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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO TECNOLÓGICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS Everton Grassi da Silva Estudo dos aspectos microbiológico de alimentos desidratados Florianópolis 2017 Everton Grassi da Silva Estudo dos aspectos microbiológico de alimentos desidratados Trabalho de conclusão de curso submetido à Universidade Federal de Santa Catarina como parte dos requisitos necessários para obtenção de Grau de Bacharel em Engenharia de Alimentos. Orientador: Prof. Dr. Bruno Augusto Mattar Carciofi. Florianópolis 2017 Everton Grassi da Silva Estudo dos aspectos microbiológico de alimentos desidratados Trabalho de conclusão de curso submetido à Universidade Federal de Santa Catarina como parte dos requisitos necessários para obtenção de Grau de Bacharel em Engenharia de Alimentos. Aprovado em: ____ de _______ de _____. BANCA EXAMINADORA __________________________________________ Bruno Augusto Mattar Carciofi - Orientador __________________________________________ Jaqueline Moraes - UFSC __________________________________________ Rafael Cella - UFSC Aos meus avós paternos, Santos (in memorian) e Silésia, e maternos, Bruno (in memorian) e Salete. Pela família unida que construíram com muito amor e pelos ensinamentos que deixaram a todos. AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente à Deus, pela minha vida, pela energia e oportunidade dada para a realização deste trabalho. Agradeço aos meus pais Volnei e Janice, e meus irmãos Eduardo, Emanuele e Erik, que me incentivaram e deram todo o apoio em todos estes anos em que estive na faculdade. À toda minha família que sempre tiveram orgulho e acreditaram em mim, em especial meu tio Tiago da Silva. Aos meus amigos que estiveram sempre ao meu lado nestes anos de UFSC, compartilhando de todos os momentos bons e ruins, em especial aos amigos Jeronymo Neto e Alex Pinheiro pelo companheirismo e por sempre me darem força e motivação para vencer os desafios do curso. Enfim, agradeço a todas as pessoas que estiveram ao meu lado e fizeram parte desta etapa da minha vida. RESUMO A contaminação de alimentos por micro-organismos patógenos é um problema recorrente da indústria alimentícia. A indústria brasileira, baseada no que preconizam e regulam os órgãos governamentais como a ANVISA e o MAPA, possui normas e diretrizes pouco específicas para a segurança microbiológica de alguns alimentos de baixa umidade, em especial os produtos lácteos e derivados do ovo desidratados. Deste modo, surge o interesse em realizar um levantamento acerca do contexto que envolve a fabricação destes alimentos desidratados e os riscos microbiológicos envolvidos. Assim, o presente trabalho apresenta um estudo teórico relacionado estes produtos, lácteos e ovos, desidratados, apresentando uma revisão bibliográfica acerca dos principais aspectos microbiológicos nestes alimentos, incluindo a matéria-prima, os processos produtivo e a manutenção do produto final. As análises apontam que o principal contaminante destes produtos é a Salmonella spp. que tem sua termorresistência potencializada com a baixa atividade de água presente neste tipo de produto. Contudo, as principais falhas que causam contaminação em alimentos desidratados não são relacionados às falhas de processo, mas sim de manipulação inadequada após o tratamento térmico. Estas falhas ocasionam prejuízos enormes para a indústria afetando o mercado interno e externo, e deixando o consumidor sob o risco de ingerir um alimento com altos níveis de microrganismos patogênicos. Palavras-chave: Leite em pó; Ovo em pó; Secagem; Contaminação cruzada. ABSTRACT Contamination of food by pathogenic micro-organisms is a recurrent problem in the food industry. Brazilian industry, based on what is advocated and regulated by government agencies such as ANVISA and MAPA, has little specific norms and guide- lines for the microbiological safety of some low moisture foods, especially dehydrated dairy products and egg products. In this way, the interest arises in making a survey about the context that involves the manufacture of these dehydrated foods and the microbiological risks involved. Thus, the present work presents a theoretical study re- lated to these dehydrated products, milk and eggs, presenting a bibliographic review about the main microbiological aspects in these foods, including the raw material, the production processes and the maintenance of the final product. The analyzes indicate that the main contaminant of these products is Salmonella spp. which has its thermo resistance increased with the low water activity present in this type of product. How- ever, the main failures that cause contamination in dehydrated foods are not related to process failures, but to inadequate handling after heat treatment. These failures cause enormous losses for the industry affecting the domestic and foreign market, leaving the consumer at risk of ingesting a food with high levels of pathogenic microorganisms. Keywords: Milk powder; Egg powder; Drying; Cross Contamination. Sumário 1. Introdução ............................................................................................................ 4 1. Objetivos .............................................................................................................. 6 1.1. Objetivo geral ................................................................................................. 6 1.2. Objetivos específicos ..................................................................................... 6 2. Fundamentação Teórica ...................................................................................... 7 2.1. Aspectos tecnológicos .................................................................................... 7 2.1.1. Desidratação............................................................................................ 7 2.1.2. Alimentos desidratados ......................................................................... 20 2.2. Aspectos Legislativos ................................................................................... 34 2.2.1. Órgãos reguladores e fiscalizadores da indústria de alimentos ............. 34 2.2.2. Compartilhamento de competências MAPA x ANVISA ......................... 42 2.2.3. Organização dos Sistemas .................................................................... 42 2.2.4. Planos de amostragem .......................................................................... 45 2.2.5. Legislações para produtos lácteos em pó ............................................. 47 2.2.6. Legislação para produtos derivados do ovo em pó ............................... 50 2.3. Aspectos Microbiológicos ............................................................................. 52 2.3.1. Estrutura celular bacteriana ................................................................... 52 2.3.2. Fatores que afetam o crescimento microbiano ...................................... 53 2.3.3. Doenças de origem alimentar ................................................................ 57 2.3.4. Microrganismos causadores de doenças de origem alimentar .............. 58 3. Estudos de caso ................................................................................................. 74 3.1. Comportamento de Salmonella em ovo em pó em função da atividade de água e do binômio tempo x Temperatura .......................................................................74 3.1.1. Objetivos ................................................................................................ 74 3.1.2. Materiais ................................................................................................ 75 3.1.3. Métodos ................................................................................................. 75 3.1.4. Resultados ............................................................................................. 76 3.1.5. Discussão .............................................................................................. 79 3.2. Desidratação de gemas de ovos por secagem por atomização em diferentes temperaturas .......................................................................................................... 82 3.2.1. Objetivos ................................................................................................ 82 3.2.2. Materiais e métodos .............................................................................. 82 3.2.3. Resultados e discussões ....................................................................... 83 3.3. Influência do período de armazenamento na qualidade do ovo integral pasteurizado refrigerado ........................................................................................ 84 3.3.1. Objetivos ................................................................................................ 84 3.3.2. Materiais e métodos .............................................................................. 84 3.3.3. Resultados e discussões ....................................................................... 84 4. Considerações finais .......................................................................................... 86 5. Referências ........................................................................................................ 89 1. Introdução É impossível determinar exatamente quando, na história da humanidade, o homem tomou conhecimento da existência de microrganismos e da sua importância para os alimentos. Após um período no qual o ser humano tinha a sua alimentação baseada apenas nos abundantes recursos da natureza, o homem passou a plantar, criar animais e produzir o seu próprio alimento. Com o surgimento de alimentos preparados, começaram a ocorrer os problemas relacionados com doenças transmitidas pelos alimentos e com a rápida deterioração devida, principalmente, à conservação inadequada dos mesmos (Franco e Landgraf, 1996). Considerado talvez o método mais antigo de conservação, a desidratação tem papel fundamental no controle microbiano em alimentos. Um dado da longevidade desse método é a observação feita pelo homem, já em tempos remotos, de que sementes secas dos alimentos podiam ser armazenadas de uma estação do ano para outra, levando em consideração o fato de que tanto os microrganismos como as enzimas necessitam de água para sua atividade. Logo, para se conservar um alimento, diminui-se o conteúdo de água até o ponto em que ocorra a inibição dos microrganismos deteriorantes e dos causadores de doenças de origem alimentar. A toxinfecção é um problema relevante da indústria de alimentos atualmente, frequentemente são descobertas novas formas de contaminação e diferentes formas de microrganismos. A indústria hoje conta com diretrizes e manuais de boas práticas muito genéricos para o segmento de produtos estudados neste trabalho, logo é interessante fazer um levantamento sobre o contexto que cerca a fabricação de alimentos desidratados e produtos específicos deste segmento. Um exemplo recente da periculosidade da situação ocorreu em 2013 na Nova Zelândia. A empresa “Fonterra”, quarta maior empresa de laticínios do mundo na época, detectou um surto com leite em pó contaminado por Clostridium Botulinum, bactéria que pode causar o botulismo. Perigo ainda maior pelo fato da mesma ser um dos principais fornecedores de matéria-prima para produção de fórmulas infantis em diversos países como Austrália, China, Malásia e Tailândia. Um caso de proporções internacionais como este, exemplifica a cautela com que esse tipo de produto deve ser elaborado. A gama de produtos desidratados é extensa. Assim, este trabalho foi direcionado para duas linhas de produtos desidratados e secos, que são os produtos lácteos desidratados e ovos desidratados. Objetivou-se descrever os fatores microbiológicos que cercam estes tipos de alimentos considerando a origem da matéria-prima, o processamento e o acondicionamento do produto final. 1. Objetivos 1.1. Objetivo geral O objetivo deste trabalho é realizar um estudo literário dos aspectos microbiológicos relacionados aos produtos desidratados derivados de leite e de ovos, abordando aspectos científicos, tecnológicos e das legislações vigentes. 1.2. Objetivos específicos Descrever e avaliar: Processos de secagem recorrentes aplicados aos produtos lácteos e ovos; Legislações e regulamentações destes produtos; Microbiologia dos alimentos desidratados; Microrganismos de interesse (Patógenos e Indicadores); Principais causas da contaminação; Controle do desenvolvimento de microrganismos em alimentos desidratados. 2. Fundamentação Teórica 2.1. Aspectos tecnológicos 2.1.1. Desidratação O termo desidratação é aplicado ao fenômeno de redução da quantidade de água presente em um material sólido. Segundo Gava (1984), pela desidratação, é obtida uma melhor conservação do produto juntamente com a redução do seu peso. Sendo que por muitas vezes a desidratação é mais econômica do que outros processos de conservação. Logo, haverá não só uma redução de peso como também de volume, o que terá importância na embalagem, no transporte e no armazenamento dos alimentos. De acordo com Jay et al. (2005) a conservação de alimentos por meio deste método está baseada no fato de que microrganismos e enzimas necessitam de água para serem ativos. Ao utilizar esta técnica, deseja-se diminuir o conteúdo de umidade até um ponto em que a deterioração e os microrganismos deteriorantes dos alimentos sejam inibidos. Apesar do processo não ser letal, durante a desidratação alguns microrganismos são destruídos. Muitos destes podem ser isolados dos alimentos desidratados, principalmente quando a matéria-prima utilizada é de baixa qualidade ou quando não são seguidas boas práticas de produção durante as diferentes etapas do processamento (Franco e Landgraf, 1996). Existem vários sistemas de secagem. A escolha de um deles depende das qualidades a serem mantidas, da sensibilidade do alimento à injúria térmica, bem como das características de reidratação e do custo do processo. Quatro dos principais sistemas de desidratação são: Ar quente, para alimentos como vegetais; Spray-drying para líquidos e semilíquidos; Secagem a vácuo para sucos; Liofilização. Alguns produtos requerem combinação de mais de um desses métodos (Franco e Landgraf, 1996). Meirelles (2011) diz que a classificação dos sistemas de secagem pode ser colocada de acordo com o modo de transferência de calor, onde é possível dividir em três grupos: Diretos ou adiabáticos: nestes sistemas de secagem há contato direto entre o sólido úmido e o ar quente (convecção). Podendo ser operados em regimes contínuos ou descontínuos. Indiretos ou não adiabáticos: a transferência de calor se dá através das paredes aquecidas do equipamento (condução). Outros: métodos como infravermelho e micro-ondas (radiação), resistência elétrica, paredes refratárias, etc. Muitos são os métodos e equipamentos utilizados na indústria hoje, a escolha da melhor opção depende de diversos fatores, como o tipo de alimento que será seco, se o mesmo é um sólidoporoso ou não, qual deve ser a forma do produto final, os custos do processo. Portanto, este estudo focará nos métodos utilizados para secagem de produtos lácteos e derivados do ovo como a evaporação e secagem por atomização, apresentando primeiramente as características gerais destes processos, e posteriormente suas especificidades aplicadas à obtenção dos produtos deste trabalho. 2.1.1.1. Evaporação A evaporação é um processo pelo qual um líquido é levado ao seu ponto de ebulição por aquecimento externo, transformando assim a água em vapor, que escapa da superfície do líquido (Pisecky, 2012). Este conceito é confirmado por Celestino (2010), onde explica que este processo é basicamente a concentração de soluções liquidas. Logo, existem diferenças entre evaporação e secagem, e os mesmos são apresentados na Tabela 1. Tabela 1. Diferenças entre secagem e evaporação (Celestino, 2010). Secagem Evaporação A vaporização ocorre em uma temperatura inferior à temperatura de ebulição do líquido que se quer retirar do material sólido. Apresenta transferência de calor e massa. A vaporização ocorre na temperatura de ebulição do líquido que se quer retirar da solução líquida. Apresenta transferência de calor. Alterações nas propriedades organolépticas e nutricionais ocorrerão nos alimentos evaporados pelo fato de serem expostos a temperaturas relativamente altas durante um espaço de tempo. O escurecimento e o aparecimento do aroma e sabor queimado são duas consequências comuns no tratamento térmico. Em laticínios, por exemplo, alterações ocorrem com os açucares e proteínas. Desta forma, portanto, a evaporação é realizada sob vácuo a baixa temperatura mantendo assim as características iniciais do alimento (Gava, 1984). Gava (1984) também explica que para que ocorra evaporação, é necessário que a pressão de vapor do líquido se iguale à pressão do ambiente, quando o líquido entra em ebulição. A velocidade de evaporação está diretamente relacionada com a transferência de calor no meio de aquecimento ao líquido a ser evaporado. O autor coloca ainda, as vantagens em realizar a evaporação a vácuo: Tornar possível a concentração a baixa temperatura de alimentos sensíveis ao calor, tais como sucos de frutas; Poder aumentar a velocidade de evaporação com o aumento da diferença de temperatura entre aquela do produto e a do meio de aquecimento; Tornar possível o emprego de sistemas de múltiplo efeito. Os equipamentos utilizados para remover esta água do alimento são chamados de evaporadores. Um evaporador consiste principalmente de duas câmaras, um para condensação e outra para evaporação. A água vai sendo evaporada do alimento obtendo no final uma massa concentrada do mesmo (Wilhelm, 2005). Seguindo o entendimento de Wilhelm (2005), os evaporadores operam de duas formas: evaporadores de circulação forçada onde o alimento é circulado por meio de uma bomba para a câmara de evaporação, esta que contém um separador e o feixe de tubos por onde o alimento passa e é onde ocorre a troca de calor com o vapor de aquecimento. Após a desidratação o produto concentrado é retirado juntamente com os vapores da evaporação, o vapor que foi condensado no processo também é retirado na saída localizada abaixo da entrada do vapor de aquecimento (Figura 1). Os evaporadores de circulação natural tem etapas de processo semelhante, onde neste a circulação do alimento é realizada pela força do vácuo e não por uma bomba (Figura 2). Os mesmos são divididos também em evaporadores simples e múltiplo efeito. Para a operação de evaporação existem vários modelos que são utilizados conforme o resultado final desejado, dois dos modelos de evaporadores citados são apresentados a seguir, ambos são de simples efeito: Figura 1. Modelo de evaporador simples de circulação forçada utilizado em operações de concentração (Pisecky, 2012). Figura 2. Modelo de evaporador simples de circulação natural utilizado em operações de concentração (Pisecky, 2012). Quando um evaporador simples é usado, o vapor liberado do líquido em ebulição é condensado e eliminado. Este método é chamado de evaporação de simples-efeito, e, embora permita uma construção simples, não utiliza eficientemente o vapor de aquecimento. Logo, se o vapor produzido em um evaporador é conduzido à câmara de vapor de aquecimento de um segundo evaporador e se o vapor produzido é enviado para um condensador, a operação torna-se duplo-efeito. Usam-se uma série de evaporadores entre o fornecimento inicial do vapor e o condensador, este sistema é denominado evaporação de múltiplo-efeito. A seguir, a figura 3 ilustra como é feito o reaproveitamento do vapor liberado do líquido no primeiro estágio, utilizado então para aquecimento da câmara de evaporação do estágio seguinte, o mesmo acontecendo do segundo estágio para o terceiro onde o vapor gerado por fim é condessado e o produto concentrado é obtido. Figura 3. Modelo de evaporador múltiplo-efeito de circulação forçada de três estágios de concentração. Transformar ovos e leite líquido em pó seco requer a remoção de quase toda a água, cuja quantidade excede muitas vezes a do produto final. Durante este processo de remoção de água, ocorrem mudanças significativas nas propriedades, estrutura física e aparência. Os mesmos são produtos sensíveis e a suas qualidades podem ser seriamente afetadas especialmente pela influência do calor ou da atividade bacteriana. Assim, é evidente que um único processo de remoção de água não pode ter um desempenho ótimo ao longo de toda a duração da desidratação. Portanto, é necessário aplicar sucessivamente vários métodos, sendo cada um escolhido em relação às propriedades do material processado em cada passo de processo individual, levando simultaneamente em consideração a qualidade do produto e a economia (Pisecky, 2012). 2.1.1.2. Atomização De acordo com FOUST (1982) os atomizadores utilizam uma alimentação bombeável (solução, suspensão fina, emulsões, etc.) obtendo como produto final um material pulveiroso ou na forma de pó. A grande área de superfície das gotículas geradas pela pulverização faz com que a evaporação da água ocorra muito rapidamente, convertendo as gotículas em partículas de pó (Pisecky, 2012). A rápida evaporação da água faz com que a temperatura das partículas se mantenha baixa de maneira que a alta temperatura do ar de secagem não afete demasiadamente o produto (Gava, 1984). Para Bandhari (2013) o fator principal da secagem por atomização é a desidratação convectiva de gotículas atomizadas. A Figura 4 é uma ilustração do processo de atomização, onde o atomizador é alimentado na parte superior em paralelo com a entrada de ar quente, o alimento passa pelo bico atomizador, iniciando a atomização das pequenas gotículas que ao entrarem em contato com o ar quente no decorrer do percurso no interior da câmara tem sua água evaporada, por fim ocorre a formação das partículas de pó e a queda das mesmas por gravidade até a parte inferior do equipamento. Na pequena escala, um dos mecanismos que formam todo o processo de desidratação é o mecanismo convectivo de transferência de calor e massa. Como o nome sugere, o mecanismo de transporte convectivo é induzido pelo movimento das gotículas/partículas na câmara. À medida que uma gotícula perde umidade, o soluto dentro do material solidifica, resultando em uma partícula sólida. Figura 4. Ilustração geral do processo de secagem por pulverização (BANDHARI, 2013). É definido por Foust (1982) que o projeto de cada sistema depende do material a ser seco. Logo, a forma do atomizador deve variar bastante de produto para produto. Segundo o autor o sistema de secagem por pulverização dispõe das seguintes partes principais: Sistema injetor de carga Atomizador Sistema de produção e injeção de ar quente Câmara de secagem Sistema de separação do produto em pó do ar de secagem. A Figura 5 ilustra o calor convectivo e a transferência de massa envolvida na secagem por pulverização. A partir disso, torna-se possível ilustrar os parâmetros que afetam fundamentalmente a transferência de calor e massa a partir da gota atomizada (Bandhari, 2013). Figura 5. Transferência de calor e massa convectiva e o processo de solidificação por atomização (BANDHARI, 2013). Para completar Gava (1984) define que o processo de atomização pode ser divido em quatro fases: 1. Atomização do liquido, 2. Contato do líquido atomizado com o ar quente, 3. Evaporação da água e, 4. Separação do produto em pó do ar de secagem. A figura 6 ilustra uma instalação típica de secador pulverizador. O ar, injetado por meio de um filtro e de um secador, é inserido pelo topo da câmara de secagem, fluindo em corrente paralela com as gotículas a serem secas, que são formadas num bocal pulverizador ou num atomizador a disco rotatório. À medida que as gotículas atomizadas caem, a umidade se evapora no ar quente, e deixa o material sólido constitutivo da partícula. As maiores caem até o fundo da câmara. As menores são arrastadas pelo ar até os ciclones separadores (Foust, 1982). Isto resulta na segregação das partículas dentro da câmara. Como resultado, partículas com tamanhos iniciais diferentes irão experimentar diferentes ciclos de secagem, não apenas pela variação das áreas superficiais das gotículas, mas também devido às diferentes trajetórias que seguem. Figura 6. Fluxograma de um sistema de secagem típico de atomização (FOUST, 1982). É importantíssimo para as características do produto final a maneira com que o ar de secagem entra em contato com o liquido atomizado. Por isso, durante a secagem por pulverização o ar quente poderá ter dois padrões de fluxo: concorrente e contracorrente. Para Bandhari (2013) num fluxo concorrente (figura 7), o líquido atomizado é injetado em paralelo ao fluxo de ar. Consequentemente, as gotículas entram em contato primeiro com o ar quente, logo na entrada, quando este tem uma temperatura mais elevada. As gotículas injetadas desta forma sofrem um aumento repentino na temperatura. É considerado um bom sistema para produtos sensíveis ao calor visto que a força motriz para o transporte de calor e massa é reduzida significativamente após o contato da gota com o ar (Gava, 1984). Figura 7. Configuração concorrente em um spray dryer (BANDHARI, 2013). No fluxo contracorrente (Figura 8), o líquido é pulverizado numa posição oposta à entrada de ar quente, ocorrendo o contato da partícula mais seca com o ar mais quente. Como resultado, as gotículas ficam sujeitas a um aumento de temperatura mais lento. Este sistema utiliza eficientemente o calor, é indicado para produtos não sensíveis a altas temperaturas (Gava, 1984). Figura 8. Configuração contracorrente em um spray dryer (Bandhari, 2013). A região de evaporação numa configuração de contracorrente é expandida. Contudo, nesta configuração, a partícula é exposta durante mais tempo a períodos de temperatura relativamente mais altos. Isto pode não ser adequado para materiais sensíveis ao calor. Por isto, esta configuração de secador por pulverização não é comumente utilizada para a aplicação em alimentos em pó ou em leite em pó (Bandhari, 2013). 2.1.2. Alimentos desidratados O uso de alimentos desidratados teve um grande estimulo durante a Segunda Guerra Mundial, onde a Universidade da Califórnia (Davis – EUA) se tornou o principal centro pesquisador de frutas e hortaliças desidratadas. Os produtos alimentícios podem ser desidratados com ar, vapor superaquecido, no vácuo, em gás inerte ou pela aplicação direta de calor (Gava, 1984). Alimentos secos, desidratados ou com umidade baixa, são aqueles que, em geral, não contêm mais de 25% de umidade e possui atividade de água (Aw) entre 0,00 e 0,60. Esses são os alimentos secos tradicionais. Os alimentos liofilizados também estão nesta categoria. Existe também, outra categoria de alimentos estáveis, a dos que contêm entre 15 e 50% de umidade e Aw entre 0,60 e 0,85. Esses são os alimentos com umidade intermediária (Jay, 2005). Um categoria especial de alimentos desidratados são os pós. No entendimento de Bhandari et al. (2013), os pós podem ser definidos como materiais sólidos particulados que possuem discretas partículas variando seu tamanho de nanômetros a milímetros. Onde os produtos alimentares são convertidos a este estado devido à grande facilidade de uso, processamento e manutenção da qualidade. 2.1.2.1. Produtos lácteos desidratados Os produtos lácteos formam parte significativa da dieta humana. Eles são ricas fontes de nutrientes, como proteínas, gorduras, vitaminas e minerais. Em contrapartida, é por causa disso que esses produtos são suscetíveis ao rápido crescimento microbiano. Em alguns casos, este crescimento microbiano pode ser benéfico, enquanto para outros é indesejável. Os produtos lácteos são vulneráveis à deterioração ou contaminação por agentes patogénicos ou toxinas microbianas (Fernandes, 2009). O objetivo da desidratação do leite e do soro de leite é estabilizar estes produtos para o seu armazenamento e posterior utilização (Bandhari, 2013). Muitos produtos lácteos, como o leite integral, o leite desnatado, o soro de leite, o queijo e o creme de leite, podem ser desidratados, utilizando tecnologias como secagem por pulverizador ou por cilindro (drum drying). Esses produtos podem ser consumidos diretamente após a reconstituição, mas são mais comumente usados como ingredientes em produtos de panificação, chocolates e confeitos, produtos de culinária, ração animal ou mesmo produtos líquidos como leite UHT ou leite evaporado (ICMSF, 2015). Um pó de origem láctea é definido não só pela sua composição (proteínas, carboidratos, gorduras, minerais e água), mas em conjunto com suas propriedades microbiológicas e físicas (massa e densidade de partículas, características instantâneas, higroscopicidade, índice de insolubilidade, índice de dispersibilidade, índice de molhabilidade) que constituem os elementos básicos de especificações de qualidade (American Dairy Products Institute, 1990) A Figura 9 ilustra as propriedades bioquímicas, microbiológicas e físicas de um pó lácteo que dependem de muitos parâmetros, como por exemplo os do processamento utilizado, que podem variar de acordo com a caracteristica do produto desejado. As condições de armazenamento também estão ligadas as propriedades do pó visto que estas podem otimizar a estabilidade do produto ao longo do tempo. No quesito de utilização do produto final, é importante considerar as condições de reidratação (agitação, temperatura, concentração, etc.) para que uma melhor transferência de água seja alcançada buscando uma melhor qualidade do produto reidratado. Portanto, os fatores de processo, armazenamento e reidratação estão diretamente ligados a qualidade do produto lácteo em pó produzido. Figura 9. Propriedades dos produtos lácteos em pó em relação à produção, armazenagem e reidratação (BANDHARI, 2013). 2.1.2.1.1. Leite em Pó O leite em pó é um derivado do leite natural, sendo uma forma moderna de consumo do mesmo, obtido pela desidratação do leite, podendo ser integral, semidesnatado ou desnatado. A água, que é o maior componente do leite in natura, com aproximadamente 87,5%, é eliminada por um processo que envolve operações unitárias, evaporação e secagem por atomização, restando o extrato seco do leite e uma pequena quantidade de água, cerca de 2,5% a 4,0% (MILKNET, 2008). De acordo com Madrid (2005) leite em pó é aquele no qual se elimina a maiorparte da água de constituição, deixando um máximo de 5%, correspondendo os restantes 95% as proteínas, lactose, gorduras, sais minerais, etc. Do ponto de vista comercial, há três tipos de leite em pó: Leite em pó integral, com um mínimo de 26% de gordura no seu peso. Leite em pó semidesnatado, com teor de gordura entre 1,5% e 26%. Leite em pó desnatado, com um máximo de 1,5% de gordura no seu peso. O primeiro tipo pode ser conservado por um período máximo de seis meses devido ao alto teor de gorduras, logo elas vão se deteriorando durante o armazenamento, chegando a provocar um sabor rançoso no leite reconstituído. O leite em pó desnatado pode ser conservado por um período de até três anos. 2.1.2.1.1.1. Processo de produção de leite em pó A técnica mais utilizada para a desidratação de produtos lácteos é a secagem por pulverização. Esta se tornou popular na indústria de lacticínios na década de 1970 (Bandhari, 2013). O leite em pó é obtido depois de duas etapas de eliminação de água. A primeira é realizada em um evaporador de vários efeitos. A segunda acontece por atomização, em uma instalação como a apresentada na figura 10, onde: 1. Bomba de alta pressão 2. Atomizador 3. Alimentação de ar quente 4. Câmara de mistura 5. Câmara de secagem 6. Descarga do produto 7. Ciclone Figura 10. Torre de atomização para produção de leite em pó (MADRID, 1995). A bomba de alta pressão (1) envia o leite concentrado para a câmara (4), onde é misturado com ar quente, que é alimentado por uma tubulação (3) e que passa por um aquecedor, até alcançar uma temperatura entre 150ºC e 250ºC. A temperatura elevada diminui a umidade relativa do ar, aumentando assim a sua capacidade de absorção de água. O atomizador (2) faz uma fina divisão do leite concentrado em minúsculas gotas, que se encontram na corrente de ar quente, no interior da câmara de secagem (5). A água livre evapora instantaneamente. Em resumo, a água contida no interior da gota passa por difusão até a sua superfície, de onde é evaporada por ar quente. As partículas do leite nunca chegam a aquecer em excesso, já que o calor latente do ar é consumido no processo de evaporação da água, e não no aquecimento dessas partículas. O leite em pó descarregado (6) e passa para a seção de empacotamento. O ar passa por um ciclone (7), que recupera as partículas de pó residuais (Madrid, 1995). 2.1.2.1.2. Soro de leite em pó O soro do leite é o residual liquido extraído pela coagulação do leite destinado à produção de queijos ou de caseína, obtido por meio de três processos principais: coagulação enzimática, que tem como resultado a precipitação de caseínas, matéria-prima para a produção de queijos; precipitação ácida quando o pH isoelétrico da caseína é atingido; separação física das micelas de caseína por microfiltração. Independentemente do processo um concentrado de micelas e de proteínas do soro, na forma de concentrado ou isolado proteico é obtido (ALMEIDA, 2013). O soro do leite bovino tem como principais funções biológicas: reparação celular, construção e reparação de músculos e ossos, fornecem energia, essencial para quem pratica atividades físicas, além de outros benefícios que estão ligados a processos metabólicos do organismo, como o aumento atividade imunológica, proteção do sistema cardiovascular e atividade antimicrobiana e antiviral (ALMEIDA, 2013). De acordo com a Revista Nutri (2017) O soro do leite é uma valiosa matéria-prima, comumente utilizado para a produção do soro em pó e produtos de valor agregado mais conhecidos como whey protein. Hoje, seu uso é difundido, principalmente, entre os praticantes de musculação, porém sua indicação, é muito mais ampla, pelos benefícios tanto para atletas quanto pessoas ativas ou não, de diversas idades, por ser uma fonte natural e segura de proteína de alto valor biológico. Existem três tipos de proteínas do soro no mercado: PROTEÍNAS DO SORO CONCENTRADAS: É uma proteína que passa por filtragens que não eliminam completamente a gordura e a lactose da fórmula e a estrutura da proteína se mantém intacta, passando normalmente pelo processo natural de digestão, que é relativamente lento. Algumas pessoas podem ter dificuldade em digerir este tipo de produto por conter a proteína íntegra e pela presença da lactose em sua composição, principalmente os alérgicos à proteína do leite e os intolerantes à lactose. PROTEÍNAS DO SORO ISOLADAS: Esse tipo de produto é praticamente livre de lactose (podendo ser utilizado por pessoas com intolerância a lactose), gordura e colesterol. No processo de filtração ocorre a quebra das estruturas secundárias e terciárias das proteínas. Esse tipo de produto é indicado principalmente para atletas imediatamente após a atividade física devido à sua rápida absorção e garantia do aporte imediato de aminoácidos estimulando a regeneração muscular. PROTEÍNAS DO SORO HIDROLISADAS: O hidrolisado é aquele que passa por um processo em que as moléculas de proteína do soro do leite são quebradas em peptídeos menores através de hidrólise, processo similar ao digestivo, disponibilizando praticamente os aminoácidos livres, fazendo com que a digestão e a absorção se tornem ainda mais rápidas. É conhecido como whey protein pré-digerido. O produto 100% hidrolisado pode ser uma alternativa para as pessoas que tem intolerância à lactose e/ou alergia às proteínas de origem animal. 2.1.2.1.2.1. Processo de produção do soro de leite em pó A obtenção do soro do leite em pó é iniciada no processo de fabricação do queijo, no qual o soro do leite é filtrado e separado. Durante décadas, essa parte do leite era dispensada pela indústria e somente a partir dos anos 70, estudos passaram a ser feitos para averiguar as propriedades dessas proteínas. O resultado é uma proteína de altíssima qualidade, fonte de aminoácidos essenciais que cumprem várias funções no organismo. Os principais processos que podem estar envolvidos na produção do soro em pó são a separação por membranas, a cristalização, a evaporação a vácuo e a secagem por spray dryer. A figura 11 apresenta a linha de processamento de soro em pó na qual é apresentada a evaporação a vácuo, a cristalização e a secagem em spray dryer, sendo: UTT - Unidade de tratamento térmico 1 - Evaporador 1º efeito 2 - Evaporador 2º efeito CD – Condensador TC – Tanque para cristalização da lactose SD – Spray dryer F – Fluidizador Figura 11. Linha de processamento de soro de leite em pó (Westergaard, 2011). A figura 11 explica que a produção do soro de leite em pó está baseada no pré-tratamento térmico do leite (UTT), que em seguida é submetido a um processo de concentração a vácuo até obter um teor médio de sólidos de 52 a 60% (1 e 2), juntamente a uma etapa de cristalização (TC) para posterior secagem em spray dryer (SD). É possível adicionar uma etapa inicial de concentração do soro por meio de separação por membranas com o objetivo de aumentar o teor de sólidos, bem como, se necessário, à redução do teor de minerais. A etapa de concentração a vácuo envolve a retirada de água por meio do fornecimento de energia em baixas temperaturas sob pressão inferior à pressão atmosférica (Schuk et. al., 2008). A secagem de produtos lácteos leva à formação de lactose cristalina com alta higroscopicidade, por absorver água do ar ambiente (Hynd, 1980). A cristalização da lactose, realizada antes da secagem, proporciona a obtenção de um soro de leite em pó não higroscópico, pelo fato de diminuir a possibilidade da transferência da lactose amorfa para o estado cristalino durante a secagem e estocagem (Fox e Mcsweeney,1998). Diferente do processo de obtenção do leite em pó, é observado que além da etapa de cristalização, é interessantea utilização de um secador em dois estágios onde além da câmara de secagem, emprega-se um fluidizador (F), no intuito de obter um pó aglomerado com características superiores de solubilidade. De acordo com Madrid (1995), nesse tipo de instalação, o pó procedente da câmara de secagem (SD) entra na primeira seção, onde é umidificado por vapor. As vibrações a que é submetido o secador, empurram o pó umedecido através das seções de secagem, onde está entrando ar quente pelo leito de produto em pó a uma temperatura cada vez menor, conforme o avanço do equipamento. A figura 12 demonstra o funcionamento deste secador. Figura 12. Princípio de funcionamento de um secador de leito fluído (MADRID, 1995). 2.1.2.2. Produtos derivados do ovo Consideram-se produtos derivados do ovo aqueles constituídos total ou parcialmente por ovo de galinha, desprovidos de casca e destinados a servir de matéria-prima para elaboração de produtos alimentícios. Exige-se sempre a pasteurização de todos esses derivados para destruição dos microrganismos patogênicos (Madrid, 1996). Os produtos desidratados do ovo são ingredientes amplamente utilizados em diversas formulações de produtos na indústria de alimentos. Apresentando vantagens relacionadas à facilidade de armazenamento, transporte e manuseio, bem como à uniformidade e à segurança microbiológica, o que torna seu uso atrativo para a indústria e os consumidores (Caboni et al., 2005) 2.1.2.2.1. Ovo em pó Ovos em pó, integrais ou apenas gemas ou claras, são considerados como uma excelente alternativa tecnológica ao uso de ovos frescos na indústria. Apresentando inúmeras vantagens em relação aos ovos in natura, destacando-se a menor susceptibilidade a deterioração microbiana, maior uniformidade, eliminação da interferência da casca (esta que representa 13% do peso total) e maior flexibilidade de utilização para formulação de alimentos novos (Aguirre et al., 1879; Barreto, 2001). O ovo em pó é um produto de baixa umidade que mantém as mesmas propriedades físicas, funcionais e nutricionais do ovo in natura (Bergquist, 1995). Madrid (1996) afirma que é um derivado seco, obtido por desidratação ou secagem dos derivados líquidos, estes constituídos pelo conteúdo inteiro do ovo ou pela clara separada da gema, ou ainda pela gema isolada. O Brasil é um grande produtor de ovos, segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e estatística, foram produzidos 757,21 milhões de dúzias no segundo trimestre de 2016 (IBGE, 2016). 2.1.2.2.1.1. Processo de produção de ovo em pó Antes da desidratação, os ovos devem ser submetidos aos procedimentos ilustrados no fluxograma da figura 13. Após a pasteurização, a clara do ovo é ainda submetida a uma etapa de estabilização, que corresponde à remoção da glicose, que pode interagir com proteínas e fosfolípides do ovo o que prejudica a qualidade final do produto desidratado (Aguirre et aI.,1979). A estabilização pode ser feita de duas formas. Na primeira, a clara é submetida à fermentação microbiana por meio de microrganismos específicos, que provocam a fermentação da glicose transformando-a em ácido glicônico. A segunda forma se dá por processo enzimático, utilizando duas enzimas, glicoseoxidase e catalase, e peróxido de hidrogênio. A estabilização é importante para evitar as reações de escurecimento não-enzimático que podem aparecer durante tratamento térmico e o armazenamento do produto (Pereda et aI., 2005). A filtragem e/ou clarificação são empregadas para remover as membranas, pedaços de casca e das chalazas, que são estruturas de sustentação da gema. A padronização é realizada para que o ovo integral tenha 65% de clara e 35% de gema, com sólidos entre 24 e 25%. O teor de sólidos na gema é 44 a 45% e na clara, 12 a 13%. A pasteurização é feita entre 57°C e 66°C por aproximadamente 3,5 minutos. A secagem é feita em spray drier de torre. Para cada 1000 kg de ovo in natura, obtém-se 213 kg de ovo integral desidratado, sendo 72 kg de clara em pó e 141 kg de gema em pó. O teor de umidade destes produtos é 3-4% (Barretto, 2001). Figura 13. Fluxograma do processo de secagem do ovo (Kayatonas Industria e Comércio Ltda.). 2.1.2.2.2. Gemas e claras em pó Derivados compostos, que são obtidos a partir do ovo inteiro, em forma líquida ou em pó, aos quais são agregados a outros produtos alimentícios. O produto final conterá um mínimo de 50% de ovo. De acordo com BANDHARI (2013) a secagem não fornece as mesmas preocupações para todos os três tipos de ovos, isto é, ovo inteiro, clara de ovo e gema de ovo, cujas composições estão descritas na Tabela 2. Tabela 2. Composição da gema e clara de ovo (BANDHARI, 2013). Componente Água (%) Proteínas (%) Lipídios (%) Carboidratos (%) Vitaminas e outros (%) Clara de ovo 88 10.6 0.0 0.9 0.5 Gema de ovo 51.1 16 30.6 0.6 1.7 Ovo inteiro 75.6 12.8 12.8 0.3 0.8 O autor completa afirmando que, a gema de ovo é consumida principalmente em sua forma liquida, uma vez que é um fluido naturalmente rico em matéria seca, onde 2,3 kg de gema de ovo líquido são necessários para obter 1 kg de seu pó. Por outro lado, a clara de ovo é amplamente submetida aos processos de secagem, visto que diminui consideravelmente os seus custos de transporte e armazenamento, 8,5 kg de clara de ovo líquida geram 1 kg de pó do mesmo. É correto afirmar que os ovos possuem estruturas que agem como barreiras de grande eficiência para penetração de microrganismos. Uma delas é formada pela casca e suas membranas e a outra, com a mesma eficiência, são os componentes antimicrobianos da clara do ovo, entre os quais incluem- se a ovotransferrina e o pH elevado (Solomon et al., 1994). 2.1.2.2.2.1. Processo de produção de gemas e claras em pó O processo de produção de gemas e claras em pó se assemelha ao utilizado para ovos inteiros. Para obter os produtos em pó destes derivados, é adicionada uma etapa de separação da gema e da clara juntamente à quebra dos ovos no início do processo, operação que pode alcançar uma eficiência de 95%. As gemas separadas são homogeneizadas, pasteurizadas e secadas. No caso das claras é necessário realizar uma eliminação prévia dos açucares, antes da pasteurização e da secagem por atomização, para impedir problemas com as claras em pó durante o seu armazenamento. Este alto teor de açucares faz com que o pó seja muito higroscópico e absorva umidade, se deteriorando com maior facilidade. Assim, no caso das claras, após a filtragem elas passam por resfriamento e tem seu pH ajustado, com posterior tratamento enzimático ou microbiológico para eliminação dos açucares. Esse tratamento consiste na adição de bactérias que transformam açucares em ácidos (Madrid, 1996). 2.2. Aspectos Legislativos De acordo com Forsythe (2002), a globalização do comércio de alimentos e o crescimento mundial de problemas com patógenos emergentes de origem alimentar têm aumentado o risco de transmissão de agentes infecciosos através das fronteiras. Graças à natureza global da produção, processamento e comercialização de alimentos, os agentes infecciosos podem ser disseminados a partir do ponto original de processamento e embalagem até locais a milhares de quilômetros de distância. Portanto, a segurança de alimentos necessita de maiores níveis de cooperação mundial nas determinações de padrões e regulamentos. As medidas de segurança não são constantes pelo mundo e tais diferenças podem levar a desacordos comercias entre os países. 2.2.1. Órgãos reguladores e fiscalizadores da indústria de alimentos 2.2.1.1. Organização das nações unidas para a alimentação e agricultura (FAO) A Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO) lidera os esforços internacionaispara erradicação da fome e da insegurança alimentar. Fundada em 16 de outubro de 1945, a FAO atua como um fórum neutro, onde todos os países, desenvolvidos e em desenvolvimento, se reúnem em pé de igualdade para negociar acordos, debater políticas e impulsionar iniciativas estratégicas (ONU, 2017). Atualmente, a FAO é o maior órgão especializado do sistema das Nações Unidas, que atua coordenando as questões relacionadas com a agricultura, silvicultura, pesca e desenvolvimento rural. 175 países membros e uma organização membro, a Comunidade Europeia, integram a FAO. Ela tem como principal prioridade encorajar a agricultura e o desenvolvimento sustentável, numa estratégia a longo prazo para aumentar a produção e a segurança alimentar preservando, e ordenando conjuntamente os recursos naturais. A finalidade é atender as necessidades das gerações presentes e futuras, gerando um desenvolvimento que não degrade o meio-ambiente e que seja tecnicamente apropriado, economicamente viável e socialmente aceitável (ONU, 2017). 2.2.1.2. Organização mundial da saúde (OMS) A Organização Mundial de Saúde (OMS), fundada no dia sete de abril de 1948 com o objetivo de desenvolver o nível de saúde de todos os povos. Em sua constituição, a saúde é definida como bem-estar físico, mental e social, ou seja, não necessariamente apenas a ausência de uma enfermidade. A OMS se encarrega de liderar questões e parcerias para o desenvolvimento da saúde, de estimular a pesquisa científica, de estabelecer normas na área, de prestar apoio técnico e de monitorar a situação da saúde no mundo. Além disso, supervisiona a implementação do Regulamento Sanitário Internacional, realiza campanhas de saúde, promove pesquisas sobre doenças de variadas categorias em diversos países e publica periódicos para o desenvolvimento da área (OMS, 2017). 2.2.1.3. Codex Alimentarius O Codex Alimentarius (do latim, código de alimentos) é uma compilação de padrões e diretrizes para alimentos aceitos internacionalmente, apresentados de maneira uniforme. O objetivo destes padrões é proteger a saúde do consumidor e assegurar práticas justas no comercio de alimentos. O Codex também publica testes consultivos na forma de códigos de prática, diretrizes e outras medidas recomendadas para ajudar no alcance de seus objetivos (Forsythe, 2002). Apesar de os documentos do Codex Alimentarius serem de aplicação voluntária, eles são utilizados em muitos casos como referências para a legislação nacional dos países, como no Brasil, por exemplo. A Resolução das Nações Unidas 39/248, de 1985, recomenda que os governos adotem, sempre que possível, as normas e diretrizes do Codex Alimentarius, ao formular políticas e planos nacionais relacionados a alimentos (ANVISA, 2016). O Codex Alimentarius Commission (CAC) foi estabelecido em 1962 para implementar o Programa de Padrões de Alimentos da Organização Mundial da Saúde (OMS) e da Organização de Alimentos e Agricultura (FAO). O objetivo do programa é determinar padrões mínimos para proteger os consumidores e fornecer uma rede de trabalho para assegurar o comércio justo através das fronteiras internacionais. 2.2.1.3.1. O Brasil no Codex Alimentarius Na década de 70, o Brasil tornou-se membro do Codex Alimentarius, havendo alguma participação nos trabalhos, mas foi a partir de 1980 que se conseguiu uma articulação mais representativa do setor alimentício, com a criação do Comitê do Codex Alimentarius do Brasil (CCAB), através das Resoluções 01/80 e 07/88 do Conmetro. O CCAB tem como principais finalidades a participação, em representação do País, nos Comitês internacionais do Codex Alimentarius e a defesa dos interesses nacionais, bem como a utilização das Normas Codex como referência para a elaboração e atualização da legislação e regulamentação nacional de alimentos (ANVISA, 2017) O CCAB, visa representar todos os segmentos da área de alimentos, e é composto por 13 membros de órgãos do governo, das indústrias e de órgãos de defesa do consumidor, são eles: Inmetro, MRE, ANVISA, MAPA, MCT, MJ/DPC, MDIC/SECEX, ABIA, ABNT, CNI, CNA, CNC e ABC. Possui uma estrutura de Grupos Técnicos para acompanhamento de cada Comitê Codex que são coordenados pelos membros do CCAB e abertos à participação da sociedade. A Coordenação e a Secretaria Executiva do CCAB são exercidas pelo Inmetro, sendo o Ministério das Relações Exteriores o Ponto de Contato do Comitê Brasileiro com a Comissão do Codex Alimentarius (CAC). Figura 14. Organograma do CCAB (Inmetro, 2017). 2.2.1.4. Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) Tem por finalidade institucional promover a proteção da saúde da população, por intermédio do controle sanitário da produção e consumo de produtos e serviços submetidos à vigilância sanitária, inclusive dos ambientes, dos processos, dos insumos e das tecnologias a eles relacionados, bem como o controle de portos, aeroportos, fronteiras e recintos alfandegados (ANVISA, 2017). Hoje a Agência Nacional de Vigilância Sanitária tem os seguintes focos de atuação: Regulamentação Registros e Autorizações Fiscalização e Monitoramento Sistema Nacional de Vigilância Sanitária Educação e Pesquisa À ANVISA cabe a regulamentação, o controle e a fiscalização de produtos e serviços que envolvam risco à saúde pública, como os bens e produtos de consumo submetidos ao controle e fiscalização sanitária, dos quais os alimentos, inclusive bebidas, águas envasadas, seus insumos, suas embalagens, aditivos alimentares, limites de contaminantes orgânicos, resíduos de agrotóxicos e de medicamentos veterinários são alvo de suas incumbências, como ilustra a Figura 15. Dessa forma, os produtos alimentícios de competência da Vigilância Sanitária são divididos em três grupos: Alimentos com registro obrigatório prévio à comercialização (anexo II da RDC 27/2010); Alimentos isentos da obrigatoriedade de registro (anexo I da RDC 27/2010); e Alimentos isentos da obrigatoriedade de registro e dispensados de comunicação de início de fabricação (item 5.1.6 da Resolução 23/2000). Figura 15. Competências distribuídas da ANVISA (Food Safety Brazil, 2015). A ANVISA atua de forma direta nos produtos produzidos e comercializados no mercado nacional, mas deixa claro que tem como referência diversas normas e órgãos internacionais para direcionar o seu trabalho de regulamentação e fiscalização, que são eles: Codex Alimentarius União Europeia FDA – Food and Drug Administration (USA) FAO/OMS Mercosul Com os insumos e conhecimentos coletados até aqui, é possível concluir que o trabalho e as competências que estão a cargo da ANVISA não influem diretamente sobre os produtos e objetivos de análise deste trabalho. Visto que os produtos de origem animal são regulamentados por outro órgão, analisado a seguir, o MAPA. 2.2.1.5. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) O Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) é responsável pela gestão das políticas públicas de estímulo à agropecuária, pelo fomento do agronegócio e pela regulação e normatização de serviços vinculados ao setor. No Brasil, o agronegócio contempla o pequeno, o médio e o grande produtor rural e reúne atividades de fornecimento de bens e serviços à agricultura, produção agropecuária, processamento, transformação e distribuição de produtos de origem agropecuária até o consumidor final (MAPA, 2017). Desta forma, o Ministério da Agricultura busca integrar sob sua gestão os aspectos mercadológico, tecnológico, científico, ambiental e organizacional do setor produtivo e também dos setores de abastecimento, armazenagem e transporte de safras, além da gestão da política econômica e financeira para o agronegócio. Com a integração do desenvolvimentosustentável e da competitividade, o MAPA visa à garantia da segurança alimentar da população brasileira e a produção de excedentes para exportação, fortalecendo o setor produtivo nacional e favorecendo a inserção do Brasil no mercado internacional (MAPA, 2017). De acordo com FOOD SAFETY BRAZIL (2015), ao MAPA cabe a inspeção dos alimentos exclusivamente de origem animal (carnes, leite, ovos, mel, pescados e seus derivados), bebidas em geral (não alcoólicas, alcoólicas e fermentadas) e vegetais in natura (FIGURA 16). Conforme as disposições do RIISPOA (Regulamento da Inspeção Industrial e Sanitária de Produtos de Origem Animal), este que é considerado o primeiro código higiênico-sanitário do Brasil. Onde o primeiro artigo diz, das Disposições Preliminares do Regulamento, “o presente Regulamento estatui as normas que regulam, em todo o território nacional, a inspeção industrial e sanitária de produtos de origem animal” e define no seu artigo segundo; “ficam sujeitos a inspeção e reinspeção, previstos neste Regulamento, os animais de açougue, a caça, o pescado, o leite, o ovo, o mel e a cera de abelhas e seus subprodutos derivados”. Portanto, temos o RIISPOA como um dos principais regulamentos a serem seguidos pela indústria de alimentos dos produtos lácteos e derivados do ovo. Dessa forma, todo estabelecimento de produtos ora mencionados deve prover o registro no órgão, para dar início ao processo de produção e posterior comercialização, seja nacional ou internacional. É importante lembrar que cabe a Vigilância Sanitária a fiscalização de todos os produtos no mercado. Então, mesmo que um alimento (ex: manteiga, leite, mel) seja de competência do MAPA, a sua fiscalização quando estiver no mercado é da Vigilância Sanitária, cabendo a ela notificar e/ou apreender quando houver não conformidades com a legislação brasileira (FOOD SAFETY BRAZIL, 2015). Figura 16. Competências distribuídas do MAPA (Food Safety Brazil, 2015). 2.2.2. Compartilhamento de competências MAPA x ANVISA Também vale salientar que pode existir compartilhamento de competências como mostra a Tabela 3, fazendo com que haja mais de um órgão com responsabilidade sobre a produção de certos alimentos. Tabela 3. Competências compartilhadas entre MAPA e ANVISA MAPA ANVISA Produção primária Controle dos estabelecimentos comerciais: serviços de alimentação, supermercados, dentre outros. Controle das empresas beneficiadoras de produtos de origem vegetal (minimamente processados) e indústrias de processamento de bebidas. Controle das indústrias processadoras de: amendoins e derivados, água mineral natural, conservas vegetais, gelados comestíveis, sal para consumo humano, dentre outros. Controle de todos os produtos alimentícios expostos à venda. 2.2.3. Organização dos Sistemas O controle e fiscalização de alimentos no Brasil é uma responsabilidade compartilhada entre órgãos e entidades da administração pública, com destaque, aos órgãos da Agricultura e do Sistema Único de Saúde. A figura 17 mostra como cada entidade presente em cada órgão está organizada numa visão geral. Onde temos os seguintes participantes: INCQS: Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde GGGALI: Gerencia Geral de Alimentos LACEN: Laboratório Central de Saúde Publica SNVS: Sistema Nacional de Vigilância Sanitária SUASA: Sistema Unificado de Atenção a Sanidade Agropecuária Figura 17. Organização dos sistemas de saúde e agricultura (ANVISA, 2009). Portanto, vale ressaltar que a área de atuação entre os órgãos analisados pode ser diferente dependendo da origem do produto, a figura 18 ilustra a diferença no âmbito de atuação de maneira esquemática para os produtos de origem animal e vegetal. Ilustrando que cabe ao MAPA a inspeção da produção primaria de todos os produtos, sejam eles de origem animal ou vegetal. Seguindo no seu âmbito de atuação nas áreas de industrialização e armazenamento de produtos de origem animal. A comercialização e demais etapas da cadeia de processamento de produtos de origem vegetal bem como a fiscalização do comercio de produtos de origem animal fica a cargo da ANVISA. Figura 18. Âmbito de atuação dos órgãos regulamentadores nas etapas de produ- ção de produtos de origem animal e vegetal (ANVISA, 2013). 2.2.4. Planos de amostragem Sabe-se que é impossível testar uma amostra para todos os patógenos de alimentos, da mesma forma é impraticável testar 100% de um ingrediente ou produto final. Contudo, existe a necessidade do uso de planos de amostragem para realizar testes apropriados em um lote e fornecer uma base estatística para aceitação ou rejeição do mesmo (Forsythe, 2007). O mesmo autor diz ainda, que os planos de amostragem são utilizados para verificar o status microbiológico de uma mercadoria, sua concordância com os requerimentos de segurança e adequação as Boa Práticas Higiênicas, durante ou após a produção. Assim, as legislações com seus respectivos critérios microbiológicos serão apresentadas a diante, estas que possuem os seguintes conceitos para os planos de amostragem, segundo a ANVISA: m - o limite que, em um plano de três classes, separa o lote aceitável do produto ou lote com qualidade intermediária aceitável. M - é o limite que, em plano de duas classes, separa o produto aceitável do inaceitável. Em um plano de três classes, M separa o lote com qualidade intermediária aceitável do lote inaceitável. Valores acima de M são inaceitáveis. n - é o número de unidades a serem colhidas aleatoriamente de um mesmo lote e analisadas individualmente. Nos casos nos quais o padrão estabelecido é ausência em 25g, como para Salmonella sp e Listeria monocytogenes e outros patógenos, é possível a mistura das alíquotas retiradas de cada unidade amostral, respeitando-se a proporção p/v (uma parte em peso da amostra, para 10 partes em volume do meio de cultura em caldo). c – é o número máximo aceitável de unidades de amostras com contagens entre os limites de m e M (plano de três classes). Nos casos em que o padrão microbiológico seja expresso por "ausência", c é igual a zero, aplica-se o plano de duas classes. Os planos de amostragem também são divididos em dois tipos, de duas e três classes, que segundo a ANVISA são definidos como: Duas classes: quando a unidade amostral a ser analisada pode ser classificada como aceitável ou inaceitável, em função do limite designado por M, aplicável para limites qualitativos. Três classes: quando a unidade amostral a ser analisada pode ser classificada como aceitável, qualidade intermediária aceitável ou inaceitável, em função dos limites m e M. Além de um número máximo aceitável de unidades de amostra com contagem entre os limites m e M, designado por c. As demais unidades, n menos c, devem apresentar valores menores ou iguais a m. Nenhuma das unidades n pode apresentar valores superiores ao M. Portanto, com as devidas definições exibidas, é possível agora, apresentar e discutir as legislações vigentes disponíveis que serão abordadas nas próximas seções deste trabalho. 2.2.5. Legislações para produtos lácteos em pó 2.2.5.1. Legislação para leite em pó 2.2.5.1.1. Definições A portaria n. 369, de 4 de Setembro de 1997 do MAPA define, “entende- se por leite em pó o produto obtido por desidratação do leite de vaca integral, desnatado, ou parcialmente desnatado e apto para alimentação humana, me- diante processos tecnologicamente adequados”. A ANVISA não possui definição para este tipo de produto, apenas reso- luções para o uso de aditivos. Dispondo somente definições sobre os critérios microbiológicos, indispensáveis para a avaliação das BoasPráticas de Produ- ção de Alimentos e Prestação de Serviços, da aplicação do Sistema de Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle (APPCC/HACCP) e da qualidade mi- crobiológica dos produtos alimentícios, incluindo a elucidação de Doença Transmitida por Alimentos (DTA). 2.2.5.1.2. Padrões Microbiológicos A seguir serão apresentados as legislações vigentes, segundo o MAPA (Figura 19) e ANVISA (Figura 20), com seus respectivos critérios de aceitação para amostras de leite em pó. Figura 19. Critérios microbiológicos e tolerância para leite em pó (Portaria 369/997). Figura 20. Critérios microbiológicos e tolerância para leite em pó (RDC - 12/2001). 2.2.5.2. Legislações para soro de leite em pó 2.2.5.2.1. Definições Entende-se como soro em pó o produto obtido pela desidratação do soro ou soro ácido, mediante processos tecnologicamente adequados, encontrando- se apto para a alimentação humana. (Codex Alimentarius, 2005). De acordo com a pesquisa realizada, MAPA e ANVISA não possuem definição específica para este tipo de produto, seguindo então, a definição global do CAC. 2.2.5.2.2. Padrões Microbiológicos Após realização de pesquisa em várias fontes da literatura, bem como a análise dos documentos dos mais diversos órgãos legisladores da indústria de alimentos nacional e internacional, constatou-se que para este tipo de produto, o soro do leite em pó (whey protein), não há legislação específica para análise de padrões e critérios microbiológicos. Portanto, como o processo de obtenção e matéria-prima do mesmo se assemelha muito ao do leite em pó, é valido considerar as mesmas quantidades para os seus contaminantes, visto que, a contaminação para os dois tipos de produtos lácteos possuem grande semelhança. Porém, é necessário a realização de pesquisa aprofundada e, se possível, elaboração de uma legislação específica para este produto o que já é possível adiantar neste ponto, uma possível sugestão de trabalho futuro. Tendo isso como base, a partir daqui, os assuntos e resultados referentes a microbiologia dos produtos lácteos em pó serão tratados como um todo, e não mais diferenciados entre leite em pó e soro de leite em pó, devido a limitação por parte das legislações como já mencionado. 2.2.6. Legislação para produtos derivados do ovo em pó 2.2.6.1. Legislação para ovo em pó 2.2.6.1.1. Definições Segundo o MAPA, em conformidade com o Art. 746 do RIISPOA, “ovo desidratado entende-se como o produto resultante da desidratação do ovo, onde compreende: 1 – Clara de ovo desidratada 2 – Gema de ovo desidratada 3 – Ovo integral desidratado (clara e gema)”. Novamente, como colocado no item 2.2.5.1.1 para o caso do leite em pó, a ANVISA não possui definição para este tipo de produto, apenas resoluções para o uso de aditivos. Dispondo somente definições sobre os critérios microbiológicos, indispensáveis para os fatores já citados anteriormente. 2.2.6.1.2. Padrões microbiológicos A seguir serão apresentadas as legislações vigentes, segundo o MAPA e ANVISA (figura 21), com seus respectivos critérios de aceitação para amostras de ovo em pó. De acordo com o Art. 753 do RIISPOA, os ovos desidratados devem satisfazer a seguinte condição, no quesito de padrão microbiológico: “não conter mais de 300.000 (trezentos mil) microrganismos por grama, não conter microrganismos patogênicos, leveduras ou outros que indiquem deterioração ou manipulação defeituosa”. Logo, esta definição do MAPA é pouco específica e é necessário, para este produto, a consulta junto a outras legislações para complemento e melhor análise do mesmo. Assim, temos aqui um exemplo claro de compartilhamento de competências de MAPA e ANVISA. Portanto, de acordo com a ANVISA, os critérios microbiológicos à serem seguidos para ovos em pó são os seguintes: Figura 21. Critérios microbiológicos e tolerância para ovo em pó (RDC 12/2001). Seguindo o mesmo raciocínio utilizado anteriormente para o soro do leite em pó, onde as legislações disponíveis também não são específicas em relação aos critérios microbiológicos, como neste caso. Portanto, os assuntos estudados no trabalho a partir deste ponto em relação a microbiologia dos produtos derivados do ovo em pó, serão tratados de forma conjunta e não mais separados entre ovo integral em pó, gema de ovo em pó e clara de ovo em pó. Ficando aqui uma segunda sugestão para desenvolvimento de trabalhos futuros. 2.3. Aspectos Microbiológicos 2.3.1. Estrutura celular bacteriana 2.3.1.1. Morfologia Segundo Forsythe (2002) as bactérias são organismos unicelulares. Com morfologia dividida em bastonete retos ou curvos, com formato de cocos ou filamentos. Alguns gêneros de bactérias podem formar esporos no citoplasma, dependendo das condições ambientais. Estes esporos são mais resistentes ao calor, à secagem, ao pH, etc., do que as próprias células vegetativas, logo, permite ao organismo sobreviver até que existam condições favoráveis para o esporo germinar e crescer. Os gêneros bacterianos mais importantes para alimentos podem ser agrupados da seguinte forma: Bactérias gram-negativas, aeróbias Bactérias gram-negativas, aeróbias estritas Bactérias gram-negativas anaeróbias facultativas Cocos gram-positivos Bacilos gram-positivos produtores de esporos Bacilos gram-positivos não esporulados Outros Considerando o número total de espécies bacterianas existentes, relativamente poucas são as relevantes para os alimentos (Franco e Landgraf, 1996). 2.3.2. Fatores que afetam o crescimento microbiano Para Forsythe (2002), o crescimento microbiano é dividido em quatro fases principais, onde cada fase depende do microrganismo, do ambiente de crescimento, da temperatura, do pH, da atividade de água, etc. Onde essas são: 1. Fase lag A células não estão se multiplicando, mas sintetizando enzimas apropriadas para o ambiente. 2. Fase exponencial A população está duplicando. O número de células cresce de forma que, para visualização gráfica, melhor seria utilizar valores exponenciais. 3. Fase estacionária Nesta fase, a taxa de crescimento é igual a de morte, onde se tem como resultado um número igual de células em um dado tempo. A morte que é causada pelo esgotamento de nutrientes e acumulo de produtos finais tóxicos. 4. Fase da morte O número de células que nascem é menor que o de células que morrem. As células que formam esporos sobrevivem mais tempo do que as que não formam. Figura 22. Curva de crescimento microbiano. (Fonte: http://louctobacilos.blogspot.com.br/2013/04/aula-1103-crescimento- bacteriano.html) Franco e Landgraf (1996) explicam que a capacidade de sobrevivência ou de multiplicação de um microrganismo que está presente em um alimento depende de uma série de fatores. De acordo Jay (2005) é importante considerar as características dos tecidos animais e vegetais que influenciam o crescimento microbiano, visto que os alimentos são de origem animal ou vegetal. Um alimento é uma matriz quimicamente complexa e, assim, ter uma previsão de quão rápido os microrganismos podem se desenvolver é bastante difícil (Forsythe, 2002) 2.3.2.1. Fatores intrínsecos Estes fatores são aqueles relacionados as características do próprio alimento (Franco e Landgraf, 1996). Segundo JAY (2005), os parâmetros dos tecidos animais ou vegetais que são uma parte inerente desses tecidos são denominados fatores intrínsecos. A seguir, os principais parâmetros destes fatores serão discutidos, com ênfase nos mais comuns, com seus efeitos sobre os microrganismos nos alimentos. 2.3.2.1.1. Atividade de água Os microrganismos precisam de água para sobreviver. A presença de água disponível é necessária paraseu metabolismo e multiplicação. Água ligada a macromoléculas por forças físicas não está livre para agir como solvente ou para fazer parte de reações químicas, logo, não pode ser aproveitada pelos microrganismos (Franco e Landgraf, 1996). De acordo com Forsythe (2002), a atividade de agua (Aw) é a medida de água disponível em um alimento. Onde a mesma é a razão entre a pressão de vapor d’agua do alimento e a da água pura, numa mesma temperatura. 𝐴𝑎 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑜 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑑′𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑜 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑑′𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑝𝑢𝑟𝑎 Os valores de Aw variam de 0 a 1. Onde os microrganismos tem um valor mínimo, um ótimo e um máximo para sua multiplicação. Um valor de Aw normalmente estabelece o valor mínimo em que um microrganismo pode crescer. Quando a Aw for mínima, a população bacteriana terá um crescimento mínimo; onde aumentará sempre que aumentar Aw. Para valores mais baixos que o mínimo, as bactérias não necessariamente morrerão, mesmo que isso aconteça a algumas partes da população. Portanto, as bactérias que permanecerem vivas ficam inativas, mas continuam infecciosas (Forsythe, 2002). Para Jay (2005), o efeito geral da diminuição da Aw à um valor abaixo do ótimo, tem como objetivo aumentar a duração da fase lag de crescimento e diminuir a velocidade de crescimento e o tamanho da população final. 2.3.2.1.2. pH Assim como ocorre na atividade de água, os microrganismos tem valores mínimo, ótimo e máximo para sua multiplicação (Franco e Landgraf, 1996). Saindo da faixa de pH ótimo e dirigindo-se para ambas as direções, estaremos diminuindo seu crescimento (Forsythe, 2002). Jay (2005) diz também que já é bem-estabelecido que a maioria dos microrganismos cresce com valores de pH em torno de 7,0, salientando que as bactérias tendem a ser mais exigentes neste quesito. O efeito do pH é importante para o crescimento microbiano, visto que, um pH adverso afeta o funcionamento de suas enzimas e o transporte de nutrientes para o interior da célula (Jay, 2005). 2.3.2.2. Fatores extrínsecos Este fatores são os que se relacionam com o ambiente em que o alimento se encontra (Franco e Landgraf, 1996). De acordo com JAY (2005), os fatores extrínsecos dos alimentos são as condições em que o mesmo se encontra, estes que afetam os alimentos e os microrganismos. 2.3.2.2.1. Temperatura O fator ambiental que mais afeta a multiplicação microbiana é a temperatura (Franco e Landgraf, 1996). Da mesma forma como acontece com Aw e pH, as faixas de temperatura para o crescimento microbiano possuem um valor mínimo, um máximo e outro ótimo. E é levando em consideração o valor ótimo de temperatura para o crescimento, que determina a que grupo o microrganismo pertencerá (Forsythe, 2002). Franco e Landgraf (1996) dividem os grupos da seguinte forma: Microrganismos psicrófilos: temperatura de multiplicação entre 0ºC e 20ºC, com valores ótimos entre 10ºC e 15ºC. Microrganismos mesófilos: temperatura de multiplicação entre 5ºC e 50ºC, com valores ótimos entre 25ºC e 40ºC. Microrganismos termófilos: temperatura de multiplicação entre 3ºC e 90ºC, com valores ótimos entre 45ºC e 65ºC. Portanto, é correto considerar as faixas de temperatura de organismos importante em alimentos como um parâmetro para a seleção da melhor temperatura de processamento e armazenamento. Por fim, outros fatores são levados em consideração hoje na indústria e nos estudos microbiológicos, como o potencial de oxido-redução, umidade relativa do ambiente, composição gasosa, etc. Porém não é o objetivo do presente trabalho o aprofundamento desses parâmetros. 2.3.3. Doenças de origem alimentar Uma doença de origem alimentar ocorre quando um pessoa contrai uma enfermidade devido ao consumo de alimentos contaminados com microrganismos ou toxinas indesejáveis. Os sintomas mais comuns de doenças de origem alimentar incluem dor de estômago, náusea, vômitos, diarreia e febre (Forshythe, 2002). É normal a população incriminar os alimentos que acabaram de consumir como causadores dos distúrbios gastrintestinais que venham a apresentar (Franco e Landgraf 1996). As doenças de origem alimentar são originadas por alimentos que possuem odor e sabor normal, fazendo com que o consumidor não esteja consciente dos problemas envolvidos com os alimentos, assim, quantidades significativas são consumidas, proporcionando que doses infectivas de microrganismos sejam excedidas. Os microrganismos causadores de doenças transmitidas por alimentos são normalmente divididos em dois grupos: Infecciosos: Salmonella, Campylobacter e E. coli patogênicas Intoxicantes: B. Cereus, St. Aureus, Cl. Botulinum O primeiro grupo corresponde aos microrganismos que se multiplicam no trato intestinal humano, enquanto o segundo, é formado por aqueles que produzem toxinas, tanto nos alimentos quanto na sua passagem pelo trato intestinal. Essa divisão é bastante válida, pois auxilia no reconhecimento das rotas de enfermidade alimentos (Forsythe, 2002). A partir de agora, o presente trabalho apresentará todas as informações relevantes acerca dos microrganismos indicadores e patógenos, com ênfase nos encontrados nas legislações de produtos lácteos em pó e derivados do ovo em pó. 2.3.4. Microrganismos causadores de doenças de origem alimentar 2.3.4.1. Microrganismos Indicadores Microrganismos indicadores são grupos ou espécies de microrganismos que, quando presentes em um alimento, podem fornecer informações sobre a ocorrência de contaminação de origem fecal, sobre a provável presença de patógenos ou sobre a deterioração potencial do alimento, além de poderem indicar condições sanitárias inadequadas durante a produção, o processamento ou armazenamento (Franco e Landgraf 1996). De acordo com Forsythe (2002), são normalmente associados a microrganismos de origem intestinal, mas é possível utilizar outros grupos como indicadores em algumas situações. Por exemplo, a existência de bactérias gram-negativas em alimentos tratados termicamente é um indicativo de tratamentos térmicos inadequados ou uma contaminação posterior ao tratamento térmico. Para o mesmo autor, um indicador de segurança alimentar deve apresentar as seguintes características: Ser detectável de forma fácil e rápida. Ser facilmente distinguível de outros membros da flora do alimento. Possuir um histórico de associações constantes com o patógeno cuja presença visa indicar. Estar sempre presente quando o patógeno de interesse estiver presente. Ser um microrganismo cujos números sejam relacionados as quantidades do patógeno de interesse. Possuir características e taxas de crescimento equivalentes as do patógeno. Possuir uma taxa de mortalidade que seja ao menos paralela a do patógeno e, de preferência, que persista por mais tempo do que este último. Estar ausente dos alimentos que são livres de patógenos, com exceção, talvez de números mínimos. Os microrganismos usualmente utilizados são: Coliformes, E. coli e Enterobactérias. Segundo os critérios microbiológicos estudados, os microrganismos de interesse para produtos lácteos em pó e derivados do ovo em pó são os Coliformes e os microrganismos aeróbios mesófilos estáveis. 2.3.4.1.1. Enterobacteriaceae A família Enterobacteriaceae pertence ao grupo de microrganismos considerados indicadores. Este termo pode ser utilizado a qualquer grupo taxonômico, fisiológico ou ecológico de microrganismos, cuja presença ou ausência sugere uma evidência indireta da qualidade da amostra. Em geral, os microrganismos pertencentes a esta família são associados a componentes da microbiota intestinal. Entretanto, outros grupos de microrganismos também podem ser utilizados como indicadores (Forsythe, 2002). Membros da família Enterobacteriaceae
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