Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos

Brevibacterium linens na maturação de queijos

SEROPÉDICA

2010.

Trabalho apresentado à professora Dra. Rosa H. Luchese como requisito parcial da disciplina de Seminário do PPGCTA-UFRRJ.

Felipe Machado Trombete

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 03

2 REVISÃO DE LITERATURA 03

2.1Tecnologia de Produção de Queijo 03

2.2 Processo de Maturação de Queijos 05

2.3 Brevibacterium linens na maturação de queijos 08

2.3.1 Estudo de caso envolvendo B.linens na maturação de queijos 10

2.4 Emprego de B.linens com outras finalidades 11

3 CONCLUSÃO 13

4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 14

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1. INTRODUÇÃO

Desde que a humanidade aprendeu a fazer queijo, ele se tornou um dos

alimentos mais apreciados e consumidos.

Acredita-se que a fabricação de queijos tenha iniciado junto com a criação

ovelhas pelos Sumérios a 1200 anos a.C., sendo então produzido o primeiro queijo,

elaborado simplesmente com leite e suco de limão, não apresentando um sabor tão

agradável, sendo elaborado apenas com a intenção de prolongar a vida útil do leite.

O queijo só se tornaria realmente gostoso muito tempo depois, nos últimos

séculos antes de Cristo, quando os Romanos descobriram a coagulação enzimática do

leite e também aperfeiçoaram o processo de maturação.

No Brasil, apesar de existissem vacas desde os primórdios da civilização, a

produção de queijos iniciou-se apenas no século 19 com o Queijo Serro, receita trazida

pelos Portugueses, onde algumas fazendas adaptaram para um processo mais simples, o

Queijo Minas.

Ainda do final do século 19, o biólogo Louis Pasteur constatou que a

fermentação do queijo não era simplesmente uma reação química, causada pela mistura

do leite com o coalho. Na verdade, ela era causada por 7 tipos de bactéria, que

consumiam o leite e excretavam vários tipos de substância.

A partir de tal conhecimento, foi possível isolar, estudar e selecionar tais

microrganismos, a fabricação do queijo se torna uma ciência.

Dentre os diversos microrganismos responsáveis pelo processo de maturação dos

mais variados queijos, o objetivo deste trabalho foi realizar uma revisão bibliográfica

sobre a atuação do Brevibacterium linens na maturação de queijos.

2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Tecnologia de Produção de Queijo

No Brasil o consumo anual de queijos é de 2,3 Kg per capita. Este valor vem

crescendo, mas ainda é pequeno quando comparado ao da Argentina ou de países

europeus. O estado de Minas Gerais é o maior produtor brasileiro de queijos, com cerca

de 200 t/ano, e responde pela metade do consumo nacional. A maior parte dessa

produção é feita em pequenas e médias queijarias.

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O queijo é um concentrado lácteo constituído de proteínas, lipídios, carboidratos,

sais minerais, cálcio, fósforo e vitaminas, entre elas A e B. É um dos alimentos mais

nutritivos que se conhece: um queijo com 48% de gordura contém cerca de 23-25% de

proteína o que significa que, em termos de valor protéico, 210 g desse produto

eqüivalem a 300 g de carne. Os minerais participam do processo de coagulação do leite,

influenciando a textura do queijo.

A classificação dos queijos baseia-se em características decorrentes do tipo de

leite utilizado, do tipo de coagulação, da consistência da pasta, do teor de gordura, do

tipo de casca, do tempo de cura, etc.

Segundo o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), queijo

é “o produto fresco ou maturado que se obtém por separação parcial do soro do leite ou

leite reconstituído (integral, parcial ou totalmente desnatado) ou de soros lácteos,

coagulados pela ação física do coalho, enzimas específicas de bactérias específicas, de

ácidos orgânicos, isolados ou combinados, todos de qualidade apta para uso alimentar,

com ou sem agregação de substâncias alimentícias e/ou especiarias e/ou condimentos,

aditivos especificamente indicados, substâncias aromatizantes e matérias corantes.”

A tecnologia de fabricação compreende as seguintes etapas básicas:

� Coagulação do leite: pode ser feita diretamente pela flora microbiana do leite, ou

pela adição de cultivo bacteriano apropriado (coalho ou fermento). Após um

período de tempo, o leite fermentado transforma-se na coalhada;

� Corte da coalhada, para liberação do lactosoro;

� A massa obtida é colocada em formas e prensada, ou não, dependendo do

queijo;

� O queijo é salgado e, em seguida, embalado.

No caso de queijos que necessitam de maturação, esta pode ser feita antes ou

após a embalagem; em alguns casos, o queijo é deixado maturar por um certo período

depois do qual é embalado e levado para completar a maturação.

O leite destinado ao fabrico de queijos deve ser de boa qualidade e, tanto quanto

possível, livre de contaminação bacteriana ou por agentes químicos como antibióticos,

herbicidas, pesticidas, etc.

Com relação a cor dos queijos, está intimamente ligada à gordura do leite e, por

isso mesmo, é sujeita a variações sazonais que são corrigidas pela adição de corantes.

No caso de queijos azuis, ou seja, aqueles com mofos esverdeados, é comum adicionar-

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se clorofila à massa para que esta adquira uma coloração pálida, contrastante com a do

mofo. Queijos amarelos, como o Prato, podem ser corados com urucum.

Durante a transformação do leite em queijo ocorre, paralelamente à oxidação da

lactose, a redução do oxigênio dissolvido. Em conseqüência, o interior dos queijos

torna-se um ambiente essencialmente anaeróbico onde, portanto, só crescem

microorganismos anaeróbicos. Isso significa que microorganismos exclusivamente

aeróbicos como Pseudomonas, Brevibacterium, Bacillus e Micrococcus podem

desenvolver-se na superfície dos queijos, mas não em seu interior.

2.2 Processo de Maturação de Queijos

A maturação do queijo consiste em uma série de processos físicos, bioquímicos

e microbiológicos. Estes processos alteram a composição química dos queijos,

principalmente no que tange a seu conteúdo em açúcares, proteínas e lipídeos. O tempo

de maturação varia para cada tipo e é neste processo que se desenvolvem as

características organolépticas e de textura, características de cada um deles.

A maturação dos queijos é feita, na maioria dos casos, em câmaras com controle

de temperatura e umidade. O tempo varia de acordo com o tipo, podendo ir de poucas

semanas a muitos meses. Tradicionalmente o índice de maturação é medido pela

degradação de caseína, através da avaliação da proporção entre nitrogênio total e

nitrogênio solúvel, assim denominado o nitrogênio oriundo de matéria orgânica. Este

índice deve aumentar com o avanço da maturação.

O principal processo ocorrido na maturação, especialmente dos queijos duros, é

a degradação das proteínas ou proteólise. Esta é efetuada pelos sistemas enzimáticos do

coalho e é fator preponderante para a qualidade do queijo, sobretudo nos aspectos sabor

e consistência. Em queijos cuja massa é cozida em altas temperaturas – por exemplo, o

Gruyère, que é cozido a 52 °C – ou nos de massa escaldada como o Parmesão, a

plasmina é a principal enzima proteolítica.

A Figura 01 ilustra as etapas de degradação da caseína durante a fabricação e

maturação do queijo.

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Figura 01: Etapas de degradação da caseína durante maturação do queijo.

Em queijos semi-duros, como o Tilsit, ocorrem dois processos simultâneos de

maturação: um, o usual, ocorre no interior da massa, onde as ligações peptídicas das

proteínas são quebradas, liberando peptídeos pequenos e aminoácidos; o outro ocorre na

casca onde as proteínas podem ser degradadas até a formação de amônia.

Produtos da degradação de aminoácidos contendo enxofre desempenham papel

particularmente importante. L-metionina, por exemplo, pode ser degradada a S-

metiltioésteres e metanotiol ao qual se atribui o odor característico de queijos como

Gruyère, Comté e outros. Já o sabor amargo que, às vezes, se observa em alguns queijos

é atribuído à liberação excessiva de peptídeos de baixo peso molecular.

O principal açúcar dos queijos é a lactose e sua degradação, conhecida como

fermentação láctica, ocorre também na maturação. Tal degradação é efetuada por

bactérias do próprio leite e deve ser controlada tanto em extensão, quanto na velocidade

com que ocorre.

Em alguns queijos, como por exemplo o Cheddar, é importante que a

fermentação láctica ocorra ainda na fase de formação da coalhada. Em outros, é

necessário controlá-la para que ocorra em maior extensão durante a prensagem e as

primeiras semanas de armazenamento.

O ácido láctico formado na fermentação do leite apresenta-se no queijo,

principalmente sob a forma de lactato. Este sal é o substrato adequado para bactérias

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como Propionibacterium, que constituem boa parte da microbiota de queijos tipo

Emmenthal, Gruyère e similares.

Neles, a degradação da lactose segue a via da fermentação propiônica, levando à

formação de sais dos ácidos propiônico e acético, além de quantidades apreciáveis de

CO2, que é o responsável direto pela formação dos olhos característicos desses queijos.

A concentração de ácido butírico capaz de modificar o sabor do queijo varia de

acordo com o tipo; no Gouda, por exemplo, isso ocorre em concentrações acima de 500

mg kg-1; já no Emmenthal, o sabor é modificado sempre que a proporção entre os

ácidos propiônico e butírico for inferior a 1:2.

Queijos como Emmenthal e Gruyère são particularmente sensíveis à

fermentação butírica. Já no Camembert ela nunca ocorre. Acredita- se que esta diferença

de comportamento se deva a uma conjunção de fatores, entre os quais as diferentes

temperaturas de fabricação desses queijos, os seus teores de sal e umidade, o pH da

massa e até a embalagem utilizada que pode, ou não, facilitar a expulsão dos gases

formados.

A diferença de comportamento entre CO2 e H2 na maturação dos queijos está

diretamente ligada a suas solubilidades em água. O primeiro, bastante solúvel, só

provoca olhaduras na massa quando sua concentração é suficiente para saturar

completamente o meio em que está dissolvido. É por isso que queijos cuja massa é

precocemente submetida a altas temperaturas apresentam maior número de olhaduras, já

que nessas condições a solubilidade do CO2 diminui. Já o hidrogênio, não sendo

hidrossolúvel, forma olhos na massa tão logo se forme.

Durante o processo de maturação ocorre ainda a lipólise das gorduras com

formação de ácidos graxos de baixo peso molecular. Tais reações ocorrem por ação dos

microorganismos presentes e/ou através de enzimas adicionadas especificamente para

esse fim. Os principais ácidos formados são butírico, capróico, caprílico, cáprico e

láurico; sua proporção relativa varia de acordo com o agente lipolítico utilizado o qual,

por sua vez, é escolhido de acordo com o queijo.

Por exemplo, ácido butírico é fundamental para o sabor e aroma do provolone.

Já no roquefort o Penicillium roqueforti produz uma lípase hidrossolúvel que induz a

formação, principalmente, dos ácidos capróico, caprílico e cáprico responsáveis pelo

seu odor e sabor característicos.

Embora a maturação esteja longe de ser um processo completamente entendido,

já se sabe que a glicólise é efetuada integralmente pela microbiota láctica iniciadora,

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enquanto a lipólise e a proteólise requerem a participação também da microbiota

secundária para se completarem.

O processo de maturação é caro pois demanda, em geral, instalações especiais

com temperatura e umidade controladas; além disso, diminui o capital de giro do

produtor por retardar a comercialização do produto. Em alguns casos, pressões

financeiras e comerciais têm levado produtores brasileiros a vender seus queijos antes

do tempo adequado de maturação, acarretando falta de homogeneidade e perda de

qualidade do produto. Este comportamento, certamente, acarretará prejuízos no longo

prazo e, no caso de derivados de leite cru, representa um risco à saúde do consumidor.

A necessidade de diminuir o tempo de maturação dos queijos, sem alterar suas

características nutricionais e organolépticas, é uma questão mundial e desperta interesse

em pesquisadores de diversos

Apesar de bastante estudados, os processos envolvidos na maturação dos queijos

ainda não são integralmente compreendidos; sua aceleração é uma demanda mundial

dos produtores, mas não existe um processo geral capaz de promovê-la em larga escala.

Com relação aos queijos fabricados no Brasil, há necessidade de se conhecer

mais profunda e detalhadamente os constituintes responsáveis pelo seu aroma, textura e

sabor, bem como os processos através dos quais eles se formam. É importante, também,

conhecer em profundidade os fatores responsáveis pelos defeitos observados neles

como, por exemplo, o amargor e o estufamento; esse conhecimento certamente irá

contribuir para a padronização e a melhoria da qualidade, agregando maior valor ao

produto nacional.

2.3 Brevibacterium linens na maturação de queijos

A maturação de queijos inicialmente é realizada por uma cutura primária,

denominada cultura starter, que pode ser definida como um "preparado ou material

contendo grande número de microrganismos (bactérias, leveduras e mofos ou

combinações dos mesmos), os quais pode ser adicionados para acelerar o processo de

fermentação."

A cultura starter também é chamada de fermento, inóculo ou culturas lácticas, e

têm como função: incorporar número significativo de organismos selecionados; conferir

maior uniformidade ao produto final; atuar na fermentação de açúcares, levando a um

decréscimo do pH; ajustar a uma escala de produção; produção de componentes

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voláteis; podem possuir atividades proteolíticas e lipolíticas; produção de outras

substâncias; agentes texturizantes-exopolissacarídios (influenciam na consistência do

produto).

Para a obtenção de um queijo com característica diferenciadas, tais como

coloração, sabor, odor e textura, são utilizados uma outra cultura, denominada cultura

starter secundária, dentre elas bactérias propionicas responsáveis pela formação de

“olhaduras” nos queijos, diversas bactérias responsáveis pelo desenvolvimento do

aroma e sabor característicos, assim como Brevibacterium linens.

O aparecimento de bacterias na superfície de queijos curados, apresentando

consistência pastosa e mole é provavelmente um dos principais fatores que os

consumidores avaliam na compra do produto.

Desta forma a cor dos queijos é um fator que pode conduzir a escolha do

consumidor. Portando a coloração do queijo é um fator determinante na comercialização

do produto.

B. linens produz na superfície do queijo uma coloração variando do amarelo ao

vermelho, devido a síntese de pigmentos carotenóides.

B.linens tem sido isolado de habitats tais como leite, produtos lácteos e

pescados, mas principalmente na superfície de queijos maturados tais como Limburger,

Brik, Camembert, Roqueforti e outros, contribuindo com a maturação na superfície dos

mesmos.

A contribuição deste microrganismo na maturação dos queijos se dá pelas

modificações na coloração superficial, intensa proteólise, sabor e aroma característicos

advindos do processo do metabolismo de aminoácidos do queijo.

B.linens possuem enzimas que degradam os aminoácidos liberados das proteinas

por proteases e peptidases, entre essas enzimas encontram-se as liases e em particular as

demetiolases que degradam aminoácidos sulfurados como a metionina originando

compostos sulfurados voláteis como o metanotiol, responsável pelo gosto, sabor e odor

caracteristico dos queijos maturados com B. linens.

B.linens pode distinguir-se de outras espécies de bactérias empregadas na

maturação de queijos pela produção de colônias que variam entre o amarelo e o laranja.

Este pigmento produzido pelo B.linens pode ser intensificado por uma reação com uma

base ou ácido forte, a produção de pigmentos é dependente de luz.

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Sabe-se que B.linens produzem compostos antimicrobianos que inibem o

desenvolvimento de S.aureus e também de L.monocytogenes, porém não possui

atividade contra gram negativos.

Brevibacterium linens é muito empregado em queijos como o Brie, que possui

uma fina crosta branca extena, formada por mofos e pela presença do B. linens, muito

cremosa e com gosto lembrando o sabor de nozes.

Este microrganismo produz uma fermentação aeróbia na superfície do queijo

resultando em uma proteólise intensa.

A proteólise provocada pelo B.linens contribui para as modificações ocorridas na

textura, por meio da quebra da rede protéica, diminuição da atividade de água, formação

de novas ligações entre a água, grupos carboxilas e aminos liberados, e com o aumento

do pH.

Sua contribuição direta para o sabor ocorre mediante a formação de peptídeos e

aminoácidos livres, assim como a liberação de substratos (aminoácidos) para reações de

transaminação, deaminação, descarboxilação, dessulfação, catabolismo de aminoácidos

aromáticos e reações de aminoácidos com outros compostos.

È sabido que Brevibacterium linens produz amônia, aminas, álcoois, aldeídos e

os ácidos capróico e 3-metilbutírico a partir de aminoácidos; todos esses produtos

influenciam, em maior ou menor grau, o sabor e o aroma dos queijos.

B.linens contribuem significativamente na maturação de queijos azuis, sendo que

estes possuem odor considerado como pungente. O odor é devido aos tipos de bactérias

encorajadas a crescerem no queijo, como pricipalmente Brevibacterium linens.

Devido ao seu sabor e odor fortes, os queijos com presença de B. linens são

quase sempre considerados como gosto adquirido.

2.3.1 Estudo de caso envolvendo B.linens na maturação de queijos

Pulgar, Rueda e Corcuera (2001), com o objetivo de isolar e empregar uma cepa

de Brevibacterium linens na fabricação de queijo, justificaram que a pasteurização do

leite, além de eliminar microrganismos patogênicos, também eliminava a flora

microbiana natural do leite, sendo necessário a inoculação de uma cultura iniciadora da

fermentação para se obter uma qualidade adequada aos produtos. Além da flora

iniciadora, seria necessário a utilização de uma cultura secundária, com a finalidade de

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obter produtos com aparência e características sensoriais diferentes àquelas que se

obtiveram somente com a utilização da cultura starter.

Os autores elaboraram o queijo com uma cepa adquirida comercialmente e outra

por isolamento.

Os queijos elaborados com adição de B.linens logo no início do período de

maturação obtiveram coloração típica. No queijo elaborado com a cepa de origem

comercial, esta adquiriu uma colocação laranja mais intensa do que o queijo obtido com

a cepa isolada, sendo que esta última obteve uma coloração mas amarelada.

Os resultados da análise sensorial, mostraram que os queijos elaborados com

cepas comerciais e isoladas, não apresentaram diferenças significativas, o que significa

que produziram atividade lipolitica, proteollitica e pepsidásica semelhantes, com um

amolecimento da camada externa com textura pastosa, além de apresentarem uma

melhor pontuação em relação a aceitação do que aquele elaborado com cepa comercial.

Os autores concluem no trabalho que é interessante o desenvolvimento de novos

queijos que possuam uma relação com o habitat natural, dando como resultado final um

queijo com características próprias e com melhor aceitação do que aqueles produzidos

com cultivos comerciais de microrganismos.

2.4 Emprego de B.linens com outras finalidades

Investigadores da Universidade de Aveiro estão a estudar bactérias úteis à

conservação de alimentos, e dentre elas, estão as que produzem compostos, com

capacidade para inibir o crescimento de micro-organismos em alimentos, evitando a sua

degradação.

A principal bactéria com essa característica é a Brevibacterium linens, presente

em produtos naturais, como o queijo, não sendo tóxicas nem provocando patologias nos

seres humanos.

Normalmente associadas à flora do queijo, uma das suas características são a cor

alaranjada, como a que apresenta o queijo "Cheddar".

Uma das aplicações possíveis destas bactérias é a sua utilização "em produtos

que tenham que estar embalados algum tempo e que possam estar sujeitos a degradação

exterior".

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A carne congelada e o peixe fumado são alimentos onde estas bactérias podiam

ser usadas, para inibir a ação de micro-organismos que provocam a sua degradação, sem

efeitos nocivos para os consumidores.

Os compostos produzidos pelas "Brevibacterium linens", e que inibem o

crescimento de outras bactérias, denominam-se bacteriocinas. Produzem também um

composto chamado metanotiol, que contribui para o sabor e aroma dos queijos.

Os cientistas estão caracterizando as várias estirpes destas bactérias, tendo

detectado várias estirpes no queijo da serra. Outro dos aspectos em estudo é a

quantidade de bacteriocina e metanotiol produzida por uma determinada estirpe.

Está sendo realizado também a caracterização genética do processo de produção

do metanotiol, um composto que não é sintetizado pelos seres humanos. Este composto

tem uma ação inibidora sobre a atividade de outros organismos e é produzido por

parasitas que atacam o ser humano.

Ao procurar perceber o mecanismo de produção, os investigadores pretendem

saber como podem interferir, para inibirem a atividade de parasitas para os quais o

metanotiol é essencial. Como este composto não é sintetizado pelos seres humanos,

pode ser atacada a sua produção, afetando apenas os parasitas.

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3 CONCLUSÃO

Para se obter um queijo de características próprias é necessário a adição de uma

cultura secundária, que têm como função a degradação principalmente de proteínas e

lipídeos, com produção de metabolitos específicos responsáveis pelo sabor, aroma e

texturas especiais do queijo, constituindo assim um produto com características

desejadas pelo consumidor.

Os microrganismos como B.linens, por ser aeróbio, somente se desenvolve na

superfície do queijo, já que durante a transformação do leite em queijo, ocorre também a

oxidação da lactose e redução do oxigênio dissolvido, tornando o interior dos queijos

um ambiente essencialmente anaeróbico.

Seu desenvolvimento na maturação é expressivo pela intensa proteólise que

causa, e também devido a coloração vermelho-amarelada bem característica.

A maturação de queijos com B.linens é desejada na produção de queijos como o

limburger, Münster, brik, camembert, roqueforti, cheddar, Münster, Port-Salut e

Taleggio; que possuem sabores particulares, e seu consumo é considerado como

requintado e de gosto adquirido devido ao sabor e odor muito forte.

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4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Resolução nº 5, de 13

de novembro de 2000 (D.O.U. 02/01/01). Aprova os Padrões de Identidade e Qualidade

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DO CARMO, L. S.; Tese de Doutorado, FUNED – MG, Brasil, 2001 apudMinas Faz

Ciências (Fapemig) 2002.

FERREIRA, C. L. L. F. Produtos lácteos fermentados - aspectos bioquímicos e

tecnológicos. Viçosa (MG): Editora UFV, 2001.

PERRY, K.S.P. Queijos: Aspectos químicos, bioquímicos e microbiológicos.Química

Nova. v.27, n. 2, p.293-300. 2004.

PULGAR, RUEDA E CORCUERA.Isolamento, identificação e emprego de uma cepa

de Brevibacterium linens na fabricação de queijo. Revista Científica, FCV - LUZ. v. 11,

n. 3. 2001.

QUEIJOS. Tecnologia de fabricação. Disponível em:

<http://www.infoleche.com/DERIVADO/quesos/quesosmanual.html>,Acesso em: 32

07. 2010.