ± 0.05 log10 - 5.398 ± 0.02 log10 CFU/mL). The observed effects may be related to the metabolic characteristics and cellular composition of these microorganisms; the effectiveness of cold plasma being greater at low microbial counts and the possibility of evaluating the behavior of these microorganisms over time after cold plasma treatment. Thus, cold plasma treatment is innovative and showed potential for microbial reduction; however, adjustments and further studies are necessary to enable its implementation on an industrial scale, considering infrastructure, costs, standardization, food safety, and regulatory requirements.