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Estratégias para Combate à Fraude: protocolos básicos e análises rápidas no continuum
Produtivo do Leite
Workshop da Associação Brasileira das Pequenas e Médias Cooperativas e Empresas de Laticínios – G100
Brasilia – DF13 de Maio de 2014
Eng. Marcelo Bonnet, M.Phil., Ph.D.
Nunca duvide da vontade de um
grupo comprometido de cidadãos
em melhorar o mundo. Na verdade,
eles são os únicos que o fazem.
Margareth Mead
I. INTRODUÇÃO
Brasil – Celeiro de Riquezas
• Povo
• Cultura
• Recursos naturais (água!)
• Espaço
• Biodiversidade
Fragilidades...
• Respeito à vida
• Respeito à lei
• Imposição da lei
• Contrastes sociais excessivos
• Descontinuidade
• Interesses políticos podem alijar a ciência, a razão e o interesse maior do Estado e
da Nação
Onde poderíamos melhorar...
• Auto-confiança
• Disciplina
• Auto-imagem
• Orgulho de sermos brasileiros
• Visão estratégica
• Inteligência estratégica
• Foco e organização
Objetivos Fundamentais do
Agronegócio de Alimentos e
seus Produtos- Segurança Alimentar
- Quantidade do Alimento
- Qualidade do Alimento
- Segurança do Alimento
- Trabalho e Renda
- Nacional: desenvolvimento sustentável e amplo
- Internacional: novos mercados e sustentabilidade
global
A Nova Segurança Alimentar Brasileira
Segurança Alimentar Tradicional
Nova Segurança Alimentar
Quantidade de alimentos Quantidade, qualidade e segurança dos alimentos
Produtividade Sustentabilidade, integração e agregação de valor
Renda no campo Relações capital-trabalho desafiadoras
Acesso ao alimento Adequação dos alimentos às expectativas e necessidades da sociedade
No setor Agro-Alimentar, o Brasil é
mundialmente considerado uma
potência, e vem assumindo um papel
crescente de liderança. Nada menos
que excepcional inteligência
estratégica para gestão e validação
deste processo pode ser tolerada.
Lácteos : uma cadeia especial
• Transversalidade e universalidade de demanda e
consumo
• Excepcional perfil nutritivo; alimento básico
• Amplas dimensões: econômica, social, ética e ambiental
• Múltiplas complexidades
• Sensibilidade intrínseca e extrínseca dos produtos
lácteos
• Sensibilidade social; eventos negativos recentes
• Espaço para expansão brasileira no mercado externo
• Alvo crescente do PNCRC-MAPA
• Padrões IDF (1903) base das diretivas Codex
Além do clamor nacional, a melhoria da qualidade média do leite brasileiro
constitui o fator mais decisivo para o desejado aumento de sua participação no
mercado internacional
A Embrapa Gado de Leite e o LQL
lideraram a elaboração e condução de
projeto orçado em R$ 12 milhões em
equipamentos e insumos para os dez
laboratórios da RBQL (2008-2013)
Fortalecimento da RBQL
• FINEP-CT/AGRO
• R$ 12 milhões
• Aquisição de 27 vs. 18 equipamentos
• Treinamento gratuito no exterior
• Aquisição de sistemas avançados de
tratamento de água
• Aquisição de hardware e software de TI
Avançada – geo-referenciamento
O Triângulo Virtuoso: dados não falam por si
DADOS
INFORMAÇÃOINTELIGÊNCIA
Em curso: TI para a RBQL
• Sistemas integrados
• Construção de séries históricas
• Mineração de dados
• Lógica nebulosa
• Ontologia semântica
• Referenciamento no tempo e no espaço
(softwares de geoprocessamento)
II. QUALIDADE E SEGURANÇA
DE ALIMENTOS: CONCEITOS
QUALIDADE e SEGURANÇA
SEGURANCA
SEGURANÇA
QUALIDADE
corsabor
consistência
tamanho
textura
perfil nutricional
Controle de perigos
biológicos,
químicos e físicos
Mas quem define qualidade? E
segurança?
DESAFIOS EM SEGURANÇA
DE ALIMENTOS• Problemas tem distribuição variada
(desconhecida)
• Difícil localização e ou detecção
• Visibilidade e tangibilidade baixas
• Fator surpresa; eventos esporádicos
• Complexidade dos mecanismos de ação
O uso pro-ativo, preventivo e
sistemático dos autocontroles pelos
componentes do continuum
produtivo de insumos e alimentos
constitui pré-requisito universal,
inexorável, incondicional e
inegociável para maximizar a
segurança dos alimentos, bem como
documentá-la de forma
transparente.
O uso dos autocontroles são de
responsabilidade da cadeia, e:
• Primariamamente impostos, verificados e validados
por fiscalização oficial treinada, suficiente e ética
• Secundariamente (mas necessariamente!) verificados
e validados por resultados analíticos
• Associados à vigilância epidemiológica para feedback e
validação global conjunta
Limitações da Amostragem-Análise
• Planos amostrais assumem distribuição
estatística normal do analito e variâncias
homogêneas
• Mas distribuição frequentemente desconhecida!
• Limitações inerentes ao plano amostral – poder
inferencial.
• Custos (coleta, transporte de amostras;
análises)
• Tempo requerido
• Pessoal altamente qualificado
Mas procedimentos de
amostragem-análise permancem
importantes para auxiliar a
validação e verificação da
qualidade e segurança dos
alimentos, o uso dos
autocontroles, a eficácia da
fiscalização e a interatividade
entre os agentes do processo.
A amostragem é o ponto crítico do processo analítico, e o mais difícil
de ser controlado
III. LEGISLAÇÃO
Instrução Normativa 51
MAPA
18/09/2002
&
6 ANEXOS
(REGULAMENTOS TÉNICOS)
FOCO DA IN 51
• LEITE DE VACA
• (3) RT DE PRODUÇÃO, IDENTIDADE E
QUALIDADE DE LEITE A, B, C
• (1) RT DE IDENTIDADE E QUALIDADE DE
LEITE CRU REFRIGERADO
• (1) RT DE IDENTIDADE E QUALIDADE DE
LEITE CRU PASTEURIZADO
• (1) REGULAMENTO TÉCNICO DA COLETA DE
LEITE CRU REFRIGERADO E SEU TRANSPORTE A GRANEL
Leite Cru Refrigerado• Leite:
“…oriundo de ordenha completa, ininterrupta, em
condições de higiene, de vacas sadias, bem alimentadas e
descansadas…”
• Leite cru refrigerado:
cf. anterior, mantido a max. 7 °C na propriedade/tanque,
ou 10 °C no processador.
Leite Cru Refrigerado
caracteristicas sensoriais e gerais
• Aspecto e cor: líquido branco opalescente
“homogêneo”
• Sabor e odor: característicos; isento de sabor e
odores estranhos
• Ausência de neutralizantes de acidez e
reconstituintes de densidade
• “Ausência” de resíduos de antibióticos e de
outros inibidores microbianos
REQUISITOS FÍSICO-QUÍMICOSREQUISITOS LIMITES MÉTODOS
GORDURA (%) ORIGINAL, Min. 3 FIL 1C: 1997
DENSIDADE (g/ml) 1.028 a 1.034 LANAGRO/MAPA,
1981
ACIDEZ (g Hlac/100) 0.14 a 0.18 g HLac LANAGRO/MAPA,
1981
ESD (%) Min. 8.4 FIL 21B: 1987
CRIOSCOP. MAX
( °H)
- 0.530 FIL 108 A: 1969
PROTEÍNAS (%) Min. 2.9 FIL 20 B: 1993
REQUISITOS MICROBIOLÓGICOSÍNDICE
(PROPR./
TQ. COM.)
Até 01.07.05
S/SE/CO
01.07.07
N/NE
01.07.05 a
01.07.08
S/SE/CO
a 01.07.10
N/NE
01.07.08 a
01.07.11
S/SE/CO
a 01.07.12
N/NE
A partir de
01.07.11
S/SE/CO
01.07.12
N/NE
Contagem
Padrão em
Placas,
ufc/ml (CTB)
Max.
1,0 X 106;
Habilitados
antecip.
Max.
1,0 x 106;
todos
Max.
7,5 x 105;
1.0 x 105
(individual)
Max. 3,0 x 105
(leite de
conjunto)
Contagem de
Celulas
Somáticas,
CS/ml (CCS)
Max. 1,0 x 106
Habilitados
antecip.
Max.
1,0 x 106 ;
todos.
Max.
7,5 x 105
Max.
4,0 x 105
IN 62/2011
• Não revoga a IN 51/2002
• Introduz algumas melhorias e controles (coleta, higiene, temperatura, individualização, controle de resíduos e contaminantes e cadastros)
• Mas ainda não progride na adequada classificação do leite, no controle de fraude, nas métricas e limites de CTB, e na discriminação da CTB!
IV. INTERPRETANDO CONCEITOS E NÚMEROS
• 1,0 x 101 = 1.0 x 10 = 10
• 1,0 x 102 = 100
• 1,0 x 103 = 1.000
• 1,0 x 104 = 10.000
• 1,0 x 105 = 100.000 (cem mil)
• 1,0 x 106 = 1.000.000 (um milhão)
• 1,0 x 107 = 10.000.000 (dez milhões)
notexactlyrocketscience.wordpress.com
Qualidade Microbiológica do Leite: onde
estamos?
• EUA, 1900: Departamento de Saude de NY –
CTB: 1.000.000 / ml (1,0 x 106) – difícil na
época!
• EUA, 1905: Comitê de Saúde de Boston, MA -
CTB: 500.000 / ml (5,0 x 105)
• EUA, 1953: Estatuto e Código do Leite,
(USPHS): CTB: 10.000 / ml (1,0 x 104)
• Brasil, 2011: IN 51, CTB: 300.000 / ml (3,0
x 105)Babel & Hammer, Dairy Bacteriology, 1953, pp. 13
Desafios
• Bactérias psicrotróficas (Pseudomonas,
Micrococcus, Flavobacterium): afetam
qualidade (proteases e lipases; resistem a
UHT; instabilidade térmica; problemas de
coagulação)
• Esporos bacterianos (Bacillus e
Clostridium): altamente resistentes (+
1000 X) ao calor e agentes de limpeza
Psicrotróficos Crescem Rapidamente a
7 C (e Desnaturam Frações de Caseína)
Espécie 0 dias 2 dias 4 dias
Flavobacterium sp. 26 0.077 0.44 71
Lactobacillus sp. 29 0.99 34 170
Lactobacillus sp. 34 2.5 370 840
Micrococcus sp. 32 4.6 35 66
Pseudomonas sp. 1 5.9 150 1000
Pseudomonas sp. 10 14 170 840
Pseudomonas sp. 13 8.8 66 400
Pseudomonas sp. 31 5.1 38 420
Pseudomonas sp. 36 9.2 51 810
---------------------- (x 105 / ml) -----------------------
Adaptado de Cousin & Marth, J. Dairy Sci 1977 60 (7): 1042-1048
Prioridade atual no Brasil:Redução mínima de 10x na CTBLocal Número de
OrdenhadoresVol. Diário de
LeiteCTB/ml
Sem HigieneCTB/ml
Com Higiene
Homer, NY 70 12.000 500.000 10.000
Sparks, PA 28 3.000 5.000.000 40.000
Oxford, PA 135 10.000 2.000.000 40.000
Kelton, PA 56 4.000 3.000.000 25.000
Fair Haven, VT 20 1.200 1.500.000 25.000
Hammer, Dairy Bacteriology, 1938, p. 117
Variações significantes em contagens microbiológicas devem ser de no mínimo
1 log10
North, 1917: (apud Hammer, 1938):
• Verão de 1914 – sem higiene: Média da CTB -393.000
• Verão de 1915 – com higiene: Média da CTB -55.000
O que é mais importante: CTB ou CCS?
• Ambas!
• Mas CTB é prioritária no Brasil ...
• ... pois CCS impacta decisivamente a qualidade do leite quando CTB < 25.000*
• CTB também é mais fácil de atacar!
*Barbano et al., J. of Dairy Sci. 2006 89-E15-E19
Tratamentos Térmicos do Leite de Consumo: quo vadis?
UHT
• Ultra High Temperature: 140°C por 2 segundos (aproximadamente)
• Destruição de praticamente total de microrganismos
• Mas não há destruição de enzimas prejudiciais à qualidade do leite
• Alto requerimento energético
• Modificações sensoriais e nutricionais
• Uso restrito na Europa, EUA, Canadá, Nova Zelândia
• Permite aproveitamento de leite de má qualidade (citrato, estabilizantes, tratamento térmico intenso)
HTST
• High Temperature, Short Time: 72°C por 15 segundos (aproximadamente)
• Excelente destruição de microrganismos
• Processo clássico
• Utilizado na Europa, EUA, Canadá, Nova Zelândia e outros
• Pouco permissivo ao aproveitamento de leite de má qualidade
• Mas vida de prateleira de ca. 10 dias em geladeira com matéria-prima de boa qualidade!
Algumas Novas Métricas• Leite A, B e C ?????????
• Avaliação de progresso de qualidade do leite em log10 CTB
• Pagamento de leite por qualidade: regressões lineares em R$ vs log10 CTB
• Mensuração de produtividade em sólidos (toneladas sólidos/vaca/ano)
• Mensuração do impacto estratégico, ambiental e financeiro do processo UHT: o processo em si é excelente, mas quais os desafios surgem?
• Potencial de agregação de valor do leite em produtos: rendimento, tempo de prateleira, aumento de consumo e produtos diferenciados
V. FERRAMENTAS PARA A
QUALIDADE, INTEGRIDADE E SEGURANÇA
Ferramentas
• Boas Práticas Agropecuárias - BPA
• Boas Práticas de Fabricação – BPF
• Procedimentos Padrão de Higiene
Operacional - PPHO
• Análise de Perigos, Pontos Críticos
de Controle – APPCC
• ANATER!!!!
Boas Práticas Agropecuárias (BPA)
• Uso de pesticidas
• Uso de drogas veterinárias
• Uso e manejo do solo e água
• Controle de pragas e vetores
• Pós-colheita, armazenamento
• Implicações em resíduos e contaminantes
químicos e biológicos
PESCADO
Pesticidas
Medicamentos
Contaminantes Ambientais
OVOS CARNE
LEITE
Metais pesadosRadionucleotídeosNitrato, nitritoMicotoxinasOutros
Antimicrobianos
Sulfonamidas
Antiparasitários
Hormônios
Outros
CULTURAS
ANIMAIS
MEL
ANTIBIÓTICOS
HORMÔNIOS
ANTIPARASITÁRIOS
OUTROS FÁRMACOS
PESTICIDAS
METAIS PESADOS
SUBSTÂNCIAS RADIOTIVAS
ALERGIAS
LESÕES
HEMATOPOIETICAS
(LEUCEMIA)
TRANSTORNOS DE
FECUNDIDADE/FETO
ANOMALIAS DO
CICLO SEXUAL
TUMORES
LESÕES HEPÁTICAS
LESÕES RENAIS
TRANSTORNOS
NERVOSOS
RESISTÊNCIA A ANTIMICROBIANOS
Boas Práticas de Fabricação (BPF)
• Pessoal
• Instalações
• Operações & Rotinas
• Controle de Pragas
• Registros & Controles (Rastreabilidade!)
SBCTA, 1988
Boas Práticas de Fabricação (BPF) no
Controle de Fraudes
3. Operações & Rotinas
5. Registros e Controles
- Consolidado de notas fiscais de entrada ( matéria-
prima, insumos, embalagens, rótulos, sanitizantes,
combustíveis)
- Consolidado de notas fiscais de saída (produtos, sub-
produtos, ingredientes)
- Memorial de processos (leite, creme, queijo, iogurte,
manteiga, produtos conc./desidratados)
- Balanços de energia e massa (água, vapor, gás,
eletricidade, produtos)
PPHO: foco em esporos e biofilmes
• Pré-lavagem: água entre 40 e 45 C
• Lavagem alcalina: NaOH (soda) 1%
• Lavagem ácida: ácido mineral a 1%
• Desinfecção: Hipoclorito de sódio entre
100 a 200 ppm (pH 7 a 8). Aspersão ou
imersão, min. 5 minutos de contato
Simões et al. - LWT - Food Science and Technology 43 (2010) 573–583
Biofilmes: dinâmica e sustentação
Simões et al. - LWT - Food Science and Technology 43 (2010) 573–583
Biofilme: fotomicrografia
Pasteurized Milk Ordinance
• http://www.fda.gov/downloads/Food/GuidanceRegulation/UCM209789.pdf
• Compulsório
• 398 páginas
• O que, como, quando, onde e como fazer
• Registros
• Cadastros, autorizações e certificações
• Responsabilidade e penalidades
• RISPOA?
Codex alimentarius
VI. Projetos em Curso
Purpose/explanation Provision of a standard method of known
precision for use by the dairy sector and others
Members M Furtado (BR) - Project leader,
S Holroyd (NZ), K Olieman (NL)
Expected final result ISO-IDF International standard (ISO nr | IDF nr)
Target date TBD
Approval category (a) − IDF National Committees & ISO/TC34/SC 5
Members Bodies
Current status NWI proposal circulated to SC for comments.
Item to be discussed in Tel Aviv.
Title of proposed new work item Standardisation of a method for the detection of
milk adulteration with whey.
Proposer Marco Furtado – UFJF
Universidade Federal de Juiz de Fora – BRAZIL
Nominated by the Brazilian National Committee
to participate at SCAMC and SCAMPAI
Project C26
Method for the determination of milk adulteration with whey
Prof. Marco Furtado - UFJF
Objectives
The aim of the proposed work is to standardize a method for the
determination of this kind of adulteration using fundamentals
different than the detection and quantification of
caseinomacropeptide - CMP.
Rationale
The good quality of milk and dairy products is the main goal to be
reached by the industry and society in general.
This work is a demand of the dairy sector around the world mainly
in the development countries where this kind of adulteration is
very common and the detection could not be carried out in good
conditions because of the problems along the milk production
chain.
The benefits to the dairy sector are related to the economic
aspects of the industry and also for food safety reasons.
Outline of the Proposal / Scientific
Approaches
The determination of rennet whey added to milk as an adulterant is based mainly on
the detection and quantification of caseinomacropeptide (CMP), the hydrophilic
fragment of κ-casein released by chymosin during milk clotting.
However, under certain circumstances false positive results could be produced and
the adulteration cannot be confirmed surely, despite the use of good methodology and
equipments like HPLC, CE or LC follow by MS/MS.
The main reason for this analytical difficulty is due to proteolytic products arising
from the action of a large amount of psychrotrophic bacteria in bad quality milk which
sometimes must wait a long time refrigerated before processing.
Besides this phenomenon, the CMP could appear in different associated forms that
could also cause difficulties in its perfect identification.
Some desirable characteristics of the
new method
Applicable (reliable) in the situations described
Not using very sophisticated equipments
Prompt results, to use in support decisions
Alternatives to CMP Method and Further Work
Almost of all these alternatives need further investigation concerning to the
natural variations of milk composition and mainly the influence of
proteolysis, heating, cooling, etc.
Determination of the ratio casein (or whey) / total protein using:
Portable Infrared or Raman equipments
Dye binding methods (amido black ?)
Casein-bound phosphorus and nitrogen content
Determination of modifications in the content of some compounds (or identify a
specific one) due to whey addition
Cysteine / Cystine
Alpha-Lactalbumin / Beta-Lactoglobulin (using lab-on-a-chip electrophoresis)
Enzymes residues from rennet
Calculations using multivariate statistic tools of the routine results analysis
(density, solids, acidity, pH, etc)
Next steps
Confirmation of project leader and experts to carry out the work
Proposed date for completion of the work
Supports, endorsements and further requirements from SC
Projetos IDF-ISO
- Schedule of the IDF/ISO Analytical Week 2014,15-20 May,
Berlin, Germany (vide anexo)
- Prof. M. A. Furtado
- 40 projetos em andamento
- Participação quase nula do setor privado brasileiro
- Sub-representação brasileira - pública e privada:
- Sobrecarga de trabalho
- Formação de nossos técnicos ???
- Construção da legislação, fiscalização e critérios de
controle sanitário ???
- Agenda nacional ???
Outros Componentes de Interesse
no Brasil
• Amidos (CCD)
• Sacarose (CCD)
• Espessantes e gomas (CCD)
• Gordura vegetal hidrogenada (FTIR)
• Formaldeído (vários)
• Ureia Exógena (FTIR e razão isotópica)
• Alcalinizantes/neutralizantes (métodos
clássicos)
Formaldeído (= formol, formalina, metanal)
• Carcinógeno (The US National Toxicology Program = não há dose segura;)
• Altamente Tóxico (LD50=260 mg/kg em cobaias)
• Reação de Fritzmann para nitrato (Zeitschift für öffentlicheChemie, 1897, nr. 23)
• Reação de Schiff, seguindo Gayon (Compl. Rend. de l´Acad desSciences, v. IV, 1887)
• Reação de Utz com reagente de Winckel (10 ml leite, 10 ml HCl conc., ca. 200 mg vanilina – aquecimento – amarelo em traços de formaldeído; violeta em negativo)
Apud Methods used in the Examination of Milk and Milk Products, C. Barthel, 1910, p. 121-122
Formaldeído
• Teste de Hehner
• Influenciado pela sacarose
• Cor violeta geralmente não aparece em altas concentrações de formaldeído
• Outros interferentes?
• Validação para leite brasileiro?
• Polímeros de ureia-formaldeído?
Product Name DescriptionCatalog #
Price (USD)
Literature
QTYAdd to Cart
QuantiChrom™ Formaldehyde Assay Kit
For quantitative determination of formaldehyde concentration.Method: FL370/470nm. Samples: biological, food, beverage,environment.Species: all. Procedure: 30 min. Size: 100 tests. Detection limit: 1.5 μM (45 ppb).
DFOR-100
$259
Data Sheet
Citations
Quoted prices are F.O.B Hayward, CA, USA. International customers should contact their local distributors for pricing and ordering information. Assays can be performed in either microplate or cuvette. Bulk reagent orders are available for all products upon request. Products are shipped with Instructions and Materials Safety and Data Sheets (MSDS).
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Ureia
• Milk urea nitrogen (MUN)
• Resposta em função da dieta do animal –metabolismo proteico
• Valores médios no leite:
10-16 mg/100ml MUN ou
20-34 mg/100ml ureia
Maior Ureia – Menor caseína – Menos queijo
Maior “proteína” – Maior estabilidade térmica
Ureia
• Difícil diferenciação de ureia endógena e exógena por FTIR (“meu laboratório fazureia!”). Todos fazem!
• Equipamentos FTIR não foram concebidos para detecção de adição fraudulenta de ureia
• Necessidade de métodos baseados em razão isotópica (análogo à detecção de água em vinhos)
Embrapa Gado de Leite e RIKILT-Holanda
• M Bonnet (BR) e M Alewdjin (NL)
• Uso de espectro de IR para triagem de
composição anormal em amostras de leite
• Determinação das “impressões digitais” do
leite conforme local e época
• Comparação multivariada com padrões
• Método rápido – tanques e caminhões
Portfólio Corporativo “Alimento Seguro”
• Certificação de produtos e processos
• Rastreabilidade
• Microbiologia e Toxicologia Aplicadas
• Análise de Risco (avaliação, gerenciamento e comunicação de risco)
• Estatística e inferência
• Modelagem matemática
• Educação sanitária
• Método e Metodologia – Métrica e Metrologia
Conclusão e Recomendações• Treinamento e educação da cadeia = “emponderizar”
• Mensuração de transferência e adoção de conhecimento e tecnologia
• Novos indicadores e métricas de qualidade, segurança, integridade e competitividade
• Integração e alinhamento de políticas públicas para o setor lácteo – técnicas, legais, financeiras, tributárias
• Condicionamento de financiamento à demonstração de rigor técnico dos projetos
• Participação ativa do Brasil nos trabalhos da FIL-IDF: poder do conhecimento, melhorias internas, defesa dos interesses brasileiros e soberania nacional
• Agenda Nacional para o Setor
Rumo a Inovação e Gestão Integrada do
Conhecimento
• Reativo
• Defensivo
• Simplista
• Imediatista
• Politicamente
orientado
Pró-ativo
Colaborativo
Simplificado
Dinâmico-Preditivo
Técnica-, Científica- e
Estrategicamente
orientado
“Tudo o que fizeres será insignificante, mas é
importante que faças”
M. Gandhi
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