UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

60
UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO BIOTECNOLÓGICO MESTRADO ACADÊMICO EM CIÊNCIA E BIOTECNOLOGIA HUDSON COUTO DO AMPARO PATULINA COMO PONTO CRÍTICO DE CONTROLE NA QUALIDADE DE SUCO DE MAÇÃS COLETADAS DO SOLO EM POMARES DE SANTA CATARINA E DO RIO GRANDE DO SUL Videira/SC 2016

Transcript of UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

Page 1: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA

NÚCLEO BIOTECNOLÓGICO MESTRADO ACADÊMICO EM CIÊNCIA E BIOTECNOLOGIA

HUDSON COUTO DO AMPARO

PATULINA COMO PONTO CRÍTICO DE CONTROLE NA QUALIDADE DE SUCO DE MAÇÃS COLETADAS DO SOLO EM POMARES DE SANTA CATARINA E DO

RIO GRANDE DO SUL

Videira/SC

2016

Page 2: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA

NÚCLEO BIOTECNOLÓGICO

MESTRADO ACADÊMICO EM CIÊNCIA E BIOTECNOLOGIA

PATULINA COMO PONTO CRÍTICO DE CONTROLE NA QUALIDADE DE SUCO DE MAÇÃS COLETADAS DO SOLO EM POMARES DE SANTA CATARINA E DO

RIO GRANDE DO SUL

Mestrando: Hudson Couto do Amparo

Orientador: Profa. Dra. Jane Mary Lafayette Neves Gelinski

Co-orientador: Prof. Dr. César Milton Baratto

Área: Biotecnologia Aplicada À Agroindústria E Saúde Linha de Pesquisa: Bioprospecção, Produção e Processamento de Matéria-Prima e Bioproduto

Videira/SC

2016

Page 3: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

Ficha Catalográfica

Vanessa Pereira – CRB 14/1446

Vanessa Pereira – CRB 14/1446

A526p Amparo, Hudson Couto do

Patulina como ponto crítico de controle na qualidade de suco de maças coletadas do solo em pomares de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul / Hudson Couto do Amparo – 2016. 59 f. : ils. ; figs. ; tabs. Orientadora: Profª. Drª. Jane Mary Lafayette Neves Gelinski. Dissertação (Mestrado em Ciência e Biotecnologia) – Programa de Pós-Graduação Mestrado Acadêmico em Ciência e Biotecnologia, Universidade do Oeste de Santa Catarina, Campus Videira – UNOESC, 2016.

1. Micotoxina. 2. Patulina. 3. Maça. 4. Suco concentrado. I.

Título. II. Autor. III Orientador.

CDD: 664.117

Page 4: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

HUDSON COUTO DO AMPARO

PATULINA COMO PONTO CRÍTICO DE CONTROLE NA QUALIDADE DE SUCO DE MAÇÃS COLETADAS DO SOLO EM POMARES DE SANTA CATARINA E DO

RIO GRANDE DO SUL

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Mestrado Acadêmico em Ciência e Biotecnologia da Universidade do Oeste de Santa Catarina como requisito para obtenção do grau de Mestre.

APROVADO EM____/____/____

BANCA EXAMINADORA

Profª. Drª Jane Mary Lafayette Neves Gelinski Universidade do Oeste de Santa Catarina - UNOESC

Prof. Dr. César Milton Baratto Universidade do Oeste de Santa Catarina - UNOESC

Prof. Dr. Edson Luiz de Souza Universidade do Oeste de Santa Catarina – UNOESC __________________________________________ Prof. Dr. Endler Marcel Borges de Souza Universidade do Oeste de Santa Catarina – UNOESC/FURB

Dr. André Luiz Kulkamp de Souza Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de SC - EPAGRI

Page 5: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

Dedicado à minha esposa e a minha filha pelo apoio e pela compreensão nos momentos de ausência mesmo quando estava próximo.

Page 6: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

AGRADECIMENTOS

A Deus, pela sua grandeza, por ter permitido realizar mais esta etapa em minha

vida;

À Tatiana, minha esposa e minha filha Manuela, pelo apoio e compreensão nos

momentos de ausência;

À incansável, Profª. Drª. Jane Mary Lafayette Neves Gelinski pelas orientações,

ensinamentos e contribuições no projeto.

À empresa Fischer que ajudou na execução do projeto;

À UNOESC pela bolsa para realização do mestrado;

Aos professores do mestrado que colaboraram para meu desenvolvimento

acadêmico e profissional;

Aos colegas Alini Zarpelon Bernardi, Flávia Frozza Picinin e Elissa Cavichon que

ajudaram na execução do trabalho.

Page 7: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

“Entrega o teu caminho ao Senhor; confia nele, e ele tudo fará” Salmos 37:5

Page 8: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

PATULINA COMO PONTO CRÍTICO DE CONTROLE NA QUALIDADE DE SUCO DE MAÇÃS COLETADAS DO SOLO EM POMARES DE SANTA CATARINA E DO

RIO GRANDE DO SUL

RESUMO

O Brasil tem cenário recente no mercado mundial de suco concentrado de maçã,

formando um importante bloco com o Chile e a Argentina, tradicionais produtores

desse tipo de suco. A América do Norte (EUA) é o principal destino do produto

brasileiro, o qual está sujeito aos regulamentos estabelecidos pelo Food and Drug

Adminstration. Este, considera a patulina como um perigo químico em suco de maçã

e estabeleceu um PCC (Ponto Crítico de Controle): cargas de maçãs para

processamento do suco deve vir com declaração de que as frutas foram colhidas na

árvore. O objetivo foi avaliar a qualidade de maçãs quanto à presença de patulina a

partir de pomares dos Estados de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul. Três

condições de estudo foram definidas para obtenção das amostras da fruta (maçã):

(A) exploratório, com amostras colhidas no solo e na árvore em 4 diferentes

fazendas (n=12); (B) pomar selecionado para coletas de amostras (n=12) semanais

de frutas do solo e da árvore por um período de 30 dias; e (C) com amostras (n=15)

diretamente do solo em fazendas do estado de SC e RS. Todas as amostras foram

processadas para suco e determinação de patulina por cromatografia liquida de alto

desempenho (limite min. 10 ppb) em laboratório certificado ISO 17025, assim como

realizadas as análises de SST e pH. Dados climatológicos também foram

considerados durante período de colheita. O plano amostral foi definido a partir de:

área total plantada em SC e RS: 35.000 ha; quantidade média de árvores (pomar

não adensados) por hectare: 2.500 árvores, média de fruta por árvore: 250 frutas;

quantidade estimada de fruta caída no solo: 20 frutas por árvore; quantidade de

estimada de grandes produtores (>85% produção SC/RS: 40 produtores). No estudo

(A) as temperaturas, pH, e a variedade de fruta, foram favoráveis ao

desenvolvimento do fungo Penicillium expansum e produção de patulina. A

pluviosidade do local permitiu condição de umidade e atividade de água adequados.

No estudo (B) com amostras de área isolada também deveria confirmar a

expectativa de ausência do contaminante. Na última coleta desse grupo houve

redução do SST e pH. O estudo (C) partiu diretamente para frutas caídas no solo em

Page 9: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

várias regiões de SC e RS. Face aos parâmetros avaliados, principalmente,

temperatura e umidade, bem como de processamento das amostras, pode-se inferir

que apesar dessas condições favoráveis ao desenvolvimento do fungo, em nenhum

dos 3 estudos houve indícios de presença de patulina. Para o Brasil, o não uso das

frutas caídas no solo para processamento do suco e exportação, ainda é a regra.

Mas, se a patulina for um PCC, a ser atendido também para a maçã não industrial,

então mudanças nas regulamentações podem ocorrer. Assim, em face da

necessidade de minimização de desperdício de alimentos, frutas caídas no solo

deveriam ser utilizadas pela indústria na fabricação de suco concentrado. Em

relação à presença de patulina, a qualidade de maçãs caídas no solo, avaliadas no

presente estudo é adequada para a produção de suco concentrado de maçã.

Palavras Chaves: Risco. Micotoxina. Legislação. Suco concentrado. Pomar.

Page 10: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

PATULIN AS CRITICAL CONTROL POINT IN APPLE JUICE QUALITY WITH SOIL APPLES PICKED FROM ORCHARDS OF SANTA CATARINA AND RIO GRANDE

DO SUL – BRAZIL

ABSTRACT

The global scenario shows Brazil as an important block at the market of concentrated

apple juice. This include Chile and Argentina, traditional producers of apple juice. For

the juice market is the America (USA) the main destination of the Brazilian product

which is subject to regulations set by the Food and Drug Administration. This

considers patulin as a chemical hazard in apple juice and established a CCP (Critical

Control Point): loads juice processing for apples should come with statement that the

fruits were harvested in the tree. In this research the quality of apples was evaluated

for the presence of patulin from orchards of Santa Catarina, SC and Rio Grande do

Sul, Brazil. Three study conditions were set to obtain samples of fruit (apple): (A)

exploratory with samples in soil and tree 4 different farms (n = 12); (B) a specific

orchard for sampling weekly ground and tree fruits (n = 12) for a period of 30 days;

and (C) with samples (n = 15) from the ground in state farms of SC and RS. All

samples were processed for determination of patulin juice and by high performance

liquid chromatography (min 10 ppb) in laboratory ISO 17025 certificate, and analyzes

performed toSST and pH. Climatological data were also analyzed during the harvest

period. The sampling plan was set from: the total area planted in SC and RS: 35,000

ha; average number of trees (orchard not dense) per hectare: 2,500 trees, fruit

average per tree: 250 fruit; estimated amount of fallen fruit on the ground: 20 fruits

per tree; estimated amount of large producers (> 85% production SC / RS: 40

producers in the study (A) temperatures, pH, and the variety of fruit, besides moisture

condition and adequate water activity that were favorable to the development of the

fungus Penicillium expansum and patulin; study (B) with isolated area samples it was

expected to confirm absence of the contaminant. There was decreased of brix and

pH at the last sampling of this group due to deterioration and accumulated rainfall in

the period. The study (C) was conducted with samples on the soil of various regions

of SC and RS. In view of the evaluated parameters, mainly temperature and

humidity, well as sample processing, it can be inferred that despite these favorable

conditions the development of the fungus, there was no patulin evidence. For Brazil,

the non-use of fallen fruit (soil) for processing and juice export is still the rule. But if

Page 11: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

patulin is a PCC, to be attended also for non-industrial apple, then changes in

regulations may occur. Thus, given the need for waste minimization, fallen apple

should be used by industry in the manufacture of concentrated juice. In relation to

patulin, the quality of apples fallen in the ground evaluated in this study is proper for

the production of apple juice concentrate.

Keywords: Risk. Mycotoxin. Legislation. Concentrated juice. Orchard.

Page 12: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

MGEX Minneapolis Grain Exchange FDA Food and Drug Administration APPCC Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle PCC Ponto Crítico de Controle SST Sólidos solúveis totais AJC Apple Juice Concentrate / Suco Concentrado de Maça DNA Deoxyribonucleic acid / Ácido desoxirribonucleico LD Letal Dose ou Dose Letal JECFA Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives ou Comitê conjunto

de especialistas da FAO e WHO em aditivos alimentares PTWI Dose máxima tolerável semanal PTDI Dose máxima tolerável diária RDC Resolução da Diretoria Colegiada ISO International Organization for Standardization / Organização

Internacional de Padronização NBR Norma Brasileira de Referência ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas NQA Nível de Qualidade Aceitável Na2CO3 Carbonato de sódio Na2SO4 Sulfato de sódio HPLC High Performance Liquid Chromatography / Cromatografia Líquida de Alto Desempenho AOAC Associaton of Analytical Communities INMET Instituto Nacional de Meteorologia UV Radiação ultravioleta USA United States of America

Page 13: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

LISTA DE SÍMBOLOS

° graus ppb parte por bilhão µg micrograma kg quilograma L litro nm nanômetro US$ dólar americano mm milímetro RS Rio Grande do Sul SC Santa Catarina ND não detectado pH potencial de hidrogênio v/v volume por volume UV Ultra-violeta

Page 14: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Produção Mundial de Suco Concentrado de Maça (ton.) ............ .........................22

Figura 2 - Consumo Mundial Suco Concentrado de Maça (ton.) .................... ......................23

Figura 3 - Estrutura Química de Patulina ........................................................ .....................27

Figura 4 - Biosíntese de Patulina ................................................................... ......................29

Figura 5 - Mapa Político do Brasil, Estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul........... 42

Figura 6 - Municípios de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul onde estão localizadas

as fazendas produtoras de pomares .............................................................. .......................42

Figura 7 - Maças da Condição Experimental A – fruta caída no chão, ruim (com lesão)

e fruta boa (sem lesão) de fazenda em Fraiburgo, SC – Brasil ....................... ......................44

Figura 8 – Maças da Condição Experimental B – fruta no solo e fruta na árvore ... ........... 45

Figura 9 - Maças Variedades Gala e Pink Lady – condição experimental C .. .......................47

Figura 10 - Condição Experimental C – fruta (maça) caída no solo ............... .......................48

Page 15: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

LISTA DE TABELAS E QUADROS

Tabela 1 - Mercado Global: Principais países importadores e exportadores (código HS

200979 suco de maçã) ................................................................................... ......................21

Tabela 2 - Codificação de amostragem e níveis gerais de inspeção para coleta de

amostras.................................................................................................................................36

Quadro 1 - Plano de Amostragem simples – normal para definição do delineamento

experimental ................................................................................................... ......................36

Tabela 3 - Estudo experimental A abrangendo duas fazendas dos estados de Santa

Catarina e Rio Grande do Sul – Condições climáticas e análises das amostras de suco

paraSST, pH e de detecção de patulina (HPLC) ............................................. ......................43

Tabela 4 - Estudo experimental B com amostras obtidas de fazenda em Fraiburgo, SC -

Brasil – condições climáticas e análises das amostras de suco paraSST, pH e de detecção

de patulina (HPLC) ......................................................................................... ......................45

Tabela 5 - Estudo experimental C com amostras obtidas de fazendas de 15 municípios dos

estados de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul-Brasil – condições climáticas e análises

das amostras de suco para SST, pH e de detecção de patulina

(HPLC).................................................................................................................................... 46

Page 16: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1 – Principais fornecedores para Estados Unidos (US $M). Código HS 200979 suco

de maçã, não fortificado com vitaminas, não fermentado ............................... ......................22

Gráfico 2 – (A) crescimento colônia x dias; (B) relação crescimento x temperatura; (C)

produção patulina x temperatura..................................................................... ......................31

Gráfico 3 – Relação temperatura x crescimento; relação dias x fase lag ....... ......................32

Gráfico 4 - Dados climatológicos das localidades durante amostragem em pomares de

Santa Catarina e do Rio Grande do Sul ......................................................... .......................47

Page 17: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

LISTA DE FLUXOGRAMAS

Fluxograma 1. Plano Experimental – Experimento............................................................... 37

Fluxograma 2. Plano Experimental – Experimento .............................................................. 38

Fluxograma 3. Plano Experimental – Experimento............................................................... 39

Fluxograma 4. Sequência processamento amostras............................................................ 40

Page 18: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .................................................................................................. 18

2 OBJETIVOS ..................................................................................................... 20

2.1 OBJETIVO GERAL ........................................................................................... 20

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................. 20

3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................ 21

2.3 FUNGOS E MICOTOXINAS ............................................................................. 23

3.1.1 Fungos ............................................................................................................. 23

3.1.2 Micotoxina ....................................................................................................... 25

3.1.3 Patulina ............................................................................................................ 26

3.2 LEGISLAÇÃO ................................................................................................... 33

4 METODOLOGIA .............................................................................................. 35

4.1 DESCRIÇÃO DOS GRUPOS (CONDIÇÕES DE OBTENÇÃO DAS AMOSTRAS) ............................................................................................................. 37

4.1.1 Fruta árvore/solo – experimental – Condição (A) ........................................ 37

4.1.2 Área isolada/fruta da árvore e solo - Avaliação climática (B) ..................... 38

4.1.3 Frutas caídas no solo – Experimento (C) .....................................................39 4.2 PROCESSAMENTO DAS AMOSTRAS ............................................................ 40

4.3 ANÁLISES FÍSICO-QUÍMICA E CROMATOGRÁFICAS .................................. 40

4.4 DADOS CLIMATOLÓGICOS E LOCAIS ABRANGENTES .............................. 41

5 RESULTADOS ................................................................................................. 43

6 DISCUSSÃO ..................................................................................................... 49

7 CONCLUSÕES ................................................................................................. 53

REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 54

Page 19: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

18

1 INTRODUÇÃO

O suco concentrado de maçã é produzido em diversos países de clima

temperado. É uma “commodity” e o seu preço é definido pela demanda (MGEX,

2016). A China é considerada a maior produtora mundial de maçãs e suco

concentrado, e é quem define o preço do suco concentrado na maioria das vezes. A

Europa também aparece como grande produtor e grande consumidor, destacando-se

a Polônia, como segundo maior produtor mundial (USA, 2008; USA, 2016;

CHARKOW, 2012). Questões geográficas e tarifárias são fundamentais neste

processo. Safras de hemisférios opostos contribuem para o equilíbrio. Por outro lado,

a logística e taxas impostas por alguns países tornam o mercado pouco atrativo para

alguns produtores.

O Brasil tem cenário recente no mercado mundial de suco concentrado de maçã,

mas ganhou discreta importância há pouco mais de 10 anos (USA, 2008). Junto

com Chile e Argentina, tradicionais produtores de suco concentrado de maçã,

formam um importante bloco neste mercado (BRASIL, 2013).

Os Estados Unidos são os maiores consumidores de suco concentrado de maçã

(USA, 2012; CHARKOW, 2012). O Brasil consegue colocar o seu produto nos

principais portos americanos da costa leste e não sofre taxação ao ingressar.

Assim, o mercado norte americano é o principal destino do produto brasileiro,

portanto, sujeito aos regulamentos por eles estabelecido.

O FDA (Food and Drug Adminstration) é o órgão regulamentador e

fiscalizador de alimentos nos EUA, possuindo diretrizes específicas para o suco de

maçã e seu processo produtivo, no caso um APPCC (Análise de Perigo e Pontos

Críticos de Controle) específico (USA, 2003).

Contaminante do suco de maçã, a neurotoxina patulina, é alvo de controle de

fabricantes e compradores do suco. Toxina produzida por fungos em frutas,

principalmente maçãs, pode chegar ao consumidor final mesmo passando por

processamento industrial (ex. suco pasteurizado). A patulina apesar de ser

neurotóxica, não há evidências de cancerígeno em humanos (WOROBO et al.,

2005; SALOMÃO et al., 2009).

No Brasil, há uma quantidade significativa de fruta caída no solo por

decorrência natural. Esta fruta tem se perdido ao longo da safra por questões

diversas, principalmente por custo e falta de mão de obra. Muitas destas não estão

Page 20: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

19

sendo retiradas do solo após a colheita da fruta da árvore, nem mesmo para limpeza

do local. É importante viabilizar a colheita desta fruta no solo considerando custos

para indústria e remuneração ao produtor, sem, contudo, colocar em risco o

consumidor.

Ferramentas, como o APPCC tornaram-se peças importantes na prevenção

contra contaminantes tóxicos. O FDA (Food and Drug Administration) considera a

patulina como um perigo químico em suco de maçã e estabeleceu um PCC (Ponto

Crítico de Controle) considerando que em cada carga de maçãs enviadas para

processamento do suco devem estar acompanhadas de declaração informando que

as frutas foram colhidas da árvore, para excluir frutas caídas no solo (frutas caídas

naturalmente da árvore por questões naturais ou pelo vento) (USA, 2003). A

ausência da declaração implica no descarte da carga de maçãs, não levando em

consideração se o fruto apresenta danos ou não. A colheita mecânica não entra

nesta regra. Neste sentido, de acordo com Jackson et al. (2003) apenas frutas

colhidas das árvores devem ser usadas para a produção de suco de maçã. A fruta

tipo industrial é a que se utiliza para a produção de suco concentrado de maçã. A

concorrência das indústrias de alimentos pela maçã tipo industrial, aliada a fatores

como a falta de mão de obra na colheita e melhor qualidade da fruta in natura

(redução de descarte para indústria), levam as indústrias de sucos a ampliarem suas

fontes de captação de matéria prima com custo adequado.

Com base no exposto, neste estudo buscou-se avaliar qualidade de maçãs

quanto à presença de patulina a partir de pomares de Santa Catarina e do Rio

Grande do Sul. O diferencial do estudo é a condição em que foram obtidas as

frutas: caídas naturalmente no solo e de colheita direta na árvore. Dessa forma, a

avaliação de frutas de solo no que tange a presença de micotoxina, dá indicadores

do possível uso das mesmas para produção segura de suco concentrado.

Page 21: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

20

2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

Avaliar qualidade de maçãs quanto a presença de patulina em duas condições de

colheita: maçãs na planta e maçãs caídas no solo em pomares de Santa Catarina e

Rio Grande do Sul, na busca de indicadores de uso de maçãs caídas no solo para a

produção segura de suco concentrado.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Realizar estudo exploratório em fazendas produtoras de maçãs para verificar os

níveis de patulina de maçãs caídas no solo e nas maçãs colhidas na árvore.

Verificar níveis de patulina em maçãs caídas no solo e maçãs colhidas na árvore,

em área isolada para verificar interferência climática, bem como tempo de exposição

das maçãs no solo, na produção da patulina.

Verificar níveis de patulina somente em maçãs caídas no solo em fazendas de

Santa Catarina e Rio Grande do Sul.

Realizar análises físico-químicas de SST e pH no suco obtido das maçãs

coletadas, quantificando-se os níveis de patulina de cada amostra.

Analisar viabilidade de uso de frutas caídas no solo como alternativa de uso pela

indústria na fabricação de suco concentrado de maças.

Page 22: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

21

3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

A indústria mundial de AJC (apple juice concentrate) movimenta

financeiramente cerca de US $ 3,2 bilhões anualmente, de acordo com estatísticas

apresentadas pelo World Markets and Trade, 2007-2008 Global Concentrated

Apple Juice (USA, 2008).

Alguns poucos países no mundo movimentam a maior parte do suco de

maçã (Tabela 1), destacando os Estados Unidos como principal consumidor e

China como principal exportador. O Brasil aparece timidamente como um dos

principais fornecedores do mercado americano neste seguimento (Gráfico 1). A

Europa entra em equilibrio, sendo um dos que mais produzem e ao mesmo tempo

um dos que mais produzem e importam (USA, 2012; CHARKOW, 2012).

A produção de suco concentrado de maçã é global, mas o principal destino

são os Estados Unidos e a Europa. Para o Brasil, o Japão e a costa oeste dos

Estados Unidos possuem caminho logístico mais complicado (Mapas 1 e 2) e a

Europa impõe taxas que podem chegar até 30% (EUROPEAN UNION, 2011).

Tabela 1 – Mercado Global: Principais países importadores (código HS 200979 suco de maçã)

Fonte: Adaptado e traduzido de U.S. Waterborne Import Trade (WIT) report, USA (2012)

Tabela 1 - Mercado Global:

Principais países importadores e exportadores (código HS 200979 suco de maçã)

Importador Valor movimentado (dólar $)

Estados Unidos 732.326.054

Alemanha 560.603.203

Japão 156.915.852

Rússia 148.061.640

Reino Unido 144.590.682

Outros 628.856.427

Total 2.371.353.858,00

Page 23: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

22

Gráfico 1 – Principais fornecedores para Estados Unidos (US $M). Código HS 200979 suco de maçã, não fortificado com vitaminas, não fermentado

Fonte: Adaptado e traduzido de U.S. Waterborne Import Trade (WIT) report. (2012).

Figura 1 - Produção Mundial de Suco Concentrado de Maçã (ton.)

Fonte: Charkow. (2012).

Page 24: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

23

Figura 2 - Consumo Mundial Suco Concentrado de Maçã (ton.)

Fonte: Charkow. (2012).

O Brasil é o 9° produtor mundial de maçãs. O mercado brasileiro demonstra

certa estabilidade no consumo e produção. Santa Catarina e o Rio Grande do Sul

respondem por 96% da produção (BRASIL, 2013). Neste cenário, a fruta para

indústria representa 25% da produção e vem sofrendo crescente concorrência

com outros tipos de produtos ligados a alimentos, tais como: sidras, vinagres,

doces, refrigerantes, bebidas alcoólicas, sucos (base), além do aumento da

demanda por produtos mais naturais e recente mudança da legislação brasileira

aumentando a quantidade de suco nos néctares (BRASIL, 2013). O aumento do

preço da fruta in natura (BRASIL, 2013) e a falta da mão de obra para colheita da

maçã completam o cenário de dificuldades para conseguir matéria prima com

baixos custos (FILHO, 2013; PERES, 2013).

3.1 FUNGOS E MICOTOXINAS

3.1.1 Fungos

Os fungos são organismos eucarióticos tem parede celular rígida e podem ser

uni ou multicelulares. Alguns podem ser microscópicos em tamanho, enquanto

outros são muito maiores, como os cogumelos e fungos que crescem em madeira

Page 25: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

24

úmida ou solo. Os fungos são desprovidos de clorofila e, portanto, não realizam

fotossíntese. Absorvem os nutrientes dissolvidos no ambiente. Os fungos

multicelulares produzem estruturas filamentosas microscópicas e são

frequentemente chamados de bolores, enquanto as leveduras são fungos

unicelulares (PELCZAR et al. 1997).

Ao crescer nos alimentos causam mudanças indesejáveis, tanto na

composição química quanto na estrutura e aparência. Desta forma, o alimento passa

a ser rejeitado, o que representa perda econômica e/ou desperdício de matéria

prima (TANIWAKI; SILVA, 2001).

Desde a descoberta das aflatoxinas em 1960, muitos fungos de origem

alimentar foram reconhecidos como capazes de produzir micotoxinas. Essas toxinas

representam um sério risco para saúde humana e animal, pois podem provocar

doenças que levam à morte (TANIWAKI; SILVA, 2001).

Os fungos são micro-organismos largamente distribuídos no meio ambiente,

incluindo o ar, a água, o solo e o pó. Como consequência, os alimentos podem-se

contaminar com uma ampla variedade de espécies fúngicas. Apresentam uma

grande versatilidade para crescer em substratos e condições que outros

microrganismos não são capazes de utilizar, como por exemplo: atividade de água,

pH, temperatura, grande variedade de fontes de carbono, nitrogênio e energia, além

da capacidade de esporulação e disseminação. Ao crescerem nos alimentos

causam mudanças indesejáveis, tanto na composição química quanto na estrutura e

aparência. Desta forma, o alimento passa a ser rejeitado, o que representa perda

econômica e/ou desperdício de matéria prima (TANIWAKI; SILVA, 2001).

Os fungos precisam de vários nutrientes para encontrar a energia necessária

para formar macromoléculas como proteínas e DNA. Como os fungos não podem

sintetizar carboidratos, o substrato deve conter estes compostos. Embora, eles

possam crescer em um substrato rico em proteína sem carboidratos (queijo), usando

aminoácidos como fonte de carbono. Outro importante nutriente é o nitrogênio.

Dependendo das espécies, algumas podem sintetizar vitaminas (SAMSON; REENE-

HOEKSTRA, 1988).

Segundo Samson e Reene-Hoekstra (1988), um grande número de

metabólitos são formados durante a quebra de carboidratos, podendo ficar

acumulados sob certas condições. Os mais conhecidos são etanol, ácidos orgânicos

(fumárico, cítrico, oxálico,) e polióis (manitol, arabitol), chamados metabólitos

Page 26: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

25

primários. Durante e especialmente no final do crescimento, certos metabólitos são

sintetizados que não são necessariamente para o crescimento e fornecimento de

energia do fungo. Há diferentes idéias sobre a possível função dos metabólitos

secundários. Uma hipótese é que estes mantêm o fungo ativo quando o substrato foi

exaurido. Outra hipótese está na prevenção do acumulo anormal, possivelmente

danoso, de compostos como o acetato. De fato, é duvidoso que o fungo precise

produzir micotoxina porque espécies tóxicas e não tóxicas podem ocorrer na

natureza em mesmo grau.

Nas condições naturais encontradas nos alimentos, sempre há interação

entre os fungos filamentosos, as leveduras e bactérias presentes. A produção de

toxinas pelos fungos filamentosos pode afetar os demais micro-organismos,

dificultando o seu crescimento, mas o contrário também é possível, pois certos

micro-organismos podem inibir a produção de toxinas, removê-las ou degradá-las.

Há evidências de que as toxinas são produzidas em menor quantidade quando os

fungos toxigênicos crescem em presença de outros microrganismos (TANIWAKI;

SILVA, 2001).

O Penicillium expansum é um fungo filamentoso amplamente distribuído no

ambiente. Seu habitat preferido são as pomáceas e também responsável pela

podridão azul das maçãs de pós-colheita em todo mundo. É conhecido como o

principal produtor da micotoxina patulina (BAERT et al., 2007).

O crescimento ótimo do P. expansum está perto de 25ºC e o máximo de

35ºC, mas nos primórdios do século passado, Brooks e Hansford (1923) registraram

temperaturas mínimas de crescimento entre -6ºC e -2ºC.

Em relação à atividade de água para germinação é de 0,82-0,83. O P.

expansum não é exigente para oxigênio, pois seu crescimento não é tão afetado

pela presença de baixos níveis de oxigênio (2,1%). O crescimento do P. expansum

foi estimulado pela presença de dióxido de carbono no ar em até 15%, diminuindo

com valores maiores (PITT; HOCKING, 1997).

3.1.2 Micotoxina

O termo micotoxina é derivado da palavra grega “mykes”, que significa fungo

e do latim “toxican”, que significa toxinas. O termo é usado para designar compostos

Page 27: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

26

produzidos por algumas espécies de fungos capazes de provocar doenças ou morte

quando ingeridas pelo homem ou animais (TANIWAKI; SILVA, 2001).

Midio e Martins (2000) definem micotoxinas como agentes químicos

produzidos durante o metabolismo secundário de fungos filamentosos, que

contaminam alimentos e rações animais, produzindo efeitos agudos (micotoxicoses)

ou crônicos, via de regra, carcinogênicos. Patulina é um metabólito secundário

produzido por diferentes espécies de fungos dos gêneros Penicillium, Aspergillus,

Byssochlamys, Gymnoascus e Paecilomyces. A espécie mais importante e mais

citada é o Penicillium expansum.

Marin et al. (2006) realizaram estudo com maçãs contaminadas com P.

expansum à temperatura de 20°C por 5 dias em cultivar Golden e Fuji avaliando a

capacidade migratória da toxina no tecido sadio da fruta. A migração da toxina

pelo tecido sadio era maior quanto maior a lesão, variando de 2 a 4 cm conforme o

tamanho da lesão. A maior concentração neste caso estava a 1,5 cm do diâmetro

da lesão. Como prevenção da presença de patulina, os autores sugerem a

remoção do tecido afetado e do tecido sadio próximo da lesão.

3.1.3 Patulina

Patulina é avaliada, principalmente, em frutos danificados por fungos, apesar

de a presença do fungo não indica, necessariamente, que a patulina esteja

presente na fruta. Em alguns casos, o crescimento interno de bolores é resultante

da invasão de insetos ou por outros motivos, no qual há ocorrência de patulina em

fruto que externamente parece intacto. No entanto, também pode ocorrer em frutos

após armazenamento em atmosfera controlada e exposição a condições

ambientais com ou sem núcleo de podridão presente. A limpeza do fruto, ou a

remoção do tecido bolorento, imediatamente antes da prensagem, não eliminará

necessariamente toda a patulina presente no fruto, uma vez que alguns podem ter

migrado para tecido aparentemente saudável. O processo de lavagem de maçãs

com solução de ozônio contribui substancialmente para o controle de patulna

(CODEX ALIMENTARIUS, 2003).

A patulina, 4hidroxi-4furo[3,2-c]pirano(6H)-1(Figura 1), é uma micotoxina

termo resistente da classe hidroxifuropiranona e também chamada clavicina,

Page 28: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

27

claviformina ou expansina, apresenta fórmula empírica C7H6O4 e seu peso

molecular é de 154,12 Da (GARCIA-CRUZ et al.; 2008).

Figura 3 - Estrutura química da patulina

Fonte: Moake et al. (2005).

A patulina, forma cristais incolores e tem ponto de fusão à 111ºC, solúvel em

água, etanol, acetona, acetato etílico, éter e clorofórmio, mas é insolúvel em benzina

e éter de petróleo. Não é destruída pelo calor e é estável em pH ácido, mas é

reduzida pela ação de sulfatos, altas temperaturas, ácido ascórbico, fermentação

alcoólica e pelo tratamento com carvão ativado. A patulina perde sua atividade

biológica em meio alcalino e na presença de moléculas com grupos sulfidrila

(FAO/WHO, 1998).

Taniwaki (1989) verificou a elevada resistência desta toxina em pH 3,5, 4,5 e

5,5 e a estabilidade térmica da patulina em vários sucos e detectaram uma redução

de 50% de patulina adicionada em suco de maçã após aquecimento a 80ºC durante

10 minutos e 65% após 20 minutos.

O efeito tóxico da patulina é caracterizado por distúrbios respiratórios e motor,

além de apresentar espasmos, asfixia, hemorragia no pulmão e cérebro, além de

ação teratogênica, segundo Scussel (1998) e Midio e Martins (2000) também

destacam edema pulmonar, danos capilares hepáticos do baço e rins e edema

cerebral.

Page 29: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

28

Para camundongos a LD 50 (dose letal para 50% da população) é de 15 a 35

mg/kg peso corpóreo dependendo do modo de administração. A patulina tem um

efeito citotóxico que é mediada por um aumento da permeabilidade das

membranas. A patulina desorganiza os microfilamentos citoplasmáticos. In vitro,

inibe diversas enzimas incluindo as polimerases, também afeta a transcrição e a

tradução genética (FAO/WHO, 1998).

Estudos da FAO/WHO (1998) sobre o potencial carcinogênico da patulina tem

sido conduzidos em camundongos e ratos. Patulina causa rupturas no DNA, mas

não provoca sínteses não programadas do DNA, não existindo evidência de que a

patulina seja carcinogênica, mesmo que os toxicologistas acreditem na

necessidade de tais estudos em outras espécies além dos ratos.

Uma primeira avaliação toxicológica feita na 35ª reunião do JECFA em 1990,

determinou uma dose máxima semanal provisória tolerável (PTWI), de 7 μg/kg peso

corpóreo. Uma segunda avaliação na 44ª reunião do JECFA em 1995, levou em

consideração o fato que a maior parte da patulina ingerida pelos ratos é eliminada

em 48 horas e 98% em sete dias. Esta falta de acumulação levou o JECFA a

estabelecer uma dose máxima diária provisória tolerável (PTDI). Um estudo sobre

os efeitos combinados da patulina sobre a reprodução, toxicidade e

carcinogenicidade a longo prazo, aponta para uma dose inofensiva de 43 μg/kg

peso corpóreo por dia. Baseado neste trabalho, usando o fator de segurança

habitual de 100, o JECFA fixou a dose máxima diária tolerável (PTDI) de 0,4 μg/kg

peso corpóreo (FAO/WHO, 2010).

Conforme Puel et al. (2010), a patulina é um metabolito como outras grandes

micotoxinas (aflatoxina, fumonisina e ocratoxina). O caminho biossentético da

patulina consiste em dez passos como sugerido por vários estudos bioquímicos. As

principais etapas da biossíntese da patulina estão demonstradas na Figura 2.

Page 30: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

29

Figura 4 - Biosíntese da Patulina

Fonte: Moake et al. (2005).

Na indústria as frutas são normalmente armazenadas à temperatura de

frigorífico (<4°C), não só para retardar a senescência, mas também para suprimir a

deterioração pós-colheita. Embora a deterioração prossiga lentamente em baixas

temperaturas de armazenamento, o rápido desenvolvimento ocorre quando a fruta

é transferida para um ambiente favorável. O armazenamento a 25ºC, após o

armazenamento a frio leva a um rápido desenvolvimento do tecido danificado e

acumulo de patulina. Estes resultados confirmam que o tempo em que as maçãs

são mantidas em armazenamento ambiente antes de serem processadas é crítico

a fim de evitar acumulo de patulina (WELKE et al., 2011). Em estudo semelhante,

frutas provenientes de armazenamento a frio, tiveram um incremento significativo

de patulina com ligeira elevação da temperatura normal de armazenamento

(AMPARO et al., 2012).

Patulina não foi detectada em “apple cider” (suco de maçã sem filtração para

remoção de sólidos e não pasteurizado, típido dos Estados Unidos) prensado a

partir de maçãs frescas colhidas de árvores, mas foi encontrada em níveis de

40,2-374 µg/L em “apple cider” prensados a partir de maçãs frescas colhidas do

Page 31: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

30

solo. Patulina não foi detectada em sucos de maçãs selecionadas de árvores,

armazenados durante 4 a 6 semanas de 0 a 2°C, mas foi encontrada em níveis de

0,97-64,0 µg/L de “apple cider” prensados a partir de fruta não selecionadas

armazenadas sob as mesmas condições. “Apple cider” de maçãs armazenadas

em atmosfera controlada, que foram escolhidas antes da prensagem tiveram 0-

15,1 µg/L patulina, enquanto “apple cider” feito de fruta não escolhida

apresentaram 59,9-120,5 µg/L de patulina. A lavagem das maçãs colhidas do solo

antes de prensar apresentou redução dos níveis dessa micotoxina em “apple

cider” de 10 a 100%, dependendo dos níveis de patulina iniciais e do tipo de

solução de lavagem usada. Estes resultados indicam que a patulina é um bom

indicador da qualidade das maçãs utilizadas para a fabricação de cidra. A não

utilização de maçãs colhidas do solo e a escolha cuidadosa de maçãs antes de

prensar são bons métodos para reduzir os níveis de patulina em “apple cider”

(JACKSON et al., 2003).

Certos fatores como o tamanho das lesões, quando maçãs foram colhidas e

colocadas no armazenamento refrigerado, e os tempos em que as maçãs ficaram

a temperatura ambiente após o armazenamento refrigerado, demonstraram que

aumento do tamanho da lesão ao longo do tempo (20°C) depende do tamanho da

lesão inicial após armazenamento a frio. O tamanho da lesão inicial a 20°C

influencia significativamente o acúmulo de patulina, não havendo quantidades

significativas de patulina em maçãs com lesões de até 2 cm após o

armazenamento refrigerado. Patulina aumentou significativamente no 2º dia a

20°C dia e manteve-se constante até o 5º dia. O acumulo de patulina tende a ser

maior quando as lesões iniciais são maiores. A influência da qualidade da maçã

após armazenamento a frio sobre a acumulação de patulina durante o

armazenamento bem como o armazenamento no pátio, prévio ao processamento,

deve ser considerado como ferramenta de previsão de acumulo de patulina

(MORALES et al., 2007).

Tannous et al. (2015) criaram um modelo matemático para estimar o

crescimento do P. expansum de acordo com a temperatura, atividade de água e

pH, bem como a capacidade de produção de patulina nestas condições.

Ressaltam que as diversas condições que favorecem o crescimento do fungo pode

não ser a melhor condição para produção da micotoxina, no caso a patulina. A

temperatura ótima de crescimento foi de 25ºC e observou que a fase lag variou de

Page 32: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

31

6 a 3 dias com as temperaturas de 4ºC e 8ºC respectivamente e 2 dias de latência

com temperatura mais alta 30ºC. A melhor temperatura de produção de patulina foi

a 16ºC e houve significativa redução quando passou de 25ºC para 30ºC (Gráfico

2). Esta situação é observada em outros fungos toxigênicos. Relativo à atividade

de água o melhor crescimento foi com valores entre 0,95 a 0,99. Valores mais

baixos apresentaram uma fase lag maior, 3 dias para 0,90 e 8 dias para 0,85. A

atividade de água mostrou impacto significativo na produção de patulina, onde

com valor de 0,95 houve detecção de traços de patulina e com 0,99 a produção da

patulina foi altamente estimulada. A produção de patulina mostrou um melhor nível

de produção com pH 4,0, com o mínimo de 2,5 e decrescendo quando passou de

pH 4 para pH 7.

Gráfico 2 – (A) crescimento colônia x dias; (B) relação crescimento x temperatura; (C) produção patulina x temperatura

Fonte: Tannous et al. (2015)

Garcia et al. (2011) pesquisaram o crescimento e a produção de patulina em

duas temperaturas de 79 linhagens isoladas de P. expansum. Uma temperatura

perto do ótimo de crescimento do fungo (20ºC) e outra perto de uma temperatura

limite de crescimento. A análise estatística apresentou significativa diferença na

relação de crescimento e na fase lag com 1ºC comparado com o teste à 20ºC.

Houve diferença significativa na produção de patulina nas diferentes condições. A

maior variabilidade de crescimento do fungo, fase lag e produção de patulina

foram com a temperatura baixa. A fase lag a 1ºC variou de 1 a 25 dias e a 20ºC de

2 a 5 dias intra-espécies (Gráfico 3). Pela análise de variância o tempo teve

significativo efeito no total de patulina produzida.

Page 33: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

32

Gráfico 3 – Relação temperatura x crescimento; relação dias crescimento x fase lag de linhagens de Penicillium expansum

Fonte: Garcia et al. (2011)

Baert et al. (2007) avaliaram a influencia da estocagem de maçãs

(temperatura e nível de oxigênio) no crescimento de P. expansum e produção de

patulina. O crescimento foi influenciado pela temperatura (ótimo 25ºC), enquanto a

atmosfera (20%, 3%, 1% de O2; <1% CO2) não tiveram efeito. A produção de

patulina foi estimulada quando a temperatura foi reduzida (20ºC para 10ºC ou

4ºC), mas quando chegou a 1ºC a produção de patulina reduziu. Uma redução na

produção de patulina foi observada quando o nível de oxigênio foi reduzido de 3

para 1%. Os resultados indicam que quanto mais baixa a temperatura (1ºC) e mais

baixo o nível de oxigênio na atmosfera (1%) irá reduzir a formação da toxina,

porém temperaturas ligeiramente acima (4ºC) estimula a produção de patulina,

não previne somente atrasa. Uma indução do estresse limite para o fungo, tal

como redução da temperatura e baixo nível de oxigênio, estimula a produção da

patulina, por outro lado temperaturas muito baixas e nível de oxigênio baixo de ser

aplicado para suprimir a formação da patulina.

A quantidade de patulina em maçãs inteiras e em tecidos danificados foi

avaliada e utilizados para determinar a percentagem do total de patulina removida

Page 34: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

33

pelo corte das partes danificadas. O conteúdo patulina removido foi de 93-99% do

total de patulina, independentemente da temperatura de incubação, espécie de

fungo, ou a variedade de maçã. Recorte de tecido defeituoso de maçãs

apodrecidas-fungo poderia reduzir substancialmente a concentração de patulina

(LOVETT; THOMPSON; BOUTIN, 1975).

3.2 LEGISLAÇÃO

A legislação brasileira estabeleceu através da resolução (RDC) nº 07 de 18

de fevereiro de 2011 o limite máximo tolerado de 50 µg/Kg de patulina em suco e

polpa de maçã (BRASIL, 2011).

A comissão de regulamentação da comunidade européia estabeleceu

(European Union, 2006) os seguintes limites máximos para patulina:

i. Suco de fruta ou néctar de fruta, em particular suco de maçã e suco de

fruta como ingrediente em outras bebidas e concentrado de suco de

fruta após reconstituição – 50 μg/kg ou ppb;

ii. Cidra e outras bebidas fermentadas derivadas de maçã ou contendo

suco de maçã - 50 μg/kg ou ppb;

iii. Produtos sólido de maçã, incluindo compota de maçã, purê de maçã

para consumo direto - 25 μg/kg ou ppb;

iv. Suco de maçã, produto sólido de maçã (compota e purê) para bebês e

crianças rotulado e vendido como produto infantil e outros baby food -

10 μg/kg ou ppb.

O FDA (Food and Drug Adminstration) estabeleceu através do seu guia para

indústria de suco (Guidance for Industry: Juice HACCP Hazards and Controls

Guidance, USA, 2003), o seguinte: o nível de patulina em suco pode ser afetado por

vários fatores, nem todos os processadores podem ser capazes de adquirir dados

ou outras informações para realizar uma análise de risco abrangente, considerando

todos os fatores mencionados neste guia. Nesses casos, pode ser prudente assumir

que a patulina seja um perigo razoavelmente provável de ocorrer e para controlá-la,

deve-se exigir uma garantia do fornecedor para cada embarque, especificando que

nenhuma fruta caída esteja incluída entre as maçãs fornecidas; e também, através

do estabelecimento de uma etapa de corte ou seleção no seu processo após a etapa

de armazenamento, em que as maçãs podres, mofadas, machucadas, e danificadas

Page 35: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

34

sejam removidas do fluxo de produção. Assim, pode-se optar por ter dois PCC’s

para o controle da patulina, o recebimento de maçãs e o corte e seleção antes da

produção de suco.

É necessário que haja garantia do fornecedor especificando que são apenas

maçãs colhidas; isto para se excluir frutos caídos no fornecimento, sendo provável

que seja uma medida de controle eficaz para patulina, assim com base nesta

abordagem:

A existência de garantia do fornecedor para cada carregamento,

especificando que os frutos de entrada são apenas maçãs colhidas para excluir

frutos caídos foram fornecidos, seria o limite crítico;

O procedimento de ação corretiva seria rejeitar qualquer remessa de frutas

não acompanhada de uma garantia do fornecedor.

Se o corte ou seleção das maçãs depois de armazenamento é um PCC:

O corte ou seleção do fruto durante a etapa de triagem, após o

armazenamento para eliminar mofo, podridão, machucados, e danos (por exemplo,

a partir de aves ou insetos) da fruta é provável que seja uma medida eficaz de

controle;

O uso de apenas maçãs ou porções de maçã livre de mofo, podridão,

hematomas e outros danos, seria o limite crítico;

Um procedimento de monitoramento seria inspecionar as maçãs na etapa de

triagem para garantir que as maçãs estejam passando livres de podridão, mofo,

injúrias e outros danos;

A ação corretiva seria o corte ou seleção de quaisquer maçãs que mostrem

fungo, podridão, nódulos escuros, ou outros danos. Na prática, recomenda-se que

estabeleçam critérios visuais ou outros para definir uma maçã danificada que deve

ser eliminada. Recomenda-se, ainda, que os critérios sejam estabelecidos com base

em dados de validação que mostram que o suco feito de maçãs selecionadas a

partir destes os critérios não contenha níveis inaceitáveis de patulina.

O FDA estabelece um valor máximo de patulina de 50 ppb para suco de maçã

reconstituído.

Page 36: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

35

4 METODOLOGIA

Para desenvolvimento do estudo foram definidas três condições para

obtenção das amostras da fruta (maçã): (A) um exploratório com amostras colhidas

no solo e na árvore em 4 diferentes fazendas (n=12); (B) outro de um pomar

selecionado para coletas de amostras (n=12) semanais de frutas do solo e da árvore

por um período de 30 dias; (C) e um com amostras (n=15) diretamente do solo em

fazendas do estado de Santa Catarina e Rio Grande do Sul.

As amostras de maçãs foram processadas para suco e posterior determinação de

patulina. Através de laboratório certificado ISO 17025, conforme metodologia oficial

(AOAC, 2000) para determinação de patulina, assim como, análises de SST (AOAC,

1990) e pH (INSTITUTO ADOLFO LUTZ, 2008).

O plano de amostragem para todos os estudos foi estabelecido pela NBR

5426 - Planos de amostragem e procedimentos na inspeção por atributos (ABNT),

onde o nível geral de inspeção (Tabela 2), baseado no tamanho do lote foi o II e o

plano de amostragem foi a simples normal, com NQA 15% (Quadro1).

O plano amostral foi definido com base nas seguintes informações:

I. Área total plantada em Santa Catarina e Rio Grande do Sul – 35.000 ha.

(BRASIL, 2013).

II. Quantidade média de árvores (pomar não adensados) por hectare – 2.500

árvores1.

III. Quantidade média de fruta por árvore – 250 frutas1.

IV. Quantidade estimada de fruta caída no solo – 20 frutas por árvore1.

V. Quantidade de estimada de grandes produtores (>85% produção SC/RS) – 40

produtores1.

1 Informações obtidas diretamente com empresa produtora de suco concentrado de maçã no Oeste de Santa

Catarina

Page 37: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

36

Tabela 2 - Codificação de amostragem e níveis gerais de inspeção para coleta de amostras

Fonte: Adaptado ABNT (1985)

Quadro 1 Plano de Amostragem simples – normal para definição do delineamento experimental

Fonte: ABNT (1985)

S1 S2 S3 S4 I II III

2 a 8 A A A A A A B

9 a 15 A A A A A B C

16 a 25 A A B B B C D

26 a 50 A B B C C D E

51 a 90 B B C C C E F

91 a 150 B B C D D F G

151 a 280 B C D E E G H

281 a 500 B C D E F H J

501 a 1.200 C C E F G J K

1.201 a 3.200 C D E G H K L

3.201 a 10.000 C D F G J L M

10.001 a 35.000 C D F H K M N

35.001 a 150.000 D E G J L N P

150.001 a 500.000 D E G J M P Q

acima de 500.001 D E H K N Q R

Níveis especiais de inspeção Níveis gerais de inspeçãoTamanho do lote

Page 38: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

37

4.1 DESCRIÇÃO DOS GRUPOS (CONDIÇÕES DE OBTENÇÃO DAS AMOSTRAS)

A avaliação consistiu de três condições experimentais:

4.1.1 Fruta árvore/solo – exploratório – Experimento (A)

Coletadas em 4 fazendas de diferentes regiões, escolhidas aleatoriamente.

Foram selecionadas 4 árvores de cada fazenda, carregadas com frutas maduras e

frutas caídas no solo, coletadas conforme número de frutas definidas no plano

experimental: 250 frutas por árvore x 4 árvores = 1.000 frutas. Este valor

corresponde a letra “J” na Tabela 2, com nível de inspeção II. A quantidade

amostrada foi a letra “J” conforme o Quadro 1 (Plano de amostragem simples

normal), correspondendo a 80 frutas por amostra, sendo 3 amostras por fazenda:

frutas da árvore, frutas caídas no solo sem lesão e frutas caídas no solo com lesão

(> 2 cm extensão), fluxograma 1.

Fluxograma 1. Plano Experimental – Experimento (A) - Exploratório

Área Cultivada

4 fazendas SC e RS

4 árvores por fazenda

250 frutas por árvore

1.000 frutas total

80 frutas por amostra

3 amostras: árvore; solo sem

lesão; solo com lesão

Page 39: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

38

4.1.2 Área isolada/fruta da árvore e solo - Avaliação climática - Experimento (B)

Foi isolada uma área de fazenda da região de Fraiburgo/SC com 20 árvores x

250 frutas por árvore = 5.000 frutas. O tamanho do lote correspondeu à letra “L” da

Tabela 2, com nível geral de inspeção II. Na letra “L” no quadro 1 do plano de

amostragem o tamanho da amostra foi de 200 frutas, porém com o NQA de 15% o

valor correspondente passa a ser o da letra “J” com 80 frutas por amostra. Foram 3

amostras por coleta por semana, sendo uma amostra de frutas da árvore outra de

frutas caídas no solo sem lesão e outra de frutas caídas no solo com lesão ( > 2 cm

extensão). Portanto, foram 3 coletas por semana durante 4 semanas (30 dias) até o

momento em que as frutas estavam em condições adequadas de processamento.

Totalizando 12 amostras nesta área de estudo (Fluxograma 2). Dados climatológicos

foram levantados especificamente na área estudada.

Fluxograma 2. Plano Experimental – Experimento B – Área isolada

Área Cultivada

1 fazenda SC

20 árvores isoladas

250 frutas por árvore

5.000 frutas total

80 frutas por amostra

3 amostras: árvore; solo sem

lesão; solo com lesão

Coletas semanais em período de

30 dias

Page 40: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

39

4.1.3 Frutas caídas no solo – Experimento (C)

O tamanho da área amostrada foi baseado na área plantada nos estados de

Santa Catarina e o Rio Grande do sul, 35.000 hectares, assim foi estabelecido

conforme ABNT, a letra M (Tabela 2), porém pelo NQA de 15% (Quadro 1) chegou-

se a 80 hectares amostrados.

Para definir a quantidade de produtores amostrados em 80 ha, foi

considerado que 40 produtores são responsáveis por mais de 85% da produção

destes dois estados. Considerando então a Tabela 2 e Quadro 1 da NBR 5426,

chegou-se a 8 produtores.

Decidiu-se trabalhar com 15 fornecedores para maior abrangência de área,

definindo assim o tamanho da área amostrada por produtor: 80 hectares / 15

produtores = 5,33 hectares por produtor.

Considerando que em cada hectare há 2.500 árvores e em média 20 frutas

caídas no solo por árvore. O total de fruta caída no solo é de 50.000 frutas/ha.

Seguindo o critério amostral definido no projeto, destas 50.000 frutas por ha. foram

coletadas 80 frutas/ha. Considerando que em cada produtor a área de coleta de

amostras foi de 5,33 ha. temos: 80 frutas/ha x 5,33 ha. = 426 frutas (42 kg) por

amostra por produtor (Fluxograma 3).

Fluxograma 3. Plano Experimental – Experimento C – Frutas caídas no solo

1 ha Área Cultivada40 produtores com 85%

produção nacional

2.500 plantas 33.000 ha SC/RS15 produtores

amostrados

20 frutas caídas/planta Área amostrada

50.000 frutas/ha 80 ha80 ha/15 produtor = 5,33

ha/produtor

amostra 80 frutas/ha80 frutas/ha x 5,33 ha =

426 frutas ou 42 kg

Page 41: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

40

4.2 PROCESSAMENTO DAS AMOSTRAS

Considerando todos os grupos (A, B e C) foram analisadas o equivalente a

822 kg de frutas a partir de plano amostral englobando 81 ha de macieiras. Assim

foram geradas 39 amostras e correspondentes análises físico-químicas e

cromatográficas.

Todas as amostras foram encaminhadas para o laboratório de uma empresa

da região de Fraiburgo/SC, conforme cronograma estabelecido e no mesmo dia

foram processadas (centrífuga doméstica) para extração do suco. As mesmas foram

processadas sem corte, limpeza ou seleção específicas. O suco obtido de cada

amostra foi congelado e encaminhado para análise físico-química e cromatográfica,

fluxograma 4.

Fluxograma 4. Sequência processamento amostras

4.3 ANÁLISES FÍSICO-QUÍMICA E CROMATOGRÁFICAS

Foram realizadas análises físico-químicas do suco obtido, SST

(AOAC, 1990) e pH (INSTITUTO ADOLFO LUTZ, 2008), e em seguida congelado

até a análise cromatográfica para determinação dos níveis de patulina.

Coleta amostras

Recepção amostras

Extração suco Análise pH e SST

congelamento amostra suco

envio para análise patulina

Recebimento resultados

Processamento Amostras

Page 42: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

41

A determinação dos níveis de patulina consiste no princípio da extração da

patulina da amostra usando acetado de etila. Após limpeza com Na2CO3 e secagem

com Na2SO4. O acetado de etila é evaporado e o resíduo remanescente é re-diluído

com água pH 4,0. Análise cromatográfica foi realizada por cromatografia líquida de

alta perfomance (HPLC) seguindo-se o AOAC Official Method 995.10 (2000).

Detector UV (276 nm) isocrático, coluna C-18. Limite de detecção 10 ppb. Fase

aquosa: solução acetonitrila 5% v/v. Range de 10 a 500 ppb. Desvio padrão do

método de 6,5% (AOAC, 2000). Equipamento HP serie 1100. Vazão de fluxo 1,5

mL/min.

4.4 DADOS CLIMATOLÓGICOS E LOCAIS ABRANGENTES

Dados climáticos das regiões amostradas foram avaliados para identificar a

influencia destes nos resultados obtidos. Nas condições A e C os dados foram

obtidos do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET)2 e no estudo da área isolada

através da estação localizada na fazenda.

Os estudos abrangeram coletas de amostras nos seguintes municípios:

Urupema/SC (1 amostra), Bom Jesus/RS (1 amostra), Fraiburgo/SC (6 amostras),

Vacaria/RS (7 amostras), Campo Belo do Sul/SC (1 amostra), Bom Jardim da

Serra/SC (1 amostra), São Joaquim/SC (3 amostras), Bom Retiro/SC (1 amostra) e

Água Doce/SC (1 amostra) (Mapa 3, Imagem 1).

Foram consideradas as seguintes estações meteorológicas: estação São

Joaquim os municípios de Urupema/SC, Campo Belo do Sul/SC, Bom Jardim da

Serra/SC e São Joaquim/SC; estação Bom Jesus os municípios de Bom Jesus/RS e

Vacaria/SC; estação Lages o município de Bom Retiro e estação Campos Novos os

municípios de Fraiburgo/SC e Água Doce/SC.

2 Instituto Nacional de Meteorologia. Disponível em:

http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=tempo/graficos. Acesso em: 27 fev. 2016. Os dados são consultados de acordo com a data (dia/mês/ano) de interesse.

Page 43: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

42

Figura 5 - Mapa Político do Brasil, Estados Santa Catarina e Rio Grande do Sul

Fonte: Adaptado DNIT (2016)

Figura 6 - Municípios de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul onde estão localizadas as fazendas produtoras de pomares

Fonte: Google Earth (2016)3

3 US Dept of State Geographer 2016 Google

Page 44: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

43

5 RESULTADOS

No estudo experimental (A), abrangendo 2 fazendas de Santa Catarina e 2

fazendas do Rio Grande do Sul, as frutas (gala e uji) tiveram maturação normal pelo

SST (média 12,88° ± 1,15°) e pH (média 4,09 ± 0,24). Patulina não foi detectada em

nenhuma amostra do grupo (limite de detecção 10 ppb) (Tabela 3), mesmo com

algumas amostras apresentando lesão conforme Fotografia 1. Dados climatológicos

(Gráfico 4) das regiões de coleta mostraram que na região de Fraiburgo/SC as

temperatura variaram entre 13ºC e 29ºC nos meses de fevereiro e março. Com

pluviosidade de 200 mm em fevereiro e 110 mm em março, com 10 e 6 dias de

chuva, respectivamente. Na região de Vacaria/RS, as temperaturas variaram entre

7ºC e 28ºC nos meses de março e abril, com pluviosidade de 110 mm em março e

130 mm em abril, com 13 e 12 dias de chuva, respectivamente.

Tabela 3 - Experimento (A) abrangendo duas fazendas dos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul – Condições climáticas e análises das amostras de suco para SST, pH e de detecção de patulina (HPLC)

Local Data coletalocal/amostra

frutaSST pH Variedade

Patulina

ppb*

Fraiburgo/SC 17/02/2015 Árvore 12,98 4,41 gala ND

17/02/2015 Solo sem lesão 11,50 4,17 gala ND

17/02/2015 Solo com lesão 12,25 4,26 gala ND

Fraiburgo/SC 03/03/2015 Árvore 12,00 4,29 gala ND

03/03/2015 Solo sem lesão 12,20 4,36 gala ND

03/03/2015 Solo com lesão 11,50 4,40 gala ND

Vacaria/RS 26/03/2015 Árvore 13,25 3,87 Fuji ND

26/03/2015 Solo sem lesão 13,00 3,90 Fuji ND

26/03/2015 Solo com lesão 13,20 3,80 Fuji ND

Vacaria/RS 07/04/2015 Árvore 13,07 3,89 gala ND

07/04/2015 Solo sem lesão 13,90 3,86 gala ND

07/04/2015 Solo com lesão 15,68 3,87 gala ND

média 12,88 4,09

desvio 1,15 0,24

* Análise por cromatografia líquida alta performance (HPLC). Limite deteção 10 ppb.

ND - não detectado

Page 45: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

44

Figura 7 - Maçãs da Condição Experimental A – fruta caída no chão, ruim (com lesão) e fruta boa (sem lesão) de fazenda em Fraiburgo,SC –Brasil

No experimento (B) com amostras tiradas de área isolada numa fazenda da

região de Fraiburgo/SC, com a variedade gala, o SST variou entre 10,9º a 13,0º

(média 12,02° ± 0,73°) e o pH de 3,7 a 4,4 (média 4,19 ± 0,29). Neste grupo foram

avaliadas frutas colhidas da árvore e 2 grupos de frutas caídas no solo (com e sem

lesão), conforme plano amostral descrito. Todas as amostras deste grupo resultaram

em ausência patulina, mesmo com algumas amostras apresentando lesão conforme

Fotografia 2. A temperatura do local de teste variou de 11°C a 28°C durante os 30

dias em que as frutas permaneceram no mesmo. Em relação à pluviosidade

acumulada, pode-se observar o quanto de chuva houve no período em que as

amostras estiveram na árvore ou no solo conforme Tabela 4. Observou-se uma

redução do SST e do pH paralelo ao aumento da pluviosidade.

Page 46: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

45

Tabela 4 - Experimento (B) com amostras obtidas de fazenda em Fraiburgo, SC -Brasil – condições climáticas e análises das amostras de suco para SST, pH e de detecção de patulina (HPLC)

Figura 8 - Maçãs da condição experimental B – fruta no solo e fruta na árvore

No experimento (C) trabalhou-se com frutas caídas no solo em 15 fazendas

de diversas propriedades e localidades dos estados de Santa Catarina e Rio Grande

do Sul, variedades gala, fuji e pink lady nos meses de abril e maio. O brix variou

entre 12,5º a 14,4º (média 13,73° ± 0,58°) e o pH de 3,5 a 4,1 (média 3,75 ± 0,17).

Em todas as amostras deste grupo de estudo não houve detecção de patulina

(tabela 5). Embora algumas frutas tivessem características de deterioração, não se

observou macroscopicamente a presença de fungos (Fotografia 3 e 4). Os dados

climáticos das regiões foram muito semelhantes, no mês de abril com temperatura

Local Data coletalocal amostra

frutaSST pH Variedade

Patulina

ppb*

T °C

máx

T °C

mín

T °C

med

Pluv.

méd dia

mm

Interv.

dias

pluv.

Acum

mm

Faz. Fbgo 17/02/2015 Árvore 12,98 4,41 gala ND

Faz. Fbgo 17/02/2015 Solo sem lesão 11,50 4,17 gala ND 28 11 20 4 1 4

Faz. Fbgo 17/02/2015 Solo com lesão 12,25 4,26 gala ND

Faz. Fbgo 04/03/2015 Árvore 13,03 4,27 gala ND

Faz. Fbgo 04/03/2015 Solo sem lesão 12,84 4,38 gala ND 27 13 20 9 15 139

Faz. Fbgo 04/03/2015 Solo com lesão 12,45 4,23 gala ND

Faz. Fbgo 12/03/2015 Árvore 11,95 4,31 gala ND

Faz. Fbgo 12/03/2015 Solo sem lesão 12,09 4,36 gala ND 26 12 19 6 8 187

Faz. Fbgo 12/03/2015 Solo com lesão 11,06 4,62 gala ND

Faz. Fbgo 19/03/2015 Árvore 10,92 3,85 gala ND

Faz. Fbgo 19/03/2015 Solo sem lesão 11,93 3,7 gala ND 28 13 20 20 7 327

Faz. Fbgo 19/03/2015 Solo com lesão 11,29 3,68 gala ND

média 12,02 4,19 27,3 12,3 19,8

desvio 0,73 0,29 0,96 0,96 0,50* Análise por cromatografia líquida alta performance (HPLC). Limite deteção 10 ppb.

ND - não detectado

Page 47: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

46

máxima variando entre 23ºC (São Joaquim) a 27ºC (Campos Novos) e a mínima

entre 5ºC (São Joaquim) a 7ºC (demais estações). Em maio as temperaturas caíram

um pouco, ficando a máxima 27ºC (Lages) e a mínima 3ºC (São Joaquim, Bom

Jesus e Lages). As chuvas em abril variaram de 90 mm (Campos Novos) a 130 mm

(Bom Jesus) e em maio de 80 mm (Lages) a 150 mm (São Joaquim) conforme

Gráfico 4.

Tabela 5 - Experimento (C) com amostras obtidas de fazendas de 15 municípios dos

estados de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul-Brasil – condições climáticas e análises

das amostras de suco para SST, pH e de detecção de patulina (HPLC)

Local Data Coleta SST pH VariedadePatulina

ppb*Estação

Fraiburgo/SC 17/04/2015 14,40 3,96 Gala ND Campos Novos/SC

Bom Jesus/RS 20/04/2015 13,50 3,52 Fuji ND Bom Jesus/RS

Vacaria/RS 20/04/2015 12,46 3,74 Fuji ND Bom Jesus/RS

Vacaria/RS 20/04/2015 14,37 3,70 Fuji ND Bom Jesus/RS

Campo Belo do Sul/SC 23/04/2015 12,88 3,37 Fuji ND São Joaquim/SC

Bom Jardim da Serra/SC 23/04/2016 13,44 3,77 Fuji ND São Joaquim/SC

São Joaquim/SC 25/04/2015 13,45 3,77 Fuji ND São Joaquim/SC

Vacaria/RS 27/04/2015 13,36 3,71 Fuji ND Bom Jesus/RS

Bom Retiro/SC 27/04/2015 14,18 3,67 Fuji ND Lages/SC

Vacaria/RS 29/04/2015 14,01 3,76 Fuji ND Bom Jesus/RS

São Joaquim/SC 07/05/2015 14,44 3,79 Fuji ND São Joaquim/SC

Urupema/SC 13/05/2015 14,20 3,87 Fuji ND São Joaquim/SC

São Joaquim/SC 14/05/2015 14,06 3,86 Fuji ND São Joaquim/SC

Água Doce/SC 07/05/2015 13,54 4,08 Gala ND Campos Novos/SC

Vacaria/RS 21/05/2015 13,64 3,72 Pink Lady ND Bom Jesus/RS

média 13,73 3,75

desvio 0,58 0,17

* Análise por cromatografia líquida alta performance (HPLC). Limite deteção 10 ppb.

ND - não detectado

Page 48: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

47

Gráfico 4 - Dados climatológicos das localidades durante amostragem em pomares de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul

Fonte: Adaptado INMET (2015)

Figura 9 - Maçãs variedades Gala e Pink Lady - Condição Experimental C

Page 49: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

48

Figura 10 - Condição Experimental C – fruta (maçã) caída no solo

Page 50: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

49

6 DISCUSSÃO

As condições de crescimento de P. expansum e a produção de sua toxina

estão claramente definidas. Nesse sentido, Jackson et al. (2003) determinaram em

que condições as frutas devem sair do campo para industrialização sem o risco de

contaminação por patulina. Baert et al. (2007) avaliaram as condições de

estocagem, temperatura e a composição atmosférica. Salomão et al. (2008)

avaliaram o efeito da temperatura de estocagem e variedade de fruta. Moráles et al.

(2008) avaliaram as condições de pH e o acumulo de patulina em maçãs e peras.

Garcia et al. (2011) avaliaram a variabilidade intra-específica do crescimento e

produção de patulina de 79 isolados de P. expansum em condições especificas de

temperatura. Tannous et al. (2015), desenvolveram um modelo preditivo para o

crescimento do P. expansum e produção de patulina com efeitos da temperatura, pH

e atividade de água.

Com base nos trabalhos citados anteriormente entre outros, o presente

estudo deveria confirmar as probabilidades de ocorrência de patulina em frutas

caídas no solo. Entretanto isto não ocorreu.

Com o experimento exploratório (A) tinha-se a expectativa de nortear o

trabalho, demonstrando uma ausência de patulina nas frutas colhidas da árvore,

assim como uma detecção (mesmo em níveis baixos) de patulina na fruta do solo

sem lesão e, níveis de patulina na fruta do solo com lesão. Isto porque as

temperaturas foram propícias, o pH da fruta era adequado, assim como a variedade

de fruta, demonstrada favorável ao desenvolvimento de patulina. A pluviosidade do

local permitiu condição de umidade e atividade de água favoráveis. Contudo as

análises resultaram em não detecção de patulina em todas as amostras do

experimento (A).

O estudo com amostras vindas diretamente de uma área isolada

(experimento B) sendo coletadas ao longo de um período, também deveria confirmar

a expectativa do estudo anterior ou justificar a ausência do contaminante

(experimento A). Fatores como fase lag do fungo, temperatura ou umidade talvez

não tenham sido suficientes para a que a contaminação fosse evidenciada naquele

caso. No experimento (B) as condições eram adequadas para o crescimento para o

fungo, como temperatura de crescimento, pH, umidade (atividade de água) bem

como a temperatura de produção de patulina. Condições já evidenciadas por

Page 51: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

50

Tannous et al. (2015). Mas, ainda assim não houve detecção de patulina neste

grupo. Na última coleta do experimento B notou-se uma redução do SST e pH,

provavelmente pela deterioração das frutas pelo longo período que ali estiveram e

pelas chuvas acumuladas no período.

O experimento (C) partiu diretamente para frutas caídas no solo em várias

regiões de Santa Catarina e Rio Grande Sul. Todas as amostras resultaram em não

detecção de patulina. De igual forma pelas características da fruta (variedade)

(SALOMÃO et al., 2008), pH (TANNOUS et al., 2015; SALOMÃO et al., 2008), dados

climáticos semelhantes ao encontrados por Jackson et al. (2003), local de coleta da

amostra (solo) e sanidade (MORALES et al., 2007; JACKSON et al., 2003), o

crescimento do fungo e os níveis de patulina deveriam ser evidentes.

As diversas fontes bibliográficas que ora demonstram as várias condições

para o crescimento do fungo e produção da patulina, também trazem a luz alguns

possíveis aspectos que poderiam justificar a não produção de patulina.

GARCIA et al. (2011) demonstraram que dentre os 79 isolados de P.

expansum encontrou vários que tiveram fase lag mais longa e outros que

produziram patulina em níveis variados; isolados que precisaram mais tempo e

outros que tiveram redução da mesma, ou seja, o tempo que a fruta esteve no solo

talvez não tenha sido suficiente para crescimento do fungo ou produção da patulina.

Tannous et al. (2015) demonstraram uma fase lag maior de desenvolvimento

do P. expansum para temperaturas baixas (6 dias/4°C; 3 dias/8°C) e para

temperaturas altas (2 dias/30°C) para o início do desenvolvimento fúngico. Em seus

estudos foi observada a redução na produção de patulina a medida que a

temperatura se deslocou de 25°C para 30°C; com temperatura abaixo de 16° C

(ótima) a produção de patulina foi menor, neste caso de 8°C. De certa forma,

também foram observadas estas condições no campo no presente estudo (Gráfico

4, dados climáticos), onde estas temperaturas mínimas e máximas semelhantes

foram verificadas no período de colheita. Outro fator relevante verificado por

Tannous et al. (2015) foi o alto nível de patulina com atividade de água de 0,99.

Porém, baixos níveis de patulina foram encontrados com atividade 0,95. Pode-se

então avaliar que mesmo a fruta possuindo atividade de água alta, em ambientes

com baixa umidade justificaria uma dificuldade para crescimento do fungo e

produção de patulina. No entanto, o referido autor reforça que a melhor condição de

crescimento do Penicillium não é a melhor condição para produção de patulina.

Page 52: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

51

Em diversos estudos (SALOMÃO et al., 2008; JACKSON et al., 2003; BAERT

et al., 2007), retratam a contaminação por bolores azul e presença de patulina em

frutas de estocagem, provenientes de câmara fria ou de um período que

permaneceram guardadas, ou seja, a origem da contaminação por patulina parte de

frutas deterioradas e guardadas em temperaturas baixas. Amparo et al. (2012)

destacam que o Penicillium é um fungo encontrado em ambientes internos, locais de

estocagem (Packing House) cujo desenvolvimento é favorável pela temperatura e

umidade. Este tipo de Penicillium talvez não habite de forma normal em fazendas

produtoras da cultura ou esteja somente latente.

Salomão et al. (2008) observaram a redução de patulina em suco que sofreu

um processo fermentativo. Dados como estes e de outros autores (TANIWAKI et al.,

2001), sugerem que diversos competidores no campo poderiam dificultar o

crescimento do Penicillium e produção da patulina. Condições de baixa temperatura

em área de estocagem também podem inibir o competidor deixando o fungo à

vontade para crescer e produzir patulina.

O estresse induzido pela baixa temperatura pode estimular a produção de

patulina, mas a corrente variação pode não ter efeito sinérgico na produção da

toxina (BAERT et al., 2007; AMPARO et al., 2012). Esta observação é pertinente se

observado que as condições do campo não são estáticas se comparados aos

trabalhos realizados (GARCIA et al., 2011; BAERT et al., 2007), onde muitos deles

estão em condições de laboratório, bem controladas, permitindo bom

desenvolvimento dentro das condições estabelecidas. As condições de campo

podem ter condições ótimas, mas sofrem constante alteração, em relação a

temperatura, umidade, etc.

Outra possibilidade é que a aplicação de fungicidas na cultura da maçã

poderia de alguma forma impedir o crescimento do Penicillium no campo. Estudos in

vitro (VEIGA; COSTA, 1996) com P. expansum testaram os fungicidas tiabendazole,

tiofanato metílico, iprodione e imazalil. Somente o iprodione e o imazalil

apresentaram eficiência para evitar o crescimento do P. expansum. Verificou-se que

onde foram realizadas as coletas de amostras do presente estudo não foi realizado a

aplicação dos fungicidas imazalil e o iprodione. Berton (1995) também realizou

testes com P. expansum em maçãs de pós-colheita com tiofanato metílico,

triflumizole, dicloran e tiabendazole, onde observou que nenhum defensivo

conseguiu controlar efetivamente o P. expansum. Apesar destes estudos não serem

Page 53: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

52

recentes, atualmente, não há produto indicado especificamente para controle o P.

expansum à nível de campo. O imazalil e o iprodione estão indicados para

tratamento pós-colheita para fins de controle do P. expansum (BRASIL, 2016).

Face aos parâmetros avaliados e no presente estudo, principalmente,

temperatura e umidade, além da condição de processamento das amostras sem

etapas de limpeza da fruta, pode-se inferir que apesar dessas condições favoráveis

ao desenvolvimento do fungo, não houve indícios de presença de patulina. Isto

reforça sobre o consenso de que o P. Expansum é um fungo “indoor”, ou seja, de

estocagem em baixas temperaturas e umidade (MORALES et al., 2007; WELKE et

al., 2011).

Outros destinos mais distantes que possuam logística complicada (custo

frete) e/ou tarifas elevadas para o suco concentrado de maçã do Brasil, talvez não

impeçam a venda para estes lugares, mas estes fatores mostram os Estados Unidos

ainda como melhor destino para o suco de maçã brasileiro, portanto, sujeito as

regulamentações daquele país, no caso específico o não uso das frutas caídas no

solo para processamento do suco.

A indústria de suco busca atender a demanda com menor custo e qualidade

de produto, fica, entretanto, sujeita às regulamentações impostas pelo mercado

consumidor. Para o Brasil, o não uso das frutas caídas no solo para processamento

do suco e exportação, ainda é a primeira opção. Mas, se a patulina for um PCC a

ser atendido mesmo para a maçã não industrial, então mudanças nas

regulamentações podem ocorrer.

Page 54: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

53

7 CONCLUSÕES

Face a necessidade de minimização de desperdício de alimentos, frutas

caídas no solo deveriam ser utilizadas pela indústria na fabricação de suco

concentrado.

Com base na revisão da literatura, as condições ambientais durante a colheita

de maçã nos pomares dos estados de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul

mostraram-se favoráveis ao desenvolvimento de fungos, particularmente de

Penicillium expansum;

Intencionalmente as amostras de maçãs utilizadas nas três condições

experimentais não sofreram processos de limpeza e lavagens de modo que não se

excluísse a presença de fungos e ou toxinas fúngicas. O objetivo de avaliar se as

condições de fruta caídas no solo são aptas para colheita e destinadas à indústria foi

alcançado.

Certamente, condições de sanidade desta fruta deverão ser observadas como

estabelece o Codex Alimentarius, mantendo o critério de frutas sadias escolhidas

para tal, evitando também que micro-organismos deteriorantes dificultem o seu

processamento.

Os resultados aqui obtidos não indicaram problemas de segurança do

alimento no que se refere à micotoxina patulina. Contudo, pelo exposto neste estudo

e nos estudos citados, considera-se que ainda é mais adequado estabelecer-se

como ponto crítico de controle a seleção das frutas, a remoção das maçãs

danificadas no processamento de suco concentrado de maçã e realizar análises de

patulina como verificação. Portanto, a observância dos métodos oficiais

padronizados e limites impostos pelos órgãos internacionais os quais buscam em

primeiro plano, minimizar os riscos ao consumidor é uma condição a ser seguida.

Por fim, os dados aqui obtidos permitem concluir que maçãs caídas no solo

vindas diretamente do pomar podem ser utilizadas para a produção de suco

concentrado de maçã.

Page 55: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

54

REFERÊNCIAS

AMPARO, H. C., CAVICHON, E., BARATTO, C. M., TONDO, E.C.; GELINSKI. J. M. L. N. 2012. Determination of Patulin in Apple Juice from Fuji Apples Stored in Different Conditions in Southern Brazil. Journal of Food Research; Vol. 1, No. 3; 2012.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5426 – Plano de Amostragem e procedimentos na inspeção de atributos. Rio de Janeiro, 1985.

ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS. Official Method of Analysis. AOAC International, sec. 995.10. 2000. Disponível em: <http://www.aoac.org/imis15_prod/AOAC/Publications/Official_Methods_of_Analysis/AOAC_Member/Pubs/OMA/AOAC_Official_Methods_of_Analysis.aspx?hkey=5142c478-ab50-4856-8939-a7a491756f48>. Acesso em: 20 maio 2016.

ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS. Official Method of Analysis. AOAC International, sec. 970.91.1999. Disponível em: <http://www.aoac.org/imis15_prod/AOAC/Publications/Official_Methods_of_Analysis/AOAC_Member/Pubs/OMA/AOAC_Official_Methods_of_Analysis.aspx?hkey=5142c478-ab50-4856-8939-a7a491756f48>. Acesso em: 20 maio 2016. BAERT, K.; VALERO, A.; MEULENAER, B. et al. Influence of storage conditions of apples on growth and patulin production by Penicillium expansum. Int. J. Food Microbiol. 119, 170–181.2007.

BERTON, O. Controle do Mofo Azul em Maçãs Frigorificadas. Pesquisa Agropecuária Gaúcha. Porto Alegre, v.1, n.2, p. 243-245. 1995

BRASIL. Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Resolução da Diretoria Colegiada. RDC nº 07, de 18 de fevereiro de 2011. Disponível em: <http://portal.anvisa.gov.br/documents/33880/2568070/rdc0007_18_02_2011.pdf/1c21241c-471d-4d10-8a24-da92c96604b8>. Acesso em: 13 jul. 2016.

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). Sistema de Agrotóxicos Fitossanitários (2003). Disponível em: <http://agrofit.agricultura.gov.br/agrofit_cons/principal_agrofit_cons>. Acesso em: 10 jun. 2016.

Page 56: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

55

BRASIL – Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). Secretaria de Política Agrícola. Maçã informativo n° 54. Ano 6 vol. 54. 2013.

BROOKS, F.AND HANSFORD, C.G. 1923. Mould growth upon cold-stored meat. Trans. Br. Mycol. Soc. 8: 113-142

CELLI, M. G.; GARCIA-CRUZ, C. H.; COELHO, A. R.; WOSIACKI, G.; Patulina: incidência e controle em derivados de maçã. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 30, n. 1, p. 135-162, jan./mar. 2009.

CHARKOW, W.; Market Outlook for Apple Juice concentrates. Factor Effecting Medium Term Supply Demand. Juice World, St. Peterburg, 2012. Disponível em: <http://www.rsps.ru/projects/juceworld/16.pdf>. Acesso em: 27 fev. 2015.

CODEX ALIMENTARIUS COMMISSION. Code of practice for the prevention and reduction of patulin contamination in apple juice and apple juice ingredients in other beverages. CAC/RPC, 50-2003, 1e6. 2003b.

COSTA, I. F. D.; VEIGA, P.; Inibição do Desenvolvimento de Penicillium expansum por Fungicidas, In Vitro. Ciência Rural, Santa Maria, v. 26, n.3, p. 357-360, 1996.

EUROPEAN UNION. Commission Regulation (EU) No 1006/2011 of 27 September 2011 amending Annex I to Council Regulation (EEC) No 2658/87 on the tariff and statistical nomenclature and on the Common Customs Tariff. Official Journal of European Union. Disponível em: <http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2011:282:FULL:EN:PDF>. Acesso em: 27 fev. 2015.

EUROPEAN UNION. Comission Regulation (EC) 1881/2006/ setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs. Official Journal EC L 364/5, December 20, 2006. Disponível em: <,http://eurlex.europa.eu/legalcontent/PT/TXT/PDF/?uri=CELEX:32006R1881&from=PT>. Acesso em: 28 jun. 2016.

FAO/WHO. Chemical Safety Information from Intergovernmental Organizations (INCHEM) Patulin (IARC Summary & Evaluation, Volume 40, 1986). 1998. Disponível em: <http://www.inchem.org/documents/iarc/vol40/patulin.html>. Acesso em 28 jun 2016. FAO/WHO. Evaluations of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) Patulin (WHO Food Additives Series 35). 2010.

Page 57: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

56

Disponível em: <http://apps.who.int/food-additives-contaminants-jecfa database/chemical.aspx?chemID=3345>. Acesso em: 28 jun. 2016.

FILHO, A. R. Falta de obra para a colheita da maçã em Fraiburgo/SC. Fraiburgo/SC: Campo e Lavoura, 2013. Entrevista concedida à Daria Rodrigues. Disponível em: <http://g1.globo.com/rs/rio-grande-do-sul/campo-e-lavoura/videos/v/falta-mao-de-obra-para-a-colheita-da-maca-em-fraiburgo-sc/2411387/>. Acesso em: 27 fev. 2015.

GARCIA, D.; RAMOS, A. J.; SANCHIS, V.; MARÍN, S.; Intraspecific variability of

growth and patulin production of 79 Penicillium expansum isolates at two

temperatures. International Journal of Food Microbiology 151. 195-200. 2011.

HOPKINS, J. The toxicological hazards of patulin. Food and Chemical Toxicology, n.31, pp.455-456. 1993.

INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Métodos físico-químicos para análise de alimentos. São Paulo: Instituto Adolfo Lutz, p. 1020.2008. Disponível em: <http://www.ial.sp.gov.br/resources/editorinplace/ial/2016_3_19/analisedealimentosial_2008.pdf>. Acesso em: 20 fev. 2016.

INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA. Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa. 2016. Disponível em: <http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=tempo/graficos>. Acesso em: 15 ago 2015.

JACKSON, L.S., BEACHAM-BOWDEN, T., KELLER, S.E., ADHIKARI, C., TAYLOR, K.T., CHIRTEL S. J. , MERKER, R.I. Apple, quality, storage, and washing treatments affect patulin levels in apple cider. Journal of Food Protection. 2003 Apr: 66 (4):618-24.

LOVETT, J.; THOMPSON, R.G. ; BOUTIN, B.K.; Trimming as a means of removing patulin from fungus-rotted apples. Journal - Association of Official Analytical Chemists., v.58, n.5,909-911.1975. MARÍN, S.; MORALES, H.; HASAN, H. A. H.; RAMOS, A. J.; SANCHIS, V. Patulin distribution in Fuji and Golden apples contaminated with Penicillium expansum. Food Additives & Contaminants, London, v. 23, n. 12, p. 1316-1322, 2006.

MIDIO, A. F.; MARTINS, D. I. Toxicologia de Alimentos. São Paulo: Varela, 2000.

Page 58: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

57

MGEX. The Minneapolis Grain Exchange, Inc. Apple Juice Concentrate. Minneapolis, MN, USA, 2016. Disponível em: < http://www.mgex.com/ajc/>. Acesso em 10 jun. 2016.

MOAKE, M. M.; PADILLA-ZAHOUR, O. I.; WOROBO, R. W.. Comprehensive review of patulin control methods in foods. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 4, 8-21, 2005.

MORALES, H.; MARÍN, S.; ROVIRA, A.; RAMOS, A. J.; SANCHIS, V. Patulin accumulation in apples by Penicillium expansum during postharvest stages. Letters in applied microbiology, Oxford, v. 44, n. 1, p. 30-35, 2007.

MORALES, H.; MARÍN, S.; CENTELLES, X; RAMOS, A. J.; SANCHIS, V.;, Cold and ambient deck storage prior to processing as a critical control point for patulin accumulation. International Journal of Food Microbiology, v.116, n.2, pp. 260–265. 2007.

PELCZAR, M. J. Microbiologia: conceitos e aplicações. 2 ed. , São Paulo: Makron Books, 1997.

PITT, J. I.; HOCKING, A. D. Fungi and Food Spoilage. London: Blackie Academic & Professional. 1997.

PERES, P. N.; Presidente da ABPM diz que mão de obra na colheita da maçã é caótica. São Joaquim: blog São Joaquim de fato, 2013. Entrevista concedida à Glauco Silvestre Silva. Disponível em: <http://saojoaquimonline.com.br/saojoaquimdefato/?P=6703>. Acesso em 27 fev. 2015.

PUEL, O.; GALTIER, P.; OSWALD, I. P.; Biosynthesis and Toxicological Effects of Patulin. Toxins, 2010, 2, 613-631, 2010.

ROSS, G. U.; TANIWAKI, M. H.; SABINO, M. et al. Produção de patulina em maçã (Malus domestica Borkhausen), cultivares Gala e Fuji inoculadas com Penicillium spp. Ciênc. Tecnol. Aliment, 18, 63-67, 1998.

SAMSON, R. A.; REENEN-HOEKSTRA, E. S. van. Introduction to Food-borne Fungi. 3. Ed. Netherlands: CBS, 1988.

SALOMÃO, B. C. M. ARAGÃO, M. F. CHUREY, J.J.; PADILLA-ZAKOUR, O. I. E WOROBO, R. W. Influence of Storage Temperature and Apple Variety on Patulin

Page 59: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

58

Production by Penicillium expansum. Journal of Food Protection, vol. 72, No. 5, 2009, pp. 1030–1036. 2009.

SANT’ANA, A. S.; ROSENTHAL, A. ; MASSAGUER, P. R. (2008). The fate of patulin in apple juice processing: a review. Food Research International, 41, p.441-453. 2008.

SCUSSEL, V. M. Micotoxinas em Alimentos. Florianópolis: Insular, 1998. TANIWAKI, M. H.; BLEINROTH, E. W.; DE MARTIN, Z. J. Bolores Produtores de Patulina em Maçã e suco Industrializado. Campinas: colet. ITAL, 1989.

TANIWAKI, M. H.; SILVA, N. da. Fungos em Alimentos: ocorrência e detecção. Campinas: Núcleo de Microbiologia/ITAL, 2001.

TANNOUS, J.; ATOUI, A.; KHOURY, A.; FRANCIS, Z.; OSWALD, I. P.; PUEL, O.; LTEIF, R.; A Study on the physicochemical parameters for Penicillium expansum growth and patulin production: effect of temperature, pH, and water activity. Food Science & Nutrition. Open access. Doi: 10.1002/fsn3.324. 2015.

THOMPSON, I.; U.S. Waterborne Import Trade (WIT) Report. HS Code 200979 Apple Juice. 2012. Disponível em: <http://worldtradedaily.com/2012/09/26/wit-report-for-hs-code-200979-apple-juice/>. Acesso em: 27 fev. 2015.

USA. United States of America. Guidance for Industry: Juice HACCP Hazards and Controls Guidance First Edition; Final Guidance, 2003. Disponível em: <http://www.fda.gov/Food/GuidanceRegulation/GuidanceDocumentsRegulatoryInformation/Juice/ucm072557.htm>. Acesso em: 27 nov. 2014.

USA. United States of America. United States Department of Agriculture (USDA); Fresh Deciduous Fruit . World Markets and Trade (Apples, grapes & pears). 2016. Disponível em: <http://usda.mannlib.cornell.edu/usda/current/decidwm/decidwm-06-13-2016.pdf>. Acesso em: 27 jun. 2016.

USA. United States of America. Waterborne Import Trade (WIT) Report. HS Code 200979 APPLE JUICE. 2012. Disponível em: <https://worldtradedaily.com/2012/09/26/wit-report-for-hs-code-200979-apple-juice/>. Acesso em 12 mar 2016.

Page 60: UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA NÚCLEO ...

59

USA. United States of America. WORLD MARKETS AND TRADE: apple juice. Foreign Agricultural Service USDA. Global Concentrated Apple Juice, 2008. Disponível em: <http://usda.mannlib.cornell.edu/usda/current/applejwm/applejwm-04-14-2008.pdf> Acesso em: 27 fev. 2015.

WELKE J. E.; HOELTZ M.; DOTTORI H. A.; NOLL, I. B. Effect of processing stages of apple juice concentrate on patulin levels. Science direct Food Control 20, p.48–52, 2009.