Exercicios Tecnologia de Alimentos USP

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Tecnologia de Alimentos (FBT-201) – Curso de Nutrição 
 Exercícios 1 – Matutino/Noturno – 2023 
 1) Com relação às as operações unitárias, responder às seguintes questões: 
 a) Apresente um diagrama de blocos com as operações unitárias utilizadas para o 
 processamento de um determinado alimento. 
 Fluxograma de produção de açúcar mascavo e rapadura: 
 b) Como podemos promover a melhora nutricional dos alimentos processados modificando 
 ou alterando as operações unitárias em um processo? 
 As operações unitárias envolvem desde a seleção dos alimentos até as modificações que 
 preparam o produto para consumo, visando preservar o valor nutricional e obter as características 
 sensoriais desejadas. Os processamento que os alimentos sofrem, como a retirada da casca, 
 concentração, cozimento, branqueamento, embalagem e etc, auxiliam na promoção da melhora 
 nutricional, uma vez que podem aumentar as taxas de biodisponibilidade de nutrientes e 
 digestibilidade. Além disso, os processos podem aumentar a vida útil dos alimentos, preservando 
 características nutricionais importantes durante períodos de tempo maiores. 
 Em específico, a melhora nutricional é dada através de algumas das operações, sendo assim: 
 ● As operações unitárias preliminares eliminam as primeiras sujidades e deteriorações mais 
 aparentes, fazendo a seleção e evitando que os alimentos estraguem rapidamente; 
 ● As operações unitárias de conservação, tem como finalidade eliminar ou diminuir os 
 agentes responsáveis pela deterioração dos alimentos, aumentando seu tempo de 
 prateleira e diminuindo a perda nutricional; 
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 ● As operações unitárias de transformação além de promover a conservação de um 
 alimento, modifica a matéria-prima para a obtenção de um novo ingrediente, ou um 
 produto com melhores características funcionais, sensoriais e nutritivas; 
 ● As operações unitárias complementares, principalmente quando pensados em relação ao 
 produto final, quanto o envasamento ou embalagem; estocagem de produtos finais e 
 fechamento permitem maior conservação; 
 Portanto, conclui-se que a modificação ou alteração da operação unitária em um determinado 
 alimento promove a melhoria nutricional, visto que podem aumentar a biodisponibilidade e 
 digestibilidade dos alimentos, além de aumentar o tempo de prateleira sem deterioração 
 significativa dos nutrientes. Caso que pode ser exemplificado pela ervilha, que in natura possui 
 pouco tempo de prateleira e quando esta é enlatada ou congelada, seus nutrientes são preservados 
 por muito mais tempo e sua vida útil aumenta consideravelmente. O mesmo ocorre dependendo 
 do tipo de embalagem escolhida para este determinado produto. 
 2) Em uma planta de processamento, a população bacteriana presente em leite cru foi 
 quantificada em 4*10 5 células/m e este leite será processado a 79 o C por 21 segundos. O tempo 
 de redução decimal desta população a 65 o C é de 7 minutos. Considerando o valor z do sistema, 
 de 7 o C, calcule: 
 a) Quantos microrganismos irão sobreviver após o processo térmico? 
 Dados: 
 n = 4*10 5 células/m 
 D₂ = 21 segundos para temperatura de 79ºC 
 D₁ = 7 minutos para temperatura de 65ºC 
 Z = 7ºC 
 Z = (T₂-T₁) / (log D₁ - log D₂) → 7 = (97 - 65) / (log D₁ - log D₂) → log D₁ - log D₂ = 2 
 (T₂-T₁) / Z 
 D₁ / D₂ = 10 → D₁ / D₂ = 10² 
 A 65ºC a população diminui 90% em 7 minutos 
 A 79ºC a população diminui 90% em x minutos 
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 D = (T₂-T₁) / (log D₁ - log D₂) 
 7 = 14 / log (7/X) → log (7/X) = 2 → 10² = 7 / X → 100X = 7 → X = 0,07 min = D 
 D = T / (log D₀ - log Nt) 
 0,21 segundos = 0,35 minutos 
 log 4.10⁵ = 0,6 + 5 = 5,6 
 7.10 -² = 35.10-² / 5,6 -X → X = log Nt 
 1 = 5 / 5,6 - X → 5,6 - X = 5 → X = 0,6 
 10⁰’⁶ = Nt =4 
 Nt = 4 microrganismos 
 b) Se o processamento ocorrer a 65 o C, qual seria o tempo equivalente necessário para 
 alcançar o mesmo grau de letalidade? 
 D = 7 minutos em 65ºC 
 N₀ = 4.10 5 → Nt = 4.10⁴ em 7 minutos 
 N₀ = 4.10 5 → Nt = 4 em X minutos 
 Em 65ºC, seriam necessários 35 minutos para diminuir o número de microrganismos de 4.10 5 
 para 4. 
 3) Com relação à conservação de alimentos pelo frio, pergunta-se: 
 a) Qual o significado e a importância de se observar a cadeia de frio desde a conservação da 
 matéria-prima até a comercialização do produto final, no caso dos alimentos perecíveis 
 como os produtos lácteos e cárneos? 
 A cadeia de frio visa destruir ou inativar os agentes patológicos encontrados nos alimentos, além 
 de reduzir ou eliminar microrganismos não patogênicos e enzimas responsáveis pela deterioração 
 do alimento, aumentando o tempo de prateleira. Sendo assim, especialmente em produtos lácteos 
 e cárneos, onde a sensibilidade em relação a proliferação microbiana é maior, a cadeia de frio se 
 faz extremamente necessária para controle patológico. 
 b) O que diferencia um congelador criogênico de um congelador com ventilação forçada? 
 O congelador por ventilação forçada faz parte de sistemas mecânicos ou sistemas fechados, no 
 qual atua como uma bomba que extrai calor do alimento a baixa temperatura, transferindo-o a 
 outra parte do sistema que se dissipa. Assim, os fluidos refrigerantes que (re)circulam através do 
 sistema, transformam, de maneira sucessiva, líquido em vapor e vapor em líquido. O congelador 
 criogênico faz parte do sistema de refrigeração aberta, baseada no uso de líquidos criogênicos ou 
 gases liquefeitos. Sendo assim, esses compostos possuem ponto de ebulição mais baixo e calor 
 latente de vaporização elevada. Nesse mecanismo, o alimento resfria-se por contato direto com 
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 esses líquidos, que, ao captarem calor dos alimentos para sua evaporação ou sublimação, 
 garantem a ação refrigerante. O congelador criogênico, apesar de um custo mais elevado quando 
 comparado ao de ventilação forçada, oferece melhores resultados em relação a qualidade do 
 produto final. Portanto, no congelador por ventilação forçada, o ar é utilizado para a 
 transferência de calor, enquanto que no congelador criogênico utilizam-se gases líquidos para 
 produzir vapores que pré-resfriam e congelam os produtos. 
 c) Como o congelamento lento prejudica a qualidade dos alimentos congelados? 
 O congelamento lento leva a formação de cristais de gelo indesejáveis no interior do alimento, o 
 que causa prejuízo no momento de descongelamento, prejudicando a textura e sabor, deixando-o 
 mais aguado. Isso acontece especialmente em alimentos derivados de tecidos, como carnes e 
 peixes e que possuem estruturas de paredes e membranas mais vulneráveis à formação de cristais 
 de gelo. Assim, quando a temperatura diminui lentamente, os cristais de gelo começam a se 
 formar no exterior da célula, visto que o ponto de congelamento do fluido extracelular é maior 
 que o intracelular. No entanto, quando esses cristais atingem um diâmetro maior, eles obrigam os 
 solutos que antes eram dissolvidos nesse meio a se concentrarem, promovendo a saída de água 
 intracelular por osmose, o que causa certa desidratação do alimento. Dependendo do nível que 
 essa desidratação chega, há uma impossibilidade de recuperação de sua hidrataçãono 
 descongelamento e, por isso, percebemos o aspecto de “aguado” em determinados alimentos. 
 Com o congelamento rápido, feito em ultracongelador, por exemplo, isso não ocorre, pois o 
 alimento consegue congelar de maneira uniforme entre a parte intra e extracelular, evitando a 
 formação de imensos cristais de gelo que descaracterizam, em certa parte, o alimento a ser 
 consumido. 
 d) Porque devem ser evitadas variações de temperatura durante o armazenamento de 
 alimentos congelados? 
 As variações de temperatura durante o armazenamento podem gerar recristalização, fazendo com 
 que os cristais de gelo já previamente formados em um congelamento lento, aumentem seu 
 tamanho, prejudicando ainda mais a qualidade e palatabilidade do produto. No entanto, tal 
 processo pode ocorrer também em alimentos que foram congelados de maneira rápida, quando 
 não há o cuidado na variação de temperatura, deixando-os igualados com os congelados em 
 velocidades mais lentas. Assim, para conservar a qualidade dos produtos congelados, é 
 fundamental manter a temperatura constante. 
 4) Quais são os métodos mais comuns de desidratação? Fale o que sabe sobre cada um deles, 
 destacando os tipos de equipamento utilizados. 
 Os métodos de desidratação mais comuns são a dessecação por ar quente (1), Dessecação por 
 contato direto com uma superfície quente (2), dessecação por energia eletromagnética (3) e 
 liofilização ou criodesidratação (4). 
 ● Na dessecação por ar quente, o alimento em questão entra em contato com uma corrente 
 de ar quente e o calor é transmitido por convecção; além disso, o ar arrasta o vapor d'água 
 liberado do alimento. O equipamento mais utilizado é o secador de duas plantas, que 
 projeta uma operação descontínua; em sua parte inferior fica um forno ou queimador que 
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 gera o ar quente que sobe por convecção para a parte superior. Além deste equipamento, 
 existem vários outros como o secador de cabine, o secador de tremonha, secadores de 
 túnel, secadores rotatórios, secadores transportadores, secadores de base fluidizada, 
 secadores pneumáticos e secadores otimizadores. 
 ● Na dessecação por contato direto, o calor sensível e o calor latente de evaporação são 
 proporcionados por condução, quando se coloca um alimento úmido sobre uma superfície 
 quente; para favorecer a transmissão de calor e de massa e evitar aquecimento excessivo, 
 a camada de alimento deve ser muito fina. Como equipamento, pode-se citar 
 principalmente o secador de tambor ou de rolo, secador a vácuo de placas e secador a 
 vácuo de esteira rolante. 
 ● Sobre a dessecação por energia eletromagnética, o calor radiante proveniente das 
 superfícies metálicas dos equipamentos participa em certa medida proporcionando calor 
 sensível e calor latente de evaporação. Nos secadores infravermelhos contínuos, o 
 alimento pode ser suportado em esteira ou suporte vibratório e passa por uma fonte de 
 raios infravermelhos, com diferentes comprimentos de onda dependendo de quão sensível 
 o alimento é. Outros equipamentos utilizados são secadores microondas e dielétricos. 
 ● Por último, a liofilização está descrita na questão seguinte. 
 5) Explique como ocorre o processo de liofilização como método de desidratação de alimentos. 
 Liofilização é uma tecnologia de secagem que consiste na remoção da água através de 
 sublimação. Ocorre quando o alimento congelado, isto é, quando todo o seu conteúdo de água 
 está na forma de gelo, é submetido a condições de pressões muito baixas. 
 Muito usado por indústrias alimentícias, em que é feita a desidratação de produtos tais como 
 frutas, hortaliças, carnes, ovos e bebidas instantâneas, como o café solúvel. A água é retirada do 
 alimento por meio da sublimação, isto é, uma mudança de estado físico em que se passa 
 diretamente do estado sólido para o gasoso, sem se tornar líquido; 
 A ausência de água no alimento faz com que esses produtos conservem-se por um grande 
 período de tempo em temperatura ambiente, pois resulta também na extinção de bactérias e 
 microorganismos que necessitam de água para sobreviver e que degradam o alimento. Essa é 
 uma enorme vantagem dessa técnica, pois, apesar de esse processo de liofilização ser um pouco 
 caro, ele apresenta grandes vantagens, tendo em vista que processos de armazenagem para 
 manter o alimento congelado, como em frigoríficos, são ainda mais dispendiosos, pois 
 necessitam de locais apropriados que precisam ser construídos, comprados e mantidos, indo 
 desde a indústria, passando pelo transporte e chegando ao armazenamento nos supermercados e 
 na casa dos consumidores, ou seja, um processo bem mais trabalhoso. 
 Primeiramente o alimento é limpo e cortado em pedaços pequenos, depois ele é resfriado 
 rapidamente a temperaturas baixíssimas (cerca de -35ºC), assim, a água do alimento 
 transforma-se em finas agulhas de gelo. Esse formato do gelo é importante, pois permite que a 
 água seja retirada do alimento sem que as membranas das células das carnes e hortaliças sejam 
 rompidas. Desse modo, as propriedades nutritivas de elementos sensíveis ao calor, como 
 proteínas e vitaminas, são mantidas no alimento. 
 Agora, vem a parte principal: o alimento congelado é colocado em câmaras estanques, que são 
 câmaras vedadas, tendo dentro delas um vácuo parcial, o que significa que a pressão é bem 
 menor que a pressão atmosférica. Para se ter uma ideia, a pressão atmosférica ao nível do mar é 
 igual a 760 mmHg, enquanto a pressão a qual o alimento é submetido dentro dessas câmaras é de 
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 cerca de 0,5 mmHg. A diminuição da pressão resulta na diminuição da temperatura de 
 vaporização da água: de forma resumida, é bem simples, com uma pressão menor, fica mais fácil 
 as moléculas de água atingirem uma energia cinética que permita que elas vençam essa pressão 
 externa que está sobre sua superfície e assim passem para o estado de vapor. 
 Assim, na câmara estanque, a temperatura é aumentada gradativamente e a pressão vai 
 abaixando ainda mais, atingindo valores iguais a 0,1 e 0,08 mmHg. Com essa pressão 
 baixíssima, o gelo sublima, e esse vapor é coletado por um equipamento conectado a essa 
 câmara. 
 O alimento liofilizado também diminui de tamanho e de massa, o que é interessante para 
 armazenagem. É por isso que esses produtos são indicados para suprimentos de militares, de 
 acampantes e de astronautas, pois a facilidade no transporte e o menor espaço que ocupam são 
 grandes vantagens. 
 6) A respeito dos frutos climatéricos e não-climatéricos é CORRETO afirmar: 
 a) Frutos não-climatéricos amadurecem após a colheita devido a produção de etileno que é 
 um hormônio vegetal conhecido como hormônio do amadurecimento. 
 b) Os frutos não-climatéricos apresentam uma alta atividade respiratória após a sua colheita. 
 c) Laranja, manga, limão e goiaba são exemplos de frutos climatéricos. 
 d) Frutos climatéricos só amadurecem quando ligados à planta-mãe. 
 e) Frutos climatéricos apresentam uma alta atividade respiratória, mesmo após sua 
 separação da planta-mãe. 
 Alternativa correta:E 
 7) São encontradas nos supermercados diversas hortaliças embaladas em sacos plásticos sob 
 atmosferas modificadas (2-5% O 2 , 3-10% CO 2 e 85-95% N 2 , por exemplo) e armazenadas em 
 refrigeração. Pergunta-se: qual o mecanismo envolvido para essa proporção de gases resultar no 
 aumento da vida de prateleira das hortaliças minimamente processadas? 
 Essa composição gasosa específica têm potencial de aumentar a vida útil dos produtos 
 minimamente processados e viabilizar sua comercialização. Essa atmosfera modificada é 
 otimizada para cada tipo de alimento. Mas, majoritariamente, a modificação se baseia na redução 
 do teor de oxigênio no interior na embalagem. As hortaliças não-climatéricas, na redução dos 
 níveis de O₂, diminuem sua atividade respiratória e a produção de etileno, e, consequentemente, 
 diminuem suas taxas de amadurecimento, preservando esses alimentos por mais tempo. 
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