Processo Symbios
“The Knowledge of nature”
Conceição Oliveira, IST, 22 Março de 2006
Objectivo
Prevenir a formação de TCA em
cortiça
Abordagem Científica
Problema: Formação de 2,4,6-tricloroanisole na cortiça
 Compilação e análise crítica do conhecimento científico e empírico
reportado ao problema;
 Enquadrar o problema no domínio dos processos biológicos da
natureza.
 Direccionar o foco de atenção, não para o composto em si, mas para
os mecanismos que conduzem à sua formação na matriz cortiça;
Perspectivando
uma solução de cariz preventivo
Abordagem Científica
De um modo abrangente,
 A acção dos microorganismos é um facto incontornável no
mundo que nos rodeia;
 A sua acção revela-se não só necessária como essencial ao
equilíbrio e manutenção dos ecossistemas;
 Sendo uma organização biológica, os microrganismos
necessitam de determinados nutrientes por forma a obter
a energia necessário ao seu metabolismo celular;
Abordagem Científica
Especificamente na matriz cortiça,
 A estabilização pós-cozedura é etapa de maior actividade
microbiológica na matriz cortiça;
 Os mecanismos, as espécies e as condições potenciadoras da
formação
de
cloroanisóis
na
cortiça,
encontram-se
suficientemente estudadas;
 Durante a estabilização pós-cozedura, a combinação de diversos
factores potenciam a formação de cloroanisóis como produtos
intermediários de reacções biológicas;
Abordagem Científica
Como inibir a formação de cloroanisóis em cortiça ?
Hipótese 1: Esterilização completa da cortiça, asseptização das
instalações fabris e manuseamento da cortiça em condições de
assepsia.
ou
Hipótese 2: Alteração das características do meio, possibilitando o
desenvolvimento dos microorganismos “ benéficos” em condições
controladas
Abordagem Metodológica
Hipótese 2: Alteração das características do meio-cortiça.
Como? Actuar directamente na etapa de cozedura da cortiça.
Enriquecimento da água com determinados aditivos, os quais, por
difusão em meio aquoso fervente, irão fixar-se nas estruturas
ricas em compostos lenhino-polissacáridos, nomeadamente
paredes interiores dos canais lenticulares e raspa (ou costa) da
cortiça.
Abordagem Metodológica
Planeou-se experiencias a nível laboratorial, na fase decozedura:
Combinação de aditivos
Cozimento aditivado
Estabilização “forçada”
Análise de cloroanisóis
Aditivação
eficaz?
não
sim
Escalonamento industrial
Resultados preliminares
Costa
Superior
Após várias combinações
de aditivos… formulação X
Inferior
Barriga
Determinação de 2,4,6-TCA em cortiça
Fracção
Inferior
Superior
n.d.
2,6 ng/l
Cozedura normal e após ;
estabilização “forçada”
31,0 ng/l
118,2 ng/l
Cozedura com aditivos X;
estabilização “forçada”
n.d.
3,4 ng/l
Mato
Obs: n.d. - não detectado; L.D.: 0,7 ng/l
Resultados preliminares
... (!?) ...repetição…
Costa
Superior
Inferior
Barriga
Determinação de 2,4,6-TCA em cortiça
Fracção
Mato
Cozedura normal;
estabilização “forçada”
Cozedura com aditivos X;
estabilização “forçada”
Inferior
Superior
n.d.
2,6 ng/l
12,2 ng/l
66,8 ng/l
n.d.
n.d.
Obs: n.d. - não detectado; L.D.: 0,7 ng/l
Resultados preliminares
Observação visual: Todos os provetes “aditivados” evidenciavam
um acentuado desenvolvimento microbiano;
Forma de fixação, desenvolvimento e esporulação das espécies?
• Preparação de meios de cultura microbiológica (WLN) com e
sem aditivos X;
• Inoculação com espécies microbiológicas características da cortiça
(espalhamento de solução de extracção de pedaços de cortiça);
• Incubação durante 5 dias a 27ºC;
• Seccionamento tangencial do meio de cultura; obtenção de
perfis para análise de microscopia óptica.
Ilustração do corte:
Resultados preliminares
Perfis tangenciais dos meios de cultura sem aditivação:
Observação por microscopia óptica
Resultados preliminares
Perfis tangenciais dos meios de cultura sem aditivação:
Observação por microscopia óptica
Resultados preliminares
Perfis tangenciais dos meios de cultura com aditivação:
Observação por microscopia óptica
Resultados preliminares
Perfis tangenciais dos meios de cultura com aditivação:
Observação por microscopia óptica
Resultados preliminares
Com a adição da formulação X…
 A actividade das espécies microbiológicas é
reduzida na matriz de suporte;
marcadamente
 Manutenção das características cromáticas e morfológicas do
meio de cultura, indiciando que o efeito degradativo da acção
enzimática foi francamente reduzido;
 Ausência de formas esporuladas no interior do meio de cultura.
Resultados preliminares
Com a adição da formulação X…
Efeito barreira: Inexistência de hifas em profusão no interior do
meio de cultura, indiciando que os microorganismos (bolores) se
deparam com um meio interno “pouco atractivo”.
Efeito simbiótico: Com a disponibilidade de nutrientes à superfície,
os microorganismos tendem a fixar-se na interface, exibindo de
forma “exuberante” a sua parte aérea visível (micélio exterior).
Deste modo, a interface faculta um “terreno favorável” à
disseminação dos microorganismos por dispersão superficial das
suas formas esporuladas.
Acção imediata
Escalonamento industrial (scale-up) - Avaliar a eficácia da
formulação X em condições reais de utilização
Processo Symbios
Scale-up industrial
 Duas empresas rolheiras com processo industrial verticalizado:
Sercor – Sociedade Exportadora de Rolhas e Cortiça, S.A.
Norcor – Indústria de Cortiça, S.A.
 Início da experiência: Agosto de 2004;
 Lotes de cortiça de mato em processamento: campanha de 2003;
 Experiências realizadas numa base comparativa,
i.e.: processo Symbios vs processo Tradicional.
Scale-up industrial
Caracterização
cortiça mato
Experiências unidade
piloto - aferição da
concentração de aditivos
Symbios
Cozedura Tradicional (PT):
Cozedura Symbios (PS):
Água limpa, fervura 1 ½ hora
2 cozeduras consecutivas
1500 kg de cortiça /cozedura
 12 000 litros de água
Água limpa, fervura 1 ½ hora
4 cozeduras consecutivas
1500 kg de cortiça/cozedura
 12 000 litros de água
+ aditivos Symbios
Estabilização 2 a 4 semanas
Avaliação
qualitativa
Fabricação
CTCOR
Avaliação
qualitativa
Empresas
Acabamentos
Unidade piloto - Resultados
Cozedura Symbios:
Aumento notável da capacidade extractiva do meio de cozedura
70
60
SST (mg/L)
50
40
30
Cozedura tradicional;
água limpa
20
Cozedura Symbios;
água limpa
10
0
Ref.
Conc 1
Conc 2
Conc 3
Concentração Symbios
Conc 4
Unidade piloto - Resultados
Cozedura Symbios:
Aumento de eficácia na extracção de compostos polifenólicos
250
Polifenóis (mg/L)
200
150
100
Cozedura tradicional;
água limpa
50
Cozedura Symbios;
água limpa
0
Ref.
Conc 1
Conc 2
Conc 3
Concentração Symbios
Conc 4
Unidade piloto - Resultados
Cozedura Symbios:
Aumento de eficácia na extracção de compostos polifenólicos
900
800
Polifenóis (mg/L)
700
600
500
400
Cozedura tradicional;
água limpa
300
Cozedura Symbios;
água limpa
200
Cozedura Symbios;
cozeduras consecutivas
100
0
f.
Re
nc
Co
1
nc
Co
2
nc
Co
3
nc
Co
4
nc
Co
4.2
nc
Co
Concentração Symbios
4.3
nc
Co
4.4
Experiência industrial - Resultados
Estabilização pós cozedura:
Tal como expectável, registou-se um elevado desenvolvimento micológico nas
pranchas submetidas ao processo Symbios.
Clara dominância de espécies dos géneros Monilia s.p. e Mucor s.p.
Experiência industrial - Resultados
Desenvolvimento microbiológico durante a estabilização pós cozedura:
Processo Tradicional vs Processo Symbios
Processo Tradicional
Processo Symbios
Experiência industrial - Resultados
Desenvolvimento microbiológico durante a estabilização pós cozedura:
Processo Tradicional vs Processo Symbios
Processo Tradicional
Experiência industrial - Resultados
Desenvolvimento microbiológico durante a estabilização pós cozedura:
Processo Tradicional vs Processo Symbios
Processo Symbios
Experiência industrial - Resultados
Desenvolvimento micológico durante a estabilização pós cozedura:
Processo Tradicional (PT) vs Processo Symbios (PS)
Restrições
regulamentares
Actividade de fungos filamentosos
Potencial de síntese da micotoxina OTA?
Determinação da Ocratoxina A (OTA) nas pranchas de cortiça pósestabilização
(Ensaios realizados pelo Centro de Engenharia Biológica da Universidade do Minho)
Amostra
OTA (mgOTA/kg
PT
0,376
PS
0,294
cortiça)
Experiência industrial - Resultados
Determinação da Ocratoxina A (OTA) nas pranchas de cortiça pósestabilização
(Ensaios realizados pelo Centro de Engenharia Biológica da Universidade do Minho)
Avaliação dos resultados:
 Resultados idênticos entre as amostras PT e PS
 Com base no limite proposto para o vinho de 2mg/L (…)
(…) assumindo que cada rolha pesa cerca de 3,5 g (…)
(…) assumindo que toda a OTA de uma rolha passa para o vinho (!!!) (…)
A concentração final no vinho seria de  0,0016 mg/l
O que representa 0,08 % (!!!) do limite máximo admissível proposto para o vinho
Experiência industrial - Resultados
Determinação de 2,4,6-TCA (libertável) nas rabanadas de cortiça
Costa
Amostras PT (ng/l)
Costa
22,6
56,6
29,7
113,1
Amostras PS (ng/l)
Costa
2,4
4,8
9,7
5,4
Experiência industrial - Resultados
Determinação de 2,4,6-TCA (libertável) nas rabanadas de cortiça
Sub-costa
Amostras PT (ng/l)
Sub -costa
1,8
4,1
3,1
2,8
n.q.
n.d.
Amostras PS (ng/l)
Sub -costa
n.d.
LD: 0,7 ng/l; LQ: 1,4 ng/l
n.d.
Experiência industrial - Resultados
Análise sensorial de rolhas lavadas:
Nas amostras procedentes de ambas as empresas verificou-se que:
 A incidência de “mofo” nas referências PS é vestigiária (menor que
1/1000) e, quando ocorre, dá-se a níveis de intensidade “ligeiro”;
 Nas amostras PT registou-se a ocorrência de “mofo” em 1 a 2% das
rolhas analisadas, com níveis de intensidade “ligeiro” a “forte”;
 “As amostras PS evidenciam um abaixamento notável da linha de
base (i.e.: aumento da limpidez sensorial), quando comparadas com as
referências PT”:
 “As amostras PS evidenciam uma menor variabilidade da linha de
base, quando comparadas com as referências PT”.
Experiência industrial - Resultados
Análise sensorial de rolhas lavadas
Simulador de contacto: água destilada/desodorizada
(Nota: Amostras PT e PS de uma única empresa)
Confirmação analítica
Quantificação de cloroanisóis
“libertáveis” na rolha individual
Amostras PT (ng/l)
Ausência de “mofo”
893
Detecção de “mofo”
12
Total de rolhas
905
Admitindo que a rolha cederia todo o TCA libertável (?!)
29,1 ng /l
4,0 ng/l
8,9 ng/l
1,5 ng/l
28,4 ng /l
66,4 ng/l
5,0 ng/l
15,0 ng/l
21,2 ng/l
9,7 ng /l
75,8 ng/l
6,2 ng/l
Limite de detecção sensorial em vinho: 4 ng/l
Taxa de incidência de “mofo” = 11/905 rolhas = 1,2%
2,4,6-TCA
Experiência industrial - Resultados
Análise sensorial de rolhas lavadas
Simulador de contacto: água destilada/desodorizada
(Nota: Amostras PT e PS de uma única empresa)
Confirmação analítica
Quantificação de cloroanisóis
“libertáveis” na rolha individual
Amostras PS (ng/l)
Ausência de “mofo”
1181
Detecção de “mofo”
3
Total de rolhas
1184
1,9 ng /l
1,6 ng/l
6,6 ng/l
2,4,6-TCA
Admitindo que a rolha cederia todo o TCA libertável (?!)
Limite de detecção sensorial em vinho: 4 ng/l
Taxa de incidência de “mofo” = 1/1184 rolhas = 0,08% (!!!)
Experiência industrial - Resultados
Determinação de 2,4,6-TCA (libertável) em triturados de aparas de
broca; Tempo de stockagem das aparas: 2 meses
Amostras PT (ng/l)
83,5
55,8
217,7
Amostras PS (ng/l)
8,8
18,1
2,7
Experiência industrial - Resultados
Comportamento físico-mecânico das rolhas de cortiça:
Massa volúmica; Compressão e Relaxação
250
100
80
60
40
20
0
Massa volúmica (kg/m3)
Força de compressão (daN)
120
200
150
100
50
0
18
Força de relaxação (daN)
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Legenda:
PT1
PT2
PS1
PS2
Conclusões
 O processo Symbios é um processo biológico, de cariz
preventivo, que promove o desenvolvimento de microorganismos
“benignos”, em detrimento de espécies com potencial de
formação de metabolitos indesejados;
 O processo Symbios promove a inibição da biosíntese de
cloroanisóis durante a etapa de preparação da cortiça;
 A cozedura Symbios assegura uma maior limpeza e extracção de
matérias hidrossolúveis da cortiça (ex.: terras, polifenóis, etc.);
Conclusões
 Com a obtenção de aparas “mais limpas” (física e
organolépticamente), as vantagens do processo Symbios são
repercutidas ao longo da cadeia de fabricação de rolhas
técnicas;
 O processo Symbios é inócuo e respeita as regulamentações
comunitárias de materiais destinados a contacto com géneros
alimentícios;
 O processo Symbios não introduz quaisquer alterações às
características físico-mecânicas da cortiça, salvaguardando a
funcionalidade do produto - rolha de cortiça.
Condições p/ implementação
 Implementação na fase da cozedura
 Cumprimento do Código Internacional das
práticas rolheiras: separação de calços e
manchas amarela
 Resultados optimizados com cortiça do mato
Processo Symbios
“The Knowledge of nature”
Muito Obrigado pela Vossa Atenção