Efeitos da aplicação do ozônio em produtos cárneos

Por Angélica Simone Cravo Pereira

Uma estimativa de 30% da produção de alimentos frescos é perdida devido à contaminação de microrganismos, que atuam desde o período de colheita, até o processamento, armazenamento, transporte, acondicionamento em prateleiras e entrega ao consumidor final.

Além disso, a indústria do setor alimentício necessita cada vez mais de recursos para incrementar a tecnologia de processamento dos produtos, a fim de atender a demanda dos consumidores, requerendo padrões cada vez mais rigorosos de higiene e segurança alimentar. Ainda, do ponto de vista higiênico sanitário e econômico, há uma preocupação cada vez maior da indústria em estender o tempo de prateleira dos alimentos e seu período de conservação.

Desde que a conservação dos alimentos tem acompanhado o desenvolvimento humano, por vários anos, uma variedade de métodos tem sido aplicada e praticada de forma ampla.

Os métodos de conservação são freqüentemente aplicados na prática em uma variedade muito grande de alimentos: dessecação, secagem, defumação, adição de acidificantes em leite, iogurte e queijos, conservação com fungos, salga, cura, conservação térmica, congelamento, conservação química, remoção do oxigênio e tratamento com alta pressão.

Através do tratamento com alta pressão, por exemplo, a qualidade do produto atingido através do baixo tratamento térmico, o paladar fresco e a manutenção da fisiologia positiva das propriedades nutricionais são novos aspectos do tratamento de alimentos com aplicação de alta pressão, com alta aceitação pelos consumidores. Do ponto de vista da engenharia dos processos, para a indústria da carne, há uma produção em menor tempo, quando comparadas aos processos comuns encontrados na prática.

Outros métodos, como aquecimento, secagem, irradiação e tratamento com ozônio têm sido aplicados em diversos alimentos. Todos estes métodos têm suas vantagens. Porém, há limitações que dependem da composição do alimento, tipo de microrganismo, regulamentação e legislação dos produtos e essencialmente, a demanda do consumidor, que exige produtos sem alteração do sabor, aroma, cor e sem presença de resíduos químicos após o tratamento.

Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo descrever o papel do ozônio como agente sanitizante em alimentos, em especial nos produtos cárneos.

As vantagens da utilização deste elemento têm atraído à atenção da indústria alimentícia, pois se trata de um potente agente de descontaminação de carcaças e da carne. Atualmente, em todo o mundo, há mais de 3000 instalações que utilizam ozônio no tratamento de água (Khadre et al., 2001).

Tecnologias para descontaminação

A extensão pela qual as carcaças são contaminadas pode sofrer influências de muitas variáveis. Os fatores vão desde o projeto do frigorífico, velocidade de abate, habilidade dos operadores na linha de abate, até a estação do ano, tipo biológico do animal abatido e anatomia da carcaça (Sofos et al., 1999). A eficiência dos métodos utilizados para reduzir o número de bactérias na superfície das carcaças é influenciada pela pressão da água, temperatura, agentes químicos presentes e suas concentrações, período de exposição, método de aplicação dentre outros. Contudo, a descontaminação das carcaças visa reduzir a incidência de patógenos de origem fecal, possivelmente introduzidos em plantas frigoríficas.

A utilização de agentes químicos descontaminantes, tais como, soluções de ácidos orgânicos (1-3%), como acético e láctico reduzem o número de bactérias nos tecidos da carcaça (Smulders et al., 1986; Sofos et al., 1999). Estes ácidos são utilizados entre 50 e 55ºC, num sistema de enxágüe das carcaças antes do resfriamento, combinando-se água quente ou vapor.

Em adição aos agentes químicos descontaminantes outros agentes podem ser amplamente utilizados, como cloro, dióxido de cloro, hidróxido de sódio, ozônio, lactoferrina ativada, sorbato de potássio, dentre outros.

O peróxido de hidrogênio e a água ozonizada foram aprovados com a finalidade de redução de bactérias presentes na carne (Kim et al.,1999; Khadre et al., 2001).

O mecanismo de ação descontaminante do ozônio pode ser resumido em uma atuação danosa irreversível que possui sobre os ácidos graxos da membrana plasmática e proteínas celulares dos microrganismos, como enzimas respiratórias, e ácidos nucléicos, inativando-os (Figura 01). Ainda possui a vantagem de se decompor rapidamente em gás oxigênio, não deixando resíduos na carne ou no ambiente e fontes abundantes para sua produção industrial (O2 ou H2O).

Outro bom aspecto a ser comentado em sua utilização é a economia de energia, uma vez que não há necessidade de calor para emprego do ozônio. Esta ampla aplicação é uma indicação clara da eficiência da utilização deste elemento (Kim et al., 1999).

O excesso de ozônio decompõe-se rapidamente para produzir oxigênio, não deixando, dessa forma, resíduo algum nos alimentos. A função de sanitizante é ativa contra todas as formas de microrganismos, mesmo empregando-se baixas concentrações.

Reatividade do Ozônio

As reações moleculares são seletivas e limitadas para os componentes aromáticos insaturados e alifáticos. O ozônio oxida estes componentes através do ciclo de adição às duplas ligações. A oxidação de grupos sulfidrilas, os quais são abundantes em enzimas microbianas pode explicar a rápida inativação de microrganismos e esporos de bactérias pelo ozônio.

Produtos testados

O ozônio na forma aquosa tem sido utilizado na descontaminação de carnes bovinas, carnes de aves, carnes de salmão, em frutas, como maçãs, morangos e em hortaliças, como alfaces e brócolis (Gorman et al., 1997; Khadre et al., 2001; Achen et al., 2001).

A forma gasosa do ozônio pode também ser empregada durante o armazenamento da carne, prevenindo o crescimento de contaminantes. Baixas concentrações (Alguns fatores que alteram a reatividade e a eficiência antimicrobiana

A suscetibilidade dos microrganismos ao ozônio varia com o estado fisiológico da cultura, pH do meio, temperatura, umidade e presença de aditivos (ácidos, substâncias surfactantes, e açúcares).

A) Temperatura: a taxa de destruição de microrganismos com o emprego de um desinfetante, em geral, aumenta à medida que a temperatura também se eleva. O ozônio, com o aumento da temperatura, torna-se menos solúvel e estável, entretanto, a taxa de reação com o substrato aumenta. Kim et al. (1999) reportaram que o ozônio reduziu a contaminação microbiana, quando aplicadas temperaturas superiores àquelas de refrigeração.

B) pH: abaixo da constante concentração residual de ozônio, o grau de inativação microbiana permaneceu inalterado nas faixas de pH entre 5,7 e 10,0. O ozônio é mais estável em valores de pH baixos do que elevados.

Outros fatores, tais como componentes que consomem ozônio (substâncias orgânicas), também podem reduzir o tempo de prateleira, alterando a qualidade sensorial, ou ainda a segurança do produto final.

Há maior sensibilidade dos microorganismos encontrados mais superficialmente no alimento do que aqueles mais internos. Sendo assim, o método de utilização deve garantir um contato direto do ozônio com os microrganismos alvo. O ozônio é mais eficiente contra os microrganismos que estão suspensos e tratados em água pura, ou em soluções com baixa demanda desse elemento, que em sistemas complexos, tais como alimentos.

Algumas pesquisas relataram que o emprego do ozônio poderia aumentar a oxidação da gordura e dos músculos, levando à produção de rancidez e odores estranhos (Gorman et al., 1995; Smith et al., 2003), alterando, portanto, algumas características organolépticas da carne.

A oxidação lipídica em carnes é um dos processos de degradação e deterioração de produtos cárneos crus e cozidos durante a refrigeração ou congelamento da carne. Alguns dos produtos resultantes da oxidação lipídica têm sido apontados como substâncias tóxicas, podendo levar a processos deteriorativos nos seres humanos, como envelhecimento.

Um estudo foi realizado por Smith et al. (2001a) a fim de avaliar o efeito do ozônio na peroxidação lipídica em amostras de carne bovina magra, aparas de gordura e carne moída. As amostras de carne magra e as aparas foram imersas em aproximadamente 200 ml de líquido de Deligen II (ozônio ativado), por cerca de 30 segundos. Um segundo grupo destas amostras não sofreu tratamento, considerado controle. Um terceiro grupo (amostras de carne moída) foi tratado com vapor de ozônio durante o processo de moagem. O tratamento com ozônio ativado teve um mínimo efeito nos níveis de índice de peróxido (TBARS) nas aparas de gordura. Todavia, as amostras de carnes magras tratadas com ozônio apresentaram elevados valores de TBARS, quando resfriadas, nos dias 12, 36 e 48. O índice de peróxido (TBARS) tem sido usado para estimar o desenvolvimento da rancidez em alimentos cárneos (Pearson et al., 1983). Ainda, o tratamento realizado com os músculos moídos com vapor de ozônio resultou em um aumento na peroxidação lipídica. Portanto, segundo estes autores, estratégias que possam aumentar o efeito bactericida do ozônio (maiores concentrações, ou maior tempo de exposição) poderiam resultar em um grau inaceitável de peroxidação dos lipídeos.

Outro trabalho conduzido por Smith et al. (2001b) analisou o efeito do ozônio ativado, como agente descontaminante, aplicado em carcaças, em músculos e em amostras de carne moída. As amostras foram imersas em água destilada ou em solução contendo ozônio. Os músculos e a gordura foram inoculados com Listeria monocytogenes ou Samonella spp, e em seguida, imersos em água destilada ou contendo ozônio. As amostras de carne moída foram tratadas com ozônio durante a moagem, assim como o experimento anterior. Concluiu-se que o ozônio ativado (com as concentrações testadas) diminuiu a contaminação bacteriana em músculos, carcaças e na carne moída. Este estudo concluiu que em amostras ricas em material orgânico, tratadas com ozônio, pode haver uma decomposição prévia do ozônio, antes que esse elemento inative possíveis microrganismos presentes nas amostras de tecidos musculares.

Contudo, Stivarius et al. (2002) estudaram o efeito da descontaminação bacteriana com ozônio, dióxido de cloro em carnes moídas sobre as características da cor e do odor da carne. As amostras foram inoculadas com Escherichia coli (EC) e Salmonella Typhimurium (ST) e tratadas, ou com 1% de água ozonizada por 7 min, ou 15 min, ou com 200 ppm de dióxido de cloro e comparados com um grupo controle. Os autores deduziram que o uso do dióxido de cloro ou ozônio em carnes moídas foi efetivo na redução de patógenos microbianos com efeitos mínimos nas características de cor e presença de odor.

Pesquisas realizadas por Pohlman et al. (2002) relataram que 1% de ozônio em água, seguido de 5% de ácido acético (OA) reduziu a coloração vermelha, a concentração de oximioglobina e a estabilidade da cor, durante o processo de exposição da carne moída. Segundo os autores, isso ocorreu porque o ácido acético promoveu a oxidação do pigmento, pela queda do pH. A utilização do ozônio, seguido de cloreto de cetilpiridinio (OC) nas carnes antes da moagem favoreceu a redução do número de coliformes, bactérias aeróbicas, assim como os tratamentos com ozônio em água, seguidos de ácido acético (OA), quando comparados com o grupo controle. Concluiu-se, portanto, que carnes antes de submetidas à moagem, com a combinação de um potente oxidante (ozônio) e uma substância surfactante (cloreto de cetilpiridinio) ou ácido orgânico (ácido acético) foram efetivos no combate a bactérias gram positivas e negativas, concordando com Gorman et al. (1995). Em relação à característica de odor, não foram percebidas diferenças entre os tratamentos.

Aplicação do ozônio em alimentos

Os precursores para a produção industrial de ozônio (O2 ou H2O) são abundantes e inesgotáveis.

O ozônio pode ser produzido no local, levando a uma maior economia de custos de transporte. O custo inicial para gerar ozônio pode ser ainda muito interessante, principalmente para pequenas empresas processadoras.

Ozônio residual eficiência do processo e validação

Durante o processo, o ozônio pode decompor-se ou reagir com os constituintes dos alimentos eliminando os microrganismos presentes.

A rápida reação e degradação do ozônio diminuem o resíduo de sanitizante durante o processo.

O processo de validação consiste em uma prática que acompanha a introdução de um novo processamento tecnológico, ou uma unidade de operação. Testes para validar o uso do ozônio para o processamento de carnes vermelhas têm ainda resultados não conclusivos (Gorman et al., 1997; Khadre et al., 2001). Portanto, mais pesquisas são necessárias nesta área, associando ozônio a outros fatores, tais como água quente, ou peróxido de hidrogênio.

Considerações Gerais

A preocupação com a segurança dos alimentos, principalmente em relação à presença de resíduos e contaminantes é de responsabilidade de toda a cadeia. Nesse sentido, ações e tecnologia são indispensáveis no fortalecimento da relação produto x consumidor.

A indústria dos produtos cárneos necessita buscar cada vez mais recursos para incrementar e aprimorar a tecnologia de processamento dos produtos, com a finalidade de atender à demanda dos consumidores e aos padrões cada vez mais rigorosos de higiene e segurança alimentar.

Uma das mais promissoras tecnologias, consiste no emprego do ozônio, como um poderoso agente de descontaminação de carcaças e seus subprodutos. Há muitas vantagens em sua utilização, como a decomposição rápida em gás oxigênio, sem a presença de resíduos na carne ou no ambiente. Há ainda economia de energia, uma vez que não há necessidade de calor para emprego do ozônio.

Muitas pesquisas são necessárias a fim de explorar novas aplicações do ozônio e uma melhor utilização desse método, assegurando a preservação das características sensoriais, evitando por exemplo, a formação da rancidez e fácil oxidação dos produtos cárneos.

É importante assegurar ao consumidor que o produto adquirido e tratado realmente seja seguro e livre de qualquer contaminação microbiana.


Figura 01 – (A e B): Ruptura das membranas celulares da Salmonella enteritidis, (C e D): Ruptura das membranas celulares Bacillus. subtilis, antes e após o tratamento com ozônio aquoso, respectivamente.
Fonte: Khadre et al., 2001.

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Agradecimentos: à Sylvia Cortezi (FZEA-USP) pelo material complementar.

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1 Angélica Simone Cravo Pereira é pós-graduanda na FZEA/USP


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