Perigo Microscópico

A importância da estabilidade microbiológica de bebidas para garantir a qualidade e shelf life dos produtos

Por Eliene Penha R. Pereira e José de Assis F. Faria

A estabilidade microbiológica de bebidas dependerá de vários fatores, como: tipo de bebida (sucos, néctares, fermentadas, carbonatadas etc.), processo de industrialização (envase a frio, envase a quente, asséptico), sistema de embalagem (vidro, lata, cartonados, plásticos), dentre outros. Paralelamente, a vida de prateleira está diretamente relacionada com esses fatores e, em especial, com a qualidade da matéria-prima utilizada e com a aplicação das boas práticas de fabricação. Dependendo da carga microbiológica pós industrialização, a estabilidade microbiológica será influenciada também pela acidez e pH final da bebida, dos tipos de micro-organismos remanescentes e das temperaturas nas quais o produto ficará exposto nas etapas de comercialização.

Carga microbiológica

A carga microbiológica de bebidas dependerá, basicamente, da origem e qualidade da matéria-prima utilizada no processo de industrialização, mas também da qualidade dos insumos e da eficiência da higienização dos equipamentos e das embalagens.

Dentre os micro-organismos naturalmente encontrados, existem os deteriorantes e os potencialmente patogênicos, como Salmonella spp, Listeria monocytogenes, E. coli enteropatogênica, esporos de Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Bacillus cereus, bolores toxigênicos e protozoários, dentre outros.

Boas práticas de fabricação

As condições de higiene devem ser uma preocupação constante, para minimizar a contaminação por micro-organismos que possam deteriorar o produto. Deve-se, também, ficar atento à higiene pessoal e à saúde dos funcionários, bem como a limpeza e manutenção dos equipamentos e do ambiente de trabalho. A sala de processamento e todos os equipamentos e utensílios devem ser lavados e sanitizados diariamente, antes e após a sua utilização. A adoção de Boas Práticas de Fabricação (BPF) representa uma das importantes ferramentas para o alcance de níveis adequados de segurança microbiológica da bebida, com isso contribui significativamente para garantir a qualidade do produto final.

Dependendo do tipo de bebida, a estabilidade estará em função de considerações tais como a obtenção da esterilização comercial via tratamento térmico, a utilização de conservantes microbiológicos, o uso ou não da carbonatação.

Carbonatação

A carbonatação é o processo de introdução do gás dióxido do carbono (CO2) na bebida. Bebidas carbonatadas são feitas, usando-se altas pressões parciais de CO2, para produzir altas concentrações de dióxido de carbono. A unidade que mede o teor de CO2 dissolvido na bebida é chamada Volume de Carbonatação, definido como a quantidade de CO2 que um dado volume de líquido absorverá, à pressão atmosférica de 760 mm Hg (1 atm) e a 15,5oC de temperatura. Em outras palavras, 1 litro de água na temperatura de 15,5oC e pressão de 1 atm pode absorver 1 litro de CO2 ou 1,86 g de CO2 dissolvido.

O dióxido de carbono é um gás natural, presente no ar em níveis muito baixos (cerca de 0,03%). É uma substância vital para o reino vegetal no processo de fotossíntese, no qual é convertido em carboidrato, usando água e luz solar. O CO2 pode existir em três formas: gás, sólido (gelo seco), e líquido (sob certa pressão). O gás possui propriedades físicas e químicas que o torna ideal para ser aplicado em bebidas carbonatadas:

– Não tóxico, incolor e inodoro: não interfere no sabor da bebida;
– Não inflamável e não apresenta risco de fogo quando manuseado;
– É solúvel em água e dissolve facilmente em bebidas;
– Sua solubilidade pode ser controlada através da regulagem da relação de pressão e temperatura;
– Na água ele forma um ácido fraco, o ácido carbônico, que dá à bebida sua típica nota ácida no sabor;
– O ácido carbônico pode retardar o crescimento de muitos micro-organismos;
– Ácido carbônico facilmente libera o gás CO2 criando a efervescência, quando a bebida é consumida.

Além do fator sensorial, o CO2 também é capaz de exercer efeito inibitório contra bactérias. De modo geral, o mecanismo de inativação de micro-organismos pode ser sintetizado como: (1) solubilização do CO2 pressurizado na fase líquida; (2) modificação da membrana celular; (3) diminuição do pH intracelular; (4) inativação de enzimas e inibição do metabolismo celular devido ao baixo pH; (5) efeito de inibição direto das moléculas de CO2 e HCO3 – no metabolismo; (6) desordem no balanço eletrolítico intracelular; (7) remoção de compostos vitais das células e membranas.

Conservação química

Os conservantes são substâncias químicas capazes de inibir ou retardar o desenvolvimento microbiano, não sendo capazes, portanto, de reduzir a contagem dos micro-organismos. Eles apenas interrompem quimicamente o processo de multiplicação celular dos mesmos.

A maior parte dos conservantes químicos utilizados em alimentos é ácida, como por exemplo, os ácidos orgânicos e seus sais, como sorbatos e benzoatos. Esses conservantes são mais efetivos na faixa de pH menor ou igual a 5,5. Muitas bactérias são incapazes de se desenvolver em pH < 4,5, porém muitos bolores e leveduras podem crescer em pH = 1,6, e requerem maiores cuidados. Os conservantes mais utilizados em bebidas carbonatadas são o benzoato de sódio (INS 211) e o sorbato de potássio (INS 202). Porém, comercialmente, os conservadores mais utilizados pelas indústrias de água de coco processadas (não carbonatadas) são o sulfito de sódio (INS 221) e o metabissulfito de sódio (INS 223).

A legislação brasileira, de acordo com a Resolução nº5, de 15 de janeiro de 2007 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), permite o uso dos seguintes agentes conservantes, para bebidas não alcoólicas, apresentados na Tabela 1.

Dióxido de enxofre e sulfitos

Os primeiros relatos constam que o dióxido de enxofre (SO2) foi utilizado como conservante para vinhos, através da queima do enxofre, antes da selagem do vinho nos barris de envelhecimento. Esse é um dos mais versáteis agentes usados em alimentos para a preservação, bastante eficaz contra bactérias, bolores e leveduras.

Atualmente a forma gasosa é pouco utilizada, em geral empregado na forma de um sal, como o metabissulfito de sódio que é convertido em dióxido de enxofre, quando em meio ácido, conforme nas reações a seguir:

O efeito microbiológico está relacionado com a diminuição do pH para aproximadamente 4,0, e por isso é bastante empregado em muitas formulações de refrigerantes. Entretanto, a eficácia de sua ação de preservação é prejudicada pela tendência de reação com muitos componentes das frutas presentes na formulação dos refrigerantes, formando sulfitos orgânicos.

Os agentes sulfitantes são usados em muitos produtos como vinhos, frutas e vegetais desidratados, sucos de frutas, picles, saladas, xaropes, carnes e peixes. Em adição ao seu efeito antimicrobiano, eles também são usados como antioxidante, inibindo reações enzimáticas e não enzimáticas de escurecimento.

O dióxido de enxofre e os sulfitos são considerados substâncias GRAS (Generally Recognized as Safe, ou Geralmente Reconhecido como Seguro), mas seus níveis de aplicação são restritos a 0,035% em vinhos, pois níveis maiores podem resultar em aromas indesejáveis, podendo ser detectado por provadores, e os sulfitos não são permitidos em alimentos considerados fontes de tiamina, porque eles são capazes de inativar a vitamina.

A ingestão de sulfitos em níveis normais presentes nos alimentos não resulta em acumulo no corpo, pois são rapidamente oxidados como sulfato e excretados na urina. Porém, uma dose acima do tolerável (como 62 mg.kg-1 de massa corpórea) de dióxido de enxofre tem resultado em problemas psicológicos em ratos, incluindo polineurites, atrofia visceral, atrofia da medula óssea, disfunção renal e limitação no crescimento. Quando em contato direto com os olhos, o SO2 é rapidamente absorvido e penetra na córnea, causando inflamação profunda. Mas, em geral ainda não foi reportado nenhum efeito mutagênico, teratogênico ou carcinogênico do SO2 em ratos e camundongos.

Os sulfitos, entretanto, são associados como desencadeante de ataques asmáticos e outros efeitos alergênicos, podendo até mesmo serem fatais, em alguns casos de maior hipersensibilidade, como em pessoas asmáticas. O comitê da FAO/WHO recomenda uma ingestão diária máxima de 0,7 mg.kg-1 de massa corpórea.

Ácido benzóico e benzoatos

O ácido benzóico ocorre naturalmente na natureza. Está presente em frutas e vegetais, e também é encontrado em algumas resinas, principalmente na goma benzoína e no carvão vegetal. Apenas a forma livre ou dissociada do ácido benzóico apresenta função de conservante e, consequentemente, seu uso é mais efetivo em soluções de baixo pH, sendo o ideal de aproximadamente 3,0.

O ácido benzóico é considerado GRAS quando usado de acordo com as boas práticas de manufatura. Tal ácido é considerado como sendo moderadamente tóxico, causando dermatites alérgicas e irritação na pele e nos olhos. O benzoato de sódio também é considerado moderadamente tóxico, podendo ocasionar também irritações na pele, olhos e membrana das mucosas. Não há relatos de efeitos mutagênicos, teratogênicos e carcinogênicos, ou outros sinais clínicos adversos que relaciona a alimentação animal ao ácido benzóico, porém, o mesmo não pode ser dito em relação ao benzoato de sódio, pois existem evidências que em certas situações o benzoato de sódio pode ter efeitos mutagênicos em humanos, mas mesmo assim, geralmente o benzoato é considerado um conservante seguro. O comitê da FAO/WHO recomenda uma ingestão máxima diária de 5 mg.kg-1 de massa corpórea.

Ésteres do ácido para-hidroxi-benzóico

Esses conservantes, geralmente conhecidos como parabenos, são permitidos apenas em alguns países, para uso em refrigerantes sob a forma de metil, etil e propil ésteres e seus sais de sódio. Os parabenos demonstram uma boa tolerância aos baixos valores de pH e são mais efetivos que o ácido benzóico em valores de pH em torno de 3,0.

Sua atividade antimicrobiana aumenta com o comprimento da cadeia, variando de metil a propil, mas este efeito é contrabalanceado pela diminuição da solubilidade e, consequentemente, os ésteres de menor cadeia são os mais utilizados em soluções aquosas, como os refrigerantes.
O metil e propil parabenos são listados como GRAS nos E.U.A., enquanto que o heptil éster é apenas aprovado em bebidas à base de malte e não carbonatados. Os ésteres etil e butil são aprovados para o uso apenas em alguns países e são considerados moderadamente tóxicos. Em cães, os parabenos podem causar depressão aguda do miocárdio e hipotensão, mas o efeito não é acumulativo. O comitê da FAO/WHO recomenda uma ingestão máxima diária de 10mg.kg-1 de massa corpórea.

Ácido sórbico e sorbatos

O ácido sórbico ocorre naturalmente em frutas e vegetais. Assim, como o ácido benzóico, o ácido sórbico e os sorbatos apresentam atividade reduzida em pH mais elevado; porém seu limite de atividade é considerado alto, podendo agir em pH entre 6,0 e 6,5, sendo sua forma dissociada a que apresenta ação contra o desenvolvimento de micro-organismos. Sua ingestão diária máxima recomendada é de 12,5 mg.kg-1 de massa corpórea.

Devido à baixa solubilidade da forma livre do ácido, este conservante é introduzido à formulação na forma de sais de sódio, potássio e cálcio, sempre atentando ao fato de se evitar a precipitação do ácido livre em condições de baixos valores de pH. Muitas leveduras são inibidas em concentrações de 150 mg.kg-1 de ácido sórbico em pH 3,5, enquanto que outras como a Zygosaccharomyces bailii podem tolerar 800 mg.kg-1 e Gluconobacter podem crescer em até 1000 mg.kg-1.

O ácido sórbico e seus sais são considerados moderadamente tóxicos e são caracterizados como GRAS. Usado nas concentrações permitidas para a preservação dos alimentos são considerados não tóxicos.

Conforme descrito acima, a estabilidade microbiológica de bebidas depende de vários fatores, entretanto, o artifício tecnológico mais utilizado pelas indústrias tem sido o uso de conservantes químicos. Em função deste fato, a legislação precisa estar atenta para que a quantidade desses aditivos esteja dentro dos limites permitidos, visando assim propiciar aos consumidores bebidas com segurança microbiológica e qualidade nutricional.

Eliene Penha R. Pereira – Doutoranda em Tecnologia de Alimentos – Unicamp
eliene@fea.unicam.br
José de Assis F. Faria – Professor Titular da Unicamp
assis@fea.unicamp.br