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Disciplina: Tecnologia em Alimentos I Prof. Me. Marcel de Campos Oliveira FARMÁCIA - 7⁰ SEMESTRE FARMÁCIA - 7⁰ SEMESTRE – Os registros arqueológicos mostram que o homem pré- histórico (Mesolítico/Neolítico) já praticava: A salga e a dessecação. A defumação (com o controle do fogo); As fermentações (elaborava pão, cerveja, vinho, queijo, leites fermentados, etc); Mais tarde... Introduziu-se a prensagem (p. ex., fabricava-se azeite de oliva); sal Já na época dos gregos e dos romanos... Havia verdadeiros tratados de fabricação de alguns alimentos, como a do queijo, descrita em De Re Rustica (Columela). ► Foram se aplicando de modo empírico inúmeros métodos de conservação, até o século atual, quando o empirismo já se transformou em ciência e tecnologia. Portanto, desde o inicio da humanidade... ► Alimentos: são os produtos que ingerimos. ► Nutrientes: são as substâncias que os alimentos contêm. ► Alimentos: – Leite – Fiambre – Bacalhau – Ovo – Manteiga – Arroz – Chocolate – Ervilhas – Tomate – Maçã – Água – Etc. ► Nutrientes: – Protídeos (Proteínas) – Glicídios (Hidrato de carbono) – Lipídios (Gorduras) – Minerais – Água(*) – Vitaminas – Fibras (Celulose) Água (*): é simultaneamente um alimento e um nutriente. – Podemos considerar que os nutrientes têm três funções: Função energética; Função plástica ou estrutural, construtora ou reparadora; Função reguladora ou protetora. ENERGÉTICA Glicídios Lipídios PLÁSTICA Protídeos Lipídios Minerais Água REGULADORA Vitaminas Minerais Fibras Água Têm função energética. Fornecem cerca de 60% da energia necessária ao funcionamento do organismo, essencialmente para nos movimentarmos e trabalharmos. O excesso de hidratos de carbono pode provocar obesidade. A falta de hidratos de carbono provoca fraqueza, fadiga muscular e diminuição da capacidade intelectual. Têm função plástica/estrutural porque são “materiais de construção” do nosso organismo, necessários ao crescimento e à formação e renovação das células e ao desenvolvimento intelectual. A falta de proteínas provoca o atrofiamento dos músculos, aumento do ventre, por retenção de água, e atraso intelectual. Os lipídios têm função energética, ajudando o organismo a proteger-se do frio; Têm função plástica, pois entram na constituição de materiais do organismo, como sejam as membranas celulares. Também são transportadores de vitaminas. As gorduras podem ser de origem animal ou de origem vegetal. O excesso de lipídios pode provocar obesidade. Têm função protetora, pois defendem o organismo de certas doenças e têm função reguladora. São substâncias orgânicas que à exceção da vitamina D, não são sintetizadas no organismo. As vitaminas podem-se classificar de acordo com a sua solubilidade em hidrossolúveis e lipossolúveis. A falta de vitaminas provoca avitaminoses várias (doenças). Têm função plástica/estrutural na medida em que alguns intervêm na construção do organismo, fazendo parte das células, dos líquidos, dos dentes e dos ossos. Têm função reguladora porque intervêm nas reações que ocorrem no organismo. O ferro, o cálcio, o fósforo, o flúor, o sódio e o iodo são alguns dos principais minerais. A falta de iodo na alimentação provoca o bócio. – Não são absorvidas pelo organismo (não passam do tubo digestivo para o sangue), mas no entanto, têm um papel importantíssimo, porque regulam: O bom funcionamento do intestino; O esvaziamento da vesícula biliar; A absorção da água e do colesterol, sobretudo ao nível do intestino grosso. (Institute of Food Technologists dos Estados Unidos). CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS NUTRIÇÃO QUÍMICA ENGENHARIA BIOLOGIA – Podemos definir a Tecnologia de Alimentos de três maneiras: → É a ciência que trata do estudo, aperfeiçoamento e aplicação experimental de processos, visando aplicar os conceitos na obtenção, processamento, conservação, preservação, transporte e comercialização de alimentos. → É a parte da tecnologia que estuda o melhoramento, aproveitamento e aplicações da matéria-prima para transformá- la, através de vários processos em produtos alimentícios. → É a aplicação de técnicas e métodos, para a elaboração, armazenagem, processamento, controle, embalagem, distribuição e utilização dos alimentos. “A tecnologia de alimentos engloba, portanto, todas as sequências de operações, desde a obtenção da matéria-prima até o consumidor final”. – O crescimento da tecnologia de alimentos vem se acentuando e tem contribuído para a melhoria nutricional e social das populações porque: • Estimula o desenvolvimento da agricultura e pecuária através da busca da melhoria genética dos alimentos vegetais e animais. • Incorpora ao alimento original nutrientes essenciais muitas vezes ausentes na matéria-prima original. • Diminui as perdas na estocagem, pois transforma a matéria-prima em alimentos estáveis. • Desenvolve produtos semi-prontos, facilitando a vida moderna nos grandes centros. Agricultura: produção de matéria prima. Métodos e progressos da produção agrícola Tecnologia de alimentos Manipulação Elaboração Preservação Armazenamento Comercialização Consumo de alimentos Princípios e práticas da nutrição humana – Os objetivos da Tecnologia de Alimentos são: a) Garantir o abastecimento de alimentos nutritivos e saudáveis para o homem; b) Diversificar os alimentos para que o consumidor passa dispor de ampla variedade; c) Obter o máximo de aproveitamento dos recursos nutritivos do planeta e buscar novas fontes alimentares e d) Preparar alimentos para indivíduos com necessidades nutritivas especiais. PRINCIPAIS OPERAÇÕES BÁSICAS UTILIZADAS PELA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS DE ORDEM FÍSICA Ação mecânica Cristalização Desidratação Destilação Emulsificação Evaporação Transmissão de calor e frio Subdivisão Mistura Extração (por prensagem) DE ORDEM QUÍMICA Emprego de aditivos Extração (por solvente) Emprego de substâncias coadjuvantes (catalisadores, fermentos, gases, etc) Reguladores de pH DE ORDEM BIOLÓGICA Ação microrgânica Ação enzimática • Aspectos benéficos: – Redução dos perigos dos micro-organismos patógenos; – Redução de deterioração microbiológica enzimática; – Inativação de substâncias antinutricionais. • Aspectos não benéficos: – Danos as propriedades sensoriais; – Diminui valor nutricional; – Desenvolvimento de novos compostos tóxicos. • Finalidade do Processamento: – Inativação de enzimas que causem transformações indesejáveis; – Eliminar micro-organismos patógenos; – Eliminar ou inativar substâncias tóxicas; – Modificar textura; – Prolongar vida útil do produto. Agroindústria: Características: – Apresenta sazonalidade; – Destinada basicamente a consumo humano. Produção: – Indústria de processamento agropecuário alimentício. – Não basta produzir alimentos de última geração, mas o mercado precisa assimilar e principalmente consumir o produto. 1. Geração: alimentos in natura: conservado em seu estado natural após abate ou colheita; 2. Geração: produtos industrializados: abrangem diferentes formas de processamento: enlatamento, desidratação, liofilização; 3. Geração: supergelados: inicialmente foram chamados de produtos congelados; 4. Geração: conservação sob atmosfera modificada: evolução dos supergelados. A atmosfera no interior da embalagem é controlada através de gases (N, CO2, O2); 5. Geração:alimentos de origem vegetal ou animal, cozidos e embalados a vácuo. FARMÁCIA - 7⁰ SEMESTRE → Convencionou-se chamar “Composição Centesimal” de um alimento à proporção em que aparecem, em 100g do produto, grupos homogêneos de substâncias que constituem o alimento. → Definida como composição química ou centesimal de um alimento. As seguintes análises de composição química são: Umidade; Lipídios; Proteínas; Carboidratos; Cinzas; Fibras; Valor calórico e/ou valor energético. – Também por convenção, os grupos homogêneos de substâncias constituintes do alimento são os seguintes: 1. Umidade ou voláteis a 105ºC; 2. Cinzas ou resíduo mineral fixo; 3. Lipídios, gorduras ou extrato etéreo; 4. Proteína bruta ou extrato nitrogenado; 5. Carboidratos, glicídios, açúcares ou sacarídeos; 6. Fibras ou substâncias insolúveis. Podemos, a partir da composição centesimal, verificar a riqueza do alimento em alguns grupos homogêneos considerados, assim como verificar, por cálculo, o valor calórico desse alimento. – O valor calórico ou valor energético de um alimento pode ser calculado conhecendo a quantidade de carboidratos, proteínas e lipídeos presentes no alimento, sabendo que o consumo de cada um destes fornece para o corpo: Carboidratos (exceto polióis) fornecem 4 kcal/g; Proteínas fornecem 4 kcal/g; Gorduras fornecem 9 kcal/g. – Portanto, podemos calcular o valor energético de um alimento utilizando a seguinte fórmula: VALOR ENERGÉTICO OU CALÓRICO (Kcal) = (g DE PROTEÍNAS X 4) + (g DE CARBOIDRATOS X 4) + (g DE GORDURAS X 9) → A água é um dos principais componentes da maioria dos alimentos. → Os alimentos naturais que não foram processados tecnologicamente possuem mais de 30% de água, com raras exceções. Por exemplo: Leite 87,5% Carnes 47-79; Ovos 73,7%; Frutas e vegetais 75 a 95%. São exceções: cereais e leguminosas 11-15%. → UMIDADE, ou teor de água, de um alimento é um dos índices mais importantes e mais avaliados em alimentos, sendo o ponto de partida para a determinação da composição centesimal. – É de grande importância por refletir o teor de sólidos de um produto, por interferir na sua estabilidade: Reações químicas; Bioquímicas; Microbiológica; Textura. – Nos alimentos, o conteúdo da água e sua localização influenciam profundamente: → Estrutura; → Aparência; → Sabor; → Susceptibilidade à deterioração. → Usualmente a quantidade de água nos alimentos é expressa pelo valor da determinação da água total contida no alimento. → Porém, este valor não fornece informações de como está distribuída a água no alimento, nem permite saber se toda a água está ligada do mesmo modo ao alimento. ÁGUA LIVRE ► A água fracamente ligada ao substrato, e que funciona como solvente, permitindo o crescimento dos micro-organismos e reações químicas e que é eliminada com relativa facilidade. ÁGUA COMBINADA OU ÁGUA DE HIDRATAÇÃO ► A água está fortemente ligada ao substrato, mais difícil de ser eliminada e que não é utilizada como solvente e não permite o desenvolvimento de micro-organismos e retarda as reações químicas. ► O teor de água livre é expresso como atividade de água (Aw), que é dada pela relação entre a pressão de vapor da água em equilíbrio sobre o alimento e a pressão de vapor da água pura, à mesma temperatura. Aw = P/Po OBSERVAÇÃO: O termo atividade de água foi criado para designar o quanto de água está disponível no alimento, ou seja, para indicar a intensidade com que a água está associada aos constituintes não aquosos. Aw de um alimento pode ser reduzido aumentando a concentração dos solutos. Ex.: Acrescentar sal e açúcar ou desidratar o alimento. Não se pode confundir umidade com atividade de água, pois um alimento muito úmido pode ter Aw. Ex.: Uma salmoura com 90% de água tem Aw, pois as moléculas de água estão ligadas às de cloreto de sódio. Ambiente com umidade relativa correspondendo a uma Aw inferior à do alimento, ele tenderá à desidratação até atingir o equilíbrio. Ex.: Queijo na geladeira. Liberação de água. Em situação inversa, haverá absorção de água pelo alimento até atingir o equilíbrio. Ex.: Leite em pó aberto no meio ambiente. OBS.: Os efeitos da variação da Aw em um alimento pode também levar à deterioração da sua consistência, como por exemplo, a compactação de produtos como leite em pó, café solúvel ou o açúcar. A fração "cinzas" representa as substâncias inorgânicas presentes no alimento. ► Quando um alimento é queimado (em uma mufla) a 550-570⁰C a matéria orgânica é transformada em CO2, H2O e NO2 (queima) permanecendo os minerais presentes no alimento (resíduo inorgânico chamado de “cinzas” ou “resíduomineral fixo”). A matéria seca presente no alimento (EXTRATO SECO) é composta por matéria orgânica e matéria inorgânica (as cinzas ou minerais). Os minerais podem ser classificados como macroelementos e microelementos. ► As proteínas são polímeros de alto peso molecular, cujas unidades básicas são os aminoácidos ligados entre si por ligações peptídicas formando longas cadeias, em várias estruturas geométricas e combinações químicas para formar as proteínas especificas, cada qual com sua própria especificidade fisiológica. Apesar da sua complexidade estrutural, as proteínas podem ser hidrolisadas (quebradas) em seus constituintes aminoácidos por enzimas ou por meio de fervura com ácidos e álcalis sob certas condições. – As proteínas contêm átomos de: C (50 a 55%); H (6 a 8%); O (20 a 24%); N (15 a 18%); S (0,2 a 0,3%). A quantidade de N é importante pois a determinação de proteínas geralmente é realizada através da determinação de N. Alimentos (Origem animal e origem vegetal). ► As fibras podem ser definidas como substâncias componentes dos tecidos vegetais, que não constituem fonte de energia, porque não podem ser hidrolisadas por enzimas do intestino humano. No entanto, não é possível uma definição mais precisa de fibras porque as substâncias não digeríveis incluem misturas complexas e heterogêneas de substâncias. – A fibra pode ser classificada segundo suas funções como: Polissacarídeos estruturais: na parede celular predominam celulose e polissacarídeos não celulósicos como hemicelulose e algumas pectinas. Polissacarídeos não estruturais: gomas e mucilagens (excretadas pelas células vegetais) e polissacarídeos do gênero carragena e Agar (provenientes de algas). Compostos estruturais que não são polissacarídeos: predominantemente lignina. – Em relação às fibras, alguns conceitos são importantes: Estruturalmente os CARBOIDRATOS são aldeídos ou cetonas poli-hidroxilados ou compostos que, pela hidrólise, podem se transformar nestes. – Estão divididos em três grandes grupos: ► Nas tabelas nutricionais de alimentos, o conteúdo de carboidratos tem sido dado como carboidratos totais pela diferença, isto é, a percentagem de água, proteína, gordura, cinza e fibra subtraída de 100. ► Na análise da COMPOSIÇÃO CENTESIMAL DOS ALIMENTOS, ao nos referir aos CARBOIDRATOS estamos nos referindo aos carboidratos digeríveis, sem incluir aqueles não digeríveis (que citamos como FIBRAS). ► Os LIPÍDEOS (ou EXTRATO ETÉREO) são compostos encontrados nos organismos vivos, geralmente insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos tais como éter etílico, éter de petróleo, acetona, clorofórmio, benzeno e álcoois. → São compostos orgânicos formados por C, H, O e também podem possuir P, N e S, com predomínio de H. – Os lipídeos podem ser classificados em: Lipídeossimples Lipídeos compostos Os lipídeos são compostos por ácidos graxos que podem ser saturados, ou insaturados. ► Os LIPÍDEOS SIMPLES são compostos que por hidrólise dão origem somente a ácidos graxos e álcool. – São divididos em: Óleos e gorduras - ésteres de ácidos graxos; Glicerol – Acilgliceróis. Ceras: ésteres de ácidos graxos e mono-hidroxiálcoois. – Os LIPÍDEOS COMPOSTOS são compostos que apresentam outros grupos na molécula, além dos ácidos graxos e álcoois: Fosfolipídeos; Glicolipídeos; Esteróides. ► Os ÁCIDOS GRAXOS são ácidos carboxílicos, com cadeia carbônica longa, com mais de 12 carbonos. Os ácidos graxos nos organismos vivos geralmente contêm um número par de átomos de carbono e não são ramificados. OS ÁCIDOS GRAXOS SATURADOS não possuem duplas ligações e são geralmente sólidos à temperatura ambiente. → As gorduras de origem animal são geralmente ricas em ácidos graxos saturados (carne bovina, porco, galinha, gema do ovo (principalmente produtos animais); óleo de coco, folhas de palmeiras). ► OS ÁCIDOS GRAXOS INSATURADOS possuem uma ou mais duplas ligações sendo mono (uma ligação dupla) ou poliinsaturados (duas ou mais ligações duplas). São geralmente líquidos à temperatura ambiente. Os óleos de origem vegetal são ricos em ácidos graxos insaturados. ► A determinação quantitativa de lipídeos em alimentos é um parâmetro básico para avaliações nutricionais e de processamento. OBRIGADO PELA ATENÇÃO! PROF. ME. MARCEL DE CAMPOS OLIVEIRA E-mail: marceloliveira.oliveira@yahoo.com.br
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