IFDMO: tecnologia alternativa e promissora para laticínios

No ambiente industrial de processamento, leite e derivados lácteos podem ser recontaminados após a pasteurização, principalmente por bactérias psicrotolerantes.

Tais bactérias possuem grande versatilidade, adaptam-se nos mais diversos ambientes, podem formar biofilmes (estruturas extremamente resistentes à sanitizantes) na superfície de equipamentos e proliferam-se rapidamente nas baixas temperaturas de armazenamento dos produtos (4°C).

Além disso, os alimentos contaminados apresentam menor vida de prateleira devido a produção de enzimas que provocam alterações químicas e sensoriais, como sabor amargo e rançoso (von Neubeck et al., 2015). 

Diante disso, o Grupo de Estudos em Qualidade de Alimentos e Microbiologia (EEQUAM) do Departamento de Zootecnia da Universidade Estadual de Maringá (UEM), em parceria com o Núcleo de Pesquisa em Sistemas Fotodinâmicos (NUPESF) do Departamento de Química (UEM) e Laboratório de Embalagens do Departamento de Engenharia de Alimentos (UEM), tem explorado a modalidade terapêutica de Inativação Fotodinâmica de Microrganismos (IFDMO) como um método de processamento alternativo em alimentos.

Os estudos são conduzidos com o objetivo de substituir e/ou complementar métodos convencionais e visam aumentar o prazo de validade de produtos lácteos.

Recentemente, os grupos de pesquisa NUPESF e EEQUAM da UEM já relataram a eficiência da IFDMO contra microrganismos causadores de mastite, como Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Streptococcus agalactiae e Corynebacterium bovis (da Silva Junior et al., 2020; Rodrigues et al., 2021).

Agora, a aplicação da técnica em ensaios in vitro e in situ (queijo Minas Frescal) proporcionou redução de altas cargas de Pseudomonas fluorescens, a principal bactéria deteriorante de lácteos.

A IFDMO teve origem há mais de cem anos, foi empregada na saúde humana no final de 1980, e atualmente, tornou-se aplicável na produção de alimentos em função da crescente resistência dos microrganismos e a potencial ameaça que esse fenômeno representa (Tavares et al., 2010).

Dentre as vantagens do método, podemos citar o improvável desenvolvimento de resistência pelos microrganismos, baixo custo, fácil aplicabilidade, ausência de resíduos e preservação das características sensoriais.

A técnica baseia-se na utilização de compostos fotossensibilizadores (corantes) ativados pela absorção de um fóton de luz visível de comprimento de onda adequado (iluminação). No estado excitado, o fotossensibilizador transfere energia para o oxigênio molecular, acarretando na formação de espécies reativas de oxigênio (ERO’s) altamente tóxicas que provocam a morte de microrganismos (da Silva Junior et al., 2019).

A Figura 1 ilustra os ensaios in vitro de IFDMO empregando Curcumina contra Pseudomonas fluorescens, onde um diodo emissor de luz (LED) azul foi utilizado para geração de ERO’s.

Figura 1. Ensaio in vitro de Inativação Fotodinâmica de Pseudomonas fluorescens.

O fotossensibilizador deve ser uma substância não tóxica, capaz de gerar ERO’s quando iluminado. Nesse caso, a Curcumina (substância extraída do açafrão) é um corante natural interessante, pois sua propriedade antimicrobiana associada com o potencial fotossensibilizador representa uma combinação ideal que atende a atual demanda dos consumidores por produtos naturais, saudáveis e seguros, ao mesmo tempo que minimiza perdas quantitativas e qualitativas para as indústrias (Kocaadam e Sanlier, 2017). 

No ensaio in situ, para adicionar a Curcumina aos queijos Minas Frescal, outra tecnologia com apelo ecológico foi utilizada: revestimentos comestíveis.

Os queijos foram imersos em solução hidroalcoólica de Curcumina e gelatina (Figura 2), formando uma camada protetora fina e superficial que impede a perda de água e o contato do alimento com o oxigênio, e consequentemente, estende a vida útil.

Essa cobertura pode ser consumida ou não com o queijo, mas trata-se de um resíduo biodegradável e sustentável (caso descartado). 

Figura 2.  Ensaio de Inativação Fotodinâmica de Pseudomonas fluorescens em queijos Minas Frescal utilizando Curcumina como fotossensibilizador e diodo emissor de luz (LED) azul.

O queijo Minas Frescal, produzido majoritariamente por fábricas de pequeno e médio porte nas regiões sul e sudeste do Brasil, foi selecionado para a pesquisa devido ser um dos lácteos mais consumidos no país. Esse queijo apresenta alta umidade, não é cozido e maturado, nem contém conservantes, e dessa forma, constitui um ambiente ideal para a proliferação de microrganismos.  

As investigações apontam a aptidão da IFDMO em inibir microrganismos indesejáveis na cadeia produtiva do leite, desde a ordenha, até o produto final que chega à mesa do consumidor e, portanto, os pesquisadores sugerem a técnica como uma alternativa promissora para ser implementada nas indústrias, visto que é possível prolongar o prazo de validade de leite e derivados promovendo a preservação das propriedades físico-químicas e sensoriais a partir da eliminação de bactérias deteriorantes.

Autores

Bruna Barnei Saraiva, mestranda em Zootecnia na Universidade Estadual de Maringá.
Maringá, Paraná, Brasil.

Ranulfo Combuca da Silva Junior, doutorando em Físico-Química na Universidade
Estadual de Maringá. Maringá, Paraná, Brasil.

Bruna Moura Rodrigues, doutoranda em Zootecnia na Universidade Estadual de
Maringá. Maringá, Paraná, Brasil.

Wilker Caetano, docente no Departamento de Química da Universidade Estadual de
Maringá. Maringá, Paraná, Brasil.

Magali Soares dos Santos Pozza, docente no Departamento de Zootecnia da
Universidade Estadual de Maringá. Maringá, Paraná, Brasil.

Mônica Regina da Silva Scapim, docente no Departamento de Engenharia de
Alimentos da Universidade Estadual de Maringá. Maringá, Paraná, Brasil.

Paulo Cesar de Souza Pereira, docente no Departamento de Química da Universidade
Estadual de Maringá. Maringá, Paraná, Brasil.

Referências

da Silva Junior, R.C., Campanholi, K.D.S.S., de Morais, F.A.P., Pozza, M.S.D.S., dos Santos, G.T., Hioka, N., Caetano, W., 2019. Development and applications of safranine-loaded Pluronic® F127 and P123 photoactive nanocarriers for prevention of bovine mastitis: In vitro and in vivo studies. Dyes and Pigments, 167, 204-215.

da Silva Junior, R.C., Campanholi, K.D.S., de Morais, F.A., Pozza, M.S.D.S., de Castro-Hoshino, L.V., Baesso, M.L., da Silva, J.B., Bruschi, M.L., Caetano, W., 2020. Photothermal Stimuli-Responsive Hydrogel Containing Safranine for Mastitis Treatment in Veterinary Using Phototherapy. ACS Applied Bio Materials. 

Kocaadam, B., Sanlier, N., 2017. Curcumin, an active component of turmeric (Curcuma longa), and its effects on health. Critical reviews in food science and nutrition, 57(13), 2889-2895. 

Rodrigues, B.M., da Silva Junior, R.C., Saraiva, B.B., Caetano, W., Pozza, M.S.D.S., 2021. Hidrogel fotoativo contribui para a redução de quadros de mastite. MilkPoint. 

Tavares, A., Carvalho, C., Faustino, M.A., Neves, M.G., Tomé, J.P., Tomé, A.C., Cavaleiro, J.A.S., Cunha, Â., Gomes, N.C., Alves, E., Almeida, A., 2010. Antimicrobial photodynamic therapy: study of bacterial recovery viability and potential development of resistance after treatment. Marine drugs, 8(1), 91-105. 

von Neubeck, M., Baur, C., Krewinkel, M., Stoeckel, M., Kranz, B., Stressler, T., Fischer, L., Hinrichs, J., Schere, S., Wenning, M., 2015. Biodiversity of refrigerated raw milk microbiota and their enzymatic spoilage potential. International journal of food microbiology, 211, 57-65.