Adoção do sistema APPCC na produção de silagens. I - Conceito do sistema e o processo fermentativo

Por Lucas José Mari¹ e Luiz Gustavo Nussio²

Introdução

A produção de silagens, tanto de gramíneas quanto de leguminosas, parece simples na teoria, entretanto muitos fatores afetam a segurança e qualidade do alimento em questão. Um crescimento não controlado de certos microrganismos pode afetar a saúde animal e causar perdas nutricionais, além de diminuir a vida-útil de produtos de origem animal obtidos de animais alimentados com esse volumoso de qualidade inferior. Atualmente as precauções adotadas são baseadas, em parte, apenas em aplicações de diferentes aditivos para controle do processo fermentativo, além de procedimento de ensilagem visando o controle de perdas.

Existe um sistema de controle, muito utilizado na indústria de alimentos destinados à nutrição humana, que é o HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points) ou, no Brasil oficialmente chamado de APPCC (Análise dos Perigos e Pontos Críticos de Controle), a intenção deste artigo técnico é fazer uma introdução do sistema na produção de silagem com qualidade.

Histórico e bases do APPCC

O sistema foi estabelecido e recomendado pela União Européia, NACMCF (National Advisory Committee on Microbiological Criteria for Foods) e o Codex Alimentarius, um programa conjunto da FAO (Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura) e OMS (Organização Mundial da Saúde) para normas alimentares. Os primeiros conceitos de segurança de cadeia tiveram origem na indústria química, nos anos 50, mais especificamente na Grã-Bretanha. O sistema APPCC foi utilizado pela NASA em 1971 para prover alimento saudável para os astronautas de seu programa espacial. A partir dessa experiência, o APPCC disseminou-se como um sistema racional e prático para identificação e controle de perigos potenciais à saúde pública veiculados pelos alimentos. No Brasil, os Ministérios da Saúde e da Agricultura exigem a adoção do sistema nas indústrias de alimentos desde 1993.

Por sua eficácia comprovada, o APPCC é recomendado por organismos internacionais como a OMC (Organização Mundial do Comércio), FAO e OMS sendo exigido também pela União Européia, pelos Estados Unidos, Mercosul e freqüentemente solicitado pelos que possuem sistemas de gestão e garantia da qualidade, inclusive hipermercados com suas marcas próprias.

O sistema APPCC é uma maneira científica e sistemática de controlar a segurança de alimentos focando-se primariamente na prevenção mais que na confiança em análises dos produtos finais. O APPCC pode ser aplicado ao longo de toda cadeia produtiva, do setor primário ao consumidor final, ou no caso a que se propõe tratar no artigo, da preparação para o estabelecimento da cultura à utilização na alimentação animal.

Os princípios do APPCC são sete, e mostrados a seguir:

• 1. Análise dos perigos e medidas preventivas;
  2. Identificação dos pontos críticos de controle (PCC´s);
  3. Estabelecimento dos limites críticos;
  4. Estabelecimento dos procedimentos de monitorização;
  5. Estabelecimento de ações corretivas;
  6. Estabelecimento dos procedimentos de verificação;
  7. Estabelecimento dos procedimentos de registro.

Os procedimentos do sistema APPCC estão em vigor no Brasil e a normatização ficou a cargo da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) através da norma NBR 14900 desde setembro de 2002.

Adoção do sistema APPCC na produção de silagem
A aplicação do APPCC foca-se principalmente no controle de crescimento de microrganismos e alguns modelos de predição foram estabelecidos e aplicados dentro dos EUA e da Europa para prever o crescimento de microrganismos como: Salmonella sp., Clostridium botulinum, Listeria monocytogenes e Campylobacter sp. Os parâmetros do modelo de predição concentram-se principalmente em temperatura, pH, concentração de ácido e sal e atividade de água (Aw), entretanto, esses modelos necessitam ser validados em experimentos práticos para poderem ser usados como aspectos de segurança e estabilidade do alimento.

Um número considerável de microrganismos ocorre na forragem fresca, sendo uma proporção devida a flora epifítica e o restante, proveniente de contaminação de solo, fertilizantes e esterco se a área tiver sido anteriormente pastejada ou recebido aplicação com o intuito de adubação orgânica. Do total de microrganismos presentes na forragem fresca apenas um pequeno percentual é capaz de tornar-se um risco biológico na nutrição animal e esse perigo pode ocorrer em três diferentes fases:

• 1. Fase do processo fermentativo;
  2. Fase de estocagem;
  3. Fase de retirada e alimentação.

O crescimento desses microrganismos indesejáveis é resultado tanto de uma queda lenta e/ou incompleta do pH e do ambiente anaeróbio quanto da deterioração aeróbia durante a fase de estocagem e retirada.

Perigos da contaminação por patógenos

De acordo com alguns pesquisadores, Woolford (1990) e McDonald et al. (1991), metabólitos tóxicos, organismos com potencial patogênico e esporos alergênicos constituem riscos biológicos associados ao processo de produção de silagem. As toxinas ou metabólitos tóxicos têm sua origem tanto bacteriana quanto fúngica.

As bactérias que se colorem negativamente pelo método Gram, um método bastante utilizado em microbiologia, como Salmonella sp. e Escherichia coli entre outras enterobactérias, produzem endotoxinas. Embora animais alimentados com silagem contaminada contendo esses tipos de microrganismos, não desenvolvam doenças, quando essa toxina é injetada causa sintomas definidos de febre, reduz a motilidade do rúmen e aumenta a produção de prostaglandina (Östling & Lindgren, 1991).

A toxina botulínica, produzida pelo C. botulinum, e micotoxinas como as aflatoxinas, tricotecenos e zearalenona, gerados por fungos dos gêneros Aspergillus sp., Penicillium sp. e Fusarium sp. produzem efeitos neurotóxicos, hepatotóxicos, nefrotóxicos, estrogênicos e carcinogênicos em animais alimentados com silagens contaminadas (Oldenburg, 1991).

Agentes infecciosos como Listeria monocytogenes e cêpas de E. coli e Klebsiella pneumonie podem sobreviver e crescer em silagens mal conservadas. As enterobactérias são causadoras de disordens intestinais e mastite, enquanto, as cêpas de L. monocytogenes são responsáveis por grande número de doenças incluindo o aborto espontâneo (McDonald et al., 1991).

Os esporos de Clostridium tyrobutyricum também desenvolvem-se em silagens produzidas sob condições precárias e são considerados como os maiores responsáveis pela deterioração do queijo produzido com leite de animais alimentados com essa silagem contaminada. Os esporos contaminam o úbere e causam produção de gás hidrogênio e odor butírico tanto no leite quanto no queijo produzido a partir deste (Bergère & Accolas, 1985).

Aumento de temperatura proporcionada pelos microrganismos

O aumento de temperatura inicial produzido na massa de forragem ensilada é causado pela respiração aeróbia do açúcar da forragem. Essa respiração está diretamente correlacionada à quantidade de oxigênio presente e esse, por sua vez, depende de vários fatores físicos como tamanho médio das partículas, teor de matéria seca (MS) da forragem, grau de compactação, dentre outros. A Tabela 1 mostra o aumento teórico da temperatura de acordo com o teor de MS da forragem.

Embora o aumento inicial da temperatura seja freqüentemente maior que a amplitude (1-3 oC) apresentada na Tabela 1, o controle do suprimento de oxigênio que adentra na massa, durante o enchimento e transporte, tem grande importância na qualidade do produto final e do processo fermentativo. A composição da silagem por época da abertura do silo exerce ação permissiva sobre o crescimento de alguns microrganismos. Os teores elevados de ácido lático e açúcares solúveis podem maximizar a geração de calor sob condições de aerobiose na massa. Existem evidências de que essa geração de calor seja decorrente da ação de leveduras, até a faixa compreendida entre 40 a 50 oC e que o aquecimento adicional (até 80 oC) seria resultante da ação de Bacillus sp. (Lindgren et al., 1985).

Degradação do ácido lático e alteração da composição química

Vários microrganismos como fungos, leveduras e Bacillus sp. reduzem a conservação potencial da silagem em função da assimilação aeróbia do ácido lático, o qual não é produto final da fermentação, convertendo-o em ácido acético. Parte do ácido lático também é degradado, na ausência de oxigênio, produzindo ácido butírico através da atividade do Clostridium tyrobutyricum (McDonald et al., 1991).

Atividades enzimáticas responsáveis por respiração inicial da massa ensilada, proteólise enzimática e enzimas que degradam polissacarídeos são acompanhadas da ação negativa da atividade microbiana (bactérias ácido-láticas, Clostridium sp., enterobactérias, Bacillus sp, fungos e leveduras) que em conjunto alteram a composição química da forragem. Também, produtos finais de rotas metabólicas como amônia, aminas, ácidos orgânicos, álcool, ésteres, manitol, peptídios, etc, afetam o sabor e digestibilidade da silagem que, juntamente com o aquecimento e produção de efluente, são responsáveis pela queda no conteúdo energético do alimento em questão, atingindo valores de 25% de perda energética.

O acúmulo de produtos finais é freqüentemente usado como indicador da qualidade da silagem. O ácido lático é o principal indicador de um processo fermentativo satisfatório. O butírico indica crescimento de Clostridium sp. sacarolítico, embora o número de esporos não se apresenta bem correlacionado com a concentração desse ácido orgânico (Jonsson, 1989). A concentração de amônia é a principal característica da deterioração da silagem, esse produto é proveniente da deaminação de aminoácidos e, segundo McDonald et al. (1991), as enterobactérias e os clostrídios proteolíticos estão envolvidos nesse tipo de reação.

Conclusões e comentários

O processo de produção de silagem é um complexo sistema no qual muitos fatores estão envolvidos. A aplicação do sistema APPCC poderá ser uma ferramenta adicional para prover a produção de silagem segura para a saúde animal e por conseqüência, humana. Numa próxima oportunidade trataremos mais profundamente do sistema APPCC aplicado à produção de silagem com o controle dos pontos críticos, parâmetros de qualidade e o próprio sistema APPCC na ensilagem.

Referência bibliográficas

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JONSSON, A. The role of yeast and clostridia in silage deterioration. Uppsala, 1989. Thesis - Swedish University of Agricultural Sciences.
LINDGREN, S. Can HACCP principles be applied for silage safety? In: INTERNATIONAL SILAGE CONFERENCE, 12. Uppsala, 1999. Proceedings. Uppsala: Swedish University of Agricultural Sciences, 1999. p.51-66.
LINDGREN, S.; JONSSON, A.; PETTERSSON, K; KASPERSSON,A. Microbial dynamics during aerobic deterioration of silage. Journal of the Science of Food and Agriculture, v.36, p.765-774, 1985.
McDONALD, P.J.; HENDERSON, A.R.; HERON, S.J.E. The biochemistry of silage. 2.ed. Mallow: Chalcombe Publications, 1991. 340p.
OLDENBURG, E. Mycotoxins in conserved forage. In: FORAGE CONSERVATION 2000, Völkenrode, 1991. Proceedings. Völkenrode: LANDBAUFORSCHUNG, 1991. p.177-199.
ÖSTLING, C.; LINDGREN, S. Bacteria in manure and on manure an NPK-fertilized silage crops. Journal of the Science of Food and Agriculture, v.55, p.579-588, 1991.
WOOLFORD, M.K. The detrimental effects of air in the silage. Journal of Applied Bacteriology, v.68, p.101-116, 1990.
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¹ Médico Veterinário, Mestre em "Ciência Animal e Pastagens" - USP/ESALQ

² Professor do Departamento de Zootecnia - USP/ESALQ - Piracicaba, SP