Quanto mais queijo…

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Já dizia aquela famosa falácia lógica

Considere um queijo suíço… um daqueles cheios de buracos.
Quanto mais queijo, mais buracos.
Onde há buracos deveria haver queijo.
Assim, quanto mais buracos, menos queijo.
Quanto mais queijo, mais buracos; e quanto mais buracos, menos queijo.
Logo, quanto mais queijo, menos queijo.

Acontece, porém, entretanto, contudo, todavia, que, nos últimos anos, essa falácia tornou-se ainda mais falaciosa. O motivo? Os queijos suíços estão ficando com menos e menores buracos… logo, com mais queijo do que antes!

Queijos suíços de diversos tipos como Emmental, Gouda, Appenzeller e Tilsit são famosos por apresentarem buracos em sua estrutura. O número, o tamanho, a forma e a distribuição desses buracos pelo queijo são importantes parâmetros para se avaliar a qualidade desses queijos. A formação dos buracos nos queijos suíços é devida à fermentação do ácido propiônico durante o processo de maturação. Esse processo envolve a conversão do lactato em propionato, acetado e gás carbônico.

Há mais de um século a formação das olhaduras (esse é o nome técnico) atrai a atenção dos cientistas. Antes mesmo da descoberta dos processos de fermentação como importante fontes de produção de gás à ação das bactérias era creditada a formação de gás e, consequentemente, daquelas estruturas. Uma dúvida, porém, ainda pairou por muito tempo: diversos experimentos mostravam que todo o queijo possuía consideráveis quantidades de gás carbônico, então o que permitiria que algumas regiões do queijo favorecessem a formação de bolhas de gás!? Várias hipóteses foram citadas, mas “a identificação da natureza do núcleo da olhadura permaneceu como uma questão não-resolvida” (a frase é tão bonita que tive que citar como no artigo).

Acontece que, com a modernização dos processos e aplicação de novas práticas e técnicas da ordenha à maturação, bem como na avaliação das propriedades dos queijos começou-se a observar que os buracos estavam com tamanho reduzido.

O que acontece é que pequeninas partículas de feno caíam no leite cru e essas partículas que possuem uma estrutura capilar (veja a foto abaixo) possibilitam a captação e difusão do gás carbônico do corpo do queijo, formando, então os núcleos das olhaduras!

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Assim, nas últimas décadas, com a substituição da ordenha tradicional no estábulo com baldes de leite pelos sistemas de ordenha mecanizados em ambientes separados, fechados e limpos; além da aplicação de filtros com poros estreitos nesses sistemas de ordenha resultaram numa queda drástica das micropartículas de feno no leite cru.

Dessa forma, para que os suíços possam novamente brincar dizendo que “quanto mais queijo, menos queijo” (eles dizem isso!?), há a necessidade de adicionar ao leite micropartículas sólidas micropartículas sólidas que atuem como núcleo de olhaduras.


um pouquinho da teoria…

As bactérias do ácido propiônico (gênero Propionibacterium) foram descobertas no queijo Emmental, e são responsáveis não apenas pela produção do CO2 que leva à formação das olhaduras, bem como pela produção do ácido propiônico que é, em parte, responsável pelo gosto característico desse queijo. Elas são bactérias Gram-positivas anaeróbias e que fermentam ácido lático (lactato) e produzem primariamente, ácido propiônico, ácido acético e CO2 (veja a figura abaixo).

Fermentação do ácido propiônico

A utilização do lactato é de grande interesse uma vez que esse é o produto final da fermentação de diversas bactérias (dentre elas os estreptococos e os lactobacilos). O processo ocorre então da seguinte forma: as bactérias dos gêneros Steptococcus e Lactobacillus, que são homofermentadoras são responsáveis pela fermentação inicial da lactose em lactato – esse processo acontece durante a formação da coalhada. Após esse processo, quando o queijo é deixado para maturar, as propionibactérias conseguem se desenvolver e utilizam o lactato como fonte de energia. Por utilizar como substrato um produto resultante de um processo fermentativo, o processo realizado pelas propionibactérias é chamado de fermentação secundária.

Considerando isso, os pesquisadores suíços fizeram diversos queijos experimentais do tipo Emmental. Para isso eles coletaram o leite da forma como eles são coletados atualmente (utilizando ordenhadeiras automáticas e filtrando o leite em membranas com poros de 100 µm). O leite cru foi inoculado com Streptococcus thermophillus e Lactobacilus delbrueckii e após um pequeno intervalo de tempo, a cultura de Propionibacterium freudenreichii foi adicionada. A partir desse momento, foram feitas 8 variações do queijo: o controle e 7 variações nas quais foram adicionadas diferentes concentrações de pó de feno.

Mas de onde eles tiraram a ideia do pó de feno?

Como falei lá em cima, desde o início de século passado pipocavam hipóteses para explicar a localização das olhaduras. Algo que há muito se sabe é que essa localização não está relacionada ao crescimento bacteriano. O que se propunha era que os olhos surgiam em pontos específicos onde haveria núcleos que favoreceriam a formação das estruturas. A ideia é semelhante à dos núcleos de condensação (como partículas de poeira e fumaça) que favorecem a condensação da água e a formação de nuvens.

A formação dos buracos nos queijos foi monitorada por tomografia computadorizada de raios-X, nos dias 30, 45, 60 e 130 dias após o início do período de maturação do queijo. Na figura abaixo, podemos ver claramente o aumento do tamanho e volume das olhaduras ao longo do tempo.

tempo

A figura abaixo, por outro lado, mostra que os oito queijos fabricados para o experimento tiveram suas olhaduras influenciadas (quantidade e volume das mesmas) pela concentração de pó de feno adicionada.

influencia da concentracao

Assim, as partículas de feno (que são os vasos do tipo xilema) atuam como núcleo da olhadura, por aprisionarem o gás produzido até formarem essas estruturas.

 


REFERÊNCIAS

Guggisberg, D., Schuetz, P., Winkler, H., Amrein, R., Jakob, E., Fröhlich-Wyder, M., Irmler, S., Bisig, W., Jerjen, I., Plamondon, M., Hofmann, J., Flisch, A., & Wechsler, D. (2015). Mechanism and control of the eye formation in cheese International Dairy Journal, 47, 118-127 DOI: 10.1016/j.idairyj.2015.03.001

Madigan MT, Martinko JM, Bender KS, Buckley DH, Stahl DA. Brock Biology of Microorganisms. 14th ed. Pearson Education, 2015.


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Quorum sensing: novas possibilidades

No congresso de micro (em outubro do ano passado – 2012), uma palestra que tinha tudo pra ser interessante (e que não ficou nem um pouco abaixo das expectativas) foi a sobre quorum sensing na área de alimentos.

Já falei de quorum sensing aqui no blog… mas acho que vale a pena demais falar de novo, acrescentando as novidades e possibilidades apresentadas na palestra.

Pra começar, o quorum sensing (QS) é a forma como os microrganismos conseguem identificar sua densidade populacional, algo como um censo do IBGE só que funciona de uma forma muito diferente… Enquanto usamos pessoas que passam de casa em casa perguntando quantas pessoas moram em cada casa, as bactérias liberam moléculas que são percebidas por outras bactérias da mesma espécie… A idéia é a seguinte: quanto mais bactérias, mais moléculas estão presentes no meio e, consequentemente, elas percebem se estão em grande ou em pequena quantidade. E qual a importância disso? Bom essas moléculas são capazes de iniciar uma cascata reações celulares que levam a expressão de diferentes genes, dependendo do contexto. É legal falar que tanto as bactéria Gram+ quanto as Gram- realizam QS, mas as moléculas envolvidas são bem diferentes.

Algo que eu ainda não sabia é que além dessa “comunicação” intraespecífica (dentro da mesma espécie), há também QS interespecífico (entre bactérias de espécies diferentes)! Não bastasse isso, ainda há relatos de QS em Candida albicans, um fungo!

Os genes regulado por QS também diferem em cada espécie, veja alguns exemplos de quando falamos em QS intra-específico:

– em Vibrio fisheri e em V. harvey o QS leva a ativação de genes de bioluminescência
– em Pseudomonas, uma bactéria que causa pneumonia em pacientes com fibrose cística, o QS ativa fatores de virulência e induz a formação de biofilme. Em espécies dos gêneros Staphylococcus (patógeno humano) e Erwinia (patógeno vegetal) genes de virulência também são ativados.
– curiosamente, na bactéria causadora do cólera (Vibrio cholerae) o grande número de indivíduos leva a uma redução na patogenicidade do microrganismo. Isso pode estar relacionado com a forma de dispersão do micróbio, que causa uma doença aguda.
– o Staphylococcus aureus, merece um destaque especial pois de acordo com a molécula que a bactéria produz, pode ser classificado em um dos quatro grupos. O mais curioso disso é que as bactérias de um determinado grupo só ativam bactérias do mesmo grupo, podendo inclusive chegar a inibir a produção das moléculas por bactérias de grupos diferentes

Nesse último exemplo vemos uma possibilidade de criar estratégias de combate a um microrganismo utilizando inibidores de QS… Mas porque essa poderia ser uma estratégia interessante, principalmente se considerarmos a preocupante situação da resistência aos antibióticos?

Os antibióticos agem inibindo o crescimento de microrganismos (ou mesmo levando a sua morte) e assim, as bactérias que não são inibidas são selecionadas e se tornam dominantes na população. Por outro lado, utilizando inibidores de QS não estaríamos, a princípio, promovendo uma seleção, pois as bactérias continuariam crescendo e se multiplicando, mas não perceberiam que estão em quantidades elevadas e assim não expressariam muitos dos fatores de virulência.

Apesar de bacteriocinas já serem utilizadas industrialmente, por exemplo a lisina no caso de alimentos processados, podemos persar em novas aplicações a partir dessas novas descobertas. Elas vão desde aplicações na indústria de alimentos, na qual poderia se utilizar de bacteriocinas nas embalagens de alimentos (batatas, por exemplo) visando um maior tempo de prateleira… Em estações de tratamento e empresas que utilizam tubulações, um problema muito comum é a formação de biofilmes que devem ser removidos… A idéia aqui seria associar as bactericinas a detergentes e, assim, facilitar a remoção dessa estrutura bacteriana!

Muita pesquisa ainda deve ser feita para se testar as possibilidades e segurança dessas técnicas… Vamos aguardando!

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