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Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-221241

Resumo

O consumo médio de produtos cárneos e carne está aumentando gradativamente ao longo dos anos. Em 2019, A produção mundial de carne é de 335,2 milhões de toneladas (peso equivalente em carcaça). A produção de carne bovina e suína representam 72,2 e 110,5 milhões de toneladas, respectivamente. A carne é um alimento rico em nutrientes, que em conjunto com pH moderado e alta atividade de água, favorece o crescimento microbiano. A indústria alimentícia e vendedores estimam que 40% da carne produzida é perdida por causa da deterioração microbiana, acarretando impactos econômicos, sociais e ambientais. Portanto, métodos de preservação da carne e prolongamento da sua vida de prateleira são de suma importância para a indústria e consumidores. A técnica de biopreservação consiste no uso de uma bactéria artificialmente ou naturalmente presente no alimento, inoculada em concentrações suficientes para inibir o crescimento de outras bactérias patogênicas e deteriorantes. Essa técnica é uma opção atrativa para preservar os produtos cárneos em razão dos mínimos impactos nos parâmetros nutricionais e sensoriais do produto. Bactérias ácido lácticas (LAB lactic acid bacteria) são fortemente empregadas com essa finalidade. A Carnobacterium maltaromaticum apresenta características desejáveis de uma cultura bioprotetora. O gênero Carnobacterium é capaz de crescer em condições ambientais adversas como baixas temperatura usadas na refrigeração de alimentos, altas concentrações de sal e moderada variação de pH. Bactérias desse gênero são naturalmente encontradas em vários alimentos e ambientes. Alguns representantes, como C. maltaromaticum e Carnobacterium divergens, apresentam espectro inibitório de bactérias deteriorantes e patogênicas. Dessa forma, este estudo objetivou avaliar o potencial efeito inibitório de C. maltaromaticum previamente isolada de bife australiano (longissimus dorsi) armazenado a vácuo com 140 d de vida de prateleira a -1 °C Três cepas de C. maltaromaticum (CM_B824, CM_B827 e CM_B829) e o pool dessas cepas (CM) foram testadas contra Pseudomonas fluorescens ATCC®1355TM (PF), pool de três cepas de Brochothrix thermosphacta (BT- ATCC®11509TM, s109 e s153) e Listeria monocytogenes ATCC®19117 (LM) in vitro. As bactérias foram crescidas em caldo BHI por 24 h a 25 °C (deteriorantes) e a 37 °C (patógeno), dos quais 7 log UFC/mL de Carnobacteria e 3 log UFC/mL de bactéria alvo foram crescidos em co-cultura em BHI por 72 h a 15 °C em condições aeróbia e anaeróbia. Todos os tratamentos contendo Carnobacteria tiveram um efeito inibitório elevado contra BT e LM, com diferentes desempenhos de acordo com a atmosfera. A inibição da Listeria corrobora com estudos anteriores feitos com as mesmas cepas de Carnobacteria em outras temperaturas. O crescimento da PF foi inibido com maior eficácia em anaerobiose. A Carnobacteria atingiu altas concentrações independente da presença do competidor nas condições testadas. O efeito bioprotetor do pool de Carnobacteria foi testado em duas matrizes alimentares (carne moída crua e presunto cozido fatiado) contra P. fluorescens ATCC®1355TM e B. thermosphacta (ATCC®11509TM, s109 e s153). A carne moída foi inoculada com as concentrações de 6,76 (CM), 3,49 (BT) e 3,48 (PF) log UFC/mL e o presunto com 6,37 (CM), 3,99 (BT) e 3,79 (PF) UFC/m. A carne moída foi armazenado em atmosfera modificada com elevada concentração de oxigênio (MAP - 66% O2, 4% N2 e 30% CO2) por 7 d (inicialmente a 4 °C por 3 d e depois a 8°C por 4 d); e o presunto foi armazenado em MAP com baixa concentração de oxigênio (70% N2 e 30% CO2) por 28 d (inicialmente a 4 °C por 10 d e depois a 8°C por 18 d). As análises microbiológicas e físico químicas (pH, cor instrumental e composição gasosa) foram desenvolvidas para 0, 3 e 7 d (carne moída) e 0, 5, 10, 19 e 28 d (presunto) de armazenamento. Considerando a carne moída, o pool de Carnobacteria reduziu a contagem da população de BT e PF inoculadas e Brochothrix spp. e Pseudomonas spp. naturalmente presentes no alimento. A contagem final de CM não foi afetada pela BT. Tratamentos com CM tiveram leve caimento de pH e elevada concentração de CO2. As características de qualidade da carne moída praticamente não foram afetadas. Considerando o presunto, ambas bactérias deteriorantes foram inibidas. O crescimento de CM não foi afetado por nenhuma das bactérias deteriorantes. A presença da CM reduziu fracamente o pH e elevou a concentração de CO2. CM manteve as características de cor instrumental preservadas e abaixo da rejeição teórica do produto pelo consumidor. Os resultados se justificam nas habilidades da Carnobacteria: inibir bactérias deteriorantes; crescer e manter uma população elevada e estável até o final da vida de prateleira; causar impactos mínimos nas características físico-químicas dos produtos cárneos. Dessa forma, o uso da C. maltaromaticum pode ser considerado como uma alternativa natural para a bioproteção de produtos cárneos.

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The consumption of meat and meat products has increased over the years. In 2019, the world meat production was 335.2 million tons (carcass weight equivalent), and beef and pork production represented 72.2 and 110.5 million tons, respectively. Meat contains a high amount of nutrients, which along with the moderate pH and the high-water content favors microbial growth. Food industry and retailers estimate that 40% of the meat produced is lost due to microbial spoilage, leading to economic, social and environmental impacts. Therefore, methods to preserve meat and extend the product shelf life play a crucial role for both consumers and industry. Biopreservation consists of using a microorganism naturally present or artificially inoculated on the food in concentrations high enough to inhibit the growth of other spoilage and pathogenic microorganisms. This preservation method is an interesting alternative to preserve meat products due to the minimal impacts on the nutritional and sensorial parameters of the product. Lactic acid bacteria are strongly used for this method. Carnobacterium maltaromaticum shows desirable characteristics as a bioprotective culture. The genus Carnobacterium can grow under adverse environmental conditions, such as low temperature, high salt concentration and moderate pH range. Bacteria from this genus are naturally found in several foods and environments. Some representatives, C. maltaromaticum and Carnobacterium divergens have inhibitory effects against spoilage and pathogenic microorganisms. Thus, this study aimed to evaluate the potential inhibitory effect of C. maltaromaticum previously isolated from vacuum packaged Australian beef (longissimus dorsi) with 140 d of shelf life at -1 °C. Three strains of C. maltaromaticum (CM_B824, CM_B827 and CM_B829) and the pool of these strains (CM) were tested against Pseudomonas fluorescens ATCC®1355TM (PF), a pool of three strains of Brochothrix thermosphacta (ATCC®11509TM, s109 and s153) (BT) and Listeria monocytogenes ATCC®19117 (LM) in vitro. The bacteria were grown in BHI broth for 24 h at 25 °C (spoilers) and at 37 °C (pathogen), from which 7 log CFU/mL of Carnobacteria and 3 log CFU/mL of target bacteria were cocultured in BHI broth for 72 h at 15 °C in aerobic and anaerobic conditions. All treatments containing Carnobacteria showed a high inhibitory effect against BT and LM, the performance varied according to the atmosphere. The inhibition of Listeria corroborates with previous studies conducted with the same Carnobacteria strains in other temperatures. The PF growth was more efficiently inhibited in anaerobiosis. Carnobacteria reached high concentrations independently of the presence of the competitor under the conditions tested. Moreover, the bioprotective effect of the pool of Carnobacteria was tested in two food matrices (raw ground beef and sliced cooked ham) against P. fluorescens ATCC®1355TM and B. thermosphacta (ATCC®11509TM, s109 and s153). The ground beef was inoculated with the concentrations of 6.76 (CM), 3.49 (BT) and 3.48 (PF) log CFU/mL and the sliced cooked ham with 6.37 (CM), 3.99 (BT) and 3.79 (PF). The ground beef was stored under modified atmosphere with high oxygen content (MAP - 66% O2, 4% N2 and 30% CO2) for 7 d (initially at 4 °C for 3 d and after at 8°C for 4 d); and the sliced cooked ham was stored under MAP with low oxygen content (70% N2 and 30% CO2) for 28 d (initially at 4 °C for 10 d and after at 8°C for 18 d). The microbiological and physicochemical analyses (pH, instrumental colors and headspace gas composition) were performed at the 0, 3 and 7 d (ground beef) and at 0, 5, 10, 19 and 28 d (ham) of storage. Results for ground beef: the pool of Carnobacteria significantly reduced the counts of BT and PF inoculated populations and indigenous Brochothrix spp. and Pseudomonas spp. The final counts of CM were not influenced by BT presence. CM treatments showed slight pH values decrease and increase in CO2 package concentration. The quality characteristics of the ground beef were practically not affected by Carnobacteria. Results for sliced cooked ham: both spoilage bacteria were inhibited. The CM growth was not influenced by the spoilage bacteria. The presence of CM weakly reduced the pH values and increased the CO2 concentration in package. CM maintained the color of the product and color differences during storage were below theoretical decline of the product by the costumer. The results corroborate with the abilities of Carnobacteria to inhibit spoilage bacteria; to grow and maintain its population at a high number until the end of storage and has low impact on the physical-chemical characteristics of the meat products. Thus, the use of C. maltaromaticum can be considered a natural alternative to the bioprotection of meat products.

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