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Tempo de redução decimal (valor D)

1920
Thermal sterilization setup with microbial cultures and temperature monitoring in applied microbiology.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

O valor D é o tempo necessário, a uma temperatura específica, para matar 90% (ou uma redução de uma ordem de grandeza) de uma população de microrganismos alvo. É um parâmetro crítico na esterilização térmica, quantificando a resistência de um microrganismo ao calor. Por exemplo, se uma população de 10⁶ esporos tem um valor D de 2 minutos, leva 2 minutos para reduzi-la a 10⁵.

The D-value, or decimal reduction time, is a cornerstone of thermal processing science, providing a precise measure of an organism’s heat resistance. It is specific to a particular microorganism under a defined set of conditions (temperature, pH, water activity, etc.). The value is derived from a microbial survivor curve, which is a plot of the logarithm of the number of surviving organisms versus the exposure time at a constant temperature. For a first-order reaction, this plot yields a straight line, and the D-value is the negative reciprocal of the slope. Mathematically, it represents the time required for a 90% reduction in the microbial population. For example, a D-value of 1.5 minutes at 121°C ([latex]D_{121}[/latex]) for Clostridium botulinum spores means that for every 1.5 minutes of exposure at that temperature, the population of these spores will decrease by a factor of ten. To achieve a 12-log reduction (a standard for low-acid canned foods, known as the ’12D concept’), the required processing time would be [latex]12 \times D[/latex], or [latex]12 \times 1.5 = 18[/latex] minutes. This ensures an extremely high probability that no viable C. botulinum spores remain. The D-value is critical for designing sterilization processes that are effective enough to ensure safety but not so harsh that they degrade the quality of the product, whether it’s food, a pharmaceutical, or a medical device. Different microorganisms have vastly different D-values; vegetative bacteria are typically much less resistant (lower D-value) than bacterial endospores.

O conceito de quantificação da resistência térmica surgiu de trabalhos pioneiros no início do século XX, particularmente na indústria de conservas. Cientistas como W.D. Bigelow e C. Olin Ball buscaram ir além dos métodos simples de tentativa e erro para a conservação de alimentos. Eles conduziram estudos sistemáticos para determinar as combinações de tempo e temperatura necessárias para destruir organismos deteriorantes e patogênicos, principalmente o Clostridium botulinum. Essa pesquisa levou ao desenvolvimento da curva de "tempo de morte térmica" (TDT) e à formalização do valor D e do valor Z relacionado (que descreve a dependência do valor D em relação à temperatura). Essa abordagem quantitativa transformou o processamento de alimentos de uma arte em uma ciência, possibilitando a produção segura e em larga escala de alimentos enlatados e formando a base para a validação moderna da esterilização em diversos setores. Ela forneceu uma linguagem universal para descrever a resistência microbiana e a letalidade do processo.

UNESCO Nomenclature: 2401
Microbiologia

Tipo

Métrica quantitativa

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Equação de Arrhenius que descreve a dependência da taxa de reação em relação à temperatura
  • cinética de reação de primeira ordem
  • Estudos de Bigelow e Esty sobre a morte térmica de bactérias

Aplicações

  • Projeto e validação de ciclos de pasteurização e esterilização na indústria alimentícia.
  • cálculo dos tempos de esterilização de dispositivos médicos
  • estudos de microbiologia ambiental
  • controle do processo de fabricação farmacêutica

Patentes:

NA

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Relacionado a: valor d, tempo de redução decimal, esterilização térmica, microbiologia, redução logarítmica, resistência ao calor, processamento de alimentos, Clostridium botulinum, cinética, validação.

Contexto histórico

Tempo de redução decimal (valor D)

1834-01-01
1880
1902
1920
1928
1930
1940
1800-05-02
1880
1900
1910
1921
1930
1930
1940

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

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