Utilização de luz ultravioleta para reduzir contaminação microbiológica em leite e derivados

Mariana M. Delorme¹, Jonas T. Guimarães¹, Nathália M. Coutinho¹, Ramon S. Rocha^1,2, Ramon Silva^1,2, Tatiana C. Pimentel², Marcia C. Silva³, Monica Q. Freitas¹,  Maria Carmela K. H. Duarte¹, Adriano G. Cruz³*

¹ Universidade Federal Fluminense (UFF), Faculdade de Medicina Veterinária
² Instituto Federal do Paraná (IFPR)
³Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ), Departamento de Alimentos

Os produtos lácteos podem ser importantes fontes de patógenos que provocam doenças transmitidas por alimentos, pois apresentam boas condições de crescimento para uma variedade de microrganismos. Dessa forma, o estudo de novos métodos de conservação vêm ganhando um considerável interesse, a fim de garantir a segurança microbiológica e aumentar a vida útil dos alimentos, com efeitos deletérios mínimos de processamento.

A radiação ultravioleta (UV-C) é um método físico reconhecido por sua eficácia germicida, uma vez que apresenta efeito letal eficaz em diferentes microrganismos, como bactérias, vírus, protozoários, fungos e algas. É uma técnica que exige baixo custo de investimento e manutenção em comparação a outros métodos de conservação, além de ser ambientalmente amigável. Portanto, destaca-se como uma das tecnologias emergentes mais promissoras, com grande potencial de comercialização.

O processo do tratamento consiste na aplicação da luz UV em comprimentos de onda curtos, na faixa de 100 a 280 nm, caracterizada como UV-C. O principal mecanismo pelo qual este método inativa os microrganismos é por meio da interferência na replicação do DNA. A absorção da radiação UV-C induz modificações na expressão gênica com a formação de fotoprodutos, chamados dímeros de ciclobutano pirimidina (CPDs) e pirimidina 6-4 pirimidona (6-4PP). Entre eles, o primeiro é o mais importante, pois se forma entre moléculas de pirimidina adjacentes da mesma cadeia de DNA, o que interrompe a transcrição e a replicação do DNA, levando à morte celular.

A eficácia da ação germicida da radiação UV-C na descontaminação da superfície dos alimentos depende de muitos fatores. Estes são classificados como parâmetros do processo, parâmetros do produto tratado e características microbianas do microrganismo alvo. Os fatores incluem a dose de radiação usada, o tempo de exposição, a localização dos microrganismos nos alimentos, o tempo de inoculação, o tipo e a quantidade de microrganismos, bem como a capacidade de regeneração dos mesmos, e características da superfície do produto.

Com relação às embalagens, verificou-se que o tratamento com a luz UV também é aplicável em produtos já embalados. Um estudo que avaliou os efeitos do UV-C em diversos patógenos de origem alimentar em superfícies de queijos embalados sugeriu que plásticos transparentes, como o filme de polipropileno (PP) e polietileno (PE) em conjunto com a radiação UV-C, podem garantir a prevenção da contaminação pós-processamento.

Poucas pesquisas avaliaram os efeitos da radiação UV-C na inativação microbiana e nas características intrínsecas dos produtos. No entanto, há estudos que confirmam o potencial da luz ultravioleta em inativar diversos microrganismos como Staphylococcus aureus, Escherichia coli O157: H7, Salmonella Typhimurium, Listeria monocytogenes, entre outros, no leite e em produtos lácteos.

As características físico-químicas e sensoriais do leite e derivados são extremamente importantes para garantia da qualidade e preservação, sendo influenciadas por fatores como o tipo de tratamento e a intensidade aplicada no processamento. Os parâmetros de qualidade estão estritamente relacionados à aceitação de tecnologias emergentes pelos consumidores e, eventualmente, irão determinar a aceitabilidade da tecnologia UV-C como alternativa ou adjuvante ao tratamento térmico convencional.

Em geral, estudos publicados sobre a tecnologia UV-C com relação aos parâmetros intrínsecos da qualidade do leite e produtos lácteos demonstraram que seu uso não causa efeitos adversos extensivos no leite, bem como em produtos lácteos, especialmente quando a luz é aplicada em quantidades moderadas. Contudo, há poucos estudos na literatura que avaliam os possíveis efeitos negativos da luz UV sobre as características físico-químicas e sensoriais dos laticínios.

Em relação aos produtos lácteos, um estudo avaliou as alterações na cor e oxidação lipídica de queijos, nos quais os tratamentos UV-C foram aplicados em graus leves (5s a 13 cm), moderados (30s a 8 cm) e extremos (40s a 5 cm). Os resultados mostraram que, após tratamentos suaves, a cor e a qualidade físico-química não foram significativamente diferentes.

Por ser uma tecnologia emergente não térmica, a radiação UV oferece múltiplas vantagens sobre o processamento convencional, como a inativação efetiva de uma gama de microrganismos patogênicos e deteriorantes, com perda mínima da qualidade nutricional e sensorial dos alimentos. Além disso, nenhum resíduo de tratamento é gerado e nenhum efeito tóxico é causado. A radiação UV é eficiente em termos energéticos e apresenta boa relação custo-benefício em comparação a outros métodos.

A utilização da luz UV pode ser interessante para a indústria de alimentos como um método alternativo atraente, tendo em vista eliminar ou controlar o crescimento da contaminação pós-processamento com a aplicação superficial em produtos lácteos. No entanto, por ser uma forma de radiação eletromagnética relativamente não penetrante, sua aplicação é limitada. O desafio mais significativo para o uso comercial da tecnologia é que os microrganismos devem estar diretamente expostos à luz.

Algumas aplicações desta tecnologia já estão bem desenvolvidas, como o tratamento de água e superfícies e outras ainda são promissoras, como no processamento de alimentos. Poucos estudos demonstraram a eficiência da radiação UV-C na segurança microbiológica e nos parâmetros intrínsecos de qualidade dos produtos lácteos. Portanto são necessárias mais pesquisas nestas áreas, que ajudarão a desenvolver a tecnologia UV-C como uma alternativa econômica e potencialmente viável para a indústria de laticínios.

Referências

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Keklik, N. M., Elik, A., Salgin, U., Demirci, A., & Koçer, G. (2019). Inactivation of Staphylococcus aureus and Escherichia coli O157: H7 on fresh kashar cheese with pulsed ultraviolet light. Food Science and Technology International, 25, 680-691.

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Lopez-Malo, A., & Palou, E. (2005). Ultraviolet light and food preservation. Novel food Processing Technologies, 405-422.