Efeito da temperatura e pH na inativação de Listeria por alta pressão

Abstract

O estudo dos efeitos da pressão começou a despertar interesse na área das ciências biológicas a partir do final do século XIX. Desde então, o uso de alta pressão nas biociências tem sido alvo de crescente interesse e originado inovações notáveis em processos laboratoriais e industriais. O setor alimentar é atualmente um dos campos de maior potencial para a aplicação da tecnologia de alta pressão, pela possibilidade de inativar microrganismos e aumentar a segurança e estabilidade dos alimentos, sem alterar as suas propriedades organoléticas e nutricionais. A necessidade de adequar o protocolo de processamento às características dos organismos alvo tem levado à combinação da pressão com outros fatores físico-químicos que maximizam a eficiência de inativação. O objetivo do presente estudo foi avaliar a influência da temperatura e do pH do meio na suscetibilidade de Listeria, à inativação por alta pressão, no sentido de criar conhecimento que permita a implementação de protocolos de processamento combinado. Para tal, culturas em fase estacionária foram submetidas a 300 MPa durante 5 minutos. Nos ensaios com variação de temperatura a pressurização foi conduzida a 4, 10 e 20 C. Para o estudo do efeito do pH foram realizados ensaios em ambiente ácido (pH = 4), neutro (pH = 7) e alcalino (pH = 10). Para quantificação da inativação, fizeram-se diluições em série e procedeu-se à sementeira por incorporação das suspensões de células, antes e depois da pressurização, para determinação do teor de células viáveis (UFC mL-1). Pressurizações a baixas temperaturas (4 e 10 C) revelaram ser mais eficientes do que quando efetuadas à temperatura ambiente (20 C) e as células mostraram maior suscetibilidade à inativação, por alta pressão, em meio neutro e ácido do que em meio alcalino. Os resultados permitem concluir que a eficiência de inativação depende não só do valor de pressão aplicado, mas também de outros parâmetros físico-químicos relacionados com o ambiente extracellular durante a pressurização, e evidenciam a necessidade da rigorosa adequação do protocolo de inativação às caracerísticas físico químicas da matriz, no sentido de obter a maior eficiência de inativação dos microrganismos alvo.

The study of the biological effects of high pressure began to gain interest in the late nineteenth century. Since then, the use of high pressure in biosciences increased and originated notable innovations in laboratory and industrial processes. Currently, the food sector represents a field of great potential for the application of high pressure technology, due the possibility to inactivate microorganisms and increase food safety and stability while preserving organoleptic and nutritional properties. The need to adapt processing protocols to target microorganisms has led to the combination of pressure with other physical and chemical factors, in order to maximize inactivation efficiency. The purpose of this study was the evaluation of the effects of temperature and pH of the medium on the susceptibility of Listeria to high pressure inactivation, in order to establish that the scientific basis for the design of combined processing protocols. To this end, stationary phase cultures were subjected to 300 MPa, for 5 minutes. Pressurization was conducted at 4, 10 and 20 C and the pH of the medium was manipulated to represent acid (pH 4), neutral (pH = 7) and alkaline (pH = 10) conditions. For determination of viable cells (CFU mL-1), serial dilutions of the cell suspensions were made and pour-plated in solid medium before and after pressurization. Low temperature pressurization (4, 10 C) was more efficient that the process conducted at room temperature (20 C) and cell susceptibility to high pressure was enhanced in neutral and acidic environment, comparatively with alkaline medium. The results confirm that the efficiency of the high pressure inactivation of Listeria depends not only the pressure applied, but also on other physical and chemical parameters related to the extracellular environment during pressurization, such as temperature and pH. As a consequence, a careful design of the processing protocol may significantly improve the efficiency of inactivation of target microorganisms.