Porque é que o valor F0 é tão importante na esterilização?

Porque é que o valor F0 é tão importante na esterilização?

Porque é que o valor F0 é tão importante na esterilização?

Todos os detalhes para compreender em que consiste o valor F0 e que papel desempenha na esterilização de conservas

Na produção de uma conserva ou refeições prontas, um dos conceitos geralmente mais difíceis de compreender é o que diz respeito ao processo de esterilização e ao valor F0. É por isso que decidimos continuar a aprofundar esta questão.

Se em qualquer altura se perder com qualquer um dos termos mencionados ao longo deste post, recomendamos que descarregue o nosso dicionário de termos relacionados com o mundo das conservas.

A esterilização dos alimentos embalados

A esterilização dos alimentos embalados é uma técnica de conservação que consiste em submeter alimentos hermeticamente embalados a altas temperaturas durante um certo período de tempo, a fim de destruir completamente os seus microrganismos, patogénicos ou não patogénicos, incluindo esporos.

O objetivo é reduzir quase a zero a probabilidade de infeção e transmissão de doenças após o consumo dos alimentos, evitando assim pôr em perigo a saúde dos seus consumidores e do seu negócio. E o facto é que a não remoção adequada de microrganismos e esporos de uma conserva gourmet ou refeição pronta pode levar a intoxicações alimentares e, no pior dos casos, a botulismo, uma doença causada por Clostridium botulinum e que causa dificuldades respiratórias, paralisia muscular e até pode ser fatal.

Por conseguinte, provavelmente está a perguntar-se quanto tempo e a que temperatura deve submeter a sua conserva para garantir a erradicação total dos microrganismos e esporos? Bem, a resposta é variável e é aqui que entra o valor F0.

O valor F0 na esterilização de alimentos

Produtor local com autoclave, valor F0

Tal como usamos os cavalos para quantificar a potência de um motor de um automóvel, na indústria alimentar o valor F0 é utilizado para quantificar o grau de esterilidade de um alimento.

F0 é definido como o tempo de letalidade térmica necessário para eliminar todos os microrganismos de um alimento por exposição a uma temperatura de 121,1°C e é expresso em minutos. Na verdade, F0 também pode ser escrito como F121,1, ambas as formas são corretas. Quando nos referimos a F0 a outras temperaturas, por exemplo 110°C, falaremos então de F110.

Este valor é calculado a partir da relação tempo/temperatura utilizando uma fórmula muito técnica que não iremos explicar neste post. O que é importante esclarecer é que, a um nível microbiológico, o mesmo F0 pode ser alcançado de formas diferentes, brincando com a combinação de tempo e temperatura. Por exemplo, podemos atingir um F0=3 sujeitando o produto a 121,1°C durante 3 minutos, ou 115°C durante 12 minutos ou 124°C durante 2 minutos. E isto acontece graças à fórmula de F0.

Valor-alvo F0e valor F0 real

Existem dois tipos de valores F0 de que falaremos sempre na nossa produção de conservas.

Por um lado, o valor-alvo F0 , que é aquele valor F0 que os peritos determinaram como essencial para destruir os microrganismos patogénicos mais resistentes ao calor e que irão variar de acordo com o tipo de receita que fazemos e os requisitos que nos impomos. Se quisermos uma data de validade mais longa, estabeleceremos um valor-alvo F0 maior e se queremos uma data de validade mais curta, iremos fixar um valor-alvo F0 menor.

Por outro lado, temos o valor F0 real, o valor F0 efetivamente alcançado no nosso processamento térmico em autoclave, e é calculado através da aplicação da fórmula F0 aos dados de temperatura obtidos a partir de cada segundo do nosso ciclo. Como pode imaginar, calcular isto não é fácil, mas é de importância vital.

O valor F0real pode ser maior ou menor do que o valor-alvo F0. Esta informação irá ajudar-nos a saber quão perto ou quão longe estamos de atingir o F0 alvo quando esterilizamos as nossas conservas e refeições prontas. Ter um controlo do valor F0 real de cada lote vai ajudar-nos a saber que estamos a trabalhar corretamente.

F0 vs P0

Neste momento, sentimos a necessidade de fazer um esclarecimento. Como já referimos em outros artigos, F0 y P0 são valores térmicos de referência. Mas não se engane. O valor F0 é o que corresponde aos processos de esterilização, porque toma temperaturas acima dos 100°C como ponto de partida. Embora seja possível esterilizar certos alimentos ácidos sem exceder os 100ºC.

O P0, no entanto, é utilizado na pasteurização porque geralmente utiliza temperaturas inferiores a 100°C.

Como se calcula o valor de referência de F0?

Como já dissemos, o valor-alvo F0 dependerá do tipo de receita e da data de validade que pretendemos, mas em geral um valor padrão corresponde ao processamento dos nossos alimentos a 121,1°C durante 3 minutos. Mas de onde vem a temperatura de 121,1ºC? E porquê 3 minutos e não 5?

Para explicar isto, é necessário compreender como é calculado o valor F0 e isto é feito com base na teoria da transferência de calor e da resistência térmica dos microrganismos (cinética da termodestruição). Cientistas e especialistas na área têm vindo a fazer experiências há muitas décadas, sujeitando todos os tipos de alimentos e embalagens a diferentes combinações de temperatura e tempo para ver como a resistência dos diferentes microrganismos evolui e como eles são destruídos.

Fórmula para calcular o valor F0
Δt = intervalo de tempo entre duas medições subsequentes de T
T = temperatura do produto esterilizado no tempo t
z = coeficiente de temperatura, assumido que é igual a 10°C

O valor F0, serve portanto para avaliar a eficácia de um processo térmico que visa a eliminação de microrganismos de um alimento. Permite-nos saber até que ponto destruímos esporos, bactérias e fungos nas nossas conservas e/ou refeições prontas. Por outras palavras, garante que estamos a eliminar os microrganismos dos nossos alimentos.

Lembre-se que existem muitos tipos e espécies de microrganismos, mas nos alimentos a eliminação do Clostridium botulinum é quase sempre tomada como referência, porque é um dos microrganismos patogénicos mais perigosos para a saúde humana e um dos mais resistentes ao calor. Não é fácil eliminá-lo.

Portanto, a fim de encontrar o valor ideal de F0 para destruir o Clostridium botulinum foram realizados diferentes testes, variando o tempo e a temperatura. E foram estabelecidos valores de referência para avaliar a resistência dos microrganismos a diferentes variações de temperatura e tempo:

  • Valor D, como tempo de redução decimal. Valor que indica quão sensível é um microrganismo à mesma temperatura. Este valor refere-se ao tempo necessário para eliminar 90% dos microrganismos de um alimento. 1D é uma redução de 90%, 3D 99,9% e 6D 99,9999%.
  • Valor Z, como a constante de resistência térmica. Este valor indica como a sensibilidade de um microrganismo flutua à medida que a temperatura muda. Um microrganismo não é eliminado com a mesma rapidez a 120°C durante 1 minuto e a 110°C durante 1 minuto.

E por isso descobriu-se, como pode imaginar, que os valores D e Z estão intimamente relacionados com o valor F0. Na verdade, estes valores estão incluídos na fórmula para calcular o F0. E diferentes combinações de temperatura e tempo podem alcançar resultados semelhantes.

Portanto, o tempo dependerá da temperatura e vice-versa. Para alcançar os mesmos resultados de esterilização, o mesmo valor F0 real, quanto mais alta a temperatura, mais curto o tempo necessário e quanto mais baixa a temperatura, mais longo o tempo necessário.

A partir destes estudos, foi determinado que, para assegurar a saúde pública em produtos embalados, a redução ótima do Clostridium botulinum deveria ser de 12 unidades logarítmicas (12D). Uma diminuição de 12D significa que há uma hipótese de 1 em 1.000.000.000.000.000 de um esporo sobreviver numa unidade de produto tratado. Além disso, verificou-se que, para eliminar o Clostridium botulinum em 12 unidades logarítmicas (12D), os alimentos devem ser submetidos a uma temperatura de 121,1°C (250°F) durante 3 minutos.

Uma vez que o Clostridium botulinum é um microrganismo muito resistente e o mais perigoso, determinou-se que o valor F0 que assegura a eliminação da maioria dos microrganismos a um nível aceitável é de 121°C durante 3 minutos.

O valor F0 na eliminação de Clostridium botulinum

Assim, poderíamos dizer que temos agora a resposta para a pergunta colocada no início deste artigo. Mas não. Submeter um alimento a altas temperaturas ou durante muito tempo pode levar a alterações nutricionais e organolépticas (cor, odor, textura e sabor) numa conserva ou refeição pronta.

Além disso, o calor não penetra em todos os alimentos da mesma forma. Dependerá dos seus ingredientes, forma, do tipo de embalagem e até da localização do produto no autoclave. Um doce de fruta não é o mesmo que um paté de peixe. Para além das alterações de textura ou pH entre alimentos, os microrganismos presentes na fruta são diferentes dos presentes nos alimentos de origem animal.

F0 ou valor de referência na esterilização comercial

Natureza morta de vegetais para ilustrar o valor de referência F0 na esterilização de conservas

Já sabemos que o valor F0 representa o valor de referência na esterilização comercial para reduzir o número de microrganismos a um nível aceitável, tomando como temperatura 121,1°C (250°F) e um valor Z igual a 10.

Portanto, dependendo das características específicas da sua conserva ou refeição pronta, terá de regular e adicionar variações no valor de F0, ir jogando com o tempo e com as variações de aumento de temperatura, conhecidos como os registos adicionais Σ%F0, até que quase todos os microrganismos sejam eliminados, mas sobretudo até que o produto desejado seja alcançado em termos de aparência, cheiro, sabor e textura.

Porque, como sabe, se submeter um alimento a altas temperaturas ou cozinhar o seu produto durante muito tempo, este pode ter um sabor queimado, e a cor e textura podem mudar. Por conseguinte, logo que tenha definido claramente as características que deseja na sua conserva ou refeição pronta, terá de fazer vários testes de correção do valor F0 no autoclave até obter o produto que procura.

Não se preocupe, não tem de começar do zero. O nosso serviço de consultoria alimentar irá fornecer-lhe um ponto de partida para que saiba antecipadamente como proceder com o seu produto. Além disso, também pode consultar este documento para obter os valores F0 recomendados para uma vasta gama de alimentos.

Temperatura de referência para esterilização comercial

Consequentemente, a temperatura de referência para a esterilização comercial está fixada em 121,1°C (250°F) e para a esterilização de alimentos ácidos em 93,3°C.

Esterilização abaixo dos 100°C?

Exatamente, porque como é um alimento com um pH ácido, ou seja pH<4,5, é muito mais difícil para os microrganismos desenvolverem-se nele e são mais facilmente eliminados. Portanto, ao aplicar temperaturas inferiores a 100ºC, matamos quase todos os microrganismos sem necessidade de refrigeração subsequente, como na pasteurização.

É importante ter em mente que os microrganismos nunca são completamente eliminados, mas quase. Por isso, na esterilização comercial, a probabilidade de uma conserva ser contaminada é aceitavelmente remota.

E na pasteurização?

Na pasteurização, são utilizados valores de P0 que são calculados com outra fórmula semelhante, estabelecendo uma temperatura de referência de 70ºC.

Valor F0 na esterilização comercial

Como mencionado acima, por convenção internacional, ao valor de F0=1 foi atribuído a uma temperatura de 121,1°C durante 1 minuto. A partir daqui, os diferentes valores de tempo e temperatura são estipulados para alcançar os mesmos resultados, tendo em conta que na esterilização comercial, deve sempre ser escolhido um tratamento com F0 no mínimo maior que 3, uma vez que o calor não é distribuído igualmente pelo interior do autoclave e que existem diferentes níveis de contaminação e microrganismos mais resistentes que o Clostridium botulinum.

Portanto, como pode ver na tabela abaixo, o mesmo F0 é alcançado durante 3 minutos a 121ºC e 30 minutos a 111ºC ou 300 minutos a 101ºC.

É por isso que é de vital importância ter um autoclave que funcione com regulação por valores-alvo F0 e com registo do valor F0 real para que possamos produzir os nossos alimentos embalados sabendo o que estamos a fazer e garantindo a segurança alimentar dos nossos produtos em qualquer altura.

Os autoclaves TERRA Food-Tech® permitem programar um ciclo com um valor-alvo F0 em diferentes temperaturas de referência, e quando começam a trabalhar, vão somando o valor de esterilização atribuído em cada momento de acordo com a temperatura, até atingirem o valor-alvo F0. Além disso, informam sobre o valor F0 real alcançado.

Valor F0 para os valores F10-121 para 1 minuto de aquecimento
Tabela com valores F alcançados com 1 minuto de processamento a diferentes temperaturas

Autoclaves TERRA Food-Tech®: controlo de alvo F0 e registo de F0 real

Autoclaves TERRA Food-Tech® com controlo do valor-alvo F0 e registo do valor F0 real

Assim, voltando ao início da pergunta, tenho a certeza que compreende agora muito melhor porque é essencial e necessário trabalhar com o valor F0 para esterilizar (ou valor P0 para pasteurizar) as suas conservas ou refeições prontas. E também compreenderá melhor que:

  1. O valor-alvo F0 que a sua receita necessita dependerá do tipo de alimento, embalagem e data de validade que pretende alcançar.
  2. O mesmo alvo F0 pode ser alcançado de muitas maneiras diferentes, e dependendo do tipo de receita, podem ser adequados tempos mais curtos a temperaturas mais altas ou tempos mais longos a temperaturas mais baixas.
  3. A fim de alcançar uma data de validade mais longa, devem necessariamente ser fixados valores-alvo F0 maiores.
  4. As autoridades sanitárias exigem que o valor F0 real obtido em cada lote de conservas seja controlado e registado, a fim de garantir a saúde dos consumidores.
  5. Se tiver um autoclave programável por alvo F0 e temperatura máxima de processamento, poderá fazer modificações no seu processo de produção, respeitando as qualidades organolépticas dos seus alimentos e, ao mesmo tempo, alcançar a mesma data de validade.

Portanto, a fim de determinar a hora e a temperatura a que a sua conserva ou refeição pronta deve ser submetida, terá de realizar vários testes até encontrar o valor-alvo F0 mais adequado.

Para realizar estes testes, recomendamos que tenha um autoclave com valor F0 ajustável, o que lhe permite introduzir variáveis de tempo e temperatura até obter o produto desejado. Como os autoclaves da TERRA Food-Tech®, que lhe permitem registar estes valores para 50 receitas ou programas distintos e mostram o valor F0 real alcançado em cada lote, bem como definir a temperatura máxima de processamento.

Mas se achar esta tarefa difícil, lembre-se que a compra de qualquer um dos nossos autoclaves inclui um serviço de consultoria alimentar inicial com um dos nossos especialistas, que o ajudará em tudo o que precisar, para que possa preparar as suas conservas e refeições prontas ao seu gosto, mas acima de tudo com total segurança alimentar.

Para mais informações sobre o valor F0, sobre os nossos autoclaves ou sobre os nossos serviços de consultoria alimentar, não hesite em contactar-nos. Teremos todo o prazer em ajudá-lo.

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