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Revista de Ciências Agrárias

versão impressa ISSN 0871-018X

Rev. de Ciências Agrárias vol.40 no.3 Lisboa set. 2017

http://dx.doi.org/10.19084/RCA16124 

ARTIGO

 

Estratégias alternativas na higienização de frutas e hortaliças

Alternative strategies in sanitization of fruits and vegetables

Jackline Freitas Brilhante de São José

Programa de Pós Graduação em Nutrição e Saúde, Universidade Federal do Espírito Santo, Departamento de Educação Integrada em Saúde, Campus Maruípe, CEP 29040-090, Vitória, ES, Brasil.

(*E-mail: jackline.jose@ufes.br)


RESUMO

O consumo de frutas e hortaliças tem aumentado em função da sociedade moderna que procura hábitos de vida mais saudáveis. O consumidor atual utiliza cada vez mais alimentos mais próximos dos frescos, que apresentem conveniência e, ao mesmo tempo, qualidade microbiológica, sensorial e nutricional. A qualidade microbiológica de frutas e hortaliças está relacionada com a presença de microrganismos alteradores, que podem reduzir a vida útil desses produtos e a de microrganismos patogénicos que podem provocar doenças nos consumidores. A operação de lavagem juntamente com aplicação de desinfetantes é a etapa na qual pode ser reduzida a carga microbiana de forma a assegurar a segurança do produto. Os compostos clorados são amplamente utilizados na descontaminação, contudo, há interesse em utilizar outros, uma vez que estes geram resíduos tóxicos (trihalometanos) em presença de matéria orgânica em fase de decomposição. De entre as alternativas, a literatura indica a aplicação de outros desinfetantes químicos como peróxido de hidrogénio, ácido peroxicético, dióxido de cloro, ozono, ácidos orgânicos e descontaminantes físicos como os ultrassons.

Palavras chave: compostos clorados, qualidade dos alimentos, desinfetantes, ultrassons.


ABSTRACT

The consumption of fruits and vegetables has increased with modern society seeking healthier lifestyles. Today consumers want fresh foods, with convenience and microbiological, sensory and nutritional quality. The microbiological quality of fruits and vegetables is related with the presence of spoilage microorganisms, which can reduce the shelf life of these products and the presence of pathogenic microorganisms that can cause illness in consumers. Washing step with sanitizers application is the stage which can be reduced microbial load to ensure safety product. Chlorinated compounds are widely used in descontamination, however, there is interest in using others since they generate toxic wastes, as trihalomethanes, in the presence of organic matter undergoing decomposition. Among the alternatives, the literature indicate the application of other chemical sanitizers such as hydrogen peroxide, peroxiacetic acid, chlorine dioxide, ozone, organic acids and physical descontaminating as ultrasound.

Key words: chlorine compounds, food quality, sanitizers, ultrasound.


Introdução

A nível mundial, o consumo anual de frutas e hortaliças apresentou um crescimento médio de 4,5% entre os anos de 1990 e 2004 (Olaimat e Holley, 2012) estando esse aumento relacionado com a preocupação em se manter uma dieta alimentar saudável (Warriner et al., 2009; Forghani e Oh, 2013). O aumento da procura por alimentos mais saudáveis, aliado às exigências do consumidor (Ruíz-Cruz et al., 2007; Alegre et al., 2011), e à conveniência proporcionada pelos alimentos prontos (Glowacz et al., 2013) contribuíram para o aumento do consumo de frutas e hortaliças minimamente processadas (Graça et al., 2011; Joshi et al., 2013). Entende-se por produtos minimamente processados as frutas e hortaliças frescos que foram submetidos a um processo tecnológico que incluiu as operações de limpeza, lavagem, descascasque, corte, ou não, desinfeção, centrifugação e embalagem em atmosfera modificada, ficando prontos para consumo ou para preparação imediata, sem que percam a condição de produto fresco. Este processo proporciona, portanto, ao consumidor um produto semelhante ao fresco, com tempo de vida útil prolongado e, simultaneamente, com segurança microbiológica e manutenção  da qualidade nutritiva e sensorial (Rico et al., 2007).

Porém, associado ao crescimento do mercado e ao consumo de produtos frescos e minimamente processados, os problemas específicos são de origem microbiológico, observando-se riscos pela presença de microrganismos de alteração que reduzem o tempo de vida útil (Kim e Song, 2017) bem como o aumento da incidência de toxinfeções alimentares por ingestão de frutas e hortaliças contaminadas por microrganismos patogénicos (Warriner et al., 2009; Kim e Song, 2017). Assim, o controle microbiológico desse tipo de produto ainda é um desafio para a indústria (Gunduz et al., 2010). A contaminação dos produtos pode surgir, no campo a partir do solo, da matéria orgânica, de fertilizantes orgânicos, da água de rega, insetos, animais ou contacto humano, nas práticas pós-colheita ou da ineficiência nas etapas de processamento (Heaton e Jones, 2008; Fernandes et al., 2014). De entre os microrganismos patogénicos de origem alimentar destacam-se Salmonella spp, estirpes enteropatogénicas de Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Campylobacter jejuni e Shigella spp (Rico et al., 2007; Warriner et al., 2009). Em julho de 2011, um surto envolveu a presença de toxina Shiga produzida por Escherichia coli O104:H4 após o consumo de rebentos de feijão. Neste surto, foram registados 852 pacientes com síndrome urêmica hemolítica e 32 mortes (CDC, 2011). Outro exemplo é a contaminação por Salmonella neste tipo de alimentos, onde se estima que esta bactéria pode ser responsável por cerca de 3 milhões de casos de Doenças de Origem Alimentar (DOA) na China e de um milhão nos Estados Unidos da América (Guo et al., 2016). No Brasil, de 2000 a 2015, foram registrados 11.241 surtos por DOA, sendo a Salmonella a principal responsável pelo maior número de casos (14,3%) (Brasil, 2015). Em todo mundo de 2013 a 2015, foram relatados vários surtos com Salmonella, sendo um deles, nos EUA, atribuído ao consumo de pepinos contaminados (CDC, 2013, 2015).

Deste modo, a operação de lavagem associada à aplicação de soluções desinfetantes é considerada a única etapa do processo na qual pode ser alcançada a redução no número de microrganismos, contribuindo assim, para a segurança de frutas e hortaliças (Cossu et al., 2017), dado serem considerados veículos de transmissão de patogénicos causadores de DOA. Portanto a não eficiência das etapas de limpeza, lavagem e desinfeção influenciarão diretamente a qualidade microbiológica do produto final (Olaimat e Holley, 2012).

A lavagem com água potável permite a remoção de componentes do solo e parte do número de patogénicos, mas não é suficiente para reduzir significativamente a carga microbiana (Joshi et al., 2013), portanto, a desinfeção constitui um ponto chave do processo (Gil et al., 2009; São José et al., 2014a).

De entre os desinfetantes utilizados na indústria alimentar, principalmente em produtos frescos, são os compostos à base de cloro e clorados (Alvaro et al., 2009). A facilidade de utilização, baixo custo, alta atividade antimicrobiana e completa dissolução em água, fazem com que sejam frequentemente utilizados (Selma et al., 2008).

 A ação oxidante e desinfetante dos derivados clorados é controlada pelo ácido hipocloroso (HClO), produto resultante da hidrólise da substância clorada, que é a forma de cloro livre disponível com amplo espectro de ação (Parish et al., 2003; Andrade, 2008), contudo não garante a eliminação total dos microrganismos. A ação do ácido hipocloroso varia com o pH do meio, sendo que a concentração de HClO aumenta com decréscimo do valor de pH. Quando em solução aquosa, este ácido dissocia-se para formar o ião hidrogênio e o ião hipoclorito. Assim, os compostos clorados são mais efetivos com valores de pH baixos, ou seja, quando a proporção de ácido hipocloroso é maior (Andrade, 2008).

Os compostos à base de cloro atuam nas células microbianas sob a forma de ácido hipocloroso (HClO), que libera oxigênio que se combina com os elementos do protoplasma celular. O cloro pode, ainda, associar-se às proteínas da membrana celular e alterar o metabolismo microbiano (Andrade, 2008). As concentrações recomendadas de cloro residual livre para a desinfeção de frutas e hortaliças variam de 50 a 200 mg.L-1 com um tempo de contato de 1 a 30 minutos (Ruiz-Cruz et al., 2007). No processamento mínimo, em condições típicas de lavagem de frutas e hortaliças, a eficiência do cloro é limitada, alcançando a redução de um a dois ciclos logarítmicos na população microbiana (Park et al., 2009).

Ressalta-se ainda a possibilidade da hipercloração da água residual, pois associada ao alto conteúdo de carbono orgânico pode contribuir para o aumento da concentração de trihalometanos e de outros subprodutos da desinfeção (Selma et al., 2008). Os trihalometanos são considerados carcinogénicos e indicadores da possível presença de outros compostos organoclorados. O limite de risco médio para desenvolvimento de cancro é de 60 e 40 miligramas por litro para o clorofórmio e bromofórmio, respectivamente (Andrade, 2008). Deste modo, como os compostos clorados têm sido foco de preocupação ambiental têm surgido diversas técnicas de desinfecção alternativas. (Ongeng et al., 2006; Rico et al., 2007; Ruiz-Cruz et al., 2007). A aplicação de cloro a produtos minimamente processados é proibida em alguns países da Europa como Holanda, Suécia, Alemanha e Bélgica (Rico et al., 2007).

A utilização de peróxido de hidrogênio, ácido peroxiacético, dióxido de cloro, ozonização, ácidos orgânicos e a utilização de ultrassons associado ou não aos compostos químicos tem sido proposto como estratégias alternativas para a higienização de frutas e hortaliças. Deste modo este artigo tem como objetivo discutir os princípios de inativação de cada método bem como a aplicação na etapa de lavagem e desinfeção de frutas e hortaliças.

Peróxido de Hidrogênio

O peróxido de hidrogênio é considerado um produto fortemente oxidante capacidade de reduzir radicais livres que reagem com componentes celulares essenciais, incluindo proteínas, lipídeos e DNA (Kitis, 2004). De acordo com a concentração, este desinfetante pode ter efeito bacteriostático ou bactericida. Apesar de ser considerado eficiente, muitos fungos e bactérias podem ser resistentes, nomeadamente, pela formação de glutationa associado a enzimas e pela produção de catalase (Caixeta, 2008). Este desinfetante é estudado como alternativa ao cloro e, em geral, reconhecido como seguro (GRAS) para algumas aplicações na indústria de leite, ovos, chá e vinhos em processos de clarificação e também como antimicrobiano (Olmez e Kretzschmar, 2008).

Apresenta a vantagem de gerar resíduos que rapidamente são transformados pela enzima catalase em água e oxigênio, baixa toxicidade e não necessitando os produtos tratados de enxaguamento após a aplicação. Porém, apresenta como inconvenientes o poder corrosivo sobre cobre, bronze e zinco, necessitar de longo tempo de contacto quando usado em baixas temperaturas e exigir precauções durante a manipulação e dosagem (Artés et al., 2009).

Ukuku (2004) ao utilizar peróxido de hidrogênio a 1% no tratamento de melão, minimamente processado contaminado com Salmonella spp., observou uma redução significativa na contagem deste microrganismo, não tendo sido detetados sobreviventes após a etapa de higienização, e ausência do patogénico ao longo do período de armazenamento a 5 ºC. Ukuku (2004) observou que a aplicação de peróxido de hidrogênio a 2,5 % durante 5 minutos causou redução significativa na contagem de bactérias mesófilas aeróbias, fungos filamentosos e leveduras na superfície de melões, assim como verificou ainda que o tratamento reduziu a L. monocytogenes em aproximadamente 3 log UFC.g-1. Huang e Chen (2012) observaram reduções de 1,1 e 1,5 log UFC.g-1 de Escherichia coli O157:H7 em espinafres tratados, respectivamente, com soluções de 1 e 2% de peróxido de hidrogênio a 22 °C. Guo et al. (2016) ao avaliar a ação de peróxido de hidrogênio a 2,5 e 5 % durante um minuto em fatias de pepino intencionalmente contaminadas com Salmonella Choleraesuis observaram uma redução de 0,9 e 1,6 log UFC.g-1, respectivamente.

Ácido peroxiacético

O ácido peroxicético também pode ser utilizado como alternativa aos compostos clorados na higienização de frutas e hortaliças. É produzido pela reação entre ácido acético ou anidrido acético com peróxido de hidrogênio na presença de ácido sulfúrico, que tem função de catalisador da reação (Andrade, 2008). Trata-se de um agente oxidante forte e desinfetante, com potencial oxidativo maior que o do cloro e do dióxido de cloro. A sua atividade não é influenciada pela temperatura, pH e presença de matéria orgânica. (Artés et al., 2009). A ação antimicrobiana é devida à liberação de oxigénio ativo, responsável pela oxidação de ligações sulfidrilas de proteínas, enzimas e outros metabólitos (Kitis, 2004; Srey et al., 2013). Além disso, é sugerido ainda a ação deste ácido no rompimento da função quimiostática de proteínas e lípidos da membrana citoplasmática e do transporte, em função do deslocamento da parede celular. Em células gram-negativas, esse desinfetante também é efetivo por atuar em lipoproteínas da membrana celular e, no interior das células, poder promover desestruturação metabólica, pela oxidação de enzimas essenciais, o que corrompe vias metabólicas vitais, transporte ativo de membrana e alterar ações na concentração de solutos intracelulares (Andrade, 2008). Contudo apresenta como vantagem, em relação aos compostos clorados, não produzir subprodutos tóxicos ou mutagénicos. Entretanto, é um produto que tem odor pungente e requer cuidados durante a manipulação (Kitis, 2004; Srey et al., 2013).

A FDA (Food and Drug Administration) estipulou que soluções contendo no mínimo 85 mg.L-1 de ácido peroxicético devem ser usadas na higienização e superfícies onde os alimentos são manipulados, onde a concentração pode variar até 300 mg.L-1 (Álvaro et al., 2009). Este mesmo órgão regulamentador aprovou a utilização de ácido peroxicético para a desinfecção de produtos vegetais em concentrações que não ultrapassem 80 mg.L-1 (Ruíz-Cruz et al., 2007).

A utilização de ácido peroxiacético a 80 mg.L-1 durante de 5 minutos na desinfeção de coentros minimamente processado, demonstrou ter a possibilidade de substituir o dicloroisocianurato de sódio, devido a redução de cerca de 2 log UFC.g-1 da população de Escherichia coli (Srebernich, 2007). Ruíz-Cruz et al. (2007) avaliaram o efeito do ácido peroxiacético, na desinfeção de cenoura minimamente processada, e observaram uma redução significativa na população de Salmonella de cerca de 2,1 log UFC.g-1.

O poder oxidante do ácido peroxiacético sobre as células microbianas tem sido demonstrado em vários trabalhos. Poucos trabalhos têm discutido os efeitos deste desinfetante nas características sensoriais e nutricionais das frutas e hortaliças, pelo que se sugere que sejam avaliados esses efeitos por forma a que seja avaliada a sua eficiência em todos aspectos que envolvem qualidade de alimentos.

Dióxido de cloro

Outro potente agente oxidante reconhecido como desinfetante, desde 1900, é o dióxido de cloro (Mahmound e Linton, 2008; Kim e Song, 2017). Este composto pode ser produzido por meio de duas reações: reação de um ácido com cloreto de sódio ou a reação do cloreto de sódio com gás cloro. Há indícios de que sua capacidade oxidante seja 2,5 vezes maior que a do cloro e menos reativo com matéria orgânica (López- Gálvez et al., 2009; Kim e Song, 2017). Assim, apesar de ser um composto clorado, não produz quantidades significativas de trihalometanos, não sendo de risco ambiental nem para a saúde. A atividade antimicrobiana do dióxido de cloro é independente do valor de pH da solução desinfetante. A ação do dióxido de cloro é fundamentada na reação de oxidação de proteínas da membrana celular, incluindo aquelas envolvidas no transporte de solutos. Pela facilidade de penetração na membrana celular de bactérias, provoca alterações transmembranas dos gradientes iónicos e inibe a respiração celular. Atua ainda na oxidação de grupos sulfidrilas (-SH) em enzimas com formação de dissulfito (-S-S-), que são análogos sem função (Ölmez e Kretzschnar, 2009; Kim e Song, 2017).

Apesar da estabilidade do dióxido de cloro ser superior à do cloro, este apresenta instabilidade durante a produção e armazenagem, portando torna-se necessário à sua preparação imediatamente antes da utilização (López-Gálvez et al., 2009). A forma aquosa do dióxido de cloro é amplamente utilizada pela indústria de alimentos e pode ser usada como desinfetante para superfícies que entram em contato com alimentos (López-Gálvez et al., 2009).

Na literatura há diversos registros de avaliação deste desinfetante em produtos minimamente processados. Morangos desinfetados com 5 mg.L-1 de gás dióxido de cloro por 10 minutos, apresentaram uma redução de quatro ciclos logarítmicos comparada com a contagem inicial de mesófilos e, durante o armazenamento, a população manteve-se em números não detectáveis até o 12º dia (Mahmound et al., 2007). Srebernich (2007) usou solução de dióxido de cloro a 50 mg.L-1, durante 10 minutos em coentros e observou uma redução de três ciclos logarítmicos na população de coliformes totais, tendo concluido que este desinfetante pode ser uma alternativa ao hipoclorito de sódio.

Apesar da eficiência microbiológica apresentada em diversos trabalhos nos quais foi aplicado o dióxido de cloro, vale ressaltar que quando comparado com os demais compostos clorados, a sua aplicação requer um considerável investimento inicial na aquisição do equipamento. O responsável pela seleção do desinfetante a ser aplicado nos alimentos, deve ter conhecimento dos vários aspectos relacionados com este procedimento assim como com a eficiência na redução da contaminação, custo da aplicação e possíveis efeitos deletérios nas características sensoriais e nutricionais.

Ozono

O ozono é uma forma triatómica do oxigênio que tem sido avaliado quanto à aplicação no processamento de alimentos devido ao seu alto poder desinfetante e rápida degradação, o que impede a formação de resíduos nos alimentos tratados (Horváth et al., 1985). Elimina os microrganismos pela oxidação progressiva de componentes celulares vitais de forma a impedir o crescimento microbiano, e consequentemente permite aumentar a vida de prateleira de diversas frutas e hortaliças (Horváth et al., 1985; Parish et al., 2003; Silva et al., 2015).

O FDA, por considerá-lo substância GRAS, autorizou a sua aplicação no processo de lavagem de garrafas para comercialização de água nos Estados Unidos em 1982 (Chiattone et al., 2009). No entanto, foi utilizado pela primeira vez como agente conservante de alimentos em 1909, na forma gasosa, em câmaras frias de armazenagem de carnes (Chiattone et al., 2009).

Os principais sistemas de aplicação incluem a fase gasosa (exposição cíclica ou contínua ou por imersão em soluções ozonizadas (Aguayo et al., 2006). Em comparação com o cloro, o ozono é um potente desinfetante, que se decompõe rapidamente sem deixar resíduos (Silva et al., 2015), contudo, é importante ressaltar que a sua aplicação requer cuidados por se tratar de um gás extremamente tóxico e pela possibilidade de formação de compostos bromados em água quando em presença do ião brometo. As concentrações deste gás devem ser controladas durante a aplicação uma vez que podem tornar-se tóxicas (Silva et al., 2011).

Cavalcante et al. (2014) observaram que a água ozonizada utilizada nas concentrações de 0,6, 0,8 e 1,0 mg.L-1 nos tempos de contacto de 1, 3 e 5 minutos provocou diferentes níveis de inativação de E. coli O157:H7 e de esporos de B. subtilis

Zambre et al. (2010) verificaram que o ozono desempenhou um papel importante no aumento da vida de prateleira de tomates, uma vez que além de retardar o processo de maturação reduziu a alteração superficial causada por microrganismos, retardou ainda o desenvolvimento de cor vermelha, aumentou o tempo de vida útil para 12 dias quando armazenadas a 15 º C. Kim et al. (1999) observarem uma redução na contagem de E. coli O157: H7, P. fluorescens, L. mesenteroides e L. monocytogenes para valores entre 1,5 e 5 log UFC g-1 ao aplicar 1,5 mg.L-1 de água ozonizada (25 °C) durante 15 segundos. Selma et al. (2008) investigaram a eficiência do ozono gasoso na eliminação de Salmonella quandoinoculada em casca de melão e observaram que uma concentração de 10000 mg.L-1 durante 30 minutos a vácuo reduziu a contagem de Salmonella em melões não-maduros e melões maduros a 4,2 e 2,8 log UFC, respectivamente. Além disso, foi observado que o melão minimamente processado tratado com ozono gasoso, foi mantido a nível aceitável de qualidade visual, aroma e firmeza durante o armazenamento de 7 dias a 5°C.

Morais et al. (2015) observaram que o uso de ozono gasoso foi eficiente para a pós-colheita de morangos, sendo que os níveis de microrganismos permaneceram dentro dos limites aceitáveis e as propriedades físicas e químicas foram preservadas.

Ácidos orgânicos

Os ácidos orgânicos são constituintes naturais de muitos alimentos e também são amplamente utilizados como aditivos (compostos GRAS) para conservação de alimentos devido a atividade antimicrobiana. A ação conservante é em parte devido à ação sobre o pH do alimento, principalmente os devido a moléculas não dissociadas de ácido. Nesta forma, os ácidos podem difundir-se através da membrana da célula microbiana e, quando o pH intracelular é maior do que a do meio circundante, dissociam-se, liberando protões que provocam acidificação do citoplasma. Para eliminar os protões em excesso e manter o pH interno, as células têm que gastar energia e assim, alteram as atividades metabólicas. Dessa forma, há alteração do transporte de nutrientes devido à alteração da permeabilidade da membrana, quelação de iões metálicos e redução da força protónica motora (Huang e Chen, 2011).

Os ácidos lático, cítrico, acético e tartárico têm sido descritos como fortes antimicrobianos atuando sobre microrganismos mesófilos e psicrotróficos em frutas e hortaliças. De entre os ácidos orgânicos mais utilizados estão os ácidos acético, lático e ascórbico. O ácido acético é aplicado como um agente antimicrobiano seguro, e quando utilizado em baixas concentrações, normalmente não causa efeitos secundários.

O ácido ascórbico e seus derivados são GRAS quando utilizados como antioxidantes em frutas, hortaliças e sumos de frutas para prevenir o escurecimento e reações oxidativas (Rico et al., 2007). Os ácidos lático, acético e cítrico têm capacidade de inibir o crescimento de E. coli O157:H7, Listeria monocytogenes e Salmonella spp. em produtos frescos (Akbas e Ölmez, 2007). Em estudo de Huang e Chen (2011) este ácido orgânico (ácido lático 1%) foi o mais eficiente promovendo uma redução de 1,9 log UFC.g-1 de E. coli O157:H7 em espinafres. Concentrações de 0,5% de ácido lático ou de ácido cítrico aplicadas por 2 minutos mostraram-se tão eficientes como uma solução clorada a 100 mg.L-1 para redução da população de E. coli e L. monocytogenes inoculadas em alfaces minimamente processadas (Akbas e Ölmez, 2007). Os mesmos autores verificaram maior eficiência do ácido lático (5 mL.L−1) e do ácido cítrico (5 g.L−1), em relação à água ozonizada (4 mg.L-1) e à solução clorada (100 mg.L-1) na desinfeção de alfaces minimamente processadas (Akbas e Ölmez, 2007). Sagong et al. (2011) também constataram o efeito sinérgico na utilização de ácido lático (2%), cítrico (2%) e málico (2%) combinados com ultrassons (40 kHz), por 5 minutos, na inativação de E. coli O157:H7, Salmonella Typhimurium e L. monocytogenes inoculadas em alfaces orgânica, sem afetar significativamente a cor e textura. São José et al. (2014b) ao aplicarem ácido lático a 1 % observaram uma redução de 1,80 log UFC.g-1 e 2,00 log UFC.g-1 nas hortaliças, respectivamente. Dados semelhantes aos achados de Park et al. (2009), em que o ácido lático 1 % reduziu 1,78 log UFC.g-1 e o ácido lático 2% reduziu 2,53 log UFC.g-1 em amostras de maçãs contaminadas com Salmonella Typhimurium.

Ultrassons

O ultrassom é uma tecnologia adotada na indústria como descontaminante de superfícies e a sua utilização tem sido recomendada na indústria alimentar (Sango et al., 2014; São José et al., 2014a). No processamento de alimentos, os ultrassons de alta intensidade em baixas frequências de 20 a 100 kHz têm tido efeito na inativação de microrganismos. Esta inativação é consequência da cavitação, que consiste na formação, crescimento e colapso de bolhas, que geram uma energia mecânica e química localizada. A cavitação gera condições localizadas de altas temperaturas e pressões denominadas de hot spots, além de liberar radicais livres que são gerados em função da dissociação de vapores presos nas bolhas. Também é gerada turbulência localizada e microcirculação de líquidos. Estas alterações promovidas pela cavitação contribuem para a ação de limpeza sobre as superfícies (Piyasena et al., 2003; Gogate e Kabadi, 2009; São José et al., 2014a).

Quando os ultrassons são aplicados associado com agentes químicos como Cl2, H2O2, O3 o intenso gradiente de pressão permite a penetração desses agentes oxidantes pela membrana celular dos microrganismos. Além disso, a cavitação pode facilitar a desagregação de microrganismos presentes e assim, aumentar a eficiência dos desinfetantes químicos (Gil et al., 2009).

Esta tecnologia proporciona vantagens em termos de rendimento, com melhor tempo de processamento, melhoria da qualidade, redução dos danos químicos e riscos físicos. A aplicação de ultrassons tem atraído a atenção pelo papel na sustentabilidade do meio ambiente e por não causar danos, enquadrando-se no conceito de tecnologia verde (São José et al., 2014a; Rosário et al., 2017) Outro fator importante para a sua utilização na indústria alimentar é o facto de não gerar odores desagradáveis e não ocasionar perda significativa de nutrientes, somado ao facto da possibilidade de ser aplicado à temperatura ambiente e sem libertação de calor (Piyasena et al., 2003). Estas características permitem que esse processo seja aplicável a higienização de frutas e hortaliças.

Apesar de grande parte dos estudos com ultrassons ser realizada em sistemas líquidos (Piyasena et al., 2003), sabe-se que microrganismos contaminantes em alimentos sólidos também podem ser inativados por estas ondas (São José e Vanetti, 2012, 2015; Birmpa et al., 2013). A associação de ultrassons a agentes químicos pode contribuir para a inativação de microrganismos (São José e Vanetti, 2015; Rosário et al., 2017).

Birmpa et al. (2013) ao tratar alfaces com ultrassons 37 kHz durante 30 min observaram reduções de 1,71, 1,88, 2,30 e 5,72 logs UFC.g-1 na contagem de S. aureus, L. innocua, E. coli e S. Enteritidis, respectivamente. Seymour et al. (2002) registaram que a associação de ultrassons com hipoclorito de sódio a 50 mg·L-1 reduziu 1,2 log UFC·g-1 de células de Salmonella Typhimurium em alface em comparação com o efeito produzido por tratamento apenas com solução clorada. Huang et al. (2006) aplicaram ultrassons 170 kHz combinado ao dióxido de cloro 20 mg·L-1 e observaram uma redução de cerca de 4 log UFC·g-1 na população de Salmonella e E. coli O157:H7. Zhou et al. (2009) também observaram uma redução de 0,7 a 1,1 ciclo log na contagem de E. coli O157:H7 em espinafres quando tratados com ultrassons combinado com desinfetantes relativamente ao resultado obtido apenas com o desinfetante. São José e Vanetti (2012) avaliaram o efeito de ultrassons associado ao ácido peroxicético na remoção de S. Typhimurium à superfície de tomate cereja e observaram uma redução de 4 log UFC·g-1. Cao et al. (2010) relataram que os ultrassons são eficientes para inibir a incidência de alteração e preserva a qualidade no pós-colheita de morangos. Resultado semelhante foi obtido por Chen et al. (2011) que verificaram que a utilização de dióxido de cloro combinado com ultrassons permite a manutenção da qualidade no pós-colheita de ameixa japonesa (Prunus salicina L.). Forghani e Oh (2013) ao avaliar o efeito dos ultrassons 40 kHz associado á água eletrolizada seguido do enxaguamento em água em alfaces previamente contaminados com E. coli O157:H7, observou uma redução 2,6 log UFC.g-1 da contagem desta bactéria. São José e Vanetti (2015) ao combinarem ultrassons (10 minutos, 45 kHz) com ácido peroxicético a 40 mg.L-1 obtiveram uma redução de 4 log UFC.g-1 na população de fungos filamentosos e leveduras em morangos, enquanto que o ácido peroxicético isoladamente reduziu em 2,9 log de UFC.g-1. Estes resultados indicam que os ultrassons associado a outros desinfetantes têm capacidade para potenciar a redução da carga microbiana.

Estes estudos têm demonstrado a eficiência dos ultrassons na inativação microbiana quando aplicado na etapa de higienização. É evidente que a combinação do processo de cavitação associado a agentes químicos, como ácidos orgânicos, pode potenciar a redução da contagem de microrganismos. Entretanto, são necessários mais estudos relacionados com os efeitos gerados sobre as características sensoriais e nutricionais, uma vez que se trata de um método físico de higienização.

Conclusão

Embora existam diferentes desinfetantes utilizados no controle microbiológico de frutas e hortaliças minimamente processadas, a sobrevivência de microrganismos de alteração e patogénicos irá influenciar diretamente a conservação, a qualidade e a segurança do produto final. Para fornecer respostas adequadas às necessidades da indústria de processamento mínimo, os métodos de higienização que visam a substituição do cloro devem ser bem avaliados para permitir a aplicação e garantir que o produto final não oferece riscos a nível microbiológico e mantêm as características sensoriais e nutricionais do alimento.

 

Referências bibliográficas

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Recebido/received: 2016.09.14

Recebido em versão revista/received in revised form: 2016.11.17

Aceite/accepted: 2016.12.06

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