Campo elétrico pulsado: impacto na qualidade e segurança de leite e derivados

No entanto, a aplicação de condições térmicas mais severas pode comprometer a qualidade do produto, promovendo alterações sensoriais, como o desenvolvimento de sabor de “cozido”, além de reduzir a disponibilidade de determinados nutrientes e, assim, o valor biológico da matéria-prima (Leite Júnior, 2021). Diante dessas limitações, tecnologias emergentes têm sido investigadas como alternativas mais eficientes para o processamento do leite (Balthazar et al., 2025).

Entre essas abordagens, destacam-se os Campos Elétricos Pulsados, ou PEF (Pulsed Electric Fields). Essa tecnologia baseia-se na aplicação de pulsos elétricos de alta intensidade e curta duração, capazes de induzir o fenômeno de eletroporação. Esse efeito promove a formação de poros na membrana celular dos microrganismos, aumentando sua permeabilidade e levando à sua inativação. Além disso, por se tratar de uma tecnologia não térmica, o PEF não provoca elevação significativa da temperatura do meio, diferentemente do aquecimento gerado pela passagem contínua de corrente elétrica (efeito Joule), contribuindo para a preservação das características sensoriais e nutricionais do leite.

Impacto do PEF na célula microbiana

O fenômeno de eletroporação pode ser classificado como reversível ou irreversível, em função da intensidade do campo elétrico aplicado (Figura 1). Na condição reversível, os poros formados na membrana celular se reorganizam após a remoção do campo, permitindo a recuperação e a sobrevivência da célula. Esse efeito pode ser explorado tecnologicamente para estimular o metabolismo de culturas iniciadoras em produtos fermentados, como o iogurte, além de favorecer a absorção de nutrientes, uma vez que há maior difusão de íons, aminoácidos e peptídeos para o interior celular (Chanos et al., 2020).

Por outro lado, a eletroporação irreversível é desejada quando o objetivo é a inativação microbiana, pois promove a perda permanente da integridade da membrana celular. Nessa condição, o PEF contribui para a segurança microbiológica do leite, sendo eficaz na inativação de microrganismos patogênicos e deteriorantes, como Salmonella, Pseudomonas spp., Escherichia coli e Listeria monocytogenes (Mohamad et al., 2022; Cao et al., 2026).

Figura 1. Efeito do campo elétrico pulsado sobre célula microbiana. Fonte: os autores.  

Potencial e desafios do PEF no processamento de leite e derivados

Apesar do seu potencial, a aplicação do PEF apresenta limitações importantes. A própria matriz láctea, rica em proteínas e glóbulos de gordura, pode atuar como uma barreira física, reduzindo a intensidade efetiva dos pulsos elétricos que atingem as células microbianas e, consequentemente, dificultando a ocorrência da eletroporação irreversível (Yang et al., 2020; Mohamad et al., 2022).

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Adicionalmente, elevadas cargas microbianas ou a formação de agregados celulares podem comprometer a eficiência do processo. Outro ponto crítico é a limitada eficácia do PEF frente a microrganismos na forma esporulada, que apresentam maior resistência intrínseca, exigindo, portanto, a associação com outras estratégias de processamento (Reineke & Mathys, 2020; Alkhafaji & Farid, 2012).

Em contrapartida, as principais vantagens do PEF estão associadas à sua natureza não térmica, que permite a inativação microbiana com maior preservação de compostos termossensíveis, como vitaminas e aminoácidos, contribuindo para a manutenção do frescor e do perfil sensorial do leite (Mohamad et al., 2022; Cao et al., 2026). Adicionalmente, a tecnologia pode agregar valor funcional, favorecendo a proteólise em queijos e a intensificação de processos fermentativos (Balthazar et al., 2025; Chanos et al., 2020).

No entanto, o escalonamento industrial do PEF ainda enfrenta entraves significativos, sobretudo relacionados ao elevado investimento inicial em equipamentos e à complexidade operacional, incluindo o controle de fenômenos como corrosão de eletrodos e formação de arco elétrico (Alkhafaji & Farid, 2012). Em função desses fatores, sua aplicação tem se concentrado, até o momento, em produtos de maior valor agregado, direcionados a nichos de mercado que priorizam atributos como “clean label”, qualidade nutricional e menor impacto sensorial (Balthazar et al., 2025).

Nesse contexto, a viabilidade atual do PEF é ampliada quando empregado como tecnologia de barreira, em associação com tratamentos térmicos moderados ou refrigeração, assegurando a estabilidade microbiológica e a vida de prateleira (Alkhafaji & Farid, 2012). As perspectivas indicam que avanços no desenvolvimento de sistemas mais eficientes e economicamente viáveis tendem a ampliar sua aplicação.

Espera-se a evolução para sistemas contínuos mais robustos, capazes de processar maiores volumes, bem como a expansão para leites de diferentes espécies, como caprino e ovino, que apresentam maior sensibilidade ao tratamento térmico (Cao et al., 2026; Mohamad et al., 2022).

Considerações finais

O campo elétrico pulsado (PEF) configura-se como uma tecnologia promissora para a indústria láctea, ao possibilitar a preservação das características sensoriais em níveis superiores aos obtidos por processos térmicos convencionais, sem comprometer a segurança microbiológica. Apesar das limitações relacionadas ao custo de implementação e à menor eficácia frente a esporos, fatores que ainda restringem sua adoção em larga escala, o PEF se destaca como uma ferramenta estratégica para o desenvolvimento de produtos de maior valor agregado.

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A tendência é que, com o avanço do conhecimento técnico e a crescente demanda por alimentos minimamente processados, essa tecnologia se consolide como uma operação relevante no processamento de leite e derivados.

Autores:

Marcela Lima de Brito (Graduanda em Engenharia de Alimentos e membro do  Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos- LIPA/DTA/UFV)

Profa. Dra. Érica Nascif Rufino Vieira (Professora do Departamento de Tecnologia de Alimentos da UFV e coordenadora do  Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos- LIPA/DTA/UFV.)

Prof. Dr. Bruno Ricardo de Castro Leite Júnior (Professor do Departamento de Tecnologia de Alimentos da UFV e coordenador do  Laboratório de Inovação no Processamento de Alimentos- LIPA/DTA/UFV.)

Agradecimentos 

Os autores agradecem a CAPES - Código Financiamento 001; ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), à Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (FAPEMIG) (APQ 00785-23/RED 00157-23/ APQ-06600-24/ APQ 05926-24), a Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais - Instituto de Laticínios Cândido Tostes (EPAMIG-ILCT) e FINEP (FINEP-01.23.0632.00).

Fontes consultadas

ALKHAFAJI, S. R.; FARID, M. M. PEF Assisted Thermal Sterilization (PEF-ATS) Process-Inactivation of Geobacillus sterothermophilus Spores. Journal of Food Science and Engineering, v. 2, p. 403-410, 2012.

BALTHAZAR, C. F. et al. Functionality and Bioactivity of Probiotic Semi-hard Cheese Made from Milk Treated by Pulsed Electric Field. Food and Bioprocess Technology, v. 18, p. 7131–7148, 2025.

CAO, Z. et al. Effects of pulsed electric field and cold plasma treatments on goat milk: A study based on microflora, quality, flavor and protein digestion. Food Control, v. 184, 112017, 2026.

CHANOS, P. et al. Application of mild pulsed electric fields on starter culture accelerates yogurt fermentation. European Food Research and Technology, v. 246, p. 621–630, 2020.

LEITE JÚNIOR, B. R. C. Leite UHT: desmistificando as fake news. MilkPoint, 2021. Disponível em: https://www.milkpoint.com.br. Acesso em: 07 abr. 2026.

MOHAMAD, A. et al. Pulsed electric field of goat milk: Impact on Escherichia coli ATCC 8739 and vitamin constituents. Journal of Food Processing and Preservation, 2022.

REINEKE, K.; MATHYS, A. Endospore Inactivation by Emerging Technologies: A Review of Target Structures and Inactivation Mechanisms. Annual Review of Food Science and Technology, v. 11, p. 255–274, 2020.

YANG, S. et al. Effects of pulsed electric field on fat globule structure, lipase activity, and fatty acid composition in raw milk and milk with different fat globule sizes. Innovative Food Science & Emerging Technologies, v. 67, 102548, 2020.