APLICAÇÃO DE JATO DE PLASMA COM GÁS HÉLIO PARA DESINFECÇÃO DE ÁGUA DE COCO
ISBN 978-85-85905-25-5
Área
Materiais
Autores
Fernandes, M.J. (UFERSA) ; Vitoriano, J.O. (UFRN) ; Santos, C.S. (UFERSA) ; Feijó, F.M.C. (UFERSA) ; Alves Junior, C. (UFERSA)
Resumo
Devido ao consumo crescente de água de coco em embalagens plásticas e o risco de contaminação microbiana que isso traz, há a preocupação de utilizar etapas de desinfecção desta água durante o processo de envase. Sabendo-se das limitações e desvantagens dos processos convencionais existentes, a tecnologia de plasma seria um alternativo. Assim, o objetivo do presente trabalho foi investigar a eficiência do plasma atmosférico na desinfecção da água de coco, em configuração de jato com gás Hélio. Foram usadas cepas padrão de Salmonella tiphymurium, Escherichia coli e Candida albicans. Foram feitos tratamentos por plasma a 5 e 10 minutos, foi realizada contagem de microrganismos em placa, e microscopia eletrônica de varredura (MEV).
Palavras chaves
Cocos nucifera L.; plasma atmosférico; inativação microbiana
Introdução
A água de coco (Cocos nucifera L.) é uma bebida tropical, consumida principalmente diretamente do fruto. Em 2008, o seu consumo chegou a 39 milhões de litros no Brasil (MARTINS, 2011). Porém, está sendo cada vez mais difundido o envasamento da água de coco em recipientes plásticos, para que possa ser transportada e/ou armazenada refrigerada por várias horas antes do consumo. Durante o envasamento a água fica exposta, com uma grande possibilidade de contato com bactérias patogênicas (AWUA et al., 2012). O processo industrial pelo qual ela passa para ser embalada, em algumas empresas conta com alguma etapa de desinfecção, seja por esterilização, pasteurização ou outros. Estes são tratamentos térmicos, feitos a temperaturas acima de 25 °C. Com a pasteurização, a vida útil da água de coco é limitada, e com a esterilização, há efeitos deletérios sobre o sabor e aroma (DAMAR et al., 2009). Diante desse cenário, tratamentos não- térmicos têm sido explorados como alternativas para garantir a qualidade de alimentos sem modificar propriedades físico-químicas, nutricionais e sensoriais desejadas (BERISTAÍN-BAUZA et al., 2018). Dentre estes, o plasma atmosférico, sobre o qual existem inúmeras publicações estudando as aplicações em inativação de microrganismos em alimentos. Há três mecanismos primários para a inativação microbiana por plasma: (a) interação química entre a membrana celular e os radicais, espécies reativas ou partículas carregadas; (b) dano à membrana celular e componentes internos, por UV; e (c) fragmentação pelas fitas de DNA através do UV gerado durante recombinação de espécies (MOSAIN et al., 2002). O objetivo do trabalho foi investigar a eficiência do plasma atmosférico na desinfecção da água de coco, em configuração de jato com gás Hélio, analisando os efeitos causados em bactérias (Salmonella tiphymurium e Escherichia coli) e fungo (Candida albicans) inseridos na água de coco.
Material e métodos
Foram coletados cocos verdes na fazenda experimental Rafael Fernandes, localizada na comunidade Alagoinha e pertencente à Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA). Depois de lavados com detergente neutro e água corrente, e esterilizados a superfície com álcool 70%, os frutos foram abertos com furador de alumínio esterilizado, e a água de coco foi extraída com ponteiras estéreis, transferida para béquer esterilizado, adaptado de Awua et al. (2011), Silva et al. (2018). A preparação dos microrganismos, bem como as análises microbiológicas, foi executada no Laboratório de Microbiologia Veterinária (LAMIV) da UFERSA-Mossoró, utilizando metodologia adaptada de Silva et al. (2010), sendo feitas diluições das amostras em 10-1, 10-2 e 10-3. A esterilidade de cada amostra de água de coco extraída foi testada para verificação de presença de coliformes totais, sendo aplicada a técnica do Número Mais Provável (NMP); e de bolores e levedura, inoculando as diluições em ágar batata dextrose (BDA) + cloranfenicol. Foram usadas as cepas padrão de Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella tiphymurium ATCC 14028 e Candida albicans ATCC 10231. Estas foram reativadas a partir das culturas originais e postas em caldo BHI (Brain Heart Infusion) em tubos, a 37 ºC por 24h. O inóculo padrão de cada bactéria foi obtido por segunda semeadura em caldo BHI na fase log (crescimento exponencial), e para padronização da densidade inicial de unidades formadoras de colônia por mL (UFC/mL) utilizou-se a turbidez correspondente a 0,5 da escala de MacFarland, a qual está associada a uma faixa de absorbância de 0,08 a 0,1, em um comprimento de onda de 625 nm, adaptado de Machala et al. (2009). A aplicação do jato de plasma nas amostras foi realizada no Laboratório de Plasma Aplicado (LabPlasma), UFERSA-Mossoró. O aparato utilizado tem um dos eletrodos aterrado, ligado a um tubo de vidro estreito e superior, por onde passa o gás Hélio, a um fluxo de 1 L/min, e o outro eletrodo ligado a uma fonte de alta tensão (high voltage – HV), com tensão de 14,9 kV e frequência de 508,75 Hz, vinculado a outro tubo de vidro, mais largo, posto embaixo com 2mL da amostra de água de coco dentro. As amostras de cada microrganismo foram tratadas a 5 e 10 minutos. Amostras foram diluídas em série, em tubos com 9 mL de solução salina (0,85% NaCl). Das diluições usadas, foram plaqueadas 0,1 mL em placas de Petri contendo meio de cultura adequado a cada microrganismo: ágar EMB (Eosina Azul de Metileno) para E. coli, ágar SS (Salmonella Shigella) para S. tiphymurium e ágar dextrose Saboraud para C. albicans. Contagem em placa foi feita em triplicata, após 24h ou 48h, a depender do microrganismo. Foi feita microscopia eletrônica de varredura (MEV) para verificar variações na morfologia após o tratamento por plasma. Nesta, foram testados apenas S. tiphymurim e C. albicans.
Resultado e discussão
A Figura 1 apresenta os resultados da contagem dos microrganismos em placa,
onde pode-se perceber redução do número de unidades formadoras de colônia
(UFC) por mL, de cada microrganismo em função do tempo de tratamento a que
foram submetidos. No caso da E. coli, houve redução de 24,8% com 5 min
de tratamento e de 34,6% com 10 min. Para S. tiphymurium, reduziu a
contagem em 41,9% com 5 min, e 51,6% com 10 min. E para C. albicans,
não houve redução do crescimento a 5 min, apenas a 10 min, com 15,6% de
redução. Na Figura 2, estão as imagens de microscopia eletrônica de varredura
de Salmonella tiphymurium e de Candida albicans tratadas a 10
minutos pelo jato de plasma, em comparação com as mesmas, não tratadas. É
possível perceber células de S. tiphymurium danificadas em ambas as
amostras, porém com mais intensidade após o tratamento por plasma. Parte desta
danificação, na própria amostra de controle, está associada ao vácuo ao qual a
bactéria foi submetida no equipamento de MEV. Já a C. albicans não
apresentou modificações relevantes.
Redução de (a) E. coli, (b) S. tiphymurium e (c) C. albicans associada ao tratamento por plasma.
Imagens de MEV da S. tiphymurium: (a) controle; (b) tratada por plasma a 10min; e da C. albicans: (c) controle; (d) tratada por plasma a 10 min.
Conclusões
Pode-se concluir, com a execução do trabalho, que: (a) O aparato de aplicação do plasma, com as configurações adotadas, já é capaz de inativar uma porcentagem dos microrganismos; (b) O plasma tem efeitos de inativação sobre os microrganismos tratados, mas a interação destes com as espécies geradas pelo plasma ainda precisam ser investigadas; (c) Pela microscopia eletrônica de varredura não houve danos relevantes do plasma na C. albicans (fungo), apenas na S. tiphymurium (bactéria).
Agradecimentos
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pelo apoio financeiro. Ao Laboratório de Plasma Aplicado (LabPlasma) da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA).
Referências
AWUA, A. K.; DOE, E. D.; AGYARE, R. Exploring the influence or sterilisation and storage on some physicochemical properties of coconut (Cocos nucifera L.) water. BMC Research Notes, 4, 2011.
AWUA, A. K.; DOE, E. D.; AGYARE, R. Potential bacterial health risk posed to consumers of fresh coconut (Cocos nucifera L.) water. Food and Nutrition Sciences, 3, 2012.
BERISTAÍN-BAUZA, S.; et al. Inhibition of Salmonella Typhimurium growth in coconut (Cocos nucifera L.) water by hurdle technology. Food Control, 92, 2018.
DAMAR, S.; BALABAN, M. O.; SIMS, C. A. Continuous dense-phase CO2 processing of a coconut water beverage. International Journal of Food Science and Technology, 44, 2009.
MACHALA, Z.; et al. DC discharges in atmospheric air for bio-decontamination – spectroscopic methods for mechanism identification. The European Physical Journal D, 54, 2009.
MARTINS, C.R.; JÚNIOR, L.A.J. Evolução da produção de coco no Brasil e o comércio internacional - Panorama 2010. Documentos 164. Embrapa. Aracaju-SE, 2011.
MOISAN, M.; et al. Plasma sterilization: Methods and mechanisms. Pure Appl. Chem, 74, 2002.
SILVA, J. V.; SOUSA JUNIOR, D. L.; LEANDRO, L. M. G.; MACEDO, R. O.; GUEDES, T. T. A. M.; AQUINO, P. E. A. Análise microbiológica da água de coco comercializada na cidade de Juazeiro do Norte, Ceará. Revista Saúde (Sta. Maria), v. 44, n. 2, 2018.
SILVA, N. et al. Manual de métodos de análise microbiológica de alimentos e água. 4. ed. Varela: São Paulo, 2010.
