Implementação de Controle de Qualidade de Alto ValorAgregado em Cervejarias com o Sistema GeneDisc®

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Figura 1: O Sistema GeneDisc: GeneDisc Cycler (esquerda) e GeneDisc Plate (direita)

Visão GeralO risco de deterioração bacteriana é a principalpreocupação das indústrias de alimentos ebebidas preocupadas com a qualidade, pois gera grandes perdas econômicas e impactanegativamente a imagem da marca. Embora acerveja seja restritiva ao crescimento bacterianodevido às suas características (pH baixo,concentração de etanol, baixo teor de oxigênio),alguns gêneros bacterianos, incluindoLactobacillus, Pediococcus, Pectinatus, eMegasphaera, podem causar deterioração dacerveja como sabores estranhos, turbidez ouacidez.

Adicionalmente, a demanda crescente domercado por produtos minimamente processados(ex. cervejas não pasteurizadas e artesanais nãofiltradas) ou cervejas com pouco álcool, as quaisfacilitam o crescimento de microrganismosdeteriorantes, fortalecem a necessidade demedidas de controle bacteriano e de ferramentasaltamente efetivas para controle de qualidade.

Como resultado, a maioria das cervejarias,implementou o monitoramento bacteriano em

seus processos, utilizando programas de testesespecíficos para cada cervejaria. Tais programassão, na maioria, baseados em métodos de culturatradicionais. Esse métodos possuem baixaefetividade na tomada de decisões em função desuas limitações:

• Consomem tempo e não permitem um alertaprecoce da contaminação.

• Apresentam baixa sensibilidade, quando atémesmo uma única bactéria pode causar danosem um lote inteiro.

• Não são específicos, sendo necessária aidentificação da bactéria para avaliar as fontesde contaminação e planejar ações de combateefetivas.

O DesafioUma cervejaria artesanal precisava vencer aslimitações do método tradicional em seus pontoscríticos de amostragem. Para controlar o processode forma eficaz, resultados mais rápidos einformativos eram necessários. Dentre todos ospontos de amostragem identificados pelo cliente,análises durante a propagação de levedura são

extremamente críticas para evitar a contaminaçãobacteriana. Nesta etapa delicada, a contaminaçãobacteriana pode impactar múltiplas fermentações.Pode também gerar enormes perdas econômicaspara a cervejaria em função da destruição doproduto, recolhimento, e/ou impacto negativo àimagem.

Além disso, o tempo de propagação da levedura(normalmente 3 dias) tornou o uso do métodotradicional ineficiente, já que os resultados sãoobtidos apenas após a utilização da levedura nosfermentadores.

A SoluçãoPara atender a necessidade do cliente por ummétodo rápido para monitorar e apontar fontes decontaminação em uma cervejaria, a Pall ofereceum método baseado em Reações de Cadeia dePolimerase (PCR) com a utilização do sistemaGeneDisc System (Figura 1). Este sistema permite adetecção sensível e específica dos microrganismosdeteriorantes mais importantes da cerveja, emquestão de horas. Esta ferramenta, extremamenteprecisa, pode ser facilmente implementada narotina de um laboratório de controle de qualidade.A automação do equipamento garante aconfiabilidade e a facilidade do uso para testesmicrobiológicos.

Com este sistema, a detecção e identificaçãosimultânea dos 21 principais microrganismosdeterioradores de cerveja são realizadas de umasó vez:

• Lactobacillus brevis

• Lactobacillus lindneri

• Lactobacillus backii

• Lactobacillus collinoides e L. paracollinoides

• Lactobacillus group: L. casei, L. paracasei,L. coryniformis, L. rossiae, L. parabuchneri(= frigidus), L. perolens e L. plantarum

• Pediococcus (P. damnosus, P. inopinatus,P. claussenii)

• Pectinatus (P. cerevisiiphilus, P. frisingensis,P. haikarae, P. portalensis)

• Megasphaera spp. (M. cerevisiae, M. elsdenii)

Este método altamente informativo permite aidentificação de cada microrganismo deterioranteem até 2 horas após um único enriquecimento, évalidado para uso após o enriquecimento comcaldos comuns (ex. NBB ou MRS). O protocolo doGeneDisc PCR foi adaptado para a maioria dosprocedimentos de preparação existentes e jáutilizados em laboratórios de controle de qualidadee a Pall também recomenda um simplificadoprocedimento de extração de DNA, conformeFigura 2.

Após oEnriquecimento

Transferir 200 µL num tubode lise. Alternativamente,

algum material celularde uma única colônia.

Transferir o sobrenadante por pipetagem em um reservatório designadopara rejeitos microbiológicos

Adicionar 600 µL de Padrão de Diluição ao pallet bacteriano, Feche o tubo e

homogeneíze (vórtex)

Centrifugação5 min a 10,000 g

GeneDisc Ultra-Lyser

Banho ultrassônico8 min a 80%

Aquecimento10 min a 102 °C

Centrifuga15 s

Rejeitomicrobiológico

Padrãodediluição

Extrato de DNA

36 µL

36 µL

Master mix

Placa GeneDisc

Figura 2: Diagrama do Método de Detecção de Bacterias Deteriorantes GeneDisc

O método GeneDisc foi projetado para ser utilizadocom vários tipos de amostras, incluindo amostrasfiltráveis (produto envasado, água) e amostras nãofiltráveis (cerveja verde, mosto, levedura). O sistemaoferece uma ferramenta de garantia de qualidade evalor agregado nos processos de fabricação decerveja, pois se adequa aos programas de testesjá implementados, planos de análise de risco esolução de problemas com contaminação.

O sistema GeneDisc mostra a presença decontaminação e também pode ser utilizado comouma ferramenta investigativa para identificar erastrear, com precisão, fontes específicas decontaminação. Facilita a definição de açõescorretivas em caso de contaminação e medidaspreventivas para evitar a recorrência do problema.

A figura 3 mostra uma seleção de alguns pontoscruciais identificados no processo de fabricação de cerveja onde o teste GeneDisc pode serimplementado para rotinas de controle:

Com foco na preocupação específica do clientesobre a propagação bacteriana na qualidade dalevedura, a implementação deste ponto de controlefoi possível por conta do GeneDisc fornecerresultados rápidos. Os resultados agora sãoobtidos em menos de 3 dias e antes da implantaçãoda levedura em outros lotes, enquanto a leveduraainda está no propagador. Isto previne a utilizaçãode levedura contaminada. O risco reduzido deperdas financeiras em função de deterioração delotes unitários ou múltiplos é substancial e justificauma forte base lógica para o investimento inicial nosistema GeneDisc.

Além disso, as cervejarias também podemfacilmente implementar testes ambientais. Com ométodo GeneDisc para detecção de Pseudomonase quantificação de Legionella na água (ex. água de reservatório, água da torneira), controles demonitoramento de Legionella e Pseudomonaspodem ser realizados diretamente na planta defabricação.

Maceração

ResfriamentoAeração de Mosto Fermentação Maturação

Filtração Primária

Estabilizaçãode PVPP Dispositivo

de Filtração Filtração

FinaCerveja Clara Filtração

FinalEnvase

Gerenciamentoda Levedura

LeveduraNova

Armazenamentode H2O

Controle deQualidade

Controle de Qualidade

Controle de Qualidade

Controle de Qualidade

Controle de Qualidade

Controle de Qualidade

Controle de Qualidade

Clarificação Ebulição Redemoinho

Figura 3: Exemplos de Pontos de Controle para o GeneDisc em Cervejarias

Os BenefíciosCom a solução GeneDisc, as cervejarias agora podem alcançar alto valor agregado em seucontrole de qualidade, para reduzir o risco de contaminação bacteriana. Com a implementação da tecnologia da Pall, as cervejarias podem alcançar os seguintes benefícios:

• Monitoramento confiável de todas as etapas do processo de fabricação de cerveja

• Rapidez na tomada de decisões para reduzir o risco de deterioração de produto já que atecnologia GeneDisc permite controles preventivos precoces.

• Implementação de ações corretivas rápidas para reduzir o impacto financeiro negativo, emfunção da análise rápida das principais causas em caso de contaminação.

• Fácil integração com todos os tipos de cervejaria em função da facilidade comprovada de uso.Operadores minimamente treinados podem alcançar resultados confiáveis e precisos.

Sobre a Empresa PallA Pall Corporation é uma empresa líder mundial em filtração, separação e purificação que fornecesoluções para atender a necessidades críticas de gerenciamento de fluidos de seus clientesatravés do amplo espectro das ciências e da indústria. Trabalhamos com nossos clientes noavanço da saúde, segurança e tecnologias ecologicamente responsáveis.

A Pall Food and Beverage fornece produtos e serviços para garantir a qualidade e manter aconfiabilidade dos processos na produção de alimentos e bebidas. Nossas soluções tambémauxiliam na proteção ao consumidor, na redução de custos operacionais e minimização de rejeitos.

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