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Princípios e métodos de conservação de alimentos: Considerações gerais Nampula 2022 FACULDADE DE CIÊNCIAS ALIMENTARES E AGRÁRIAS CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS ALIMENTARES Mestre José Daniel 2022/03/25 1 Conservação de alimentos ●Antes de Pasteur ➔ conservar os alimentos significava garantir disponibilidade do alimento até que novo alimento fosse produzido. ●Qualidade dos alimentos era precária ➔ temperos. ●Grandes Navegações: impulsionadas pela necessidade de especiarias. ●Louis Pasteur (1822-1895) ➔ relacionou a existência de m.o. com o desenvolvimento de doenças infeciciosas. 2022/03/25 2 O A pedido dos vinicultores e cervejeiros da região ➔ identificou a bactéria responsável pelo processo. Propôs eliminá-la da bebida aquecendo-a a 48ºC, lentamente ●Deterioração de alimentos: ❑Microrganismos; ❑Transformações químicas; ❑Transformações bioquímicas Conservação de alimentos 2022/03/25 3 O ALTERAÇÕES ●Cor ●Aroma ●Sabor ●Valor nutricional Conservação de alimentos 2022/03/25 4 O Principais causas da deterioração dos Alimentos ●Contaminação microbiana; ●Actividade enzimática; ●Reacções químicas não enzimáticas; ●Ataques de insectos e roedores; ●Mudanças físicas (de textura, consistência, aparência – causadas por exposição ao calor, ao frio, etc.). Deterioração dos alimentos 2022/03/25 5 O 1) Contaminação microbiana Deterioração dos alimentos ●Fase de latência – lag ●Fase de crescimento exponencial ou logarítmica ●Fase estacionária ●Fase de declínio ou morte 2022/03/25 6 O 2) Actividade enzimática ●Alteração bioquímica dos alimentos ●As enzimas catalisam reações ao longo do processamento e/ou armazenamento do produto, podendo gerar efeitos indesejados no alimento. ❑Escurecimento enzimático; ❑Formação de off-flavor em produtos vegetais; ❑Rancidez ❑Perda de textura em frutas e hortaliças e separação de fases em sucos Deterioração dos alimentos 2022/03/25 7 Deterioração dos alimentos ●2.1 Escurecimento enzimático ➔ cor escura em certos vegetais, fungos e crustáceos, quando seus tecidos são cortados e expostos ao ar. ●Formação de odores indesejados (off-flavor) ●Perda nutricional (destruição de tirosina) ●2.2 Formação de off-flavor em produtos vegetais ➔ perda do odor característico e desenvolvimento de odor desagradável em produtos vegetais, principalmente os conservados por congelamento. 2022/03/25 8 ●2.3 Rancidez ➔ formação de odor ●desagradável, típico de ranço, em produtos ricos em lipídeos. ●Rancidez hidrolítica: acção de lipases, liberando ácidos graxos de baixo peso molecular (voláteis), causando odor indesejado. ●Mais comum em produtos lácteos ricos em ácido butírico, caprílico, capróico. ●Leite contém lipases nativas Deterioração dos alimentos 2022/03/25 9 O Controle: pasteurizar o leite antes da homogeneização (as proteínas do leite fazem a proteção estérica da gordura). O Lipases são termolábeis ●Rancidez oxidativa: oxidação de ácidos graxos e formação de hidroperóxidos 🡪 formação do aroma de ranço. ●Lipoxigenases: presentes em animais, vegetais e m.o., específicas para ácidos graxos com ao menos uma dupla ligação e grupo metileno no carbono ω8. Deterioração dos alimentos 2022/03/25 10 O O2🡪 formação de hidroperóxidos que são degradados e geram odor característico de ranço. O Milho, soja, trigo, ervilha: grãos armazenados, farinhas e farelos Deterioração dos alimentos 2022/03/25 11 ●2.4 Perda de textura em frutas e hortaliças e separação de fases em sucos ●Textura ideal de frutas e hortaliças O presença de substâncias pécticas (balanço entre protopectina, pectina e ácido péctico) na parede celular e na lamela média dos tecidos vegetais, assim como pela turgidez das células devido à presença de altos teores de umidade Deterioração dos alimentos 2022/03/25 12 ●Pectinases: hidrolisam as paredes celulares de frutas e hortaliças, causando amolecimento dos produtos. O Atividade enzimática controlada no pós-colheita por: ❑fatores genéticos (espécie, variedade), ❑presença de etileno (hormônio vegetal que acelera a maturação/senescência) ❑atmosfera de conservação do produto (altos teores de CO2 tendem a retardar a atividade das pectinases Deterioração dos alimentos 2022/03/25 13 ●Sumos: turbidez de alguns produtos é causada pela presença de substâncias pécticas em suspensão coloidal. O Solutos dispersos no suco O (pigmentos, açúcares, ácidos, Deterioração dos alimentos compostos de aroma e sabor) Pectinases da matéria-prima Hidrólise das substâncias pécticas Perdem a capacidade de se manter em suspensão e precipitam Separação do sumo em duas fases Produto homogêneo Baixo peso molecular 2022/03/25 14 O 3) Reações químicas não enzimáticas ●Rancidez oxidativa ●Escurecimento químico ❑Escurecimento químico: envolve a formação de melanoidinas ➔ pigmentos escuros de alto peso molecular, com composição complexa e variada. ●Desejado: produção de pães e carnes assadas ●Indesejados: leite e ovo em pó, sucos de frutas, etc. Deterioração dos alimentos 2022/03/25 15 ●3 mecanismos: OReação de Maillard Ocaramelização O Mecanismo do ácido ascórbico Deterioração dos alimentos 2022/03/25 16 O Reação de Maillard 🡪 combinação entre uma carbonila (de um açúcar redutor) e um grupamento amino (de um aminoácido, peptídeo ou proteína), com formação de pigmentos escuros. Açúcar redutor Aminoácido Melanoidinas + Calor Deterioração dos alimentos 2022/03/25 17 ●Caramelização 🡪 açúcares e ácidos orgânicos aquecidos a temperaturas muito elevadas. ●Ocorre a desidratação das moléculas e formação de hidroximetilfurfural, capaz de se polimerizar e gerar melanoidinas . ●Mecanismo do ácido ascórbico 🡪 quando aquecido em meio ácido é capas de gerar furfural, intermediário também encontrado na Reação de Maillard, que sofre polimeerização/condensação para gerar melanoidinas. ●Mecanismo de escurecimento dos sucos cítricos. Deterioração dos alimentos 2022/03/25 18 O 4) Ataques de insetos e roedores ●Insetos e roedores são animais competidores do homem no consumo dos alimentos produzidos. ●O dano causado por seu ataque está muito mais ligado à contaminação microbiana que se segue a ele do que ao volume de alimento consumido em si. Deterioração dos alimentos 2022/03/25 19 ●As perdas mais severas são provocadas em cereais armazenados em silos e podem atingir, em alguns países, até 50% da produção total. O Para redução deste problema a níveis aceitáveis (em torno de 5% de perdas) é necessário o armazenamento criterioso de grãos e cereais. Deterioração dos alimentos 2022/03/25 20 O 5) Mudanças físicas ●Alterações causadas por problemas na conservação, manuseio e transporte dos alimentos. a) Queimaduras - devido à exposição de frutas e hortaliças ao sol ou a superfícies aquecidas; - freezer burn – causada por exposição de carnes a temperaturas muito baixas. Deterioração dos alimentos 2022/03/25 21 b) Desidratação: - perda de textura, crocância e peso em frutas e hortaliças; - perda de características desejáveis em carnes resfriadas; -endurecimento de queijos. Deterioração dos alimentos 2022/03/25 22 c) Congelamento: - destruição de células e formação de injúrias em frutas e hortaliças - rompimento de tecidos e formação de exsudado em carnes. d)Danos mecânicos: - amassamento e rompimento de tecidos em frutas e hortaliças - Quebra de produtos rígidos (biscoitos, massas, cereais matinais, etc.) Deterioração dos alimentos 2022/03/25 23 ●Refrigeração ●Congelamento ●Branqueamento ●Pasteurização●Esterilização ●Defumação ●Microondas ●Secagem e desidratação ●Liofilização Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 24 ●Irradiação ●Atmosfera controlada ●Adição de açúcar ●Adição de sal ●Emprego de aditivos ●Fermentações ●Acidificação Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 25 O Refrigeração ●Utiliza temperatura de 0 a 15 ºC; ●O produto se mantém vivo, conservando as características do produto “in natura”; ●É um método temporário (dias ou semanas); ●Método eficiente para conservação de frutas; ●Os microrganismos psicrófilos são o maior problema; ●As temperaturas utilizadas não inativam enzimas. Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 26 O O decréscimo da temperatura dos alimentos reduz satisfatoriamente a velocidade de crescimento de microrganismos, mas não interrompe suas atividades bioquímicas. O Fatores importantes no armazenamento sob refrigeração: ●Temperatura ●Umidade relativa ●Circulação do ar ●Purificação do ar Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 27 O Congelamento ●Utiliza temperaturas menores de 0ºC; ●Método eficiente para conservação de carnes hortaliças e pescado; ●A conservação é por tempos mais prolongados (meses ou anos); Reduz as reações enzimáticas, porém não inativa. Reações como escurecimento de frutas não é solucionado somente com congelamento Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 28 O Reduz as reações enzimáticas, porém não inativa. Reações como escurecimento de frutas não é solucionado somente com congelamento ❑Congelamento lento ●3 – 12 h ●-25 ºC sem circulação de ar ● Migração da água do interior para o exterior da célula, formando cristais de gelo que causam ruptura de algumas paredes celulares. ●Descongelamento: grande quantidade de fluidos celulares liberados, alimento flácido Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 29 ❑Congelamento rápido ●Inferior a 3 h ●-25ºC com circulação de ar ou -40ºC sem circulação ●Não ocorre migração da água, formando menor número de cristais de gelo, com menor dano às células O O congelamento lento é mais letal para os m.o., mas recomenda-se o rápido pois altera menos os alimentos Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 30 O Principais métodos de congelamento: ❑Congelamento por ar ●Estático ou em movimento ❑Congelamento por contato direto ●Alimento colocado em contato com uma placa resfriada por uma substância refrigerante ❑Congelamento por imersão ●Imersão direta do alimento dentro do meio refrigerante. O refrigerante deve ser puro, atóxico e não deve conferir sabor ao produtos ●Mais utilizados: solução de NaCl, solução de açúcar, solução de glicerol, N2 líquido, CO2 líquido Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 31 O Branqueamento ●Aplicação de calor em curto espaço de tempo com posterior resfriamento em água gelada. ●Tem a finalidade principal de: ❑inativar enzimas, ❑fixar cor e textura do produto, ❑remover gases dos tecidos e ❑realizar desinfecção parcial do produto. ●Método usado como complementar a outros métodos de conservação; Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 32 O Os principais métodos de branqueamento são: ❑Branqueamento com água: mergulhar o alimento em água fervente. ●Vantagens: ●Uniformidade do tratamento; ●Economia de vapor. O vapor usado para aquecer a água causa uma perda menor do que se for usado para aquecer o alimento diretamente. ●Desvantagem: perdas de nutrientes que se dissolvem na água. ❑Branqueamento com vapor: consiste em insuflar vapor sobre o alimento. ●Vantagem: redução das perdas nutricionais e organolépticas. ●Desvantagens: ●Custo mais elevado que o branqueamento com água. ●Pode produzir sabor amargo no alimento. Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 33 O Pasteurização ●Aplicação de temperaturas inferiores a 100 ºC; ●Objetivo principal: eliminação de microrganismos patogênicos. ●Destruição de formas vegetativas de microrganismos; ●Método de conservação temporário ●Necessita de outro método de conservação complementar como a refrigeração; Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 34 ●Recomendado para produtos sensíveis ao calor como sucos de frutas, leite, etc.; ●É recomendado para eliminar certos grupos de microrganismos; ❑Pasteurização lenta (65 ºC/ 30 minutos) ●é recomendada para destruição da flora microbiana e posterior inoculação de uma cultura selecionada, como é o caso da fabricação de derivados de leite ou para produtos ácidos como sucos de frutas; Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 35 ❑Pasteurização rápida (73 a 75 ºC / 15 segundos) ●usada para o leite que é comercializado na forma fluída. ▪ Indicações : ✓Alimentos sujeitos a microorganismos mesófilos e pouco termo-resistentes ✓Líquidos de pH ácidos (tomate, cogumelos e palmito) e muito ácidos (picles, suco de frutas, vinhos) ✓Produtos em que altas temperaturas provocam danos. Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 36 O Alimentos que costumam ser pasteurizados: leite, creme de leite, manteiga, frutas, sorvetes, embutidos, compotas, cerveja e ovos líquidos enlatados. Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 37 O Esterilização ●Aplicação de temperaturas superiores a 100 ºC; ●É utilizada para destruir tanto as formas vegetativas quanto esporuladas de microrganismos; ●A esterilização comercial destrói 99,99% da população microbiana; ●Método permanente de conservação; ●Necessita de embalagens apropriadas, não permitindo a recontaminação dos alimentos; Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 38 OPode ser realizado através de vários processos, como: ●apertização (esterilização na embalagem, através de cozedor rotativo, autoclaves, esterilizador hidrostáticos, etc.); ●esterilização a granel (principal processo é o UHT). ●Esterilização comercial 🡪 alguns esporos bacterianos termorresistentes podem estar presentes. Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 39 O Microondas ●As microondas são ondas eletromagnéticas curtas e de altas freqüências, na ordem de 300 a 3000 MHz, obtidas de determinadas fontes de energia. O O fundamento da geração de calor por microondas é centrado no fato de que ondas curtas promovem fricções e oscilações de moléculas dipolares como a água, gerando calor. Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 40 ●Promove o aquecimento de dentro para fora. O aquecimento é mais rápido e mais uniforme que por condução e convecção. ●Utilizado para descongelamento e cocção de alimentos; ●Pode ser utilizada para realizar esterilizações e/ou pasteurização de alimentos Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 41 O Defumação ●É o processo de aplicação da fumaça aos produtos alimentícios, produzida pela combustão incompleta de alguns materiais como madeira, serragem, carvão. O Substâncias presentes na fumaça: hidrocarbonetos, álcoois, aldeídos, cetonas, ésteres, benzóis, fenóis e outros compostos aromáticos Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 42 O Efeitos bactericida, bacteriostático e/ou desinfetante: compostos fenólicos, álcoois, e os ácidos benzóico, acético e fórmico; O Também possui efeito antioxidante, principalmente pela presença de mono e dimetil éterpirogalol ➔ capazes de retardar a rancificação oxidativa e hidrolítica das gorduras. Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 43 O Além de ser empregada na preservação de alimentos, a defumação é utilizada principalmente pela sua contribuição no aroma e sabor característico de determinados alimentos. O Principais produtos: queijos, produtos cárneos (salame, presunto, lombo etc.) e pescados Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 44 O Secagem e desidratação O Vantagens da aplicação destes métodos: ●Melhor conservação do produto; ●Redução do peso (50 a 80%) e de volume do produto, pela retirada de água, cascas, sementes, redundando em menores custos de transporte, embalagens e armazenamento; ●É um método mais barato que os demais; ●Facilidade de embalagem; ●Os produtos secos conservam razoavelmente suas características físicas e nutritivas Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 45 ❑Secagem natural ●Utiliza radiação solar ●Duas etapas: O1ª) iniciada ao sol e continuada até que os alimentos tenham perdido 50 a 70% da umidade O2ª) à sombra, para que os produtos não se ressequem a não percam o sabor e o aroma naturais. ❑Desidratação ●É a secagem pelo calor produzido artificialmente em condições de temperatura, umidade e circulação de ar, cuidadosamente controlado. Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 46 O Liofilização ●Ponto tríplice da água 🡪 ocorre com a pressão em 4,6 mmHg e TºC < 0ºC. ●Abaixo desses valores a água passa diretamente da forma sólida (gelo) para forma gasosa (vapor de água) pelo processo de sublimação, o que é conseguido através do congelamento prévio do alimento (< -50 ºC) e vácuo parcial do sistema Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 47 O Vantagens: ●maior retenção de nutrientes; ●maior retenção de constituintes de aroma, sabor e cor; ●maior facilidade de hidratação do produto seco; ●Menor alteração enzimática; ●Menor desnaturação protéica. Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 48 O Desvantagens: ●O alto custo do sistema, que é o maior ●obstáculo a sua expansão; ●necessidade de embalagens especiais, dado a ●grande higroscopicidade do produto seco. ●Alimentos liofilizados: vegetais (cebola, ervilha, ervas aromáticas, condimentos etc.), carnes, derivados do leite (queijo, iogurte) Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 49 O Irradiação O Objetivos da irradiação: ●Aumentar o tempo de vida útil de alimentos vegetais e animais; ●Exercer ação equivalente à dos processos de pasteurização e de esterilização; ●Complementar a atuação de outros processos de conservação de alimentos; ●Impedir o brotamento inconveniente de vegetais; ●Destruir insetos infestantes de vegetais; ●Retardar o ciclo de maturação de frutas Facilitar o armazenamento de produtos estocados em baixas temperaturas Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 50 O Conservação pelo uso do açúcar ●O açúcar aumenta a pressão osmótica do meio (↓ Aa) , tornando a água indisponível para o desenvolvimento de bactérias, bolores e leveduras. ●Entretanto, se a quantidade de açúcar não for suficientemente alta, irá atuar simplesmente como um preservativo auxiliar, sendo necessário aplicar a esterilização pelo calor para garantir a conservação do produto, como no caso de frutas em calda de baixa acidez, enlatadas Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 51 O Conservação pelo uso de sal ●Mesmo princípio de conservação do açúcar: redução da pressão osmótica do meio. ●As bactérias presentes no alimento, ao entrarem em um ambiente de alta concentração salina (até 30%), morrem rapidamente por desidratação. ●Bacalhau, anchovas, charque. O Apesar da eficiente preservação dos produtos sob o ponto de vista microbiológico, a salga não evita a degradação química, podendo ocorrer reações de oxidação das gorduras, com consequente sabor de ranço. Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 52 O Uso de aditivos químicos ●Qualquer ingrediente adicionado intencionalmente aos alimentos, sem propósito de nutrir, mas com o objetivo de modificar as características físicas, químicas, biológicas ou sensoriais, durante qualquer etapa do processamento de um alimento, é definido pela ANVISA como aditivo alimentar. ●Conservadores ➔ impedem ou retardam a alteração dos alimentos provocada por microrganismos ou enzimas O Aumentam a vida de prateleira dos produtos Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 53 O Considerações finais e duvidas Métodos de conservação de alimentos - Métodos físicos 2022/03/25 54 O Obrigado pela atenção dispensada ! 2022/03/25 55
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