Aula [3] Congelamento

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MODIFICAÇÕES PRODUZIDAS 
NOS ALIMENTOS DURANTE O 
CONGELAMENTO
Instituto de Ciência e Tecnologia de Alimentos
Caciano Zapata Noreña
 Depende da taxa de congelamento e das
características dos produtos;
 Tecidos de estrutura com paredes e membranas
celulares são mais afetados pela formação de
cristais.
1. Danos por cristais de gelo:
1.1 Congelamento Lento
a) Tecido vegetal:
 O lento abaixamento da temperatura provoca a
formação de cristais no exterior das células
devido ao ponto de congelação do fluido
extracelular ser maior que o do fluido intracelular;
1. Danos por cristais de gelo:
 Com o aumento do tamanho dos cristais
extracelulares os solutos dissolvidos no fluido
extracelular se concentram promovendo a
saída de água intracelular por osmose;
 Dano às membranas e desidratação das
células pelo contínuo crescimento dos
cristais;
a) Tecido vegetal:
A concentração intracelular de solutos reduz o
ponto de início de congelamento e a
probabilidade do início da cristalização no
interior das células;
A desidratação é irreversível quando ultrapassa
certos níveis: as células não recuperam a
hidratação original.
a) Tecido vegetal:
b) Tecido animal:
 Possui fibras mais flexíveis: menores
alterações, que apesar de separar-se não chegam
a quebrar.
c) Alimentos com certa estrutura ou 
organização:
 Emulsões, espumas e géis;
 A formação de cristais provoca ruptura das
emulsões na manteiga;
 Formações de bolsas de lipídios.
1.2 Congelamento Rápido
 Altas taxas de congelamento provoca
formação de cristais de gelo no interior e
exterior das células praticamente ao mesmo
tempo;
 Mínimo deslocamento de água;
 Cristais pequenos e numerosos;
 A cristalização intracelular provoca certo
grau de destruição da organização celular
(tecidos de pouca permeabilidade no interior
das células);
 Em tecidos com alta permeabilidade, existe
certo grau de desidratação nas células
independente da taxa de resfriamento;
Fonte: Ordoñez (2005)
CRIOPROTETORES
 Compostos com diversas composições que
possuem grande afinidade com a água;
 Imobilizam a água e impedem sua
cristalização;
 Impedem a desidratação celular;
 Úteis quando a taxa de congelamento é
lenta;
 Prejudiciais quando a velocidade de
congelação é rápida: neste caso servem como
núcleos de cristalização celular;
 Exemplos: glicerol, sorbitol,
monossacarídeos, sais e proteínas.
CRIOPROTETORES
 A concentração de solutos na fração não
congelada aumenta (faixa de temperatura de
-5 a -15 ºC), ocasionando a aceleração das
reações químicas nessa fração: Lei da Ação das
Massas;
2. Aumento da concentração de solutos na
solução não congelada
Nessa faixa de temperaturas o efeito da baixa
temperatura não diminui tanto a velocidade das
reações químicas: a equação de Arrhenius não
se cumpre totalmente.
2. Aumento da concentração de solutos na
solução:
a. A diminuição da temperatura sempre ocasiona a
diminuição na velocidade das reações;
b. A concentração dos solutos produz o efeito
contrário, podendo, em alguns casos, aumentar
a velocidade de oxidação, hidrólise ou
desnaturação de proteínas.
A congelação, nessa faixa de temperaturas,
pode ter dois efeitos opostos sobre a
velocidade das reações:
O fenômeno ocasionado pela concentração
de solutos e pelo abaixamento da
temperatura é grave quando a taxa de
congelamento é lenta pois o alimento se
mantém muito tempo na zona crítica:
(-5 ºC a -15 ºC).
Efeito da redução da temperatura nas 
reações enzimáticas
 Depende das características de cada enzima;
 Podem ser ativadas ou inativadas, parcial e
transitoriamente como consequência da
alteração do meio (pH, quantidade de água
disponível, aumento da concentração de
solutos, ativadores, inibidores) e do estado da
enzima;
 Pouco efeito devido a energia de ativação ser
menor;
 Vegetais: catalase, peroxidase e proteases
conservam atividade até -15 ºC ou -17 ºC;
 Lipases: atividades até -25 ºC ou -30 ºC.
Efeito da redução da temperatura nas 
reações enzimáticas 
 O congelamento não é um agente de
esterilização;
 a -18 ºC não há destruição total dos MO
presentes nos alimentos;
 Esporos de bactérias e fungos são muito
resistentes e Gram + são mais resistentes que
Gram - ;
Efeito do congelamento nos microrganismos
 Coliformes não desenvolvem-se abaixo de 5 ºC; 
 Toxinas não são afetadas pelo congelamento;
 Quanto maior a temperatura de
armazenamento, maior a supervivência das
bactérias;
 -18°C cessa o desenvolvimento dos MO;
Efeito do congelamento nos microrganismos
 A maioria das bactérias não se multiplicam a
temperaturas menores que -8 ºC; leveduras a
-10 ºC e fungos a -12 ºC;
 MO psicrotróficos (-4 ºC a -7 ºC);
 Ainda que a temperatura seja baixa, a
atividade metabólica pode ser significante;
Efeito da congelamento nos microrganismos
São mais sensíveis ao frio (larvas, protozoários,
nematódeos);
Efeito da congelamento nos parasitas
Água líquida gelo: aumento em 9% do
volume;
 Se contínua resfriando contrai-se
ligeiramente;
 Em alimentos a expansão é menor que no
gelo puro e depende do teor de água contida
no produto;
3. Variação no volume:
 Os lipídeos contraem-se durante o
congelamento;
As variações no volume provocam tensões
internas ocasionando danos na estrutura celular;
 O dano mecânico pela troca de volume afeta
em maior proporção frutas e hortaliças (paredes
celulares rígidas e células não alinhadas);
3. Variação no volume:
CONSERVAÇÃO POR CONGELAMENTO
 Em geral, quando mais de 80% da água livre
no alimento é transformada em gelo, obtém-se
efeitos desejáveis de conservação;
 Reações físicas e químicas conduzem a uma
perda de qualidade gradual, acumulativa e
irreversível.
Variação da porcentagem de água congelada em 
função da temperatura
Fonte: Neves (1983)
Porcentagem do teor de água congelada em 
relação ao teor de água a diferentes temperaturas
979695938850Espinafre
878786858050
Gema de 
ovo
928986806476Ervilha
888785827474
Carne 
magra
969390857288
Suco de 
fruta 
% de água congelada
-5ºC -10ºC -15ºC -20ºC -30ºC 
Teor de 
água(%)
Produto
1. Métodos de congelamento (taxas de 
congelamento)
a) lenta
b) rápida
c) ultra rápida
2. Métodos de congelamento
Ar sem movimento: mais barato, porém muito
lento (temperatura oscila entre -10 ºC e -20 ºC);
Ar forçado: túnel e leito fluidizado (velocidade
do ar excede a velocidade de caída das
partículas - IQF).
a) Congeladores por ar:
2. Métodos de congelamento
O alimento é colocado em contato com uma
placa resfriada por uma substância
refrigerante.
b) Congeladores por contato direto:
 Imersão direta do alimento no meio refrigerante
ou pulverização do líquido sobre o produto
(congelação quase instantânea);
 Soluções: NaCl, açúcar, glicol;
 Líquidos criogênicos: gases liquefeitos com
ponto de ebulição baixos (N2 e CO2, com
tempos de 1 a 3 min.)
2. Métodos de congelamento
c) Congeladores por imersão:
Figura. Faixas de velocidade de congelamento
Fonte: Neves (1984)
3. Tempo de congelamento para frutas 
e vegetais pequenos:
a) Congelação com embalagem (300g):
- ar forçado: 3 a 5 horas
- placa: ½ a 2 horas
b) Congelamento a granel (ar forçado):
- esteira: 20 a 30 min.
- esteira fluidizada: 5 a 10 min.
c) Congelação criogênica: 1 a 1 ½ min.
ESTOCAGEM POR CONGELAMENTO
Estocagem em meses a diferentes temperaturas:
>2412-ovo
>953Peixe com gordura
15106Porco (carcaça)
24158Bife (carcaça)
1510-Cebola
>24246Ervilha
>24124Couve flor
>241810Cenoura
>24123Aspargos
>2424-Suco de frutas
>24184Pêssego
>24184Pêra 
- 24 ºC- 18 ºC- 12 ºCProduto