Nome do Projeto
FERMENTAÇÃO ANAERÓBIA DO COLOSTRO BOVINO COMO ALTERNATIVA DE REDUÇÃO DE AFLATOXINAS M1 E B1
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/12/2023 - 27/02/2026
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Biológicas
Resumo
As aflatoxinas são compostos químicos que tem efeitos carcinogênicos, teratogênicos,
mutagênicos e hepatotóxicos. Além disso, são toxinas amplamente encontradas em alimentos,
como leite, derivados lácteos e alimentos para consumo animal e são extremamente estáveis aos
métodos de processamento. Os métodos biológicos de descontaminação as aflatoxinas, se
utilizam de micro-organismos como as bactérias ácido láticas e tem alcançado resultados
promissores. As bactérias ácido láticas podem ser encontradas na silagem de colostro bovino,
que é a fermentação anaeróbia do colostro bovino por no mínimo 21 dias. Nesse processo se
utiliza as garrafas plásticas como fermentador, é um processo simples, de baixo custo e não
necessita de aditivos ou congelamento. O objetivo do trabalho será avaliar a descontaminação ou
redução das aflatoxinas M1 e B1 durante o processo fermentativo do colostro bovino e identificar
os principais micro-organismos responsáveis pelo processo de redução de aflatoxinas. As
amostras de colostro bovino e silagem serão acondicionadas em garrafas plásticas de 500 mL e a
silagem fermentada por 21 dias. Ao final da fermentação as amostras serão homogeneizadas e
armazenadas a -4 °C. A composição físico-química das amostras será realizada de acordo com o
Instituto Adolfo Lutz (2008) para os seguintes parâmetros: acidez, proteína, sólidos totais e
cinzas. A análise microbiológica será realizada com adaptações a partir da metodologia descrita
por Saalfeld et al., (2013). Um planejamento completo 22
totalizando 11 experimentos será
desenvolvido e terá tempo e temperatura como variáveis. A extração das aflatoxinas será
realizada de acordo com Sartori et al., (2015) com modificações descritas por Freitas (2020) e a
quantificação seguirá o procedimento descrito por Gonçalves et al., (2018) com adaptações já
descritas por Freitas (2020). Adaptações poderão ser realizadas para a validação dos métodos de
extração e quantificação das micotoxinas. Os resultados serão avaliados por meio da análise de
variância, seguido do teste de Tukey com 95% de confiança. A exposição dos animais e humanos
a estes compostos tóxicos é um problema de saúde pública que requer atenção, em virtude do alto
consumo de leite por crianças e idosos e nos animais essas toxinas também acarretam,
principalmente na redução da produção de leite, causando danos ao produtor. A silagem vem
como uma alternativa de baixo custo, e é uma técnica amplamente aplicada por produtores de
leite, uma vez que propicia maior ganho de peso, garante a transferência de imunidade de
maneira adequada e ainda é um alimento pouco explorado, quanto a suas aplicações e benefícios.
Objetivo Geral
O objetivo do presente trabalho será avaliar a descontaminação ou redução das aflatoxinas
M1 e B1 durante o processo fermentativo do colostro bovino e identificar os principais microorganismos responsáveis pelo processo de redução de aflatoxinas.
Objetivos específicos
Caracterizar físico-química e microbiológica o colostro bovino e a silagem de
colostro bovino;
Avaliar a redução ou não das aflatoxinas M1 e B1 ao final da fermentação do
colostro;
Padronizar a metodologia para determinação de aflatoxinas M1 e B1 em colostro
bovino e silagem de colostro bovino;
Determinar as aflatoxinas M1 e B1 em colostro bovino e silagem de colostro
bovino.
M1 e B1 durante o processo fermentativo do colostro bovino e identificar os principais microorganismos responsáveis pelo processo de redução de aflatoxinas.
Objetivos específicos
Caracterizar físico-química e microbiológica o colostro bovino e a silagem de
colostro bovino;
Avaliar a redução ou não das aflatoxinas M1 e B1 ao final da fermentação do
colostro;
Padronizar a metodologia para determinação de aflatoxinas M1 e B1 em colostro
bovino e silagem de colostro bovino;
Determinar as aflatoxinas M1 e B1 em colostro bovino e silagem de colostro
bovino.
Justificativa
O Brasil tem um papel de destaque no cenário mundial de produção de leite, e esse alimento é utilizado como matéria-prima para uma variedade de derivados lácteos. A segurança micotoxicológica desses alimentos é de extrema importância, pois há um elevado consumo de leite líquido por crianças e idosos e sabe-se que os tratamentos térmicos aplicados na indústria não afetam as aflatoxinas, corroborando para a busca de métodos alternativos. A SCB é um procedimento comum em propriedades leiteiras, e é um produto pouco explorado quanto a suas aplicações em outros processos.
Esse tipo de fermentacao seria capaz de reduzir a contaminacao por micotoxinas quando utilizado combacterias especificas identificadas nesse processo
Esse tipo de fermentacao seria capaz de reduzir a contaminacao por micotoxinas quando utilizado combacterias especificas identificadas nesse processo
Metodologia
As amostras de colostro bovino (n = 50) serão adquiridas em propriedades leiteiras localizadas na cidade de Pelotas, no estado do Rio Grande do Sul. As amostras serão acondicionadas em garrafas de plástico (500 mL) e armazenadas sob congelamento até o momento das análises.
As amostras de colostro bovino serão envasadas em garrafas plásticas de 500 mL, armazenadas verticalmente e fermentadas anaerobicamente (após o envase do colostro, a garrafa deve ser apertada até que líquido atingir a superfície onde encaixa a tampa) a temperatura ambiente por no mínimo 21 dias. Após o tempo de fermentação, as amostras serão homogeneizadas em blender durante 30 s, colocadas em recipientes plásticos estéreis de 80 mL e armazenadas congeladas até o momento das análises.
Os parâmetros físico-químicos do colostro e silagem de colostro que serão determinados: acidez (n.° 427/IV), proteína (n.° 037/IV), sólidos totais (n.° 429/IV) e cinzas (n.°437/IV), utilizando os métodos do Instituto Adolfo Lutz (2008).
A análise microbiológica será desenvolvida de acordo com o método proposto por Saalfeld et al. (2013) com adaptações. As amostras de silagem e colostro bovino serão semeadas nos meios de cultivo: ágar Chapman, ágar MacConkey, ágar Brain Heart Infusion e ágar seletivo para Lactobacillus. Em seguida, as placas serão incubadas a 37 °C durante 72 h em aerobiose. A identificação dos micro-organismos será através da técnica de coloração de Gram e provas bioquímicas (BARROW; FELTHAM, 1993).
O planejamento experimental será desenvolvido com o colostro bovino fortificado com os padrões de aflatoxinas M1 e B1, previamente ao início da fermentação e, para cada ensaio, haverá a amostra controle de colostro in natura sem contaminação. As variáveis avaliadas no planejamento serão: tempo (V1) e temperatura de fermentação (V2) (n = 2), que serão analisadas aos 21, 71, 193, 315 e 365 dias e 15,0; 17,9; 25,0; 32,1 e 35,0 °C, respectivamente. Além disso, o planejamento contará com três pontos centrais (PC) e 4 axiais, totalizando 11 experimentos, como mostra a Tabela 1. Cabe destacar que esses ensaios serão contaminados com os padrões de aflatoxinas em concentrações a definir.
A extração de aflatoxina M1 e B1 em amostras de silagem de colostro bovino e colostro bovino será realizada em triplicata, utilizando o método de QuEChERS (SARTORI et al., 2015) com adaptações de Freitas (2020). Primeiramente, será realizado o preparo da amostra, para isso 30 mL de amostra será colocada em tubo falcon de 50 mL para posterior centrifugação (3000 x g, 5 min, 4 °C) e remoção manual da gordura, este procedimento deve ser realizado três vezes. Logo após, 5 mL da amostra sem gordura deverá ser transferida para um novo tubo e será adicionado 10 mL de hexano, 15 mL de acetonitrila acidificada (1% de ácido acético (v/v)) e o sistema será agitado manualmente durante 1 min. Em seguida, 6 g de sulfato de magnésio e 1,5 g de cloreto de sódio previamente secos serão adicionados e os tubos contendo essa mistura serão submetidos a agitação em vórtex pelo período de 1 min e 30 s e por fim, serão centrifugados novamente (2330 x g, 7 min, 4 °C).
Após o processo de centrifugação, o hexano será removido e 5 mL da fase que contenha a acetonitrila será retirada, recolhida em frasco âmbar e seca a 60 °C em banho-maria. As amostras serão mantidas a -4 °C até o momento da quantificação. É importante salientar que caso seja necessário serão feitas adaptações em decorrência das diferenças da matriz original.
A quantificação das micotoxinas será realizada de acordo com Gonçalves et al. (2018), com adaptações descritas por Freitas (2020). A partir do extrato seco, os mesmos serão ressuspensos em fase móvel composta por acetonitrila: metanol: água ultrapura (24:16:60, v/v). Os compostos serão identificados utilizando um cromatógrafo líquido de alta eficiência acoplado a um detector de fluorescência com derivatizador fotoquímico pós-coluna, coluna Kromasil C18 (5 µm, 15 cm x 4,6 mm) com vazão de fase móvel de 1 mL min-1, temperatura de forno de 40 °C e processamento no software LC Solution. Os comprimentos de onda de emissão e excitação serão 370 e 410 nm, respectivamente, o volume de injeção da amostra será de 20 µL e o tempo de corrida cromatográfica será de aproximadamente 12 min. Este método será validado através do estudo dos seguintes parâmetros: seletividade, limite de detecção, limite de quantificação, curva de calibração, precisão, exatidão e robustez.
Os resultados serão avaliados através da análise de variância (ANOVA) seguido do teste de Tukey, com 95% de confiança com o uso do software Statistica 10.
As amostras de colostro bovino serão envasadas em garrafas plásticas de 500 mL, armazenadas verticalmente e fermentadas anaerobicamente (após o envase do colostro, a garrafa deve ser apertada até que líquido atingir a superfície onde encaixa a tampa) a temperatura ambiente por no mínimo 21 dias. Após o tempo de fermentação, as amostras serão homogeneizadas em blender durante 30 s, colocadas em recipientes plásticos estéreis de 80 mL e armazenadas congeladas até o momento das análises.
Os parâmetros físico-químicos do colostro e silagem de colostro que serão determinados: acidez (n.° 427/IV), proteína (n.° 037/IV), sólidos totais (n.° 429/IV) e cinzas (n.°437/IV), utilizando os métodos do Instituto Adolfo Lutz (2008).
A análise microbiológica será desenvolvida de acordo com o método proposto por Saalfeld et al. (2013) com adaptações. As amostras de silagem e colostro bovino serão semeadas nos meios de cultivo: ágar Chapman, ágar MacConkey, ágar Brain Heart Infusion e ágar seletivo para Lactobacillus. Em seguida, as placas serão incubadas a 37 °C durante 72 h em aerobiose. A identificação dos micro-organismos será através da técnica de coloração de Gram e provas bioquímicas (BARROW; FELTHAM, 1993).
O planejamento experimental será desenvolvido com o colostro bovino fortificado com os padrões de aflatoxinas M1 e B1, previamente ao início da fermentação e, para cada ensaio, haverá a amostra controle de colostro in natura sem contaminação. As variáveis avaliadas no planejamento serão: tempo (V1) e temperatura de fermentação (V2) (n = 2), que serão analisadas aos 21, 71, 193, 315 e 365 dias e 15,0; 17,9; 25,0; 32,1 e 35,0 °C, respectivamente. Além disso, o planejamento contará com três pontos centrais (PC) e 4 axiais, totalizando 11 experimentos, como mostra a Tabela 1. Cabe destacar que esses ensaios serão contaminados com os padrões de aflatoxinas em concentrações a definir.
A extração de aflatoxina M1 e B1 em amostras de silagem de colostro bovino e colostro bovino será realizada em triplicata, utilizando o método de QuEChERS (SARTORI et al., 2015) com adaptações de Freitas (2020). Primeiramente, será realizado o preparo da amostra, para isso 30 mL de amostra será colocada em tubo falcon de 50 mL para posterior centrifugação (3000 x g, 5 min, 4 °C) e remoção manual da gordura, este procedimento deve ser realizado três vezes. Logo após, 5 mL da amostra sem gordura deverá ser transferida para um novo tubo e será adicionado 10 mL de hexano, 15 mL de acetonitrila acidificada (1% de ácido acético (v/v)) e o sistema será agitado manualmente durante 1 min. Em seguida, 6 g de sulfato de magnésio e 1,5 g de cloreto de sódio previamente secos serão adicionados e os tubos contendo essa mistura serão submetidos a agitação em vórtex pelo período de 1 min e 30 s e por fim, serão centrifugados novamente (2330 x g, 7 min, 4 °C).
Após o processo de centrifugação, o hexano será removido e 5 mL da fase que contenha a acetonitrila será retirada, recolhida em frasco âmbar e seca a 60 °C em banho-maria. As amostras serão mantidas a -4 °C até o momento da quantificação. É importante salientar que caso seja necessário serão feitas adaptações em decorrência das diferenças da matriz original.
A quantificação das micotoxinas será realizada de acordo com Gonçalves et al. (2018), com adaptações descritas por Freitas (2020). A partir do extrato seco, os mesmos serão ressuspensos em fase móvel composta por acetonitrila: metanol: água ultrapura (24:16:60, v/v). Os compostos serão identificados utilizando um cromatógrafo líquido de alta eficiência acoplado a um detector de fluorescência com derivatizador fotoquímico pós-coluna, coluna Kromasil C18 (5 µm, 15 cm x 4,6 mm) com vazão de fase móvel de 1 mL min-1, temperatura de forno de 40 °C e processamento no software LC Solution. Os comprimentos de onda de emissão e excitação serão 370 e 410 nm, respectivamente, o volume de injeção da amostra será de 20 µL e o tempo de corrida cromatográfica será de aproximadamente 12 min. Este método será validado através do estudo dos seguintes parâmetros: seletividade, limite de detecção, limite de quantificação, curva de calibração, precisão, exatidão e robustez.
Os resultados serão avaliados através da análise de variância (ANOVA) seguido do teste de Tukey, com 95% de confiança com o uso do software Statistica 10.
Indicadores, Metas e Resultados
Ao final dos experimentos espera-se que a fermentação do CB proporcione a
descontaminação ou redução das aflatoxinas M1 e B1 e a partir da identificação dos microorganismos responsaveis pela diminuição dos níveis das toxinas pretende-se propor um método
de detoxificação que possa ser aplicado em CB, SCB, leite e derivados lácteos, buscando atingir
os níveis de AFLA preconizados pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA).
As contribuições científicas deste trabalho serão por publicações em periódicos, participação e apresentação de trabalhos em simpósios e congressos.
descontaminação ou redução das aflatoxinas M1 e B1 e a partir da identificação dos microorganismos responsaveis pela diminuição dos níveis das toxinas pretende-se propor um método
de detoxificação que possa ser aplicado em CB, SCB, leite e derivados lácteos, buscando atingir
os níveis de AFLA preconizados pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA).
As contribuições científicas deste trabalho serão por publicações em periódicos, participação e apresentação de trabalhos em simpósios e congressos.
Equipe do Projeto
Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
---|---|---|---|
CAMILA DOS SANTOS CARDOZO | |||
GINIANI CARLA DORS | 4 | ||
HELENICE GONZALEZ DE LIMA | 2 | ||
LUCAS SCHAEFER BATISTA | |||
PATRICIA DA SILVA NASCENTE | 2 | ||
PEDRO RASSIER DOS SANTOS | |||
ROSANA BASSO KRAUS | |||
SILVIA REGINA LEAL LADEIRA | 2 |