Upload
internet
View
108
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Processo SymbiosProcesso Symbios
““The Knowledge of natureThe Knowledge of nature””
Conceição Oliveira, IST, 22 Março de 2006Conceição Oliveira, IST, 22 Março de 2006
Objectivo
Prevenir a formação de TCA em cortiça
Abordagem Científica
Problema: Formação de 2,4,6-tricloroanisole na cortiça
Compilação e análise crítica do conhecimento científico e empírico reportado ao problema;
Enquadrar o problema no domínio dos processos biológicos da natureza.
Direccionar o foco de atenção, não para o composto em si, mas para os mecanismos que conduzem à sua formação na matriz cortiça;
Perspectivando uma solução de cariz preventivo
Abordagem Científica
De um modo abrangente,
A acção dos microorganismos é um facto incontornável no mundo que nos rodeia;
A sua acção revela-se não só necessária como essencial ao equilíbrio e manutenção dos ecossistemas;
Sendo uma organização biológica, os microrganismos necessitam de determinados nutrientes por forma a obter a energia necessário ao seu metabolismo celular;
Abordagem Científica
Especificamente na matriz cortiça,
A estabilização pós-cozedura é etapa de maior actividade microbiológica na matriz cortiça;
Os mecanismos, as espécies e as condições potenciadoras da formação de cloroanisóis na cortiça, encontram-se suficientemente estudadas;
Durante a estabilização pós-cozedura, a combinação de diversos factores potenciam a formação de cloroanisóis como produtos intermediários de reacções biológicas;
Abordagem Científica
Como inibir a formação de cloroanisóis em cortiça ?
Hipótese 1: Esterilização completa da cortiça, asseptização das instalações fabris e manuseamento da cortiça em condições de assepsia.
ou
Hipótese 2: Alteração das características do meio, possibilitando o desenvolvimento dos microorganismos “ benéficos” em condições controladas
Abordagem Metodológica
Hipótese 2: Alteração das características do meio-cortiça.
Como? Actuar directamente na etapa de cozedura da cortiça.
Enriquecimento da água com determinados aditivos, os quais, por difusão em meio aquoso fervente, irão fixar-se nas estruturas ricas em compostos lenhino-polissacáridos, nomeadamente paredes interiores dos canais lenticulares e raspa (ou costa) da cortiça.
Abordagem MetodológicaPlaneou-se experiencias a nível laboratorial, na fase decozedura:
Combinação de aditivos
Cozimento aditivado
Estabilização “forçada”
Análise de cloroanisóis
Aditivação eficaz?
sim
não
Escalonamento industrial
Resultados preliminares
Após várias combinações de aditivos… formulação X
Determinação de 2,4,6-TCA em cortiça
Obs: n.d. - não detectado; L.D.: 0,7 ng/l
Fracção Inferior Superior
Mato n.d. 2,6 ng/l
Cozedura normal e após ; estabilização “forçada”
31,0 ng/l 118,2 ng/l
Cozedura com aditivos X; estabilização “forçada”
n.d. 3,4 ng/l
Superior
Inferior
Costa
Barriga
Resultados preliminares
... (!?) ...repetição…
Determinação de 2,4,6-TCA em cortiça
Obs: n.d. - não detectado; L.D.: 0,7 ng/l
Fracção Inferior Superior
Mato n.d. 2,6 ng/l
Cozedura normal; estabilização “forçada”
12,2 ng/l 66,8 ng/l
Cozedura com aditivos X; estabilização “forçada”
n.d. n.d.
Superior
Inferior
Costa
Barriga
Resultados preliminares
Observação visual: Todos os provetes “aditivados” evidenciavam um acentuado desenvolvimento microbiano;
Forma de fixação, desenvolvimento e esporulação das espécies?
• Preparação de meios de cultura microbiológica (WLN) com e sem aditivos X;• Inoculação com espécies microbiológicas características da cortiça (espalhamento de solução de extracção de pedaços de cortiça);• Incubação durante 5 dias a 27ºC;• Seccionamento tangencial do meio de cultura; obtenção de perfis para análise de microscopia óptica.
Ilustração do corte:
Resultados preliminares
Perfis tangenciais dos meios de cultura sem aditivação: Observação por microscopia óptica
Resultados preliminares
Perfis tangenciais dos meios de cultura sem aditivação: Observação por microscopia óptica
Resultados preliminares
Perfis tangenciais dos meios de cultura com aditivação: Observação por microscopia óptica
Resultados preliminares
Perfis tangenciais dos meios de cultura com aditivação: Observação por microscopia óptica
Resultados preliminares
Com a adição da formulação X…
A actividade das espécies microbiológicas é marcadamente reduzida na matriz de suporte;
Manutenção das características cromáticas e morfológicas do meio de cultura, indiciando que o efeito degradativo da acção enzimática foi francamente reduzido;
Ausência de formas esporuladas no interior do meio de cultura.
Resultados preliminares
Com a adição da formulação X…
Efeito barreira: Inexistência de hifas em profusão no interior do meio de cultura, indiciando que os microorganismos (bolores) se deparam com um meio interno “pouco atractivo”.
Efeito simbiótico: Com a disponibilidade de nutrientes à superfície, os microorganismos tendem a fixar-se na interface, exibindo de forma “exuberante” a sua parte aérea visível (micélio exterior). Deste modo, a interface faculta um “terreno favorável” à disseminação dos microorganismos por dispersão superficial das suas formas esporuladas.
Acção imediata
Escalonamento industrial (scale-up) - Avaliar a eficácia da formulação X em condições reais de utilização
Processo Symbios
Scale-up industrial
Duas empresas rolheiras com processo industrial verticalizado:
Sercor – Sociedade Exportadora de Rolhas e Cortiça, S.A.
Norcor – Indústria de Cortiça, S.A.
Início da experiência: Agosto de 2004;
Lotes de cortiça de mato em processamento: campanha de 2003;
Experiências realizadas numa base comparativa, i.e.: processo Symbios vs processo Tradicional.
Scale-up industrial
Caracterização cortiça mato
Experiências unidade piloto - aferição da concentração de aditivos Symbios
Cozedura Tradicional (PT):Água limpa, fervura 1 ½ hora
2 cozeduras consecutivas1500 kg de cortiça /cozedura 12 000 litros de água
Cozedura Symbios (PS):Água limpa, fervura 1 ½ hora
4 cozeduras consecutivas1500 kg de cortiça/cozedura 12 000 litros de água
+ aditivos Symbios
Estabilização 2 a 4 semanasAvaliação
qualitativa
CTCOR
Fabricação
Acabamentos
Avaliação qualitativ
a
Empresas
Unidade piloto - ResultadosCozedura Symbios: Aumento notável da capacidade extractiva do meio de cozedura
0
10
20
30
40
50
60
70
SS
T (
mg
/L)
Ref. Conc 1 Conc 2 Conc 3 Conc 4
Concentração Symbios
Cozedura tradicional;água limpa
Cozedura Symbios;água limpa
Unidade piloto - ResultadosCozedura Symbios: Aumento de eficácia na extracção de compostos polifenólicos
0
50
100
150
200
250
Polife
nóis
(m
g/L)
Ref . Conc 1 Conc 2 Conc 3 Conc 4
Concentração Symbios
Cozedura tradicional;água limpa
Cozedura Symbios;água limpa
Unidade piloto - ResultadosCozedura Symbios: Aumento de eficácia na extracção de compostos polifenólicos
Cozedura tradicional;água limpa
Cozedura Symbios;água limpa
Cozedura Symbios;cozeduras consecutivas
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Polife
nóis
(m
g/L)
Concentração Symbios
Experiência industrial - ResultadosEstabilização pós cozedura: Tal como expectável, registou-se um elevado desenvolvimento micológico nas pranchas submetidas ao processo Symbios. Clara dominância de espécies dos géneros Monilia s.p. e Mucor s.p.
Experiência industrial - Resultados
Desenvolvimento microbiológico durante a estabilização pós cozedura:
Processo Tradicional vs Processo Symbios
Processo Tradicional
Processo Symbios
Experiência industrial - Resultados
Desenvolvimento microbiológico durante a estabilização pós cozedura:
Processo Tradicional vs Processo Symbios
Processo Tradicional
Experiência industrial - Resultados
Desenvolvimento microbiológico durante a estabilização pós cozedura:
Processo Tradicional vs Processo Symbios
Processo Symbios
Experiência industrial - ResultadosDesenvolvimento micológico durante a estabilização pós cozedura:Processo Tradicional (PT) vs Processo Symbios (PS)
Actividade de fungos filamentosos
Potencial de síntese da micotoxina OTA?
Determinação da Ocratoxina A (OTA) nas pranchas de cortiça pós-estabilização(Ensaios realizados pelo Centro de Engenharia Biológica da Universidade do Minho)
Restrições
regulamentares
Amostra OTA (gOTA/kg cortiça)
PT 0,376
PS 0,294
Experiência industrial - ResultadosDeterminação da Ocratoxina A (OTA) nas pranchas de cortiça pós-
estabilização(Ensaios realizados pelo Centro de Engenharia Biológica da Universidade do Minho)
Avaliação dos resultados:
Resultados idênticos entre as amostras PT e PS
Com base no limite proposto para o vinho de 2g/L (…) (…) assumindo que cada rolha pesa cerca de 3,5 g (…) (…) assumindo que toda a OTA de uma rolha passa para o vinho (!!!)
(…)
A concentração final no vinho seria de 0,0016 g/l
O que representa 0,08 % (!!!) do limite máximo admissível proposto para o vinho
Experiência industrial - Resultados
Determinação de 2,4,6-TCA (libertável) nas rabanadas de cortiça
Amostras PT (ng/l)
Costa 22,6 56,6 29,7 113,1
Costa
Amostras PS (ng/l)
Costa 2,4 4,8 9,7 5,4
Experiência industrial - Resultados
Determinação de 2,4,6-TCA (libertável) nas rabanadas de cortiça
Sub-costa
LD: 0,7 ng/l; LQ: 1,4 ng/l
Amostras PT (ng/l)
Sub -costa
1,8 4,1 3,1 2,8
Amostras PS (ng/l)
Sub -costa
n.d. n.d. n.q. n.d.
Experiência industrial - Resultados
Análise sensorial de rolhas lavadas:
Nas amostras procedentes de ambas as empresas verificou-se que:
A incidência de “mofo” nas referências PS é vestigiária (menor que 1/1000) e, quando ocorre, dá-se a níveis de intensidade “ligeiro”;
Nas amostras PT registou-se a ocorrência de “mofo” em 1 a 2% das rolhas analisadas, com níveis de intensidade “ligeiro” a “forte”;
“As amostras PS evidenciam um abaixamento notável da linha de base (i.e.: aumento da limpidez sensorial), quando comparadas com as referências PT”:
“As amostras PS evidenciam uma menor variabilidade da linha de base, quando comparadas com as referências PT”.
Experiência industrial - ResultadosAnálise sensorial de rolhas lavadas Simulador de contacto: água destilada/desodorizada(Nota: Amostras PT e PS de uma única empresa)
Amostras PT (ng/l)
Ausência de “mofo”
893
Detecção de “mofo”
12
Total de rolhas 905
Confirmação analítica
Quantificação de cloroanisóis “libertáveis” na rolha individual
29,1 ng /l4,0 ng/l8,9 ng/l 1,5 ng/l
28,4 ng /l 66,4 ng/l 5,0 ng/l 15,0 ng/l21,2 ng/l 9,7 ng /l 75,8 ng/l 6,2 ng/l
Limite de detecção sensorial em vinho: 4 ng/l
Taxa de incidência de “mofo” = 11/905 rolhas = 1,2%
2,4,6-TCA
Admitindo que a rolha cederia todo o TCA libertável (?!)
Experiência industrial - Resultados
Amostras PS (ng/l)
Ausência de “mofo”
1181
Detecção de “mofo”
3
Total de rolhas 1184
Confirmação analítica
Quantificação de cloroanisóis “libertáveis” na rolha individual
1,9 ng /l
1,6 ng/l
6,6 ng/l
Taxa de incidência de “mofo” = 1/1184 rolhas = 0,08% (!!!)
Análise sensorial de rolhas lavadas Simulador de contacto: água destilada/desodorizada(Nota: Amostras PT e PS de uma única empresa)
2,4,6-TCA
Limite de detecção sensorial em vinho: 4 ng/l
Admitindo que a rolha cederia todo o TCA libertável (?!)
Experiência industrial - Resultados
Determinação de 2,4,6-TCA (libertável) em triturados de aparas de broca; Tempo de stockagem das aparas: 2 meses
Amostras PT (ng/l)
83,5 55,8 217,7
Amostras PS (ng/l)
8,8 18,1 2,7
Experiência industrial - Resultados
Comportamento físico-mecânico das rolhas de cortiça: Massa volúmica; Compressão e Relaxação
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Fo
rça
de
re
lax
aç
ão
(d
aN
)
0
20
40
60
80
100
120
Fo
rça
de
co
mp
res
sã
o (
da
N)
PT1 PT2 PS1 PS2
Legenda:
0
50
100
150
200
250
Mas
sa v
olúm
ica
(kg/
m3)
Conclusões
O processo Symbios é um processo biológico, de cariz preventivo, que promove o desenvolvimento de microorganismos “benignos”, em detrimento de espécies com potencial de formação de metabolitos indesejados;
O processo Symbios promove a inibição da biosíntese de cloroanisóis durante a etapa de preparação da cortiça;
A cozedura Symbios assegura uma maior limpeza e extracção de matérias hidrossolúveis da cortiça (ex.: terras, polifenóis, etc.);
Conclusões
Com a obtenção de aparas “mais limpas” (física e organolépticamente), as vantagens do processo Symbios são repercutidas ao longo da cadeia de fabricação de rolhas técnicas;
O processo Symbios é inócuo e respeita as regulamentações comunitárias de materiais destinados a contacto com géneros alimentícios;
O processo Symbios não introduz quaisquer alterações às características físico-mecânicas da cortiça, salvaguardando a funcionalidade do produto - rolha de cortiça.
Condições p/ implementação
Implementação na fase da cozedura
Cumprimento do Código Internacional das práticas rolheiras: separação de calços e manchas amarela
Resultados optimizados com cortiça do mato
Processo SymbiosProcesso Symbios
““The Knowledge of natureThe Knowledge of nature””
Muito Obrigado pela Vossa AtençãoMuito Obrigado pela Vossa Atenção