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Trabalho de Conclusão de Curso 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Métodos alternativos de desinfecção de água 
para comunidades rurais empregando 
extratos de semente de uva e de chá verde 
 
 
Priscila Carlon 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Florianópolis, 2018 
 
 
Universidade Federal de Santa Catarina 
Curso de Graduação em Engenharia 
Sanitária e Ambiental 
Priscila Carlon
MÉTODOS ALTERNATIVOS DE DESINFECÇÃO
DE ÁGUA PARA COMUNIDADES RURAIS
EMPREGANDO EXTRATOS DE SEMENTE DE
UVA E DE CHÁ VERDE
Trabalho apresentado à Universi-
dade Federal de Santa Catarina para
a Conclusão do Curso de Graduação
em Engenharia Sanitária e Ambien-
tal.
Orientador: Prof.a Maria Elisa Ma-
gri, Dr.a
Florianópolis
2018
AGRADECIMENTOS
Agradeço a todos que estiveram presente e de alguma forma
participaram e me auxiliaram neste processo longo de graduação.
Agradeço aos meus pais, Marcello e Márcia, por todo o apoio
necessário, ao meu irmão, Gustavo, pela paciência em compartilhar os
conhecimentos, à Luiza por me acompanhar desde o início da graduação
e a todos os meus amigos pela compreensão e o companheirismo ao
longo destes anos.
Um agradecimento especial à Daiane, minha companheira de
pesquisa, à Lenise pelas correções e participação especial, à Agnes pela
grande ajuda no texto, ao João por todo apoio, e à toda equipe do
LIMA pelo empenho, especialmente durante as férias.
Agradeço também à minha orientadora, professora Maria Elisa
Magri, pelo suporte e paciência e aos membros da banca, professor
Rodrigo A. Mohedano e Fernando H. de Souza, por terem aceito o
convite de participar da avaliação deste trabalho.
RESUMO
A desinfecção de água para consumo humano tem papel importante na
redução da ocorrência de doenças de veiculação hídrica, o que resulta
num impacto positivo em programas de saúde pública. A utilização de
compostos naturais na desinfecção de água se mostra vantajosa por
utilizar compostos presentes na natureza, que também são utilizados
como suplemento alimentar em alguns países. Os extratos naturais de
chá verde e semente de uva têm sido estudados quanto à capacidade de
inativação de bactérias e vírus patogênicos em escala laboratorial, prin-
cipalmente na indústria alimentícia. Propõe-se a avaliação da eficiência
de desinfecção de água através do emprego desses compostos em relação
à capacidade de inativar as bactérias Escherichia coli e Salmonella
enterica, e também as alterações físico-químicas na água causadas pela
adição desses extratos. Os testes foram feitos em escala de bancada,
com o equipamento Jar-test 218-6LDB da marca Ethik Thecnology.
Os tempos de amostragem utilizados foram de 10, 20, 40, 60 e 120
minutos. Os parâmetros físico químicos analisados foram pH, turbidez,
cor aparente e cor verdadeira. Com relação às análises microbiológicas,
o extrato de chá verde obteve uma redução média de E. coli de 0,76 e
1,21 log10, para as concentrações 2 e 5 mg/mL, respectivamente, e uma
redução média de Salmonella de 0,93 e 1,24 log10, para as concentrações
2 e 5 mg/mL, respectivamente. Quanto às alterações físico-químicas,
houve uma diminuição do pH, e aumento da turbidez, cor aparente e cor
verdadeira. O extrato de semente de uva, com relação às análises micro-
biológicas, não demonstrou diminuição na concentração das bactérias
avaliadas, apenas um decréscimo com relação aos controles, indicando
uma possível ação bacteriostática para as concentrações 3 e 5 mg/mL.
As alterações físico-químicas obtidas foram maiores quando comparadas
ao extrato de chá verde, exceto pelo pH, que teve uma menor redução.
Palavras-chave: extratos naturais. desinfetante alternativo. desinfec-
ção de água.
ABSTRACT
The drinking water disinfection has an important role on reducing
the occurence of waterborne diseases, which has a positive impact on
public health programs. The usage of natural compounds on water
disinfection has been shown advantageous for using naturally occurring
compounds, which are also used as food suplement in some countries.
Green tea and grape seed natural extracts have been studied due to their
capacity to inactivate pathogenic bacteria and viruses in laboratorial
scale, especially on food insdustry. It is proposed the evaluation of
water disinfection efficiency by these compounds, regarding their ability
of inactivating Escherichia coli and Salmonella enterica, and also the
physical-chemical changes caused by the addition of these extracts. Tests
were conduced in bench scale, using a Jar-test 218-6LDB equipment
from Ethik Thecnology. The sampling times were 10, 20, 40, 60 and 120
minutes. The physical-chemical parameters analysed were pH, turbidity,
apparent color and true color. In respect to the microbiologic analysis,
the green tea extract had an average reduction of E. coli of 0.76 and
1.21 log10, for the 2 and 5 mg/mL concentrations, respectively, and an
average reduction of Salmonella enterica of 0.93 and 1.24 log10, for the 2
and 5 mg/mL concentrations, respectively. With respect to the physical-
chemical changes, there was a pH reduction, and a turbidity, apparent
color and real color increase. The grape seed extract, with respect to
the microbiologic analysis, showed no reduction on the concentration of
the bacteria analysed, only a decrease when compared to the control
samples, indicating a possible bacteriostate action for the 3 and 5 mg/mL
concentrations. The physical-chemical changes obtained were higher
when compared to the green tea extract, except for the pH, which had
a lower reduction.
Keywords: natural extracts. alternative disinfectant. water disinfec-
tion.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Jar-test com o extrato de chá verde . . . . . . . . . 47
Figura 2 – Concentração de Escherichia coli ao longo do tempo
com o GTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Figura 3 – Concentração média de Escherichia coli ao longo do
tempo com o GTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Figura 4 – Concentração de Salmonella ao longo do tempo com
o GTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Figura 5 – Concentração média de Salmonella ao longo do tempo
com o GTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Figura 6 – Jar-test com o extrato de chá verde . . . . . . . . . 63
Figura 7 – Concentração de Escherichia coli ao longo do tempo
com o GSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Figura 8 – Concentração média de Escherichia coli ao longo do
tempo com o GSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Figura 9 – Concentração de Salmonella ao longo do tempo com
o GSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Figura 10 – Concentração média de Salmonella ao longo do tempo
com o GSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Concentração mínima inibitória (MIC) de bactérias
com o GSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Tabela 2 – Remoção de micro-organismos com o GSE . . . . . 37
Tabela 3 – Concentração mínima inibitória (MIC) e porcenta-
gem de inibição de bactérias com o GTE . . . . . . 39
Tabela 4 – Concentração de cada extrato por jarro em mg/mL 44
Tabela 5 – Resultados análises físico-químicas com o GTE . . . 50
Tabela 6 – Equação das retas, coeficiente de determinação (R2)
de Escherichia coli e T90 com o GTE . . . . . . . . 51
Tabela 7 – Concentração média de Escherichia coli com o GTE
para cada jarro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Tabela 8 – Concentração média de Escherichia coli com o GTE 54
Tabela 9 – Equação das retas e coeficiente de determinação (R2)
de Escherichia coli finais com o GTE . . . . . . . . 54
Tabela 10 – Equação das retas e coeficiente de determinação (R2)
de Salmonella com o GTE . . . . . . . . . . . . . . 58
Tabela 11 – Concentração média de Salmonella com o GTE . . . 59
Tabela 12 – Concentração média de Salmonella com o GTE . . . 60
Tabela 13 – Equação das retas e coeficiente de determinação (R2)
finais de Salmonella com o GTE . . . . . . . . . . . 60
Tabela 14 – Resultados análises físico-químicas com oGSE . . . 65
Tabela 15 – Concentração média de Escherichia coli com o GSE 67
Tabela 16 – Equação das retas e coeficiente de determinação (R2)
de Escherichia coli com o GSE . . . . . . . . . . . . 69
Tabela 17 – Concentração média de Escherichia coli com o GSE 69
Tabela 18 – Equação das retas e coeficiente de determinação (R2)
finais de Escherichia coli com o GSE . . . . . . . . 70
Tabela 19 – Equação das retas e coeficiente de determinação (R2)
de Salmonella com o GSE . . . . . . . . . . . . . . . 72
Tabela 20 – Concentração média de Salmonella com o GSE . . . 73
Tabela 21 – Concentração média de Salmonella com o GSE . . . 74
Tabela 22 – Equação das retas e coeficiente de determinação (R2)
finais de Salmonella com o GSE . . . . . . . . . . . 75
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ATCC American Type Culture Collection
CONAMA Conselho Nacional de Meio Ambiente
DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio
ECG Galato de Epicatequina
EGCG Epigalocatequina-3-galato
GTE Green Tea Extract (Extrato de chá verde)
GSE Grape Seed Extract (Extrato de semente de uva)
MSB Modified Scholten’s Broth
OMS Organização Mundial da Saúde
pH Potencial Hidrogeniônico
TYGB Tryptone-Yeast extract-Glucose Broth
UFC Unidades Formadoras de Colônias
UFP Unidades Formadoras de Placas
UFSC Universidade Federal de Santa Catarina
WHO World Health Organization
XLD Desoxicolato-Lisina-Xilose
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2 OBJETIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.1 Objetivo geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2 Objetivos específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA . . . . . . . . . . 23
3.1 Consumo de água e saúde pública . . . . . . . . 23
3.2 O saneamento no meio rural . . . . . . . . . . . . 25
3.3 Micro-organismos patógenos e doenças de vei-
culação hídrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.4 Tratamento de água e remoção de patógenos . 29
3.4.1 Desinfecção por cloro e formação de subpro-
dutos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.4.2 Desinfecção por compostos naturais . . . . . . . 32
3.4.2.1 Extrato de semente de uva . . . . . . . . . . . . . . 33
3.4.2.2 Extrato de chá verde . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4 METODOLOGIA . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.1 Local e condições da pesquisa . . . . . . . . . . . 41
4.2 Extratos de chá verde e de semente de uva . . 41
4.3 Micro-organismos, crescimento e inoculação . . 42
4.4 Ensaio em escala piloto . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.5 Ensaio de desinfecção . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.6 Metodologia para quantificação e detecção das
bactérias Salmonella enterica e Escherichia coli 44
4.7 Análises físico-químicas . . . . . . . . . . . . . . . 44
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO . . . . . . . . . 47
5.1 Extrato de chá verde . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.1.1 Análises físico-químicas . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.1.2 Análises microbiológicas . . . . . . . . . . . . . . 51
5.1.2.1 Escherichia coli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5.1.2.2 Salmonella . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.2 Extrato de semente de uva . . . . . . . . . . . . . 62
5.2.1 Análises físico-químicas . . . . . . . . . . . . . . . 62
5.2.2 Análises microbiológicas . . . . . . . . . . . . . . 66
5.2.2.1 Escherichia coli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
5.2.2.2 Salmonella . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6 CONCLUSÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
7 RECOMENDAÇÕES . . . . . . . . . . . . . . . 79
REFERÊNCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
19
1 INTRODUÇÃO
De acordo com a Lei nº 9433/1997, que institui a Política Nacio-
nal de Recursos Hídricos, a água é um bem de domínio público, portanto,
seu acesso deve ser garantido à toda população (com qualidade) (BRA-
SIL, 1997). Entretanto, em muitos locais do Brasil, principalmente em
regiões rurais, o acesso à água de qualidade se encontra dificultado pela
falta de saneamento, tanto na parte de fornecimento de água potável,
quanto pelo tratamento inadequado de esgotos antes da disposição em
corpos hídricos. Dessa forma, os mananciais utilizados para o abasteci-
mento público se vêem em constante processo de degradação, devido
a despejos de efluentes irregulares; de fezes de animais, tanto de cria-
ção em larga escala quanto silvestres; e ainda de despejos de efluentes
industriais (FRANCO, 2007).
A contaminação de mananciais pode levar a condições ina-
dequadas de abastecimento público que, juntamente com serviços de
esgotamento sanitário deficientes, têm efeito direto no quadro de saúde
pública, tendo como consequência o aumento no número de ocorrência
de diversas doenças infecciosas (TEIXEIRA; GOMES; SOUZA, 2012;
WHO, 2014). Tais doenças – como cólera, febre tifóide, salmonelose e
gastroenterites – são transmitidas por agentes infecciosos através da
rota oral-fecal, na qual a água faz o papel intermediário (ASHBOLT,
2004; FREITAS; BRILHANTE; ALMEIDA, 2001). O controle dessas
infecções pode ser feito através da proteção de mananciais, melhorando
o tratamento de esgoto, e também através da desinfecção, etapa do
tratamento de água que consiste na inativação dos micro-organismos
patogênicos por meio de agentes desinfetantes (D’AGUILA et al., 2000;
WHO, 2004).
Os métodos de desinfecção naturais têm sido amplamente pes-
quisados (COWAN, 1999; NEGI, 2012; MEIRELES; GIAOURIS; SI-
MÕES, 2016) visto que compostos utilizados nesse tipo de tratamento
são derivados de plantas e, em sua maior parte, consumidos pela po-
pulação em forma de alimentos e suplementos alimentares. Dentre os
20 Capítulo 1. Introdução
extratos naturais utilizados para a desinfecção natural, estão os ex-
tratos de chá verde e de semente de uva, ambos testados para uma
gama de micro-organismos patógenos em escala laboratorial (JAYA-
PRAKASHA; SELVI; SAKARIAH, 2003; BAYDAR et al., 2006; TAY-
LOR; HAMILTON-MILLER; STAPLETON, 2005; SU; D’SOUZA, 2011;
RANDAZZO et al., 2017).
A adoção de técnicas de desinfecção naturais por comunidades
rurais é capaz de trazer benefícios à saúde da população, evitando a
propagação de doenças de veiculação hídrica e garantindo a eliminação
de micro-organismos patógenos. De forma a tentar associar a capaci-
dade de inativação dos micro-organismos patógenos apresentada pelos
extratos de chá verde e de semente de uva ao processo de desinfecção de
água, é proposto o estudo da eficiência desses compostos na desinfecção
de água para consumo humano em comunidades rurais. Espera-se a
obtenção de um composto natural capaz de desinfetar a água de fácil
acesso para comunidades rurais que não possuem sistema público de
abastecimento de água.
21
2 OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
Avaliar a eficiência dos extratos de semente de uva e de chá
verde na desinfecção de água para consumo humano.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
i Avaliar a eficiência de remoção dos micro-organismos Escherichia
coli e Salmonella enterica em água com os extratos de chá verde
e de semente de uva;
ii Analisar as alterações físico-químicas da água devido a adição
dos extratos de semente de uva e de chá verde, em termos de pH,
turbidez, cor verdadeira e cor aparente.
23
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 CONSUMO DE ÁGUA E SAÚDE PÚBLICA
A contaminação dos corpos hídricos é comumente atribuída a
águas provenientes do escoamento superficial de áreas urbanas e agrí-
colas, bem como, do vazamento ou disposição inadequada de efluentes
domésticos e industriais (AZIZULLAH et al., 2011; CARMEN et al.,
2015). Os contaminantes comumente identificados em corpos d’água
podem ser classificados em diferentes grupos, sendo os mais comuns
os patógenos (bactérias, vírus e protozoários), os poluentes inorgânicos
(ácidos, sais e metais tóxicos), os ânions e cátions (nitratos, fosfatos e
sulfatos) e os compostos orgânicos (óleos e pesticidas) (AZIZULLAH et
al., 2011). Dentre eles, os micro-organismos patógenos representam o
grupo de maior interesse para questões de saúde pública, visto que sua
presença naságuas de abastecimento caracteriza um problema de saúde
pública, isto porque apresentam grandes riscos à saúde humana e estão
relacionados a muitas enfermidades, surtos epidêmicos e elevadas taxas
de mortalidade infantil (D’AGUILA et al., 2000; LIBÂNIO; CHERNI-
CHARO; NASCIMENTO, 2005; FREITAS; BRILHANTE; ALMEIDA,
2001; TEIXEIRA; GOMES; SOUZA, 2012).
Essas enfermidades, conhecidas como doenças de veiculação
hídrica, são transmitidas pela rota oral-fecal, na qual um indivíduo
contaminado excreta micro-organismos patógenos por meio das fezes,
que são ingeridos através da água ou de alimentos que entraram em
contato com as fezes contaminadas (AMARAL et al., 2003).
Ao longo da última década, o acesso à água potável e a serviços
de esgotamento sanitário aumentou no mundo inteiro, como resultado
da adoção de regulamentos e dos avanços tecnológicos de tratamento.
Conforme apresentado no relatório de 2017 da Organização Mundial
da Saúde, em 2015, 71% da população mundial (5,2 bilhões de pessoas)
utilizaram serviços de água potável e 39% da população mundial (2,9
bilhões de pessoas) utilizaram serviços de esgotamento sanitário, no
24 Capítulo 3. Revisão Bibliográfica
mesmo ano (WHO, UNICEF, 2017). Como consequência de diversas
ações de saneamento, as mortes por doenças diarréicas agudas (DDA)
no mundo caíram de 2,9 milhões em 1990 para 1,5 milhões em 2012
(WHO, 2014).
No Brasil, o número de casos de doença diarréica aguda se
mostrou oscilante nos últimos anos. Entre 2005 e 2011, houve uma
diminuição de 58% de internações por diarréia entre menores de 1
ano de idade e de 39% em crianças com idade entre 1 e 4 anos, além
de uma diminuição de 66% no número de óbitos em menores de 1
ano e de 51% entre 1 e 4 anos (BRASIL, 2012). Essa diminuição no
número de casos de internação e de óbitos pode ser resultado das ações
de saúde realizadas no país, como a melhoria nas medidas sanitárias,
fornecimento de hipoclorito de sódio para o tratamento de água às
famílias sem acesso à água potável, ampliação de programas nacionais
e também da implantação de vacinas orais (BRASIL, 2012).
Apesar da expressiva diminuição até 2011, no ano de 2013 houve
um aumento notável nas ocorrências de DDA, chegando a um total de
4.380.256 casos notificados, sendo a faixa etária mais atingida a de 10
anos ou mais, representando um total de 57% dos casos, seguido da faixa
entre 1 e 4 anos, representando 22% dos casos (BRASIL, 2014b). Tal
aumento no número de casos foi amplamente relacionado aos períodos de
seca na região do nordeste do país (BRASIL, 2014b). Os eventos de seca
diminuíram a oferta de água nos reservatórios, tendo como consequência
a interrupção do fornecimento ou a diminuição da qualidade da água
oferecida. O fornecimento de água potável à população é a melhor
medida na prevenção de doenças de transmissão hídrica (BRASIL,
2015). Contudo, nem todas as comunidades têm acesso à água tratada,
muitas vezes tendo como única opção fontes de água de baixa qualidade.
A regulamentação quanto ao padrão de potabilidade da água
para consumo humano no Brasil é dada pela Portaria de Consolidação no
5, de 28 de setembro de 2017 (BRASIL, 2017). O padrão microbiológico
estabelecido na legislação brasileira surgiu para garantir segurança aos
3.2. O saneamento no meio rural 25
consumidores quanto ao risco de contrair doenças infecciosas durante
a ingestão de água, devendo ser obedecido pelas empresas responsá-
veis pelo abastecimento público de água. Segundo essa portaria, a
água é definida como potável se houver ausência de Escherichia coli e
coliformes totais em 100 mL de amostra analisada. A bactéria Esche-
richia coli pertence ao grupo dos coliformes, sendo ambos utilizados
como indicadores de contaminação fecal. É importante ressaltar que
esses micro-organismos são utilizados apenas como indicadores de con-
taminação fecal, visto que existem naturalmente no ambiente e não
necessariamente são causadores de doenças (AZIZULLAH et al., 2011).
O Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) estabelece
portarias para a regulação da qualidade de corpos hídricos e lançamento
de efluentes. A Resolução CONAMA no 357, de 17 de março de 2005,
dispõe sobre a classificação dos corpos d’água e estabelece os padrões de
qualidade físico-química e microbiológica a ser atendidos de acordo com
cada classe de enquadramento estabelecida (BRASIL, 2005). Cada corpo
hídrico é enquadrado em uma determinada classe e cada classe possui
valores de referência para os parâmetros de qualidade da água, incluindo
o padrão microbiológico, que devem ser monitorados periodicamente
pelo Poder Público. Quanto ao lançamento de efluentes, a Resolução
CONAMA no 430, de 13 de maio de 2011, determina as condições e os
padrões de lançamento de efluentes nos corpos d’água, complementando
e alterando a Resolução CONAMA no 357 (BRASIL, 2011). Em relação
aos parâmetros microbiológicos, a resolução não apresenta restrição
específica no que diz respeito a parâmetros de lançamento de efluentes
nos corpos hídricos. Entretanto, é exigido que o lançamento de efluentes
não altere a classe de enquadramento do corpo receptor no ponto de
mistura.
3.2 O SANEAMENTO NO MEIO RURAL
O Censo Demográfico realizado pelo Instituto Brasileiro de
Geografia e Estatística (IBGE) verificou que, em 2010 no Brasil, cerca
de 29,9 milhões de pessoas moravam em localidades rurais, o que repre-
26 Capítulo 3. Revisão Bibliográfica
sentava 15% da população da época. Segundo a Pesquisa Nacional por
Amostra de Domicílios (PNAD), de 2015, apenas 34,51% da população
rural do Brasil recebia água através de redes públicas de distribuição,
restando ainda 65,46% que necessitavam buscar outras fontes de água
para sobrevivência. Estas fontes alternativas são principalmente po-
ços rasos e nascentes, sendo ambas de fácil contaminação (SOBSEY;
HANDZEL; VENCZEL, 2003).
A contaminação da água para consumo humano em áreas ru-
rais tende a ser maior do que em áreas urbanas visto que não há o
monitoramento da qualidade de água e que não existem muitas estações
de tratamento (AZIZULLAH et al., 2011). Dessa forma, em regiões
onde não há rede de abastecimento de água, a falta de acesso a fontes
de água seguras é uma ameaça à qualidade de vida da população, que
acaba por utilizar água de qualidade duvidosa (TEREZA; RAZZOLINI,
2008), o que acarreta num alto risco de ocorrência de surtos de doenças
de veiculação hídrica no meio rural, principalmente por conta do uso
de fontes não seguras de abastecimento (AMARAL et al., 2003). Além
disso, ainda existe um alto índice de contaminação de mananciais de
regiões rurais causado, principalmente, pela grande presença de ativida-
des agropecuárias altamente impactantes, configurando-se como uma
ameaça aos corpos hídricos responsáveis pelo abastecimento de famílias
nessas localidades (AMARAL et al., 2003; BARCELLOS et al., 2006).
Os dejetos de animais criados, principalmente bovinos, apresentam risco
de contaminação, visto que esses animais são reservatórios de muitos
micro-organismos causadores de doenças, tais como Cryptosporidium
parvum e Giardia sp. (AMARAL et al., 2003).
3.3 MICRO-ORGANISMOS PATÓGENOS E DOENÇAS DE VEI-
CULAÇÃO HÍDRICA
Patógenos humanos podem ser definidos como “espécies mi-
crobianas ou parasitas que conseguem infectar e são capazes de causar
doenças em humanos sob condições naturais de transmissão” (WOO-
LHOUSE, 2006). Das espécies de patógenos catalogadas que infectam
3.3. Micro-organismos patógenos e doenças de veiculação hídrica 27
humanos, 538 são bactérias, 317 são fungos, 287 são helmintos, 208 são
vírus e 57 são protozoários (WOOLHOUSE, 2006). Cada grupo de pató-
geno é muito distinto e diverso, dessa forma apresentando características
distintas – entre elas ciclo de vida, rotas de transmissão e patogenicidade
– tendo como consequência diferentes riscos de contaminação, formas de
exposição e sintomas.
As doenças de veiculação hídrica – tais como febre tifóide, cólera,
salmonelose, gastroenterites, hepatite A, amebíase e giardíase – são
transmitidasvia rota oral-fecal através de micro-organismos conhecidos
como patógenos entéricos (ASHBOLT, 2004). Estes, após ser ingeridos
juntamente com alimentos e água contaminados, multiplicam-se no
trato gastrointestinal do hospedeiro, algumas vezes podendo inclusive
se espalhar para a corrente sanguínea (ASHBOLT, 2004; FONG; LIPP,
2005). Após a multiplicação, esses organismos são excretados nas fezes
em grande quantidade, sendo capazes de contaminar recursos hídricos e
alimentos, disseminando-se para novos hospedeiros (LECLERC et al.,
2008).
A propagação de tais doenças depende de alguns fatores, como
a sobrevivência dos micro-organismos nos corpos d’água e a dose re-
querida para infectar um indivíduo suscetível (LECLERC et al., 2008).
A sobrevivência desses patógenos nos corpos d’água varia de acordo
com cada grupo e espécie: os vírus, por exemplo, não conseguem se
multiplicar fora de um hospedeiro, entretanto, são capazes de se manter
estáveis ou em decaimento. Quanto às bactérias, alguns grupos con-
seguem se multiplicar no ambiente, enquanto outros são capazes de
persistir ou então entram em decaimento, dependendo de fatores como
a disponibilidade de nutrientes e temperatura (LECLERC et al., 2008).
A dose infecciosa dos patógenos representa a quantidade de organismos
necessários para causar uma infecção, ou seja, quanto menor a dose
infecciosa, menos micro-organismos são necessários para causar uma
infecção (GRIFFIN; TAUXE, 1991).
Dos agentes infecciosos bacterianos encontrados na água para
28 Capítulo 3. Revisão Bibliográfica
consumo, a maior parte é: Vibrio cholerae, Salmonella, Escherichia
coli cepas patogênicas, Shigella, Yersinia, Campylobacter, Legionella
pneumophila, Helicobacter pylori, Leptospira e patógenos bacterianos
oportunistas (BITTON, 2014). Devido à importância clínica, epidemi-
ológica e ambiental, as bactérias Salmonella e Escherichia coli serão
abordadas com maior profundidade.
Salmonella é um gênero de bactérias que possui mais de 2000
sorotipos encontradas no ambiente (BITTON, 2014), sua transmissão
ocorre tanto por meio da água, quanto por meio de alimentos, sendo res-
ponsável por 42,3 % dos surtos notificados nos quais o agente etiológico
foi identificado (BRASIL, 2012). A Salmonella enterica serovar Typhi
e Paratyphi são os agentes etiológicos responsáveis por febre tifóide e
paratifóide, respectivamente. A doença causa febre, náusea, diarréia e
pode levar à perfuração intestinal, hemorragia, ou inclusive à morte
se tratada de forma inadequada (BITTON, 2014). Existem também
diversos sorotipos responsáveis por salmoneloses não tifóides, também
conhecidas como salmoneloses gastrointestinais, sendo uma espécie bem
conhecida a Salmonella Tiphymurium. Salmoneloses são problemáticas
mesmo em hospedeiros com sistema não tão comprometidos, tendo como
público mais afetado crianças, idosos e pessoas com sistema imunonólico
comprometido (HOHMANN, 2001).
A espécie Escherichia coli é composta por um grande número
de sorotipos diferentes, sendo encontrados no trato gastrointestinal de
animais termorreguladores (BITTON, 2014). Apesar de ser considerado
um patógeno oportunista, somente um número limitado de sorotipos são
associados a doenças, podendo causar tanto doenças diarréicas como
também outros tipos de doença (ORSKOV; ORSKOV, 1992; BITTON,
2014). Os sorotipos patógenos foram classificados em enterotoxinogênico
(ETEC), enteropatogênico (EPEC), enterohemorrágico (EHEC), ente-
roinvasivo (EIEC) e enteroagregativo (EAggEC) (NATARO; KAPER,
1998). A Escherichia coli sorotipo EHEC 107:H7 é o agente etioló-
gico responsável pela diarréia sanguinolenta (colite hemorrágica) e pela
falência renal (síndrome hemolítico-urêmica), causada pela produção
3.4. Tratamento de água e remoção de patógenos 29
da Shigatoxina (LECLERC et al., 2008; ISOGAI et al., 2001). Essa
cepa possui uma dose infecciosa muito inferior à dose das outras cepas
de Escherichia coli, ou seja, necessita de uma quantidade menor de
micro-organismos ingeridos para causar uma infecção (LECLERC et al.,
2008). Por conta disso, a infecção por EHEC e o efeito pós-diarréico da
síndrome hemolítico-urêmica causam elevada morbidade e mortalidade
em países em desenvolvimento (ISOGAI et al., 2001).
3.4 TRATAMENTO DE ÁGUA E REMOÇÃO DE PATÓGENOS
O tratamento de água consiste em proporcionar uma série
de barreiras a fim de remover os contaminantes da água, sendo as
etapas convencionais: coagulação, floculação, filtração e desinfecção
(NWACHCUKU; GERBA, 2004; HRUDEY; HRUDEY; POLLARD,
2006; BITTON, 2014). Em relação aos contaminantes microbiológicos,
a remoção física dos patógenos é feita por coagulação, precipitação,
filtração e adsorção; a perda da viabilidade é feita pela desinfecção
(NWACHCUKU; GERBA, 2004; BITTON, 2014). Além destas princi-
pais barreiras, diversas outras podem ser utilizadas, sendo a quantidade
necessária relacionada à qualidade da água do manancial e à qualidade
da água desejada ao final do tratamento (HRUDEY; HRUDEY; POL-
LARD, 2006; BITTON, 2014). Além do tratamento de água, outras
aplicações no tratamento e fornecimento de água para consumo hu-
mano são a proteção do manancial, a segurança na distribuição da água
pela rede e também o monitoramento periódico da qualidade da água
(HRUDEY; HRUDEY; POLLARD, 2006).
A última etapa do tratamento é a desinfecção da água, que
ocorre através da inativação dos micro-organismos presentes. Ela pode
ser realizada através da adição de compostos químicos, como cloro e
ozônio, e também por desinfecção física, como é o caso da remoção
por membranas e a inativação por radiação ultravioleta (BITTON,
2014). A desinfecção se torna necessária para garantir a segurança da
água, sendo muito importante para remover patógenos de tamanhos
muito pequenos, como, por exemplo, os vírus, que não são retidos na
30 Capítulo 3. Revisão Bibliográfica
filtração (NWACHCUKU; GERBA, 2004). Os agentes desinfetantes, tais
como os supracitados cloro e ozônio, atuam na destruição das bactérias
e outros micro-organismos patógenos através da reação dos agentes
ativos com alguma substância vital necessária para o funcionamento
desse organismo (FAIR et al., 1948). Além do uso para inativação de
micro-organismos, alguns desinfetantes também são utilizados para
oxidar matéria orgânica, ferro e manganês, melhorando as eficiências
de coagulação e filtração, evitando o crescimento de biofilme em redes
de distribuição de água e servindo como meio efetivo no controle de
problemas relacionados à presença de cor, odor e sabores indesejáveis
na água (BITTON, 2014).
3.4.1 Desinfecção por cloro e formação de subprodutos
O cloro é o desinfetante químico mais utilizado mundialmente,
principalmente devido ao seu baixo custo associado à sua alta eficiência,
sendo suas principais formas de aplicação o cloro gasoso e a solução
de hipoclorito (DEBORDE; GUNTEN, 2008; BITTON, 2014). Esse
desinfetante atua nas bactérias através da quebra da permeabilidade da
célula, do dano aos ácidos nucléicos e enzimas e também da repressão
da transcrição genética (BITTON, 2014). Além do uso do cloro nas
estações de tratamento de água, muitos países requerem um mínimo de
cloro residual na água para garantir sua desinfecção ao longo da rede
de distribuição (BRUCHET; DUGUET; SUFFE, 2004).
Apesar do uso do cloro ser de grande contribuição na diminuição
das doenças de veiculação hídrica, este possui algumas limitações. Dentre
estas, podem ser citadas: a incapacidade de inativar os oocistos de
Cryptosporidium quando aplicado na concentração usual de tratamento,
e também a formação de traços de subprodutos tóxicos, resultantes de
reações químicas com substâncias presentes na água. Esses subprodutos
suscitam muita preocupação principalmente com respeito aos riscos
à saúde humana por eles representados (STANWELL-SMITH et al.,
2003).
3.4. Tratamento de água e remoção de patógenos 31
A relação entre os subprodutos formados pela desinfecção da
água por cloro e problemas de saúde em estudos epidemiológicos é
muitas vezes inconclusiva einconsistente em razão de problemas como
pequena amostragem e também da forma de avaliação da exposição a
esses compostos (NIEUWENHUIJSEN et al., 2009). Além disso, existem
diferentes subprodutos formados dependendo de fatores como parâme-
tros físico-químicos da água, tipo de tratamento, tipo e concentração do
desinfetante empregado, e o tempo de contato (NIEUWENHUIJSEN et
al., 2009; YANG; SHANG; HUANG, 2005; HUA; RECKHOW, 2008).
Dentre os mais de 600 subprodutos identificados na desinfecção
com o emprego de compostos clorados, aqueles de maior preocupação
são os trihalometanos (e.g.: clorofórmio, bromoclorometano, dibromo-
clorometano, bromofórmio) (HRUDEY, 2009). Isto porque, segundo
diversos estudos, a exposição a esses compostos pode resultar em risco
de desenvolvimento de câncer de bexiga, estando associado a fatores
como o tempo e o tipo de exposição, como ingestão direta, inalação e
absorção através da pele durante o banho, bem como, das concentrações
desses subprodutos na água (CANTOR et al., 2010; BOVE; ROGER-
SON; VENA, 2007; VILLANUEVA et al., 2007). Outros estudos tentam
associar esses compostos ao câncer de cólon (RAHMAN et al., 2010;
DOYLE et al., 1997). Entretanto, as evidências da relação entre os
trihalometanos e o câncer de bexiga são mais consistentes do que a
relação entre este e o de câncer de cólon, sendo que o risco excessivo para
o câncer de bexiga foi encontrado após mais de 20 anos de exposição e
aumentando com o tempo (MILLS et al., 1998; NIEUWENHUIJSEN
et al., 2009).
Outros estudos também associam alguns subprodutos da clo-
ração com problemas reprodutivos. Jeong et al. (2016) associam os
subprodutos ácido cloroacético, ácido bromoacético e ácido iodoacético
à inibição do crescimento do folículo e à redução de estradiol, demons-
trando toxicidade a ovários in vitro. Zeng et al. (2014) sugerem que o
ácido tricloroacético pode contribuir para um decréscimo na qualidade
do sêmen. Outros estudos mostram que os subprodutos do cloro não
32 Capítulo 3. Revisão Bibliográfica
afetam a gestação e o aborto (MACLEHOSE et al., 2008; SAVITZ et
al., 2006). Apesar disso, Tardiff, Carson e Ginevan (2006) mostram uma
associação positiva dos subprodutos com crescimento retardado do feto,
tais como pequeno comprimento do corpo ou circunferência da cabeça.
Apesar de todos os estudos sobre os possíveis efeitos causa-
dos pelos subprodutos da cloração na saúde humana, é importante
avaliar os riscos da contaminação química versus a necessidade de man-
ter a segurança microbiológica, de forma a proteger os consumidores
contra riscos microbianos causados pela reemergência de patógenos
(STANWELL-SMITH et al., 2003). Portanto, faz-se necessária a busca
de novos agentes desinfetantes que apresentem menores riscos à saúde
humana e que sejam capazes de inativar os micro-organismos patógenos.
3.4.2 Desinfecção por compostos naturais
De forma a reduzir e/ou substituir o uso de compostos clorados,
diferentes métodos de desinfecção foram desenvolvidos, compreendendo
métodos biológicos, métodos químicos alternativos e tecnologias físicas
(MEIRELES; GIAOURIS; SIMÕES, 2016). Dentre estes métodos, os
extratos de plantas foram intensamente pesquisados pela comunidade
científica, apresentando diversas motivações na busca pelo uso destes
compostos: a diminuição da resistência dos micro-organismos aos pro-
dutos já existentes na natureza, o aumento da demanda por produtos
naturais por consumidores, a queda potencial no custo do tratamento,
a fácil disponibilidade desses produtos nos países em desenvolvimento e
o menor impacto ao meio ambiente (COWAN, 1999; D’SOUZA, 2014;
SAVOIA, 2012; LI; BAERT; UYTTENDAELE, 2013).
Os extratos derivados de plantas possuem diversos metabólitos
secundários com propriedades antimicrobianas, além de serem asso-
ciados a variados benefícios na saúde, incluindo efeitos antioxidantes
(D’SOUZA, 2014; SAVOIA, 2012; NEGI, 2012). Em muitos casos, essas
substâncias servem como mecanismos de defesa para as plantas contra
predação por micro-organismos, insetos e herbívoros (COWAN, 1999).
3.4. Tratamento de água e remoção de patógenos 33
As propriedades antimicrobianas dos óleos e extratos de plantas serviram
como base para muitas aplicações, incluindo a preservação de alimentos,
produção de produtos farmacêuticos, uso na medicina alternativa e em
terapias naturais (SAVOIA, 2012; PERUMALLA; HETTIARACHCHY,
2011; NEGI, 2012).
3.4.2.1 Extrato de semente de uva
O extrato de semente de uva, GSE (grape seed extract), é um
subproduto da produção de vinho e de suco de uva, obtido a partir
das sementes de uva, da qual é extraído, seco e purificado (PERU-
MALLA; HETTIARACHCHY, 2011). O extrato contém compostos
bioativos, tais como flavonóides, polifenóis, antocianinas, proantociani-
dinas, procianidinas e resveratrol (D’SOUZA, 2014; MAHMOUD, 2014;
JAYAPRAKASHA; SELVI; SAKARIAH, 2003).
As uvas são ricas em polifenóis, sendo que de 60 a 70% da sua
concentração está presente nas sementes (ZHAO et al., 1999; SHI et al.,
2003). Os compostos fenólicos das uvas podem ser divididos em ácidos
fenólicos e flavonóides. Os ácidos fenólicos mais comuns nas uvas são
ácido cafeico e o ácido gálico. Os flavonóides podem ser sem coloração,
como catequinas, epicatequinas e procianidinas, e com coloração, como
quercetina e as antocianinas (SHI et al., 2003; XIA et al., 2013).
Polifenóis apresentam diversos efeitos benéficos relacionados à
sua capacidade de remover os radicais livres do corpo humano, sendo
a capacidade antioxidante dos polifenóis derivados da semente de uva
superior à de outros antioxidantes conhecidos, como a vitamina C,
a vitamina E e β-caroteno (BAGCHI et al., 2000; SHI et al., 2003;
FURIGA; LONVAUD-FUNEL; BADET, 2009). Além disso, os polifenóis
também inibem determinados tipos de enzimas que catalisam a liberação
de histamina, responsável por inflamações e alergias (SHI et al., 2003).
O extrato de semente de uva causa benefícios à saúde, atuando
como antioxidante, neuroprotetor, cardioprotetor, hepatoprotetor, an-
tiulceroso e anticarcinogênico (LI; BAERT; UYTTENDAELE, 2013;
34 Capítulo 3. Revisão Bibliográfica
D’SOUZA, 2014; SU; D’SOUZA, 2011). Bagchi et al. (2000) apresentam
um estudo quanto à toxicidade do GSE em diversas situações envol-
vendo a proteção contra o estresse oxidativo e as lesões em tecidos
mediados por radicais livres. Ainda segundo Bagchi et al. (2000), o
GSE demonstra citotoxicidade em relação às células de adenocarcinoma
de mama, pulmão e gástrico, e aumento no crescimento e viabilidade
das células normais da mucosa gástrica, assim como proteção excelente
contra danos induzidos ao fígado e rim. Também, foi verificada excelente
proteção contra infarto do miocárdio em ratos; além disso, a aplicação
tópica de GSE resultou em um aumento da proteção ao sol em voluntá-
rios humanos, bem como, a suplementação desse composto melhorou
a pancreatite crônica em humanos. Khanna et al. (2001) realizaram
um estudo que sugere que o GSE tem efeitos terapêuticos benéficos,
promovendo a cicatrização de ferimentos dérmicos e outras doenças
dérmicas correlacionadas. Kao et al. (2010) analisaram as respostas de
redução de inflamação e de morte em peixes-zebra infectados com S.
aureus utilizando o GSE. Foi identificado, também, que o GSE pode
servir como alternativa eficiente contra o envenenamento alimentar
causado pelo S. aureus utilizando medidas de segurança próprias.
O extrato de semente de uva mostrou propriedades antibac-
terianas contra bactérias gram negativas e gram positivas e também
mostrou propriedades antivirais (SU; D’SOUZA, 2013; KAO et al.,
2010). Al-Habib et al. (2010) obteve a inibição completa de todas as
cepas bacterianas da Staphylococcus aureus utilizando uma concentração
de 3 mg/mL de GSE. O mesmo estudo realizou análises por microscopia
eletrônica e indica que o extrato provavelmente causa danos à membrana
ou à parede celular.
Os mecanismos de ação do extrato e os componentes respon-
sáveis pela ação antimicrobiana ainda não foram elucidados. Contudo,existem alguns componentes presentes que estão sendo estudados. As
proantocianidinas possuem propriedades tais como inativação de en-
zimas, desnaturação proteica e alteração ou destruição da membrana
celular (MAHMOUD, 2014). Já os compostos fenólicos possuem ca-
3.4. Tratamento de água e remoção de patógenos 35
pacidade de danificar as células microbianas através da alteração da
membrana plasmática (COWAN, 1999).
Ao longo da última década, muitos estudos foram feitos para
avaliar a capacidade de inativação do GSE com respeito a diversos grupos
e gêneros de micro-organismos. A maior parte das pesquisas encontradas
foram conduzidas a fim de encontrar a mínima concentração inibitória
(MIC) do composto para vedar o crescimento de diversas bactérias. A
MIC é definida como a menor concentração de um agente antimicrobiano
que iniba visivelmente o crescimento de um micro-organismo após
incubação durante a noite (overnight) (ANDREWS; ANDREWS, 2001;
WIEGAND; HILPERT; HANCOCK, 2008).
Os resultados encontrados por algumas dessas pesquisas são
apresentados na tabela 1. Além disso, várias análises foram conduzidas
para avaliar a redução da concentração de diversos micro-organismos
em superfícies e em alimentos. Os resultados destes, juntamente com
as respectivas reduções, são apresentados na tabela 2. Entretanto, não
existem estudos com relação à capacidade do GSE de inativação de
micro-organismos presentes na água.
36 Capítulo 3. Revisão Bibliográfica
Tabela 1 – Concentração mínima inibitória (MIC) de bactérias com o
GSE
Micro-organismo Concentração Fonte
(mg/mL)
V. parahaemolyticus 10 Mahmoud (2014)
P. gingivalis 4 Furiga, Lonvaud-
Funel e Badet (2009)
F. nucleatum 2 Furiga, Lonvaud-
Funel e Badet (2009)
S. aureus methicilina
resistente
3 Al-Habib et al. (2010)
B. cereus, B. subtilis
e B. coagulans 0,82-0,9 Jayaprakasha, Selvi e
Sakariah (2003)
S. aureus 1 Jayaprakasha, Selvi e
Sakariah (2003)
E. coli 1,25 Jayaprakasha, Selvi e
Sakariah (2003)
P. aeruginosa 1,5 Jayaprakasha, Selvi e
Sakariah (2003)
3.4.
Tratam
ento
de
água
e
rem
oção
de
patógenos
37
Tabela 2 – Remoção de micro-organismos com o GSE
Micro-organismo Concentração Condições Remoção Produto Fonte
(mg/mL) (log UFC/mL)
S. aureus 100 8 h / 37 ºC 2 Carne de porco Kao et al. (2010)
V. parahaemolyticus 500 10 min 4 Ostras Mahmoud (2014)
L. monocytogenes 1,25 2 min 2 Tomate Bisha et al. (2010)
E. coli 10,0 9 d / refrigerado 1 Carne moída Ahn, Grün e Mustapha
(2004)
L. monocytogenes 10,0 9 d / refrigerado 1 Carne moída Ahn, Grün e Mustapha
(2004)
S. Typhimurium 10,0 9 d / refrigerado 1 Carne moída Ahn, Grün e Mustapha
(2004)
38 Capítulo 3. Revisão Bibliográfica
3.4.2.2 Extrato de chá verde
O extrato de chá verde, GTE (green tea extract), é um com-
posto natural obtido a partir da planta Camellia sinensis, pertencente
à família Theaceae (RANDAZZO et al., 2017). Esse extrato possui
compostos polifenólicos, presentes naturalmente em plantas, e possui
diversas propriedades benéficas à saúde (ISOGAI et al., 2001), tais como
antioxidante, anti-inflamatória e anticarcinogênica. Devido a isso, essa
planta tem sido amplamente utilizada em alimentos, bebidas e suple-
mentos (RANDAZZO et al., 2017; PERUMALLA; HETTIARACHCHY,
2011).
O chá verde é uma importante fonte de polifenóis, sendo estes
os flavonóides, como catequinas, quercetinas e taninas, e os ácidos
fenólicos, como o ácido gálico (SHI et al., 2003). As catequinas são
conhecidas por suas propriedades antibacterianas (MARTI; FERRARY-
AMÉRICO; BARARDI, 2017), sendo a mais presente no chá verde a
epigalocatequina-3-galato (EGCG) (REYGAERT, 2014). As taninas são
responsáveis pela proteção das plantas contra vermes, além de conferir
resistência contra micro-organismos (UEDA et al., 2013).
O GTE possui atividade antioxidante devido à sua capacidade
de eliminar radicais livres no organismo, inibindo a oxidação (ALMA-
JANO et al., 2008; GEETHA et al., 2004). Além disso, também apresenta
atividade antimutagênica (GEETHA et al., 2004; YEN; CHEN, 1995).
Empregado como suplemento oral, atua na redução dos níveis de glicose
em pacientes com pré-diabetes (FUKINO et al., 2008).
O GTE foi descrito com capacidade antimicrobiana contra
bactérias, fungos e vírus (MARTI; FERRARY-AMÉRICO; BARARDI,
2017; RANDAZZO et al., 2017). Sua capacidade antimicrobiana é
altamente relacionada à sua composição polifenóica (SI et al., 2006;
CHO et al., 2007). Si et al. (2006) mostraram que o composto alterou
a morfologia, indicando uma possível alteração no processo de divisão
celular da S. aureus.
Diversos estudos foram conduzidos ao longo das últimas décadas
3.4. Tratamento de água e remoção de patógenos 39
a fim de avaliar a capacidade do GTE de inibir o crescimento de diversas
bactérias (tabela 3). Dentre as ações responsáveis pela propriedade
antimicrobianas estão o dano à membrana celular bacteriana, inibição
da síntese de ácidos graxos e a inibição de algumas atividades enzimáticas
(REYGAERT, 2014; CHO et al., 2007). Não foram encontradas pesquisas
realizadas com respeito ao uso do extrato de chá verde na desinfecção
de água.
Tabela 3 – Concentração mínima inibitória (MIC) e porcentagem de
inibição de bactérias com o GTE
Micro-organismo Concentração Inibição Fonte
(mg/mL)
S. aureus methicilina
resistente
0,28 MIC Hamilton-Miller e Shah
(2000)
S. aureus 0,28 MIC Yam, Shah e Hamilton-
Miller (1997)
S. epidermidis 0,41 MIC Yam, Shah e Hamilton-
Miller (1997)
Y. enterocolitica 0,41 MIC Yam, Shah e Hamilton-
Miller (1997)
E. coli 4,0 MIC Reygaert e Jusufi (2013)
S. typhi 601 MIC Archana e Abraham
(2011)
S. aureus methicilina
resistente
0,5 100 % Si et al. (2006)
S. aureus methicilina
sensível
0,5 100 % Si et al. (2006)
E. coli O157:H7 0,5 44 % Si et al. (2006)
S. Typhimurium
DT104
0,5 58 % Si et al. (2006)
L. monocytogenes 0,5 81 % Si et al. (2006)
1 Unidade em µL
41
4 METODOLOGIA
4.1 LOCAL E CONDIÇÕES DA PESQUISA
O presente trabalho foi realizado dentro do Grupo de Pesquisa
Recuperação de Recursos em Sistemas de Saneamento (RRESSA) do
Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFSC, localizado
no campus Reitor João David Ferreira Lima, no bairro Trindade, em
Florianópolis.
Foram realizadas duas rodadas distintas, a primeira utilizando
o extrato de chá verde, no dia 28 de junho de 2018, e a segunda o
extrato de semente de uva, no dia 10 de julho de 2018.
4.2 EXTRATOS DE CHÁ VERDE E DE SEMENTE DE UVA
O extrato de chá verde empregado é da marca Bulk Supple-
ments e possui mais de 50% de polifenóis, dentro destes, 35% de cate-
quinas e 15% de EGCG (Epigalocatequina-3-galato). Foi utilizado em
concentrações de 2 e 5 mg/mL.
O extrato de semente de uva utilizado é da marca Micro Ingre-
dients™, obtido a partir da semente da uva Vitis vinifera, que contém
mais do que 95% de proantocianidinas. As concentrações utilizadas nos
ensaios foram de 3 e 5 mg/mL.
A preparação das soluções com os extratos ocorreu no dia
anterior aos ensaios, sendo realizadas em 500 mL de água destilada.
Foram adicionadas 2 e 5 gramas de extrato de chá verde e 3 e 5 gramas
de extrato de semente de uva em frascos com 500 mL de água a 50 ºC.
Após a dissolução em água, os frascos foram armazenados na geladeira
a 4 ºC por aproximadamente 15 horas. Após esse período, as soluções
foram removidas da geladeira e colocadas em um agitador magnético
a 1000 rpm, por 30 minutos cada, paarara promover a ressuspensão
das partículas sedimentadas e permitir que as soluções retornassem à
temperatura ambiente de aproximadamente 22 ºC.
42 Capítulo 4. Metodologia
4.3 MICRO-ORGANISMOS, CRESCIMENTO E INOCULAÇÃO
Os micro-organismos utilizados para o experimento foram as
bactérias Escherichia coli ATCC13706 e Salmonella enterica subes-
pécie enterica sorotipo Typhimurium WG49NCTC12484, que foram
inoculadas a uma concentração de 1%.
O crescimento das bactérias foi feito através de amostras das
bactérias congeladas que estavam em vials, então foram colocadas em
erlenmeyers de 125 mL com aproximadamente 50 mL demeio de cultura
MSB (Modified Scholten’s Broth) e TYGB (Tryptone-Yeast extract-
Glucose Broth), para as bactérias Escherichia coli e Salmonella enterica,
respectivamente, e incubadas a 37 ºC por 18 a 24 horas (overnight) com
agitação de 40 min-1. Após o crescimento prévio, adicionou-se outra
quantidade de meio de cultura, aproximadamente 30 mL, e deixado na
incubadora por mais 2 horas.
Para a inoculação das bactérias nos jarros, foi utilizado pipeta-
dor automático da marca Eppendorf para colocar o volume 10 mL de
cada uma das bactérias em cada jarro.
4.4 ENSAIO EM ESCALA PILOTO
A escolha das concentrações de cada extrato utilizadas foi
feita a partir dos resultados obtidos em um teste em escala piloto. No
experimento piloto, ambos os extratos foram empregados em diferentes
concentrações a fim de verificar qual teria melhor dissolução na água
e, ao mesmo tempo, melhor ação sobre os micro-organismos. Portanto,
inicialmente foram feitos testes com respeito a dissolução dos extratos
em água destilada em diferentes concentrações e condições. Concluiu-se
que a melhor forma de dissolver os extratos na água seria após o seu
aquecimento até 50 ºC.
Após esse teste inicial de dissolução, o extrato de chá verde
na concentração de 5,6 mg/mL e o extrato de semente de uva nas
concentrações de 1,3 e 5 mg/mL foram adicionados aos jarros 1, 2, 3 e 4,
4.5. Ensaio de desinfecção 43
respectivamente. Então foi feita a inoculação das bactérias E. coli e S.
enterica a 1% e foram feitas as coletas nos tempos de amostragem 0, 15,
30, 60 e 120 minutos. A partir dos resultados obtidos no teste em escala
piloto, foram escolhidos os tempos de amostragem e as concentrações
empregadas nos ensaios oficiais realizados posteriormente.
4.5 ENSAIO DE DESINFECÇÃO
Os ensaios foram conduzidos em escala de bancada, utilizando
o equipamento agitador Jar-test (marca Ethik Thecnology modelo
218-6LDB), que possui 6 jarros com capacidade de 2 L e agitadores
mecânicos. Foram realizados separadamente para cada extrato e, para
cada ensaio, foram adicionadas, nos dois primeiros jarros, as soluções
com menor concentração dos extratos; no terceiro e quarto jarros, foram
adicionadas as soluções com maior concentração dos extratos e, nos dois
últimos jarros, foi feito o controle.
Utilizou-se água destilada, sendo 1 L o volume adicionado
em cada jarro e o gradiente de agitação de 90 s-1. Adicionou-se as
soluções preparadas previamente em 500 mL de água destilada para os
jarros 1 a 4, e apenas água destilada, volume de 1 L, nos jarros 5 e 6,
jarros correspondentes ao controle. Na tabela 4 estão apresentadas as
concentrações de cada jarro para os dois ensaios.
Após a adição das soluções e/ou água destilada em cada jarro,
todos com volume final de 1 L, realizou-se a inoculação dos micro-
organismos analisados nas concentrações de 1% para ambas as bactérias.
Foram retiradas amostras para as análises microbiológicas nos
tempos 0, 10, 20, 40, 60 e 120 minutos. Todas as análises foram feitas
em duplicata, e para cada jarro em cada tempo foram feitas duas placas
e os resultados utilizados foram obtidos através da média aritmética
dos valores de cada placa.
44 Capítulo 4. Metodologia
Tabela 4 – Concentração de cada extrato por jarro em mg/mL
Composto Jarro 1 Jarro 2 Jarro 3 Jarro 4 Jarro 5 Jarro 6
GTE
(mg/mL)
2,0 2,0 5,0 5,0 0,0 0,0
GSE
(mg/mL)
3,0 3,0 5,0 5,0 0,0 0,0
4.6 METODOLOGIA PARA QUANTIFICAÇÃO E DETECÇÃO
DAS BACTÉRIAS SALMONELLA ENTERICA E ESCHERI-
CHIA COLI
As análises das bactérias Escherichia coli e Salmonella enterica
foram realizadas através de uma diluição seriada com 1,0 mL de amostra
para 9,0 mL de água peptonada. O plaqueamento foi feito através da
adição de 0,1 mL de amostra diluída em placas de ágar MacConkey e
XLD (Desoxicolato-lisina-xilose), para as bactérias Escherichia coli e
Salmonella enterica respectivamente. O espalhamento das amostras foi
realizado utilizando alças do tipo "T". Após a incorporação, as placas
foram incubadas a 37 ºC por 24 horas e quantificadas em unidades
formadoras de colônias por mililitro (UFC/mL).
4.7 ANÁLISES FÍSICO-QUÍMICAS
Foram feitas análises de parâmetros físico-químicos das amos-
tras de cada jarro a fim de verificar as alterações causadas em razão
da adição dos extratos. Foi verificado o pH no início do experimento
e também no final, para verificar se existem mudanças ao longo do
experimento. O pHmetro utilizado é da Alfakit modelo AT315. Outros
parâmetros analisados foram turbidez, cor aparente e cor verdadeira,
realizados com amostras de cada jarro após o término do ensaio em
bancada. As leituras foram feitas no Laboratório Integrado de Meio Am-
biente (LIMA), utilizando o turbidímetro (marca Hach modelo 2100N)
e o espectofotômetro (marca Hach modelo DR 3900).
4.7. Análises físico-químicas 45
Para a preparação das amostras para as análises de cor verda-
deira e cor aparente foi ajustado o pH até aproximadamente 7,6 através
da adição de solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 N. Após o ajuste
do pH, as amostras para a análise de cor verdadeira foram filtradas a
0,22 µm.
47
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 EXTRATO DE CHÁ VERDE
5.1.1 Análises físico-químicas
A adição de extrato de chá verde na água destilada, atingindo
concentrações de 2 mg/mL para os jarros 1 e 2, e 5 mg/mL para os
jarros 3 e 4, alterou significativamente seus parâmetros físico-químicos
(tabela 5 e figura 1). Houve uma diminuição significativa do pH das
soluções com extrato, reduzindo o pH da faixa de 6 para a faixa de 3.
Essa mudança de qualidade da água pode ter influência, por exemplo,
na sobrevivência dos micro-organismos ali presentes. Além da mudança
no pH, também houve um aumento na turbidez, na cor aparente e na
cor verdadeira.
Figura 1 – Jar-test com o extrato de chá verde
Fonte: Acervo próprio.
A turbidez de um líquido diz respeito à interferência na passa-
gem da luz através da amostra, e é causada pela presença de partículas
sólidas em suspensão com diâmetro superior a 1 µm, tais como, argila,
silte, plâncton, algas, substâncias orgânicas ou inorgânicas (BRASIL,
2014a; SOUZA, 2007; TCHOBANOGLUS; BURTON; STENSEL, 2003).
A turbidez observada nos jarros de 1 a 4, quando comparada
48 Capítulo 5. Resultados e discussão
aos jarros 5 e 6, é superior. Os jarros 1 e 2 possuem concentrações
menores de extrato e, consequentemente, turbidez mais baixa, enquanto
os jarros 3 e 4 possuem valores elevados, próximo dos 800 uT. Visto que
a água utilizada para as amostras é destilada e, com isso, apresenta baixa
turbidez, esses resultados indicam a presença de partículas em suspensão
resultantes da adição do extrato na água. Os resultados confirmam o
que foi observado no laboratório, pois as soluções com extrato exigiam
constante agitação para evitar a sedimentação do extrato no fundo
dos jarros. Ainda assim, os jarros 5 e 6 também apresentaram valores
elevados de turbidez quando comparados aos valores do padrão de
potabilidade da Portaria de Consolidação no 5 de 2017, que estabelece
o valor máximo permitido varia com o tratamento empregado, sendo
de 0,5 uT para filtração rápida e 1,0 para filtração lenta (BRASIL,
2017). Tal situação se deve à elevada concentração de micro-organismos,
juntamente com meio de cultura em que as bactérias cresceram antes de
realizar a inoculação, que causou aumento visível na turbidez da água.
A cor de um líquido é provocada por partículas em suspensão
fina ou partículas dissolvidas com tamanho inferior a 1 µm, podendo
ser de origem orgânica, como húmus, ou mineral, como, por exemplo,
metais (BRASIL, 2014a; SOUZA, 2007). Com respeito à coloração
da água, diferencia-se a cor aparente, que é aquela apresentada por
uma amostra sem filtração, da cor verdadeira, realizada com a amostra
filtrada. Esta, é analisada após a filtração ou centrifugação da amostra,
de forma a remover as partículas em suspensão fina e medir apenas a
cor causada pelas partículas dissolvidas. Os resultados apresentados
para cor aparente foram elevados, inclusive para os jarros 5 e 6, devido
à elevadaconcentração de micro-organismos. O valor máximo permitido
pela Portaria de Consolidação no 5 de 2017 para cor aparente é de 15 uH,
ainda inferior aos valores de cor observados nos controles, que sofreram
aumento por conta da presença de micro-organismos e do meio de
cultura (BRASIL, 2017). A cor verdadeira, apesar de mais baixa do que
a cor aparente, ainda assim se manteve elevada. A filtração da amostra
removeu as partículas em suspensão, incluindo as bactérias. Portanto,
5.1. Extrato de chá verde 49
o valor de cor verdadeiro apresentado nos controles corresponde à cor
adicionada pelo meio de cultura. A adição do extrato na água alterou
significativamente sua coloração, tornando-a marrom esverdeada, sendo
mais intensa nos jarros 3 e 4.
50
C
apítulo
5.
R
esultados
e
discussão
Tabela 5 – Resultados análises físico-químicas com o GTE
Jarro Temperatura pH início pH final Turbidez Cor aparente Cor verdadeira
(ºC) (uT) (Pt-co) (Pt-co)
1 23 3,42 4,27 186 3504 2239
2 22 3,45 4,28 221 3897 2095
3 22 3,15 3,69 815 além do limite 3986
4 22 3,16 3,77 782 4488 2067
5 22 6,05 6,22 8,23 399 16
6 22 6,01 6,20 8,28 405 18
Jarros 1 e 2: 2 mg/mL; Jarros 3 e 4: 5 mg/mL; Jarros 5 e 6: controle
5.1. Extrato de chá verde 51
5.1.2 Análises microbiológicas
5.1.2.1 Escherichia coli
As concentrações médias de E. coli ao longo do tempo para
cada jarro são apresentadas na tabela 7 e ilustradas na figura 2. As
equações das retas de tendência, coeficiente de determinação (R2) e o
T90 para cada jarro são apresentados na tabela 6.
Os resultados para as duplicatas, de acordo com cada concen-
tração de extrato, se mostraram semelhantes. Os valores para os jarros
1 e 2, assim como para os jarros 3 e 4, foram similares e as retas nos
gráficos também se mantiveram próximas. Os valores com maior varia-
ção observados nas duplicatas foram no tempo 10 minutos. Quanto aos
valores do coeficiente de determinação, os resultados foram satisfatórios,
exceto pelo jarro 5, que teve valor mais baixo.
O T90 representa o tempo necessário para a redução de 1 log10
na concentração de um micro-organismo. Os valores de T90 obtidos
são similares para cada duplicata e mostram o efeito da aplicação de
diferentes concentrações de GSE na E. coli. Enquanto os jarros de menor
concentração (1 e 2) resultaram num T90 na faixa de 2,4 horas, os jarros
de maior concentração (3 e 4) resultaram num T90 de 1,5 horas, e os
controles de 3,4 até 4 horas.
Tabela 6 – Equação das retas, coeficiente de determinação (R2) de
Escherichia coli e T90 com o GTE
Jarro Equação R2 T90 (horas)
1 −7,63×10−3x+7,14 0,905 2,2
2 −6,75×10−3x+7,05 0,712 2,5
3 −0,0105∗x+7,11 0,959 1,5
4 −0,0111∗x+7,07 0,867 1,5
5 −4,27×10−3x+7,04 0,375 4,0
6 −4,96×10−3x+7,11 0,941 3,4
Jarros 1 e 2: 2 mg/mL; Jarros 3 e 4: 5 mg/mL; Jarros 5 e 6: controle
52 Capítulo 5. Resultados e discussão
Figura 2 – Concentração de Escherichia coli ao longo do tempo com o
GTE
0 20 40 60 80 100 120
Tempo (min)
5.50
5.75
6.00
6.25
6.50
6.75
7.00
7.25
7.50
C
on
ce
nt
ra
çã
o
(l
og
1
0
)
Jarro 1 (2mg/mL)
Jarro 2 (2mg/mL)
Jarro 3 (5mg/mL)
Jarro 4 (5mg/mL)
Jarro 5 (controle)
Jarro 6 (controle)
Fonte: elaborado pela autora.
5.1.
E
xtrato
de
chá
verde
53
Tabela 7 – Concentração média de Escherichia coli com o GTE para cada jarro
Tempo Jarro 1 Jarro 2 Jarro 3 Jarro 4 Jarro 5 Jarro 6
(min) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL)
0 1,17E+07 1,17E+07 1,17E+07 1,17E+07 1,17E+07 1,17E+07
10 1,13E+07 1,50E+07 1,40E+07 5,94E+06 3,74E+06 1,09E+07
20 1,52E+07 1,04E+07 7,97E+06 1,31E+07 1,66E+07 9,58E+06
40 5,11E+06 2,97E+06 4,34E+06 5,30E+06 1,12E+07 9,53E+06
60 5,03E+06 3,28E+06 2,21E+06 1,41E+06 6,70E+06 7,55E+07
120 1,69E+06 2,39E+06 8,15E+05 6,20E+05 2,75E+06 2,89E+06
Remoção (log10) 0,84 0,69 1,16 1,28 0,63 0,61
Jarros 1 e 2: 2 mg/mL; Jarros 3 e 4: 5 mg/mL; Jarros 5 e 6: controle
54 Capítulo 5. Resultados e discussão
A partir dos dados de cada jarro, foi calculada a concentração
média de E. coli para cada concentração de extrato, sendo os jarros 1 e
2 referentes à concentração 1, de 2 mg/mL, e os jarros 3 e 4 referentes
à concentração 2, de 5 mg/mL (tabela 8). As remoções em log10 para o
tempo de contato de 120 minutos também são apresentadas na tabela 8.
Os resultados foram plotados na figura 3. Os coeficientes de determinação
e as equações das retas são apresentados na tabela 9.
Tabela 8 – Concentração média de Escherichia coli com o GTE
Tempo Concentração 1 Concentração 2 Controle
(min) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL)
0 1,17E+07 1,17E+07 1,17E+07
10 1,31E+07 9,95E+06 7,30E+06
20 1,28E+07 1,05E+07 1,31E+07
40 4,04E+06 4,82E+06 1,04E+07
60 4,16E+06 1,81E+06 7,13E+06
120 2,04E+06 7,18E+05 2,82E+06
Remoção (log10) 0,76 1,21 0,62
Concentração 1: 2 mg/mL; Concentração 2: 5 mg/mL
Tabela 9 – Equação das retas e coeficiente de determinação (R2) de
Escherichia coli finais com o GTE
Concentração Equação R2 T90 (horas)
1 (2 mg/mL) −7,16×10−3x+7,1 0,858 2,4
2 (5 mg/mL) −0,0109x+7,1 0,950 1,6
Controle −4,84×10−3x+7,1 0,769 3,5
A remoção média de E. coli encontrada para a concentração de
2 mg/mL foi de 0,76 log10 e para a concentração de 5 mg/mL foi de 1,21
log10. É possível observar, na figura 2, que as retas da concentração 1 se
mostram bem distintas das retas da concentração 2, sendo perceptível
como os jarros das duplicatas apresentaram resultados semelhantes uns
5.1. Extrato de chá verde 55
Figura 3 – Concentração média de Escherichia coli ao longo do tempo
com o GTE
0 20 40 60 80 100 120
Tempo (min)
5.50
5.75
6.00
6.25
6.50
6.75
7.00
7.25
7.50
C
on
ce
nt
ra
çã
o
(l
og
1
0
)
Concentração 1 (2mg/mL)
Concentração 2 (5mg/mL)
Controle
Fonte: elaborado pela autora.
dos outros e ao mesmo tempo diferentes das outras duplicatas. Essa
distinção no gráfico pode indicar como a diferença da concentração de
extrato empregada tem influência no decrescimento de E. coli, sendo a
maior concentração responsável pela maior redução da bactéria. Esses
resultados corroboram os valores de T90 apresentados na tabela 9, que
mostram o maior valor para o controle, seguido da concentração 1 e,
por último, a concentração 2. A concentração 2 (5 mg/mL) possui o
menor T90 de E. coli, necessitando de 6,4 horas para decair 4 log10,
valor recomendado pelo manual de requerimentos de desinfecção de
água para abastecimento da Agência de Proteção Ambiental (EPA) de
1991.
Reygaert e Jusufi (2013) testaram a inibição do GTE em dife-
rentes cepas de E. coli isoladas de UTIs e mostraram que o extrato tem
efeito inibitório e que concentrações de até 4 mg/mL inibiram 99% das
56 Capítulo 5. Resultados e discussão
cepas analisadas. Os testes de mínima concentração inibitória (MIC)
são conduzidos de forma diferente dos testes do presente estudo, o que
poderia explicar a diferença nos resultados. O MIC é feito com placas de
ágar onde são inoculadas bactérias e colocados discos com antibióticos
e/ou inibidores de crescimento para verificar se existe alguma alteração
no padrão de crescimento e na formação de colônias. Com concentração
de 4 mg/mL, Reygaert e Jusufi (2013) obtiveram resultados de inibição,
enquanto o presente estudo, com concentração de 5 mg/mL, obteve uma
redução de 1,21 log10.
Cho et al. (2007) testaram o efeito dos polifenóis do chá verde
em E. coli ao longo do tempo e, a partir de uma concentração inicial
de 107 UFC/mL, não detectaram nenhuma colônia em 30 horas de
experimento, utilizando uma concentração de 5 mg/mL e em 18 horas
com 10 mg/mL de GTE. O estudo mostrou que os resultados de unidades
formadoras de colônia (UFC) de E. coli decresceram gradualmente em
função do tempo de contato e as taxas de remoção foram proporcionais
às concentrações empregadas. Além disso, identificaram modificações nos
ácidos graxos da membrana celular das culturas após o tratamento com
os polifenóis, e análises feitas com microscopia eletrônica de varredura
mostraram perfurações e modificações nas formas das células. O extrato
utilizado era composto principalmentepor EGCG, representando 50%
da composição, ao qual foi atribuído a atividade antibacteriana contra
E. coli. O extrato utilizado no presente estudo contém apenas 15%
de EGCG, composto relacionado a atividade antibacteriana no estudo
de Cho et al. (2007). A diferença na concentração do polifenol pode
ser responsável pela diferença nos resultados obtidos. Além disso, os
tempos de contato analisados no estudo de Cho et al. (2007) foram mais
duradouros, chegando até 30 horas, enquanto o presente estudo analisou
até somente 2 horas de contato. Utilizando o T90 pode-se estimar que
para a mesma redução em log10 obtida por (CHO et al., 2007) em 30
horas com 5 mg/mL de GTE, seria obtida com a mesma concentração
de extrato em cerca de 11,20 horas.
A eficácia do extrato de chá verde na redução e controle da E.
5.1. Extrato de chá verde 57
coli foi comprovada por Reygaert e Jusufi (2013) e Cho et al. (2007). Cho
et al. (2007) obtiveram melhor eficácia utilizando a mesma concentração,
porém aumentando o tempo de contato do extrato. Observando a figura
3, percebe-se que há um potencial de redução da concentração da E. coli
ao longo do tempo, o que é confirmado pelos valores de T90 apresentados
na tabela 9. Portanto, caso houvesse deixado o extrato agindo por mais
tempo, poderia haver maior redução na concentração. Como Cho et
al. (2007) verificaram que a diminuição na concentração da E. coli
é proporcional à concentração de extrato empregado, para obter um
resultado satisfatório num período de tempo menor, seria necessário
empregar uma maior quantidade de extrato.
5.1.2.2 Salmonella
Os dados de concentração média da Salmonella ao longo do
tempo em contato com o GTE são apresentados na tabela 11 e também
são ilustrados na figura 4. Os valores das equações das retas de tendência
de redução, assim como os valores dos coeficientes de determinação são
apresentados na tabela 10.
Os resultados de concentração de Salmonella apresentaram
as maiores diferenças entre as duplicatas no tempo 10 minutos para
todos os jarros. No tempo 20 minutos para os controles, jarros 5 e 6,
e também no tempo 60 minutos para os jarros 1 e 2 os resultados se
mostraram fora da faixa esperada, quando comparados com os tempos
anteriores e posteriores. Isso aconteceu por problemas de baixa diluição
das amostras na hora de fazer as placas, o que diminuiu a precisão do
resultado. Portanto, esses valores foram desconsiderados nos cálculos.
Quanto aos valores do coeficiente de determinação, os resultados foram
satisfatórios, exceto pelo jarro 1, que teve valor mais baixo.
58 Capítulo 5. Resultados e discussão
Figura 4 – Concentração de Salmonella ao longo do tempo com o GTE
0 20 40 60 80 100 120
Tempo (min)
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
C
on
ce
nt
ra
çã
o
(l
og
1
0
)
Jarro 1 (2mg/mL)
Jarro 2 (2mg/mL)
Jarro 3 (5mg/mL)
Jarro 4 (5mg/mL)
Jarro 5 (controle)
Jarro 6 (controle)
Fonte: elaborado pela autora.
Tabela 10 – Equação das retas e coeficiente de determinação (R2) de
Salmonella com o GTE
Jarro Equação R2
1 −4,97×10−3x+6,78 0,411
2 −5,90×10−3x+6,95 0,590
3 −9,44×10−3x+6,91 0,765
4 −7,47×10−3x+6,76 0,611
5 −8,05×10−3x+7,23 0,714
6 −7,23×10−3x+6,87 0,660
Jarros 1 e 2: 2 mg/mL; Jarros 3 e 4: 5 mg/mL; Jarros
5 e 6: controle
5.1.
E
xtrato
de
chá
verde
59
Tabela 11 – Concentração média de Salmonella com o GTE
Tempo Jarro 1 Jarro 2 Jarro 3 Jarro 4 Jarro 5 Jarro 6
(min) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL)
0 1,65E+07 1,65E+07 1,65E+07 1,65E+07 1,65E+07 1,65E+07
10 3,33E+06 9,91E+06 7,86E+06 3,06E+06 2,74E+07 4,30E+06
20 2,41E+06 2,98E+06 2,58E+06 3,17E+06 - -
40 3,65E+06 4,25E+06 2,96E+06 1,70E+06 5,74E+06 3,04E+06
60 - - 1,39E+06 1,68E+06 2,70E+06 1,57E+06
120 1,78E+06 2,12E+06 8,58E+05 1,03E+06 2,78E+06 1,50E+06
Remoção (log10) 0,97 0,89 1,28 1,21 0,77 1,04
Jarros 1 e 2: 2 mg/mL; Jarros 3 e 4: 5 mg/mL; Jarros 5 e 6: controle
60 Capítulo 5. Resultados e discussão
Utilizando os dados de cada duplicata, foi feita a concentração
média de S. enterica para cada concentração de extrato ao longo do
tempo e também foi calculada a remoção em log10 para o tempo total de
contato de 120 minutos (tabela 12). Os resultados das concentrações de
Salmonella ao longo do tempo são ilustrados na figura 5 e as equações
das retas e os coeficientes de determinação são apresentados na tabela
13.
Tabela 12 – Concentração média de Salmonella com o GTE
Tempo Concentração 1 Concentração 2 Controle
(min) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL)
0 1,65E+07 1,65E+07 1,65E+07
10 6,62E+06 5,46E+06 1,58E+07
20 2,70E+06 2,88E+06 -
40 3,95E+06 2,33E+06 4,39E+06
60 - 1,54E+06 2,13E+06
120 1,95E+06 9,42E+05 2,14E+06
Remoção (log10) 0,93 1,24 0,89
Concentração 1: 2 mg/mL; Concentração 2: 5 mg/mL
Tabela 13 – Equação das retas e coeficiente de determinação (R2) finais
de Salmonella com o GTE
Concentração Equação R2
1 (2 mg/mL) −5,61×10−3x+6,88 0,551
2 (5 mg/mL) −8,59×10−3x+6,85 0,742
Controle −8,11×10−3x+7,12 0,764
A remoção média de Salmonella para a concentração de 2
mg/mL foi de 0,93 log10 e para a concentração de 5 mg/mL foi de 1,24
log10.
A comparação dos resultados de redução da concentração de
Salmonella se torna mais complicada porque nenhum trabalho pare-
5.1. Extrato de chá verde 61
Figura 5 – Concentração média de Salmonella ao longo do tempo com
o GTE
0 20 40 60 80 100 120
Tempo (min)
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
C
on
ce
nt
ra
çã
o
(l
og
1
0
)
Concentração 1 (2mg/mL)
Concentração 2 (5mg/mL)
Controle
Fonte: elaborado pela autora.
cido foi encontrado. Portanto, serão feitas comparações com aqueles
encontrados, mesmo que conduzidos de forma diferente.
Kristanti e Punbusayakul (2009) testaram a infusão de chá
verde em suco de melancia na concentração de 175 mg/mL e a bactéria
S. typhimurium baixou sua concentração de 8 log UFC/mL para zero em
5 dias de experimento. Apesar do meio utilizado ser suco de melancia
e não água destilada, houve a redução da concentração da bactéria
até não ser mais detectada pelas análises. A concentração utilizada foi
superior a concentração de chá verde utilizada no presente estudo. Além
disso, o tempo de contato de 5 dias é superior ao tempo de contato
utilizado neste trabalho, de 2 horas. Esses motivos podem justificar a
diferença nos resultados obtidos.
Alguns pesquisadores também testaram a inibição dos com-
62 Capítulo 5. Resultados e discussão
postos fenólicos do chá verde. Yoda et al. (2004) testaram a EGCG e
obtiveram um MIC de 800 µg/mL para a Salmonella typhi e Si et al.
(2006) testaram o EGCG e o ECG e obtiveram MIC de 496 µg/mL e
787 µg/mL, respectivamente, para a S. Typhimurium. O EGCG é um
composto que já foi relacionado à capacidade antimicrobiana do GTE
(CHO et al., 2007). Utilizar os compostos fenólicos puros permite que a
concentração adicionada às bactérias seja inferior. Portanto, as mínimas
concentrações inibitórias foram baixas e inferiores às concentrações
utilizadas no presente estudo.
Há a comprovação da ação do extrato de chá verde e de com-
postos deste contra a bactéria Salmonella (KRISTANTI; PUNBUSAYA-
KUL, 2009; YODA et al., 2004; SI et al., 2006). Entretanto, além das
concentrações utilizadas serem superiores, o tempo de contato foi maior.
Para garantir uma maior eficiência de redução também é importante
verificar a composição do extrato, de modo a garantir uma grande por-
centagem de EGCG, composto relacionado à capacidade antibacteriana
(CHO et al., 2007).
5.2 EXTRATO DE SEMENTE DE UVA
5.2.1 Análises físico-químicas
O GSE foi adicionado à água destilada em concentrações de
3 mg/mL nos jarros 1 e 2, e 5 mg/mL nos jarros 3 e 4. A mistura
alterou visivelmente a aparência da água, tornando-a mais turva e com
coloração forte, tendendo a um roxo escuro amarronzado. Os resultados
das análises dos parâmetros físico-químicos são mostrados na tabela 14
e na figura 6.
A medição do pH foi realizada tanto no início do experimento
quanto no final. Houve uma redução deste quando comparado com a
água destilada pura, porém a redução nãofoi tão alta quanto com o
GTE. Além disso, no final do experimento o pH subiu da faixa de 4,1
para a faixa de 4,5. Essa alteração quando comparada à faixa de pH
recomendada para o consumo humano pela Portaria de Consolidação
5.2. Extrato de semente de uva 63
Figura 6 – Jar-test com o extrato de chá verde
Fonte: Acervo próprio.
no 5 de 2017, de 6,0 a 9,5, se mostra inferior (BRASIL, 2017). Outros
parâmetros que se mostraram bastante alterados pela adição do GSE
foram a turbidez, cor aparente e cor verdadeira.
A turbidez das soluções obteve valores elevados, principalmente
nos jarros 3 e 5, que possuem a maior concentração do GSE, evidenciando
a quantidade de partículas em suspensão na água. Quando comparados
aos resultados de turbidez do GTE, os resultados na faixa de 700 uT
do GTE são os correspondentes aos jarros de maior concentração, 3 e 4,
enquanto no GSE são os de menor concentração, 1 e 2. Esse aumento
na turbidez altera significativamente a qualidade da água, mostrando-se
superior ao valor máximo permitido na Portaria no 5 de 2017, de 0,5
uT para filtração rápida e 1,0 uT para filtração lenta, sendo superado
inclusive pelos jarros de controle, 5 e 6 (BRASIL, 2017).
Os resultados de cor aparente dos jarros de 1 a 4 não puderam
ser verificados visto que seus valores estavam além do que o aparelho
é capaz de detectar, sendo somente possível executar a medição para
os jarros de controle, 5 e 6. Estes se mostraram um pouco acima do
resultado obtido para o GTE, mas com pouca alteração. Após a filtração
das amostras, foi feita a medição da cor verdadeira. Os resultados de cor
verdadeira foram também bastante elevados, variando da faixa de 2700
para os jarros 1 e 2, e 4300 para os jarros 3 e 4. Quando comparados aos
64 Capítulo 5. Resultados e discussão
valores de potabilidade de água para consumo humano estabelecidos
na Portaria de Consolidação no 5 de 2017, de 15 uH, os valores para
os jarros 1 e 2 são 180 vezes maior e para os jarros 3 e 4 são 280 vezes
maior (BRASIL, 2017).
Su e D’Souza (2013) analisaram a alteração na cor de alfaces e
pimentões logo após o tratamento com GSE e também após 5 dias e
verificaram que não houve alteração significativa na cor dos alimentos.
Ahn, Grün e Mustapha (2004) testaram o efeito do GSE na cor da
carne, mostrando que houve alterações nos parâmetros de cor analisados
e, após refrigeração, houve um aumento no pigmento vermelho, que
se manteve após 9 dias de refrigeração. Sivarooban, Hettiarachchy e
Johnson (2008) avaliaram a influência da cor do GSE na proteína de soja
e verificaram que houve alterações significativas nas cores com relação
ao controle. A alteração de cores pode ser causada pela presença de
antocianinas no extrato de semente de uva (AHN; GRÜN; MUSTAPHA,
2004).
Os resultados dos 3 últimos parâmetros analisados – turbidez,
cor aparente e cor verdadeira – quando comparados com os resultados
do GTE indicam a quantidade de partículas em suspensão existente nas
soluções com GSE. Durante o procedimento de preparação das soluções
com esse extrato, a incorporação do extrato na água se mostrou mais
difícil, da mesma forma, o mantenimento dos sólidos em suspensão
durante o experimento com o jar-test se mostrou dificultoso. Durante a
etapa de preparação das amostras para as análises de cor verdadeira,
foi trabalhoso fazer a filtração pois os filtros colmatavam rapidamente
quando comparados à solução de GTE.
5.2.
E
xtrato
de
sem
ente
de
uva
65
Tabela 14 – Resultados análises físico-químicas com o GSE
Jarro Temperatura pH início pH final Turbidez Cor aparente Cor verdadeira
(ºC) (uT) (Pt-co) (Pt-co)
1 20 4,18 4,69 779 além do limite 2805
2 20 4,16 4,74 731 além do limite 2698
3 20 4,13 4,48 1200 além do limite 4323
4 20 4,20 4,49 1246 além do limite 4466
5 20 6,05 6,03 8,38 544 16
6 20 6,03 6,03 8,20 573 18
Jarros 1 e 2: 3 mg/mL; Jarros 3 e 4: 5 mg/mL; Jarros 5 e 6: controle
66 Capítulo 5. Resultados e discussão
5.2.2 Análises microbiológicas
5.2.2.1 Escherichia coli
Os resultados das concentrações de Escherichia coli empregando
o GSE como possível agente desinfetante se mostraram, em sua maior
parte, estáveis ao longo do tempo. Os valores médios de E. coli para
cada jarro ao longo do tempo são apresentados na tabela 15 e ilustrados
na figura 7. As equações das retas de tendência e os coeficientes de
determinação são apresentados na tabela 16.
Os valores de concentração média de E. coli para as duplicatas,
de acordo com cada concentração, foram parecidos para todos os tempos.
A maior variação vista foi no tempo 10 minutos, para os jarros 1 e
2, e no tempo 20 minutos para os jarros 3 e 4. Apesar dos dados
das duplicatas estarem próximos em cada tempo analisado, os pontos
no gráfico, apresentado na figura 7, mostram como não existe uma
distinção perceptível entre as duplicatas de menor concentração do
extrato (jarros 1 e 2) para as duplicatas de maior concentração (3 e
4). A diferença é apenas perceptível quando comparada aos controles,
que possuem inclinação da reta positiva, mostrando um crescimento
ao longo do tempo. Já nos jarros 1 a 4, apesar de haver um leve
decrescimento no tempo 10 minutos, há um crescimento posterior, e
depois é observada a estabilidade nas concentrações ao longo do tempo.
Quanto aos coeficientes de determinação das retas, exceto pelo jarro 4,
todos se mostraram baixos, colocando em evidência a não linearidade
entre a concentração das bactérias e o tempo.
5.2.
E
xtrato
de
sem
ente
de
uva
67
Tabela 15 – Concentração média de Escherichia coli com o GSE
Tempo Jarro 1 Jarro 2 Jarro 3 Jarro 4 Jarro 5 Jarro 6
(min) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL)
0 5,25E+06 5,25E+06 5,25E+06 5,25E+06 5,25E+06 5,25E+06
10 4,24E+06 2,30E+06 5,92E+06 4,59E+06 2,56E+06 1,44E+06
20 6,48E+06 4,67E+06 7,41E+06 3,80E+06 2,65E+06 3,02E+06
40 6,45E+06 6,65E+06 8,81E+06 6,59E+06 1,09E+06 8,96E+06
60 3,50E+06 3,82E+06 3,03E+06 3,02E+06 9,32E+06 8,78E+06
120 3,79E+06 3,30E+06 3,80E+06 2,60E+06 7,65E+06 5,46E+06
Remoção (log10) 0,14 0,20 0,14 0,30 -0,16 -0,02
Jarros 1 e 2: 3 mg/mL; Jarros 3 e 4: 5 mg/mL; Jarros 5 e 6: controle
68 Capítulo 5. Resultados e discussão
Figura 7 – Concentração de Escherichia coli ao longo do tempo com o
GSE
0 20 40 60 80 100 120
Tempo (min)
5.50
5.75
6.00
6.25
6.50
6.75
7.00
7.25
7.50
C
on
ce
nt
ra
çã
o
(l
og
1
0
)
Jarro 1 (2mg/mL)
Jarro 2 (2mg/mL)
Jarro 3 (5mg/mL)
Jarro 4 (5mg/mL)
Jarro 5 (controle)
Jarro 6 (controle)
Fonte: elaborado pela autora.
Utilizando valores apresentados na tabela 15, foi feita a média
das duplicatas a fim de obter os valores médios de concentração (tabela
17). Os valores médios estão plotados na figura 8 e as equações das retas
e coeficientes de determinação estão apresentados na tabela 18.
As variações na concentração de E. coli durante as 2 horas de
experimento foram baixas, o que sugere que praticamente não houve
remoção. Entretanto, o controle teve um aumento na concentração de
bactéria. Portanto, quando comparado o emprego do GSE, em ambas
as concentrações, houve um controle do crescimento, impedindo que o
título da bactéria na água aumentasse.
Baydar et al. (2006) verificaram que em concentrações entre
5 e 10 mg/mL o extrato possui efeito bacteriostático sobre a E. coli, e
em concentrações acima de 25 mg/mL possui efeitos bactericidas. Os
resultados podem explicar porque o título de E. coli se manteve estável
5.2. Extrato de semente de uva 69
Tabela 16 – Equação das retas e coeficiente de determinação (R2) de
Escherichia coli com o GSE
Jarro Equação R2
1 −1,39×10−3x+6,74 0,279
2 −6,24×10−4x+6,64 0,029
3 −2,13×10−3x+6,82 0,290
4 −2,43×10−3x+6,71 0,502
5 3,43×10−3x+6,60 0,305
6 2,90×10−3x+6,54 0,177
Jarros 1 e 2: 3 mg/mL; Jarros 3 e 4: 5 mg/mL; Jarros
5 e 6: controle
Tabela 17 – Concentração média de Escherichia coli com o GSE
Tempo Concentração 1 Concentração 2 Controle
(min) (UFC/mL) (UFC/mL) (UFC/mL)
0 5,25E+06 5,25E+06 5,25E+06
10 3,27E+06 2,25E+06 2,00E+06
20 5,58E+06 5,61E+06 2,83E+06
40 6,55E+06 7,70E+06