FUNDAMENTOS DOS PROCESSOS TECNOLÓGICOS DE ALIMENTOS

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1.1. INTRODUÇÃO
A produção e conservação de alimentos são processos que vêm sendo desenvolvidos pelo homem desde épocas remotas, porém essa atividade vem se propagando de forma muito lenta. Isto pode ser explicado pelo pouco conhecimento que se tinha dos princípios básicos para o desenvolvimento dessa tecnologia. Mesmo com algumas modificações, os princípios básicos da tecnologia aplicada na conservação dos alimentos pelos antepassados ainda continuam sendo aplicados nas modernas fábricas de processamento e conservação como a secagem, a defumação, a salga, a fermentação, o congelamento etc. A tecnologia de alimento é o elo entre a produção e o consumo.
1.2. CONTAMINAÇÕES DE ALIMENTOS
A contaminação de um alimento pode ocorrer em qualquer uma das várias etapas da cadeia de produção e pode ser classificada em três tipos: biológica, química e física.
Contaminação biológica - Ocorre quando microrganismos indesejáveis (bactérias, fungos, vírus ou parasitas) estão presentes no alimento. Os microrganismos são amplamente distribuídos e representam os principais contaminantes biológicos dos alimentos.
Para sobreviver e se multiplicar, eles precisam de: calor (os microrganismos prejudiciais à saúde preferem temperaturas próximas à do corpo humano); água e umidade (a maioria dos alimentos apresenta quantidade de água e umidade suficiente para a multiplicação dos microrganismos, sendo, portanto perecíveis); nutrientes (os alimentos são fontes de nutrientes para o desenvolvimento humano ou microbiano).
Os locais onde os microrganismos se encontram mais facilmente são: o solo; a água; os animais domésticos, marinhos, bovinos, suínos, aves etc.; os insetos e as pragas domésticas (baratas, moscas, ratos, camundongos etc.); as pessoas (nas mãos, unhas, no cabelo, na garganta, nos ferimentos, nas roupas etc.); o lixo e a sujeira em geral.
Existem três grandes grupos de microrganismos:
· Os benéficos, que são utilizados inclusive para produção de alimentos, como queijos, iogurtes e algumas bebidas.
· Os maléficos ou deteriorantes, que estragam os alimentos, deixando-os com odor e aparência desagradável. Os microrganismos desse tipo normalmente não são responsáveis por transmitir doenças, pois dificilmente as pessoas consomem um alimento que tem aparência de estragado.
· Os perigosos, que não alteram o sabor nem a aparência dos alimentos e, quando ingeridos, podem ocasionar sérias doenças. Exemplo disso é a contaminação por estafilococos.
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Contaminação química - Os alimentos podem ser contaminados por produtos químicos, quando são usados indevidamente em alguma das etapas da cadeia produtiva. É o caso dos agrotóxicos e fertilizantes utilizados no cultivo de frutas, verduras, legumes e cereais. Podem causar intoxicações sérias nos trabalhadores e nos consumidores. Resíduos de agrotóxicos podem permanecer nos alimentos mesmo depois de lavados e preparados e provocar inúmeras doenças que muitas vezes demoram em se manifestar.
Outro tipo de contaminação química ocorre pelo uso de medicamentos para tratar ou prevenir doenças em animais que fornecem carne, leite e ovos. Esses medicamentos estão sendo estudados pelas ciências médicas, pois os resíduos dessas substâncias encontrados nas carnes consumidas pelos seres humanos têm sido relacionados a vários problemas de saúde. É por isso que os cuidados com os alimentos devem começar desde a sua origem, ou seja, na fazenda onde os animais são criados.
Embora considerados contaminantes químicos por muitos consumidores, os aditivos alimentares, principalmente corantes e conservantes, são ingredientes intencionalmente adicionados aos alimentos para modificar suas características físicas, químicas, biológicas ou sensoriais. Entretanto, se os aditivos forem utilizados em quantidades acima dos limites permitidos, podem causar efeitos adversos à saúde.
Por último, podem-se citar também os produtos de limpeza. Água sanitária, sabão e desinfetantes, por exemplo, podem contaminar alimentos ao serem armazenados no mesmo local ou ainda quando não são observadas as instruções de uso nos seus rótulos.
Contaminação física - Ocorre quando materiais estranhos como pedaços de metal, madeira, pregos, lâminas, vidros, pedras, ossos estão presentes no alimento. Esses materiais podem causar danos físicos a quem os consumir, como feridas na boca, dentes quebrados ou outras manifestações em caso de ingestão.
1.3. DOENÇAS TRANSMITIDAS POR ALIMENTOS (DTAs)
Mesmo em países desenvolvidos, as doenças transmitidas por alimentos são um sério problema de saúde pública e preocupam as autoridades. No Brasil, as DTAs são muito comuns, mas só nos casos mais graves a pessoa afetada procura o serviço médico ou a vigilância sanitária para comunicar o fato. As preparações mistas e os alimentos que levam ovos em sua composição, principalmente a maionese, são os que mais causam doenças.
Principais doenças transmitidas por alimentos - A tabela a seguir traz um resumo das doenças mais comuns originadas pelo consumo de alimentos contaminados e os cuidados necessários para evitá-las.
DOENÇA
MICRORGANISMO
PRINCIPAIS ALIMENTOS ENVOLVIDOS
SINTOMAS APÓS CONSUMO
DO ALIMENTO CONTAMINADO
COMO PREVENIR
Intoxicação estafilocócica
Staphylococcus aureus
Bolos, tortas e similares com recheio e/ou cobertura, produtos de confeitaria, doces e salgados
Náusea e vômitos, cólicas abdominais, abatimento sem febre e, em alguns casos, diarréia 2 a 4 horas (podendo variar de 1 a 8 horas)
Evitar tocar os alimentos quando estiver com ferimentos nas mãos, tosse ou nariz escorrendo. Guardar os alimentos perecíveis na geladeira; preparar próximo da hora do consumo. Higienizar utensílios após provar o alimento.
Salmonelose
Salmonela sp
Carnes de boi, porco e aves; alimentos com ovos que permanecem crus até o consumo.
Dores abdominais, diarréia, calafrios, náusea e vômito, abatimento com febre 18 a 36 horas (podendo variar de 6 a 72 horas) após o consumo do alimento.
Lavar bem os utensílios e mãos depois de manipular carne de aves e ovos crus; cozinhar bem os alimentos; evitar consumo de produtos à base de ovos crus; não utilizar os mesmos utensílios para preparar alimentos crus e cozidos.
Clostridiose
Clostridium perfringens
Carnes mal cozidas; caldos, molhos, sopas e massas.
Náusea e vômitos, cólicas abdominais, diarréia e abatimento sem febre após 10 horas (podendo variar de 8 a 22 horas).
Preparar o alimento próximo da hora do consumo; guardar as sobras na geladeira; reaquecer os alimentos até a fervura completa.
Botulismo
Clostridium botulinum
Conservas caseiras pouco ácidas; palmito em conserva, carne enlatada, carne conservada na banha, tofu em conserva, pescados a vácuo.
Tontura, visão dupla ou turva, boca seca, dificuldade para falar, engolir e andar. Esses sintomas aparecem entre 18 e 36 horas (podendo variar de 2 horas a 8 dias). A morte pode ocorrer por parada respiratória.
Rejeitar latas estufadas, adquirir alimentos de boa procedência, aquecer os alimentos até a fervura.
Intoxicação ou infecção por bacilo cereus
Bacillus cereus
Produtos à base de cereais, amido, arroz, molhos, almôndegas e massas.
Náusea e vômito sem febre (intoxicação) aparecem em 2 a 4 horas. Diarréia, náusea e dores abdominais geralmente ocorrem em 8 a 16 horas (infecção).
Preparar o alimento próximo da hora do consumo; cozinhar os alimentos; guardar as sobras na geladeira e reaquecer bem todo o conteúdo da panela.
Shiguelose
Shiguella sp
Qualquer alimento contaminado, principalmente saladas, mariscos e água.
Cólicas abdominais, febre, diarréia, fezes com muco e sangue após 24 a72 horas do consumo do alimento.
Evitar preparar os alimentos quando estiver com diarréia; lavar as mãos depois de ir ao banheiro e antes de preparar os alimentos; usar água tratada, fervida ou clorada para preparar alimentos; lavar frutas, legumes e verduras com água de boa qualidade; só comprar saladas em locais que usam água de boa qualidade. Cozinhar bem os alimentos.
Colibacilose
Escherichia coli
Saladas cruas e água contaminada.
Entre 12 e 36 horas aparece a diarréia com sangue, vômito, cólicas abdominais, náuseas, febre e dor de cabeça.
Evitar preparar os alimentos quando estiver com diarréia; lavar as mãos depois de ir ao banheiro e antes de preparar os alimentos; usar água tratada, fervida ou clorada para preparar alimentos; lavar frutas, legumes e verduras com água de boa qualidade; só comprar saladas em locais que usam água de boa qualidade. Cozinhar bem os alimentos.
Infecção por rotavírus
Rotavírus
Qualquer alimento, água, objetos contaminados ou contato com pessoas infectadas.
Varia de um quadro leve de diarréia até quadros graves, com desidratação, febre e vômitos, podendo levar à morte em casos mais severos de imunodeficiência.
Todas as medidas higiênicas recomendadas para as demais DTAs, além de evitar o contato com pessoas contaminadas.
1.4. DEFINIÇÃO DE ALIMENTO
De acordo com o Código Nacional de Saúde, Decreto-Lei 986/1969, alimento é toda substância ou mistura de substâncias, no estado sólido, líquido, pastoso ou qualquer outro adequado, que objetiva fornecer ao organismo humano os elementos normais ao seu processo nutricional. As matérias-primas alimentícias, por sua vez, são materiais de origem vegetal, animal ou outra, comestíveis em estado natural ou transformados, cuja composição química satisfaz às necessidades nutricionais do homem.
1.5. TIPOS DE INDÚSTRIAS DE ALIMENTOS
Embora não seja fácil encontrar uma classificação para as diferentes atividades industriais relacionadas com os alimentos, podem ser consideradas:
· Indústrias primárias (aquelas que preparam alimentos frescos, incluindo os abatedouros e as empresas que selecionam e embalam vegetais para venda);
· Indústrias secundárias (aquelas que fabricam produtos que servem para preparar alimentos, como a moagem ou o fabrico de sal de cozinha);
· Indústrias terciárias (aquelas que utilizam mais recursos tecnológicos para a produção de alimentos como o açúcar, massas alimentícias, condimentos etc);
· Indústrias quaternárias (aquelas que fabricam alimentos prontos para consumir, como biscoitos, chocolates, iogurtes etc).
1.6. DEFINIÇÕES DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Sociedade Brasileira de Ciência e Tecnologia de Alimentos: É a aplicação de métodos e de técnicas para a produção, armazenamento, processamento, embalagem, transporte, distribuição, comercialização e utilização dos alimentos.
Professor Altanir J. GAVA, 2002: É a aplicação prática da Ciência e da Engenharia na produção, processamento, embalagem, distribuição e utilização do alimento.
10º Congresso Internacional de Dietética em Amsterdam: É a ciência que trata do estudo, aperfeiçoamento e aplicação experimental de processos viáveis, visando ao seu emprego na obtenção, processamento, conservação, preservação, transporte e comércio dos alimentos em geral.
1.7. ÁREAS ENVOLVIDAS COM A TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
QUÍMICA - Conhecer as transformações que ocorrem durante a colheita e armazenagem da matéria-prima, nas fases de industrialização e nos produtos acabados (embalados) e procurar controlá-las para manter a qualidade. A química também é utilizada para mensurar os constituintes dos alimentos e suas reações, fazendo assim parte do controle de qualidade laboratorial.
BIOLOGIA - Proporcionar maneiras de controlar os microrganismos indesejáveis e eliminar os que produzem a deterioração dos alimentos. Ela fornece subsídios para o conhecimento dos processos de alterações microbiológicas e para a preservação e conservação dos alimentos. A microbiologia também é utilizada na produção de alimentos fermentados, melhorando, em muitos casos, as características sensoriais e a vida de prateleira. A criação de animais com características comerciais mais vantajosas, a obtenção de vegetais e frutas com melhores qualidades organolépticas, a seleção de sementes, a adaptação de plantas, a hibridização, os métodos especiais de cultura, os cruzamentos etc.
NUTRIÇÃO - Oferece bases para se saber quais as vantagens da presença de determinados nutrientes nos alimentos e seus efeitos e interações sobre o organismo.
ENGENHARIA - Estuda as fases do processamento da matéria-prima através dos conceitos das operações unitárias (filtração, refrigeração, desidratação, destilação etc.) e princípios da engenharia. Fornece as bases para a elaboração de produtos através dos projetos estruturais, de equipamentos e desenvolvimento de embalagens.
1.8. OBJETIVOS E APLICAÇÕES DA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
· Aumento do período durante o qual o alimento permanece adequado para o consumo, vida de prateleira.
· Aumento da variedade da dieta e inclui a modificação da forma do alimento para o consumo ou para permitir outros processamentos.
· Aumento da praticidade na preparação doméstica das refeições e a facilidade de consumo em locais distantes e inclui pratos prontos.
· Fornececimento de nutrientes necessários para a saúde e incrementar a qualidade nutritiva dos alimentos e gerar lucro para os fabricantes.
· Aumento do valor nutritivo dos alimentos pela inclusão de nutrientes (proteínas, vitaminas, minerais etc.).
· Obtenção do máximo de aproveitamento dos recursos nutritivos existentes atualmente na terra e buscar outros, a partir de fontes até agora não exploradas.
· Preparação de produtos para indivíduos com necessidades nutritivas especiais, como crianças, idosos, diabéticos, etc.
· Desenvolvimento de produtos prontos e semi-prontos, já que é cada vez mais necessária a saída das mulheres para buscar opções de renda extra.
· Distribuição mais uniforme dos alimentos durante todas as estações e épocas do ano.
· Aumento de vida útil dos produtos alimentícios, facilitando o seu armazenamento.
· Melhorias das qualidades sensoriais através do uso de aditivos.
· Desenvolvimento de embalagens mais resistentes e apropriadas.
· Segurança quanto às condições higiênico-sanitárias dos alimentos, diminuindo os riscos de toxinfecção.
· Queda de preço devido à grande oferta e facilidade de acondicionamento.
Nota: uma desvantagem do processamento de alimentos, muitas vezes, é a destruição de alguns dos nutrientes presentes.
1.9. FATORES CONTRIBUINTES PARA A TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Aumento do consumo dos produtos: Devido ao aumento demográfico. Influência social-trabalhista nos grandes centros urbanos ocasionando crescimento do uso de alimentos industrializados devido a sua facilidade de emprego. Situações de emergência ocasionadas por enchentes, secas, terremotos, guerras etc.
Aproveitamento das matérias-primas: A utilização em menor escala e, principalmente daquelas disponíveis abundantemente em certas regiões ou determinados
meses do ano, fez surgirem novas técnicas, que possibilitaram a maior elaboração e distribuição permanente de produtos, em mercado onde ou quando antes eram inexistentes.
Modernos conhecimentos gerais: Biológicos, químicos e físicos.
Emprego de produtos dietéticos e especiais: A tecnologia de alimentos permitiu a introdução, no comércio, de produtos utilizados como complementos no regime normal e agentes terapêuticos nas prescrições dietoterápicas. Alimentos elaborados proporcionam boa oportunidade para aumentar o valor nutritivo de certas matérias-primas alimentícias.
Concorrência comercial: Favoreceu o surgimento de processos originais, visando à melhoria de qualidade, diminuição do tempo de preparo (pré-digeridos, instantâneos etc.) e acondicionamento em embalagens atraentes e protetoras. A Tecnologia dos Alimentos tem sido sempre estimulada, em sua evolução, pelas guerras e conquistas militares. As duas grandes guerras do Século XX provocaram uma enormeexpansão nos estudos dos alimentos, levando-nos ao que chamamos hoje de ciência dos alimentos.
1.10. MATÉRIA-PRIMA INDUSTRIAL
Matéria-prima é toda substância de origem animal, vegetal ou mineral, em estado bruto, que para ser utilizada como alimento, precisa sofrer um tratamento e/ou transformação de natureza química, física ou biológica. Não haverá produto bom, se ele for fabricado com matéria-prima inadequada. As matérias-primas podem ser classificadas de acordo com sua estabilidade (perecíveis, semiperecíveis e não perecíveis) ou da sua origem.
Perecíveis – são matérias-primas que se alteram rapidamente, a menos que sejam submetidas a processos de conservação. Geralmente requerem baixas temperaturas de estocagem para melhor estabilidade. Estas matérias-primas apresentam vida útil de apenas alguns dias quando refrigerados e de alguns meses quando congelados. Exemplos: leite, carnes frescas, frutas e hortaliças.
Semiperecíveis – são matérias-primas que tem sua estabilidade aumentada em decorrência de técnicas aplicadas em seu processamento. A estabilidade pode ser estendida por 30 a 90 dias, quando mantidas em refrigeração. Exemplos: produtos cárneos defumados, queijos curados.
Não perecíveis – estas matérias-primas podem ser estocadas a temperaturas ambiente por um período de tempo prolongado, sem que haja crescimento microbiano suficiente para se caracterizar a deterioração. Exemplos: cereais, grãos, produtos desidratados e produtos enlatados.
De acordo com a sua origem são divididas em três grupos principais: animal; vegetal; mineral.
Matéria-Prima de Origem Animal - Englobam nesta divisão: carnes, leite, pescados, mel e ovos.
CARNES - São matérias-primas provenientes da matança de mamíferos e de aves; bovino, suíno, caprino, frango, galinha, pato, peru etc. Destes animais são utilizados ainda, miúdos, gorduras, óleos, couro, sangue.
LEITE - É a matéria-prima obtida da ordenha completa de vacas. Os leites no Brasil são selecionados em três categorias baseada exclusivamente nos padrões microbiológicos que são: tipo A, tipo B e tipo C. Os leites fornecem derivados como os leites desidratados, os leites fermentados, cremes, queijos.
PESCADOS - Estas matérias-primas compreendem os peixes, os crustáceos, os moluscos e alguns mamíferos. A indústria alimentícia oferece derivados comestíveis como: ao natural, em óleos, em molhos, salgados, prensados, defumados, em salmoura etc.
MEL E OVOS - O mel é o produto de gosto açucarado elaborado por abelhas a partir do néctar de flores. Os ovos são matérias-primas obtidas de aves em granja. Os ovos podem ser obtidos por processo industrial como: resfriados, congelados, desidratados.
Matéria-Prima de Origem Vegetal - As matérias-primas de origem vegetal podem ser extraídas ou cultivadas.
CEREAIS - Estes são constituídos por sementes e grãos alimentícios das gramíneas, representado principalmente pelo arroz, trigo, milho, centeio, cevada e aveia.
LEGUMES E HORTALIÇAS - São considerados como legumes o fruto ou a semente de diferentes espécies de plantas, principalmente leguminosas utilizadas como alimento. As hortaliças são um grupo representado por vegetais de largo consumo tanto in natura, bem como industrializados. Entre os industrializados mais comuns têm-se as verduras e os legumes em conservas e seletas.
FRUTAS - Devido principalmente à sua riqueza em sabor e aroma, as frutas são muito apreciadas e consumidas. As frutas podem ser industrializadas de diversas formas dando origem a diferentes tipos de produtos. Assim, temos as frutas secas, os sucos de frutas, os néctares, purês, as frutas em calda.
SACARÍNICAS - Estas são provenientes fundamentalmente de dois vegetais diferentes usados para o mesmo fim, obtenção da sacarose. Uma delas é o caule da cana-de-açúcar onde se extrai o açúcar de cana ou sacarose de cana. A outra é a beterraba, cultivadas e zonas mais frias. Trata-se de uma raiz que fornece o açúcar de beterraba ou sacarose de beterraba.
PLANTAS AROMÁTICAS E ESPECIARIAS - Neste grupo incluem-se os vegetais utilizados principalmente como aromatizantes dos alimentos preparados. São exemplos açafrão, baunilha, canela, cravo, cúrcuma, gengibre, louro, mostarda etc.
Matéria-Prima de Origem Mineral - As matérias-primas de origem mineral podem ser líquidas ou sólidas. As matérias-primas líquidas são as águas e, as sólidas estão representadas pelo sal marinho.
1.11. OPERAÇÕES UNITÁRIAS BÁSICAS EM TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
As operações unitárias no processamento de alimentos envolvem uma combinação de procedimento para atingir as modificações desejadas nas matérias-primas. De maneira geral podem-se agrupar em função da ação aplicada e são:
De ordem física - Ação mecânica (Redução, Mistura, Extração por prensagem); Cristalização; Desidratação; Destilação; Emulsificação; Evaporação; Fluxo de fluidos; Transmissão de calor e frio etc.
De ordem química - Emprego de aditivos; Extração (por solvente); Emprego de substâncias coadjuvantes (catalisadores, fermentos, gases etc.); Reguladores de pH.
De ordem biológica - Ação microbiana; Ação enzimática.
Cada operação possui um efeito específico, identificável e previsível no alimento. A combinação e a seqüência das operações determinam a natureza final do produto elaborado.
Algumas operações importantes e suas considerações pertinentes:
Obtenção das matérias primas – Colheita / ordenha / abate/ pesca. Grau de maturação – cor, tamanho, aroma, textura, Brix, Brix/acidez /Idade ou peso do animal.
Transporte, recepção e armazenamento de matérias primas - Primeira etapa da matéria-prima através de operações antes de seu uso no processo de industrialização. Para vegetais e frutas a limpeza normalmente é realizada com água clorada. Este tipo de limpeza chega a reduzir em até 90% da carga microbiana nos alimentos.
O transporte pode ser dividido em: 80% rodoviário; 15-20% ferroviário; 1-2% fluvial ou marítimo. Dentro da indústria as matérias primas são transportadas por: tubulações, esteiras, caçambas, carretas, gruas (pelo teto – para carnes).
Armazenamento: a granel – em silos – temperatura ambiente com controle de umidade, câmeras de refrigeração ou congelamento, tanques pressurizados (para óleos vegetais, vinagres).
Preparação de matérias primas - Toda matéria-prima devem passar por um processo de limpeza antes do seu processamento. O propósito é remover os contaminantes, areia, insetos etc. Isto é essencial para proteção do processo e dos equipamentos assim como um produto final seguro para o consumo.
Limpeza – pode ser a seco com jato de ar através de peneiras; utilização de spray de água em esteiras de roletes.
Seleção – é o processo de verificação e separação das matérias-primas impróprias que devem ser descartadas, ou reprocessadas.
Classificação – é a operação de separação dos lotes diferentes, mas que estão perfeitamente sadios para processamento ou consumo (tamanho, coloração, ponto de maturação, etc.).
Descascamento – utilizado para matéria prima in natura de legumes e frutas, que pode ser feito manual, com vapor ou água quente, meios mecânicos, meio ácido, congelamento etc., dependendo do tipo de matéria prima e o destino final do processamento.
Operação de redução de tamanho - Em muitos processos na indústria de alimentos pode haver a necessidade de reduzir o tamanho dos alimentos sólidos utilizando para isto, forças mecânicas através de equipamentos próprios. Esta redução pode vir a dar origem a um
produto como, farinha a partir de grãos de milho e trigo ou, preparar o alimento para a próxima operação como no caso de sucos de frutas e de legumes.
Com a moagem a superfície do sólido é aumentada com a redução do tamanho facilitando outros processos como a secagem, extração, homogeneização, inativação. A operação unitária de trituração e moagem deve levar em consideração as características do produto a ser processado e dos equipamentos empregados.
Em geral os principais equipamentos utilizados para esta operação são: trituradores de rolos, moinhos de martelo, de disco, coloidal, de bolas ou de barras. As forçasmecânicas utilizadas por estes equipamentos são as de compressão, impacto e cisalhamento.
Nos alimentos semi-líquidos, as operações de redução são: emulsificação e homogeneização.
Nos alimentos sólidos, as operações de redução são: moagem, trituração, esmagamento.
Operação de mistura - Mistura é uma operação unitária fundamental no processamento nas indústrias de alimentos e bebidas. Na Mistura se efetua a combinação uniforme de vários componentes de uma formulação de um determinado produto. O efeito reológico das matérias primas na operação de mistura pode influenciar na eficiência desejada do produto final, envolvendo propriedades físicas e químicas dos componentes dos ingredientes da formulação que podem se alterarem durante o processo. O controle do tempo e temperatura no processo de mistura é essencial. Mecanicamente os misturadores e agitadores são utilizados na formulação e fabricação de uma grande variedade de produtos alimentícios.
Operação de separação - A operação unitária de separar pode envolver a separação de alimentos sólidos em sólido, como por exemplo, a pelagem de batatas, tomates, cebolas, ou a separação de um alimento sólido de um líquido (sucos de frutas, pectina), ou ainda de um alimento líquido de um liquido.
Os alimentos são misturas complexas de compostos e a extração ou separação de seus componentes é fundamental à preparação de ingredientes ou produtos para estar sendo utilizados em outros processos (por exemplo, a extração de óleos das sementes de mostarda, azeitonas, ou gelatina de tecido dos ossos); ou para a recuperação de compostos de alto valor, tal como enzimas existentes nos alimentos.
A operação unitária separação também é utilizada para separar tamanho e cor dos alimentos. Para este tipo de operação são utilizados os processos de: centrifugação, filtração, extração, concentração, ultrafiltração.
Operação de aplicação de calor - Tratamento térmico é um dos métodos mais importantes utilizados no processamento de alimentos com o objetivo de eliminar os efeitos indesejáveis e/ou eliminar os microrganismos e inativação das enzimas presente nos alimentos. O processo de tratamento térmico nos alimentos induz mudanças físicas e reações químicas tal como, gelatinização dos amidos, desnaturação de proteínas ou escurecimento não enzimático afetando as características sensoriais como cor, sabor e textura dos alimentos. O importante é aumentar o tempo de vida dos alimentos processados e isentos de
microrganismos que pode deteriorar os mesmos. Para esta operação unitária são utilizados uma variedade de equipamentos e processos, dependendo do tipo de tratamento térmico desejado. A aplicação de calor em alimentos pode ser por condução ou convecção dependendo do alimento (sólido ou líquido). Alimentos sólidos são maus condutores de calor e, líquidos possuem uma viscosidade relativamente baixa o que facilita a transferência de calor. Os seguintes processos e equipamentos são os mais utilizados para esta operação: branqueamento, pasteurização, esterilização, desidratação, evaporação/concentração.
Operação de resfriamento - Enquanto aquecimento é a adição de energia através de calor, o resfriamento e congelamento é a remoção de calor dos alimentos. A redução da temperatura (congelamento) do alimento é uma operação unitária bastante utilizada nas indústrias de processamento de alimentos como método de prolongar o tempo de vida do produto. Muitos microrganismos podem sobreviver a temperaturas ambiente ou até mesmo nas temperaturas do refrigerador caseiro. No processo de congelamento há formação de cristais de gelo dentro do alimento, reduzindo, portanto, a atividade de água livre o que dificulta o desenvolvimento de microrganismos. Antes do congelamento, o calor sensível é removido para diminuir a temperatura do alimento até a temperatura inicial de congelamento, abaixo do ponto de congelamento da água pura, devido às substâncias dissolvidas nas soluções que formam o alimento. Essa etapa consiste na redução da temperatura abaixo do ponto de congelamento da água sem mudança de fase. Este processo pode ser efetuado de duas formas: refrigeração e congelamento. Nota: Liofilização - É um processo misto de congelamento e desidratação. É uma operação de controle de umidade, onde se faz a desidratação de retirada da água congelada nos alimentos sob vácuo. No processo, a água congelada sólida passa diretamente para o estado gasoso (sublimação).
Operação de radiações eletromagnéticas - Irradiação de alimentos não é uma operação recente. Desde a descoberta dos raios-X no século passado, a possibilidade de controlar populações de microrganismos por radiação tem ocorrido um grande número de pesquisa em irradiação de alimentos com resultados satisfatórios na preservação de alimentos com uso da radiação eletromagnética ionizante. Na prática três tipos de radiação ionizante são utilizadas na preservação de alimentos: raios gama (γ), raios beta (β) e os raios X. A irradiação é um método de pasteurização a frio (sem produção de aquecimento), utilizado para controlar doenças de origem alimentar causadas por microrganismos patogênicos, especialmente aplicados àqueles alimentos que são consumidos crus ou parcialmente processados, além de apresentar característica única de poder ser aplicada em alimentos congelados, e assim preservar o mesmo por um período maior de estocagem.
Operação de extração - O processo é utilizado na extração rápida de compostos orgânicos voláteis e semivoláteis. A extração é utilizada em escala industrial com emprego do dióxido de carbono ou gás carbono (CO2) como solvente da extração. O dióxido de carbono é o mais utilizado devido a sua baixa toxidez, não poluente, inerte e de fácil disponibilidade. A extração é utilizada em alimentos para a extração de diferentes compostos dos mesmos como: pigmentos (frutas e vegetais), capsaicina da pimenta (sabor, aroma), vitamina E (tocoferóis dos
tecidos de vegetais e frutas), óleos essenciais (limão, mostarda, alho, cebola), cafeína, flavorizantes em geral, extrato de beterraba, azeite de oliva etc. Durante o processo, a temperatura, a composição química, e o fluxo são importantes porque, garantem a completa extração dos componentes do produto alimentício.
Operação de transporte de produtos – bombeamento - Um das operações unitárias mais comuns na indústria de alimentos é o fluxo de transporte de líquidos e sólidos através de tubulações de um local de processo para outro e efetuado por meio de bombas. O transporte de produtos através de bombeamento em processos industriais é uma operação unitária constantemente necessária nas diversas fases do processamento. As necessidades de transportar de um nível a outro mais elevado ou mesmo alimentar um equipamento ou tanques de mistura que se encontram sob pressão mais elevada que o ambiente é normalmente realizado por bombas. As bombas são máquinas geratrizes cuja finalidade é realizar o transporte ou deslocamento de um produto (líquido, pastoso ou sólido) por escoamento, sendo classificadas em função de suas características físicas e de seus princípios de trabalho.
Operação de destilação - Destilação é uma operação unitária com o objetivo de separação ou fracionamento utilizando calor de vaporização, para separação de misturas. A operação de destilação é bastante utilizada em indústrias químicas, mas também bastante utilizada na indústria de álcool e açúcar. O destilado é normalmente uma mistura líquida e o resíduo é sempre uma mistura líquida. O equipamento onde ocorre a destilação é uma torre, ou coluna, cujo interior é dotado de pratos ou bandejas, empacotadas ou recheios.
Operação de cristalização - Às vezes, o produto de interesse deve estar na forma de partículas sólidas. Quando o processo de fabricação leva a uma solução, o sólido pode ser obtido, de forma mais conveniente, pela concentração de uma solução até a sua saturação e conseqüente formação de cristais. A cristalização é uma operação de separação onde, partindo de uma mistura líquida se obtêm cristais de um dos componentes da mistura,com quase 100% de pureza. A fabricação de sacarose de cana-de-açúcar e de beterraba é o exemplo mais clássico do processo de cristalização. A cristalização também é usada ainda para obtenção de glicose e lactose, sal marinho, margarina e sorvete.
Operação de extrusão - Trata-se de um processo termomecânico e contínuo que combina as operações unitárias como misturar, amassar e modelar com aquecimento (cozimento) ou não, para ampliar as possibilidades de elaboração de alimentos básicos ou alternativos, em alimentos de distinta forma, textura, cor e aroma. Seu princípio básico é a conversão de um material sólido em massa fluída pela combinação de umidade, calor, compressão e tensão de cisalhamento e forçar sua passagem através de uma matriz para formar um produto com características físicas e geométricas pré-determinadas, obtendo-se, assim, a gelatinização do amido e/ou a desnaturação da proteína presente no alimento. É utilizado para misturar e formar alimentos tal como salsichas, patês de fígados, produção de snaks, cereais matinais.
Operação de embalagem e armazenagem - As funções principais de uma embalagem são: conter e proteger o alimento contra uma série de perigos que pode comprometer a sua qualidade durante a distribuição e armazenamento. A embalagem também desempenha um papel importante na negociação de vendas e ainda deve conter informações úteis ao consumidor.
A função de proteção é a considerada a mais importante, tendo relação direta com a segurança do consumidor. Neste aspecto, as propriedades de barreira contra a ação de fatores ambientais representam um papel de grande importância na estabilidade de alimentos durante a embalagem.
A qualidade dos produtos alimentícios depende diretamente de fatores de natureza química, física e biológica, que atuam sobre o alimento durante o período de tempo entre sua produção e seu consumo, que é denominado vida-de-prateleira do alimento. Neste contexto, a embalagem é de importância fundamental.
O critério usado para garantir a segurança de produtos alimentícios embalados está relacionado com as interações embalagem/produto durante o período de tempo anterior ao uso final pelo consumidor.
Os fatores principais que causam deterioração dos alimentos embalados durante o armazenamento e distribuição são:
· Condições ambientais que pode interferir nas condições químicas ou físicas (luz do Ultra Violeta, umidade, oxigênio, variações de temperatura).
· Contaminação por microrganismos, insetos.
· Forças mecânicas; prejuízo causado por impacto, vibração, compressão ou escoriações.
As adequações das embalagens aos produtos alimentícios minimizam as alterações indesejáveis aumentando a estabilidade do produto embalado. Os materiais utilizados nas embalagens que contém os alimentos podem ser divididos praticamente em três grupos principais: metal, vidro e plástico.
Operação de transporte pneumático - O transporte pneumático é bastante utilizado para deslocamento de alimentos sólidos ou líquido utilizando sistemas de tubulações e ar comprimido que levam o alimento do descarregamento diretamente às áreas de estocagem ou, diretamente as linhas de processamento. Este sistema de transporte pode ser utilizado para o transporte de açúcar cristal ou refinado, sal, farinhas, amidos, xaropes etc.
1.12. FASES DE PROCESSAMENTO DE ALIMENTOS
As principais fases de processamento da indústria de alimentos são: beneficiamento; elaboração; preservação e conservação; armazenamento.
Fase de beneficiamento: Constitui a primeira etapa da utilização da matéria-prima selecionada e consiste, de modo geral, na sua limpeza, separação de partes não comestíveis, higienização etc. A limpeza do alimento e a retirada de seus pedaços inaproveitáveis reduzem as cargas microbianas normais existentes e diminuem a ação de enzimas exo e endocelulares, durante esta operação, ainda são eliminados ovos de parasitas ou suas formas evolutivas. A eliminação de certas partes do alimento
favorece a sua conservação, como acontece com os cereais, dos quais se extrai o germe, visando ao impedimento de processos de rancidez, no grão ou nos seus produtos. As sujidades como terra, pedaços de corpos estranhos etc. são expurgados durante o beneficiamento, não só pelo caráter anti-higiênico que representam, como por sua presença que pode danificar os aparelhos de fabrico.
Fase de elaboração: É a etapa de maior importância na fabricação, pois nela se desenvolvem diversificadas atividades tecnológicas, segundo a linha de elaboração do produto. As operações de natureza física, química e biológica determinam nessa fase as transformações que caracterizam os produtos, aproveitando integralmente a matéria prima ou separando destas seus resíduos, utilizados geralmente para o preparo de novos alimentos. Os processos tecnológicos aplicados em alimentos básicos, como o leite, carne, pescado, ovos, frutas, vegetais, mel etc. conseguem obter a custas destes, extrema variedade de produtos.
Fase de preservação e conservação: As atividades realizadas nas fases de beneficiamento e elaboração na indústria de alimentos consideram sempre a preservação e conservação do alimento elaborado. Os processos utilizados na fase de preservação e conservação propriamente dita visam à eliminação da flora normal inconveniente e da patogênica, assim como das enzimas produtoras de alterações. Com essa fase, tornou-se possível a consolidação da indústria de alimentos, pela garantia de seus produtos desfrutarem maior tempo de vida útil de prateleira.
Fase de armazenamento: A fase de armazenamento tem como característica principal a preservação que exige vários alimentos para que não se deteriorem. As alterações podem ocorrer por diferentes causas: temperatura ambiental, umidade, composição do ar atmosférico, imperfeição da embalagem, absorção de odores, ação de predadores. Essas causas atingem os produtos segundo as suas qualidades e características específicas.
A produção de alimentos de qualidade nessas indústrias está geralmente relacionada às condições saudáveis das matérias-primas. O processo de transformação e conservação, geralmente não melhora a matéria prima. A obtenção de matéria prima de qualidade está estritamente ligada a sua Fase de Produção (implantação da cultura, manejo e colheita da matéria-prima) que muitas vezes é esquecida por profissionais responsáveis das indústrias.
A evolução da indústria de alimentos iniciou-se com conquistas no setor agropecuário, como: a criação de animais, com características comerciais mais vantajosas, para a produção de alimentos, como por exemplo, maior produção de carne, leite ou ovos, a obtenção de frutas e hortaliças, com maior rendimento e melhores qualidades organolépticas, o emprego de processos biológicos, a seleção de sementes, a adaptação de plantas a lugares onde não crescem naturalmente. Além disso, a hibridação de diferentes subespécies, os métodos especiais de cultura, nos reinos animal e vegetal, os cruzamentos, a inseminação artificial, a radicação de espécies em zonas e climas adequados etc.
1.13. ALTERAÇÕES DE ALIMENTOS
Alterações de alimentos são todas as modificações que neles se operam, destruindo parcial ou totalmente suas características essenciais. As pequenas e grandes alterações refletem-se, diretamente, sobre os caracteres organolépticos, composição química, estado físico, estado de sanidade e valor nutritivo dos alimentos.
Um alimento alterado não quer dizer que o mesmo não possa ser consumido. A utilização do alimento alterado está condicionada ao tipo e grau da alteração, que não desfiguram o alimento em suas qualidades essenciais e nenhum perigo ofereçam àqueles que o ingerirem. Quando o produto é parcialmente alterado e as transformações são de pouca intensidade e se limitam a sua superfície, com a exclusão das partes afetadas, elas podem ser recrutadas como matéria prima, na fabricação de seus
derivados. No caso da alteração abranger a totalidade do alimento, a ingestão deste é inteiramente contra-indiciada, mas seu aproveitamento é tolerado para a indústria de adubos,sabão etc.
Os alimentos podem ser classificados conforme a facilidade com que se alteram:
· Alimentos estáveis ou não perecíveis - não são alterados facilmente (açúcar, farinha).
· Alimentos semiperecíveis - conservando e manipulando de forma apropriada permanecem sem alteração (batatas, maçãs, nabos, nozes sem casca).
· Alimentos perecíveis - incluem os alimentos mais importantes do consumo cotidiano, os quais se alteram com facilidade (carnes, pescados, a maioria das frutas, hortaliças, ovos, leite).
As alterações nos alimentos podem ocorrer segundo as mudanças de suas condições e características, que dependem: da sua origem, do seu valor nutritivo, da sua estrutura, da sua constituição química, do seu estado físico, e de suas características específicas. A origem do alimento influi marcadamente na ocorrência de alterações alimentares. Por exemplo, as alterações de produtos animais têm propensão aos processos de putrefação, enquanto que ao dos vegetais, geralmente antes de chegar a putrefação, passam por processos fermentativos.
O valor nutritivo, medido pela qualidade e quantidade de seus nutrientes, é de grande importância no alimento, pois eles determinam os diferentes substratos adequados ao crescimento das inúmeras espécies de microrganismos.
As causas modificadoras da estrutura, da constituição química e do estado físico dos alimentos são de grande importância em suas alterações com ampla repercussão, especialmente quando se trata de alterações microbianas. A ação dos agentes desencadeantes de alterações é importante e é representado por diversas causas, capazes de provocar diferentes tipos de alterações alimentares.
De uma maneira geral, podemos afirmar que as alterações dos alimentos podem ser devidas às seguintes causas:
· Alterações de diversas origens (falhas na coleta, armazenamento, manuseio etc);
· Reações químicas não enzimáticas (ranço oxidativo, escurecimento químico etc);
· Ação das enzimas presentes nos alimentos (ranço hidrolítico, escurecimento enzimático, mudanças organolépticas etc);
· Mudanças físicas (queimaduras, congelação, desidratação, pressão etc.)
· Ação macrobiana (alterações provocadas por insetos e roedores);
· Atividade dos microorganismos (bactérias, bolores e leveduras - microrganismos de maior destaque como agentes potenciais de deterioração e como eventuais patógenos ao homem).