Opções de produtos para

desinfestação de frutas

cítricas no pós-colheita

RENAR JOÃO BENDER

HORTICULTURA – AGRONOMIA - UFRGS

Sumário:✓ Qualidade – visual versus qualidade gustativa

✓ Razões para sanitizar

✓ Processo de sanitização

✓ Opções de tratamentos pós-colheita:

químicos

alternativos (produtos GRAS)

2

Qualidade interna :

Cultivar Brix acidezratio

(RS)

ratio

(SP)

Piralima 11,2 0,0910,0

Brix

Umbigo10,8

(10,0)0,96 11,2 9,5

Cai/

Pareci

10,2

(9,0)0,78 13,1 8,5

Montenegrina 10,2 0,95 10,8

3

Um bom conteúdo perde muito sem

uma boa embalagem :4

Epiderme de tangerinas – visualização por MEV 5

Folhas de alface inoculadas com Escherichia coli6

Tratamentos sanitizantes ✓A urgência em efetivamente reduzir a carga microbiana

✓Estender a vida de prateleira

✓Disponibilizar tecnologia limpa

✓No entanto, há na literatura resultados contraditórios

derivam…

espécie/cultivar, estádio de maturação, método.

7

Tratamentos sanitizantes ✓ Desinfetar = eliminar ou inativar em material

inanimado

✓ Sanitizar = reduzir a níveis seguros microorganismos

críticos para saúde pública

✓ Esterilizar = eliminar toda forma de vida em um

ambiente

✓ Antissepsia = eliminar ou inativar em organismos

vivos.

8

✓ Eficaz

✓ Manutenção do nível obtido

✓ Ação rápida e estável

✓ Sem efeitos negativos na qualidade

✓ Não tóxico

✓ Baixo custo

✓ Fácil utilização

Características de um bom sanitizante:9

✓ Concentração

✓ pH

✓ Temperatura

✓ Tempo

✓ Presença de Matéria Orgânica

O que pode afetar a qualidade de um

sanitizante?

10

Temperatura & Concentração11

pH e Temperatura12

Um bom sanitizante resolve ? 13

Qual o nível de segurança que queremos

com sanitização ?14

Pode até dar certo,

mas as chances de

resultar em

problemas são

grandes.

✓ Liberadores de Cloro Ativo

✓ Iodo e derivados Iodo – Iodóforos

✓Quaternários de Amônio

✓ Peróxidos – Ácido peracético

✓Ácidos orgânicos

✓ Biguanidas

Sanitizantes aprovados para uso em

vegetais

( RDC 14 / 2007 da Anvisa / MS )

15

✓Ausência de Salmonella sp.

✓ Frutas e olerícolas in natura ou congelados

Coliformes a 45 ºC/g < 2 x 103

Padrões microbiológicos em vegetais

( RDC 12 / 2001 da Anvisa / MS )

Harmonização com o Mercosul

16

Hipoclorito de sódio e

Dicloroisocianurato de sódioLiberadores de cloro ativo

(50 a 200 ppm)

Sanitizantes aprovados para uso em vegetais:

17

Hipoclorito de sódio/cálcio18

Ácido hipocloroso

aprox. 80 vezes

mais efetivo que o

íon hipoclorito

✓ Perda eficácia na presença matéria orgânica

✓ Atividade depende do pH

✓ Redução limitada de 1 - 2 log (10 – 100)

✓ Pode provocar irritações na pele e trato respiratório

✓ Formação de compostos tóxicos:

Cloroaminas, Trihalometanos (EUA: 80 µg/L)

✓ Proibição de uso: Alemanha, Holanda, Suíça, Bélgica.

Hipoclorito de sódio: 19

Dicloroisocianurato de sódio:

✓ Composto clorado orgânico

✓ Pó ou comprimido efervescente

✓ Não é afetado pela matéria orgânica

✓ Menor formação de THM

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Dicloroisocianurato de sódio:

✓ Liberação mais lenta de HOCl

estabilidade

✓ Tem ação contra P. expansum com

concentração entre 50-200 ppm/1 min

✓ isocianuratos tem mais átomos de Cloro

tricloro – 90% de Cl

dicloro – 63% de Cl

hipoclorito – 11 a 13% de Cl

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Quaternários de amônio:

✓ Há referências na literatura de resistência de

algumas sp. de bactérias (Aeromonas, Vibrio e

Escherichia – cloreto de benzalcônio)

✓ Tempos de exposição < 2 minutos

✓ Concentração < 1%

- 3% por 15 min controlou Monilinia

✓Ação contra bactérias e fungos filamentosos

✓ Moderadamente irritante para a pele (solução 5%

em ativo) e extremamente irritante para os olhos

(solução 5% em ativo).

✓ Poluente ambiental

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Peróxidos:

Ácido Peracético (H2O2 + Ácido acético)Grande poder oxidante – atuam em membranas celulares

Vantagens Desvantagens

Aprovados pelo FDA Eficácia reduzida em vegetais

Eficácia não depende de MOpH ótimo = 7,0 e Temperatura = 25 ºC

H2O2 tem melhor ação > 50 ºC

Não produzem derivados tóxicos Baixa estabilidade (estocagem)

Efetivos contra biofilmesIrritante de pele e mucosas (cuidados no

manuseio)

Misturas podem ser efetivas contra fungosNão utilizar em cobre, zinco, alumínio e

borrachas

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Ácidos orgânicos

(acético, málico, cítrico, lático, tartárico e

propiônico):

Ação de redução do pH celular e efeitos na

permeabilidade e transporte através de membranas.

✓ Fácil manuseio

✓ Sem toxicidade - são GRAS

✓ Baixa eficácia antimicrobiana (depende do organismo)

✓ Alterações sensoriais

✓ Maior tempo de contato (> 5 minutos)

24

Biguanidas

(cloridrato de polihexametileno):

✓ boa ação sobre bactérias

✓ inodoro e incolor

✓ concentrações de < 1%

✓ tempo de exposição > 10 minutos

✓ eficiência melhor em temperaturas elevadas

(> 45 ºC)

25

Iodóforos:

✓ Com pH < 4 tem bom efeito sanitizante

maior liberação de I2

✓ Formulação com ácido fosfórico (pH 2,0)

✓ Não utilizar em temperaturas > 40 ºC

✓ Mais estáveis em presença de M.O.

✓ Menos corrosivos e mais estáveis que o Cl

✓Aplicação na forma de...

nebulização

imersão

circulação

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Dióxido de cloro:

✓ Não forma THM’s e compostos halogenados

( portaria 2914/2001 do MS limita a presença

em 0,1 mg/L e 0,08 mg/L em água potável )

✓ Faixa de pH mais ampla: 4,0 -10,0

✓Atua contra biofilmes

✓ Estabilidade maior ( # de cloro estabilizado )

✓ Efetivo contra bactérias e fungos com tempo de

exposição menor

✓Aprovação FDA para uso na lavagem de frutas

27

Dióxido de cloro :28

Ocorrência de

fusariose em

melões Orange

tratados com 1%

de dióxido de cloro

a 10 °C por até 28

dias.

✓ Uso do sanitizante inadequado

O microrganismo que se quer destruir

✓ Enxague e presença de detergente

✓ A dureza da água

✓ Mistura de produtos

✓ Forma de armazenagem.

Fatores que podem afetar a eficiência

dos sanitizantes:

29

Ozônio / geração:30

Representação esquemática geração de O3 por processo corona

Ozônio (O3) :

No Brasil, a partir de 1983, a ozonização foi considerada

alternativa aos tratamentos de pré-cloração e pré-

aeração no tratamento de águas superficiais

Alto potencial de oxidação ( 2,07 mV contra F2 = 3,06 mV

e Cl = 1,36 mV )

Detectável em baixas concentrações (0,01 a 0,05 mg/L)

31

Ozônio (O3) : Descoberto em 1839 (p/ Schönbein, com estudos da

decomposição eletrolítica da água)

Em 1866, reconhecido com desinfetante de água

Em 1875, construção, na Alemanha do primeiro gerador

de O3

Em 1889, foram iniciados estudos na Sorbonne sobre

ação germicida do O3 por Marius P. Otto

Em 1982, o FDA concede o selo GRAS para o O3 .

32

Vantagens do O3: Tempo de contato menor (mais rápido que o Cl na

inativação de bactérias) e atinge um espectro mais

amplo de organismos

Não produz subprodutos nocivos

Decompõe-se em oxigênio

Meia-vida em água a 20 ºC: 20 minutos.

33

Tratamentos pós-colheita

com O3: O3 em solução (água ozonizada) ou na forma de gás

Há indicações de maior perda de massa fresca

danos à cutícula

Exposição contínua (0.1 - 0.3 μL/L) em armazenagem

reduz concentrações (oxidação) de etileno

Em geral, O3 não causa perdas qualitativas...

34

Ozônio / riscos :✓Exposições a 50 ppm, por 60 minutos, podem ser fatais

✓ Sensibilidade variável e condição de saúde

✓Exposição aguda

secura das mucosas (nariz e garganta)

dor de cabeça e irritação dos olhos

náuseas e vômitos e dificuldade respiratória

✓Exposição crônica - edema pulmonar

✓Limite de Tolerância (EUA) = 0,1 ppm por menos de 8 horas

(comparar com LT de CO = 39 ppm).

35

Termoterapia:

✓Uma tecnologia com mais de 100 anos de uso.

✓Tem largo espectro de controle:

bactérias, fungos e vírus

✓Calor pode ser fornecido água, ar ou vapor úmido.

✓Micro-ondas e radio frequência

✓Tratamento de plantas inteiras ou partes de

plantas.

36

Termoterapia:✓Tratamentos de calor têm sido aplicados para…

desinfestação de insetos

controle de patógenos

modular resposta à estresses (por explo: danos de frio)

manutenção da qualidade pós-colheita:

- reduzir perda de firmeza.

✓Combinação de tempo de exposição e temperatura de

tratamento.

37

Fonte: PBT, 21,

129-145, 2000.

38

Termoterapia:✓Primeiros trabalhos c/ tratamentos de imersão:

< 20 minutos c/ água entre 47 °C a 52 °C (cv. Fuji);

- 52 °C e tempo > 10 min: perdas qualidade visual

- em °C de tratamento da acidez titulável.

✓`Fuji´ inoculada c/ B. dothidea – 1, 2 e 3 min de imersão

em 47 °C a 52 °C. Armazenagem em AC por 5 meses:-

- Severidade da doença p/ tratamentos de calor

- Novamente perdas em acidez.

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Termoterapia / conclusões:✓Evidente resposta de cultivares no metabolismo de PAL,

POD e PPO em Gala e Red Fuji (Shao et al., 2010).

✓Tempos prolongados de tratamento de calor (38 °C - 95%

UR) retardam desenvolvimento da cor em tomates

(Polenta et al., 2006).

✓Linhas de defesa ao ataque patógenos incluem...

metabólitos constitutivos e induzidos (stress abiótico)

c/ 96 horas a 36 °C teores de 6,7-dimetoxicoumarina

em várias sp. de citros (Ben-Yehoshua et al., 1992).

40

Tratamentos físicos –

arraste de ceras:

41

Tratamentos físicos/hot water brush

system:42

E. Fallik et al., 1999. A unique rapid hot water

treatment to improve storage quality of sweet pepper.

PBT, v. v. 15, p. 25 – 32.

43

Radiação UV / ação:44

A radiação estabelece um grau de excitação de elétrons causando ligações covalentes em

bases adjacentes formando um dímero que pode bloquear a replicação do DNA.

UV em pós-colheita:✓Efeitos de tratamentos de UV-C

- incidência de podridões- atraso na maturação- ampliação da vida de prateleira- indução de resistência...

expressão de genes de resistênciasíntese de compostos de ação antifúngica

- resveratrol em uvas (Freitas, 2015).

✓A dose depende da espécie/cultivar- doses muito elevadas podem causar danos.

45

Água eletrolisada

✓ Sem impacto ambiental

✓ Sem formação THM

✓ Segurança Processo

✓ Baixo custo

✓ Sem efeitos cor, textura

✓ Uso aprovado no Japão,

Espanha, Inglaterra,

EUA

✓ Instabilidade solução

✓ Formação gás cloro

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Principais agentes sanitizantes para a

limpeza de utensílios e instalações

Sanitizante mg.kg-1 pH Tempo °C Bactérias Vírus Fungos

Amônia

quaternária> 300 9,5 - 10,5 10 – 15 ambiente *** * ***

Cloro

inorgânico100 – 400 6,0 – 8,0 10 – 15 < 40 *** * *

Iodóforo 25 -100 4,0 – 5,0 10 – 15 < 40 *** * **

Ácido

peracético75 – 1.000 < 8,0 10 - 15 8 - 30 *** *** ***

Peróxido de

H2

3.000 –

60.0002,0 – 6,0 5 - 20 > 40 *** ** **

47

Obrigado !

rjbe@ufrgs.br

48

Ozônio / mecanismos... Cont.

✓ Destruição da membrana plasmática e paredes celulares;

✓ Diferenças entre organismos devido à

estruturas/composições distintas;

✓ Microorganismos apresentam sensibilidades distintas ao O3 ;

✓ Sensibilidade ...

Bactérias > leveduras > fungos

Bactérias gram negativas > bactérias gram positivas

Esporos mais resistentes que tecido vegetativo.

Mecanismos de ação do O3:Primeiro alvo do O 3 ...

oxidação de ácidos graxos polinsaturados , glicolipideos e

glicoproteinas altera permeabilidade lise

celular

Também…

oxidação de grupos SH e aminoácidos em peptídeos de cadeia

mais curta colapso do metabolismo celular e

alteração das bases púricas e pirimídicas de ácidos nucleicos (em

vírus destrói o RNA) .

Micro-ondas :

Micro-ondas: mais aplicações no controle de pragas em

grãos armazenados.

Alguns resultados:

- 17.5 kW por 50´´ ou 10kW por 95´´ controlaram podridão

em pêssegos e nectarinas (Sisquella et al., 2013);

- H. Zhang et al. (2004) indicam que 2 min (0,45 kW –

2450MHz) controlaram Rhizopus stolonifer (inoculado)

em pêssegos;

- Karabulut & Baikal (2002) concluíram que pêssegos tratados

c/ 0.4 kW por 2 min e armazenados por 45 dias a 0 °C não

apresentaram danos visuais e perdas de qualidade gustativa.

Micro-ondas e radio frequência:

Aquecimento dielétrico.

Energias eletromagnéticas com frequências de RF e de

micro-ondas variam de 13 a 2.450 MHz.

Uso com sucesso na indústria de processamento.

Vantagem de não haver resíduos no produto tratado.

Impacto mínimo no ambiente.

Tratamentos quarentenários.