Alterações físicas em alimentos durante a estocagem

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Durante a estocagem, as alterações físicas mais relevantes estão associadas à absorção ou à perda de umidade, que resultam em alterações de textura. Além disso, a absorção de umidade contribui com o aumento da atividade de água do alimento, favorecendo a ocorrência de outras alterações.
Outras alterações físicas mencionadas são a desestabilização de emulsões, a retrogradação do amido e as alterações durante o congelamento, que podem alterar as propriedades sensoriais do produto, comprometendo sua aceitabilidade.
Tipos de alterações físicas:
· Absorção ou perda de umidade
· Desestabilização de emulsões e espumas
· Alterações durante o congelamento
Importância da transição vítrea na estabilidade física
A temperatura, a uma dada umidade, à qual é atribuída essa transição é denominada temperatura de transição vítrea –Tg
A importância da transição vítrea na tecnologia de alimentos tem relação com o fato de que muitos processos dinâmicos resultam em mudanças de estado.
· Em processos que envolvem resfriamento ou desidratação, um produto pode passar para um estado vítreo, quando resfriado ou desidratado rapidamente, ou para um estado cristalino, quando o resfriamento é lento. Isso é importante para o setor de confeitaria, durante o resfriamento de açúcares fundidos, ou no processo de fabricação de sorvetes.
· A água é o principal responsável pela redução de sua temperatura de transição vítrea.
· O teor de sólidos e a temperatura determinam em que estado estará um alimento. 
· Se um alimento desidratado absorve umidade ou sofre aumento de temperatura, ele passa do estado vítreo para o gomoso, sofrendo alterações como perda da textura crocante (no caso de produtos sólidos), cristalização e aglomeração
Sólidos cristalinos: Estrutura ordenada: as moléculas ou íons arranjados de uma forma periódica em três dimensões.
Sólidos amorfos: Não apresentam uma organização de longo alcance, embora possam apresentar alguma ordenação de curto alcance.
 
VÍTREO: A crocância característica de alimentos no estado vítreo é altamente desejada em biscoitos, batatas fritas, cereais matinais e alimentos desidratados
GOMOSO: a maciez associada ao estado gomoso é desejável em alguns produtos desidratados, como damasco e banana, e, também, em produtos industrializados, como é o caso de alguns biscoitos e recheios.
** Definir a Tg no processamento, embalagem e estocagem é importante para evitar a mudança de fase (vítreo-gomoso). **
Caking de produtos em pó
O caking é um processo pelo qual um pó de baixa umidade e escoamento livre vai se aglomerando, e acaba por formar um material pastoso e pegajoso, resultando em perda de funcionalidade e qualidade.
Quando submetidos à temperatura da câmara do atomizador, esses compostos passam do estado vítreo para o gomoso, e tendem a se aderir às paredes da câmara e produzir uma estrutura pastosa ao invés de um pó.
Esse problema pode ser evitado pela adição de adjuvantes de secagem, que geralmente são carboidratos de alto peso molecular
Cristalização
Os AMORFOS têm instabilidade ,e tendem a se cristalizar com o tempo de estocagem
A taxa de cristalização é função de T-Tg, ou seja, as taxas aumentam com o aumento de temperatura.
Geralmente, o arranjo molecular formado durante a cristalização não acomoda o excesso de umidade, o que resulta em migração de água para a superfície de partículas vizinhas, criando pontes líquidas entre partículas, resultando em caking.
Assim, a valores críticos de temperatura (30 oC a 70 oC acima da temperatura de transição vítrea) e de umidade, as partículas de produtos em pó começam a se aderir umas às outras, tendendo a se aglomerar, ate que o produto fique empedrado, caracterizando o caking.
EX: cristalização de componentes amorfos pode resultar em textura arenosa
Alterações de textura por ganho ou perda de umidade
A textura é altamente afetada pelo teor de umidade e pela atividade de água
Em muitos produtos a textura crocante é essencial à qualidade, como biscoitos, cereais e batatas fritas. 
Maneira que podem perder a crocância:
· Quando acondicionados em embalagem de alta permeabilidade a umidade, ou estocados a temperaturas inadequadas, tais produtos podem sofrer transição vítrea, tornando-se macios e gomosos, o que compromete sua aceitação. 
· Promovida por transferência de umidade em alimentos formados por vários componentes, como barras de cereais com frutas
EX: Cereais em contato com frutas de umidade intermediária absorvem água e tornam-se menos crocantes.
Uma forma eficaz de minimizar as alterações devidas ao ganho ou perda de umidade é acondicionar o produto adequadamente em embalagens que apresentem boa barreira ao vapor de água. Além disso, deve-se sempre procurar manter a temperatura de estocagem em valores que ultrapassem o mínimo possível a temperatura de transição vítrea, reduzindo, assim, não somente as alterações devidas a transferências de umidade, como também grande parte das alterações químicas e microbiológicas.
Alterações físicas durante o congelamento
Principal alteração está relacionada aos danos causados pelo crescimento dos cristais de gelo
As carnes apresentam estrutura fribosa mais flexível, que se separa durante o congelamento ao invés de romper-se, não afetando muito sua textura. Tanto em frutas como em hortaliças, a estrutura mais rígida das células pode ser danificada pelos cristais de gelo
Como podem acontecer
Durante o congelamento lento, os cristais de gelo crescem nos espaços intercelulares, deformando e rompendo as paredes celulares adjacente Esses cristais têm uma pressão de vapor menor que aquela existente no interior das células e, assim, a água migra da célula para o cristal em crescimento. As células sofrem desidratação e são danificadas permanentemente, pelo aumento da concentração de solutos.
No descongelamento, as células não recuperam a forma e a turgidez originais, assim, o alimento amolece e o material celular é perdido pelas células rompidas.
· Rompimento as paredes celulares adjacentes.
· Desidratação de células vizinhas.
Congelamento rápido: 
· Altas taxas de TC
· Túneis de congelamento/ ultrafreezer
Recristalização dos cristais de gelo: associada ao crescimento de cristais maiores às custas de cristais menores. Flutuação da temperatura de estocagem.
Queima pelo frio: Sistema de refrigeração retira a umidade do ambiente refrigerado, o alimento perde umidade.
Desnaturação de proteínas: que consiste em alterações irreversíveis na estrutura tridimensional da proteína, resultante de rompimentos de interações responsáveis por suas estruturas secundária e terciária.
Essas alterações podem ser minimizadas mediante tratamento prévio do tecido muscular com compostos crioprotetores, substâncias carregadas negativamente, que interagem com as cargas da proteína e da água, maior quantidade de água nos espaços intermoleculares das proteínas miofibrilares e na superfície das proteínas sarcoplasmáticas. 
Estabilidade de interfaces
A definição da estrutura de um alimento é a função de três tipos de parâmetros:
Físicos– Forças entre partículas e separações de fases.
Químicos– Formação de ligações covalentes entre moléculas e entre partículas.
Biológicos– Fermentação e ação enzimática.
Misturas como emulsões ou espumas, que envolvem interfaces entre diferentes componentes, são responsáveis por uma série de se relacionadas à textura de vários alimentos. 
Estrutura de uma emulsão: resulta num determinado comportamento reológico e interações coloidais, que definem o comportamento da emulsão sob o cisalhamento da língua, e a consequente sensação de textura resultante. A desestabilização da emulsão/espuma altera a textura 
Classificação dos coloides
1-Espuma: Gás disperso em sólido ou líquido.
Exemplos: pedra-pome, clara em neve, chantilly, esponja.
2-Emulsão: Líquido disperso em outro líquido ou sólido.
Exemplos: leite, maionese, queijo e manteiga.
Emulsões são formadas por:
· Fase dispersa: gotículas/glóbulos.
· Interface: material com propriedades tensoativas (proteínas, monoglicerídeos, ésteres, fosfolipídiosoumisturas).· Fase contínua: envolve as gotículas da fase descontínua.
3-Sol: Sólido disperso num líquido.
Exemplos: sangue, rubis, pérolas e solução de goma.
4-Gel: Líquido disperso num sólido.
Exemplos: gel de cabelo, gelatina.
5-Aerossol: Sólido ou líquido disperso em gás.
Exemplos: fumaça, neblina, nevoeiros, spray e umidificador de ar.
Estabilidade de emulsões
Emulsão é um tipo de dispersão coloidal em que tanto a fase
dispersa quanto a contínua são líquidos imiscíveis 
Os 2 tipos básicos de emulsões:
· Óleo em agua (O/A), em que a fase oleosa é a fase dispersa
· Emulsões agua em óleo (A/O), como as margarinas, que tem o componente aquoso como fase dispersa
Existem as emulsões duplas, que são emulsões dentro de emulsões, calssificads em emulsões agua em óleo em agua, as mais comuns. 
A degradação física de emulsões deve-se à tendência espontânea
de se formar uma área interfacial mínima entre a fase dispersa e a fase contínua
Os quatro mecanismos principais, que podem contribuir para a instabilidade de emulsões
Sedimentação: é a separação de fases causada pela diferença de densidade entre elas, sob o efeito da gravidade.
Floculação: É a agregação de forças atrativas (fracas) entre coloides, resultantes da combinação entre forças de atração (especialmente forças de van der Waals) e repulsão 
Coalescência
É a formação de uma única gotícula maior a partir da colisão de duas menores; a coalescência pode ser completa (quando as gotículas são líquidas) ou parcial (quando as gotículas contêm material
cristalino).
A coalescência parcial pode levar à inversão de fases, como a que ocorre durante a produção de manteiga, em que uma emulsão O/A (leite) torna-se uma emulsão A/O (manteiga).
Inversão de fases: É a transformação de emulsão O/A uma emulsão A/O, como a que ocorre durante a produção de manteiga.
Estabilidade de espumas
No caso das espumas (que podem ser tomadas como um tipo especial de emulsão), a fase descontínua é formada, basicamente, por ar.
A estabilidade de espumas também requer agentes tensoativos, para estabilizar a interface ar-água das bolhas.
EX: Espuma de cerveja é estabilizada por proteínas do malte; A clara de ovo é muito efetiva como agente espumante, graças às propriedades tensoativas da albumina
As espumas são mais instáveis que as emulsões convencionais, em grande parte porque as bolhas de ar podem se dissolver e difundir através do líquido.
Estratégias para retardar ou prevenir essa difusão:
· É difusão é aumentar a viscosidade da fase líquida, que pode ser obtida pela adição de hidrocoloides
· É reforçar a interface que se forma em torno das bolhas de ar. Isso pode ser feito usando-se proteínas como agentes de superfície,
· Uma maneira ainda mais eficiente é promover a cobertura de bolhas com glóbulos de gordura semicristalinos coalescidos, como é o caso do chantilly e dos sorvetes
Como estabilizar emulsões e espumas:
1. Baixar a tensão superficial
2. Formar barreira estérica: estabilização das gotículas dispersas
3. Reduzir o tamanho das gotas: gotículas pequenas são mais estáveis 
4. Aumentar a viscosidade da fase contínua: diminui a dispersão da fase dispersa na fase contínua, retardando a difusão 
5. Reduzir a tensão interfacial: facilita na dispersão de uma fase na outra
Manutenção da estabilidade de emulsões : Emulsificantes e estabilizantes
Moléculas anfifílicas, que contem segmentos hidrofóbicos, exercem papel importante na determinação das microestrutura e sua consequente estabilidade. Tais moléculas (genericamente denominadas de emulsificantes, mas que podem agir também, como dispersantes, espumantes, estabilizantes, etc.), podem pertencer a várias classes químicas, mais comumente macromoléculas, como proteínas, polissacarídeos, lipoproteínas, glicolipídios, lipídios polares, entre outras
Os emulsificantes tendem a migrar para a interface óleo-água, onde não apenas ajudam na formação da emulsão, como também favorecem sua estabilidade.
Como os emulsificantes agem
No primeiro estágio o emulsi. Age como tensoativo, reduzindo a tensão interfacial entre as duas fases e a força requerida para superar a energia de superfície, facilitando assim a dispersão de uma fase na outra na outra.
No segundo estágio o emulsi. Forma um filme interfacial coeso em torno das gotículas, contribuindo assim para a estabilização das gotículas dispersas, evitando (ou pelo menos retardando) sua desestabilização
Diferença entre emulsificante e estabilizante
Classificado como emulsi. Um composto que deve ter atividade de superfície na interface óleo-água, como já exposto
Os estabilizantes não são agentes de superfície, e ajudam a manter a estabilidade de emulsões por meio de outros mecanismos.
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Retrogradação do amido
A recristalização do amido, com consequente redução da solubilidade, é conhecida como retrogradação. Por serem lineares, as moléculas de amilose realinham-se mais rapidamente, enquanto a amilopectina sofre retrogradação mais lenta 
· Processo de retrogradação ocorre gradualmente, afetando profundamente a qualidade e a vida de prateleira de produtos amiláceos
· A retrogradação do amido contribui para o envelhecimento de produtos de panificação, e se caracteriza por perda de textura (endurecimento) do produto
· Pode ainda acarretar alterações não diretamente ligadas às mudanças na estrutura do amido, como, por exemplo, migração de umidade (liberada por sinérese) do recheio para a massa de um produto.
· Muitas vezes, para evitar a retrogradação e melhorar a textura do produto final, os amidos são modificados por meios físicos ou químicos.