Controle do desenvolvimento microbiano nos alimentos I

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Kaliane Oliveira 
Princípios envolvidos na conservação dos alimentos 
 Prevenção ou retardamento da ação microbiana 
(impedindo o acesso, crescimento e atividade 
microbiana); 
 Prevenção ou retardamento da auto 
decomposição (através da destruição ou 
inativação das enzimas que deteriora o 
alimento); 
 Prevenção de injúrias ou machucados. 
Tem como objetivos: 
 Eliminar ou diminuir os riscos à saúde do 
consumidor; 
 Prevenir ou retardar o surgimento de alterações 
indesejáveis nos alimentos. 
Como controlar o desenvolvimento dos MO 
 Remoção através de métodos mecânicos; 
 Manutenção de condições atmosféricas 
desfavoráveis; 
 Temperaturas elevadas; 
 Temperaturas baixas; 
 Desidratação; 
 Uso de conservadores químicos; 
 Irradiação de alimentos; 
 Destruição mecânica dos microrganismos. 
Fatores que afetam a resistência térmica dos MO 
 Água (a resistência térmica das células 
microbianas aumenta com a diminuição da 
umidade); 
 pH (o aumento na acidez ou alcalinidade torna 
mais rápida a destruição pelo calor, mas a 
alteração em direção à acidez é mais eficiente do 
que em direção à alcalinidade; 
 Fase de crescimento (as células na fase 
estacionária tendem a ser mais 
termorresistentes, com o inverso ocorrendo 
durante a fase logarítmica e conforme vai 
avançando na fase ela vai diminuindo ainda 
mais); 
 Carboidratos (protege alguns microrganismos e 
esporos, devido a uma diminuição da Aa, causada 
pelas altas concentrações de açúcar); 
 Temperatura de crescimento (tende a aumentar 
conforme a temperatura ótima de incubação 
aumenta e, para muitos, é mais elevada conforme 
se aproxima da temperatura máxima de 
crescimento); 
 Compostos inibitórios (a presença de inibidores 
microbianos durante o aquecimento, como 
antibióticos termorresistentes e SO2, diminui a 
resistência térmica de MO); 
 Proteínas (efeito protetor sobre os 
microrganismos); 
 Gordura (proteção lipídica – a sua presença 
aumenta a resistência térmica dos 
microrganismos); 
 Números de MO (quanto maior o número de 
microrganismos, maior a quantidade de calor 
necessária para destruí-los); 
 Tempo x temperatura (o tempo necessário para 
a destruição de células e esporos sob 
determinadas condições diminui conforme a 
temperatura aumenta); 
 Sais (alguns sais têm efeito protetor para 
microrganismos, enquanto outros tornam as 
células mais sensíveis ao calor). 
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Resistência/estrutura dos esporos bacterianos 
 Os esporos são os mecanismos de defesa das 
bactérias; 
 Os esporos de termófilos são as formas 
bacterianas que apresentam maior resistência. 
 
EX: exósporo; SC: capas do esporo; CX: córtex; C: 
região central/protoplasto. 
Conceitos básicos para o processamento térmico de 
alimentos envasados 
 Tempo de destruição térmica (TDT): tempo 
necessário para destruir um certo número de 
microrganismos a uma determinada temperatura 
constante por, geralmente, 10 minutos. 
 Valor “D” (razão letal): tempo em minutos para 
que uma determinada temperatura reduza em 
até 90% o número de células ou esporos presentes 
em uma suspensão, ela reflete a resistência a 
uma temperatura específica, ou seja, tempo 
necessário para que a curva de sobreviventes 
atravesse um ciclo logarítmico; 
 Valor “Z”: corresponde ao intervalo da 
temperatura necessária para que a curva da 
destruição térmica atravesse um ciclo 
logarítmico, reflete a resistência relativa a 
diferentes temperaturas, ou seja, corresponde ao 
intervalo da temperatura capaz de provocar uma 
variação de 10 vezes no valor “D”. 
Conhecendo o valor de “Z” pode-se calcular o 
processamento térmico em diversas temperaturas: 
Ex.: se a 60°C por 3,5 minutos (processamento 
térmico adequado) e “Z” = 8, então, 68°C por 0,35 
minutos (10x menos) é equivalente a 52°C por 35 min. 
 Valor “F”: corresponde ao tempo, em minutos, a 
uma determinada temperatura necessário para a 
destruição de esporos ou células vegetativas de 
um microrganismo específico; 
[F0 = D1 (log a – log b)] 
Onde: 
• F0: medida da capacidade de um processamento 
térmico de reduzir o número de esporos ou células 
vegetativas de um microrganismo por 
embalagens; 
• A: número de células da população inicial; 
• B: número de células da população final; 
• D1: tempo necessário e uma temperatura 
constante para destruir 90% dos esporos ou 
células vegetativas. 
Características importantes dos microrganismos 
termófilos 
 
 
Controle dos microrganismos por remoção 
Lavagem: 
Preparo de carnes, frutas e vegetais 
(armazenamento ou consumo). Retira 
microrganismos vindos da poeira e resíduos de 
pesticidas, por exemplo. Pode facilitar a ação 
microbiana por provocar injúrias nos no alimento. 
Sedimentação ou centrifugação: 
A sedimentação é utilizada no tratamento da água 
(não a torna potável). A centrifugação é utilizada na 
indústria do leite (remove a maioria dos esporos). 
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Pouco eficiente porque não remove 
completamente os microrganismos. 
Filtração: 
Único método que remove totalmente os 
microrganismos. É utilizado apenas para líquidos 
(sucos de frutos, cervejas, refrigerantes, vinho, água, 
etc). Os filtros podem ser de carvão ativado, terra 
diatomácea, poliéster, etc. 
Controle dos microrganismos por manutenção em 
condições desfavoráveis 
 Embalagens à vácuo: seleciona microrganismos 
que não resistem em ambientes sem oxigênio; 
 Substituição do ar no espaço livre por CO2 ou 
N2. 
 É um método utilizado, principalmente, para 
o controle de microrganismos aeróbios, como 
exemplares do gênero Bacillus sp. E Staphyococcus 
sp. (embora sejam anaeróbios facultativos, 
desenvolvem-se melhor em condições de aerobiose). 
Controle dos microrganismos por temperaturas 
elevadas 
 Desnaturação de proteínas; 
 Inativação de enzimas. 
Depende: do tipo de MO, do ambiente, da forma do 
MO e do tratamento térmico necessário. 
Pasteurização: 
 Tem a tradicional feita em banho maria e tem 
o pasteurizador em placas, constituído pela 
tubulação, a água, o alimento que tem contato com 
a água e em, seguida sofre uma alta resfriação. Uma 
boa pasteurização é aquela que tem pouco tempo de 
aquecimento e um resfriamento rápido. 
Aplicada em alimentos: 
 Ácidos ou muito ácidos (pH <4,5); 
 Conservados sob refrigeração ou congelamento; 
 Alimentos desidratados; 
 Alimentos concentrados. 
Finalidade: destruição ou redução dos 
microrganismos deteriorantes (vinagre e sucos) e 
causadores de doenças (leite). 
Formação de esporos: Ex.: pasteurização do leite, 
pasteurização de baixa temperatura e a longo tempo 
63/65°C por 30 minutos. 
Microrganismos termodúricos importante: 
Lactobacillus e Streptococcus. 
Esterilização: 
Ocorre destruição de todas as células viáveis ou 
números tão reduzidos que nas condições de envase 
ou armazenamento torna-se insignificante. 
 Termo “esterilização comercial” – nenhum 
microrganismo viável pode ser detectado pelos 
métodos usuais da semeadura. 
Não destrói todos os microrganismos e células de 
microrganismos do alimento. 
Esterilização do leite (tipo longa vida): 
 Processo UHT (ultra alta temperatura – 140 a 
150°C por poucos segundo, utilizando condições 
assépticas de envase; 
 Pode ser armazenado por mais de 2 meses em 
temperatura ambiente. 
Envasamento asséptico 
 O alimento esterilizado e depois colocado, em 
condições assépticas, em embalagem fechada e 
manipulada em condições asséptica. Sem contato 
com o ar; 
 É utilizado materiais flexíveis para as 
embalagens, ex.: cartões de multicamadas 
flexíveis; 
 É mais utilizado para alimentos líquidos, mas não 
apresenta limitações. 
Vantagens: 
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 O emprego de cartões com multicamadas flexíveis 
para a embalagem, em vez de vidro ou metal; 
 Os alimentos não adquirem sabor metálico; 
 O tempo de processamento sofre redução; 
É permitido o uso de membrana filtrante para 
esterilização de certos líquidos; 
 Pode ser utilizado diversos gases para o 
preenchimento do espaço livre. 
Desvantagens: 
 Mais permeável ao oxigênio; 
 Menor rendimento. 
A deterioração ocorre pincipalmente devido ao maior 
contato com o O2. 
Controle dos microrganismos por temperaturas 
baixas 
 
 Principais Mo envolvidos na deterioração dos 
alimentos a baixa temperaturas são bolores e 
leveduras; 
 Quanto menor a temperatura menor será a 
velocidade das reações bioquímicas ou a 
atividade microbiana; 
 A faixa de temperatura mais baixa onde se 
observou o crescimento microbiano em alimentos 
foi de -34°C (levedura). 
Refrigeração (temperatura < 7°C): 
 Alguns patógenos podem se desenvolver ou 
produzir toxinas, porém a maioria não cresce em 
temperaturas abaixo de 4,4°C. Ex.: Clostridium 
botulinum; 
 Nesse caso, os microrganismos de interesse são 
os psicrotróficos e mesmo para eles, quanto 
mais baixa a temperatura, menor a velocidade 
de crescimento. 
Utilização de outros métodos de conservação em 
conjunto: 
 Uso de embalagens à vácuo ou emprego de 
atmosfera modificada (a maioria dos 
psicrotróficos são aeróbicas); 
 Processos de salga, cura ou deformação; 
 Agentes químicos; 
 Tratamento térmico brando. 
O alimento deve ser refrigerado em pequenas 
porções. 
Congelamento: 
 É utilizado temperaturas baixas capazes de 
reduzir ou parar a deterioração microbiana, 
enzimas ou agentes químicos (O2); 
 Os alimentos são congelados com a finalidade de 
prolongar sua vida de prateleira, em relação 
àquela conseguida apenas com a resfriação. 
Características do processo de congelamento dos 
alimentos: 
 É um dos melhores métodos para manter a cor, 
aroma e aparência de muitos alimentos; 
 As soluções aquosas presentes nos alimentos 
apresentam temperatura de congelamento entre 
0 e -10°C; 
 A -10°C a Aa é insuficiente para o crescimento da 
maioria das bactérias. 
Vantagens: 
 Não adiciona nem remove compostos; 
 Não altera o sabor ou aroma; 
 Não altera a digestibilidade; 
 Não causa perda significativa na composição 
nutricional. 
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Desvantagens: 
 Os MO não são destruídos completamente; 
 Esporos e toxinas resistem às baixas 
temperaturas; 
 Necessita de um processamento adequado; 
 Gasto de energia. 
Tipos de congelamento: 
Congelamento rápido: 
 A temperatura é diminuída para 20°C em 30 
minutos, ocorre por imersão direta ou contato 
indireto com corrente de ar frio, dependendo do 
alimento; 
 Formação de pequenos cristais de gelo; 
 Os microrganismos são congelados no interior 
dos cristais; 
 Bloqueio ou supressão do metabolismo dos 
tecidos; 
 Não ocorre adaptação dos microrganismos às 
baixas temperaturas. 
Congelamento lento: 
 A temperatura é atingida por volta de 3 a 72 
horas; 
 Formação de um cristal de gelo muito grande que 
deforma a estrutura física dos tecidos, formando 
exsudados e perda de componentes nutricionais; 
 Quebra da harmonia metabólica dos tecidos; 
 Ocorre a adaptação dos microrganismos; 
Concentração de solutos o que propicia um efeito 
protetor aos microrganismos e maior desidratação 
do alimento. 
Preparo do alimento para o congelamento: 
 Seleção; 
 Lavagem; 
 Branqueamento (imersão de vegetais (frutas e 
hortaliças) em água quente ou no vapor, inativa 
enzimas, fixa a coloração verde, reduz o número 
de microrganismos e retira o ar existente nos 
tecidos das plantas, sendo muito importante o 
binômino tempo x temperatura que varia de 
acordo com a variedade e grau de maturação do 
vegetal, tempo de 2 a 15 minutos a temperatura 
65 a 100°C); 
 Embalagem; 
 Freezer burn (queimadura pelo frio) 
Alimentos já estragados não podem ser processados 
nem a alta e nem a baixas temperaturas. 
Sistemas utilizados no congelamento: 
Mecanismos de transferência do calor: 
 Radiação: ondas eletromagnéticas viajando com 
a velocidade da luz. Ocorre sem a necessidade de 
um condutor (espaço livre); 
 Condução: ocorre dentro de uma substância ou 
entre substâncias que estão em contato físico 
direto. Na condução a energia cinética dos 
átimos e moléculas, ou seja, o calor, é transferida 
por colisões entre átomos e moléculas vizinhas; 
 Convecção: ocorre em líquidos e gases. Consiste 
na transferência de calor dentro de um fluido ou 
gás, através de movimentos de massa do próprio 
fluído ou gás em decorrência da diferença de 
densidade gerada pelo calor; 
 Evaporação; 
 Correntes de ar frio (salas e túneis); 
 Congelador de placas (ocorre através de 
mecanismo de condução); 
 Imersão em líquidos (CO2 e N2)/ congelamento 
criogênico; 
 Pulverização com líquido congelante/ 
congelamento criogênico. 
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Dependerá do tipo de alimento, da velocidade de 
congelamento e dos fatores econômicos envolvidos. 
 Túnel de congelamento: pode ser utilizado pela 
maioria dos alimentos, ele utiliza o ar como 
condutor térmico, é um processo mais lento do 
que a imersão em líquidos congelantes. 
Estabilidade dos alimentos congelados: 
Fatores que afetam a vida de prateleira de um 
alimento congelado: 
 Preparo antes do congelamento; 
 Tipo de embalagem (importante para a 
prevenção da difusão do O2 pela embalagem, 
evitando a rancidez e oxidação, se adicionado 
antioxidantes e, evita também perdas de 
umidade); 
 Temperaturas (congelamento, armazenamento, 
transporte, etc), a velocidade do congelamento e 
as flutuações da temperatura; 
 Condições de descongelamento – quanto mais 
rápido, maior o número de MO sobreviventes. 
 
Efeitos do congelamento sobre os microrganismos: 
 De acordo com a espécie ou até mesmo cepas de 
uma mesma espécie, alguns MO morrem 
imediatamente após o congelamento (devido a 
injúria); 
 Destruição de protozoário em temperaturas 
abaixo de -10°C; 
 Esporos e toxinas não são destruídos; 
 Salmonelas são menos resistentes do que S. 
aureus e células vegetativas de Costrídios; 
 As células que permanecem viáveis irão morrer 
gradativamente à medida que o congelamento 
permanece; 
 São fatores importantes na manutenção da 
viabilidade dos MO: tipo e congelamento 
empregado, a composição do alimento e o 
período de armazenamento. 
Fenômenos que ocorrem durante o congelamento 
dos alimentos que afetam os MO: 
 
 
 
Efeitos do descongelamento sobre os 
microrganismos: 
 Repetidos processos de descongelamento 
destroem as células bacterianas e o alimento – 
provoca mais injúrias; 
 Quanto mais rápido for o descongelamento, 
maior será o número de células sobreviventes. 
Forma segura: descongelamento de pelas pequenas e 
em temperatura congelada. 
Controle dos MO por desidratação 
 É o método mais antigo de conservação dos 
alimentos, está baseado na necessidade de água por 
microrganismos (retirar a água limita o 
crescimento de MO) e enzimas. 
Quando usar: 
 Prevenir as alterações químicas ou físicas 
induzidas ou auxiliadas pela umidade; 
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 Menores custos com embalagem, armazenamento 
e transporte (por diminuir o volume); 
 Remoção da umidade adicionada durante o 
processamento; 
 Reaproveitamento de produtos; 
 Preparação de produtos para processos que 
requeiram matéria-prima desidratada. 
Classificação Umidade Aa Alimentos 
Alimentos 
secos, 
desidratados 
ou de baixa 
umidade 
(LMF) 
<25% <0,60 Alimentos 
tradicionalmente 
secos e 
liofilizados 
Alimentos 
com umidade 
intermediária 
(IMF) 
15 – 50% 0,60 – 0,85 São adicionados 
outros fatores 
como 
conservadores 
e/ou embalagens 
em anaerobiose 
Sistemas de secagem: 
Natural: 
 Exposição ao sol e ao evento; 
 Possível apenas em regiões de clima quente e 
seco, no inverno é inviável; 
 Carnes, peixes, café, uvas, coco, etc. 
Controlada: 
 Empregada para reduzir o conteúdo de umidade 
de várias colheitas a níveis aceitáveis parao 
armazenamento. 
Pode ser por: 
 Ar quente – vegetais; 
 Spray drying – líquidos e semilíquidos. 
Técnica de liofilixação: 
 É o método mais brando de desidratação tanto 
para alimentos como para MO; 
 Conserva as características dos MO; 
 Bactérias Gram-positivas como Pseudomonas, 
Escherichia e Vibrio não sobrevivem tão bem 
quanto cocos, esporos bacterianos e fungos. 
Ocorre em duas etapas – congelamento e 
desidratação por sublimação: 
 Primeiro ocorre o congelamento do alimento para 
que a água fique presa; 
 Depois coloca vácuo (facilita a sublimação) e 
promove um aumento gradativo da temperatura. 
Isso permite que a água congelada no material 
passe diretamente da fase sólida a gás, sem 
degradar as propriedades nutritivas dos 
alimentos. 
Efeitos da desidratação sobre os microrganismos: 
 Poucos microrganismos são destruídos 
(sobrevivem esporos bacterianos, fungos e 
parasitas), mas eles não conseguem se 
multiplicar sem água; 
 Más práticas de processamento ou matéria-
prima de má qualidade pode levar ao isolamento 
de MO; 
 Muitos MO são destruídos durante etapas 
anteriores de preparo (branqueamento, cocção, 
congelamento); 
Microrganismo Necessidade de Aa 
Bactérias > 0,90 
Fungos Entre 0,60 e 0,85 
 Abaixo de 0,70 a deterioração já é considerada 
muito difícil; 
 Entre 0,60 e 0,62 pode haver desenvolvimento de 
leveduras osmofílicas; 
 Dentre os bolores (microrganismo mais perigoso 
nos alimentos desidratados por apresentarem 
menor Aa) que crescem em alimentos o mais 
comum é o Aspergillus. 
Estabilidade dos alimentos desidratados: 
 Deve ter um controle da umidade relativa (UR) do 
ambiente de armazenamento; 
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 Embalagens adequados (não permeável ao O2). 
Deterioração química: 
 Alimentos gordurosos desidratados – 
rancificação; 
 Alimentos ricos em açúcar redutores (glicose, 
frutose, lactose) – escurecimento não enzimático 
ou reação de Mailard; 
 Perda de vitamina C nos vegetais. 
Algumas medidas que podem minimizar esses 
problemas: 
 Manter a umidade a mais baixa possível; 
 Reduzir ao máximo o conteúdo de açúcares 
redutores; 
 Uso de SO2 antes da desidratação protegendo a 
vitamina C e o escurecimento – aceptor de 
radical livre. 
Controle dos microrganismos por radiação 
Radiação é um processo físico de emissão e 
propagação de energia por intermédio de fenômenos 
ondulatórios (energia que se propaga de um ponto 
para o outro no espaço) ou através de partículas 
dotadas de energia cinética (energia que se propaga 
em meio material). Aplicada nos alimentos tem a 
finalidade de esterilizar ou preservar os alimentos da 
destruição por microrganismos, efeitos fisiológicos, 
parasitas, insetos e outras pragas. 
Radiação não ionizante ou ultravioleta (UV): 
Atua em nível superficial (bactericida), com a 
finalidade de descontaminação do ar ambiente, 
esterilização superficial da água e de 
equipamentos. Na indústria de alimentos é muito 
utilizado nas áreas de processamento, 
esterilização o de embalagens, etc. 
Método: 
 Lâmpadas de argônio-mercúrio (indicada para 
pequenas áreas); 
 Lâmpadas de mercúrio-quartzo (indicada para 
áreas maiores com funcionamento sob pressão). 
Vantagens: 
 Não confere sabores indesejáveis ao alimento; 
 Não apresenta efeito residual. 
Não fica radiação no alimento. 
Desvantagens: 
 Custo elevado devido ao alto consumo de 
energia; 
 Eficiência decresce com o tempo de utilização 
(trocadas a cada 6 meses). 
Radiação ionizante: 
Tem um elevado nível de energia, alto poder de 
penetração e ação letal em nível celular, com a 
finalidade de eliminação de microrganismos 
patológicos e redução dos deteriorantes, retardo 
no processo natural de decomposição, inibição de 
brotamentos, desinfestação e maior durabilidade 
desses alimentos. Nos alimentos, é retratada como 
um processo físico de tratamento que consiste em 
submeter o alimento, já embalado ao a granel, a 
doses controladas de radiação ionizante, com 
finalidades sanitárias, fitossanitária ou 
tecnológica. 
Radiação ionizante: qualquer radiação que ioniza 
átomos de materiais a ela submetidos. 
Métodos ou fontes radiações: 
 Isótopos radioativos emissores de radiação 
gama: Cobalto 60 e Césio 137; 
 Raios X gerados por máquinas que trabalham 
com energias de até 5 MeV; 
 Elétrons acelerados gerados por máquinas que 
trabalham com energias de até 10 MeV. 
Segundo a OMS são considerados doses seguras em 
alimentos as irradiações até 10KGy, de acordo com 
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a intensidade da irradiação ionizante os 
tratamentos podem ser subdivididos em: 
Radurização: 
 Consiste em tratamentos de baixa intensidade; 
 Associados a outros processos de conservação; 
 Finalidade: inibir brotamentos, retardar a 
maturação e deterioração de produtos vegetais, 
controlar infestações por insetos e ácaros. 
Radiopasteurização ou radiciações: 
 Doses intermediárias; 
 Finalidade: controlar ou eliminar determinados 
patógenos nos alimentos (objetivo semelhante ao 
da pasteurização); 
 É utilizada na pasteurização de sucos, carnes 
frescas, massas frescas, etc. 
Radapertização: 
 Doses elevadas de radiação; 
 Finalidade: esterilidades dos alimentos; 
 Em geral utilizada para carnes e pescados. 
 
 
Controle dos microrganismos pelo emprego de 
agentes químicos 
 Conservadores químicos: são substâncias 
adicionadas aos alimentos para prevenir ou 
retardar a deterioração por MO. Alguns tem 
ainda característica de controlar o 
desenvolvimento de MO patogênicos; 
 Não são considerados conservadores químicos: 
sais comuns, açúcares, condimentos, ou 
substâncias provenientes da defumação. 
A eficiência de um conservador químico depende: 
 Da eficiência do conservante; 
 Dos microrganismos contaminantes (diferentes 
MO podem apresentar sensibilidade diferente em 
relação aos conservadores, os quais mostram 
menor eficiência quanto maio a intensidade da 
contaminação); 
 Das condições de armazenamento - tempo e 
temperatura – (a toxicidade, geralmente, 
aumenta proporcionalmente a temperatura); 
 Concentração e tipo de conservante (dever ser 
adequada para a destruição dos MO, uma vez 
que quando reduzida pode inibir ou até estimular 
o crescimento microbiano); 
 Características intrínsecas dos alimentos. 
Características de um bom conservador químico: 
 Baixo nível de toxicidade; 
 Não pode ser carcinogênico; 
 Baixo custo; 
 Solúvel em água; 
 Não produzir características indesejáveis nos 
alimentos. 
Conservadores permitidos pela legislação 
brasileira e a sua classificação: 
1. Ácidos lipofílicos e derivados 
1.1 Ácido benzóico e benzoatos de sódio, potássio e 
cálcio; 
1.2 Ácido sórbico e sorbatos de sódio, potássio e 
cálcio; 
1.3 Ácido propiônico e seus sais de sódio, potássio e 
cálcio; 
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1.4 Ésteres de ácido p-hidróxido benzóico (ácido 
hidroxibenzóico – “Parabens”); 
2. Nitrato e nitritos; 
3. Dióxido de enxofre e derivados; 
4. Nisina; 
5. Natamicina.