PARÂMETROS RELEVANTES RESPONSÁVEIS PELA DURABILIDADE DE LINGUIÇA COZIDA EMBALADA A VÁCUO: CARGA MICROBIANA INICIAL, ATIVIDADE DE ÁGUA E TEMPERATURA DE ARMAZENAMENTO
Capítulo de livro publicado no livro do I Congresso Latino-Americano de Segurança de Alimentos. Para acessa-lo clique aqui.
DOI: https://doi.org/10.53934/08082023-17
Este trabalho foi escrito por:
Letícia Guimarães de Oliveira Alves *; Carlos Alberto Guerra ; Breno Pereira de Paula ; Erick Almeida Esmerino ; André Fioravante Guerra
*Autor correspondente (Corresponding author) – Email: [email protected]
Resumo: Este estudo teve como objetivo investigar os parâmetros microbiológicos relevantes que podem causar deterioração de linguiças cozidas embaladas a vácuo: temperatura de armazenamento, carga microbiana inicial e atividade de água (Aw). O crescimento da microbiota natural foi induzido pela incubação, em pares, das linguiças em diferentes temperaturas. O método preditivo MicroLab_ShelfLife foi usado para plotar a curva de crescimento microbiano e estimar a durabilidade dos grupos amostrais. Além disso, a Análise de Múltiplos Fatores (AMF) e a Clusterização Hierárquica Aglomerativa (CHA) foram aplicadas para avaliar os efeitos das variáveis sobre a durabilidade das linguiças. Conforme indicado pelos coeficientes RV, obtidos do AMF, a durabilidade das linguiças cozidas embaladas a vácuo foi afetada principalmente pela temperatura de armazenamento (0,906), seguida pela carga microbiana inicial (0,755) e Aw (0,624), respectivamente. Assim, os resultados demonstram a relevância do gerenciamento da cadeia de frio durante a distribuição dos produtos, destacando a temperatura de armazenamento como um parâmetro crucial. No entanto, nenhum dos parâmetros avaliados pode ser negligenciado, pois os esforços para melhorar as formulações e o controle do processo de fabricação não são suficientes para conservar as linguiças cozidas embaladas a vácuo se a gestão da cadeia de frio for subestimada.
Palavras–chave: deterioração, barreiras, microrganismos, produtos cárneos, shelf life
Abstract: This study aimed to investigate relevant microbiological parameters that may impact cooked sausage spoilage, such as storage temperature, initial microbial load, and water activity (aw), under vacuum packaging conditions. The natural microbiota growth was induced by pair incubation of sausages at different temperatures. The microbial growth predictor MicroLab_ShelfLife was used to obtain the kinetic growth curves. Moreover, Multiple Factor Analysis (MFA) and Agglomerative Hierarchical Clustering (AHC) were applied to evaluate those variables’ effects on sausages’ durability. As indicated by the RV coefficients obtained from the MFA, the durability of vacuum-packaged cooked sausages was mainly affected by the storage temperature (0.906), followed by the initial microbial load (0.755) and aw (0.624), respectively. Thus, the results demonstrate the relevance of cold chain management during the distribution of sausages, highlighting the storage temperature as a crucial parameter. However, none of the evaluated parameters should be neglected since the efforts to improve sausage recipes and process control cannot be enough for preserving vacuum-packaged cooked sausages if cold chain management is underestimated.
Keywords: meat product; microorganism; hurdle; shelf life; spoilage
INTRODUÇÃO
O crescimento de bactérias formadoras de limosidade superficial é um defeito comum em produtos cárneos. Assim, o aspecto visual criado e a perda das características típicas podem impactar a aceitação do consumidor e ocasionar a rejeição do produto antes do prazo de validade indicado pelo fabricante (1). Aproximadamente 1 milhão de toneladas (equivalente em peso de carcaça) de carne e produtos cárneos são desperdiçados anualmente (2). Portanto, considerando a recomendação da FAO para consumo de carne por dia (71 g por adulto saudável), essa quantidade seria suficiente para alimentar cerca de 14 milhões de pessoas por ano. As estações quentes, como o verão, são consideradas críticas para essas perdas. Além disso, linguiças cozidas embaladas a vácuo são tradicionalmente vendidas em temperatura ambiente em vários países, inclusive no Brasil. Como resultado, os fabricantes devem recolher os produtos deteriorados nos mercados e descartá-los, contribuindo para perdas econômicas, desperdício alimentar e prejuízo a marca (3).
Como estratégia para mitigar o evento, as indústrias alimentícias adicionam conservantes e/ou alteram a formulação e/ou utilizam parâmetros mais severos no cozimento com o objetivo de obter maior letalidade microbiana. Tratamento pós-embalagem com o objetivo de eliminar microrganismos reminiscentes também pode ser aplicado pelos produtores (4). No entanto, grupos resistentes ao calor, como Clostridium e Bacillus, permanecem no produto (1,2). Assim, uma melhoria modesta na durabilidade é observada, além de aumentar o custo da formulação.
Numerosos fatores influenciam o crescimento microbiano nos alimentos. Os parâmetros intrínsecos podem ser afetados por diversos aspectos, como processo de produção, formulação, ingredientes, presença natural ou adição direta de conservantes, microrganismos competitivos, temperatura e tempo de armazenamento, atmosfera da embalagem, potencial redox, entre outros (5). Carga microbiana inicial, temperatura de armazenamento e Aw estão entre os fatores críticos que afetam o crescimento microbiano em produtos cárneos. Além disso, representam parâmetros que podem ser gerenciados pelo produtor para melhorar a durabilidade de linguiças cozidas embaladas a vácuo (6).
Embora seja conhecido o papel da temperatura, Aw e contaminação no processo de deterioração de linguiças cozidas embaladas a vácuo, o nível de relevância de cada um destes fatores ainda precisa ser elucidado. Portanto, esse tipo de informação é particularmente útil para orientar produtores que visam traçar estratégias para aumentar a durabilidade desses produtos nos mercados. Assim, o controle adequado desses parâmetros é crucial para impedir o crescimento microbiano e obter melhorias no que diz respeito à retenção dos atributos sensoriais do produto (7).
Neste contexto, este estudo teve como objetivo investigar o impacto de três fatores importantes na deterioração de linguiças cozidas embaladas a vácuo: temperatura, carga microbiana inicial e Aw.
MATERIAL E MÉTODOS
Amostras, totalizando 115 embalagens (n = 5 embalagens por grupo) para ensaio microbiológico e 69 embalagens (n = 3 embalagens por grupo) para análises físico-químicas, foram obtidas de frigoríficos (N = 23) localizadas na região sudeste do Brasil. As produções foram realizadas no período de junho de 2022 a julho de 2022, de acordo com os procedimentos padrão de produtos cárneos: recebimento de matérias-primas, descongelamento ou trituração em quebrador de blocos, moagem em moedor industrial de faca (orifício 8–12 mm diâmetro (Ø) da placa), mistura e adição de ingredientes alimentares (carne magra, gordura de porco, especiarias), aditivos alimentares (cloreto de sódio, temperos, tripolifosfato de sódio, eritorbato de sódio, sais de cura contendo nitrito e nitrato) e água potável, embutimento em tripa natural suína de 15 e 250 mm (diâmetro x comprimento), cozimento até atingir 72 °C no ponto frio, resfriamento por imersão em banho de água fria e embalagem a vácuo em filme de poliamida e polietileno (16 x 25 cm) com 2 peças por embalagem. Os produtores foram instruídos a fornecer amostras sem nenhum conservante. As amostras foram acondicionadas em caixas com gelo reutilizável e enviadas ao laboratório de microbiologia (CEFET/RJ, Valença, Brasil), imediatamente após a fabricação. As amostras foram codificadas pela ordem de recebimento no laboratório. O critério de aceitação ou rejeição foi determinado com base na carga microbiana inicial. Amostras com carga microbiana inicial abaixo de 6,0 log UFC/g (unidades formadoras de colônias por grama) foram incluídos no estudo. Os grupos amostrais com carga microbiana inicial acima de 6,0 log UFC/g foram descontaminados em autoclave a 121 °C por 15 minutos e descartados.
O equipamento AcquaLab Lite (Decagon, Washington, EUA), equipado com sensor dielétrico de umidade e temperatura por infravermelho, foi usado para medições de Aw. Antes da medição, o equipamento foi calibrado com duas soluções padrão: K2SO4 (Aw 0,973, CAS 7778–80–5) e KCl (Aw 0,843, CAS 7447–40–7), fornecidas pelo fabricante. Para obter uma amostra uniforme, uma peça de linguiça foi moída em um moedor elétrico de carne (Centrífuga 1000, Britânia, Brasil). Imediatamente após a moagem, uma alíquota de ensaio foi retirada o mais rápido possível para minimizar a exposição ao ambiente. Uma cápsula de plástico, com capacidade de 7 mL, foi preenchida com ⅓ de amostra, de modo que o fundo da cápsula estivesse totalmente preenchido. Durante a série analítica, a estabilidade da medição foi verificada usando soluções padrão. Foi estabelecido um tempo de espera de, aproximadamente, 15 minutos entre cada medição após a abertura da tampa do equipamento. O procedimento foi realizado em triplicata.
Uma medição não destrutiva de pH foi realizada em um pHmetro portátil para carne (pH-1900, Instrutherm, Brasil), equipado com eletrodo tipo faca (EPC-50, Instrutherm, Brasil) e compensação automática de temperatura. As linguiças foram retiradas aleatoriamente das embalagens, e o valor do pH foi determinado pela fixação direta do eletrodo em 5 posições diferentes da linguiça, incluindo as extremidades e a parte central das peças. Antes da medição, o equipamento foi calibrado com soluções tampão, pH 4,00 e pH 6,88, a 20 °C. Um erro máximo de ± 0,01 foi considerado como precisão. O procedimento foi realizado em triplicata.
O método preditivo de crescimento microbiano MicroLab_ShelfLife foi usado para realizar o estudo de durabilidade e avaliar a influência dos fatores carga microbiana inicial, temperatura de estocagem e Aw sobre a durabilidade de linguiças cozidas embaladas a vácuo. Um pacote por grupo foi analisado logo após o recebimento no laboratório para determinar a carga microbiana inicial (tempo zero). O crescimento da microbiota natural nas embalagens foi estimulado pela incubação, em pares, das amostras nas temperaturas de 7 e 36 °C. Incubadoras tipo B.O.D. foram usadas para obter um controle preciso da temperatura. No quarto dia de incubação, uma embalagem incubada a 4 °C e uma embalagem incubada a 36 °C foram retiradas para determinar o número total de microrganismos. Este procedimento foi repetido no oitavo dia de incubação. O método pour-plate foi realizado para determinar o número total de bactérias viáveis, e os resultados (UFC/g) foram calculados usando pelo menos dois níveis de diluição sucessivos, de acordo com a Equação 1.
Em que, ∑C- soma das colônias contadas nas duas placas retidas de duas diluições sucessivas (pelo menos uma das quais com, no mínimo, 10 colônias); V- volume de inóculo semeado em cada poço (mL); n1 e n2- número de poços selecionados na primeira diluição e número de poços selecionados na segunda diluição, respectivamente; e d- nível da primeira diluição retida.
O número de UFC por placa foi inserido no aplicativo MicroLab_ShefLife para obter informações sobre os parâmetros da curva de crescimento microbiano em um perfil dinâmico de temperatura, escolhido de acordo com a previsão do AccuWeather para 2022. As coordenadas de latitude e longitude (-22.246, 22° 14′ 46″ Sul; -43.7031, 43° 42′ 11″ Oeste; Valença, Rio de Janeiro, Brasil) foram considerados como localização climática para as simulações. Segundo a classificação de Köppen-Geiger, o clima de Valença é do tipo subtropical úmido (Cfa) (8) (Figura 1). A entrada da microbiota natural na fase estacionária foi considerada como o limite superior do método, o qual está relacionado com a retenção das propriedades originais dos produtos.
Os resultados de Aw e pH foram apresentados como Média ± Erro Padrão (EP) a partir de triplicatas. A durabilidade das amostras foi descrita usando o MicroLab_ShelfLife. Os fatores carga microbiana natural, temperatura e Aw foram inseridos no modelo como efeitos fixos e os lotes como termos aleatórios. Os dados foram avaliados por análise de variância (ANOVA) seguida pelo teste de Fisher (P < 0,05). A Análise de Múltiplos Fatores (AMF) foi usada para avaliar simultaneamente os efeitos das variáveis (carga microbiana inicial, perfil dinâmico de temperatura para cada estação do ano e Aw) na durabilidade das linguiças. As semelhanças e discrepâncias entre os grupos amostrais foram agrupadas por Clusterização Hierárquica Aglomerativa (CHA), usando o software XLSTAT (Addinsoft, Boston, EUA).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Dos N = 23 grupos amostrais, N = 12 cumpriram o critério de aceitação considerado neste estudo (#1, #2, #7, #8, #9, #12, #13, #14, #15, #16, #17 e #18). Os grupos #8 e #17 apresentaram carga microbiana inicial abaixo de 3 log UFC/g. Os grupos #1, #3, #9, #13 e #15 apresentaram carga microbiana intermediária de 3 a 5 log UFC/g, enquanto os grupos #7, #12, #14, #16 e #18 apresentaram carga microbiana inicial de 5 a 6 log UFC/g. Em relação as medições de Aw, os grupos #7, #8, #9, #15, #16 e #17 apresentaram valores abaixo de 0,95. Os grupos #3, #14 e #18 apresentaram valores variando de 0,95 a 0,97, enquanto resultados acima de 0,97 foram observados para os grupos #12 e #13. Os valores de pH não diferiram significativamente entre os grupos, variando de 6,31 (#12) a 6,52 (#9) (Tabela 1).
A influência dos fatores combinados (temperatura, carga microbiana inicial e Aw) no estudo de durabilidade está demonstrada na Figura 2. Conforme indicado pelos coeficientes RV, obtidos da AMF, a durabilidade das linguiças cozidas embaladas a vácuo foi afetada, principalmente, pela temperatura (0,906), seguida por carga microbiana inicial (0,755) e Aw (0,624), respectivamente (Figura 2A). Três grupos de similaridade foram clusterizados, os quais foram estatisticamente (CHA) classificados como C1 (grupos #1, #3, #12, #13 e #18), C2 (grupos #8 e #17) e C3 (grupos # 7, #9, #14, #15 e #16) (Figuras 2B e 2C).
Os grupos #8 e #17, com carga microbiana inicial e Aw abaixo de 3 log UFC/g e 0,95, respectivamente, apresentaram maior durabilidade ante aos grupos #14 e #16, com carga microbiana inicial entre 5 e 6 log UFC/g e Aw acima de 0,97. Entre os grupos com carga microbiana inicial entre 5 e 6 log UFC/g (#7, #12, #14, #16 e #18), os grupos #7 e #16 (Aw abaixo de 0,95) apresentaram maior durabilidade ante aos grupos #12, #14 e #18 (Aw acima de 0,95). Essa tendência também foi observada nos grupos com carga microbiana inicial entre 3 e 5 log UFC/g (Tabela 2).
O presente estudo demonstra a relevância do gerenciamento da cadeia de frio durante a distribuição de linguiças, destacando a temperatura como um parâmetro crucial para prolongar a durabilidade de linguiças cozidas embaladas a vácuo. Assim, o verão é o período crítico para deterioração do produto, especialmente em países de clima tropical onde a temperatura média durante o verão pode estar próxima da temperatura ótima para o crescimento de microrganismos mesófilos (9). Ranucci e colaboradores (2019) reportaram que o armazenamento refrigerado de linguiças cozidas embaladas a vácuo mantém a contagem de bactérias mesófilas totais abaixo de 7,0 log UFC/g durante 60 dias (10). Portanto, o armazenamento refrigerado pode ser considerado a maneira mais rápida e eficaz para aumentar a durabilidade de linguiças cozidas embaladas a vácuo.
Bacillus, Clostridium, bactérias ácido láticas, Brochothrix, família Enterobacteriacea, Pseudomonas, Staphylococcus, Acinetobacter, Moraxella, Flavobacterium, Alcaligenes, Aeromonas, Serratia, Pantoea, leveduras e bolores representam os microrganismos frequentemente associados à deterioração de produtos cárneos (11,12). No entanto, linguiças cozidas embaladas a vácuo são seletivamente deterioradas por Bacillus esporulados. Estes microrganismos são resistentes ao calor e podem sobreviver ao cozimento. Ademais, eles são apenas parcialmente afetados pelos sais de cura contendo nitrato ou nitrito (13).
Figura 2. Influência do perfil de temperatura em cada estação climática, carga microbiana inicial e atividade de água (Aw) na durabilidade de linguiça cozida embalada a vácuo. A Análise de Múltiplos Fatores (AMF) (A) foi utilizada para avaliar aleatoriamente os efeitos das variáveis (carga microbiana inicial, Aw e perfil dinâmico de temperatura por estação climática). As semelhanças e discrepâncias entre as amostras foram agrupadas por Clusterização Hierárquica Aglomerativa (CHA) (B e C), usando o software XLSTAT (Addinsoft, Boston, EUA).
Independentemente dos valores de Aw, os grupos com carga microbiana inicial acima de 5 log UFC/g apresentaram menor durabilidade em relação aos grupos com carga microbiana inicial abaixo deste valor. Esse resultado está coerente com os resultados demonstrados pela AMF (Figura 2), destacando que a carga microbiana inicial é mais relevante que Aw para a durabilidade de linguiças cozidas embaladas a vácuo. No entanto, bacilos esporulados resistentes ao calor, como o Bacillus subtilis, são microrganismos naturais da carne e de produtos cárneos. Os obstáculos considerados para conservar linguiças cozidas embaladas a vácuo podem não ser suficientes para controlar o crescimento deste microrganismo (14,15). Além do mais, esses microrganismos apresentam atividade psicrotrófica, não são totalmente inibidos pelas agentes de cura e crescem em Aw acima de 0,92 (16). Assim, os fabricantes de linguiças devem controlar a presença de B. subtilis em linguiças cozidas embaladas a vácuo como o mais baixo possível (16,17).
O shelf life é o período dentro do qual um alimento mantém sua segurança e qualidade sob condições razoavelmente previsíveis de distribuição, armazenamento e uso (18). O crescimento microbiano é a principal causa de deterioração de produtos cárneos durante a distribuição e disposição para venda nos mercados (19). A deterioração de linguiças cozidas embaladas a vácuo deve-se, principalmente, ao crescimento superficial de bactérias formadoras de limosidade superficial, como bactérias ácido lática e bacilos esporulados. A cor rosada típica de linguiças cozidas embaladas a vácuo pode ser afetada pela atividade microbiana que resultam na formação superficial de limosidade, causando rejeição do produto pelos consumidores nos mercados (20).
Dentre os fatores estudados neste trabalho, a deterioração da linguiça foi menos impactada pela Aw. No entanto, este pode atuar como ‘gatilho’ para o processo de deterioração. Valores de Aw acima de 0,95, o manuseio pós-embalagem e a pressão negativa observada na embalagem a vácuo, podem induzir a sinérese após a embalagem, resultando em acúmulo de água, nutrientes e microrganismos no interior da embalagem. Os conservantes geralmente são adicionados na massa juntamente com os outros ingredientes, o que resulta em migração parcial para a fase líquida (1). Este fator pode ser decisivo para acelerar o crescimento microbiano quando o produto é exposto a uma temperatura abusiva. Assim, o efeito da temperatura no crescimento microbiano pode ser minimizado pela prevenção da sinérese no produto. Para tanto, uma possibilidade é a adição de fosfatos e/ou polifosfatos, uma vez que estes aditivos promovem um aumento da capacidade de retenção de água (CRA).
Neste presente estudo, os grupos de amostras com Aw acima de 0,95 apresentaram menor durabilidade ante aos grupos com Aw abaixo de 0,95, mesmo com cargas microbianas iniciais equivalentes. Tal ocorrência pode ser observada no grupo #7 (carga microbiana inicial ca. 5,25 log UFC/g; Aw = 0,946 ± 0,002) e no grupo #18 (carga microbiana inicial ca. 5,62 log UFC/g; Aw = 0,969 ± 0,001). Considerando o verão como o período mais crítico, o grupo #7 apresentou 10 dias a mais de durabilidade em relação ao grupo #18. Como a temperatura foi inserida no modelo como uma variável fixa e as cargas microbianas iniciais foram próximas, a diferença na durabilidade pode ser atribuída aos diferentes valores de Aw nestes grupos.
CONCLUSÕES
A temperatura é o principal fator responsável deterioração de linguiça cozida embalados a vácuo. Embora nenhum dos parâmetros avaliados possa ser negligenciado, o presente estudo revela que o gerenciamento da cadeia de frio ao longo da logística de distribuição e retenção dos produtos para venda é crucial para evitar a deterioração do produto. Os esforços para melhorar as formulações e o controle do processo de fabricação não são suficientes para conservar linguiças cozidas embaladas a vácuo se o gerenciamento da cadeia de frio for subestimado.
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