Tema 02 Módulo 01

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Conservação, Sanitização e Embalagens dos Alimentos
Fatores intrínsecos e extrínsecos influenciam na estabilidade dos alimentos frente à contaminação microbiana. Os principais fatores intrínsecos são atividade de água (AW) e pH, que podem tornar o alimento mais suscetível ao crescimento de diferentes microrganismos. A contaminação dos alimentos por microrganismos patogênicos pode desencadear, no indivíduo, processos inflamatórios, os quais o consomem devido às próprias características de patogenicidade ou à produção e à secreção de toxinas.
Com o objetivo de aumentar a vida útil dos alimentos, estratégias de conservação são aplicadas. São exemplos:
· Embalagens opacas para proteção contra a luz
· Emprego de tampões para equilibrar o excesso de ácidos ou álcalis
· Adição de substâncias quelantes para reduzir a concentração de metais
· Uso de embalagens a vácuo para reduzir a ação do oxigênio
Conservação por Alta temperatura: Os principais métodos térmicos que envolvem alta temperatura, aplicados na conservação de alimentos, são, Pasteurização e Esterilização. 
A atividade enzimática microbiana, principal responsável pelas alterações observadas nos alimentos, perde a estabilidade cinética devido à desativação das enzimas pelo aumento da temperatura. Com o aumento da temperatura, ocorrem lesões no microrganismo, que podem ser letais. De acordo com a intensidade da temperatura usada, pode-se alcançar uma esterilidade maior. No entanto, um fator limitante corresponde às mudanças químicas que a aplicação de calor acarreta, sobretudo no que se refere à qualidade organoléptica e ao valor nutritivo.
A esterilização pode ser feita em embalagens já preenchidas ou no alimento, com posterior acondicionamento de forma asséptica.
Refrigeração: Na refrigeração, o metabolismo celular mantém certa atividade. O método consiste na redução e manutenção da temperatura dos alimentos acima de seu ponto de congelamento, sendo mais usuais as temperaturas entre 8°C e −1°C. Desse modo, a refrigeração implica apenas nas mudanças do calor sensível do produto, prolongando sua vida útil durante um período limitado, geralmente dias ou semanas, dependendo das características do produto e da temperatura de armazenamento. A temperatura de refrigeração mais adequada é a que permite a respiração, embora lentamente, e que, ao mesmo tempo, impeça o progresso das principais reações que levam à alteração.
Uma limitação que pode ocorrer em alimentos armazenados a frio, principalmente frutas e verduras, é conhecido como dano pelo frio. Consiste no escurecimento interno ou externo, com a presença de pintas ou manchas na casca, podendo até ocorrer a deterioração completa do produto. Outra limitação do uso do frio para conservação é o impedimento da continuidade do amadurecimento em alguns alimentos, como a banana. O pão é outro exemplo de alimento que sofre alteração negativa quando exposto à conservação por refrigeração devido à retrogradação do amido, que leva à alteração na textura do pão, tornando-o muito duro e escurecido.
Congelamento: O congelamento ocorre com uma redução maior da temperatura do alimento, até abaixo do seu ponto de congelamento. A maioria dos alimentos inicia o congelamento em temperaturas inferiores a 0°C. Normalmente, os alimentos são congelados a −18°C. O princípio do congelamento é a eliminação do calor latente associado à mudança de fase correspondente à transformação de parte da água líquida em gelo. 
Sistema de cadeia de frio industrial: Na indústria, existem dois tipos de processo de resfriamento e congelamento:
Sistema Fechado: Consiste em uma bomba que extrai o calor do alimento ou do recinto onde se encontra, transferindo-o para um local em que possa ser dissipado. Utilizam-se fluidos refrigerantes que recirculam através do sistema em um circuito fechado, com a transformação de líquido em vapor e de vapor em líquido. Fluidos refrigerantes possuem, entre outras propriedades, a temperatura de ebulição inferior a 0°C e o calor latente de vaporização muito elevado. Os tipos mais utilizados na indústria alimentícia são o amoníaco e os fréons, conhecidos como hidrocarbonetos halogenados.
Sistema Aberto: Esse sistema é baseado no uso de líquidos criogênicos ou gases liquefeitos. Os compostos criogênicos têm ponto de ebulição muito baixo e calor latente de vaporização bastante elevado. Os tipos mais comuns são dióxido de carbono líquido ou sólido e nitrogênio líquido. Os gases são liquefeitos em outras instalações industriais e, depois, transportados à indústria alimentícia em recipientes pressurizados a baixa temperatura e isolados. Nesse sistema, o alimento resfria por contato direto com os líquidos que captam o calor dos alimentos para a sua evaporação ou sublimação, permitindo a refrigeração. Os líquidos criogênicos têm custo mais elevado do que o sistema fechado, pois o custo do líquido é superior.
Descongelamento: Para evitar perda da qualidade e do rendimento do produto, o descongelamento deve ser feito de forma correta, sendo finalizado quando o centro térmico do alimento atinge 0°C. Em alguns casos, não é necessário descongelar completamente o produto, permitindo, portanto, uma ambientação. Para reduzir o máximo possível as mudanças produzidas durante o descongelamento, deve-se evitar o aquecimento excessivo do produto, reduzir ao mínimo o tempo do descongelamento e evitar desidratação excessiva.
CONSERVAÇÃO POR RADIAÇÃO: Existem dois tipos de tratamento que envolvem radiação: não ionizante e irradiação. A primeira emprega energia eletromagnética, que inclui radiação infravermelha, micro-ondas, ôhmica e energia dielétrica, cada uma com poder de penetração distintos. A geração de calor ocorre por diferentes mecanismos. A maior vantagem da sua utilização baseia-se no fato de prolongar a vida útil dos alimentos sem aumento da temperatura.
Irradiação de alimentos: Os elétrons e as radiações gama produzem ionizações nos átomos das moléculas da matéria com as quais interagem, efeito primário da irradiação. Em consequência da excitação molecular, aparecem novos íons e radicais livres, que dão lugar à composição inicial do produto.
CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS POR ALTERAÇÃO NO PH: Grande parte dos alimentos frescos é ligeiramente ácida, com pH entre 5 e 6,5 (carne, pescado e vegetais). Alguns alimentos, como a maioria das frutas, apresentam pH bastante ácido, sendo menor que 5. Leite e clara de ovo, por exemplo, apresentam pH mais neutros ou alcalinos, sendo, aproximadamente, 6,8 e 9,6 respectivamente.
O processo de acidificação tem um efeito inibidor no crescimento microbiano, sendo, então, um método utilizado para ampliar a vida útil dos alimentos. O processo de fermentação, espontânea ou induzida, pode levar à produção de ácidos que reduzem o pH, como ocorre em iogurtes e vinagre. A redução do pH também pode ser realizada pela adição de compostos ácidos.
· Microrganismos patogênicos e deteriorantes, em grande parte, crescem melhor em pH próximo à neutralidade. Assim, em pH abaixo de 5, o desenvolvimento desses microrganismos é inibido, o que auxilia no processo de conservação dos alimentos.
CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS POR ALTERAÇÃO NA ATMOSFERA: A diminuição da concentração de oxigênio e o aumento do teor de dióxido de carbono são alternativas para aumentar a vida útil dos alimentos. As técnicas de mudança de condições atmosféricas podem ser aplicadas em grandes espaços, como containers de armazenamento, ou na etapa de envasamento do produto. Existem três tipos de acondicionamento utilizados na indústria de alimentos:
· Atmosfera controlada: Consiste no uso de uma mistura de gases que se mantêm constante durante todo o período de armazenamento. Ela normalmente é utilizada para grandes quantidades de produto, como peras e maçãs, em câmaras.
· Atmosfera modificada: É necessário usar embalagens normalmente plásticas e impermeáveis a gases.
· Acondicionamento a vácuo: É a modalidade na qual se retira o ar do interior da embalagem sem substituição por outro gás.
CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS POR ALTERAÇÃO NA ATIVIDADE DE ÁGUAA atividade de água (AW) representa a fração de água livre utilizada pelos microrganismos para mediar sua multiplicação. A maioria dos microrganismos cresce em valores elevados de atividade de água (0,98 a 0,99). À medida que a atividade de água reduz, aumenta a fase de latência e diminui o tempo de geração de novas células. Ocorre concentração dos solutos, que, quando hidrofílicos, formam pontes de hidrogênio, reduzindo ainda mais o teor de água disponível para a atividade microbiana. Ainda ocorre um fenômeno osmótico em que há perda de água do interior do microrganismo para fora, alterando a fisiologia microbiana.
O microrganismo pode tentar equilibrar a tensão osmótica que se estabelece entre o exterior e o interior, gerando substâncias osmoticamente ativas não tóxicas, que são chamadas de solutos compatíveis, como ácido glutâmico, prolinas e ácido γ-aminobutírico.
A redução da atividade de água pode ser realizada pela adição de soluto no meio, sal e açúcar principalmente ou pela retirada da fração de água (evaporação e desidratação).
Evaporação: A evaporação tem como principal objetivo aumentar a concentração de sólidos totais e reduzir a atividade de água, o que contribui para a conservação dos alimentos. A concentração de líquidos antes da aplicação de outras operações, como desidratação, congelamento e esterilização, facilita o processo, proporcionando economia de energia, reduzindo o peso e o volume dos alimentos. Essas medidas servem para facilitar e diminuir o custo de transporte, armazenamento e distribuição, além de facilitar o uso e diversificar a oferta de produtos.
Para evitar evaporação excessiva após a concentração, os alimentos são resfriados rapidamente em câmaras de nebulização.
As características sensoriais mais afetadas na evaporação são aroma e cor, perda de aroma causado pelo arraste dos compostos voláteis responsáveis por essa característica, já que apresentam ponto de fusão menor. Em alguns casos, essa perda pode ser benéfica, pois elimina compostos voláteis desagradáveis. Entretanto, as substâncias aromáticas desejáveis podem ser separadas do vapor d'água por destilação fracionada e recuperadas em forma de essência, que pode ser incorporada ao produto concentrado. Os alimentos evaporados geralmente apresentam cor mais intensa devido à concentração de sólidos. A redução da atividade de água pode favorecer ações como o escurecimento não enzimático.
Desidratação: Também chamada de secagem ou dissecação, esse procedimento consiste na extração da fração de água do alimento. Ao reduzir o teor de água no alimento, objetiva-se aumentar o período de conservação através da inibição do crescimento de microrganismos e da redução da atividade de algumas enzimas. A desidratação também reduz o peso e o volume dos alimentos para facilitar e baratear o transporte e o armazenamento, além de tornar mais fácil o uso e diversificar a oferta de alguns produtos, como, por exemplo, leite em pó, fruta seca, café em pó, ovo em pó etc.
Na desidratação, ocorre transferência de calor, o que permite a vaporização ou sublimação da água e, consequentemente, a transferência de massa, ou seja, o movimento da água ou do vapor d'água através do alimento e, por fim, o arraste do vapor d'água do ambiente do alimento.
O calor necessário para conseguir a evaporação da água dos alimentos pode ser transmitido por condução, convecção, ou por radiação. Esse calor pode ser aplicado sob pressão atmosférica ou sob vácuo. Nessas condições, a temperatura empregada é mais baixa. A desidratação pode ocorrer de diferentes modos:
· Desidratação com ar quente: Quando o alimento entra em contato com a corrente de ar quente e o calor é transmitido por convecção.
· Desidratação por contato direto: Ocorre quando o calor é transmitido ao alimento por condução ao entrar em contato com uma superfície quente.
· Desidratação por porte de energia: Quando se utiliza uma fonte irradiante e a transmissão de calor é por radiação.
· Desidratação por energia eletromagnética: É feita por calefação de micro-ondas ou dielétrica.
Quais os efeitos desses processos nos alimentos?
Endurecimento Superficial: Ocorre quando a secagem inicial é muito rápida e o vapor d'água é eliminado da superfície do produto mais rapidamente do que a água que se desloca do centro do alimento. Nesse processo, pode ocorrer retração da camada superficial, que se comporta como uma película dura e impermeável e oferece forte resistência à transferência posterior de vapor. Esse processo é facilmente encontrado na desidratação de frutas, carnes, peixes e embutidos.
Movimentos de Sólidos Solúveis: Quando a secagem inicial é lenta, as substâncias solúveis em água, como sais e açúcares, são arrastadas pela água do centro do alimento para a superfície, onde se concentram e podem cristalizar ou formar uma camada amorfa de aspecto pegajoso e impermeável, o que dificulta a passagem de vapor d'água. O deslocamento de alguns compostos solúveis pode ser impedido pelas paredes celulares, porém a retração dos produtos favorece a migração dos sólidos e cria pressão no seu interior. Observa-se concentração e depósito de componentes solúveis na superfície do produto quando há evaporação da água. Desse modo, pode ocorrer migração das substâncias solúveis para o interior do alimento, onde a concentração é menor.
Retração: Os alimentos experimentam certo grau de retração durante a desidratação. Essa retração pode ser proporcional à saída progressiva de água das células. A retração é muito mais acentuada quando a desidratação é lenta e ocorre apesar da resistência dos elementos naturais dos tecidos. Na primeira fase de secagem, o nível de retração está relacionado à quantidade de umidade eliminada. Ao fim da secagem, a retração diminui, de modo que o tamanho e a forma definitiva do produto são alcançados antes de se completar o processo. Assim, se a secagem ocorrer de forma lenta, o produto se retrai, com a consequente redução de volume, tendo aparência diferente do original e maior densidade. Quando a secagem é rápida, a formação de uma camada desidratada e rígida na superfície do alimento determina o volume final do produto.
Liofilização: Também chamada de criodesidratação, consiste na desidratação por sublimação ou transformação direta do gelo do alimento em vapor d'água sem passar pelo estado de água líquida. Para que ocorra, a temperatura e a pressão parcial de vapor d'água devem ser inferiores a 0,0099°C e 610,5 PA, respectivamente. Nesse caso, não existe grande volume de água em estado líquido, sendo mínimas as modificações dos alimentos.
A liofilização requer apenas o aquecimento suave. Assim, as características nutritivas e sensoriais do produto são muito similares às características do produto fresco. No entanto, a velocidade de desidratação é lenta e os custos do equipamento e da operação são elevados.
A primeira etapa da liofilização consiste no congelamento dos produtos, transformando as soluções aquosas dos alimentos em uma mistura de duas fases: uma constituída por cristais de gelo e outra pela solução concentrada dos solutos. Com esse propósito, é realizado o congelamento lento, de modo que o tamanho dos cristais seja grande e se forme uma rede cristalina. Dessa forma, a estrutura porosa facilitará o escape do vapor d'água durante a liofilização e em sua posterior reidratação. Em alguns líquidos, o movimento do vapor d'água é difícil porque, ao congelar, adquire estrutura vítrea, como suco de frutas com elevado teor de açúcar. Nesse tipo de produto, é necessário formar canais por onde o vapor d'água possa escapar, seja congelando na forma de espuma, seja se misturando aos sólidos, como ocorre na produção de polpa de suco.
Conservação de produtos desidratados: Os produtos desidratados não são estéreis, o que ocorre é a redução do número de microrganismos como resultado das operações de desidratação devido a uma inativação ou diminuição das atividades enzimáticas. Portanto, é necessário atenção durante a manipulação e o armazenamento, principalmente devido à higroscopicidadede alguns alimentos desidratados. Desse modo, sugere-se a utilização de embalagens impermeáveis em armazenamento com condições apropriadas.
Verificando o aprendizado
1. Os métodos de conservação estudados apresentam limitações. Assim, muitas vezes, é necessário utilizar métodos combinados. No estudo do método de refrigeração, algumas limitações foram citadas. Assinale qual limitação está relacionada à técnica de conservação de refrigeração:
R: Pode causar danos, como aparecimento de manchas.
· Os danos pelo frio são conhecidos pelo aparecimento de manchas internas ou externas, principalmente em frutas. Além deste, outras limitações são observadas no processo de refrigeração, como a interrupção do amadurecimento e a retrogradação do amido.
2. O controle da atividade de água e do pH dos alimentos é utilizado para inibir ou reduzir o crescimento microbiano. Considerados como fatores intrínsecos do alimento, suas variações podem afetar o maquinário enzimático do microrganismo. Assinale a opção que aponta a relação entre o fator intrínseco e a influência do microrganismo.
R: Diminuição do pH inibe o crescimento de microrganismos patogênicos.
· A maior parte dos microrganismos patogênicos apresenta melhor faixa de crescimento em torno do pH neutro. Desse modo, a acidificação do alimento auxilia o processo de redução do crescimento celular. A redução do pH pode ser proveniente de ação tecnológicas, como a fermentação ou a adição de substâncias ácidas. O mecanismo de ação do pH ácido frente ao microrganismo tem como princípio a perda de funcionalidade do seu maquinário enzimático.