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Indaial – 2020 Tecnologia de alimenTos Profª Adriana Bramorski Profª Dileta Regina Moro Alessio Profª Jade Varaschim Link 1a Edição Copyright © UNIASSELVI 2020 Elaboração: Profª Adriana Bramorski Profª Dileta Regina Moro Alessio Profª Jade Varaschim Link Revisão, Diagramação e Produção: Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri UNIASSELVI – Indaial. Impresso por: B815t Bramorski, Adriana Tecnologia de alimentos. / Adriana Bramorski; Dileta Regina Moro Alessio; Jade Varaschim Link. – Indaial: UNIASSELVI, 2020. 221 p.; il. ISBN 978-65-5663-082-3 1. Tecnologia de alimentos. - Brasil. I. Bramorski, Adriana. II. Moro, Dileta Regina. III. Link, Jade Varaschim. IV. Centro Universitário Leonardo Da Vinci. CDD 664 apresenTação Olá, acadêmico! Seja bem-vindo à primeira unidade da disciplina Tecnologia de Alimentos, que tem como objetivo aprofundar seus conhecimentos no que diz respeito ao processamento e conservação dos produtos alimentícios. Este livro didático tem como objetivo introduzir conceitos básicos na área de alimentos que permitam avançar os estudos em relação a sua conservação. A demanda crescente da população, necessidade de disponibilizar produtos o ano inteiro, reduzir a perda de alimentos, garantir a segurança alimentar, entre outras necessidades, levou as indústrias de alimentos a buscar o aprimoramento e desenvolvimento de novas técnicas de conservação para satisfazer tais demandas, além de atender às exigências do consumidor, os aspectos sensoriais e nutricionais, a conveniência, a redução na utilização de conservantes, a baixa demanda de energia, e a proteção ambiental. Dessa forma, reconhecendo a importância das tecnologias para o desenvolvimento de produtos e conservação de suas características sensoriais, nutricionais e funcionais, a Unidade 1 está dividida em três tópicos. No Tópico 1, conheceremos os alimentos, composição química, suas peculiaridades e a importância de conservá-los, reconhecendo a relação entre a Tecnologia de Alimentos e a Saúde Pública. No Tópico 2, trataremos das principais causas que levam à alteração dos alimentos, como a manipulação inadequada, os efeitos mecânicos, físicos, químicos e microbianos, que resultam não somente na redução da vida útil deste produto, mas na não aceitabilidade por parte do consumidor. No Tópico 3, trataremos dos princípios e métodos gerais na conservação de alimentos, ou seja, métodos que agem diretamente sobre os microrganismos e aqueles que alteram o meio para impedir sua proliferação. Também discutiremos métodos denominados auxiliares que, em combinação com os métodos de conservação, permitem alterar menos as características do produto, minimizando perdas e otimizando os processos. A Unidade 2 permitirá avançar seus conhecimentos sobre os métodos de conservação que agem diretamente sobre o microrganismo, estudando suas peculiaridades e aplicação na indústria de alimentos, tanto em produtos de origem animal como em produtos de origem vegetal. Esses métodos têm por objetivo destruir parcialmente ou totalmente os microrganismos, utilizando o calor (branqueamento, pasteurização, esterilização), a radiação e a defumação. A Unidade 3 permitirá avançar seus conhecimentos sobre os métodos de conservação que agem indiretamente sobre o microrganismo. Estes métodos têm por objetivo mudar as condições do meio, e, assim, impedir a proliferação de microrganismos. Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto para você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há novi- dades em nosso material. Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura. O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova diagra- mação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também contribui para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo. Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilida- de de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador. Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assun- to em questão. Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa continuar seus estudos com um material de qualidade. Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de Desempenho de Estudantes – ENADE. Bons estudos! NOTA A compreensão e a aplicação eficiente dos métodos de conservação convencionais e sofisticados são fatores determinantes para garantir o desenvolvimento de produtos seguros, de qualidade, com melhor controle dos processos e seleção eficiente dos ingredientes. Espero que este material estimule a todos a aprofundar seus conhecimentos sobre as técnicas que nos permitem melhor conservar os alimentos, ampliando a vida útil, preservando ou melhorando suas características sensoriais, nutricionais e funcionais, seja em casa ou na indústria. Desejo a você uma ótima leitura! Profª Adriana Bramorski Olá, acadêmico! Iniciamos agora mais uma disciplina e com ela um novo conhecimento. Com o objetivo de enriquecer seu conhecimento, construímos, além do livro que está em suas mãos, uma rica trilha de aprendizagem, por meio dela você terá contato com o vídeo da disciplina, o objeto de aprendizagem, materiais complemen- tares, entre outros, todos pensados e construídos na intenção de auxiliar seu crescimento. Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo. Conte conosco, estaremos juntos nesta caminhada! LEMBRETE sumário UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES..................... 1 TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO ..................................................................... 3 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................... 3 2 QUE SÃO OS ALIMENTOS? ............................................................................................................ 3 3 COMO SÃO CLASSIFICADOS OS NUTRIENTES? ................................................................... 4 3.1 A IMPORTÂNCIA DOS MACRONUTRIENTES E MICRONUTRIENTES NA ALIMENTAÇÃO ............................................................................................................................. 7 3.1.1 Carboidratos ........................................................................................................................... 8 3.1.1.1 Carboidratos simples ........................................................................................................ 8 3.1.1.2 Carboidratos complexos ................................................................................................... 9 3.2 PROTEÍNAS .................................................................................................................................. 10 3.2.1 O que diferencia uma proteína da outra em termos de função? .................................. 11 3.2.2 O que se denomina qualidade de uma proteína? ........................................................... 12 3.2.3 Funções das proteínas .........................................................................................................13 4 FONTES ALIMENTARES ................................................................................................................ 13 5 LIPÍDIOS: ÓLEOS OU GORDURAS ............................................................................................ 13 5.1 CONTRIBUIÇÃO DOS ÓLEOS E GORDURAS COMESTÍVEIS NA PREPARAÇÃO DE ALIMENTOS. .......................................................................................................................... 14 5.1.1 Classificação dos lipídeos de acordo com sua natureza química ................................ 14 5.1.2 Propriedades dos triglicerídeos ou triacilgliceróis ......................................................... 16 5.1.3 Rancificação .......................................................................................................................... 16 5.2 MICRONUTRIENTES NA ALIMENTAÇÃO ........................................................................... 17 5.3 VITAMINAS .................................................................................................................................. 17 5.4 MINERAIS ..................................................................................................................................... 18 6 CLASSIFICAÇÃO DOS PRODUTOS QUANTO AO GRAU DE PROCESSAMENTO ..... 18 6.1 ALIMENTOS IN NATURA OU MINIMAMENTE PROCESSADOS ......................................... 19 6.2 INGREDIENTES CULINÁRIOS ................................................................................................. 19 6.3 ALIMENTOS PROCESSADOS ................................................................................................... 19 6.4 ALIMENTOS ULTRAPROCESSADOS ...................................................................................... 20 7 CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS ........................................................................................... 21 7.1 O QUE SIGNIFICA CONSERVAR UM ALIMENTO? ............................................................. 21 7.2 PARA QUE CONSERVAR? ......................................................................................................... 21 7.3 QUAL É O PAPEL DA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS? .................................................... 22 7.4 QUAL É O OBJETIVO DA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS? ............................................. 22 8 TECNOLOGIA DE ALIMENTOS X SAÚDE PÚBLICA? .......................................................... 22 8.1 FATORES QUE INTERFEREM NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS ......................... 27 8.1.1 Água ...................................................................................................................................... 28 8.1.1.1 Alimentos não perecíveis ou estáveis ............................................................................ 28 8.1.1.2 Alimentos semiperecíveis (semiestáveis) ...................................................................... 28 8.1.1.3 Alimentos perecíveis (não estáveis) ............................................................................... 28 8.2 POTENCIAL HIDROGENIÔNICO (PH) .................................................................................. 30 8.3 POTENCIAL OXIRREDUÇÃO (EH) ......................................................................................... 31 8.4 TEMPERATURA ........................................................................................................................... 32 RESUMO DO TÓPICO 1..................................................................................................................... 33 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 34 TÓPICO 2 — ALTERAÇÕES DOS ALIMENTOS .......................................................................... 39 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 39 2 CAUSAS DAS ALTERAÇÕES DOS ALIMENTOS ................................................................... 39 2.1 CRESCIMENTO E ATIVIDADE MICROBIANA ..................................................................... 40 2.1.1 Fermentação ........................................................................................................................ 40 2.1.2 Putrefação ............................................................................................................................. 40 2.1.3 Alterações de aparência ...................................................................................................... 40 2.1.4 Ranço cetônico ...................................................................................................................... 40 2.1.5 Produção de micotoxinas ................................................................................................... 41 2.2 AÇÃO DAS ENZIMAS PRESENTES NOS ALIMENTOS ...................................................... 41 2.2.1 Escurecimento enzimático .................................................................................................. 41 2.2.1.1 Polifenoloxidase ................................................................................................................ 42 2.2.1.2 Consequências nutricionais das reações enzimáticas.................................................. 43 2.3 ALTERAÇÕES QUÍMICAS NÃO ENZIMÁTICAS ................................................................. 43 2.3.1 Ranço oxidativo ................................................................................................................... 43 2.4 ESCURECIMENTO QUÍMICO “BROWING” .......................................................................... 45 2.4.1 Reação de Maillard ............................................................................................................... 45 2.4.2 Mecanismo do ácido ascórbico .......................................................................................... 46 2.4.3 Caramelização ...................................................................................................................... 47 2.4.4 Prevenção do escurecimento químico não enzimático .................................................. 48 2.5 INSETOS E ROEDORES .............................................................................................................. 49 2.5.1 Insetos .................................................................................................................................... 49 2.5.2 Ratos ...................................................................................................................................... 49 2.6 ALTERAÇÕES OCASIONADAS POR MUDANÇAS FÍSICAS ............................................. 49 RESUMO DO TÓPICO 2..................................................................................................................... 51 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 52 TÓPICO 3 — PRINCÍPIOS GERAIS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS ....................... 53 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 53 2 PRINCÍPIOS EM QUE SE BASEIA A CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS.......................... 53 2.1 PREVENÇÃO OU ATRASO DA DECOMPOSIÇÃO MICROBIANA .................................. 54 2.2 PREVENÇÃO OU ATRASO DA DECOMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOS ............................ 55 2.3 PREVENÇÃO DAS LESÕES OCASIONADAS POR INSETOS, ANIMAIS SUPERIORES, CAUSAS MECÂNICAS ENTRE OUTRAS ..................................................... 56 2.4 CARACTERÍSTICAS GERIAS DOS PROCESSOS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS ................................................................................................................................. 57 2.4.1 Ação direta sobre os microrganismos............................................................................... 57 2.4.1.1 Calor ................................................................................................................................... 57 2.4.1.2 Radiação ............................................................................................................................. 57 2.4.2 Ação indireta sobre os microrganismos ........................................................................... 58 2.4.2.1 Frio ...................................................................................................................................... 58 2.4.2.2 Secagem .............................................................................................................................. 58 2.4.2.3 Adição de elementos ........................................................................................................ 58 LEITURA COMPLEMENTAR ............................................................................................................ 59 RESUMO DO TÓPICO 3..................................................................................................................... 67 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 68 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS ..................................... 69 TÓPICO 1 —CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS E OS MÉTODOS QUE EMPREGAM O CALOR E O FRIO .............................................................................. 71 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 71 2 CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS ........................................................................................... 71 3 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO CALOR .................................................................. 73 3.1 MODOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR ........................................................................... 74 3.2 FATORES QUE AFETAM A TRANSFERÊNCIA DE CALOR ................................................ 75 3.3 PASTEURIZAÇÃO ...................................................................................................................... 75 3.4 BRANQUEAMENTO .................................................................................................................. 78 3.5 ESTERILIZAÇÃO COMERCIAL ............................................................................................... 79 3.5.1 Formas de esterilização ....................................................................................................... 81 4 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO FRIO ....................................................................... 82 4.1 REFRIGERAÇÃO ......................................................................................................................... 84 4.2 CONGELAMENTO ..................................................................................................................... 85 RESUMO DO TÓPICO 1..................................................................................................................... 94 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 95 TÓPICO 2 — MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UNIDADE E ADIÇÃO DE ELEMENTOS ........................................................... 97 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 97 2 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UMIDADE ............................. 97 2.1 CONCENTRAÇÃO ...................................................................................................................... 99 2.1.1 Concentração por ebulição e evaporação ....................................................................... 100 2.1.2 Concentração por membranas ......................................................................................... 100 2.2 DESIDRATAÇÃO OU SECAGEM ........................................................................................... 101 2.2.1 Secagem utilizando ar quente ......................................................................................... 104 2.2.2 Secagem a vácuo ............................................................................................................... 105 2.2.3 Desidratação osmótica ..................................................................................................... 105 2.2.4 Liofilização ......................................................................................................................... 106 2.2.5 Atomização (Spray-drying) ............................................................................................... 107 2.2.6 Efeito da secagem no produto ........................................................................................ 107 3 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELA ADIÇÃO DE ELEMENTOS .............................. 107 3.1 CONSERVAÇÃO PELO USO DO AÇÚCAR .......................................................................... 108 3.2 CONSERVAÇÃO PELO USO DO SAL .................................................................................... 109 3.2.1 Salga seca ........................................................................................................................... 111 3.2.2 Salga mista ......................................................................................................................... 111 3.2.3 Salga úmida ....................................................................................................................... 111 3.3 CONSERVAÇÃO PELO PROCESSO DE DEFUMAÇÃO ..................................................... 112 3.3.1 Fumaça líquida ................................................................................................................... 114 RESUMO DO TÓPICO 2................................................................................................................... 116 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 118 TÓPICO 3 — EMPREGO DA FERMENTAÇÃO NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS .........119 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 119 2 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELA FERMENTAÇÃO ................................................ 119 2.1 MICRORGANISMOS E MEIOS DE CULTURA PARA PRODUÇÃO INDUSTRIAL ...... 122 2.2 CLASSIFICAÇÃO DA FERMENTAÇÃO ............................................................................... 125 2.3 PRODUÇÃO DE PÃO ................................................................................................................ 126 2.4 PRODUÇÃO DE QUEIJOS E IOGURTES ............................................................................... 127 2.5 FERMENTAÇÃO LÁTICA DE FRUTAS E HORTALIÇAS .................................................. 129 2.6 PRODUÇÃO DE VINHO .......................................................................................................... 130 2.7 PRODUÇÃO DE ÁCIDO CÍTRICO ......................................................................................... 133 2.8 PRODUÇÃO DE CERVEJA ....................................................................................................... 133 LEITURA COMPLEMENTAR .......................................................................................................... 135 RESUMO DO TÓPICO 3................................................................................................................... 142 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................144 UNIDADE 3 — ADITIVOS ALIMENTARES, CONTROLE DE QUALIDADE E NOVAS TECNOLOGIAS ............................................................................................145 TÓPICO 1 — ADITIVOS ALIMENTARES ................................................................................... 147 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 147 2 FUNÇÕES DOS ADITIVOS ALIMENTARES ........................................................................... 147 2.1 ADITIVOS UTILIZADOS NA TECNOLOGIA DE PRODUÇÃO DOS ALIMENTOS ..... 150 2.1.1 Emulsificantes .................................................................................................................... 150 2.1.2 Espessantes ........................................................................................................................ 152 2.1.3 Umectantes ......................................................................................................................... 156 2.1.4 Antiumectantes .................................................................................................................. 157 2.1.5 Espumantes/antiespumantes ........................................................................................... 157 2.2 ADITIVOS UTILIZADOS NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS .................................. 157 2.2.1 Conservadores .................................................................................................................... 157 2.2.2 Antioxidantes ..................................................................................................................... 159 2.2.3 Acidulantes ......................................................................................................................... 160 2.2.4 Sequestrantes ...................................................................................................................... 161 2.3 ADITIVOS UTILIZADOS NAS CARACTERÍSTICAS SENSORIAIS DOS ALIMENTOS ...... 162 2.3.1 Corantes .............................................................................................................................. 162 2.3.2 Edulcorantes ....................................................................................................................... 163 2.3.3 Aromatizantes .................................................................................................................... 165 3 ROTULAGEM DE ADITIVOS ALIMENTARES ....................................................................... 166 RESUMO DO TÓPICO 1................................................................................................................... 167 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 168 TÓPICO 2 — CONTROLE DE QUALIDADE E ANÁLISE SENSORIAL .............................. 169 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 169 2 CONTROLE DE QUALIDADE ..................................................................................................... 169 3 BOAS PRÁTICAS NA PRODUÇÃO DE ALIMENTOS ......................................................... 172 4 PROCEDIMENTOS OPERACIONAIS PADRONIZADOS .................................................... 175 5 ANÁLISE DE PERIGOS E PONTOS CRÍTICOS DE CONTROLE ....................................... 177 6 ANÁLISE SENSORIAL .................................................................................................................. 179 RESUMO DO TÓPICO 2................................................................................................................... 185 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 187 TÓPICO 3 — NOVAS TECNOLOGIAS......................................................................................... 189 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 189 2 AQUECIMENTO ÔHMICO .......................................................................................................... 189 3 AQUECIMENTO POR INFRAVERMELHO .............................................................................. 191 4 AQUECIMENTO POR MICRO-ONDAS .................................................................................. 193 5 CAMPO ELÉTRICO PULSADO .................................................................................................. 195 6 ESTERILIZAÇÃO A PLASMA ...................................................................................................... 196 7 IRRADIAÇÃO .................................................................................................................................. 197 8 PROCESSAMENTO POR ALTA PRESSÃO ............................................................................. 198 9 PROCESSO DE SEPARAÇÃO POR MEMBRANAS ................................................................ 201 10 RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA ................................................................................................... 204 11 ULTRASSOM ................................................................................................................................ 205 LEITURA COMPLEMENTAR .......................................................................................................... 208 RESUMO DO TÓPICO 3................................................................................................................... 210 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 212 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 213 1 UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de: • conhecer a natureza e composição dos macro e micronutrientes e sua importância no processamento de alimentos; • discutir a classificação atual dos produtos alimentícios quanto ao grau de processamento; • explicar a importância do desenvolvimento da tecnologia de alimentos sob o ponto de vista de saúde pública; • entender a importância de diferentes setores das ciências relacionados à tecnologia de alimentos; • discutir os fatores relacionados às alterações que ocorrem nos alimentos e importância na escolha de um método ou métodos combinados para o processamento de produtos alimentícios. • classificar e discutir os mecanismos que levam às alterações dos alimentos; • conhecer as alterações que ocorrem nos alimentos (química, física e biológica) e suas implicações no processamento; • compreender os princípios de conservação de alimentos e sua aplicação durante o processamento e conservação dos alimentos e produtos alimentícios; • identificar os métodos de conservação que têm ação direta sobre os microrganismos e aqueles que agem de forma indireta sobre os microrganismos; • relacionar os métodos auxiliares e sua importância no processamento de alimentos. 2 PLANO DE ESTUDOS Esta unidade está dividida em três tópicos. No decorrer da unidade, você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado. TÓPICO 1 – CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO TÓPICO 2 – ALTERAÇÕES DOS ALIMENTOS TÓPICO 3 – PRINCÍPIOS GERAIS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá melhor as informações. CHAMADA3 TÓPICO 1 — UNIDADE 1 CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 1 INTRODUÇÃO Para utilizar os processos tecnológicos na transformação da matéria- prima em produtos alimentícios, é indispensável conhecermos os constituintes que fazem parte de um alimento ou matéria-prima que será transformada em um produto alimentício. Considerando que o alimento não tem em sua composição apenas os nutrientes, mas também água, pigmentos, óleos essenciais e compostos aromáticos, necessitamos conhecer sua composição e peculiaridades. Então, iniciaremos este tópico apresentando os constituintes que fazem parte dos alimentos e funções que desempenham no organismo. • O que faz parte da composição deste alimento? • O que podemos considerar como nutriente? • Quais são outros constituintes de um alimento ou matéria-prima? 2 QUE SÃO OS ALIMENTOS? Alimentos são componentes da dieta diária, produtos de origem vegetal e animal que poderão ser consumidos in natura ou processados com o intuito de atender às necessidades do nosso organismo (ORDÓÑEZ et al., 2005). • O que os alimentos contêm que justificam sua função no equilíbrio e manutenção de nosso organismo? Os alimentos são constituídos de nutrientes responsáveis por todo o metabolismo celular. A biologia explica que toda célula para viver precisa do metabolismo celular, que fornece não somente a energia necessária para as Os alimentos possuem composições diferentes. Determinados alimentos podem apresentar maior concentração de certos constituintes em detrimento a outros, que em combinação são indispensáveis à manutenção da vida. NOTA UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 4 atividades, mas, também, para a síntese de muitos compostos que participam da atividade celular. Os alimentos contêm outras substâncias que estão presentes, que não são nutrientes, mas responsáveis pelo aroma, cor e, muitas vezes, compostos bioativos relacionados à prevenção de certas doenças (DAMODARAN; PARKIN, 2019; SILVA, 2000; OLIVEIRA; MARCHINI, 2008). 3 COMO SÃO CLASSIFICADOS OS NUTRIENTES? Os alimentos podem ser definidos como produtos de composição complexa que, em estado natural ou processado, são consumidos pelo homem para satisfazer suas necessidades nutritivas e sensoriais. Os nutrientes são compostos orgânicos ou inorgânicos contidos nos alimentos. Todo alimento é formado por nutrientes de qualidades diversas e em quantidades diferentes (KOBLITZ, 2008). Assim, os nutrientes contidos nos alimentos podem ser divididos em macronutrientes e micronutrientes. Os macronutrientes são denominados assim, pois o organismo necessita em quantidades superiores para suprir suas necessidades. Dentre os nutrientes que necessitamos em quantidades superiores para atender as necessidades de nosso organismo, estão inclusos os carboidratos, proteínas e lipídeos. Com relação aos micronutrientes, tão importantes quanto os macronutrientes, porém, ao contrário dos macronutrientes, são necessários em pequenas quantidades para satisfazer as necessidades de um organismo. Neste grupo estão inclusos as vitaminas e sais minerais. Assim, os nutrientes (macro ou micronutrientes), de acordo com a natureza das funções que desempenham no organismo, podem ser agrupados em diferentes categorias. QUADRO 1 – CLASSIFICAÇÃO DOS ALIMENTOS SEGUNDO A FUNÇÃO QUE EXERCEM NO ORGANISMO Classificação Função Fontes Alimentos energéticos (carboidratos e gorduras) Funcionam como verdadeiro combustível para o organismo. Cereais, tubérculos e raízes Gordura animal Gordura vegetal Alimentos reguladores ou protetores (vitaminas e sais minerais) Estes alimentos permitem o estímulo e o controle das trocas e processos nutritivos do organismo. Hortaliças (verduras e legumes) e frutas TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 5 Alimento plásticos ou construtores (proteínas) Responsáveis pelo fornecimento dos elementos indispensáveis a formação de novos tecidos, renovação e reparação. Leite e derivados, ovos, carnes, oleaginosas e leguminosas secas. FONTE: Adaptado de Philippi (2008) Entre os nutrientes mantenedores e reguladores da vida, a água faz parte da alimentação diária, quer como parte dos alimentos (líquidos ou sólidos) ou ingerida diariamente para saciar a sede. Considerando que os nutrientes fazem parte da composição de um alimento, então: • O que significa a qualidade nutricional de um alimento? • Qual é a importância de conhecermos o valor nutricional de um alimento? O valor nutricional de um alimento depende fundamentalmente da sua composição ou balanço de nutrientes. Com exceção do leite materno para os recém-nascidos, o restante dos alimentos é considerado incompleto para satisfazer as exigências nutricionais da espécie humana, ou seja, nenhum único alimento pode suprir as necessidades de um organismo. Quais são as peculiaridades de cada grupo de alimentos que compõem a nossa alimentação? Os grãos de cereais, as raízes e os tubérculos são alimentos ricos em carboidratos e de enorme importância na alimentação em todo o mundo como fonte de energia, embora, possam fornecer quantidades significativas de proteínas, minerais e vitaminas. Já as carnes, os peixes, derivados lácteos, grãos e as farinhas de leguminosas são particularmente ricos em proteínas, apresentam em sua composição outros nutrientes importantes como gordura, vitaminas e sais minerais. • O valor nutritivo das proteínas dos alimentos dependerá da quantidade e proporção de aminoácidos considerados indispensáveis, da disponibilidade biológica desses aminoácidos e da digestibilidade. As frutas e hortaliças constituem dois grupos importantíssimos de alimentos cuja função nutricional é, principalmente, a de fornecer vitaminas e sais minerais para o organismo que as ingere. São alimentos de baixa ingestão calórica devido ao seu elevado conteúdo de água e baixos teores de gordura (exceto em alguns casos, como o abacate) de proteína e de carboidratos totais. Possuem um teor de fibra intermediário entre os cereais integrais e produtos refinados, o que os recomenda como reguladores da digestão (OLIVEIRA; MARCHINI, 2008; COZZOLINO, 2016). UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 6 No Quadro 2 será apresentada a classificação dos alimentos, segundo seus grupos e principais nutrientes. Lembrando que para fornecermos uma dieta que atenda às necessidades de cada organismo, há a necessidade de estar composta por todos os grupos. QUADRO 2 – CLASSIFICAÇÃO DOS ALIMENTOS SEGUNDO SEUS GRUPOS Grupo de alimentos Fontes Nutrientes principais Pães, arroz, cereais e massas Cereais Subprodutos Tubérculos e raízes Sementes em espigas: milho, arroz, trigo, aveia, cevada, centeio. Farinhas, fubá, maizena, Flocos, biscoitos, pão, macarrão. Batata-doce, aipim, inhame, cará. Carboidratos complexos, vitaminas do complexo B, fibras Vegetais (hortaliças) Verduras (folhas) Legumes Cogumelos Alface, agrião, acelga, couve, espinafre, salsa, coentro. Tomate, cenoura, pimentão, rabanete, ervilha fresca, chuchu, pepino, beterraba Agáricos campestres. Vitaminas A, C, folato, ferro, fibras. Portanto, a boa nutrição está sempre na dependência de uma alimentação bastante variada quanto ao número e os tipos de alimentos ingeridos, partindo do princípio de que os alimentos são, na grande maioria, incompletos para as necessidades humanas (OLIVEIRA; MARCHINI, 2008; COZZOLINO, 2016). DICAS TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 7 Frutas Frutas Cítricas Outras frutas Acerola, caju, laranja, limão, abacaxi, goiaba, laranja-cravo, tangerina. Banana, mamão, pera, manga, figo, melão, melancia, carambola, jambo, jaca, manga. Vitaminas A, C, folato, potássio,fibras. Leite e derivados Leites Leites acidificados Derivados Vaca, cabra, búfala. Coalhada, iogurte, Yakult. Creme de leite (gordura do leite), manteiga, queijo. Cálcio, proteína, vitamina A e D. Carnes, ovos, feijão e nozes Carnes Leguminosas secas Oleaginosas Mamíferos, aves, pescados, ovos. Feijões, ervilha, lentilha, grão de bico. Soja, amendoim, algodão, castanha de caju, castanha do para. Proteína, ferro, zinco, vitaminas do complexo B. Gorduras e óleos Gordura animal Gordura vegetal Toucinho, banha, manteiga. Óleos: algodão, girassol, soja, milho, oliva (azeite), margarina, banha vegetal, gordura de coco, gordura de palma. Ácidos graxos saturados, insaturados, colesterol. FONTE: Adaptado de Philippi et al. (1999) 3.1 A IMPORTÂNCIA DOS MACRONUTRIENTES E MICRONUTRIENTES NA ALIMENTAÇÃO Como já estudamos anteriormente, os macronutrientes são os nutrientes que o organismo necessita em maiores quantidades. Neste grupo estão os carboidratos, proteínas e lipídeos. UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 8 3.1.1 Carboidratos São macronutrientes cujos maiores representantes pertencem ao reino vegetal, sejam na forma de carboidrato complexo (amido e/ou celulose), dissacarídeos: lactose (açúcar do leite), sacarose (açúcar da cana), glicose (dextrose ou açúcar do sangue) (ORDÓÑEZ et al., 2005). Os carboidratos são considerados a fonte primária de energia para o organismo, uma vez que seu catabolismo possibilita a liberação de energia química para a formação de ATP. Fornecem primariamente combustível para o cérebro, nervos periféricos e células vermelhas do sangue. Praticamente, todo alimento contém carboidratos naturais ou acondicionados por causa do seu efeito sobre a atividade da água e sabor do alimento. Além disso, alguns carboidratos também são importantes, pois constituem a base da dieta de muitos povos pela sua abundância, preço e valor energético. Nem sempre o carboidrato está relacionado ao paladar doce dos alimentos. Existem carboidratos, como o amido de milho e da farinha de trigo, que não são doces. Os que são doces são: a glicose do mel e a frutose das frutas. DICAS Veremos agora como são classificados os carboidratos 3.1.1.1 Carboidratos simples Carboidratos simples são aqueles que não necessitam ser hidrolisados em uma forma menor (monossacarídeos) ou sua hidrólise acontece de forma muito rápida (dissacarídeos) e, consequentemente, resulta em aumento rápido da glicose sanguínea, demandando maior liberação de insulina. Alimentos que contêm em sua composição proporções superiores destes carboidratos são considerados alimentos de alto índice glicêmico. Devemos consumir com moderação. • Monossacarídeos: são carboidratos que não necessitam sofrer transformação para serem absorvidos pelo organismo, por exemplo, glicose, frutose, galactose. ᵒ Glicose (dextrose): é a forma de açúcar que circula no sangue, serve como fonte essencial de energia para o corpo. No metabolismo humano, todos os demais carboidratos se transformam em glicose. Encontrada no milho, nas frutas e no mel (WHITNEY; ROLFES, 2013). ᵒ Frutose (levulose): encontrada nas frutas e no mel (WHITNEY; ROLFES, 2013). TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 9 ᵒ Galactose: faz parte da lactose, carboidrato do leite. Pouco encontrada livre na natureza, é obtida principalmente pela hidrólise da lactose. Encontrada em leite e derivados, abacaxi, cereja, abóbora, espinafre. • Dissacarídeos: são carboidratos duplos. São combinações de monossacarídeos, que sofrem desdobramento pela ação de enzimas específicas no trato digestivo, para serem absorvidos. Exemplo: sacarose, lactose e maltose. ᵒ Sacarose (açúcar da cana): frutose + glicose. ᵒ Lactose (açúcar do leite): galactose + glicose. ᵒ Maltose (açúcar do malte e da cevada): glicose + glicose. 3.1.1.2 Carboidratos complexos Carboidratos complexos são aqueles com peso molecular grande e, portanto, o processo de digestão e separação em moléculas de monossacarídeos ocorre de forma mais lenta (absorção é mais lenta), contrário ao grupo dos carboidratos simples. Os alimentos que contêm em sua composição proporção superior destes carboidratos são considerados alimentos de médio índice glicêmico. Devemos escolher sempre os alimentos com proporção maior de carboidratos complexos em detrimento aos alimentos que contêm maior proporção de carboidratos simples, caracterizados pelo alto índice glicêmico, ou seja, o consumo leva a necessidade de liberação de grandes quantidades de insulina. DICAS • Polissacarídeos: são carboidratos formados de muitas unidades de monossacarídeos, muito utilizado pela indústria devido suas propriedades de coesão, textura, palatabilidade, além disso, como constituintes das fibras alimentares contribuem para o funcionamento do intestino, ajudam a controlar os níveis de glicose, colesterol no organismo. Outras propriedades atribuídas aos polissacarídeos solúveis é sua capacidade de formar soluções coloidais (ORDÓÑEZ et al., 2005). Exemplos: amido, pectina e celulose. ᵒ Amido: o amido é o único polissacarídeo que pode ser hidrolisado pela ação das enzimas digestivas humana. Solúvel em água e responsáveis pela viscosidade e capacidade espessante, geleificante, permitindo preparar alimentos com formas e texturas importantes (ORDÓÑEZ et al., 2005). Encontrado em grãos, sementes, raízes, tubérculos, frutos, caule, folhas de vegetais (WHITNEY; ROLFES, 2013). ᵒ Pectina: polissacarídeo formado de várias moléculas de monossacarídeos e ácido galacturônico. A composição e as propriedades das pectinas variam de acordo com sua origem e os processos utilizados durante UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 10 sua preparação. Está no grupo das fibras alimentares, portanto, não é hidrolisado pelas enzimas digestivas humanas. Encontrado nas hortaliças e frutas (especialmente as frutas cítricas), conferindo viscosidade as geleias (ORDÓNEZ, 2005; WHITNEY; ROLFES, 2013). ᵒ Celulose: é o principal componente estrutural das paredes celulares dos vegetais, formado pela união de várias moléculas de monossacarídeos. Devido as suas ligações químicas entre uma glicose e outra, não são hidrolisados pelas enzimas digestivas humanas. Encontrado em todas as hortaliças, frutas e leguminosas. O derivado mais importante da celulose é o sal sódico da carboximetilcelulose (CMC), utilizada na indústria de alimentos para aumentar a viscosidade dos alimentos (DAMODARAN, PARKIN, 2019; ORDÓÑEZ et al., 2005). Para uma alimentação saudável, a escolha deverá ser de carboidratos complexos. No valor total de calorias de uma dieta normal, a participação dos carboidratos será de 55 a 60% (BRASIL, 2008). Os carboidratos fornecem 4 kcal/g quando utilizados pelo organismo. DICAS 3.2 PROTEÍNAS As proteínas são moléculas complexas constituídas de carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e por outros elementos, por exemplo, enxofre, ferro, cobre, fósforo. São formadas por uma combinação de 20 aminoácidos unidos entre si por ligações peptídicas. São elementos formadores essenciais de nossas células, hormônios e enzimas (ORDÓÑEZ et al., 2005). Podemos classificar os aminoácidos, unidades fundamentais das proteínas, em dois grupos: • Aminoácidos essenciais: sua síntese no organismo é inadequada para satisfazer as necessidades metabólicas que devem ser fornecidos pela dieta: fenilalanina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptofano, valina e possivelmente a arginina. • Aminoácidos não essenciais: são igualmente importantes na estrutura proteica, no entanto, se houver deficiência na ingestão de um deles, pode ser sintetizado pelo organismo a partir de aminoácidos essenciaisou de precursores contendo carbono e nitrogênio (DAMODARAN, PARKIN, 2019). Exemplo: alanina, ácido aspártico, asparagina, ácido glutâmico, glicina, prolina e serina. TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 11 Os aminoácidos podem formar polímeros através da ligação do grupo carboxílico de um aminoácido com um grupo amino de outro aminoácido. Esta ligação carbono-nitrogênio, chamada de ligação peptídica, é formada pela exclusão de uma molécula de água. FIGURA 1 – FORMAÇÃO DA LIGAÇÃO PEPTÍDICA FONTE: <https://cutt.ly/Sp5szfy>. Acesso em: 26 jun. 2020. A ligação peptídica formada pela remoção de água entre os aminoácidos permite a formação de uma longa cadeia, denominada cadeia polipeptídica. As proteínas são constituídas por uma ou mais dessas cadeias polipeptídicas, que variam em comprimento, de pouco mais de 100 a mais de 1000 aminoácidos. 3.2.1 O que diferencia uma proteína da outra em termos de função? Uma proteína pode se diferenciar dependendo dos aminoácidos que fazem parte da sua estrutura, a quantidade e sequência destes aminoácidos e sua conformação no espaço. Assim, dependendo das suas peculiaridades, uma proteína pode ser classificada em completa e incompleta (WHITNEY; ROLFES, 2013). Caro acadêmico, você sabe como são formadas as proteínas? Proteínas são longas cadeias de aminoácidos unidos pela ligação peptídica. DICAS UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 12 • Proteína completa: contém todos os aminoácidos essenciais em quantidades suficientes e nas devidas proporções, encontra-se nos alimentos de origem animal. • Proteína incompleta: não disponibiliza todos os aminoácidos essenciais para atender as necessidades do nosso organismo. Encontra-se nos alimentos de origem vegetal, como as leguminosas e cereais. Apesar das proteínas vegetais apresentarem deficiências de determinados aminoácidos essenciais, a alimentação e as dietas incluem vários tipos de alimentos que se complementam entre si, proporcionando valor nutricional proteico semelhante a uma proteína de origem animal (DAMODARAN, PARKIN, 2019; GONÇALVES, 2010). ATENCAO 3.2.2 O que se denomina qualidade de uma proteína? Em teoria, a composição de aminoácidos de uma proteína é tão importante como a quantidade de proteína consumida, devido ao fato de que os alimentos deficientes em um ou mais aminoácidos essenciais prejudicam o processo de síntese proteica, se usados como única fonte de aminoácidos da dieta (GONÇALVES, 2010). A qualidade de uma proteína está na sua capacidade de satisfazer as necessidades do ser humano (crescimento normal em crianças e manutenção no adulto). Assim, poderíamos teoricamente inferir que a qualidade de uma proteína depende da disponibilidade de aminoácidos essenciais em quantidades que o organismo necessita. Estão inclusos neste grupo, os ovos, o leite, as carnes, as aves, os peixes e o queijo (DAMODARAN, PARKIN, 2019). Os alimentos de origem vegetal também são fontes significativas de proteínas. As leguminosas são as mais ricas, contendo de 10 a 30% de proteínas. No entanto, apresentam deficiência de certos aminoácidos essenciais, portanto, consideradas proteínas incompletas (DAMODARAN, PARKIN, 2019). Quando complementamos duas fontes de proteínas, conhecendo em cada um dos alimentos sua composição de aminoácidos é possível obter uma proteína de valor biológico considerado bom, podendo estar próxima às proteínas de origem animal quanto à disponibilidade de aminoácidos essenciais. Exemplo: arroz e feijão. NOTA TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 13 3.2.3 Funções das proteínas A estrutura do aminoácido, além de estar composta por um grupo amino e um grupo carbóxilo, apresenta uma cadeia lateral que se diferencia de um aminoácido para outro. Esta cadeia lateral permite que a proteína possa desempenhar uma diversidade de funções no organismo. A seguir estão listadas algumas de suas funções. • estrutural (queratina, colágeno); • reguladora (insulina, glucagon); • defesa (anticorpos, fibrinogênio); • transporte (hemoglobina, lipoproteínas) nos fluídos biológicos; • coagulação sanguínea (fibrinogênio); • atividade muscular (actina e miosina); • catalisadora: enzimas. 4 FONTES ALIMENTARES As proteínas estão amplamente distribuídas na natureza, tanto nos produtos de origem animal, como os produtos de origem vegetal. • Animal: leite e produtos derivados, carnes, vísceras (língua, fígado, coração), aves, pescados, incluindo os mariscos e ovos. • Vegetais: leguminosas (teor mais elevado de proteínas), nozes, cereais (arroz, trigo, macarrão, aveia). No valor total de calorias de uma dieta normal, a participação das proteínas será de 10 a 15% (ANVISA, 2008). As proteínas fornecem 4 kcal/g quando utilizados pelo organismo. NOTA 5 LIPÍDIOS: ÓLEOS OU GORDURAS São macronutrientes insolúveis em água e a principal fonte de reserva de energia do organismo, além de participar da formação de hormônios, estrutura das membranas, película protetora sobre a superfície de muitos organismos, dentre outras funções que abordaremos a seguir. UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 14 5.1 CONTRIBUIÇÃO DOS ÓLEOS E GORDURAS COMES- TÍVEIS NA PREPARAÇÃO DE ALIMENTOS. As últimas décadas têm dado ênfase especial em pesquisas que envolvem o processamento de lipídeos, por conta do papel importante deste composto na elaboração de produtos alimentícios, além de ser um importante nutriente para atender as necessidades do organismo (DAMODARAM; PARKIN, 2019). A seguir estão relacionados atributos que justificam a sua utilização no processamento de alimentos. • favorecem a transferência de calor em fritura; • promovem textura característica nos processos de cozimento; • conferem sabor e cor aos alimentos; • melhoram a aparência e palatabilidade; • fonte de vitaminas lipossolúveis; • fonte de ácidos graxos essenciais; • fonte de energia para funções orgânicas (PHILIPPI, 2014; ARAÚJO, 1999; DAMODARAN, PARKIN, 2019). 5.1.1 Classificação dos lipídeos de acordo com sua natureza química Os lipídeos podem ser divididos em dois grandes grupos: • Grupo 1 – Consiste de compostos de cadeia aberta com grupos de cabeça polar e cauda longa hidrocarbonada não polar, incluindo ácidos graxos, triglicerídeos, esfingolipídeos, fosfolipídeos e glicolipídeos. • Grupo 2 – O segundo maior grupo consiste de compostos de anéis fundidos, os esteroides; um representante importante deste grupo é o colesterol. Vamos entender sua composição e função no organismo. Grupo 1. Triglicerídeos, esfingolipídeos, fosfolipídeos - unidade fundamental de formação destes lipídeos: ácido graxo, assim como a unidade fundamental para formação de uma proteína é o aminoácido e dos carboidratos são os monossacarídeos. A maior parte dos lipídeos da dieta com valor energético nutricional são conhecidos como triglicerídeos ou triacilgliceróis, constituídos de ácidos graxos e glicerol. IMPORTANT E TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 15 Além disso, os ácidos graxos podem ser classificados como saturados ou insaturados, sendo caracterizados da seguinte forma: • Ácidos graxos saturados: não apresenta em sua estrutura nenhuma ligação dupla. Ex.: ácido esteárico e ácido palmítico. Encontrados em maior proporção nas carnes, nata, manteiga, toucinho, margarina. Os alimentos que contam maior proporção deste tipo de ácido graxo são, geralmente, sólidos à temperatura ambiente, com ponto de fusão acima de 40 ⁰C. • Ácidos graxos insaturados: apresentam em sua estrutura uma ou mais ligações duplas. Ex.: ácido oleico, linoleico e ácido linolênico. Os quais ainda podem ser subdivididos em: ᵒ Monoinsaturados: contém apenas uma dupla ligação.Dentro deste grupo está o ácido oleico (ω-9), encontrado em maior proporção no azeite de oliva, canola e amendoim. Atualmente, tem sido considerado um alimento funcional devido à capacidade de reduzir a síntese da lipoproteína de baixa densidade (LDL), responsável pela formação de placas de ateroma. ᵒ Poli-insaturados: contém duas ou mais de duas duplas ligações. Neste grupo está o ácido linoleico (ω-6) e o ácido linolênico (ω-3). São também denominados ácidos graxos essenciais, pois o organismo não consegue sintetizar, devem ser fornecidos pela dieta. Em termos nutricionais são importantes para o desenvolvimento e crescimento das crianças, participa da estrutura do axônio e na formação das prostaglandinas. Atualmente o ácido linolênico (ω-3), tem sido considerado como alimento funcional, pois reduz a síntese de LDL, aumenta o HDL e, assim, considerado protetor dos eventos cardiovasculares. Encontrados nos peixes e alguns vegetais (linhaça, soja, chia). A seguir, vamos resumir os lipídeos que contém ácido graxo em sua estrutura. A Figura 2 apresenta a classificação dos ácidos graxos, segundo sua estrutura química, ou seja, quanto às ligações presentes em sua estrutura (sem ligações duplas, uma única ligação dupla ou duas ou mais ligações duplas). FIGURA 2 – CASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS SEGUNDO SUA ESTRUTURA QUÍMICA FONTE: A autora UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 16 Grupo 2. Esteroides – Dentro deste grupo, destaca-se o colesterol, precursor de produtos com atividades biológicas específicas, tais quais hormônios esteroidais e ácidos biliares, os últimos importantes na emulsificação de gorduras da dieta. Além de fazer parte da estrutura das membranas e precursor da vitamina D. 5.1.2 Propriedades dos triglicerídeos ou triacilgliceróis A hidrogenação consiste na saturação da dupla ligação através da adição de hidrogênios, utilizado industrialmente para converter os óleos em gorduras sólidas, por exemplo, a gordura hidrogenada. A hidrogenação incompleta nas ligações duplas faz com que o produto resultante fique mais pastoso (OLIVEIRA; MARCHINI, 2008). Gordura hidrogenada é o mesmo que gordura trans? Não. O nome gordura trans vem da ligação química que a gordura apresenta, ela pode estar presente em produtos industrializados ou produtos in natura, como carnes e leites. A gordura hidrogenada é o tipo específico de gordura trans produzido na indústria. INTERESSA NTE O consumo excessivo de alimentos ricos em gordura hidrogenada pode resultar no aumento do colesterol total e LDL colesterol, bem como a redução dos níveis de HDL colesterol. Portanto, uma chance maior de eventos cardiovasculares. Consulte o site da Anvisa: www.anvisa.gov.br para conhecer a nova legislação, publicada em 26/12/2019, Resolução da Diretoria Colegiada (RDC) 332/2019, com as regras que limitam o uso de gorduras trans industriais em alimentos. DICAS 5.1.3 Rancificação São reações de decomposição das gorduras da qual resulta a formação de sabor e odor a ranço, que podem ocorrer tanto durante o armazenamento como no seu processamento. As mais importantes são: rancidez oxidativa e rancidez hidrolítica. TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 17 Ambas são transformações que afetam profundamente as qualidades organolépticas dos lipídios e são prejudiciais pelos seus efeitos sobre a sua aceitação. Além desses problemas organolépticos, devem ser consideradas as possibilidades de efeitos tóxicos causadas pela ingestão contínua e prolongada dos produtos rancificados. Este processo pode ocorrer em óleos e gorduras ou alimentos que os contêm, em gordura de decomposição (carne de sol) ou em gordura de formulação (batata frita, maionese), resultando em deterioração do sabor e odor, depreciação do produto e redução do valor nutricional (DAMODARAN, PARKIN, 2019; ARAÚJO, 1999; EVANGELISTA, 2009). 5.2 MICRONUTRIENTES NA ALIMENTAÇÃO Como já estudamos anteriormente, os micronutrientes são os nutrientes que o organismo necessita em menores quantidades, porém são importantes tanto quanto os macronutrientes. Neste grupo, estão incluídos as vitaminas e sais minerais. 5.3 VITAMINAS Grupo de compostos orgânicos essenciais em pequenas quantidades, necessários ao crescimento normal e manutenção da vida. Regularizam a liberação de energia dos alimentos e auxiliam na formação e manutenção dos tecidos do corpo. Algumas vitaminas podem ser sintetizadas pelo organismo, mas a maior parte delas precisa ser suprida na dieta diária de pessoas saudáveis e, sua ausência ou absorção inadequada, pode levar a doenças carenciais específicas. As vitaminas podem ser classificadas em dois grupos, que veremos a seguir: As vitaminas, embora de natureza orgânica, não fornecem energia, mas auxiliam no metabolismo dos macronutrientes. NOTA • Vitaminas hidrossolúveis: as vitaminas hidrossolúveis não são armazenadas em quantidades significativas no organismo, o que significa que precisam ser incluídas na dieta diariamente. Estão, neste grupo, as vitaminas do complexo B e a vitamina C. • Vitaminas lipossolúveis: as vitaminas lipossolúveis por serem insolúveis em água dependem da bile para serem absorvidas, e podem ser armazenadas no fígado ou tecido adiposos. Neste grupo encontram-se as vitaminas A, D, E e UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 18 K. Seu excesso pode se tornar tóxico, visto que fica armazenada no organismo (WHITNEY; ROLFES, 2013). 5.4 MINERAIS Os minerais constituem cerca de 4% do peso corporal total. Suas funções são numerosas e variadas. Eles fornecem o meio essencial para a ocorrência da atividade celular normal, determinam as propriedades osmóticas dos fluídos corporais, atribuem rigidez aos ossos e dentes e funcionam como cofatores obrigatórios em metaloenzimas. São divididos em macro e microminerais. • Macrominerais: são diferenciados dos microminerais pela sua ocorrência no organismo. São assim denominados por perfazerem > 0,01% do peso corporal total, ou seja, minerais necessários ao corpo em quantidades >100mg por dia. Estão inclusos neste grupo: cálcio, fósforo, magnésio, sódio, potássio e o cloro, enxofre. • Microminerais: são reconhecidos como minerais – traço ou elementos-traço – são assim denominados por perfazerem <0,01% do peso corporal total, ou seja, minerais necessários ao corpo em quantidades <100mg por dia. Estão inclusos neste grupo: ferro, cobre, cromo, flúor, iodo, manganês, molibdênio, selênio, zinco. Quando tratamos de alimento, logo pensamos na sua composição, nutrientes, compostos bioativos, antioxidantes que estão envolvidos em todo o metabolismo celular. Será que somente a ingestão de nutrientes em quantidade e qualidade seriam suficientes para atender às necessidades do nosso organismo? Para responder a esta questão e a outras dúvidas sobre o que significa uma alimentação de qualidade, visite o site do Ministério da Saúde e conheça o Guia Alimentar para a População Brasileira. 6 CLASSIFICAÇÃO DOS PRODUTOS QUANTO AO GRAU DE PROCESSAMENTO Até pouco tempo atrás, antes da última atualização do Guia Alimentar para a População Brasileira, utilizava-se a pirâmide alimentar como uma referência para uma alimentação equilibrada, que apresenta os grupos de alimentos basicamente divididos pelas “quantidades” de macro e/ou micronutrientes, direcionando as recomendações nutricionais para uma alimentação rica em cereais, tubérculos, frutas, verduras, legumes, feijões e leite, e pobre em óleos, gorduras, açúcares e doces (BRASIL, 2014; MENEGASSI et al., 2018). Não podemos negligenciar o processamento industrial aos quais os alimentos são submetidos. Se compararmos um cereal integral e um cereal “matinal”, este último fabricado a partirde tecnologia exclusivamente industrial, como extrusão de TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 19 farinha de milho, e adicionado de grande quantidade de açúcares, corantes, conservantes, entre outros aditivos alimentares. Se considerarmos apenas a pirâmide alimentar, esses dois alimentos estariam juntos no grupo de cereais e tubérculos (MONTEIRO et al., 2010; MENEGASSI et al., 2018), porém não tem o mesmo valor nutricional. Dentro deste contexto, o Ministério da Saúde (MS), na segunda edição do Guia Alimentar para a População Brasileira (BRASIL, 2014), classifica os alimentos em quatro grupos: alimentos in natura, ingredientes culinários, alimentos processados e alimentos ultraprocessados. 6.1 ALIMENTOS IN NATURA OU MINIMAMENTE PROCESSADOS São aqueles obtidos diretamente de plantas ou animais. Adquiridos para consumo sem que tenham sofrido qualquer alteração após deixarem a natureza. Os alimentos minimamente processados são alimentos in natura que, antes de sua aquisição, foram submetidos à limpeza, remoção de partes não comestíveis ou não desejadas, secagem, embalagem, pasteurização, resfriamento, congelamento, fermentação e outros processos que não adicionam sal, açúcar, óleos, gorduras ou outras substâncias ao alimento original (BRASIL, 2014; MENEGASSI et al., 2018). 6.2 INGREDIENTES CULINÁRIOS São aqueles utilizados para temperar, cozinhar alimentos e criar preparações culinárias, neste grupo, estão o sal, o açúcar, os óleos e as gorduras. 6.3 ALIMENTOS PROCESSADOS São fabricados pela indústria com a adição de sal ou açúcar ou outra substância de uso culinário a alimentos in natura para torná-los duráveis e mais agradáveis ao paladar, reconhecidos como versões dos alimentos originais. São usualmente consumidos como parte ou acompanhamento de preparações culinárias feitas com base em alimentos minimamente processados. Incluem conservas de alimentos inteiros preservados em salmoura ou em solução de sal e vinagre, frutas inteiras preservadas em açúcar, vários tipos de carne adicionada de sal e peixes conservados em sal ou óleo, queijos feitos de leite e sal (microrganismos usados para fermentar o leite), pães feitos de farinha de trigo, água e sal (leveduras usadas para fermentar a farinha) (BRASIL, 2014; MONTEIRO et al., 2010; MENEGASSI et al., 2018). UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 20 O objetivo do processamento industrial é aumentar a duração de alimentos in natura ou minimamente processados – legumes, frutas, carnes, peixe, leite e farinha de trigo – e, frequentemente, torná-los mais agradáveis ao paladar (BRASIL, 2014). NOTA Por que limitar o consumo de alimentos processados? Embora o alimento processado mantenha a identidade básica e a maioria dos nutrientes do alimento do qual deriva, os ingredientes e os métodos de processamento utilizados na fabricação alteram de modo desfavorável a composição nutricional. A adição de sal ou açúcar, em geral em quantidades muito superiores às usadas em preparações culinárias, transforma o alimento original em fonte de nutrientes cujo consumo excessivo está associado a doenças do coração, obesidade e outras doenças crônicas (BRASIL, 2014). 6.4 ALIMENTOS ULTRAPROCESSADOS São formulações industriais prontas para consumo e feitas inteira ou majoritariamente de substâncias extraídas de alimentos (óleos, gorduras, açúcar, amido, proteínas), derivadas de constituintes de alimentos (gorduras hidrogenadas, amido modificado) ou sintetizadas em laboratório com base em matérias orgânicas como petróleo e carvão (corantes, aromatizantes, realçadores de sabor e vários tipos de aditivos usados para dotar os produtos de propriedades sensoriais atraentes) (BRASIL, 2014; MONTEIRO et al., 2010; MENEGASSI et al., 2018). Incluem biscoitos recheados e salgadinhos “de pacote”, refrigerantes e macarrão “instantâneo” (BRASIL, 2014). • a base da alimentação deverá ser de alimentos in natura ou minimamente processados; • utilize óleos, gorduras, sal e açúcar em pequenas quantidades ao temperar e cozinhar alimentos; • limite o uso de alimentos processados, consumindo-os, em pequenas quantidades, como ingredientes de preparações culinárias ou como parte de refeições; • evite alimentos ultraprocessados; • leia o rótulo dos produtos e, principalmente, a lista de ingredientes dos alimentos processados e ultraprocessados; • cuide com o número elevado de ingredientes (cinco ou mais). ATENCAO TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 21 Agora que já conhecemos a composição e importância dos alimentos para o desenvolvimento e manutenção da vida. Vamos entender por que a Tecnologia de Alimentos é uma das ciências importantes no que diz respeito à segurança alimentar. 7 CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS A segurança alimentar é um termo muito amplo e tem como propósito assegurar o acesso físico, social e econômico a alimentos suficientes, seguros e nutritivos que satisfaçam as necessidades alimentares de qualquer indivíduo para uma vida ativa e saudável, ou seja, garantir o acesso da população aos alimentos em quantidade e qualidade adequadas (DAMODARAM; PARKIN, 2019). A conservação dos alimentos é de fundamental importância para que possamos reduzir as perdas por sazonalidade de produtos, manter as características organolépticas (cor, textura, sabor) e nutricionais, permitindo a disponibilidade por um período maior, garantindo a segurança alimentar. 7.1 O QUE SIGNIFICA CONSERVAR UM ALIMENTO? A conservação dos alimentos compreende ações tomadas a fim de manter os alimentos com suas propriedades desejadas durante o maior tempo possível. Constitui o núcleo central da tecnologia de alimentos e é o principal objetivo do processamento dos alimentos. 7.2 PARA QUE CONSERVAR? A necessidade de armazenamento dos alimentos produzidos em períodos de grande abundância, o transporte para locais em que a colheita foi escassa, a conservação daqueles que se deterioram mais rapidamente, a redução do desperdício depois da produção, oferta em locais afastadas dos centros consumidores, o aumento da população, a garantia da disponibilidade de alimentos para toda a população (segurança alimentar) e a redução dos custos de saúde pública com as doenças transmitidas pelos alimentos são alguns motivos para se conservar os alimentos.. A secagem, defumação, salga, fermentação, a utilização do frio empregados até os dias atuais, mesmo tendo sofrido algumas modificações, os princípios básicos da tecnologia aplicado na conservação dos alimentos, pelos nossos antepassados, ainda continuam sendo aplicados nas modernas fábricas de processamento e conservação de alimentos. Através da evolução, o homem teve que estudar inúmeros fatores capazes de afetar a qualidade dos alimentos. Buscando, assim, soluções para aumentar a eficiência da produção, tornando-a capaz de assegurar a suficiente disponibilidade UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 22 de seus alimentos; desenvolver meios eficientes para sua conservação, de forma a dispor deles, em épocas de escassez ou quebra de cultivo; estudar e aplicar métodos e processamentos específicos, capazes de obter a variedade e atratividade dos produtos; conhecer as peculiaridades de cada alimento, suficiente para manter a saúde. 7.3 QUAL É O PAPEL DA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS? Destina-se a converter as matérias-primas simples e complexas em produtos alimentícios, por meio de processos tecnológicos aprimorados que aumentem o tempo de prateleira, mantenha suas características organolépticas, nutricionais e conveniência que o consumidor deseja. Assim, a tendência do consumidor é exigir não só ainocuidade, mas qualidade nutricional, funcional e sensorial preservadas, apresentação adequada (envase, corte), fácil preparação (pré-cozidos) e redução do uso de substâncias químicas incluindo conservantes. 7.4 QUAL É O OBJETIVO DA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS? Estudar, aperfeiçoar e aplicar experimentalmente os processos viáveis, visando ao seu emprego na obtenção, processamento, conservação, preservação, transporte e comércio dos alimentos em geral (SBCTA, 2015). Ou seja, apresentar ao consumidor, produtos nutritivos, apetitosos, bem apresentados e maior tempo de vida útil, reduzindo as perdas dos alimentos e aumentando sua disponibilidade. 8 TECNOLOGIA DE ALIMENTOS X SAÚDE PÚBLICA? As doenças causadas por alimentos contaminados constituem um dos problemas de saúde mais comuns, causando importante redução da produtividade econômica . A maioria das doenças transmitidas por alimentos (DTAs) é causada por agentes biológicos, por exemplo, bactérias, vírus e parasitas, manifestando- se com sintomas gastrointestinais, como diarreia, dor abdominal, náusea e vômito. Infecções causadas por patógenos como Vibrio cholera, Escherichia coli, Campylobacter jejuni, Salmonella spp, Shigella spp, Entomoeba histolytica e rotavírus, A ciência e Tecnologia de Alimentos têm permitido também ampliar os envases, evitar os metais tóxicos, obter revestimentos eficazes e inócuos, melhorar os processos e criar instrumentos de controles mais eficazes. NOTA TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 23 produzem diarreia como principal sintoma, sendo conhecidas como doenças diarreicas (MELLO et al., 2018; MELLO, 2017). Os alimentos também podem conter produtos químicos tóxicos, alguns naturais, como glicosídeo cianogênico da mandioca ou produzidos por atividade metabólica fúngica, como micotoxinas. Outros podem contaminar os alimentos através do ambiente contaminado (bifenilos policlorados, radionuclídeos, metais tóxicos como chumbo, cádmio ou mercúrio), bem como produtos químicos, como pesticidas, que podem estar presentes em quantidades excessivas nos alimentos devido ao seu uso na agricultura (DAMODARAN; PARKIN, 2019). Neste sentido, a tecnologia de alimentos desempenha papel fundamental na proteção e prevenção de doenças alimentares (DTA’s), além de reduzir perdas devido à decomposição ou contaminação e melhoria da qualidade nutricional dos alimentos, portanto, vitais na prevenção da desnutrição e da fome, constituindo- se elemento indispensável para a segurança alimentar. Essas tecnologias também têm implicações socioeconômicas importantes, pois facilitam e promovem o comércio de alimentos, proporcionam emprego a um grande setor da população, facilitam o trabalho na preparação de alimentos para a família, além de tornar os alimentos mais agradáveis para o consumidor, com maior de seleção produtos disponíveis. Além dos efeitos para a saúde, o impacto econômico e social da contaminação de alimentos pode ter outras consequências graves. As doenças causadas pela contaminação de alimentos podem ser muito onerosas devido a perdas de renda salarial, força laboral e custos médicos. A contaminação de alimentos afeta o comércio internacional de duas maneiras: 1) os alimentos contaminados podem ser rejeitados porque o nível de contaminantes está acima dos limites permitidos pelos países importadores; 2) a má reputação de um país no controle de alimentos pode causar uma redução no comércio e no turismo. O primeiro passo para garantir a qualidade dos alimentos é evitar a contaminação durante o processo de produção. Isso é viável para alguns tipos de contaminantes. Por exemplo, a contaminação do leite com Brucella spp pode ser controlada pela aplicação de medidas adequadas de saúde animal (vacinação de animais). Os níveis de resíduos de pesticidas podem ser controlados através da aplicação adequada e de práticas agrícolas apropriadas. A biotecnologia pode ser usada para produzir plantas que são mais resistentes a doenças, requerendo menor uso de pesticidas, o que pode ser, particularmente, importante no caso da produção de plantas que contêm toxinas naturais. No caso de vários poluentes químicos (por exemplo, PCBs), a prevenção da poluição – por meio de medidas ambientais – talvez seja a única política aplicável para manter suas concentrações em níveis toleráveis. UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 24 Assim, a aplicação da tecnologia de alimentos é essencial na prevenção de doenças alimentares. Além de controlar patógenos, a maioria das tecnologias alimentares também é eficaz no controle de organismos causadores de decomposição e, portanto, frequentemente usada com o duplo objetivo de garantir a qualidade dos alimentos e prolongar sua duração nos locais de venda (FELLOWS, 2019; EVANGELISTA, 2009). Do ponto de vista da saúde pública, a tecnologia de alimentos pode ser dividida em três grupos, dependendo do seu potencial na prevenção, redução (destruição) ou controle de contaminantes (MOTARJEMI et al., 1995): 1. utilizados para tornar o alimento mais seguro (reduzir os contaminantes dos alimentos). 2. utilizados para manter baixos os contaminantes (impedindo o crescimento de microrganismos e produção de toxina). 3. Utilizado para evitar contamnação durante e após a elaboração. Na prática, a combinação de duas ou mais dessas tecnologias é usada para atingir o objetivo desejado. Por exemplo, o leite cru é pasteurizado para torná-lo mais seguro e embalado assepticamente para evitar a recontaminação. As tecnologias geralmente incluem aquelas que usam tratamentos físicos (por exemplo, calor ou congelamento); aquelas que usam substâncias químicas (sal como conservante). No primeiro, os alimentos permanecem seguros enquanto os patógenos são mantidos sob controle e nenhuma contaminação ocorre após o processo. Neste último caso, o controle de contaminantes é eficaz enquanto agentes químicos permanecerem ativos nos alimentos. Qualquer consideração sobre o papel que as tecnologias de alimentos desempenham na proteção de alimentos também deve levar em consideração as técnicas de análise e identificação de alimentos, patógenos ou toxinas químicas. O progresso alcançado na tecnologia de alimentos e na proteção de produtos alimentícios seria impossível sem os avanços nas técnicas de análise de alimentos. Considerando que o espectro de tecnologias envolvidas na garantia da qualidade dos alimentos é amplo, podemos citar alguns exemplos que servem para ilustrar o seu potencial na prevenção de doenças (pasteurização, esterilização, irradiação, congelamento, refrigeração, concentração, desidratação, aditivos alimenares, variações de pH ...). Podem-se citar algumas tecnologias para prevenir a recontaminação durante ou depois do processamento. • Embalagem (metal, papel ou plástico) – importante para evitar a contaminação dos alimentos após o processamento e durante o armazenamento. O sucesso final de muitas tecnologias de alimentos usadas para tornar os alimentos seguros depende das embalagens, e muitos produtos não podem ir ao TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 25 mercado sem uma embalagem adequada. • Desinfecção de equipamentos – medida essencial na produção industrial de alimentos e crucial na prevenção da contaminação de alimentos durante o procesamento. • Desenho equipamentos – um projeto higiênico do equipamento de processamento de alimentos é essencial para evitar a contaminação durante o processo de fabricação. Se o equipamento tiver um desenho inadequado, será difícil limpá-lo. A permanência de resíduos alimentares em sulcos e áreas mortas servirá como meio de cultura para a multiplicação de microrganismos. As doenças transmitidas por
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