Estudos com pulso de campo elétrico para inativar a Escherichia coli presente no leite da vaca

Abstract

Resumo: O leite de vaca previamente contaminado com a cepa de Escherichia coli ATCC 11229 na proporção aproximada de 2,5x104 UFC/mL, foi submetido a tratamento com pulso de campo elétrico (PCE) para inativar a E. coli. Foram aplicados pulsos de alta tensão de curta duração (ps) sobre o alimento disposto entre dois eletrodos em um compartimento de tratamento. O tratamento foi conduzido por dois tipos de geradores de impulsos: Tester P35 HAEFLY® - de alta tensão (35 kV) e baixa intensidade de corrente elétrica e gerador de impulso combinado Tester P65 HAEFLY®- de alta intensidade de corrente elétrica (800 A) e tensão (6 kV), ambos geradores, produziram pulsos de 1,2 a 50 ps de duração, freqüência de 10 pulsos/minuto e formas de onda do tipo decaimento exponencial. Os testes envolveram a variação do número de pulsos, da tensão e da intensidade de corrente elétrica, sendo estas variações registradas com auxílio de um osciloscópio interligado ao sistema. O aumento da intensidade de corrente elétrica ocasionou um aumento da temperatura do leite. Para melhorar a eficiência do equipamento e conseqüentemente aumentar a intensidade do campo elétrico foram desenvolvidos quatro tipos de compartimento de tratamento: de PVC, de acrílico cilíndrico, de acrílico retangular e de poliuretano cilíndrico. Devido a complexidade do tratamento com PCE, fez-se necessário variar o formato do compartimento de tratamento, a distância entre as paredes do eletrodo e o tipo de eletrodo (cobre, aço inox e carbono) para adaptá-lo ao processo. O compartimento de poliuretano cilíndrico foi o que melhor se adequou a este tipo de tratamento tanto pelo projeto - facilidade de limpeza, manipulação (tratamento asséptico), quanto pela versatilidade - variação da distância entre as paredes dos eletrodos. O eletrodo de carbono foi o mais adequado para este tipo de tratamento além de ser um material inérte ao alimento. Apesar de várias tentativas em melhorar a eficiência do equipamento e do sistema em geral, não foi possível inativar completamente a Escherichia coli presente no leite de vaca, pois, necessitaria de um equipamento capaz de reproduzir as condições necessárias para inativação microbiana com tratamentos de pulso de campo elétrico, de forma a evitar a reestruturação celular (fechamento dos poros e ruptura reversível da membrana) e a ultrapassar o diferencial do potencial da transmembrana celular. Palavras-chaves: pulso de campo elétrico, intensidade de campo elétrico, leite de vaca, E. coli

Abstract: The cow milk previously contaminated with Escherichia coli ATCC 1229, in the approximated proportion of 2,5 x 104 UFC/ mL, was submitted to an pulsed elctric field (PEF) treatment to inanctivate the Escherichia coli, aplying high voltage of short duration pulse, into the food píaced between two electrodes in a treatment compartment . The treatment was conducted by two kinds of impulse generators: - of hight voltage (35 kV) Tester P35 and low intensity electrical current and combined impulse generator, Tester P65 - of high intensity electric current (800A) and low voltage (6kV), both generating short duration pulse of 1,2 to 50 micro seconds, 10 pulses/ minute frequency and exponential declining wave shape. The tests involved impulse number variation, of voltage and of electrical current, and those variations were recorded with the help of one osciloscope linked to the system. The electrical current increase raised the milk^ temperature; further, voltage increase the electrical current. To improve the process efliciency, and consequently increase the electrical current intensity, four types of treatment compartments were developed: PVC, cylindrical acrilyc, rectangular acrilyc and cylindrical polyuretan, varying the shape, the distance between the electrode compartment walls and the of electrodes type, (copper, stainless Steel and carbon Steel). The cylindrical polyuretan compartment was the one that best swited to this kind of treatment, due to: manipulation and cleaning facility as well as versatility. The carbon Steel eletrode was the no adequate one to this kind of treatment besides being inert to the food. Despite many attempts in inproving the efficiency of the equipment and the general system, it was not completly possible to innactivate the Escherichia coli present in the cow milk, in order to perform this innactivation, it would be necessary to have a suitable equipment to reproduce the necessary conditions for microbial innativation with pulsed electric field. Treatment so as to avoid cellular re-struturation (the closing of pores and reversible membrane rupture) and surpass the differential number of the cellular transmembrane potential