Quantitative risk assessment of Salmonella and Listeria monocytogenes in minimally processed vegetables

A ocorrência de surtos de doencas associadas aos vegetais minimamente processados (VMP) tem chamado a atenção para a sua segurança microbiológica. A avaliação quantitativa de riscos permite que o impacto das materias-primas e processamento seja avaliado e os resultados obtidos sejam usados para gestão e comunicação do risco. Desta forma, o presente estudo objetivou quantificar o risco de infecções por Salmonella spp. e Listeria monocytogenes a partir do consumo de VMP no Brasil. Um total de quinhentas e doze amostras de VMP foram analisadas e foi possivel enumerar e detectar Salmonella em 0,4% e 0,4% das amostras, respectivamente. L. monocytogenes foi enumerada e detectada em 0,97% e 3,1% das amostras analisadas, respectivamente. Os isolados de Salmonella spp. (n=4) e L. monocytogenes (n=69) foram confirmados por PCR e caracterizados por sorotipagem tradicional. Os isolados de L. monocytogenes foram caracterizados quanto ao ribotipo, resistencia ao cloro, taxa de multiplicação (µ), capacidade de formação de biofilmes e presença de genes de virulência. O sorovar predominante entre Salmonella spp. foi S. Typhimurium. Em relação a L. monocytogenes, observou-se prevalência do sorotipo 4b e do ribogrupo DUP-1038 e presenca de genes de virulência em 100% (inlA) e 97% (inlC e inlJ) dos isolados. A maioria dos isolados de L. monocytogenes foi resistente a exposição a 125 ppm de cloro livre, e todos foram capazes de aderir ao aco inox, atingindo concentracoes acima de 4 log UFC/cm2. Testes-desafio foram conduzidos para determinar o potencial de multiplicação (δ) de cepas de Salmonella e L. monocytogenes em nove diferentes tipos of VMPs armazenados a 7°C e 15°C por 6 dias. O armazenamento a 15°C por 6 dias resultou nos maiores aumentos nas populações de L. monocytogenes em couve picada (δ= 3,34) e rúcula ((δ= 3,22), enquanto para Salmonella, as maiores populações foram observadas em rúcula (δ= 4,05) e escarola (δ= 2,80). Testes-desafios posteriores indicaram que a multiplicação dos dois patógenos em VMP foi mais pronunciada quando os mesmos foram embalados sob atmosfera modificada em comparação a embalagem em filmes perfurados. Modelos preditivos primários e secundários descrevendo a taxa de multiplicação e tempo de lag de Salmonella spp. e L. monocytogenes em VMP em função da temperatura de armazenamento (7, 10, 15, 20, 25 e 30°C) foram gerados. Verificou-se que os modelos gerados apresentaram a precisão necessária e foram adequados para modelagem da multiplicação dos dois patógenos em VMP. Os modelos de avaliação quantitativa de risco (AQR) foram construidos para determinar a probabilidade de infecção por Salmonella spp. e L. monocytogenes devido ao consumo de VMPs. Os modelos construidos com base nos dados levantados da literatura indicaram risco de infecção por Salmonella spp. e L. monocytogenes de 8.66 x 10-3 e 1.87 x 10-8, respectivamente, sendo necessário que medidas de mitigação do risco sejam adotadas.The occurrence of foodborne disease outbreaks linked to minimally processed vegetables (MPV) is concerning industries, consumers and governments worldwide. Quantitative risk assessments can estimate the impact of raw materials and processing practices and these estimates are used for risk management and risk communication. This study aimed at quantifying the risks of infection by Salmonella spp. and Listeria monocytogenes due to consumption of MPV in Brazil. A total of five hundred and twelve samples of MPV were analyzed and Salmonella was detected and enumerated in 0.4% and 0.4% of the samples, respectively. L. monocytogenes was enumerated and detected in 0.97% and 3.1% of the samples analyzed, respectively. Isolates of Salmonella spp. (n=4) and L. monocytogenes (n=69) were confirmed through PCR and characterized by traditional serotyping. The isolates of L. monocytogenes were characterized for their ribotype, resistance to chlorine, growth rate, (µ) and ability to form biofilms and presence of virulence factors. Among Salmonella spp., S. Thyphimurium was the most prevalent serovar. Among L. monocytogenes, prevalence of serotype 4b and ribotype DUP-1038 was observed. Virulence gene inlA was present in 100% of the isolates, and genes inlC and inlJ in 97%. The majority of L. monocytogenes isolates were resistant to up to 125 ppm of free chlorine and all isolates were able to attach to stainless steel coupons, reaching populations of up to 4 log10 CFU/cm2. Challenge tests were carried out to determine the growth potential (δ) of Salmonella and L. monocytogenes in nine types of MPV stored at 7°C and 15°C for 6 days. The storage of MPV at 15°C for 6 days resulted in the greatest increases in L. monocytogenes populations in shredded collard green (δ= 3.34) and arugula (δ= 3.22), whereas for Salmonella, the highest populations were found in arugula (δ= 4.05) and escarole (δ= 2.80). Further challenge tests indicated that multiplication of both pathogens in MPV was more pronounced when these products were packaged under modified atmosphere in comparison to packaging in perforated films. Primary and secondary predictive models describing the growth rate and lag time of Salmonella and L. monocytogenes in MPV as a function of storage temperature (7-30°C) were generated. The generated models were accurate and suitable for modeling the growth of pathogens in MPVs. Quantitative risk assessment (QRA) models were built to determine the probability of infection by Salmonella and L. monocytogenes due to consumption of MPVs. The models built using data available in the literature indicated that the risks of infection by these pathogens were 8.66 x 10-3 and 1.87 x 10-8, respectively, evidencing the need for adoption of risk mitigation measures