Influence of different storage temperatures on Alicyclobacillus acidoterrestris CRA 7152 survival in hot-filled orange juice.

Resumo: Os tratamentos térmicos de enchimento a quente não são suficientes para eliminar Alicyclobacillus acidoterrestris no suco de laranja, devido a sua alta resistência térmica neste produto. O controle deste microrganismo apenas pode acontecer sob adequada estocagem do produto. Com o intuito de analisar as condições térmicas de estocagem na germinação do Alicyclobacillus acidoterrestris em suco de laranja enchido a quente foi desenvolvida uma metodologia abrangendo desde o processamento em unidade Microthermics UHT (Ultra High Temperature), passando pelo monitoramento de vida de prateleira, até o alcance da fase estacionária do microrganismo, através de contagem das formas vegetativas utilizando o meio YSG (Yeast Extract Soluble Starch Glucose). A vazão aplicada foi de 1,7 L/min., ao passo que diversos termosensores foram estrategicamente posicionados para acompanhamento termométrico de todo o procedimento. Os parâmetros de crescimento foram analisados por meio da utilização do software DMFit, que ajusta os modelos primários de Baranyi & Roberts e Gompertz modificado. O objetivo central desta pesquisa foi observar possíveis inibições do crescimento em função das condições impostas, permitindo esclarecer qual é a melhor condição de estocagem do suco de laranja enchido a quente para evitar a germinação, crescimento e produção de guaiacol. Suco de laranja (11º Brix, pH 3,5) foi intencionalmente inoculado com esporos de Alicyclobacillus acidoterrestris CRA 7152 reconhecido como produtor de guaiacol (responsável pela deterioração). O suco envasado em garrafa PET (500 mL) foi mantido a 85ºC por 150 segundos em banho termostático. Para verificar o número de reduções decimais foram realizados seis experimentos, simulando a condição da indústria (Hot Fill), ou seja, processamento a 92ºC por 10 segundos, seguido de envase a 85ºC, com manutenção a esta temperatura por 150 segundos e resfriamento por aspersão até 35ºC em 30 minutos. Para avaliação do número de pontos significativos na descrição da curva microbiana de crescimento de Alicyclobacillus acidoterrestris foram realizados dois experimentos de enchimento a quente com resfriamento a 25ºC por 48 horas com inóculos (102 e 103 esporos/mL de suco). A evolução da população de Alicyclobacillus acidoterrestris em suco de laranja foi monitorada sob cinco diferentes temperaturas de abuso de resfriamento, após pasteurização (92ºC/10s), manutenção a 85ºC por 150 segundos e resfriamento por aspersão de água (85ºC a 35ºC em 30 minutos). Os tratamentos, com três níveis diferentes de inóculo cada (100, 101 esporos/mL de suco e sem inóculo), foram: i. 30ºC no ponto frio da garrafa, ii. 30ºC por 48 horas, iii. 25ºC no ponto frio da garrafa, iv. 25ºC por 48 horas, todos seguidos de incubação a 35ºC, e v. manutenção constante a 20ºC (controle). Foi mostrado que, independente do nível de inóculo, o processo de pasteurização não inativa os esporos de Alicyclobacillus acidoterrestris, causando redução decimal (g) inexpressiva, inferiores a 0,5 reduções logarítmicas. Cerca de quinze pontos de contagem foram estabelecidos para descrever com precisão cada curva de crescimento, as quais foram acompanhadas por cerca de 260 horas. Em relação aos tratamentos de resfriamento, a condição v (manutenção a 20ºC) foi a mais eficiente, pois inibe completamente a germinação do microrganismo. Enquanto o tratamento iv (25ºC por 48 horas) para inóculo 100 esporos/mL, mostrou maior tempo de adaptação (100,4 horas), e conseqüente maior tempo para atingir 104UFC/mL (132 horas), condição crítica para iniciar a produção de guaiacol, o tratamento iii (25º no ponto frio) para inóculo 101 esporos/mL, resultou em menor população máxima (logN/N0 = 2,69). Nesse último caso, as garrafas resfriadas até 25ºC apresentaram uma menor população máxima em relação àquelas resfriadas até 30ºC com o mesmo inóculo (logN/N0 = 3,26). O tempo para início da produção detectável de guaiacol foi determinado por meio da utilização do kit Kirin, que é baseado em julgamento visual. Enquanto as predições feitas a partir da curvas de crescimento propiciaram para o tratamento ii a estimativa do defeito entre 100-108 horas, o primeiro resultado positivo obtido através do kit foi às 144 horas, o que pode ser explicado pela baixa produção inicial de guaiacol que é inferior ao tempo de aparecimento de defeito do kit a partir de 25ppm.Abstract: Hot-Fill thermal treatments of orange juice are not enough to eliminate Alicyclobacillus acidoterrestris due to its high thermal resistance. Therefore the microbial control of this microorganism can only occur by adequate product storage conditions. In order to evaluate the effects of the thermal conditions of storage on germination of Alicyclobacillus acidoterrestris in hot-filled orange juice, experiments were carried out involving processing in a Microthermics UHT (Ultra High Temperature) unit and shelf life monitoring until the microorganism reached the stationary phase, by counting in YSG medium (Yeast extract, Soluble Starch, Glucose). The UHT unit was supplied with thermosensors and data loggers for thermal data acquisition of the whole processing. The flow rate applied was 1.7 L/min. Growth data were analyzed by the DMFit program, which fits both the Baranyi & Roberts and the modified Gompertz primary models. The main purpose of this research was to observe possible growth inhibitions as a function of the conditions imposed, permitting to clarify which is the best condition of storage for hot-filled orange juice amongst those tested. Such a condition should avoid or minimize germination, growth and guaiacol production. Orange juice (11º Brix, pH 3.5) was intentionally inoculated with Alicyclobacillus acidoterrestris CRA 7152 spores, recognized as guaiacol producers. In order to simulate surge tank maintenance before filling, juice (filled in 500 mL PET bottles) was kept at 85°C for 150s. To verify the number of decimal reductions (g), six experiments were carried out. Industrial conditions were simulated by processing at 92°C for 10 seconds, followed by filling at 85°C, with maintenance at 85°C for 150 seconds and cooling to 35°C in about 30 minutes by spraying with water. Two Hot-Filling experiments with cooling maintained at 25°C for 48 hours were performed, to determine the number of significant points needed to describe the growth curve behavior of Alicyclobacillus acidoterrestris. The inoculum levels were 102 and 103 spores/mL. The evolution of the Alicyclobacillus acidoterrestris population was also monitored under 5 different cooling abuse conditions, after pasteurization (92ºC/10s), maintenance at 85°C for 150 seconds, and cooling with water spray to 35°C in about 30 minutes. The treatments were: i. 30°C for the bottle cold point and storage at 35°C; ii. 30°C for 48h and storage at 35°C; iii. 25°C for the bottle cold point and storage at 35°C; iv. 25°C for 48h and storage at 35°C; v. storage at 20°C (control). Three different levels of inoculum were applied: 100, 10¹ spores/mL of orange juice and a total absence of inoculum. It was shown that, no matter what the inoculum level, the process did not inactivate the spores of Alicyclobacillus acidoterrestris and caused no expressive reduction in the microorganism population (g < 0.5). About fifteen points were established for every condition studied to accurately describe the growth curves. Each curve was monitored for about 260 hours. Concerning the cooling treatments, it was concluded that treatment v (storage at 20°C) was more efficient than any of the others, since in this case the population remained inhibited. Whilst treatment iv (25°C for 48 hours) with 100 spores/mL, showed a longer lag time (100.4 hours), and consequently longer time to reach 104 CFU/mL, the critical count for guaiacol production (132 hours), treatment iii (25°C for the bottle cold point) for 101 spores/mL, resulted in a lower maximum population ratio (logN/N0 = 2.69). In this latter case, the bottles that were cooled to 25ºC showed a lower maximum population ratio than those cooled to 30ºC, as can be seen in treatment i with the same inoculum 101spores/mL, where the maximum population ratio was 3.26. In addition, the time taken to initiate the detection of guaiacol was determined using the Kirin kit, which is based on a visual examination. Although the estimate for guaiacol production obtained from the growth curves for treatment ii. (30ºC for 48 hours) was between 100-108 hours, the first positive result using the kit was 144 hours, explained by the fact that a visual judgment is only possible at over 25 ppm of guaiacol