Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: Com o objetivo de utilizar a técnica de indicadores bioiógicos para monitorar o processo de esterilização de alimentos enlatados processados em retorta rotativa, foi realizado este trabalho, com execução em 3 etapas: 1- preparo e calibração de indicadores biológicos (IBs) de esterilização...

Resumo: Com o objetivo de utilizar a técnica de indicadores bioiógicos para monitorar o processo de esterilização de alimentos enlatados processados em retorta rotativa, foi realizado este trabalho, com execução em 3 etapas: 1- preparo e calibração de indicadores biológicos (IBs) de esterilização para alimento enlatado tenno-processado; 2- desenho do processo térmico de preservação de purê de cenoura diluído com água (50%, pH 5,3), considerando a carga e a resistência do microrganismo alvo isolado da matéria prima; e 3- avaliação da eficiência dos IBs na medida do valor de esterilização biológico (Fo-BIQ) aplicado ao produto, através da comparação com valor de esterilização físico (Fo-FÍS) determinado a partir de dados tempo-temperatura de latas equipadas com termopares. Os IBs foram constituídos de bastões plásticos (Nylon 6,6, 70,0 mm h x 6,0 mm D.E.) inoculados em sua cavidade interna com 0,3 ml de suspensão de esporos de B.síearothermophihís (ATCC 7953). Uma mini-retorta (MR) foi projetada e construída para ser utilizada como resistôrnetro na avaliação da resistência térmica e calibração dos ÍBs. Os resultados do estudo da distribuição de calor na MR à 115,0, 121,0 e 123,0 ° C, indicaram adequação do equipamento para tal fim. Curvas de calibração dos IBs foram construídas a partir de ensaios realizados à 121,0 e 123,2 0 C. Ambas apresentaram coeficiente de correlação acima de 0,95. Somente a curva à 12Í,0°C foi utilizada, e com esta curva, o número de sobreviventes por IB obtido em cada ensaio foi relacionado com o valor de esterilização (U min) à temperatura de calibração. O estabelecimento do valor de esterilização requerido pelo purê de cenoura levou em consideração a carga de termófilos da matéria prima (~ 4,0 x 10E2/lata), a resistência do termófllo causador de acidez plana isolado do produto, e um processo rígido com dois níveis de probabilidade final de sobreviventes : probabilidade de unidade não estéril (PUNE) 1.0E-6, e PUNE = 1ÜE-3. Foram então realizados ensaios à 115,0 e 121,0°C ern duplicata para obter o valor-F requerido de 15,0 e 10,0 min. Uma retorta rotativa de um cesto (Rotopax, Állpax Prod. ínc) foi utilizada para processamento do produto, e para tanto o padrão de distribuição de calor no interior da cesta da retorta foi determinado. No estudo da uniformidade e estabilidade de temperatura na retorta observou-se que a variação máxima obtida entre posições dentro da retorta foi de 0,5° C durante a fase de esterilização III. Estes resultados foram considerados satisfatórios, estando de acordo com os requerimentos publicados para retortas deste tipo. Uma vez determinada a região de aquecimento mais lento (ponto frio) na cesta (região frontal próximo à porta), todos ensaios subseqüentes foram realizados nesta área. Os valores de esterilização obtidos pelos IBs após cada processo - valor F-BIO (à temperatura de calibração com base no valor-z do organismo no IB), foram corrigidos para valor de esterilização Fo-BIO através da conversão em três passos de PFLUG e CHRISTENSEN, (1980), e denominado valor Fo-BIOPF. Também foi feita outra conversão utilizando metodologia de HAYAKAWA, (1977) para cálculo de Fo-BIO, devido ao fato do produto estudado ter apesentado curva quebrada de aquecimento. Estes valores foram denominados valor Fo-EIOHW. Na comparação dos valores de esterilização Fo-BÍOPF, Fo-BIOHW. e Fo-FIS, observou-se que era geral os valores Fo-BIO foram 5,0 a 15,0 % menores que os valores Fo-FÍS5 quando os ensaios foram à 121,0 °C. Para os ensaios à 115,0 ° C, os valores Fo-BIOPF foram de 24.0 a 32.0 % maiores que Fo-FÍS, enquanto que os valores Fo-BIOHW continuaram apresentando diferença consistente de 2,0 a 12,0 % abaixo de Fo-FIS. Esta diferença de comportamento pode ser devida às limitações impostas pela correção de PFLUG e CHRISTENSEN, (1980). Porém, as medidas biológicas apresentaram pouca varibíalidade (C.V. % médio = 3;5). e a medida física teve ama variabilidade pouco maior (C.V, % médio = 5,0), tendo, portanto, sido considerado o método bastante reproduzível. Os resultados deste estudo indicaram que em função da magnitude das diferenças entre os valores de esterilização determinados, IBs podem ser utilizados para monitorar a letalidade aplicada durante o processamento de alimentos enlatados em equipamentos agitados.

Abstract: Aimmning to employ the biological indicator technique to monitor sterilization process delivered to canned food processed in agitating retort, this work was carried out in three phases: 1- preparation and calibration of sterilization biological indicator units (BIUs) for thermo-processed...

Abstract: Aimmning to employ the biological indicator technique to monitor sterilization process delivered to canned food processed in agitating retort, this work was carried out in three phases: 1- preparation and calibration of sterilization biological indicator units (BIUs) for thermo-processed canned food; 2- design of preservation process for diluted (50% pH 5.3) carrot puree considering burden of target microorganism isolated from the raw material; and 3- evaluation of BIUs efficiency in measuring the biological sterilization values (Fo-BIO) delivered to the product by comparison with physical sterilization values (Fo-FIS) determined with time-temperature data from thermocouple equiped cans. BIUs were made of plastic rods (Nylon 6.6; 70.0 mm h x 6.0 mm D.E.) inoculated in its inner cavity with 0.3 ml of spore suspension of B. stearothermophihts (ATCC 7953), A mini-retort was designed and built to be used as resistometer in the BIU thermal resistance and calibration studies. Results of heat distribution studies in the MR at 115.0 , 121.0 and 123.0 °C indicated that the equipment is adequate for such purpose. Calibration curves were built at 121.0 and 123.0 °C, both presenting correlation coeficient above 0,95. Only the calibration curve at 121.0 °C was employed, and with this curve, the number of survivors por BIU obtained in each ran was related to sterilization value (U mm) at calibration temperature. To stablish the preservation process required by the product, it was taken into consideration; the thermophilic burden in the product (aprox. 4,0 x 10E2/can); the resistance of themophilic flat sour isolated from the product; and a rigid thermal process with 2 levels of survivors , probahty of non sterile unit = 10E-6 and 10E-3. Duplicate tests were carried out at 115.0 and 121.0 °C to obtain the required F-values of 15 and 10 rain. An agitating retort Rotopax (Allpax Prod. Inc.) was used to process the product, therefore the heat distribution pattern in the basket was determined. With the results of heat uniformity and stability in the retort, it could be observed that maximum temperature variation among positions was 0.5 °C during sterilization III. These results were considered satisfactory, being in accordance to published performance requirements for this type of equipments. Once determined the slowest heating zone, (frontal area close to the door) the tests were carried out in this area. Sterilization values obtained from BIUs after each process, F-BIO values (at calibration temperature based on z-value of the indicator organism in the BIU) were corrected to Fo-BIO (at reference temperature, based on z-value of C. botulinum = 10,0 ° C), using the 3 step correction of PFLUG and CHRISTENSEN (1980). This was named Fo-BIOPF. Another correction was made using methodology of HAYAKAWA (1977) to calculate Fo-BIO, due to fact that, the product studied presented broken heating curve. This was named Fo-BIOHW. In the comparison of Fo-BÍOPF , Fo-BIOHW and Fo-FIS, it was observed that in general Fo-BÍO values were 5 to 15% lower that Fo-FiS for tests run at 121°C. For tests at 115°C, Fo-BÍOPF values were 24 to 32% higher than Fo-FIS, while Fo-BÍOHW were consistently 2 to 12% lower than Fo-FIS. This difference may be due to limitation imposed by the correction of PFLUG and CHRISTENSEN (1980). But, biological measures presented little variability as determined by the coefficient of variation (C.V.% = 3,5), and physical measures variated to a little higher level (C.V.% = 5,0), therefore, the method was considered reproductible. The results of this study indicated that according to the magnitude of differences found among sterilization values biologically and physically determined, BlUs properly calibrated may be used to monitor/validate the lethality applied during the processing of canned food in agitating retorts.