11/08/2010 às 13h24min - Atualizada em 11/08/2010 às 13h24min

Influência de microrganismos psicotróficos sobre a qualidade do leite refrigerado

Revista Higiene Alimentar
A qualidade insatisfatória do leite produzido no Brasil é um problema crônico, de difícil solução, onde fatores de ordem social, econômica, cultural e até mesmo climática estão envolvidos, e que não tem merecido a devida atenção no campo político, apesar do importante papel representado pelo leite na alimentação da população. 

O leite, por ser considerado um alimento completo em nutrientes, nutrientes estes facilmente assimiláveis, torna-se um excelente alimento para o homem e um meio de cultura para a maioria dos microrganismos encontrados na natureza. 

A qualidade do leite cru está intimamente relacionada com o grau de contaminação inicial e com o binomio tempo/temperatura em que o leite permanece desde a ordenha até o processamento. Em geral, quanto maior o número de contaminantes e quanto mais alta for a temperatura na qual o leite permanece ( próxima de 30o C ), menor será o seu tempo de conservação. De uma forma geral, a qualidade do leite está associada com a carga microbiana presente no produto (Mutukumira et al, 1996). No Brasil, o leite "in natura" apresenta baixa qualidade, sendo que este fator está relacionado com a influência das estações do ano, as práticas de produção e manuseio a nível de fazenda, localização geográfica, temperatura de permanência do leite e a distância do transporte entre a fazenda e a plataforma de recepção da indústria, que contribuem para o desenvolvimento de microrganismos contaminantes do leite (Huhn et al, 1980). Fatores como a qualidade bacteriológica das águas, qualidade do ar dos estábulos, sanidade dos ordenhadores e dos animais e, principalmente, utensílios não perfeitamente higienizados, também contribuem, de modo decisivo, para o estado microbiológico do leite. 

A carga microbiológica do leite cru é de extrema importância na qualidade final de produtos lácteos. Um leite de baixa qualidade microbiológica não se conserva por longos períodos, mesmo sob refrigeração, devido a sua contaminação principalmente pelas bactérias psicrotróficas formadoras ou não de esporos, que apesar de seu crescimento lento, produzem grandes quantidades de enzimas (lipases e proteases), que rapidamente alteram o produto (Bishop e White, 1988; Craven e Macauley, 1993). 

Na indústria de queijos, os produtores tem sérios problemas com relação ao rendimento dos mesmos, devido a atuação de bactérias, principalmente psicrotróficas, sobre a proteína do leite. Também os microrganismos utilizam em seu metabolismo outros componentes do leite, podendo produzir produtos metabólicos de sabores e odores estranhos, assim como enzimas termoestáveis que vão trazer ao alimento alterações indesejáveis. Ravanis e Lewis (1995) afirmam que mesmo em produtos finais que tenham uma contagem bacteriana dentro dos padrões legais, este tipo de transformação pode ocorrer. 

A corrente prática de estocagem do leite cru a 4 – 7o C por 3 a 4 dias antes do processamento, permite o crescimento de bactérias psicrotróficas. Este armazenamento do leite em temperaturas de refrigeração tem resultado em novos problemas de qualidade para a indústria. 

Diversos microrganismos contaminam o leite durante e após a ordenha. Muitos deles crescem rapidamente a temperatura ambiente; desse modo, quanto maior o período em que o leite for mantido nessas condições, maiores as alterações na qualidade do produto (Wolfschoon-Pombo, 1984). 

O leite recém-ordenhado é relativamente resistente a ação dos microrganismos, devido a presença de inibidores microbianos naturais, como as lacteninas, presentes em três frações, denominadas lactenina 1, 2 e 3. A lactenina 1 está presente no colostro e a lactenina 2, no leite até uma hora após a ordenha e constitui o sistema lactoperoxidase-tiocianatoperóxido de hidrogenio (Alais, 1991). A ação inibidora de ambas é bacteriostática. Reiter e Harnulv (1984) sugeriram o sistema lactoperoxidase (LP) como um possível meio de manter a qualidade do leite mantido nas fazendas a temperatura ambiente, e durante subsequente estocagem. O sistema LP do leite bovino é relativamente termorresistente; apesar da enzima ser parcialmente inativada pela pasteurização em curto tempo a 74o C, seus resíduos permanecem suficientemente ativos para catalizar a reação entre o tiocianeto (SCN) e o peróxido de hidrogênio. Dos produtos dessa reação, o mais investigado é o hipotiocianeto (OSCN ). Esse produto é responsável pela inibição do crescimento bacteriano no leite e foi sugerido que o máximo de concentração dele no leite está por volta do terceiro ou quarto dia (Ravanis e Lewis, 1995). Microrganismos Gram negativos, catalase positiva, como Pseudomonas sp,coliformes, Salmonella sp e Shigella sp são inibidos pelo sistema LP; assim, o sistema LP pode aumentar o tempo de armazenamento do leite cru, retardando o crescimento de microrganismos psicrotróficos (Wolfson e Summer, 1993). 


1– ASPECTOS GERAIS DA CONSERVA(AO DO LEITE A BAIXAS TEMPERATURAS  

Gounot (1986) e Silva (1991) observaram que os microrganismos que normalmente contaminam o leite crescem numa ampla faixa de temperatura. Essa flora inclui, além dos mesófilos, microrganismos termófilos e psicrotróficos. 

Os mesófilos constituem um grupo importante por incluir a maioria dos microrganismos acidificantes, e por se desenvolverem a temperaturas entre 20 e 45o C, com a temperatura ótima de crescimento em torno de 30 a 40o C (Jay,1994). Esses microrganismos também são importantes devido a termorresistência apresentada por vários gêneros. 

As bactérias termófilas são definidas como aquelas cuja temperatura ótima de crescimento situase entre 55-65o C, como máximo, para algumas espécies, podendo atingir 75-90o C e o mínimo em torno de 35o C (ICMSF,1980). O leite cru normalmente contém poucas bactérias termófilas, embora em número suficiente para se desenvolverem no leite mantido a temperaturas elevadas, acarretando grande número desses microrganismos no produto. Essas bactérias constituem problema no leite pasteurizado quando algumas porções são mantidas, por algum tempo, entre 50-70o C. 

O termo psicrotrófico tem confundido os microbiologistas desde o começo do século. Outros termos sinônimos são usados, tais como: psicrófilos, psicrófilos facultativos, tolerantes ao frio ou psicrotolerantes (Gounot, 1986). Segundo Collins (1981), de acordo com as normas da International Dairy Federation, os psicrotróficos foram definidos como sendo os microrganismos que podem crescer a 7o C ou menos, independente da temperatura ótima de crescimento. Esse grupo é extremamente importante em produtos que são conservados ou armazenados em condições de refrigeração por períodos relativamente longos (l a 4 semanas). O problema torna-se ainda mais sério quando se considera que o uso intensivo da refrigeração, desde a fazenda até a residência do consumidor, pode provocar uma gradativa seleção para esse grupo. Tem-se observado que um grande número de espécies consideradas restritamente mesófilas, já estão sendo incluídas também entre os psicrotróficos. 

A refrigeração é importante na manutenção das condições bacteriológicas do leite cru até o seu beneficiamento. Nos programas sanitários para leite de consumo, um dos fatores fundamentais para melhorar a qualidade do leite é o resfriamento na própria fazenda. Na indústria de laticínios, onde grandes volumes de leite ficam armazenados a temperatura de refrigeração por longos períodos, as bactérias psicrotróficas podem desenvolver-se causando mudanças indesejáveis no leite e nos seus derivados. A presença desses microrganismos indica a baixa qualidade do leite e insatisfatórias condições sanitárias no processamento (Ravanis e Lewis, 1995). 


2– 0 PROCESSAMENTO TÉRMIC0 E OS MlCRORGANISMOS  

Segundo Patel, Bartlett e Hamid (1983) são encontrados números reduzidos de microrganismos, principalmente psicrotróficos, sobreviventes em leites pasteurizados e esterilizados. Eles afirmam que o leite pasteurizado tem que ser estocado a 7o C por uma semana, antes dos psicrotróficos resistentes ao calor poderem ser detectados (tempo necessário para o reparo das células danificadas). 

A esterilização pelo calor é um processo bem conhecido e amplamente usado. O termo esterilização implica numa destruição absoluta de todos os microrganismos e, desde que esta condição não possa ser atingida em alguns alimentos processados, a expressão "esterilização comercial" tem sido empregada (Brown, 1994). O uso da expressão "leite esterilizado" na indústria láctea não implica que o leite seja necessariamente estéril (Higginbottome Taylor, 1960). Os mesmos autores demonstraram que o leite esterilizado contém de 0 a 5 esporos por 100 ml do produto. A esterilização comercial dos produtos lácteos é um meio de que se dispõe para prolongar a vida útil com ou sem refrigeração. Altas temperaturas são necessárias para destruir os esporos bacterianos, enquanto as células vegetativas são destruídas em temperaturas mais baixas (Schroder e Bland, 1984). Os microrganismos esporogênicos são bactérias que podem contaminar o leite durante a produção na fazenda e sobreviver ao tratamento térmico, durante o processamento (Theilmann, 1995). 

Segundo Mikolajcik e Simon (1978) o leite cru de média qualidade microbiana tratado a 80o C por 12 minutos ainda contém microrganismos viáveis após o tratamento térmico. O autor afirma que certamente esses microrganismos são formadores de esporos e que as estruturas sobreviventes ao tratamento térmico seriam esses esporos. 

Estudos realizados por Meer et al (1993) revelaram que a flora microbiana do leite tratado termicamente e estocado sob refrigeração, consistia de 83% de Bacillus, indicando que os microrganismos mais resistentes são bactérias aeróbias ou facultativas, formadoras de esporos. Os dados confirmam a importância do grupo de microrganismos denominado termodúrico, que não é caracterizado pela temperatura de crescimento, mas sim pela sua resistência térmica, pois são capazes de sobreviverem ao tratamento térmico comumente utilizado na pasteurização do leite, ou seja, 72o C por 15 segundos ou 63o C por 30 minutos. Assim sendo, a grande importância desse grupo pode ser avaliada na conservação de produtos pasteurizados, e ainda mais porque espécies desse grupo tem sido encontradas entre os psicrotróficos. 

Johnston e Bruce (1982) mencionaram que a contagem de esporos em amostras de leite pasteurizado pode ser maior do que em amostras de leite cru. Isto pode ser devido também a contaminação com esporos do equipamento, em virtude das falhas de higienização nas usinas. As bactérias esporogênicas estão presentes usualmente em pequeno número, quando o leite é ordenhado em boas condições sanitárias. Parece não existir correlação entre o número total de bactérias e o de esporos, embora um número elevado de esporos esteja geralmente associado a uma população elevada de bactérias (Phillips e Griffiths, 1986). 

Segundo Martin (1981), um estudo para determinar espécies esporogênicas no leite, em países onde prevalece uma temperatura média alta, demonstrou que as mesmas espécies de microrganismos esporogênicos estão presentes, sendo os mais comuns: B. subtilis, B.licheniformis, e B. cereus. Crielly, Logan e Anderton (1994) citam que a incidência de B. cereus é maior no período de verão, ao passo que B. licheniformis é mais comum no período de inverno. De acordo com Westhoff e Dougherty (1981), B. subtilis tem sido isolado mais frequentemente em leite esterilizado, enquanto que o B. licheniformis é mais frequente no leite cru tratado termicamente (Crielly, Logan e Anderton, 1994). 

Sutherland (1993) demonstrou que B. cereus é a bactéria esporogênica mais importante na alteração do leite pasteurizado, estocado em temperaturas de 6 a 20o C. B. cereus é capaz de crescer na faixa psicrotrófica sendo responsável por doenças do tipo alimentar (Sutherland e Limond, 1993; Granum, 1994). Este bacilo, largamente distribuído na natureza, tem sido isolado de uma grande variedade de alimentos, estando envolvido em surtos de intoxicação alimentar, como agente etiológico de gastroenterites humanas e produtor de toxinas (Larsen e Jorgensen, 1997). 


3– OS MICRORGANISMOS E SEUS PRODUTOS METABÓLICOS EM LEITE 

A flora psicrotrófica do leite é responsável pela produção de enzimas, e os processos de pasteurização do leite eliminam a maioria dos microrganismos inicialmente presentes no leite cru. Existe, porém, a possibilidade de sobrevivência de microrganismos ou de enzimas produzidas por eles no leite pasteurizado. Existe também a possibilidade de uma recontaminação por essas bactérias durante as fases de processamento do leite (Gomes, 1988). 

Griffiths (1990) relata a predominância em leite, de bastonetes Gram negativos, não formadores de esporos e catalase positiva, muitos desses associados com a proteólise e lipólise em leites e derivados. Segundo Schroder e Bland (1984), essas bactérias Gram negativas, responsáveis por grande parte dos defeitos do leite refrigerado são eliminadas na pasteurização. Bactérias do genero Pseudomonas podem ser destruídas pela pasteurização quando presentes em baixos números (10’ UFC/ml), mas podem sobreviver quando acima de 10" UFC/ml. 

As lipases e proteases, mesmo em baixas concentrações, são capazes de degradar gordura e proteína causando, respectivamente, sabor de ranço e sabor amargo no leite e produtos lácteos estocados sob refrigeração (Collins, 1981). 

O efeito da temperatura de crescimento na síntese de proteases e lipases extracelulares por psicrotróficos em leite é dependente da espécie (Griffiths, 1990). Almeida e Furtado Filho (1993) citam um estudo da atividade proteolítica de 154 espécies de microrganismos isolados de leite cru, submetidos a crescimento em leite desnatado e caseína, a 5, 20 e 30o C. Espécies dePseudomonas, Aeromonas e Alcaligenes, todos Gram negativos, mostraram atividade proteolítica a 5o C. 

O ambiente também influencia na produção de proteases; a temperatura ótima de crescimento de Pseudornonas é 20o C em pH neutro, porém a produção de proteases, frequentemente aumenta, com a redução da temperatura. Várias espécies dePseudornonas, quando presentes, no leite cru, em números como 10" UFC/ ml, produzem metaloproteases neutras, extracelulares e termorresistentes, acarretando sérios problemas após o processamento (Fairbairn e Law, 1986). 

Os psicrotróficos, de modo geral, produzem enzimas que não são completamente inativadas pelo processamento UHT. Esse grupo representa menos de 10%da flora inicial do leite cru, porém, como são capazes de crescer rapidamente durante a permanência do leite cru sob refrigeração, passam a constituir o grupo dominante. O genero mais comum, encontrado no leite é o Pseudomonas sp, particularmente Pseudomonas fluorescens. Outros microrganismos psicrotróficos incluem Bacillus, Micrococcus, Acinetobacter eAeromonas. As proteases produzidas pelos psicrotróficos podem, mesmo em baixas concentrações, hidrolisar as proteínas do leite causando sabor amargo e gelificação na armazenagem do leite UHT (Gomes,1996). 

Adams, Barach e Speck (1975) demonstraram que a susceptibilidade do leite UHT a ação de enzimas proteolíticas aumentava com o tempo de estocagem do leite cru. Mottar, citado por Gomes (1996), também verificou a influência dessas enzimas nas modificações do leite UHT armazenado.97% das amostras analisadas continham proteases termorresistentes que não foram completamente inativadas depois do tratamento UHT. A qualidade microbiana do leite cru, mais particularmente, a quantidade de psicrotróficos, determina a natureza e a quantidade dessas enzimas termorresistentes. 

O leite pasteurizado parece ser mais resistente a proteólise do que o leite UHT. O uso de altas temperaturas durante o processamento pode levar a exposição de novos sítios moleculares das proteínas a ação das proteases (McKellar, 1981). 

Os microrganismos psicrotróficos, como Bacillus sp, por produzirem esporos resistentes ao calor, podem causar problemas organolépticos no leite UHT, interferindo em sua qualidade a armazenagem (22o C – 37o C), principalmente pelo desenvolvimento de rancificação, uma vez que produzem também lipases termorresistentes (Adhikari e Singhal, 1992). 

Deve-se considerar a resistência térmica dessas enzimas proteolíticas e lipolíticas. De acordo com Zall e Chan (1981), as bactérias psicrotróficas podem produzir lipases e proteases que não são destruídas pelos métodos convencionais de pasteurização. Adams et al (1975) estudaram a resistência térmica de proteases extracelulares produzidas por Pseudomonas. A destruição de 90% da protease pode ser atingida a 72o C por 4 a 5 horas, tratamento este considerado altamente prejudicial ao leite. Observou também que, Pseudornonas fluorescens produz protease que requer 7 minutos a 120o C para perder 90% da atividade. 

Griffiths, Phillips e Muir (1981), isolando bactérias psicrotróficas de produtos de laticínios, observaram a resistência térmica de suas proteases e lipases ao tratamento de 77o C por 17 segundos e 140o C por 5 segundos. 

A lipólise resulta da ação de lipases (naturais e/ou microbianas), enzimas que tem a propriedade de hidrolisar os triglicerídeos da gordura, liberando os ácidos graxos de cadeia curta (butírico, capróico, caprílico e cáprico), que são os principais responsáveis pelo aparecimento de odores desagradáveis no leite. A lipase natural, presente no leite, é uma enzima termosensível, facilmente destruída pelas temperaturas de pasteurização, não causando danos a matéria graxa de um leite manuseado e processado adequadamente. Entretanto, as lipases microbianas podem causar alterações na gordura do leite após o processamento térmico, uma vez que são resistentes a temperatura de pasteurização e permanecem ativas em temperaturas muito baixas (Gomes, 1988).

Ternstron, Lindberg e Molin (1993) citam que a atividade lipolítica dos microrganismos psicrotróficos é de grande importância em laticínios. Pseudomonas fragi é evidenciada como lipolítica, quando crescem em baixas temperaturas. Os autores destacam ainda as diferentes temperaturas e pH, onde a ação da lipase é considerada ótima e, a especificidade pelos triglicerídeos, que também difere entre as lipases produzidas pelos psicrotróficos. 

Gillis et al (1985) investigaram a presença de enzimas termorresistentes e microrganismos no leite UHT e sua influência nas mudanças sensoriais durante a estocagem com redução da qualidade e por consequência, diminuição da vida útil. A pasteurização do leite cru causa um aumento na atividade proteolítica e uma queda na atividade lipolítica. Cousin (1982) citou a existência de uma fosfolipase, produzida por psicrotróficos, que pode assumir papel importante na deterioração do leite. Seu mecanismo de ação seria sobre a membrana do glóbulo de gordura. Após a degradação dessa membrana, a matéria graxa do leite ficaria susceptível a ação das lipases. 


4– OS PSICOTRÓFICOS E A PRODUÇÃO DE QUEIJO

A qualidade de um produto está diretamente relacionada com a qualidade da matéria-prima empregada na sua elaboração. A microflora inicial influencia grandemente nessa qualidade do leite cru e consequentemente dos produtos com ele fabricados. As técnicas usuais de manuseio de leite cru frequentemente resultam em altas contagens de psicrotróficos antes da fabricação de queijos, que através de suas atividades proteolíticas e lipolíticas produzem substâncias indesejáveis ao produto. 

Cousin (1982) observou um considerável aumento no nitrogênio total em soros de leites inoculados com psicrotróficos. Esses dados sugerem que os psicrotróficos podem ter vários efeitos sobre o rendimento do queijo. O rendimento do queijo ácido feito com leite inoculado com psicrotróficos diminui quando o nível de inoculação desses microrganismos aumenta. A redução do rendimento resulta tanto na degradação de lipídeos como de proteínas. 

As lipases produzidas pelos psicrotróficos são mais importantes no desenvolvimento de defeitos no sabor e aroma em queijos do que as proteases; isto porque as proteases são solúveis em água e são perdidas no soro, enquanto as lipases são adsorvidas pelos glóbulos de gordura, ficando retidas na massa do queijo (Fox, 1989). 

Hicks et al (1982) observaram também um aumento na acidez do leite contaminado por psicrotróficos durante a estocagem, levando a produção de queijos de acidez também elevada, o que também resulta em diminuição do rendimento de queijos. 

Ternstron et al (1993) observaram que o crescimento de Bacillus fermentativos no leite, com concomitante produção de gás, podem representar problemas na produção de queijos. Segundo os autores, a intensa desnitrificação provocada pelos Bacillusdiminui o efeito anti-clostridial do nitrato/nitrito adicionado na fabricação de queijos. 

Considerando-se o importante papel que os microrganismos desempenham com relação a qualidade e conservação do leite e seus derivados, torna-se de grande interesse o conhecimento mais detelhado desses grupos e/ou generos de microrganismos comumente envolvidos de forma benéfica, como aqueles responsáveis por fermentações indispensáveis na fabricação de vários produtos, ou de forma maléfica, causando defeitos e deteriorações das mais diversas.




Autor: Ivana da Silveira – Eliana Pinheiro de Carvalho – Damáris Teixeira

Referências bibliográficas: 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 

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