Efeito do congelamento e da temperatura de armazenamento na cinética de crescimento de Listeria monocytogenes em salsichas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2022.

Salsichas são alimentos prontos para o consumo que apresentam alto risco de contaminação após o processamento no manuseio, embalagem, comercialização e ambiente doméstico. Entre os contaminantes frequentes, há a Listeria monocytogenes. Essa bactéria se adapta a ambientes hostis de baixas temperaturas, podendo crescer rapidamente em temperatura ambiente e é associada a vários surtos de origem alimentar. A quebra da cadeia de frio é um risco à segurança desses produtos, que pode ser estimada por modelos matemáticos utilizando os dados de tempotemperatura de armazenagem/manipulação e informações do patógeno alvo. O presente estudo avaliou a influência da armazenagem a -10 °C por até 90 dias no crescimento de L. monocytogenes em salsichas tipo hot dog condicionadas entre 7 e 30 °C de maneira isotérmica e temperatura variável. As salsichas foram caracterizadas quanto ao pH, atividade de água, concentração de cloreto de sódio e área, encontrando-se dentro da faixa que permite o desenvolvimento de L. monocytogenes. A capacidade de ajuste e predição do modelo matemático de Baranyi e Roberts para o crescimento do patógeno nas condições estudadas foi determinada. O procedimento experimental para determinação da cinética de crescimento de L. monocytogenes foi baseado na norma ISO 11290-2 para contagem em superfície de ágar ALOA e a contagem das bactérias ácido-láticas originalmente presentes pelo método de plaqueamento em profundidade com ágar MRS. Os parâmetros do modelo de Baranyi e Roberts foram obtidos pelo ajuste aos dados de crescimento isotérmico e a dependência desses com a temperatura foi descrita pelos modelos secundários da raiz quadrada e da potência, para os parâmetros velocidade específica máxima de crescimento e tempo da fase de adaptação ou fase lag, respectivamente. A duração dos períodos sob congelamento influenciou o parâmetro h0, que está relacionado ao estado fisiológico das células. Os ajustes dos modelos primário e secundários, para todas as condições isotérmicas estudadas, representaram bem os dados experimentais. A predição do modelo de Baranyi e Roberts para as condições não isotérmicas de crescimento foi validada e permitiu a investigação de diferentes cenários para avaliação de risco baseados na legislação RDC 331/2019 e IN 60/2019, demostrando a importância da manutenção de temperaturas de refrigeração ao longo da vida útil do produto. Concentrações iniciais de L. monocytogenes mais altas e condições de crescimento em temperaturas variáveis apresentaram menores tempos para que o limite estabelecido pela legislação (102 UFC/g) fosse atingido, em comparação às cinéticas de crescimento em condições isotérmicas sob temperatura de refrigeração (7 °C). A utilização de modelos matemáticos não isotérmicos para a simulação de cenários que comprometem a segurança do alimento possibilita uma análise de risco mais rápida e efetiva, contribuindo para o aumento de vida útil desses alimentos.

Abstract: Sausages are ready-to-eat foods that present a high risk of contamination after processing in handling, packaging, marketing, and the domestic environment. Among the frequent contaminants, there is Listeria monocytogenes. This bacterium adapts to hostile lowtemperature environments, can grow rapidly at room temperature, and is associated with several foodborne outbreaks. Cold chain breakage is a safety risk for these products, which can be estimated by mathematical models using storage/handling time-temperature data and target pathogen information. The present study evaluated the influence of storage at -10 °C for up to 90 days on the growth of L. monocytogenes in hot dog sausages stored between 7 and 30 °C in an isothermal and variable temperature manner. The sausages' characteristics in terms of pH, water activity, sodium chloride concentration, and area, were within the range that allows the development of L. monocytogenes. The ability to fit and predict the mathematical model of Baranyi and Roberts for the growth of the pathogen under the conditions studied was determined. The experimental procedure for determining the growth kinetics of L. monocytogenes was based on the ISO 11290-2 standard for surface counting of ALOA agar and the counting of lactic acid bacteria originally present by the method of depth plating with MRS agar. The primary parameters of the Baranyi and Roberts model were obtained by fitting the isothermal growth data, and the dependence of these parameters on temperature was by the secondary Square Root and Power models for the parameters' maximum specific growth rate and lag phase time, respectively. The periods' duration under freezing influenced the h0 parameter, which is linked to the physiological state of the cells. The fit of the primary and secondary models to the experimental data was good for all isothermal conditions studied. The prediction of the Baranyi and Roberts model for non-isothermal growth conditions was validated and allowed the investigation of different scenarios for risk assessment based on legislation RDC 331/2019 and IN 60/2019, demonstrating the importance of maintaining refrigeration temperatures throughout the life of the product. Higher initial concentrations of L. monocytogenes and growth conditions at variable temperatures showed shorter times for the limit established by legislation (102 CFU/g) to be reached compared to growth kinetics under isothermal conditions under refrigeration temperature (7 °C). The use of non-isothermal mathematical models to simulate scenarios that compromise food safety allows for faster and more effective risk analysis, contributing to the increase in the shelf life of these foods.