Análise da eficácia da aplicação de radiação ultravioleta na inativação de Escherichia coli em suco de maçã

Abstract

Resumo : A maçã é uma das frutas mais populares no Brasil e é amplamente utilizada na indústria de alimentos para a produção de sucos, compotas, geleias, cidras e outros produtos. Além de seu sabor e textura atraentes, a maçã oferece diversos benefícios à saúde, incluindo a redução do colesterol devido às suas fibras e a capacidade de diminuir a pressão arterial devido aos polifenóis em sua composição. Para garantir a qualidade e a segurança dos sucos de maçã, é necessário empregar métodos de tratamento que eliminem microrganismos patogênicos e reduzam microrganismos que podem deteriorar o produto, prolongando sua vida útil. Esses microrganismos podem degradar as características sensoriais e físicas dos alimentos por meio de suas ações diretas ou da secreção de enzimas. No entanto, os métodos térmicos tradicionalmente utilizados na indústria de sucos podem causar alterações na estrutura química dos sucos, afetando vitaminas e açúcares, bem como suas características sensoriais. A irradiação UV-C é um método alternativo que oferece várias vantagens, como a preservação do sabor e aroma dos sucos, a ausência de geração de subprodutos indesejados e custos de manutenção reduzidos. Nesse contexto, este estudo se propõe a avaliar a eficácia de um tratamento utilizando a radiação UV-C em uma câmara com agitação, com o objetivo de inativar a bactéria patogênica Escherichia coli (ATCC 25922) inoculada no suco de maçã. Uma câmara UV-C foi montada a partir de uma máquina de corte a laser e utilizada para os testes de inativação utilizando até quatro lâmpadas de 11W. Foram realizadas análises físico-químicas em duplicata no suco, como a determinação de sólidos solúveis, pH e acidez. Os resultados mostraram que o suco apresentou 11,9 °Brix, um pH de 3,68 e uma acidez de 0,31%, atendendo aos padrões exigidos pela legislação. Além disso, análises microbiológicas foram conduzidas para verificar a eficácia do UV-C na redução dessas bactérias no suco. De primeiro momento foi realizado um teste a partir da inoculação no béquer sem agitação, onde foi possível observar que devido a área de exposição e distância entre a amostra e a lâmpada não foram obtidos resultados relevantes, sendo assim, foram realizados novos experimentos com a inoculação em placa de Petri em agitação e com uma pequena distância entre amostra e lâmpadas. Ao analisar esses resultados através da relação de log?(??/??0?) com o tempo, é possível observar um melhor ajuste na distribuição de dados nos experimentos realizados com uma e quatro lâmpadas, já analisando através da relação log?(??/??0?) com a fluência, os dados que melhor se ajustam são de três e quatro lâmpadas, além disso foi observado que a acidez não teve influência na inativação dos microrganismos, possuindo um percentual de inativação de aproximadamente 3,2%. Através da modelagem matemática é possível concluir também que o modelo de Weibull aplicado no presente trabalho é equivalente ao modelo log-linear. O objetivo de avaliar a eficácia da inativação foi alcançado, sendo possível observar uma diminuição na concentração de E. coli presentes no suco ao longo do tratamento com radiação UV-C

Abstract : The apple is one of the most popular fruits in Brazil and is widely used in the food industry to produce juices, jams, jellies, ciders and other products. In addition to its attractive taste and texture, apples offer a number of health benefits, including lowering cholesterol due to their fiber and their ability to lower blood pressure due to the polyphenols in their composition. To guarantee the quality and safety of apple juices, it is necessary to employ treatment methods that eliminate pathogenic microorganisms and reduce microorganisms that can deteriorate the product, prolonging its shelf life. These microorganisms can degrade the sensory and physical characteristics of food through their direct actions or the secretion of enzymes. However, the thermal methods traditionally used in the juice industry can cause alterations to the chemical structure of juices, affecting vitamins and sugars, as well as their sensory characteristics. UV-C irradiation is an alternative method that offers several advantages, such as preserving the flavor and aroma of juices, the absence of unwanted by-products and reduced maintenance costs. In this context, this study aims to evaluate the effectiveness of a treatment using UV-C radiation in a stirred chamber, with the aim of inactivating the pathogenic bacterium Escherichia coli (ATCC 25922) inoculated in apple juice. A UVC chamber was assembled from a laser cutting machine and used for the inactivation tests using up to four 11W lamps. Physico-chemical analyses were carried out in duplicate on the juice, such as the determination of soluble solids, pH and acidity. The results showed that the juice had 11.9 °Brix, a pH of 3.68 and an acidity of 0.31%, meeting the standards required by legislation. In addition, microbiological analyses were carried out to verify the effectiveness of UV-C in reducing these bacteria in the juice. At first, a test was carried out using inoculation in a beaker without stirring, where it was observed that due to the area of exposure and the distance between the sample and the lamp, no relevant results were obtained, so new experiments were carried out using inoculation in a Petri dish with stirring and with a smaller distance between the sample and the lamp. When analyzing these results through the relationship of log?(??/??0?) with time, it is possible to observe a better fit in the data distribution in the experiments carried out with one and four lamps, while analyzing through the relationship ?log?(??/??0?) with fluency, the data that best fit are from three and four lamps, in addition it was observed that acidity had no influence on the inactivation of microorganisms, with an inactivation percentage of approximately 3.2%. Through mathematical modeling, it is also possible to conclude that the Weibull model applied in this work is equivalent to the log-linear model. The objective of evaluating the effectiveness of inactivation was achieved, and it was possible to observe a decrease in the concentration of E. coli present in the juice throughout the treatment with UV-C radiation