Avaliação quantitativa do risco da patulina em suco de maçã
Anderson de Souza Sant'Ana
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP Sa59a
[Quantitative risk assessment of patulin in apple juice]
Campinas, SP : [s.n.], 2007.
373p. : il.
Orientadores: Pilar Rodriguez de Massaguer, Amauri Rosenthal
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos
Resumo: A patulina é uma micotoxina produzida por fungos pertencentes aos gêneros Penicillium, Aspergillus e Byssochlamys. Penicillium expansum se destaca por ser potencial produtor de patulina nas maçãs, enquanto Byssochlamys nivea e B.fulva se destacam pela potencial produção desta micotoxina em...
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Resumo: A patulina é uma micotoxina produzida por fungos pertencentes aos gêneros Penicillium, Aspergillus e Byssochlamys. Penicillium expansum se destaca por ser potencial produtor de patulina nas maçãs, enquanto Byssochlamys nivea e B.fulva se destacam pela potencial produção desta micotoxina em sucos de maçãs pasteurizados. À patulina tem sido atribuídos diversos efeitos agudos e crônicos adversos à saúde humana. No presente estudo determinou-se quantitativamente o risco dos níveis de patulina no suco de maçã ultrapassar o limite de 50ppb estabelecido pela Organização Mundial de Saúde (OMS) e a probabilidade de produção da patulina por bolores termoresistentes sobreviventes à pasteurização do produto. Para isto, i) avaliou-se a ocorrência de bolores termoresistentes e patulina em amostras pertencentes à 5 diferentes lotes de suco de maçã provenientes de uma unidade produtora localizada no sudeste do Brasil; ii) avaliou-se a capacidade de produção da patulina por cepas de B.fulva (IOC 4518) e B.nivea (ATCC 24008 e FRR 4421) em suco de maçã armazenado à 21ºC e à 30ºC (consideradas temperaturas médias anuais das regiões tropicais e subtropicais do Brasil); iii) determinou-se a cepa Byssochlamys produtora de patulina mais termoresistente dentre as três estudadas, em suco de maçã; iv) determinou-se a resistência térmica através do método dos tubos TDT (thermal death tubes) da cepa mais termoresistente; v) Estabeleceu-se o efeito da pasteurização em sistema contínuo (UHT), simulando as condições industriais, sobre a cepa de Byssochlamys spp mais termoresistente produtora de patulina; vi) determinou-se a probabilidade de produção de patulina pela cepa mais termoresistente produtora de patulina em suco clarificado de maçã variando-se a temperatura de estocagem (21ºC e 30ºC), com carga remanescente pós-processo de 10º e 101 esporos / 100 mL e vii) determinou-se quantitativamente o risco da patulina em suco clarificado de maçã a partir de 15 cenários que relacionados a diferentes cargas de esporos sobreviventes e temperatura de estocagem do suco pós-pasteurização, utilizando-se a modelagem de Monte Carlo, feita através do software @RISK versão 4.5 for students com 1 simulação e 10000 iterações. Os resultados revelaram que a ocorrência de bolores termoresistentes nas amostras de suco de maçã é baixa (<10ºesporos/100mL), com a cepa isolada de (Aspergillus carneus ¿ IOC 4519) não sendo confirmada como um bolor termoresistente. As três cepas estudadas (B.nivea FRR 4421, B.nivea ATCC 24008 e B.fulva IOC 4518) foram capazes de produzir a patulina em concentrações que dependeram da carga de esporos inoculada no suco de maçã, temperatura de estocagem e material de embalagem. B.fulva IOC 4518 foi determinada como a cepa mais termoresistente, sobrevivendo ao choque térmico de 95ºC por 5 min. Valores D* à 85ºC, 90ºC, 92ºC e 95ºC iguais a 64,58 min; 16,68 min; 6,31 min e 3,10 min, respectivamente foram obtidos, enquanto o valor Z foi igual a 7,4ºC. O processo de pasteurização do suco de maçã na unidade Microthermics mostrou que há variabilidade com relação ao número de reduções causadas pelo processo equivalente ao industrial quando variações na temperatura de processo da ordem de até 1ºC são observadas. Maiores probabilidades de crescimento de B.fulva IOC 4518 e maior extensão da deterioração no suco de maçã estão relacionadas ao aumento da carga de esporos sobreviventes e temperatura de estocagem pós-processo. A produção de patulina por B.fulva IOC 4518 é influenciada principalmente pela temperatura de estocagem quando a carga de sobreviventes é elevada (101esporos/100mL), com maiores quantidades da micotoxina sendo produzidas à 30ºC do que à 21ºC. Através do modelo de risco para o suco de maçã e patulina pôde-se concluir que a etapa de recepção é sempre a que mais impactou para que níveis elevados de patulina estejam presentes nos sucos de maçã. Mas, a etapa de estocagem após a pasteurização quando há bolores termoresistentes sobreviventes, foi a responsável pelas maiores concentrações finais de patulina, à medida que se aumentava o tempo de estocagem. As etapas de lavagem, filtração e seleção das frutas, respectivamente, são as responsáveis pela redução nos níveis de patulina durante o processamento do suco, enquanto a pasteurização em virtude da elevada resistência térmica desta micotoxina praticamente não apresenta efeito algum para redução dos níveis da micotoxina no produto final. Após 10000 iterações, dentre os 15 cenários avaliados, somente nos de número 1 (sem sobreviventes à pasteurização e concentração de patulina na matéria-prima na faixa baixa), 2 (sem sobreviventes à pasteurização e concentração de patulina na matéria-prima na faixa média), 4 (10ºesporos/100mL de B.fulva IOC 4518 sobreviventes à pasteurização, com temperatura de estocagem de 21ºC e concentração de patulina na matéria-prima na faixa baixa) e 7 (10ºesporos/100mL de B.fulva IOC 4518 sobreviventes à pasteurização, com temperatura de estocagem de 30ºC e concentração de patulina na matéria-prima na faixa baixa) o limite de 50ppb de patulina não seria ultrapassado para nenhuma das iterações, considerando-se valores médios e máximos da concentração final desta micotoxina. A distribuição da concentração de patulina no produto final se ajustou às distribuições do tipo Betageneral, Lognormal e Inversa Gaussiana dependendo da concentração de patulina na recepção das frutas, com a média e a maior parte dos dados se concentrando à esquerda
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Abstract: Patulin is a mycotoxin produced by some species from Penicillium, Aspergillus and Byssochlamys ssp genera. Penicillium expansum are known by their potential to produce patulin in apples, while Byssochlamys nivea and B.fulva are recognized by its potential to produce this micotoxin in...
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Abstract: Patulin is a mycotoxin produced by some species from Penicillium, Aspergillus and Byssochlamys ssp genera. Penicillium expansum are known by their potential to produce patulin in apples, while Byssochlamys nivea and B.fulva are recognized by its potential to produce this micotoxin in pasteurized apple juice. Several acute and chronic effects to human health have been attributed to patulin. This study has quantitatively assessed the risk of levels of patulin to exceed the level established by The World Health Organization ¿ WHO (50ppb) and also was determined the probability of patulin being produced by heat-resistant mold which survived the apple juice pasteurization. Therefore, the following items have been analyzed: i) it was evaluated the occurrence of heat resistant mold and patulin in samples belonging to 5 different lots of apple juice from a factory located in the southeast of Brazil; ii) the ability of patulin production by the strains of B.fulva (IOC 4518) and B.nivea (ATCC 24008 and FRR 4421) in apple juice stored at 21°C and 30°C (these are average year temperature in the tropical and subtropical regions of Brazil); iii) it was determined which of the three patulin producer strains, B. fulva and/or B.nivea, was the most heat resistant in apple juice; iv) it was determined the heat resistance (D and Z values) of the most heat resistant patulin producer strain of Byssochlamys using thermal death tubes (TDT); v) the effect of the continuous pasteurization system (UHT), simulating the industrial conditions, has been established over the most heat resistant and patulin producer strain of Byssochlamys spp; vi) the probability of producing patulin by the most heat resistant strain in clarified apple juice stored at 21°C and 30°C with a survival level post pasteurization process of 10º e 101 spores/100 mL, has also been established. vii) it has been quantitatively assessed the risk of patulin in clarified apple juice using Monte Carlo simulation, with @Risk software for students (version 4.5). The simulation was carried out with 10000 iterations. The results showed that the occurrence of heat resistant mold in the apple juice samples examined was low (<10ºesporos/100mL), with the strain Aspergillus carneus ¿ IOC 4519 isolated not confirming their heat resistance. The three mold strains studied (B.nivea FRR 4421, B.nivea ATCC 24008 and B.fulva IOC 4518) were able to produce patulin in concentrations that were dependent of spore inocula in apple juice, storage temperature and package type. B.fulva IOC 4518 was determined as the most heat resistant strain, surviving to heat shock at 95ºC/5 min. D* values at 85ºC, 90ºC, 92ºC and 95ºC of 64,58 min; 16,68 min; 6,31 min and 3,10 min, respectively were obtained, while z value was of 7.4ºC. The apple juice pasteurization process applied in a Microthermics pilot plant showed variability related to the number of decimal reductions caused by the equivalent process when temperature variations were near 1ºC. Higher growth probabilities for B.fulva IOC 4518 and higher extension of spoilage of apple juice are related to the increase of survival spore level and to storage temperature pos-pasteurization. The patulin production by B.fulva IOC 4518 was mainly influenced by storage temperature when survival spores level is elevated (101spores/100mL), with the higher quantities of this mycotoxin being produced at 30ºC than 21ºC. The risk assessment model for the apple juice and patulin showed that fruit reception is always the step that more impacted to higher levels of patulin being found in apple juices. However, storage step after pasteurization, when there are heat resistant survivors was responsible for the higher final concentrations, when the storage time increased. Fruit washing, juice filtration and fruit selection, respectively, are the main responsible steps to reduce patulin levels during apple juice processing, while juice pasteurization due to high heat resistance of patulin practically does not presents effects on mycotoxin reduction in the final product. After 10000 iterations, among the 15 scenarios evaluated, only in the scenario number 1 (without mold survival to pasteurization and with low level of patulin concentration in fruits), 2 (without mold survival to pasteurization and with medium level of patulin concentration in fruits), 4 (10º/100mL of B.fulva IOC 4518 spores survival to pasteurization, with storage temperature at 21ºC and low level of patulin in fruits) and 7 (10º/100mL of B.fulva IOC 4518 spores survival to pasteurization, with storage temperature at 30ºC and low level of patulin in fruits) the limit of 50ppb of patulin would not be exceeded for any of iterations, considering medium and maximum values of the final quantity of this mycotoxin. The final distribuition of patulin concentration in apple juice best fitted to Betageneral, Lognormal and Inverse Gaussian depending on the concentration on fruit reception, with the mean and the most part of data skewed to the left
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Rodriguez de Massaguer, Pilar, 1947-
Orientador
Rosenthal, Amauri
Coorientador
Massaguer, Pilar Rodriguez de, 1947-
Orientador
Prado, Marcelo Alexandre, 1966-
Avaliador
Peña, Wilmer Wdgar Luera
Avaliador
Taniwaki, Marta Hiromi
Avaliador
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Anderson de Souza Sant'Ana
Avaliação quantitativa do risco da patulina em suco de maçã
Anderson de Souza Sant'Ana
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