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Como funciona o ultrassom para higienização de superfícies?

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Iniciamos este post falando sobre as aplicações do ultrassom, que vão desde homogeneização de substâncias, rompimento de células, extração de produtos fitoquímicos, esterilização de equipamentos, localização de mineral, emulsificação, até degradação de massa molar e fonoforese (ação do ultrassom para facilitar a penetração de agentes farmacologicamente ativos através da pele). Pois bem, e como funciona o ultrassom quando utilizado para higienização de superfícies?

O que é ultrassom?

O ultrassom consiste de uma onda mecânica longitudinal não audível, com frequência acima de 20 kHz, na qual a energia é transmitida pelas vibrações das moléculas do meio em que a onda está se propagando. Este meio irradiado oscila harmonicamente com a frequência do gerador ultrassônico, comprimindo e expandindo o mesmo. Os efeitos térmicos e não térmicos do ultrassom prevalecerão de acordo com o regime de pulso contínuo ou pulsado aplicado.

Fonte: Denilson Carvalho Resende

A ação do ultrassom em meio biológico é atribuída a quatro mecanismos físicos: efeito térmico, a cavitação, as formas de radiação e o microfluxo acústico.

A cavitação pode resultar em fenômenos elétricos e químicos e em destruição mecânica. Neste último, as cavidades se colapsam ou as bolhas de gás crescem até ficarem suficientemente grandes para vibrarem em ressonância com as ondas sonoras. A cavitação gerada pelo ultrassom produz intensas ondas de choque, aumentos instantâneos de temperatura e pressão e efeitos químicos no meio, que são gerados pelo colapso das cavidades ou microbolhas. A porcentagem de morte e alterações nas estruturas moleculares aumenta com o tempo de duração de exposição ao ultrassom, e com o nível de intensidade gerado por ele. As propriedades biofísicas da cavitação podem ser consideradas como um dos principais mecanismos que afeta a atividade germicida do ultrassom em meio líquido. Outro efeito do ultrassom na área biológica é devido às forças de radiação, que podem deslocar, distorcer e/ou reorientar partículas intercelulares e células em relação a suas configurações normais. Nesse caso, o efeito está associado a grandes tensões hidrodinâmicas suficientes para causarem danos às células e macrocélulas em suspensão.

E a higienização?

A técnica de higienização tem sido utilizada a fim de facilitar o dia a dia das empresas.

Há diversos formatos de equipamentos cujas capacidades em comportar a matéria adequam-se à necessidade da área tecnológica interessada em aderir ao processo.

Existem alguns modelos que, com a finalidade de oferecem uma assistência maior na atividade, possuem algumas opções de aquecimento, e cronômetros mecânicos ou digitais, garantindo sucesso no resultado do sistema de limpeza industrial, farmacêutica e biomédica.

O procedimento de purificação ultrassônica tem por objetivo a redução da exposição  ocupacional a agentes microbianos em peças e equipamentos, ocasionando a melhoria do processo e o aumento da produtividade. O método de lavagem e enxágue do equipamento remove microrganismos fazendo com que ocorra a diminuição eficiente da existência de carga microbiana.

Como ocorre a limpeza por ultrassom?

As ondas ultrassônicas são produzidas por meio de um gerador e um transdutor. Seu processo consiste no intervalo de frequência de ondas entre 20.000 a 100.000 ciclos por segundo, exigindo-se a faixa de frequência de 20.000 a 50.000 ciclos como a mais empregada para o processo de limpeza.

As lavadoras ultrassônicas são recomendadas para o procedimento de purificação de equipamentos industriais das indústrias de alimentos e bebidas, além de instrumentos convencionais, laboratoriais e clínicos.

O procedimento de limpeza se dá por meio da cavitação, processo que consiste em bolhas microscópicas geradas pelo contato entre a água, o uso da solução de higiene adequada e a frequência do ultrassom.

A dissolução e reação são fatores que devem ser considerados no processo da limpeza de resíduos. É de grande importância conhecer os componentes do agente de purificação, a ficha técnica de segurança, bem como a tensão superficial da água, a temperatura, as frequências e as potências das ondas.

A tensão superficial da água pode ser reduzida de acordo com a utilização adequada do detergente associado ao método de lavagem. Esse recurso exige menos energia no sistema de cavitação das bolhas. Quando a temperatura do equipamento está entre 55°C a 70°C, o resultado de higienização é mais eficiente.

No que se refere à frequência e às potências das ondas, o valor da repetição ideal é de 20.000 ciclos por segundo para limpeza pesada, já para limpeza de partículas menores, a frequência alterna em torno de 80 kHz.

Quais as vantagens?

Garante resultados eficientes e seguros, promove remoção de sujidades de difícil acesso;

Extensão da vida útil dos utensílios e equipamentos, pois evita desgaste de equipamentos;

Independência de processos manuais, evitando riscos laborais e o uso inadequado de insumos, a qualidade e eficiência da limpeza não dependem da habilidade do operador;

Diminuição de gastos e adoção de recursos sustentáveis, gastando menos insumos, reduzindo mão de obra e evitando poluentes químicos;

Fontes:

– J. Barbosa, et al.; EFEITO DO TEMPO DE EXPOSIÇÃO AO ULTRASSOM SOBRE Listeria monocytogenes e Escherichia coli.

http://www.unique.ind.br;

– http://www.tsambientali.com.br;

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Aquecimento Ôhmico: tecnologia emergente com importância na preservação das características nutricionais, sensoriais e segurança microbiológica de alimentos

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A preocupação por parte das indústrias em fornecer alimentos isentos de microrganismos patogênicos e com composição nutricional satisfatória torna-se cada vez mais comum nos dias atuais, fato este que se deve ao aumento de um mercado consumidor mais exigente e preocupado com relação aos alimentos inseridos em sua dieta. Os tratamentos térmicos convencionais já utilizados pelas indústrias geram perdas importantes para a qualidade do alimento, incluindo a redução na quantidade de micro e macronutrientes, e também perda nas características sensoriais.

Tendo em vista essa necessidade de aprimoramento e atendimento ao mercado, tecnologias utilizadas pelas indústrias passam por um processo de constante estudo e desenvolvimento, incluindo aquelas responsáveis pelo tratamento térmico.

Ao longo dos anos, equipamentos e tecnologias utilizadas pelas indústrias tornaram-se consolidadas por se mostrarem eficazes na função para a qual são empregadas, tendo como exemplo o pasteurizador, equipamento responsável por fazer um tratamento térmico no produto (eleva sua temperatura a 72°C por 15 segundos) com objetivo de eliminar microrganismos patogênicos e possíveis deteriorantes. Vale lembrar que além da pasteurização rápida já citada acima, existem ainda a pasteurização lenta (60°C por 30 minutos) e o Ultra High Temperature (UHT), muito comum em produtos como leite UHT, achocolatados, entre outros.

Em contrapartida aos seus benefícios, pesquisadores têm demonstrado que os tratamentos térmicos convencionais podem gerar perdas nutricionais no alimento, reduzindo assim a biodisponibilidade de nutrientes essenciais para a dieta, e também a perda nas características sensoriais do alimento, fato comumente relatado por consumidores de produtos UHT, por exemplo.

Por conta disso, a busca por tecnologias inovadoras e que consigam gerar um produto com boa aceitação e ao mesmo tempo atendendo a todos os requisitos físicos, químicos e microbiológicos vem se tornando frequente.

O aquecimento ôhmico (ohmic heating) é uma das tecnologias emergentes que vem sendo estudada com maior frequência nos últimos anos dentro do setor alimentício. É uma tecnologia que converte a energia elétrica em energia térmica, e a forma de dissipação do calor na matriz alimentícia é mais uniforme e em alguns casos mais rápida, e sem gerar gradientes de temperatura no produto, ou seja, evitando ter partes de um mesmo alimento com temperaturas diferentes durante o tratamento térmico.

O desenho de um equipamento ôhmico possui partes em comum, como por exemplo um par de eletrodos (podendo haver mais de dois), uma câmara ou tubo por onde permanece o alimento durante o processamento, e também uma fonte de energia, responsável por abastecer o sistema do aparelho através dos eletrodos, como visto abaixo:

Fonte: Adaptado de Sakr e Liu, 2014.

Figura 1: Esquema geral do aparelho ôhmico

Com essa distribuição de calor mais uniforme e menos agressiva ao alimento, nutrientes importantes presentes no alimento como os carboidratos, proteínas e gorduras são mais preservados e consequentemente encontrados em maior quantidade no produto pós-processo térmico, trazendo vantagens nutricionais se comparado com o alimento submetido ao tratamento térmico convencional.

Assim como a pasteurização e demais tratamentos térmicos convencionais mostram-se muito eficazes na função de eliminar microrganismos patogênicos e deteriorantes, o aquecimento ôhmico também apresenta esta característica. Estudos mostram que sua ação nas bactérias é devido à formação de poros na parede celular, o que gera uma perda de compostos intracelulares importantes para a célula e posterior lise (rompimento da membrana). Essa tecnologia é eficaz também na eliminação de esporos bacterianos (estrutura responsável por proteger a célula quando a mesma se encontra em ambientes adversos), ou seja, bactérias esporuladas responsáveis por surtos alimentares como o Bacillus cereus e Clostridium spp. seriam eliminadas nesse processo. Outros patogênicos de importância em surtos, como E. coli O157:H7, Salmonella Typhimurium e Listeria monocytogenes, também foram inativadas durante a etapa de aquecimento ôhmico, sendo relatado em pesquisas recentes. Devido a essas características, o aquecimento ôhmico é capaz de gerar um produto seguro e com estabilidade microbiológica durante sua vida de prateleira.

Outro fator de extrema importância ligado ao aquecimento ôhmico e o que faz dele uma tecnologia promissora é o fato de o mesmo ser considerado uma tecnologia limpa, ou seja, não gera substâncias e resíduos que possam agredir o meio ambiente, podendo ser visto com bons olhos também nesse quesito.

Sabe-se que ainda há muito a estudar e testar sobre as tecnologias emergentes que possam ser aplicadas nas indústrias alimentícias, principalmente no que se refere ao aquecimento ôhmico. Apesar de algumas pesquisas já demonstrarem seus benefícios em diversos aspectos, o custo de instalação e operação dessa tecnologia ainda é inviável para grande parte das indústrias.  Não podemos também desmerecer e deixar de falar da importância da pasteurização e tratamentos térmicos convencionais, que se mostram muito eficientes na eliminação de microrganismos indesejáveis, atendendo a sua função ao logo desses anos. Contudo, no que se refere à segurança de alimentos, inocuidade do produto e características sensoriais desejáveis, o aquecimento ôhmico é sim promissor e deve ser visto com bons olhos por parte de pesquisadores e profissionais do ramo alimentício.

Referências bibliográficas

 JAEGER, H., ROTH, A., TOEPFL, S., HOLZHAUSER, T., ENGEL, K.-H., KNORR, D., VOGEL, R.F., BANDICK, N., KULLING, S., HEINZ, V., STEINBERG, P. Opinion on the use of ohmic heating for the treatment of foods, Trends in Food Science & Technology, v. 55, p. 84-97, 2016.

KIM, S.S.; KANG, D.H. Effect of milk fat content on the performance of ohmic heating for inactivation of Escherichia coli O157:H7, Salmonella enterica Serovar Typhimurium and Listeria monocytogenes. Journal of Applied Microbiology. v.119, p.475-486, 2015.

SILVA, V. L. M.; SANTOS, L. M. N. B. F.; SILVA, A. M. S. Ohmic Heating: An

Emerging Concept in Organic Synthesis. Chemistry, v.12, n. 23, p.7853-7865, 2017.

STÉPHANIE, R., MATHILDE, C., INÈS, B.-A., FRANCESCO, M. MARIO, M.,

JEANPIERRE, P. Comparative thermal impact of two UHT technologies, continuous ohmic heating and direct steam injection, on the nutritional properties of liquid infant formula. Journal of Food Engineering, v.179, n. 43, p.36-59, 2017.

SAKR, M.; SHULI LIU, S. A comprehensive review on applications of ohmic heating (OH). Renewable and Sustainable Energy Reviews, v.39, p.262–269, 2014.

Ramon Rocha é mestrando em Ciência e Tecnologia de Alimentos pelo Instituto Federal do Rio de Janeiro – IFRJ, atuando com tecnologias emergentes no setor alimentício e na elaboração de novos produtos para a área de lácteos. Possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Salgado de Oliveira (2016), além de formação como Auditor Interno do sistema de gestão de qualidade HACCP/APPCC, pela instituição SGS Academy (2012). Atualmente é responsável técnico da microbiologia do Núcleo Avançado em Tecnologia de Alimentos (RJ). Atua também na elaboração de projetos de pesquisa, com assuntos relacionados à tecnologia, alimentos funcionais,  controle microbiológico de alimentos e afins, além de atuar no ensino, já tendo ministrado aulas sobre tecnologia de leite e derivados como professor convidado em universidades e encontros técnicos. Tem experiência na área de microbiologia, já tendo atuado em diversos segmentos da área, bem como microbiologia hospitalar no Instituto Nacional do Câncer (INCA), consultorias e elaboração de manuais para serviços de alimentação. Coordenou o projeto de reabertura do laboratório de microbiologia da maior indústria de leite em pó de cabra do Brasil, além de elaboração dos planos de rastreabilidade microbiológica da indústria.

Imagem: Steemit.com 

Este post foi um dos vencedores do Concurso Cultural do blog Food Safety Brazil, que ofereceu vagas no V Simpósio Internacional 3M Food Safety.

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Brasileiros criam sensor de radiofrequência para monitoramento de temperatura

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A gente adora o que é novo, ainda mais se esse novo trouxer alternativa para preservação dos produtos e auxiliar na segurança dos alimentos. Foi pensando nisso que entrevistamos Caroline Dallacorte, engenheira de alimentos que junto com Thales Akimoto, estudante de Engenharia Elétrica, empreenderam e conquistaram prêmios no Programa Sinapse da Inovação V SC, que premia ideias inovadoras, na competição alemã Advanced Materials Competition (AdMaCom). O objetivo da competição é incentivar startups a desenvolverem novas tecnologias. Este ano, a dupla brasileira participou do programa de aceleração Inovativa Brasil, tendo concluído o processo e foram uma das 14 empresas selecionadas pelo Facebook para participar do programa de aceleração, o FBStart.

Dallacorte e Akimoto criaram a PackID Soluções em Tecnologia, startup que nasceu com o intuito de resolver o problema de temperatura na cadeia de distribuição dos alimentos. Os engenheiros criaram um dispositivo com tecnologia de rádio-frequência e sensor de temperatura que realiza o monitoramento em tempo real. Como ele é portátil, pode acompanhar toda a cadeia, desde a saída da indústria até o ponto de venda. A possibilidade de acompanhamento em tempo real que o dispositivo tem é o principal diferencial entre os denominados dataloggers, equipamentos já utilizados pelas indústrias para registros de temperatura

O equipamento é composto por um sensor portátil (que pode ser colocado dentro de caixas, câmaras frias, baús de caminhões, ambientes ou estufas) e por uma controladora que vai enviar em tempo real as informações para nuvem através de conexão com a internet. Um importante detalhe é que independentemente de ter internet ou não, o sensor sempre fica armazenando o histórico dos parâmetros, de 10 em 10 minutos; assim, quando o responsável pelas medidas acessar o sistema, ele terá o relatório com o gráfico da temperatura, com registro de pontos de 10 em 10 minutos

O principal diferencial do dispositivo está no monitoramento em tempo real, dando a possibilidade de quem o adquire agir rapidamente nos casos em que houver violação do limite de temperatura estabelecido, isso é possível devido ao sistema geração de alertas que o equipamento possui.

O produto é destinado principalmente a indústrias produtoras de alimentos refrigerados, que desejam assegurar ainda mais a qualidade dos seus produtos pelo monitoramento contínuo de temperatura e umidade, reduzindo assim os custos relacionados a perdas de alimentos por deterioração causada por instabilidades na cadeia de frio. Caroline acrescenta que transportadoras e pontos de venda como supermercados também são mercados potenciais.

Segundo os criadores, outro fator de grande impacto está na preservação da marca do produtor. Pesquisas mostram que quando o consumidor compra um produto e ele está deteriorado, grande parte das reclamações são enviadas diretamente à indústria produtora. Ou seja, mesmo que o problema tenha sido ocasionado no transporte, centro de distribuição ou no ponto de venda, se a indústria não tem como provar, é ela quem arca com este prejuízo. O dispositivo vem como um grande auxiliador de quem produz.

O equipamento já está sendo vendido e os principais clientes são laticínios e frigoríficos, que hoje “aposentaram” o processo manual de medição de temperatura e melhoraram a produtividade dos seus colaboradores, que não precisam mais fazer as medições diárias manuais e utilizam o tempo de serviço para outras atividades. O produto também está instalado em um supermercado, que faz o monitoramento de todas as gôndolas e freezers de produtos congelados e refrigerados, além das câmaras frias. E um laboratório de alimentos utiliza para acompanhar o comportamento de temperatura e umidade no desenvolvimento de novos produtos.

Caroline Dallacorte revelou que o equipamento vem ganhando mercado aos poucos. No entanto, um dos entraves para introdução do dispositivo no Brasil é a impossibilidade de editar os dados.

É bom saber que o Brasil vem desenvolvendo soluções eficientes que auxiliam a indústria na preservação de seus produtos, fazendo com que se forneça cada vez mais, alimentos industrializados seguros à saúde consumidor. Sabemos que ainda existem lacunas na cadeia de frio dos alimentos e soluções como o dispositivo descrito acima são uma das alternativas existentes no mercado para sanar o problema.

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Máscara de acrílico como protetor salivar na indústria de alimentos – uma opção?

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Antes mesmo de a CVS 05/2013 (vigente no estado de São Paulo) proibir o uso de máscaras nasobucais na manipulação de alimentos, falamos aqui no Food Safety Brazil sobre seus riscos.

Dentre eles, a máscara nasobucal não representa uma proteção eficaz devido à umidade e mau uso. O gás carbônico acumulado decorrente da respiração pode provocar tosse, o que aumenta a possibilidade de contaminação. Após 30 minutos de uso, a máscara descartável torna-se úmida e tem a distância entre as fibras aumentada, permitindo a passagem de gotículas de saliva e microrganismos, aumentando a possibilidade de contaminação pela fala, tosse e espirro. Ainda há aqueles que de vez em quando tocam a máscara para “dar uma respirada” e voltam a manipular os alimentos sem higienização as mãos.

Mas então, que recurso utilizar para evitar gotículas de saliva sobre os alimentos? Em uma situação utópica, as pessoas, proibidas de falar, tossir ou espirrar sobre as preparações ou linhas de produção se controlariam e essa contaminação não aconteceria. Porém, sabemos que a vida real é bastante diferente e a contaminação pode acontecer.

O mercado tem apresentado uma opção que é um protetor salivar de acrílico, vulgarmente chamado de “máscara plástica”, revestido de uma película bactericida e antiembaçante, cujo princípio ativo não é revelado. A máscara é posicionada no rosto de modo que a respiração fica livre, não acumulando gás carbônico, evitando desconforto pelo calor e a irritação da mucosa. Na área de estética tem conquistado muitos adeptos.

Pelo fato de esta opção não estar prevista em legislação de alimentos, seja pelo incentivo ou pela proibição, é interessante pensarmos sobre suas vantagens e desvantagens caso seja desejada a sua adoção na manipulação de alimentos.

A eficácia do protetor salivar de acrílico

Conversei com Dr. Eneo Alves, conceituado biomédico e autoridade em microbiologia de alimentos, responsável pela avaliação técnica da eficácia de um produto da categoria.

Segundo ele, pelos testes realizados, mesmo que o manipulador venha a espirrar dentro do protetor, as gotículas de saliva não atingirão os alimentos, ficando retidos na proteção de acrílico. Além disso, a película bactericida irá diminuir gradualmente a carga microbiana, não permitindo acúmulo de bactérias. Um dos ensaios foi bastante simples: pessoas resfriadas espirraram sobre placas de Petri com ágar padrão utilizando a máscara plástica e também sem ela.

O segundo ensaio aconteceu com a contaminação intencional da parte interna da proteção com inóculos de Escherichia coli e Staphylococcus aureus, sendo coletadas amostras a cada hora para estudo da redução destes contaminantes. Houve uma redução de 62% dos microrganismos em duas horas de exposição e de 99,6% em 4 horas.

Duração e manutenção dos protetores salivares

Um revendedor, que garante vida útil de pelo menos 3 meses com o uso adequado, recomenda usar apenas flanela para limpeza. Se a máscara estiver muito suja e engordurada, deve-se lavar apenas com água e sabão neutro sem molhar os elásticos. O álcool 70% danifica o tratamento antiembaçante e bactericida, devendo ser evitado.

Os testes de laboratório realizados não tiveram como objetivo avaliar o prazo de validade da eficácia do bactericida da película ao longo da vida útil do produto.

Outros cuidados

Não encontrei nenhuma empresa de alimentos de grande porte usando esta máscara. Quanto maior o número de colaboradores, maiores os desafios de utilizar um produto de longa duração, não descartável.

Pessoalmente, me preocuparia com a forma de limpeza e guarda das máscaras pelos manipuladores, assim como há cuidados com protetores auriculares ou jaquetas de câmaras frias. Um ponto a ser observado são as condições dos elásticos, materiais mais porosos que ficam atrás das orelhas (área de transpiração), bem como a integridade das próprias proteções, que devem ser inspecionadas regularmente dentro da política de vidros, acrílicos e plásticos duros.

E você, leitor, apostaria no potencial desta novidade? Se tiver experiências, venha nos contar!

Créditos da imagem: Difundir

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O papel da água eletrolisada na segurança dos alimentos

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As Doenças Transmitidas por Alimentos (DTA) ainda são consideradas um importante problema de saúde pública em nível mundial (WHO, 2015). De acordo com dados do Ministério da Saúde (BRASIL, 2016), mais de 500 surtos e casos de DTA foram registrados no ano de 2015 no Brasil, com uma taxa de letalidade de 0,08%. Desse modo, a Segurança dos Alimentos é de grande relevância, uma vez que visa garantir um alimento seguro ao consumidor pelo controle de todas as etapas da cadeia produtiva até o seu consumo. O grande desafio da Segurança dos Alimentos não é só eliminar os microrganismos patogênicos, mas garantir que o local seja seguro para o processamento, produção e manipulação dos alimentos, além de prevenir a contaminação cruzada e reduzir a carga microbiológica dos alimentos e utensílios utilizados na sua preparação. Na indústria, diversos programas de autocontrole são utilizados visando garantir a qualidade sanitária dos produtos alimentícios. Esses programas incluem a Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle – APPCC (BRASIL, 1998), as Boas Práticas de Fabricação – BPF e os Procedimentos Padrões de Higiene Operacional – PPHO (BRASIL, 2003), entre outros. Dentre eles, o sistema APPCC é apontado como princípio essencial de higiene e segurança dos alimentos (FAO & WHO, 2006), sendo apoiado por diversos órgãos regulatórios internacionais. Além desses programas, agentes químicos são tradicionalmente aplicados como forma de sanitização nas unidades processadoras de alimentos. Como método alternativo de limpeza e sanitização, a Água Eletrolisada (AE) vem ganhando destaque por apresentar vantagens em relação aos sanitizantes comuns, podendo ser utilizada como ferramenta para solucionar os desafios da Segurança de Alimentos.

Diversas aplicações são atribuídas a AE. Desde os anos 80, a AE tem sido utilizada na esterilização de instrumentos médico-hospitalares no Japão. Atualmente, com o desenvolvimento da tecnologia, ela tem sido popularizada na área de alimentos. Autores evidenciam o uso da água eletrolisada como desinfetante alternativo em superfícies e utensílios de aço inoxidável usados na manipulação de alimentos, sendo eficaz na limpeza e na sanitização desses locais. A AE também pode ser utilizada na redução da carga microbiológica de eletrodomésticos na área de alimentação, que são considerados fonte de contaminação cruzada. Sugere-se também um uso promissor na indústria de laticínios. Além disso, a AE pode contribuir para melhorar a qualidade microbiológica de produtos de origem animal e vegetal sem afetar a qualidade sensorial desses alimentos, atuando tanto na redução da carga microbiológica desses produtos, podendo aumentar a sua vida de prateleira, quanto na eliminação de patógenos. A AE tem se mostrado eficiente na redução e na eliminação de patógenos de alto risco como Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, entre outros considerados importantes causadores de surtos de DTA. Entre os alimentos envolvidos em estudos e aplicações industriais estão frutas, hortaliças, vegetais minimamente processados, ovos, peixes e carnes. A lavagem de carcaças de animais com AE antes do abate também tem se mostrado eficiente na redução de microrganismos (HUANG et al., 2008; HRICOVA et al., 2008; HATI et al., 2012).

Produção

De um modo geral, a produção da AE se dá pela passagem de uma solução clorada por um equipamento de eletrólise, que provoca a dissociação dos íons através dos eletrodos de carga positiva e negativa. Desse modo, pode ser dividida em três principais tipos de acordo com suas características de potencial de oxirredução (POR), valor de pH e espécie de cloro livre:

– Água Eletrolisada Alcalina (AEA): apresenta POR menor que -800 mV, pH maior que 11 e mais de 95% de cloro livre na forma de íon hipoclorito (OCl).

– Água Eletrolisada Ácida (AEAc): apresenta POR maior ou igual a 1000 mV, pH de 2 a 3,0 e 95% de cloro livre na forma de gás cloro (Cl2).

– Água Eletrolisada Fracamente Ácida (AEFA): apresenta POR de 500 a 900 mV, pH de 5,0 a 6,5 e mais de  95% de cloro livre na forma de ácido hipocloroso (HOCl).

Essas características são importantes, pois estão envolvidas no efeito dos diferentes tipos da AE. Por exemplo, a AEA pode ser empregada como desengordurante por apresentar alta alcalinidade (NaOH). Devido ao seu pH e ao alto valor de POR, a AEAc pode afetar o potencial redox dos microrganismos, promovendo danos nas suas membranas internas e externas, provocando alterações no seu metabolismo. Outro fator importante a ser considerado é controle do pH da AE,  pois influencia diretamente na forma de cloro livre presente em solução. Em relação a isso, o HOCL é o que apresenta maior poder sanitizante em comparação com outras frações de cloro livre devido a sua capacidade de penetração celular. O HOCL se mostra eficaz contra bactérias, fungos e vírus, necessitando de menor tempo de contato para sua ação. Sendo assim, estudos relatam que a AEFA apresenta maior eficácia de sanitização em relação à AEA e até mesmo aos sanitizantes comumente utilizados na indústria (HUANG et al., 2008; HRICOVA et al., 2008;).

Vantagens e desvantagens

Entre as vantagens da utilização da AE, está sua fácil utilização e aplicação, podendo ser produzida no próprio local de trabalho. Para sua produção, requer um equipamento de eletrólise e uma solução clorada (geralmente solução de cloreto de sódio), reduzindo necessidade de transporte e armazenamento de agentes químicos. Além disso, em comparação com desinfetantes clorados comuns, como o hipoclorito de sódio, a AE (em especial a AEFA) não provoca irritação na pele, conferindo segurança ao manipulador. Após seu uso, a AE volta ao seu estado original de água normal, sendo também considerada uma tecnologia segura para o meio ambiente.

O custo do equipamento é considerado uma desvantagem, já que exige alto investimento inicial. A liberação de gás cloro em alguns equipamentos pode gerar algum desconforto para o operador. Ainda, seu potencial de ação é reduzido na presença de matéria orgânica, sendo rapidamente inativada. Por isso é necessário um suprimento constante de AE dependendo da sua finalidade (HRICOVA et al., 2008; HATI et al., 2012).

Certificação

A AE é reconhecida por órgãos norte-americanos como FDA – Food and Drug Administration (agência norte-americana reguladora dos setores alimentícios e de medicamentos), USEPA – United States Environmental Protection Agency (Agência de Proteção Ambiental) e USDA -United States Department of Agriculture (Departamento da Agricultura dos Estados Unidos) para fins de descontaminação de superfícies e na produção e processamento de alimentos. 

Diante do exposto, nota-se a importância da AE na Segurança de Alimentos devido às suas diferentes propostas de utilização: desde a higienização de superfícies até o controle microbiológico e redução de patógenos de alguns alimentos. É importante ressaltar que todos os programas já estabelecidos (APPCC, BPF, PPHO) fazem parte das etapas de controle da cadeia produtiva de alimentos, e a AE pode ser utilizada para contribuir com esse sistema visando garantir a segurança do consumidor.

Referências

BRASIL. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução RDC nº 275, de 21 de outubro de 2002. Dispõe sobre o Regulamento Técnico de Procedimentos Operacionais Padronizados aplicados aos Estabelecimentos Produtores/Industrializadores de Alimentos e a Lista de Verificação das Boas Práticas de Fabricação em Estabelecimentos produtores/Industrializadores de Alimentos. 20p. Diário Oficial da União. Brasília, DF. 23 de out. 2003.

BRASIL. Ministério da Agricultura e Abastecimento. Portaria n. 46, de 10 de fevereiro de 1998. Institui o sistema de análise de perigos e pontos críticos de controle: APPCC a ser implantado nas indústrias de produtos de origem animal. Diário Oficial da União, Brasília, DF. 10 fev. 1998.

BRASIL. Ministério da Saúde. Doenças Transmitidas por Alimentos. 2016, 11p. Disponível em: http://portalarquivos.saude.gov.br/images/pdf/2016/marco/10/Apresenta—-o-dados-gerais-DTA-2016.pdf. Acesso em maio de 2017.

FAO & WHO. Food e Agriculture Organization of the United e World Health Organization. FAO/WHO guindance to governments on the application of HACCP in small e/or less-developed fodd busines. FAO, Food e Nutrition paper. 2006. 84p. Disponível em: <http://www.who.int/foodsafety/publications/fs_management/HACCP_SLDB.pdf>. Acesso em maio de 2017.

FDA & EPA. Certifications of Electrolyzed Water. 2p. 2016 Disponível em: http://www.environize.ca/wp-content/uploads/2015/03/FDA-EPA-Approvals-s.pdf. Acesso em maio de 2017.

HATI, S. et al. Electrolyzed Oxidized Water (EOW): Non-Thermal Approach for Decontamination of Food Borne Microorganisms in Food Industry. Food and Nutrition Sciences, v. 3, p. 760-768, 2012. Doi:10.4236/fns.2012.36102.

HRICOVA, D.; STEPHAN, E.; ZWEIFEL C. Electrolyzed Water and Its Application in the Food Industry. Journal of Food Protection, v.71, n.9, p.1934–1947, 2008. Disponível em http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18810883. Acesso em maio de 2017.

HUANG, Y-C., HSU, S-Y.; HUANG, Y-W.; HWANG, D-F. Application of electrolyzed water in the food industry. Food Control, v. 19, n. 4, p. 329-345, 2008. Disponível em: http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0956713507001697. Acesso em maio de 2017.

USDA. U.S. Department of Agriculture. National Organic Program. Policy Memorandum. PM 15-4 Electrolyzed Water. In: National Organic Program Handbook: Guidance and Instructions for Accredited Certifying Agents and Certified Operations.  2 p. 2015. Washington, DC. Sept, 11, 2015.  Disponível em: https://www.ams.usda.gov/sites/default/files/NOP-PM-15-4-ElectrolyzedWater.pdf. Acesso em maio de 2017.

WHO. World Health Organization. WHO estimates of the global burden of foodborne diseases: foodborne disease burden epidemiology reference group 2007-2015. 2015, 268p. Disponível em:  http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/199350/1/9789241565165_eng.pdf?ua=1. Acesso em maio de 2017.

Amanda Roggia Ruviaro é farmacêutica formada pela Universidade Federal de Santa Maria e mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela mesma instituição. Atualmente, é doutoranda da Faculdade de Engenharia de Alimentos da Unicamp. Tem experiência na área de ciência e tecnologia de alimentos, no desenvolvimento de produtos e na área de microbiologia dos alimentos.

Imagem: Food & Beverage Magazine

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A segurança de alimentos como fator chave para inovação

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Se você pertence a essa área recheada de inovação que é a de alimentos e também se preocupa em conhecer o que come, certamente ficou sabendo do caso da Ooho e sua famosa “água de comer” que Rodrigo García, Pierre Paslier e Guillaume Couche, estudantes de desenho industrial do Imperial College of Art de Londres, desenvolveram recentemente.

Ainda no começo, mas com o foco no impacto ambiental e com a inovação radical em embalagens de água mineral, a empresa pretende aderir a mais mercados. Pesquisadores da Skipping Rocks Lab almejam seu público alvo em bares e restaurantes, aos quais possam talvez desenvolver-se melhor no processo de inserção no mercado atual.

Premiados no Lexus Desing Award de 2014, o conceito do produto envolve claramente a sustentabilidade de uma membrana de resistência média, composta basicamente por derivado de algas, cloreto de cálcio e alginato de sódio, contudo comestível, que permite ser consumida sem deixar rastros no ambiente como garrafas PET ainda fazem. Na realidade, a empresa adota a própria falta da reciclagem de garrafas PET como o problema número um que ela poderia muito possivelmente resolver.

Se você é leitor do Food Safety Brazil, certamente aquela coceirinha atrás da orelha da segurança de alimentos está perturbando toda essa inovação da equipe inglesa nas perguntas: “E a higiene?”, “Como transportaria isso em larga escala?”, “Como poderíamos rotular esse produto?”, “Qual seria o mercado desse produto?” Logo em seguida, um grande NÃO viria em mente. De fato, o próprio time de pesquisadores confessa que não existem respostas para essas perguntas, tornando-se então o atual e grande desafio da equipe Skipping Rocks Lab.

Contudo, é possível perceber um contexto pouco popular, mas muito importante: a presença da segurança em alimentos no desenvolvimento de produtos e na inovação, relação essa que deveria, por si só, bater o martelo da aprovação de qualquer tipo de novo produto alimentício, afinal cuidar da qualidade e segurança de alimentos requer altíssimas responsabilidades.

Outro ponto a ser defendido pelos empreendedores em questão é a sustentabilidade que envolve o produto perante a grande quantidade de lixo gerado pelas garrafas PET. Neste caso, há uma ótima intenção quando o propósito é evitar a violência ao meio ambiente, porém a falta de reciclagem desse material não está ligada à sua própria existência, mas sim à atitude de quem o usa, ou seja, a responsabilidade do descarte do PET é de inteira responsabilidade de quem o consome. Há certa linha de pensamento que norteia o desenvolvimento de novas tecnologias para facilitar o ciclo de consumo, mas por outro lado, você já pensou se existe alguma tecnologia que corrige esse tipo de atitude do consumidor?

Na era das mudanças, as transformações tecnológicas são as mais presentes no nosso cotidiano. Televisões, smartphones e até alimentos ganharam muito mais conceitos do que tinham inicialmente, ficamos cercados de facilidades e deixamos o conceito de inovação à mercê da tecnologia, mas será mesmo que estamos seguros ao permitir isso? Afinal, será que a inovação termina quando a segurança começa?

Na verdade, o produto proposto pela Ooho demonstra claramente esse impasse, apesar de ainda se deparar com os pontos críticos de higiene. A instituição conduz maiores pesquisas que podem, sim, solucionar o problema ambiental de consumo de água a curto prazo. A partir disso é possível perceber que a segurança em alimentos não deve ser encarada como uma dificuldade a ser encontrada no decorrer do processo de desenvolvimento de produtos e de inovação, mas sim como uma preocupação que se alia ao conceito, a fim de justificar o porquê dessa inovação ser necessária.

A inovação inglesa trouxe divergentes sensações para a comunidade global, mas deve-se considerar sempre nesse processo que temos uma grande responsabilidade por dentro de cada inovação: a de garantir que a necessidade do consumidor será cumprida e o produto será seguro para quem o consome. Esta é uma preocupação inerente: não basta fornecer uma alimentação para o globo, é necessário entregar-lhes um alimento seguro do ponto de vista higiênico-sanitário. A segurança na inovação de alimentos é mais do que definir o que deve ou não deve, é inserir uma cultura de segurança de alimentos na inovação. Seja consumidor ou empreendedor, é necessário definir bem o perfil profissional de segurança de alimentos almejado, afinal a segurança de alimentos na inovação não deve ser uma faca de dois gumes.

Escrito por Lucas da Silva Nicoleti, este post foi o vencedor do Concurso Cultural do blog Food Safety Brazil, garantindo ao autor uma vaga de cortesia no III Workshop Food Safety Brazil e o reembolso de suas despesas.

Lucas é técnico em química e graduando em engenharia de alimentos pela USP. Atuou na indústria alimentícia de ingredientes Kerry do Brasil Ltda e tem vivência em pesquisa e desenvolvimento no segmento de sweets’n confectionery. Estagia pela Tacta Food School, participando da administração de cursos da consultoria. 

A comissão organizadora agradece a todos que participaram do concurso e parabeniza o ganhador. Em breve, publicaremos outros posts selecionados. 

Imagem:  Skipping Rocks Lab

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Desinfecção de embalagem utilizando radiação ultravioleta – Parte 2

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No post Desinfecção de embalagem utilizando radiação ultravioleta  – parte 1, falamos do princípio de funcionamento da lâmpada UV e seus tipos. 

É importante relembrar que a exposição à radiação UV não destrói explicitamente os microrganismos, mas inibe sua capacidade de reprodução; por esta razão, não podemos achar que esta tecnologia tem o princípio de esterilizar a embalagem, mas apenas o de desinfectar e descontaminar. Por isso, deve existir um trabalho de controle para minimizar o risco de contaminação da embalagem nas fontes, como fornecedores, na estocagem e também para protegê-la dos riscos do meio ambiente.

Quando se fala em eficiência na redução de microbiota na embalagem, é preciso entender alguns parâmetros :

  • A luz UV emitida por uma fonte é expressa em watts (W)
  • A densidade de irradiação (intensidade da radiação UV) é expressa em fluxo em watts por metro quadrado (W/ m2).
  • A dose (intensidade por tempo de exposição) é a densidade de irradiação multiplicada pelo tempo (t) em segundos e expressa em joules por metro quadrado (J/m2), sendo que 1 joule é 1 W.second

A resistência de um microrganismo à luz UV varia consideravelmente. Além disso, o ambiente do microrganismo particular influencia grandemente a dose de radiação necessária para a sua destruição. A dose é severamente limitada pela sua capacidade de penetrar num meio. A penetração é controlada pelo coeficiente (k) da absorção (m²/s).

A radiação UV pode ser aplicada como um tratamento primário, como por exemplo, em potes plásticos, tampas plásticas e metalizadas para redução da multiplicação microbiana.

A tecnologia é simples, mas é importante fazer o projeto com uma empresa especializada que fará todo o trabalho customizado, pois o tamanho dos sistemas é projetado baseado em vários parâmetros, que incluem:
– Tamanho do material
– Configuração da máquina
– Velocidade da linha
– Largura da linha
– Necessidades de redução dos microrganismos
– Configuração da embalagem.

Fontes:

  1. http://www.foodsafetynews.com/2014/01/pasteurization-does-ultraviolet-mean-ultrasafe/#.WA06oMNrjDc
  2. http://www.revistatae.com.br/noticiaInt.asp?id=6102
  3. National Center for Food Safety and Technology, Illinois Institute of Technology, 6502 S. Archer Road, Summit-Argo, IL 60501
  4. http://acquaticos.blogspot.com.br/2010/07/esterilizador-ultravioleta-uv.html

Imagem: Revista TAE 

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Avançam as pesquisas brasileiras para realizar análise microbiológica em minutos

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Um dispositivo capaz de fazer uma análise microbiológica em minutos é o sonho dos profissionais de alimentos.

O blog Food Safety Brazil está acompanhando o empenho dos pesquisadores da Universidade de Caxias do Sul, RS, que realizam um trabalho promissor nesta área. Eles estão desenvolvendo um biossensor para detecção de patógenos, acoplando sensores magnetoelásticos a um método imunológico de atração de bactérias.

Apesar do nome estranho, sensores magnetoelásticos são aquelas tiras antifurto usadas no comércio em geral. A imagem que ilustra o título deste post mostra este tipo de material, da maneira como chega para os pesquisadores. Os biossensores consistem em pequenas tiras destes sensores, revestidas com camadas finíssimas de ouro, sobre as quais se adsorvem diferentes compostos químicos, chamados tióis. Sobre os tióis, são acoplados anticorpos específicos que farão a ligação com a bactéria-alvo presente no alimento analisado. A ligação das bactérias na superfície do biossensor promove alterações de massa e a frequência de ressonância diminui proporcionalmente, sendo medida com um analisador de redes. Por fim, os dados de variação de frequência são convertidos em unidades de colônias de bactérias. A figura abaixo mostra o funcionamento clássico de um biossensor: 


Figura_funcionamentobiosensorc
Num post anterior, destacamos o trabalho do engenheiro químico André Luis Possan. Ele desenvolveu um biossensor com capacidade de analisar amostras contaminadas com E. coli, em 40 minutos, com limite de detecção de 50.000 UFC/mL. Ao final de sua pesquisa, André constatou que ainda era preciso melhorar a superfície da liga magnetoelástica, diminuindo sua rugosidade, para facilitar a ligação das bactérias e alcançar maior eficiência.

servletrecuperafotoPois bem, agora foi a vez de outra pesquisadora, Márcia Dalla Pozza (foto), dar sequência a estas pesquisas. Márcia é engenheira química, tem 26 anos e concluiu Mestrado em Engenharia de Processos e Tecnologias pela Universidade de Caxias do Sul, sob orientação do Dr. Frank P. Missel. Seu trabalho foi melhorar a sensibilidade de detecção do dispositivo que faz a análise microbiológica, avaliando a influência de diferentes tióis no desempenho dos biossensores. Em conversa com o blog, Márcia explica que “os tióis são compostos orgânicos que se adsorvem sobre a superfície da camada áurea por meio da ligação Au-S (ouro-enxofre) presente em uma das extremidades. A outra extremidade da cadeia liga-se com anticorpos para detecção de patógenos específicos”. Márcia informa que os resultados foram favoráveis para a detecção da bactéria E. coli. Utilizando a técnica de microscopia de força atômica, ela constatou que os biossensores com o composto ácido mercaptopropiônico (MPA) mostraram um aumento na captação de bactérias em relação aos outros compostos estudados, porém também foram observados altos valores de desvio padrão, dificultando a reprodutibilidade e confiabilidade do biossensor. “Conseguimos um limite de detecção de aproximadamente 2×10^4 bactérias/mL, com uma eficiência em torno de 70% do biossensor”, comemora a pesquisadora. “Muito trabalho ainda pode e precisa ser feito. Atualmente, no grupo de pesquisa, estuda-se a adsorção dos compostos tióis sobre a superfície do sensor, uma vez que a área de cobertura está diretamente relacionada à sensibilidade e consequentemente à eficiência do dispositivo.  Ainda sobre os compostos tióis, é importante avaliar a hidrofobicidade e a presença de defeitos durante a formação, procurando minimizá-los ao máximo. Para fins comerciais, também é relevante avaliar a estabilidade do biossensor.” 

A pesquisa de Márcia já foi aprovada para publicação em revista científica classificada no Qualis A1 da base Capes e em breve estará disponível ao mundo acadêmico. A engenheira pretende seguir pesquisando. Ainda este ano, ela deve iniciar o Doutorado, na linha de pesquisa de detecção de herbicidas e pesticidas, utilizando microscopias de força atômica. 

Nós, do blog Food Safety Brazil, ficamos na torcida pelo sucesso de Márcia e de todo o grupo de pesquisadores da Universidade de Caxias do Sul, aguardando a tão sonhada análise microbiológica em minutos. 

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Tendências em alimentos e a segurança de alimentos

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Todos os anos, agências, consultorias, revistas especializadas, sites e outros interessados consultam seus respectivos oráculos para prever o que será o ano seguinte em matéria de tendências. É claro: se os produtores de alimentos souberem para que lado a balança se inclinará na mente do consumidor, poderão estar mais preparados para isso.

Eu, particularmente, considero tais listas de tendências de alimentos um tanto quanto anedóticas. Olho para todas elas com certa desconfiança, pensando a que interesses elas atendem – afinal, me parece improvável que GMO-free esteja entre as tendências, caso um dos patrocinadores da lista seja a principal indústria envolvida em trans-genia de plantas.

Contudo, todavia, no entanto, as listas de tendência de alimentos são uma diversão do período de férias e, quando analisadas no conjunto, podem sim oferecer certa visão geral sobre o mercado de alimentos (desde que não tomadas ao pé da letra).

Pegando a onda, o Instituto de Segurança de Alimentos Australiano (AIFS, na sigla em inglês) publicou um artigo avaliando a segurança por trás de algumas das tendências (já listei 129 delas, então foi um belo recorte que o AIFS fez). Vamos ao que foi avaliado:

  • COMIDA COLORIDA

A questão aqui é se os ingredientes usados para colorir os alimentos são naturais ou não. O Instituto não demoniza os corantes artificiais, apenas prega que tais corantes sejam ingeridos com parcimônia.

Por outro lado, vemos um crescimento do uso de corantes de fontes naturais, e também do próprio alimento (como suco concentrado de beterraba ou cenoura) sendo empregados como corante.

O Food Safety Brazil já falou sobre a segurança no consumo de corantes aqui, aqui e aqui.

  • INSETOS

Se você torce o nariz quando pensa em comer insetos, saiba que este hábito não está tão longe. Aqui no Brasil, na região Sudeste, é (ou era, pois as tradições alimentares estão cada vez mais pasteurizadas) comum comer formiga içá – aquela da bunda grande – frita. Se duvida de mim, veja que existe até receita gourmet com a dita-cuja.

O AIFS considera que os insetos são até mais seguros do que as fontes tradicionais de proteína animal: devido ao seu tamanho, alcançariam as temperaturas de letalidade durante o cozimento mais facilmente.

E a indústria de alimentos já sabe disso – já surgiram start-ups vendendo justamente alimentos à base de insetos:

O Food Safety Brazi já fez uma revisão sobre a segurança neste consumo aqui.

  • NOVOS MÉTODOS DE ENTREGA

A AIFS faz menção aos drones, e como eles impactarão a segurança de alimentos. Bem, é o mesmo impacto de um motoboy ou qualquer outro agente de entrega, não é? A embalagem deve garantir a integridade do produto e a sua manutenção à temperatura adequada.

Drone, bicicleta, motocicleta ou caminhão, a questão é a mesma. E o blog já se pronunciou a respeito: regras do FDA para transporte, transporte de alimentos junto a cargas perigosas (!) e formas de controle de temperatura no transporte.

Informação não falta para quem quer aderir a esta nova tecnologia.

  • VEGETAIS E CARNE ANÁLOGA

Quase todas as listas trazem a tendências vegetais – é, queridos carnívoros, o mundo está migrando para o vegetarianismo, e a tendência não tem volta.

Isso quer dizer que ninguém mais vai comer carne no futuro? Provavelmente não. O futuro pertence ao reino do “cada um faz o que quer”, ao invés do “todo mundo faz o que eu mando” que vivemos ainda hoje (principalmente em países conservadores como o Brasil).

Pois o AIFS faz a ressalva de que esta é uma tendência que tende (redundância, eu sei) à maior segurança de alimentos. Por quê? As nossas queridas bactérias tendem a se desenvolver melhor em alimentos neutros e ricos em proteína.

Contudo, os leitores do Food Safety Brazil sabem que todo o cuidado é pouco com vegetais crus. Já vimos Salmonella em abacate, pepino, e nos “supergrãos” como chia, macadâmica, gergelim, girassol, entre outros.

Sem falar que nos vegetais nos preocupamos com OUTROS perigos: agrotóxicos abundam.

Ou seja: não tem escapatória – tem que conhecer a origem dos alimentos para ter confiança e comer sem medo.

  • SUBPRODUTOS E DESPERDÍCIO DE ALIMENTOS

Finalizando a lista, a tendência que mais apareceu na lista das 129 compiladas também está na avaliação do AIFS: redução do desperdício de alimentos. Não tem como discutir que esta é uma das tendências mais preciosas dentro da lista, e fico muito satisfeita de ver que o mundo finalmente acorda para o absurdo de termos tanto desperdício frente à fome.

O AIFS faz apenas a ressalva de que o uso dos subprodutos – que até então viravam resíduo ou eram utilizados para finalidades menos nobres – deve atender à todas as Boas Práticas de Fabricação.

O Food Safety Brazil já falou sobre iniciativas para reduzir o desperdício de alimentos.

Eu, sinceramente, vejo que é um grande desafio da indústria, a considerar a forma como o material em reprocesso é tratado dentro das fábricas.

Quem já andou um pouco por aí viu que o reprocesso dificilmente está devidamente embalado, que as embalagens e condições de shelf-life para este item dificilmente estão determinadas nas Fichas Técnicas de Produção, e que a taxa de utilização fica ao sabor do vento.

Pode ser também eu que tenha o dedo podre, vai saber? 😉

Para mim, ficou faltando a análise da segurança da impressão 3D de alimentos (podem encontrar uma revisão sobre o assunto aqui). Já temos exemplos em massas, confeitos de açúcar e gomas – e o que mais não vem pela frente?

A criatividade e a imaginação dos nossos técnicos de alimentos é que vão dizer.

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Pesquisador brasileiro desenvolve biossensor para análise rápida de E. coli

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Desenvolver métodos rápidos para a detecção de microrganismos patogênicos em alimentos é uma prioridade para a saúde pública. Pesquisas científicas recentes têm demonstrado que o sonho de conseguir um aparelho portátil capaz de analisar diretamente um alimento e gerar um resultado rápido e confiável está cada vez mais próximo. Agora é a vez de um pesquisador brasileiro apresentar um estudo inovador e extremamente promissor em relação a isso.

O engenheiro químico André Luís Possan (foto), gaúcho de 36 anos, desenvolveu um biossensor magnetoelástico para detecção rápida da bactéria Escherichia coli em água e alimentos. O trabalho foi apresentado como Dissertação de Mestrado em Engenharia de Processos e Tecnologias da Universidade de Caxias do Sul, RS.

Sensores magnetoelásticos são comumente utilizados como marcadores antifurtos no comércio em geral. No estudo de André, para criar o biossensor com capacidade de detectar e quantificar bactérias, o sensor magnetoelástico foi somado a um método imunológico de atração de bactérias. No processo de montagem, o biossensor foi coberto com sucessivas camadas de diferentes materiais para permitir, ao final, a atração de bactérias em sua superfície. Inicialmente, foram aplicadas camadas de espessuras nanométricas de cromo e ouro, que possibilitam a adsorção de um composto orgânico chamado cistamina (CYS) e a formação de camadas auto-organizáveis na superfície do sensor. Em seguida, foi introduzido um anticorpo relacionado com o patógeno alvo para fazer especificamente a ligação com a bactéria presente no meio contaminante. Veja abaixo uma ilustração das camadas do biossensor:

fig1

Figura 1. Processos de construção do biossensor magnetoelástico para a detecção e quantificação da E. coli

A figura 1 evidencia que, após a ligação com a bactéria, foi inserido novamente o anticorpo primário e depois um anticorpo secundário que se liga especificamente no primário. Esse anticorpo secundário foi marcado com fluoresceína, composto que emite fluorescência quando visto com filtro apropriado no microscópio. Assim, foi possível visualizar as bactérias que foram ligadas no processo imunológico e causaram a mudança de massa na superfície da liga.

A partir da mudança de massa causada pela ligação das bactérias na superfície do biossensor, ocorrem alterações nas frequências de ressonância magnética. Para medir estas alterações, foi criado um sistema de leitura composto por analisador de redes e solenoide, demonstrado na figura 2.  

fig2

Figura 2. Sistema de leitura de frequências de ressonância de biossensor magnetoelástico (adaptado de referência)

Na pesquisa, a detecção e contagem do microrganismo ocorreu em soluções contendo uma diluição seriada de E. coli. O tempo para a leitura das amostras com o biossensor foi de cerca de 40 minutos, quando ocorre a saturação das ligações disponíveis na superfície do biossensor.

Em entrevista concedida ao blog Food Safety Brazil, o pesquisador forneceu mais detalhes sobre o dispositivo e também falou sobre seus objetivos e os trabalhos recentes para melhorar a sensibilidade da técnica. Confira:

FSB– Você acredita que será possível realizar análises microbiológicas rotineiras por biossensores em curto prazo? Quais seriam as principais dificuldades para isto?

ALP – Sim, o objetivo é desenvolver um sistema portátil de baixo custo e que use os biossensores magnetoelásticos como transdutor. Em termos de dificuldade, estamos melhorando a superfície da liga magnetoelástica com diminuição da rugosidade, para que as camadas que são colocadas na superfície sejam planas e dispersas, facilitando a ligação das bactérias e melhorando a eficiência do método.

FSB– A técnica desenvolvida em seu trabalho já foi ou poderá ser patenteada?

ALP – Atualmente, não há patentes para um dispositivo completo com o uso de biossensores magnetoelásticos. Pensaremos em patentear quando possuirmos um sistema com melhoria na eficiência.

FSB – Em sua Dissertação, o foco das análises foi a E. coli. Para cada tipo de bactéria será preciso desenvolver um biossensor específico? 

ALP – A especificidade é relacionada com o tipo de anticorpo que é acoplado no conjunto de bioconjugado, sobre a liga magnetoelástica. Desta forma, podemos montar um sensor individual para uma bactéria específica ou um conjunto de biossensores para detectar e quantificar diferentes bactérias.

FSB – Foi feita alguma estimativa do custo analítico usando este biossensor? 

ALP – Os custos comerciais não foram contabilizados no estudo, mas especulamos um valor em torno de 15 reais por sensor, em nível de pesquisa, sendo que o valor maior vem do anticorpo, item mais caro de todos.

FSB – Durante sua pesquisa, você testou vários tipos de superfícies para os biossensores e o limite de detecção para a E. coli no melhor tipo esteve na ordem de 50.000 UFC/mL, o que pode ser considerado alto para este micro-organismo em alimentos. É possível aprimorar o método para níveis de detecção inferiores, como 10 UFC/mL, por exemplo?

ALP – Sim, é possível. A eficiência do sensor esteve em torno de 60%, entre os valores teóricos e os encontrados experimentalmente. Ficou evidenciado através da microscopia eletrônica de varredura (link da dissertação) que uma camada de cistamina (CYS) revestiu de forma dispersa sobre a superfície da liga, formando um desenho que chamamos de “Nazca Lines”. Também é evidenciado que nem toda a liga foi coberta com a CYS, e isso repercute diretamente na eficiência, pois a CYS adsorve na liga magnetoelástica, o anticorpo liga na CYS através de um intermediário (crosslinker) e o anticorpo liga com a bactéria. Se não tem CYS em toda a superfície, a sequência de bioconjugado não se completa. Estamos trabalhando nessa parte, avaliando porque a CYS não cobre toda a superfície da liga, utilizando derivações de concentração, tempo de aplicação, temperatura e agitação. Com a melhoria da eficiência, é possível reduzir o limite de detecção e também detectar menores concentrações de bactérias.

FSB – Será possível testar diretamente um alimento líquido, por exemplo?

ALP – Sim, é possível e esse é o objetivo final: aplicar biossensores magnetoelásticos em soluções contendo bactérias provenientes de leite, carne, urina, sangue, entre outros.

FSB – Atualmente, em seu trabalho de Doutorado, você permanece numa linha de pesquisa semelhante. O que exatamente, você está pesquisando agora? 

ALP – Atualmente, trabalhamos na resolução de problemas provenientes dos biossensores magnetoelásticos, mas com outro método. Como a sensibilidade do biossensor magnetoelástico ainda deve ser melhorada, estamos analisando o processo de adsorção de compostos tíós (cistamina, cisteamina, ácido mercaptopropiônico) sobre a superfície de bioeletrodos, através de métodos eletroquímicos. Conhecendo os parâmetros ideais de adsorção como temperatura, concentração, tempo e agitação, teremos os parâmetros ideais para aplicar no método dos biossensores magnetoelásticos. O método eletroquímico opera com energia, a qual permite verificar a adsorção da CYS. No outro método somente aplicávamos a CYS sem verificar a adsorção por mudança de massa e usando valores conhecidos nas referências bibliográficas. A mudança de massa era somente das bactérias, por causa da sensibilidade. Para melhorias no sistema e na busca de maior sensibilidade de detecção e quantificação, estamos em parceria com a universidade Ca’ Foscari de Veneza na busca de conhecimento sobre a tecnologia de fabricação de nanoeletrodos, através do processo seletivo da Capes PDSE 2016/2017.

FSB – Você já publicou artigos em revistas científicas internacionais, sendo que alguns foram estudos realizados durante o desenvolvimento do biossensor. Um artigo final, com a conclusão do estudo, já foi publicado?

ALP – Sim, temos um artigo publicado em janeiro deste ano na revista internacional Materials Science and Engineering, de classificação Qualis A1 em Engenharias II base Capes, com fator de impacto de 3,338. O nome do artigo é:  Effect of surface roughness on performance of magnetoelastic biosensors for the detection of Escherichia coli.

Em alguns dias teremos um novo artigo com estudos mais completos sobre o assunto, com microscopias de força atômica das superfícies e eficiência para três tipos de tióis, em trabalho desenvolvido pela mestranda Marcia Dalla Pozza, de Bento Gonçalves, RS.

O blog Food Safety Brazil parabeniza o pesquisador André Luís Possan e lhe agradece pela especial participação em nosso artigo de hoje. Esperamos publicar mais informações sobre estas pesquisas assim que as novidades forem surgindo.

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Nanotecnologia e a Segurança dos Alimentos: preciso entender esta relação?

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Você deve estar se perguntando por que deveria entender a relação entre nanotecnologia e a segurança de alimentos. Esta é uma dúvida pertinente, já que tão pouco ouvimos falar sobre nanotecnologia.  

Talvez você não saiba, mas na comunidade científica é consenso que a nanociência e suas aplicações tecnológicas têm potencial para inovar a ciência e indústria de alimentos. Assim como talvez desconheça o fato de que, no mundo real, este potencial é explorado e a nanotecnologia tem sido incorporada em diferentes etapas da cadeia de produção de alimentos. Aliás, acho que você não se atentou aos números, pois a prospecção é de que o financiamento federal de países líderes em pesquisa e desenvolvimento em nanotecnologia, que já é elevado, aumente.  

Não conseguiu imaginar os impactos na economia global, ambiental, na produção industrial, na regulamentação e na saúde e vida das pessoas? Então, prezado leitor, SIM. Conhecer a relação nanotecnologia e alimentos é fundamental e você precisa saber como isso afeta (ou afetará) a segurança dos alimentos produzidos com esta tecnologia. Você, enquanto profissional envolvido com a Segurança de Alimentos, precisa entender essa relação para se aprimorar, se preparar para os futuros desafios que a popularização desta tecnologia trará. Enquanto consumidor, precisa entender esta relação para que o seu consumo seja consciente. Aos meros curiosos, esse é um prato cheio!

Certamente, entender a relação entre nanotecnologia e alimentos e as implicações para a Segurança dos Alimentos é uma tarefa complexa. Principalmente porque ambas as áreas da ciência são multidisciplinares. O primeiro passo, então, é entender o princípio fundamental da nanociência e nanotecnologia. Partindo de uma explicação muito simples, podemos entender que nanociência e nanotecnologia são o estudo e a aplicação de coisas extremamente pequenas e pode ser usado em todos os outros campos da ciência, tais como química, biologia, física, ciência dos materiais e engenharia.

O prefixo “nano”, presente nos dois termos, é derivado de uma palavra grega que significa “anão”.  Em uma definição mais técnica, indica a bilionésima parte de uma unidade, no caso o metro. Colocando de maneira lúdica, podemos comparar os tamanhos de um nanômetro e de um metro como sendo uma bolinha de gude para o tamanho da terra respectivamente, ou podemos dizer que um nanômetro é a quantidade de barba humana que cresce no tempo que se leva para levantar a navalha à face.  É justamente a dimensão nanométrica das partículas que é o grande diferencial, pois há uma distinção no comportamento de partículas nano em relação às partículas macro do mesmo elemento químico.

Esta distinção no comportamento acontece, pois conforme há a redução do tamanho à nanoescala, há um significante aumento na razão área superficial e volume. Consequentemente, mais átomos ficam disponíveis para reagir e isso acaba mudando a natureza das forças de interação entre as moléculas do material. Esta mudança pode resultar em diferentes propriedades físico-químicas, que podem oferecer aplicações funcionais de interesse industrial. Essas aplicações tecnológicas em dispositivos, objetos e alimentos é o que conhecemos como nanotecnologia e a nanociência é o estudo dos princípios fundamentais das partículas e estruturas nanométricas.

Este comportamento distinto proporciona avanços incrementais na elaboração de produtos já conhecidos e na introdução de novos produtos. Na produção industrial, sua aplicabilidade, de um modo extremante singular, alcança a produção de cosméticos, fármacos, equipamentos médicos, energia, segurança, tecidos, produtos biotecnológicos e do setor agroalimentar.

Como exemplo de produtos que atualmente estão no mercado, temos os têxteis antibacterianos, protetores solares transparentes, tecidos que repelem água e odor, tinta livre de arranhões para automóveis, revestimentos repelentes de sujeiras, janelas autolimpantes, bolas de tênis elásticas, raquetes de tênis mais rígidas e, o grande alvo do nosso interesse, os nanoalimentos, ou seja, alimentos que possuem aplicação de nanotecnologia em alguma etapa de sua produção.

Bem, meu caro leitor, deu para ver que entender os detalhes que permeiam as nanotecnologias em alimentos não é tarefa simples, mas se sua leitura o trouxe até aqui, então você já sabe o fundamental para entender as aplicações nanotecnológicas na cadeia produtiva de alimentos e quais as implicações para a segurança dos alimentos. 

Para mais detlahes, consulte o posicionamento da EUROPEAN COMMISSION.

Um link interessante sobre os investimentos para 2016 é o da NATIONAL NANOTECHNOLOGY  INITIATIVE  (NNI), uma iniciativa americana.

Alguns estudos clássicos sobre os fundamentos da nanociência e nanotecnologia:

FEYNMAN, R. P. “there’s plenty of room at the bottom.” Engineering and science 23, n. 5,  p. 22-36, 1960.

KOVVURU, S. K.; et al. Nanotechnology: the emerging science in dentistry. Journal of orofacial research, v.2, n.1, p. 33-36, 2012.   apud  TANIGUCHI, N. 1974. On the basic concept of ‘nano-technology.’ in: proceedings of the international conference on production engineering, tokyo, 1974. Tokyo: japan society of precision engineering.

Alguns trabalhos que embasaram este post:

ADAM, S F. C.; BARBANTE C. Nanoscience, nanotechnology and spectrometry.  Spectrochimica acta part b, Italia, v. 86, p. 3-13, 2013.

ASSIS, L. M. de. Características de nanopartículas e potenciais aplicações em alimentos. Campinas, v. 15, n. 2, p. 99-109, 2012.   

BROWN, J.;  KUZMA J. Hungry for Information: Public Attitudes Toward Food Nanotechnology and Labeling. Review of Policy Research, USA, v. 30, n. 5, 2013.

GREINER, R. Current and projected applications of nanotechnology in the food sector. Nutrire: rev. Soc. Bras. Alim. Nutr.j. Brazilian soc. Food nutr., são paulo, sp, v. 34, n. 1, p. 243-260, 2009.

HUANG, C.; WU, Y. State-led technological development: a case of china’s nanotechnology development. World development, Netherlands,  v.  40, n. 5, p. 970–982, 2012.

SEKHON, B. S. Food nanotechnology – an overview. Nanotechnology, science and applications, India, v. 3, p. 1-15,  2010.

MARTINS, P. Nanotecnologia e meio ambiente para uma sociedade sustentável. Estud. Soc,    México,  v. 17,  n. 34, 2009 .

SEKHON, B. S. Food nanotechnology – an overview. Nanotechnology, science and applications, India, v. 3, p. 1-15,  2010.

SIQUEIRA-BATISTA, R. et al. Nanociência e nanotecnologia como temáticas para discussão de ciência, tecnologia, sociedade e ambiente. Ciência & educação, v. 16, n. 2, p. 479-490, 2010.

4 min leituraVocê deve estar se perguntando por que deveria entender a relação entre nanotecnologia e a segurança de alimentos. Esta é uma dúvida pertinente, já que tão pouco ouvimos falar sobre […]

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Desinfecção de embalagem utilizando radiação ultravioleta – Parte 1

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Antes de falar sobre a aplicação da luz UV para desinfecção de embalagens é importante entendermos um pouco mais sobre o princípio de funcionamento deste processo. UV é a sigla para ultravioleta, tipo de radiação eletromagnética que pode ser dividida de acordo com o comprimento eletromagnético:

  • Ondas longas – UVA: 320-400 nm;
  • Ondas médias – UVB: 280-320 nm;
  • Ondas curtas – UVC: 200-280 nm;

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A luz ultravioleta pode ser gerada por duas fontes:

  • Fonte Natural (Sol) que produz o UVA e UVB;,
  • Fonte Artificial (lâmpadas) que produzem o UVA, UVB e UVC.

As lâmpadas UVA e UVB são utilizadas para bronzeamento artificial, e a mais conhecida, luz negra que utilizamos nas fabricas como armadilha de inseto, produzem raios luminosos na faixa de 350 nanômetros, atraindo os insetos por conta de sua parcela de cor ultravioleta, violeta e azul.

Já as lâmpadas UVC promovem uma ação sobre os microrganismos. A radiação destas lâmpadas é perigosa para os nossos olhos, devendo sempre utilizadas em locais vedados, e manusear com óculos de proteção de modo que luz não chegue a nossa vista.

A exposição à radiação UVC nos microrganismos como bactérias, vírus, fungos, protozoários, algas e leveduras, não destrói explicitamente os microrganismos, mas inibe sua capacidade de reprodução.

Pois a absorção da luz pelo seu material genético (ácido nucleico) acarreta em um  rearranjo da informação genética provocando o rompimento de cromossomos, mutações genéticas e inativação de enzimas.

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As lâmpadas UVC usadas têm um princípio de funcionamento idêntico ao de uma lâmpada de neon. A única diferença é a luminescência do mercúrio utilizada no lugar da lâmpada de neon. Existem dois tipos de lâmpadas UVC classificadas em:

  1. Lâmpada de baixa pressão: A mistura de vapor de mercúrio e de pós fluorescentes contidos na lâmpada em quartzo é utilizada a baixa pressão, operando a uma temperatura baixa e com baixo consumo. As lâmpadas de baixa pressão emitem essencialmente radiação monocromática a um comprimento de onda de 253,7nm;
  2. Lampadas de Média á Alta pressão (com alta intensidade UV): São do tipo de mercúrio de média a alta pressão, caracterizadas principalmente por uma saída muito maior do que as opções UVC de baixa pressão. As lâmpadas de média a alta pressão produzem uma vasta gama de comprimentos de onda, de 100 nanômetros para maior que 700 nanômetros, bem dentro do espectro de luz visível.

Fonte:

  1. Food Safety News;
  2. Revista Tae;
  3. National Center for Food Safety and Technology, Illinois Institute of Technology, 6502 S. Archer Road, Summit-Argo, IL 60501;
  4. Acquaticos.

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Melhor trabalho de Segurança de Alimentos | CBCTA 2016

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De 24 a 27 de outubro de 2016 aconteceu, em Gramado-RS, o XXV Congresso Brasileiro de Ciência e Tecnologia de Alimentos (CBCTA), e teve como tema “Alimentação: a árvore que sustenta a vida”, com o intuito de promover debates e atualizações que contemplem a sustentabilidade na produção de alimentos. 

Dentre 1500 trabalhos, foram selecionados os melhores em cada área de pesquisa. O trabalho destaque em segurança de alimentos teve como título “Efeito de Bacillus spp. sobre o crescimento, produção de esporos e produção de Ocratoxina A por Aspergillus westerdijkiae em um meio de cultura a base de café”.

De forma mais prática, ele conseguiu identificar 3 espécies de Bacillus que possuem grande competitividade frente ao fungo produtor da Ocratoxina A, no cultivo de café. Lembrando que a Ocratoxina A é uma micotoxina tóxica para fígado e rins, e é considerada possivelmente cancerígena para humanos. 

Esse estudo tem grande relevância para o futuro do agronegócio do café, uma vez que elimina ou, ao menos, reduz a toxina deste cultivo sem a necessidade de utilização de agrotóxicos.

O Blog conseguiu conversar com o autor desta pesquisa, Dr. Tiago Centeno Einloft, e a seguir apresentamos seu relato:

Nosso trabalho, que foi premiado no evento, na realidade é um pequeno pedaço do meu trabalho de doutorado, que envolve a busca de potenciais agentes de biocontrole, ou seja, microrganismos com a capacidade antagônica a algum fitopatógeno ou contaminante de alimentos. O controle biológico, no nosso caso, visa ao mesmo tempo reduzir ou inibir por completo a contaminação fúngica e a produção de micotoxinas em alimentos e a redução do uso de agrotóxicos, tendo em vista que o controle biológico é um método “alternativo” ao uso de fungicidas químico-sintéticos. 

Encontramos três espécies de bactérias do gênero Bacillus que demonstraram grande capacidade competitiva e antifúngica, frente a diversos fungos produtores de micotoxinas de diversos alimentos. O trabalho premiado no evento relata resultados do efeito destas três espécies sobre o crescimento, produção de esporos e produção de Ocratoxina A pelo fungo Aspergillus westerdijkiae, que é considerado atualmente o principal produtor de Ocratoxina A no café.

Resumidamente, os experimentos deste trabalho foram realizados todos in vitro, em um meio de cultura tendo o próprio café como base. As três bactérias foram capazes de reduzir o crescimento fúngico entre 76-95%, reduzir a produção de esporos em até 10 vezes e reduzir as concentrações finais de Ocratoxina A entre 60-97%, ou seja, foram extremamente efetivas neste substrato em controlar o Aspergillus westerdijkiae. Os resultados são extremamente promissores, porém, precisamos agora avaliar a ação destas bactérias quando aplicadas in vivo, ou seja, diretamente nas plantas de café”

Parabéns, Tiago. Sucesso!

Entrevistado: Dr. Tiago Centeno Einloft. Biólogo formado pela PUC-RS (2009), Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela UFRGS (2012) e Doutor em Fitotecnia com ênfase em Fitopatologia (2016).

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Indústria 4.0

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O blog Food Safety Brasil recebeu uma cortesia para participar do VII SIMCOPE, Simpósio de Controle de Qualidade do Pescado, que aconteceu em São Paulo, de 9 a 11 de outubro. Este ano a temática do evento tratou de “Estratégias para aumentar o consumo de pescado”. Vamos transmitir a você, leitor, alguns pontos importantes abordados durante o VII SIMCOPE. Hoje falaremos sobre o conceito de Indústria 4.0, uma tendência que já começa a se instalar na indústria de pescados espanhola.

Ao longo dos anos a forma de manufatura dos produtos foram mudando e todas estas revoluções alcançaram o setor de alimentos, desta vez a história não vai ser diferente. Veja na imagem as fases que passamos.

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O número 4.0 faz referência as fases da revolução industrial, estamos entrando na quarta. A primeira com as maquinas a vapor. A segunda, marcada pela introdução na indústria da energia elétrica e combustíveis derivados do petróleo. A terceira foi protagonizada pelo avanço tecnológico e sistemas de computadores.

A indústria 4.0 é o início da planificação, uma tendência que está ligada em tentar ser mais eficiente em toda cadeia, utilizando recursos da robótica e automação, garantindo desse modo mais competitividade.

Na pratica são todos os equipamentos e máquinas de processo trocando informações entre si, e disponibilizando essas informações numa grande base de dados capaz de tomar decisões, no nível gerencial ou de forma autônoma.  

Durante o SIMCOPE, o Secretário Geral, Juan Vietes, da Associação Nacional de Fabricantes de Conserva de Pescado e Marisco da Espanha, a ANFACO CECOPESCA, explicou que a complexidade de transferir este conceito para indústria de beneficiamento de pescados está na grande diversidade da matéria-prima e de seus parâmetros de qualidade.

Por esse motivo, a ANFACO CECOPESCA vem investindo em tecnologias para aprimorar o conhecimento sobre pescados e mariscos afim de alcançar um modelo de processamento para pescados que agregue valores nutritivos e saudáveis para o consumidor.

Quando questionado sobre como este modelo lida com a segurança de alimentos, uma vez que a matéria-prima é super perecível e sensível, o Sr. Juan Viestes é bem pontual em afirmar que tal modelo de processamento consegue perfeitamente, por exemplo, monitorar os padrões físico-químicos e microbiológicos, de maneira continua, automatizada e segura.  Viestes, afirmou que isto já é realidade em uma grande indústria de beneficiamento de pescados na Espanha e que até 2020 o país terá um grande número de empresas neste padrão.

Olhando para este tipo de panorama podemos transferir esse conceito para todo o segmento de alimentos e imaginar como esta indústria se comportará em um futuro próximo.  Veja esta imagem:

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No exemplo acima conseguimos ver a aplicação do conceito de Industria 4.0 em uma planta sucro-alcooleira. Todas as informações e demandas são processadas online em um único banco de dados. As decisões são tomadas a partir do cenário apresentado pelo cruzamento de informações, de maneira automática, baseada em um banco de dados Big Data. Essa é a indústria do futuro, a 4.0!  

Referências:

Automação Industrial, Industria 4.0: Uma visão da automação Industrial. Acesso em 13 de Outubro de 2016.

Citisystms, O que é a Industria 4.0 e como ela vai impactar o mundo. Acesso em 13 de Outubro de 2016.

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Análise de E. coli em alimentos em menos de 1 hora

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Os métodos utilizados tradicionalmente nas análises microbiológicas de água e alimentos costumam ser muito demorados. O mais tradicional, a inoculação em meios de cultura, envolve longos dias de incubação, e as técnicas mais sofisticadas, como a reação em cadeia da polimerase (PCR), requerem muito tempo de preparação de amostras.

A demanda por métodos mais rápidos é um sonho antigo da indústria de alimentos. Nos últimos tempos, os pesquisadores científicos vêm desenvolvendo novas técnicas capazes de acelerar este processo e atender a esta demanda. Em várias oportunidades, já tivemos postagens aqui sobre técnicas inovadoras, capazes de realizar análises microbiológicas em minutos, até mesmo pelo simples contato.

Em um novo estudo publicado recentemente na revista Infectious Diseases, pesquisadores da Universidade de Pittsburg, nos Estados Unidos, desenvolveram um nanossensor híbrido para detectar a contaminação bacteriana por E. coli O157:H7. Este nanossensor usa uma combinação de medidas de ressonância magnética e de fluorescência para detectar e quantificar a contaminação, com alto grau de sensibilidade.

No estudo, eles testaram um amplo espectro de amostras, desde água até alimentos disponíveis no mercado. Usando amostras de leite, o nanossensor detectou várias concentrações da bactéria em menos de uma hora, com alta sensibilidade. Além disso, em entrevista ao portal Food Safety News, os pesquisadores disseram que o aparelho pode ser personalizado para detectar uma grande variedade de agentes patogênicos além de E. coli.

A ressonância magnética pode detectar níveis muito baixos de bactérias, mas não é tão eficaz em concentrações mais elevadas. Já a fluorescência é o oposto e, por esta razão, os cientistas de Pittsburg optaram por combinar as duas técnicas.

Embora ainda não estejam disponíveis comercialmente, estes aparelhos prometem um futuro menos trabalhoso aos analistas e maior agilidade e segurança às indústrias de alimentos nos processos de liberação de produtos.

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Dispositivo com luz ultravioleta poderá descontaminar alimentos em casa

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Falar sobre os benefícios do consumo de vegetais frescos é chover no molhado. Todos sabem de seu conteúdo em vitaminas, minerais, fibras, além da capacidade de prevenir certos tipos de doenças. No entanto, as frutas e os vegetais podem ser contaminados por microrganismos durante seu cultivo, estocagem ou preparação e ingeri-los crus pode causar doenças. O Centro de Controle e Prevenção de Doenças dos Estados Unidos divulgou, tempos atrás, um relatório no qual as verduras frescas figuravam no topo da lista dos 10 alimentos mais arriscados de serem consumidos.

Pensando nisso, um professor de Ciência de Alimentos da Universidade de Delaware (EUA), Haigianq Chen, desenvolveu um dispositivo para uso doméstico usando luz ultravioleta capaz de destruir agentes patogênicos em produtos frescos. A luz ultravioleta (UV), nos comprimentos de onda de 200 a 280 nm, produz radiação não ionizante com propriedades germicidas. Esta propriedade já é usada em sistemas industriais para redução da contaminação em água, alguns alimentos fluidos e também em superfícies. Recentemente, uma pesquisa científica apontou o uso de luz UV como a terceira tecnologia para a conservação de alimentos com maior potencial de uso comercial nos próximos anos.

O “forno” de luz UV do pesquisador Chen é aproximadamente do tamanho de um forno de micro-ondas tradicional. Em entrevista ao portal Food Safety News, o cientista declarou que “a desinfecção ocorre por meio da associação da luz UV com a água. A luz UV não penetra no interior de sólidos, mas pode penetrar através da água clara. Assim, a água, sob forte agitação, remove as bactérias e vírus da superfície do alimento e ao entrar em contato com a água, eles são mortos quase imediatamente pela luz UV”.

O instrumento terá um painel de controle simples para permitir que os usuários ajustem o tempo de tratamento e vai oferecer uma intensidade fixa de luz UV. Segundo Chen, será fácil de usar e além do uso doméstico, também poderá ter aplicações em restaurantes, lanchonetes, hospitais e cozinhas industriais.

Chen avaliou a eficácia do seu dispositivo, comparando-o com a lavagem de vegetais em água da torneira. A comparação foi realizada sob dois cenários simulados de contaminação por Salmonella: no primeiro, os vegetais são inoculados com o microrganismo em um ponto específico; no segundo, toda a peça é contaminada por imersão numa solução contendo o microrganismo.

Usando amostras de alface, espinafre, tomate, mirtilo e morango nos dois cenários, Chen concluiu que o “forno” de luz UV descontaminou os vegetais frescos de forma muito mais eficaz do que a lavagem com água da torneira. Enquanto a lavagem na torneira removeu, em média, 59,3% do patógeno, o “forno” UV destruiu 99,7% da Salmonella nas alfaces inoculadas por imersão e 99,999% da Salmonella nos tomates com inoculação localizada.  

Outra grande vantagem do aparelho é que ele não aquece os vegetais frescos e não altera suas propriedades sensoriais.

Atualmente, o pesquisador está trabalhando com o Departamento de Inovação da Universidade na busca de parcerias econômicas para patentear e comercializar sua criação.

Enquanto o “forno” de luz ultravioleta não chega ao mercado, devemos realizar a desinfecção dos vegetais frescos imergindo-os em água com hipoclorito de sódio: 1 colher de sopa de água sanitária comercial para 1 litro de água, mantendo em imersão por 15 minutos.  Para mais detalhes, leia Desinfecção de frutas, legumes e hortaliças.

Créditos de imagem: Food Safety News

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Ferramenta gratuita para avaliação de vulnerabilidade a fraudes – SSAFE

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Os profissionais que trabalham com segurança de alimentos certamente estão cada vez mais preocupados com a possibilidade de ocorrência de fraudes em alimentos (em inglês, food fraud), não só pelos prejuízos financeiros, mas principalmente pelo risco de causar efeitos adversos à saúde dos consumidores. Esta preocupação é ainda maior para as empresas da cadeia produtiva de alimentos que possuem certificações reconhecidas pelo GFSI (Global Food Safety Initiative), tais como FSSC 22000 ou BRC Global Standard for Food Safety. Isto porque o tema de avaliação de vulnerabilidades e medidas de proteção contra a fraude em alimentos será muito em breve requisito obrigatório destes esquemas de certificação, quando a versão 7 do Documento-Guia do GFSI finalmente for publicada (isto deve ocorrer ainda em 2016). O LRQA (patrocinador do nosso blog), no artigo escrito por Érica Vianna, abordou o assunto neste post de 2014 já dando o alerta de que as empresas deveriam ter muita atenção a isso, e que uma ferramenta de avaliação das vulnerabilidades a fraudes seria disponibilizada pela SSAFE (Safe Supply of Affordable Food Everywhere).

Mas o que é a SSAFE? A SSAFE é uma organização sem fins lucrativos surgida em 2004, cujos objetivos são fomentar a melhoria contínua, a aceitação global de Normas internacionais reconhecidas e sistemas de proteção aos alimentos, através de parceria público-privada. Acesse o site da SSAFE (em inglês) para mais informações.

A SSAFE publicou no final de 2015 uma ferramenta gratuita para avaliação de vulnerabilidades às fraudes em alimentos. A ferramenta é composta por uma planilha Excel com um questionário para detectar e avaliar em quais pontos ou situações as fraudes poderiam ocorrer com os produtos da empresa (similar ao APPCC), e um guia para a aplicação desta planilha e dos conceitos de prevenção à fraude. Basta acessar o site da SSAFE aqui, preencher um rápido cadastro e fazer o download gratuito. O material está todo em inglês. Também é interessante acessar o PAS 96:2014 (Guia para defesa dos alimentos e bebidas aos ataques propositais), que engloba não só as contaminações intencionais maliciosas (food defense), como também situações de fraude. O PAS 96 também é gratuito e pode ser baixado aqui (em inglês).

Embora a nova versão do Documento-Guia do GFSI ainda não tenha sido publicada, é recomendável que pelo menos as empresas certificadas já iniciem a adoção de métodos para avaliar sua vulnerabilidade às fraudes e determinem as medidas de prevenção, de forma que quando for requisito mandatório, o sistema de gestão já esteja minimamente preparado. E estas sugestões de ferramentas da SSAFE e o PAS 96 são um excelente começo. Bom trabalho a todos!

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Esterilizador portátil a base de ozônio

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Para aqueles que ainda pensam que geladeira é o lugar mais seguro para armazenar seus alimentos, um engano pode estar sendo cometido: diante as falhas de armazenamento as prateleiras do seu refrigerador, podem conter, muitas vezes, bem mais que número de bactérias considerado aceitável. Sendo que algumas delas podem até matar, como a E. coli, a Salmonella e a Listeria.

Um dos hábitos mais simples de contaminação cruzada é chegar em casa carregando aquele monte de sacolas plásticas, colocar os produtos que chegam da rua diretamente na geladeira, sem nenhuma higienização prévia. Isso pode transformar o refrigerador em um foco de contaminação.

Conforme dados do último Surtos Alimentares no Brasil – Dados atualizados em 2015, as residências continuam como o local principal de ocorrência dos surtos, com 38,4% dos casos relatados até outubro de 2015, seguido dos Restaurantes e Padarias com 15,5%, um número bastante preocupante. As bactérias SalmonellaS. aureus E. coli mostram-se como os principais agentes etiológicos mais associados aos surtos, respectivamente.

No Reino Unido, de acordo com a Agência Britânica de Padrões Alimentícios, cerca de 1 milhão de pessoas sofrem de doenças causadas por alimentos mal estocados. Portanto, entender como guardar seus alimentos da geladeira, pode te prevenir destes tipos de enfermidades, normalmente causados por bactérias.

Saiu este mês na revista Super Interessante (Edição 360), os projetos mais interessantes do mundo do crowdfunding, um que me chamou a atenção foi o projeto FRIDGMATE, um esterilizador com ozônio como princípio ativo, o qual garante 96% de eliminação de bactérias e odores nas geladeiras, além de aumentar a vida útil dos alimentos, a partir de um equipamento menor que uma latinha de refrigerante com peso máximo de 170g e tem bateria com resistência que dura entre 50 e 90 dias, carrega via USB e possui preço acessível.

Todo o controle de funcionamento deste equipamento pode ser feito também em um aplicativo dedicado que funciona para monitorar a condição de sua geladeira.

Os inventores garantem que é o método mais seguro e eficiente para remover bactérias, uma vez que não deixa nenhum resíduo químico que possa prejudicar ou contaminar seu alimento, mantendo uma concentração segura de Ozônio.

Sabendo que dentro de uma geladeira doméstica alcança-se temperaturas entre 6 e 10°C na parte inferior, e de 2 a -2°C na parte superior, o foco de esterilização deste equipamento em testes foi para as bactérias que conseguem crescer em temperatura baixas, e são as principais causadoras de intoxicação como Salmonella, Listeria e Staphylococcus aureus.

De acordo com pesquisas e a literatura, o ozônio vem substituindo o cloro na limpeza e esterilização de alimentos e outros segmentos. O ozônio é 100 vezes mais potente e 3,2 mil vezes mais rápido que o cloro, ou seja, além dele ser mais potente, ele age muito mais rápido.

Para aqueles que ainda não sabem conhecem Crowdfunding (ou financiamento pela multidão, em tradução literal) é uma modalidade de investimento, na qual várias pessoas podem investir pequenas quantias de dinheiro no seu negócio, geralmente via internet, a fim de dar vida à sua ideia, é o chamado financiamento colaborativo, algo que está revolucionando o lançamento de Startups mundo afora.

Achei interessante este portátil esterilizador a base de ozônio, por utilizar uma energia limpa, e ter proposta de baixo custo de aquisição pelos pesquisadores, com o intuito de ser usado não só em restaurantes, padarias e outras empresas pequenas de alimentos, mas nas residências também, onde pode ser utilizado para potencializar a limpeza usual, pois hoje esta tecnologia já é utilizada em média e grandes empresas, mas são muito caras.

Referências:

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Bactérias detectadas em um segundo

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Cientistas coreanos desenvolveram uma nova forma de reduzir o número de casos de intoxicação alimentar no mundo, um simples sistema laser portátil que pode detectar bactérias em alimentos em apenas alguns segundos.

Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), só em 2015, 582 milhões de pessoas foram diagnosticadas com intoxicação alimentar, e dessas 351.000 morreram. Nos EUA, cerca de 50 milhões de pessoas sofrem de intoxicação alimentar a cada ano. De acordo com a Food Standards Agency, no Reino Unido todos os anos há mais de 500.000 casos de intoxicação alimentar a partir de agentes patogênicos. A maioria dos casos de intoxicação alimentar  ocorre em carne de aves, seguido por legumes, frutas, nozes e sementes.

Ainda é difícil a detecção de bactérias em produtos alimentares, embora existam técnicas como a reação em cadeia da polimerase, cultura microbiológica, espectrometria de massa e cromatografia líquida de alta performance. Estes métodos são considerados caros, demorados, complexos e poucas empresas de alimentos podem pagar por estas tecnologias.

Assim, os pesquisadores do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia do Sul (KAIST) criaram um sistema de laser portátil que pode detectar o crescimento de bactérias em alimentos em apenas alguns segundos, digitalizando o alimento com um feixe de laser. A grande sacada é que a técnica consegue analisar os alimentos sem ter que adicionar nenhum tipo de reagente químico – nem tocar a comida – ao contrário de outros métodos químicos ou moleculares, que inevitavelmente envolvem procedimentos com contato.

Quando um feixe de laser atinge qualquer tipo de tecido biológico, o mesmo é dispersado por todo o material. A dispersão faz com que a luz produza um padrão aleatório. O método em questão é baseado na análise de pontos de lasers dinâmicos, que pode ser obtida simplesmente medindo o reflexo do laser vindo da amostra, pela simples medição da refletância de um feixe de laser.

As bactérias que crescem na superfície de alimentos também espalharão a luz, porém influenciará no padrão de reflexo do laser. Então, para detectar estas mudanças de padrão das bactérias, os pesquisadores adicionaram uma câmera no sistema de laser que produz 30 imagens por segundo, no qual o sistema processa as imagens subtraindo um arquivo de outro para ver se há uma diferença.

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Figura: Sistema a laser possui uma câmera que leva 30 imagens por segundo para detectar mudanças nos padrões de reflexão

No experimento realizado, o laser portátil conseguiu detectar a bactéria E. coli e Bacillus cereus a partir de pedaços de peito de frango contaminados. O sistema de laser não pode dizer a diferença entre as bactérias encontradas, porém é possível detectar, preventivamente, se o alimento está contaminado ou não, analisando sua ocorrência a partir de uma distância. O presente método pode ser eficazmente utilizado para a detecção de atividade bacteriana, porém não é capaz de identificar diferentes cepas bacterianas patogênicas, tais como Salmonella, Listeria, B. cereus, E. coli e Campylobacter.

Com a detecção rápida, podemos prevenir grandes problemas e corrigir desvios ainda na produção. Isto significa que o sistema pode ser usado facilmente numa indústria para verificar e garantir a produção de alimentos, mantendo o laser ao longo da linha de processamento. Segundo os pesquisadores, os equipamentos necessários para implementar a técnica na indústria são extremamente simples e de baixo custo.

A pesquisa sugere que além do uso na indústria de alimentos, o sistema também seja usado em geladeiras comuns o que ajudaria os consumidores a garantirem o consumo de alimentos com boa qualidade microbiológica.

A tecnologia tem como desvantagem a falta de identificação precisa do tipo de bactéria contaminante no alimento, ou contaminantes virais que são invisíveis para o laser.

Portanto, o presente método pode proporcionar uma avaliação simples, com baixo custo e rápida, podendo ser identificado dentro de poucos segundos.

O estudo, intitulado “A simple and rapid method for detecting living microorganisms in food using laser speckle decorrelation”, foi publicado na base de dados de código aberto da Biblioteca da Universidade de Cornell. Mais informações, consulte o artigo original.

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Fonte inicial: IB Times.

 

 

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Pasteurização + Microfiltração + Hidrólise = 50 dias de validade

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Um fator muito importante na indústria de alimentos são os processos que o produto passa para garantir a conservação e maior prazo de validade

É de conhecimento a obrigatoriedade do processo de pasteurização do leite para consumo e processamento de produtos lácteos, para garantir a destruição de microrganismos patogênicos.

Com o crescimento da demanda dessa matéria prima e critérios de qualidade mais rigorosos, conforme IN nº 62 de 2011, e por ser uma matéria prima altamente perecível, novas tecnologias estão sendo estudadas a fim de melhorar a conservação, qualidade e prolongar a vida de prateleira.

Uma pesquisa desenvolvida no ITAL (Instituto de Tecnologia dos Alimentos), juntamente com a Secretaria de Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo e Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), conseguiu prolongar a data de validade do leite em 50 dias, unindo as técnicas de pasteurização, microfiltração e hidrólise da lactose, utilizando produtos com baixo teor de lactose.

Assim, após pasteurização, o leite passa pelo processo de ‘microfiltração’, que consiste em filtração por membranas com poros pequenos capazes de reter bactérias e por fim, temos o processo de hidrólise da lactose que utiliza enzimas para quebrar o açúcar existente no leite.

Essa pesquisa levanta algo novo e promissor na qualidade do leite e segurança alimentar, uma vez que esses processos mantem as características organolépticas do leite, além do aumento da validade de 10 vezes mais que o pasteurizado convencional, refletindo assim em todos os seus derivados.

Fontes:

Fotos:

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