Modelagem preditiva de crescimento de Neosartorya fischeri e Byssochlamys nívea em suco de frutas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos.

Byssochlamys nivea e Neosartorya fischeri são fungos termorresistentes usualmente relatados como deterioradores de suco de abacaxi e suco de mamão. Os ascósporos destes fungos podem sobreviver à pasteurização comercial usualmente aplicada a frutas e produtos de frutas e podem deteriorar tais produtos pela germinação e conseqüente crescimento sob condições de oxigênio reduzido, gerando grandes perdas econômicas. O primeiro objetivo deste trabalho foi estabelecer um método de medida que pudesse expressar o crescimento dos fungos. Foram testados três métodos: medida de absorbância, medida de peso seco e medida de diâmetro da colônia. O método que melhor representou o crescimento de B. nivea e N. fischeri foi o método da medida do diâmetro da colônia. Para a realização do mesmo, garrafas PET transparentes com 230 mL de suco pasteurizado foram inoculadas com 1 mL de ascósporos de cada fungo separadamente e o diâmetro da colônia foi medido a cada doze horas. O próximo passo foi modelar o crescimento destes fungos em suco de abacaxi, em temperaturas próximas à ambiente, para gerar dados para determinar a vida de prateleira deste produto. O crescimento de B. nivea e N. fischeri foi estudado a 22ºC, 25ºC e 28ºC. As curvas de crescimento foram geradas pelo ajuste do diâmetro da colônia (mm) com o respectivo tempo (h) e os parâmetros de crescimento (duração da fase de adaptação - ?, velocidade específica máxima de crescimento - µmax e diâmetro máximo atingido pela colônia - A) foram obtidos ajustando os modelos de Gompertz Modificado e Logístico às curvas usando regressão não linear. A performance dos modelos foi avaliada pelo coeficiente de regressão (r2), erro quadrado médio (MSE), fator Bias e fator de Exatidão. Para N. fischeri, µmax aumentou de 0,13 mm/h a 22ºC para 0,54 mm/h a 28ºC; A aumentou de 6,6 mm a 22ºC para 20,1 mm a 28ºC; e ? diminuiu de 212,2 h a 22ºC para 107,4 h a 28ºC. Para B. nivea, µmax aumentou de 0,35 mm/h a 22ºC para 0,74 mm/h a 28ºC; e ? diminuiu de 270,1 h a 22ºC para 136,4 h a 28ºC. Estes resultados mostraram que ao aumentar a temperatura de estocagem do suco de 22ºC para 28ºC, µmax aumentou e ? diminuiu para os dois fungos. Estes dados são úteis para estabelecer a vida de prateleira de sucos prontos para beber. Por fim, esta pesquisa procurou estudar o efeito da temperatura de formação dos ascósporos (25-35ºC), da temperatura de crescimento do fungo (22-28ºC), do ratio (10-38 para suco de abacaxi e 26-66 para suco de mamão) e da porcentagem de espaço livre na garrafa (8-28) no crescimento de ascósporos de N. fischeri e B. nivea inoculados em suco de abacaxi e em suco de mamão, usando a medida do diâmetro da colônia. Os ascósporos foram produzidos em garrafas de Roux com Ágar Extrato de Malte (pH 5,4) incubado a 25ºC, 30ºC e 35ºC por 30 dias e coletados em água estéril, filtrado para remover as hifas, lavados e centrifugados duas vezes a 4000 rpm e estocados a 4ºC antes do uso. Depois da ativação a 80ºC por 30 minutos, a suspensão foi contada em placas de Petri contendo meio Ágar Batata Dextrose. A suspensão de ascósporos ativados foi inoculada em garrafas PET contendo suco pasteurizado. O crescimento foi acompanhado pela observação em lupa da colônia na superfície do suco durante a estocagem do mesmo, medindo o diâmetro da colônia. Para a modelagem primária, os modelos de Gompertz Modificado e Logístico foram utilizados em ambos os sucos. Um planejamento fatorial fracionário de dois níveis e três pontos centrais foi selecionado para estudar os efeitos dos fatores nos parâmetros de crescimento (?, µmax e A). Quatro diferentes réplicas foram utilizadas em cada experimento. A performance dos modelos utilizados foi avaliada pelo coeficiente de regressão (r2), erro quadrado médio (MSE), fator Bias e fator de exatidão. As análises estatísticas foram feitas utilizando o Statistica 6.0. A análise de variância (p<0,05) foi usada para calcular os efeitos. As duas réplicas que apresentaram o menor e o segundo menor tempo de adaptação foram selecionadas em cada ensaio, representando as ocorrências visuais mais rápidas de crescimento dos fungos nos sucos. Não houve diferença significativa entre os parâmetros de crescimento ?, µmax e A (p<0,05) calculados pelo modelo de Gompertz Modificado ou pelo Modelo Logístico para um ensaio específico mas, na maioria dos experimentos, o modelo de Gompertz Modificado representou melhor os dados do que o Modelo Logístico. Para N. fischeri, a maior duração da fase de adaptação observada no suco de abacaxi foi de 381,7 h, quando os ascósporos foram formados a 35ºC, o suco estocado a 22ºC, com alto ratio e baixo espaço livre na garrafa. Por outro lado, o menor ? (74,1 h) ocorreu quando os esporos foram formados a 25ºC, o suco foi estocado a 28ºC, o ratio foi elevado e o espaço livre da garrafa foi baixo. Para o mesmo fungo, no suco de mamão, o maior tempo de adaptação foi de 708,4 h, quando os ascósporos foram formados a 35ºC, o suco foi estocado a 22ºC, com alto ratio e baixo espaço livre na garrafa. O menor ? (93,7 h) ocorreu na condição central do planejamento. Analisando o efeito dos fatores no suco de abacaxi, a temperatura de formação dos esporos teve um efeito significativo (p<0,05) em ?, µmax e A; enquanto a temperatura de crescimento somente foi significativa em ? e µmax e o ratio somente em µmax. Em suco de mamão, o ratio teve um efeito significativo em µmax e A, enquanto a temperatura de crescimento influenciou significativamente somente em ? e A. O espaço livre não foi significativo na escala estudada em nenhum dos dois sucos. Para B. nivea, em suco de abacaxi, a maior duração da fase de adaptação foi de 726,7 h, quando os ascósporos foram formados a 35ºC, o suco foi estocado a 28ºC, com ratio baixo e espaço livre baixo. Por outro lado, o menor ? (185,1 h) ocorreu quando os esporos foram formados a 25ºC, o suco foi estocado a 28ºC, com alto ratio e baixo espaço livre na garrafa. Para o mesmo fungo, no suco de mamão, o maior tempo de adaptação foi de 550,3 h, quando os ascósporos foram formados a 35ºC, o suco foi estocado a 22ºC, o ratio foi elevado e o espaço livre na garrafa foi baixo. O menor ? (162,1 h) ocorreu na condição central do planejamento. Analisando o efeito dos fatores em suco de abacaxi, nenhum fator estudado exerceu efeito significativo a 95% de significância; a 90% de significância o ratio se mostrou significativo em A. Em suco de mamão, o ratio teve um efeito significativo (p<0,05) em ? e µmax; enquanto a temperatura de formação dos esporos e a temperatura de estocagem do suco influenciaram significativamente somente em ?. O espaço livre não foi significativo na escala estudada em nenhum dos dois sucos.