REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.10713174
Camila Nascimento Dias;
Prof. Dr. Alexandre Correa de Lima
Resumo
Programas de segurança alimentar animal visam atender padrões internacionais, mas o controle de microrganismos patogênicos é desafiador. Este estudo aborda a otimização da higienização de sementes para aves utilizando ácido acético. Por meio de um planejamento fatorial 23, avaliou-se o efeito do pH, concentração de ácido acético e tempo de contato na redução de microrganismos patogênicos. Os resultados demonstraram que uma solução com pH 2,78, concentração de ácido acético de 0,05 mol/L e tempo de contato de 30 minutos proporcionou uma redução significativa de Unidades Formadoras de Colônias (UFCs), com uma eficácia de 90,3%. A higienização com ácido acético oferece uma alternativa eficaz e econômica para a lavagem de sementes de aves. A redução das UFCs pode promover a saúde das aves e estimular a reprodução em cativeiro, contribuindo para a preservação das espécies. A implementação de práticas de manejo adequadas é essencial para o sucesso da reprodução em cativeiro e a redução da captura de aves na natureza.
Palavras-chave: Ácido acético. Lavagem de sementes.Planejamento Fatorial.
Abstract
Animal food safety programs aim to meet international standards, but the control of pathogenic microorganisms is challenging. This study addresses the optimization of poultry seed sanitization using acetic acid. Using a 23 factor planning, the effect of pH, acetic acid concentration and contact time on the reduction of pathogenic microorganisms was evaluated. The results showed that a solution with a pH of 2.78, an acetic acid concentration of 0.05 mol/L and a contact time of 30 minutes provided a significant reduction in Colony Forming Units (CFUs), with an effectiveness of 90.3%. Sanitizing with acetic acid offers an effective and economical alternative for washing poultry seed. Reducing CFUs can promote bird health and encourage breeding in captivity, contributing to the preservation of the species. Implementing appropriate management practices is essential for successful captive breeding and reducing the capture of birds from the wild.
Keywords: Acetic Acid. Seed washing. Factorial Planning.
Introdução
A alimentação animal constitui o principal custo de produção avícola, suscitando crescente preocupação por parte dos produtores em adquirir produtos de qualidade e segurança. Para atender às exigências dos países importadores e exportadores, foram implementados programas de segurança alimentar, visando aprimorar o controle em toda a cadeia produtiva. Essas medidas têm contribuído para a melhor adaptação do setor produtivo brasileiro aos padrões internacionais (CARDOSO & TESSARI, 2008; RIBEIRO & DE SOUZA, 2022). Entretanto, a manutenção do controle de microrganismos patogênicos, que têm o potencial de contaminar as matérias-primas destinadas à alimentação animal, continua sendo um desafio significativo. Nesse contexto, as bactérias aeróbicas e anaeróbicas heterotróficas, sobretudo a Salmonella spp. destacam-se como uma preocupação particular, dado que sua presença pode acarretar consideráveis prejuízos econômicos (GAMA, 2023).
As etapas no processamento da ração assumem grande importância, uma vez que falhas nesse processo podem resultar em prejuízos econômicos significativos. Os procedimentos de moagem, peletização, extrusão, entre outros, desempenham um papel crucial no aprimoramento da utilização dos nutrientes, contribuindo assim para a maximização do desempenho dos animais (FERREIRA, 2014).
O Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) desempenha um papel fundamental na fiscalização dos produtores, estabelecendo normas e diretrizes para garantir o controle de qualidade dos produtos (NOGUEIRA, 2018). Dentre as normas estabelecidas pelo MAPA, destaca-se a Instrução Normativa (IN) nº 4, de 23 de fevereiro de 2007, que estabelece as condições higiênico-sanitárias e as Boas Práticas de Fabricação (BPF) para estabelecimentos fabricantes e industrializadores de produtos destinados à alimentação animal. Além disso, essa instrução propõe um roteiro de inspeção para as fábricas, visando garantir a qualidade e segurança dos produtos na cadeia de produção (BRASIL, 2007).
Desde a sua publicação, as fábricas de ração estão em processo de adaptação, e, consequentemente, nem todas estão em conformidade com o regulamento estabelecido (PELLEGRINI et al. 2013).
Este trabalho propõe uma otimização de um método de higienização de sementes mistas para aves utilizando uma solução de ácido acético.
Metodologia
As amostras de sementes para aves foram coletadas de diferentes fornecedores e obteve-se uma amostra composta para início da análise microbiológica. Nessa mistura continha alpiste, painços, mileto e senha.
A higienização aqui proposta foi avaliada utilizando um planejamento fatorial 23 em um meio ácido e aquoso. Esse planejamento proporciona a combinação de todas as possíveis condições entre as variáveis e seus respectivos níveis.
As variáveis avaliadas foram pH, concentração total de ácido acético e o tempo de contato, lavagem, das sementes com a solução de higienização. Os níveis atribuídos às variáveis foram:
- pH: 2,78 (-) e 5,50 (+);
- Concentração total de ácido acético (mol/L): 0,0286 (-) e 0,05 (+);
- Tempo de contato (min): 15 (-) e 30 (+);
A resposta selecionada foi a porcentagem de redução das Unidades Formadoras de Colônias (UFC).
As sementes mistas utilizadas estavam contaminadas com bactérias aeróbicas e anaeróbicas heterotróficas. Essa informação, inicialmente, era desconhecida e a ciência dessa contaminação se deu testando a amostra composta sem o tratamento aqui proposto.
Tabela 1. Matriz de planejamento fatorial 23
| Experimento | pH | Tempo de Contato (min) | Concentração total de ácido acético (mol/L) |
| 1 | 2,78 | 15 | 0,0286 |
| 2 | 5,50 | 15 | 0,0286 |
| 3 | 2,78 | 30 | 0,0286 |
| 4 | 5,50 | 30 | 0,0286 |
| 5 | 2,78 | 15 | 0,0500 |
| 6 | 5,50 | 15 | 0,0500 |
| 7 | 2,78 | 30 | 0,0500 |
| 8 | 5,50 | 30 | 0,0500 |
Fonte: Autoral
Foi preparada uma solução de higienização com ácido acético com concentração total de 0,0286 mol/L e pH 2,78, uma outra solução de ácido acético com a mesma concentração foi preparada porém com pH de 5,50 para avaliar o efeito do pH sobre a resposta e também o efeito do pH sobre o par conjugado ácido base e consequente efeito dessa influência sobre a resposta. Outras duas soluções de ácido acético com concentração total de 0,05 mol/L foram preparadas, uma teve o pH de 2,78 e a outra ajustada para 5,50. A influência do tempo de agitação também foi avaliada para corroborar com a avaliação da higienização aqui proposta.
Posteriormente a esse procedimento, os ensaios de higienização foram conduzidos utilizando o Agitador Jar-test modelo AMJLDB-9020, seguindo os períodos de tempo previamente determinados conforme indicado na Tabela 1, com uma rotação de 300 RPM.
A massa de sementes utilizadas em cada experimento foi 35g e sobre essa massa adicionou-se 175 mL da solução descrita no planejamento fatorial, Tabela 1.
Após o transcurso do tempo estabelecido, as amostras foram filtradas, e os grãos correspondentes a cada experimento (de 1 a 8) foram acondicionados em coletores universais previamente esterilizados.
Para realizar a inoculação das amostras e avaliar se o ácido acético proporciona uma redução no número de UFC, os grãos armazenados foram acondicionados em béqueres de 250 mL já esterilizados. Aos respectivos grãos, adicionou-se 50 mL de água destilada esterilizada e esses foram submetidos a agitação por 1 hora visando extrair para a água as bactérias ainda presentes nos grãos antes da semeadura dessa agua extratora em Ágar.
O meio de cultura utilizado foi o Ágar PCA (Plate Count Agar). Sobre as respectivas placas de Petri já com 20 mL do meio de cultura Ágar PCA em temperatura adequada para receber a amostra, adicionou-se 1 mL da água extratora de cada experimento na respectiva placa de Petri, identificadas de acordo com a Tabela 1. As placas de Petri foram invertidas e incubadas a 36 ºC ± 1 por 24 horas, seguido pela contagem das colônias típicas que se apresentaram com forma circular.
Resultados e Discussões
Os resultados das avaliações quantitativas e microbiológicas realizadas na amostra de mistura de sementes para aves (canários, coleiros, bigodinhos, bicudos e curiós) foram obtidos seguindo um planejamento fatorial multivariado 23 . Para este planejamento selecionou-se a Diminuição das Unidades Formadoras de Colônias (UFC), em porcentagem, como resposta pois contribui para um entendimento mais simplificado a respeito dos efeitos de cada variável sobre a resposta. Vale ressaltar que o objetivo é avaliar as condições mais eficientes na diminuição das UFC’s após higienização da mistura de sementes com solução de ácido acético. Para maior entendimento dos resultados vale informar que o valor das UFC’s na amostra sem o tratamento aqui proposto foi de 1421.
Os resultados para os respectivos experimentos estão apresentados na Tabela 2.
Tabela 2. Matriz do planejamento fatorial 23 utilizado com as respectivas respostas
| Experimento | pH | Tempo de Contato (min) | Concentração total de ácido acético (mol/L) | UFC | Resposta: Diminuição das UFC (%) |
| 1 | 2,78 | 15 | 0,004318 | 198 | 86,1 |
| Experimento | pH | Tempo de Contato (min) | Concentração total de ácido acético (mol/L) | UFC | Resposta: Diminuição das UFC (%) |
| 2 | 5,50 | 15 | 0,004318 | 1304 | 8,2 |
| 3 | 2,78 | 30 | 0,004318 | 217 | 84,7 |
| 4 | 5,50 | 30 | 0,004318 | 379 | 73,3 |
| 5 | 2,78 | 15 | 0,014150 | 262 | 81,6 |
| 6 | 5,50 | 15 | 0,014150 | 456 | 67,9 |
| 7 | 2,78 | 30 | 0,014150 | 138 | 90,3 |
| 8 | 5,50 | 30 | 0,014150 | 241 | 83,0 |
Fonte: Autoral
O planejamento fatorial multivariado proporciona uma avaliação de vários parâmetros com número reduzido de experimentos e o conhecimento da influência de cada variável sobre a resposta indicando qual condição (- ou +) do parâmetro em análise favorece a otimização da resposta adotada.
O cálculo adotado para obter o efeito de cada variável sobre a resposta foi o descrito por PEREIRA FILHO (2018) na Equação 1:
Equação 1:
Onde:
- n, é o número de experimentos;
- v1 e v2 são, respectivamente, variável 1 e 2;
- R, é o valor obtido como resposta para cada um dos oito experimentos;
- N, corresponde ao nível, -1 ou +1 na matriz do planejamento fatorial 23, para o menor valor atribui-se -1 e para o maior valor atribui-se +1;
O Efeito está associado à mudança que ocorre na resposta quando se altera o valor de um nível de uma variável de -1 para +1, ou seja, quando se altera do menor valor para o maior valor.
O Efeito calculado do parâmetro pH sobre a resposta foi de -27,5%, ou seja, ao alterar o pH de 2,78 (-1) para 5,50 (+1) tem-se uma diminuição no valor da porcentagem da Resposta UFC, sendo então inviável para o processo de lavagem já que o objetivo é que após a lavagem obtenha-se a maior Redução de UFC possível.
Essa redução de 27,5% pode ser explicada com base nos conceitos de ácidos fracos conjugados, como é o ácido usado neste trabalho, o ácido acético. O pKa deste ácido é 4,75 logo quanto menor o valor de pH maior será a concentração da espécie ácida no equilíbrio. Então, nos experimentos realizados em pH 2,78 tem-se maior concentração da espécie ácida, ou seja, ácido acético, quando comparado com a solução de mesma concentração total, mas em pH 5,50 no qual predomina a base conjugada, o acetato, como observa-se na Tabela 3.
Tabela 3. Comparação do Efeito do pH sobre a Redução de UFC considerando a concentração de ácido acético no equilíbrio.
| Experimento | pH | Tempo de Contato (min) | Concentração total de ácido acético (mol/L) | Concentração de ácido acético no equilíbrio (mol/L) | Resposta: Diminuição das UFC (%) |
| 1 | 2,78 | 15 | 0,0286 | 0,02830 | 86,1 |
| 2 | 5,50 | 15 | 0,0286 | 0,00432 | 8,2 |
| 3 | 2,78 | 30 | 0,0286 | 0,02830 | 84,7 |
| 4 | 5,50 | 30 | 0,0286 | 0,00432 | 73,3 |
| 5 | 2,78 | 15 | 0,0500 | 0,04950 | 81,6 |
| 6 | 5,50 | 15 | 0,0500 | 0,00755 | 67,9 |
| 7 | 2,78 | 30 | 0,0500 | 0,04950 | 90,3 |
| 8 | 5,50 | 30 | 0,0500 | 0,007550 | 83,0 |
Fonte: Autoral
Na Tabela 3 tem-se em negrito os valores de concentração no equilíbrio do ácido acético e dos respectivos valores da Diminuição das UFC (%). Os menores valores de Diminuição das UFC (%) estão associados com baixas concentrações de ácido acético corroborando com o cálculo do Efeito desse parâmetro sobre a resposta, ou seja, é inviável trocar o nível 2,78 (-) pelo nível 5,50 (+) porque em pH de 2,78 há maior concentração de ácido acético, logo, este tem efeito positivo no processo de higienização das sementes. Vale destacar que as concentrações de ácido acético no equilíbrio foram calculadas a partir das Equações 2 e 3, as quais foram propostas por OLIVEIRA (2023).
Os Efeitos das variáveis Tempo de contato e Concentração total de ácido acético foram calculadas utilizando a Equação 1 e os respectivos Efeitos foram de 21,9 e 17,6, corroborando o que se observa na Tabela 3. Usar o tempo de 30 minutos para contato das sementes com a solução é mais vantajoso quando comparado com o tempo de 15 minutos pois proporciona um aumento de 21,9% sobre a Diminuição da UFC’s. A concentração total de ácido acético de 0,05 mol/L é, entre as estudadas, a mais adequada. Entretanto, é importante destacar que essa solução deve estar em pH de 2,78 após o preparo e ter a concentração de ácido acético no equilíbrio (efetiva) de 0,04950mol/L. Esta condição de preparo proporciona um aumento de 17,6% sobre a resposta Diminuição da UFC’s.
Muitos criadores de aves optam por utilizar vinagre em vez de ácido acético para a higienização das sementes utilizadas em seus criatórios. No entanto, devido à falta de uma formulação adequada e de uma metodologia estabelecida, frequentemente realizam múltiplos enxágues, resultando em desperdício de água. Sugere-se, portanto, na Tabela 4, uma diluição de vinagre baseada em uma escala com intervalos unitários de % de ácido acético (m/V), juntamente com os respectivos valores de pH e concentrações de ácido acético em equilíbrio. O preparo sugerido é para um volume final de solução de higienização de 1L:
- Verifique a porcentagem de acidez indicada na embalagem do vinagre;
- Consulte a Tabela 4 para determinar o volume de vinagre a ser utilizado e ajuste esse volume para cima, caso a acidez indicada na embalagem esteja entre os valores da escala proposta. Se o volume a ser preparado for superior a 1 litro, multiplique o volume de ácido sugerido na Tabela 4 pelo volume total da solução a ser preparada.
- Em um recipiente limpo, adicione quase todo o volume de água planejado. Em seguida, acrescente o volume de vinagre conforme indicado na Tabela 3 e complete com o restante da água, misturando bem.
- Para cada 100 gramas de mistura de sementes, adicione 500 mL da solução preparada. A cada 10 minutos, misture a solução com as sementes. Após 30 minutos, descarte a solução e faça um único enxágue com água fervida por 5 minutos e reserve em um local livre de contaminações, garantindo que esteja fria no momento do enxágue.
- Descarte a água de enxágue e seque a mistura de sementes: ao sol, em ambiente livre de sujeira, contaminantes, roedores e insetos, ou em estufa a 50°C, ou em forno elétrico a 50°C, por um período suficiente para remover toda a umidade.
- Após a secagem completa, armazene as sementes em embalagens herméticas, em locais frescos e livres de odores e contaminantes.
Tabela 4. Sugestões de dosagens de vinagre para o preparo de 1L de solução considerando a porcentagem de ácido acético no vinagre a ser utilizado.
| % de ácido acético no vinagre (m/v) | Volume de vinagre por litro de água (mL) | pH da solução | Concentração de ácido acético no equilíbrio (mol/L) |
| 3 | 100 | 2,5 | 0,04970 |
| 4 | 75 | 2,5 | 0,04974 |
| 5 | 60 | 2,4 | 0,04977 |
| 6 | 50 | 2,4 | 0,04979 |
| 7 | 43 | 2,3 | 0,04981 |
| 8 | 38 | 2,3 | 0,04982 |
| 9 | 33 | 2,3 | 0,04983 |
Fonte: Autoral
As quantidades indicadas na Tabela 4 resultam em uma solução de higienização para a mistura de sementes, com valores aproximados de pH final e concentração final de ácido acético em equilíbrio, semelhantes aos considerados eficazes após a avaliação dos dados obtidos no planejamento fatorial multivariado 23. Ao elaborar a Tabela 4, levou-se em conta a falta de acesso e conhecimento sobre o uso/manuseio de equipamentos como pHmetros e vidrarias de medição de volumes pelos usuários da metodologia proposta.
Os valores de pH resultantes na solução preparada conforme a Tabela 4 são inferiores aos considerados eficazes. Portanto, isso implica em uma maior concentração de ácido acético em equilíbrio, o que é aceitável, uma vez que o método proposto visa proporcionar uma preparação caseira da solução de higienização.
Conclusão
A lavagem da mistura de sementes para aves com ácido acético resultou em uma redução significativa de 90,3% na contagem de Unidades Formadoras de Colônias (UFCs) presentes nas amostras. A condição ideal para essa higienização envolve o uso de uma solução de ácido acético com concentração total de 0,05 mol/L, pH ajustado para 2,78 e um tempo de contato entre as sementes e a solução de apenas 30 minutos.
Essa prática oferece uma alternativa mais eficiente no consumo de água quando comparada com o método convencional utilizado por criadores de aves, que envolve a lavagem com vinagre em várias etapas e grandes volumes de solução, seguida por múltiplos enxágues.
A redução das UFCs proporcionada por essa abordagem pode contribuir para a promoção de condições de saúde mais adequadas para as aves e estimular a reprodução em cativeiro. Isso é crucial, já que patologias associadas a microrganismos representam uma barreira significativa para a reprodução bem-sucedida em cativeiro.
A implementação de práticas de manejo que favoreçam a reprodução de aves em cativeiro desempenha um papel importante na preservação, uma vez que o sucesso na reprodução em cativeiro contribui para a redução da captura de aves na natureza.
Referências
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