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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 poralimentos apresentam risco importante à saúde. A maioria pode ser evitada pela aplicação adequada de tecnologias alimentares apropriadas. A importância em termos de utilidade e profundidade dessas tecnologias é, geralmente, desconhecida ou ignorada pelos consumidores e autoridades de saúde pública, e essa é a principal razão pela qual muitos casos de doenças e mortes continuam ocorrendo, que poderiam ser facilmente evitadas. Assim, é de extrema importância que os consumidores e pessoas que manipulam alimentos devem ser capacidadas com relação à aplicação segura das tecnologias alimentares (MOTARJEMI et al., 1995 RAHMAN, 2003). Portanto, a tecnologia de alimentos cobre extensa área de atividade, vai desde a escolha da matéria-prima e de seu processamento, acondicionamento, armazenamento e consumo NOTA Para cumprir as exigências de sua ampla ação, a tecnologia de alimentos necessitou buscar, em setores de diferentes ciências, ensinamentos e recursos de cada um deles, para aplicá-la em seu proveito. FIGURA 3 – ALICERCES DA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS FONTE: Adaptado de Nespolo et al. (2016) UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 26 Vamos conhecer a importância de cada uma das áreas. Biologia? No campo da Genética, foram abertas inúmeras perspectivas tanto na produção animal como vegetal. FONTE: <https://bit.ly/3g3yVaq>. Acesso em:23 jun. 2020. O campo da Microbiologia proporciona métodos para o controle dos microrganismos desejáveis e para eliminação daqueles que produzem a deterioração de alimentos ou aqueles denominados patogênicos, que causam doenças. FONTE: < https://bit.ly/2ZaLdHn >. Acesso em: 23 jun. 2020. No campo das Enzimas, presentes nos alimentos in natura e utilizadas amplamente no processamento de alimento pela sua ação excelente ação catalítica. FONTE: <https://bit.ly/2NuGAlV>. Acesso em: 23 jun. 2020. Química? No campo da Química analítica e Bioquímica, podem ser controladas as transformações que ocorrem desde a colheita, armazenamento da matéria-prima até as fases de processamento. FONTE: https://bit.ly/2NvNV51>. Acesso em: 23 jun. 2020. Engenharia de alimentos? No campo da Engenharia de Alimentos, a necessidade de conhecimentos relacionados as operações unitárias (transferência de calor, filtração, centrifugação, desidratação, destilação etc.) importantes para os tecnólogos de alimentos para compreender as fases de processamento da matéria-prima. FONTE: <https://bit.ly/2BdRnOT>. Acesso em: 23 jun. 2020. TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 27 Nutrição? O campo da Nutrição oferece base para conhecer as vantagens da presença de determinado nutriente nos alimentos, seus efeitos no organismo e suas interações. FONTE: <https://bit.ly/2BcrrTV>. Acesso em: 23 jun. 2020. O que determina a escolha de um método de conservação ou métodos combinados? Existem alguns parâmetros importantes a serem avaliados quando da escolha de um método de conservação em detrimento a outros ou sua combinação. Os alimentos diferem entre si quanto à maior ou menor suscetibilidade que apresentam ao desenvolvimento microbiano, apresentando, portanto, diferentes capacidades de conservabilidade. Essa diferença é devida a vários fatores, entre eles se encontra o teor de água, pH existente no alimento, disponibilidade de oxigênio e temperatura ideal. DICAS Vamos entender melhor de que forma estes parâmetros infuenciam no processamento e conservação do alimento ou produtos alimentícios. 8.1 FATORES QUE INTERFEREM NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS A conservação dos alimentos está diretamente ligada à capacidade de sobrevivência ou de multiplicação dos microrganismos nele presentes. Conhecendo as características do alimento, podemos predizer a flora microbiana que poderá se multiplicar. O conhecimento dos fatores que favorecem ou inibem a multiplicação dos microrganismos é essencial para compreender os princípios básicos, relacionado à composição dos alimentos. Os principais fatores que influenciam na atividade microbiana são o pH e acidez, atividade água (Aa), potencial oxidoredução, os nutrientes e a presença ou ausência de substâncias inibidoras. UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 28 8.1.1 Água A água é um dos fatores determinates para a conservação de um alimento e escolha do método de conservação, pois o conteúdo de água de um alimento está diretamente relacionado à composição do alimento, sua estabilidade e qualidade. Quando se estuda a fração da água nos alimentos, ela é representada pela umidade, permitindo classificar os alimentos em perecíveis, semiperecíveis e não perecíveis (GONÇALVES, 2012; SILVA, 2018), tendo em vista a resistência que esses alimentos podem apresentar contra as alterações causadas por microrganismos. Vamos entender as diferenças entre os grupos, segundo o teor de água. 8.1.1.1 Alimentos não perecíveis ou estáveis São aqueles que apresentam grande resistência ao ataque dos microrganismos por possuírem um teor de umidade baixo, menor que 12%. Estão incluídos dentro deste grupo: as farinhas, as leguminosas e o açúcar. 8.1.1.2 Alimentos semiperecíveis (semiestáveis) São aqueles que apresentam umidade entre 12% e 60%. Estão incluídos neste grupo algumas frutas e hortaliças, por exemplo: algumas variedades de maçã, batata, nabo, cenoura e cebola. Estes alimentos são menos suculentos e embora tenham bastante água, está firmemente retida no interior pelo tecido envoltório de proteção (casca) que se rompido por qualquer meio, torná-los tão vulneráveis quanto aos do primeiro grupo. Portanto, podem permanecer inalterados por longo período de tempo, desde que sejam apropriadamente manipulados e armazenados. 8.1.1.3 Alimentos perecíveis (não estáveis) São aqueles que contêm um elevado teor de água, superior a 60%, geralmente entre 75 e 90%, constituindo-se o grupo que se altera rapidamente. Para evitar que isso aconteça, torna-se necessário o emprego de métodos de conservação específicos Neste grupo, encontram-se muitos alimentos de consumo diário, por exemplo: carnes, pescados, ovos, leite, certas frutas e hortaliças. As frutas que estão enquadradas neste grupo são suculentas e moles, enquanto as hortaliças são as de folha e alguns brotos novos (CARVALHO; ABREU, 1999; EVANGELISTA, 2009). TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 29 Além de conhecermos o conteúdo de água de um alimento, uma maneira de controlar o processo de deterioração dos alimentos, é conhecer a atividade de água (SILVA, 2018). A disponibiloidade da água para a atividade microbiológica, enzimática e química é que determina a vida de prateleira de uma alimento, medida pela atividade de água (Aa) do alimento, também conhecida como pressão de vapor relativa. Podemos dizer que a atividade de água está relacionada à água livre do alimento, que favorece o desenvolvimento de microrganismos, bem como reações químicas e enzimáticas. Assim, podemos afirmar que a atividade de água é a melhor medida quando comparada ao teor de umidade (MELO FILHO; VASCONCELOS, 2011). • Cada alimento apresenta um conteúdo de água que está representado pelo percentual (%) de água presente. • A estabilidade esta diretamente relacionada à quantidade de água presente no alimento. Quanto maior o teor de água livre, menor a estabilidade do produto (GONÇALVES, 2012). • A qualidade relacionada ao conteúdo de água é determinada pela estabilidade do produto, por exemplo, os grãos são classificados em relação aos seus conteúdo de água e, portanto, sua estabilidade. IMPORTANT E Os exemplos de operações unitárias que permitem a redução da disponibilidade de água em alimentos incluem: evaporação, desidratação, cozimento(FELLOWS, 2019). A maioria dos alimentos frescos, antes de serem submetidos a qualquer tipo de tratamento, apresentam atividade de água (Aa) superior a 0,95. Como regra geral, as bactérias necessitam de valores de atividade de água superiores aos valores requeridos pelos bolores e pelas leveduras (SILVA, 2000). UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 30 TABELA 1 – VALORES MÍNIMOS DE ATIVIDADE ÁGUA (AA) PARA O CRESCIMENTO DE BACTÉRIAS, BOLORES E LEVEDURAS Microrganismo Aa mínima Microrganismo Aa mínima Bacteria deteriorantes Bactérias patogênicas Moraxella spp 0,96-0,98 Salmonella spp 0,95 Aeromonas spp 0,95-0,98 Vibrio parahaemolyticus 0,94 Flavobacterium spp 0,95-0,98 Bacillus cereus 0,92-0,95 Enterobacter aerogenes 0,94 S.aureus (crescimento) 0,83 Lactobacillus plantarum 0,94 S.aureus (produção toxina) 0,93 Lactobacillus spp 0,90-0,94 Clostridium perfringens 0,95 Leuconostoc spp 0,96-0,98 C.botulinium A (crescimento) 0,94 Microbacterium spp 0,94 C. botulinium B (produção toxina) 0,94 Leveduras Bolores Sacharomyces rouxii 0,62 Aspergillus niger 0,77 Sacharomyces cerevisiae 0,90 Aspergillus restrictus 0,75 Debaryomyces hansenii 0,83 Penicillum citrinum 0,80 Zygosaccharomyces bailii 0,80 Penicillum expansum 0,83 Rhodotorula spp 0,89-0,92 Rhizopus nigricans 0,93 FONTE: Adaptado Silva (2000) 8.2 POTENCIAL HIDROGENIÔNICO (PH) A concentração hidrogeniônica que determina o pH dos alimentos é um dos principais fatores que exercem influência sobre o crescimento, sobrevivência ou, até mesmo, a destruição de microrganismos que se encontram presentes. O pH mede a concentração de H+ de um alimento ou solução e é geralmente representado pela equação: pH = log 1/[ H+ ]. A escala de pH varia de 0 a 14, sendo 7 o valor que expressa a neutralidade. Valores menores da escala indicam uma dissolução ácida e valores superiores indicam uma dissolução alcalina. O pH é uma escala logarítmica, não linear, portanto, um pH 3,0 é 10 vezes mais ácido que um pH 4,0. TÓPICO 1 — CONSTITUINTES DOS ALIMENTOS E FUNÇÃO QUE DESEMPENHAM NO ORGANISMO 31 TABELA 2 – FAIXA DE PH APROXIMADO PARA O CRESCIMENTO DE ALGUNS MICRORGANIS- MOS ENCONTRADOS EM ALIMENTOS Microrganismo Faixa pH Microrganismo Faixa pH Bolores 0,2-11 Yersinia enterocolitica 4,5-9,0 Leveduras 1,5-8,5 Clostridium botullinum 4,8-8,2 Bactérias láticas 3,2-10,5 Bacillus cereus 4,8-9,2 Staphylococcus aureus 4,0-9,9 C. perfringens 5,5-8,5 Salmonella spp 4,1-9,0 Campylobacter spp 5,8-9,0 Escherichia coli 4,3-9,0 Vibrio spp 6,2-9,0 FONTE: Adaptado Silva (2000) Tomando como base o pH de um determinado alimento é possível avaliar sua microbiota predominante, o potencial e a provável natureza dos processos de deterioração a que poderá sofrer, como também o tipo e a intensidade do processo térmico a que deve ser submetido. Portanto, com o objetivo de evitar a aplicação nos alimentos de processos térmicos superiores ou inferiores aos necessários, de acordo com o pH, os alimentos foram classificados em três grupos: 1. Alimentos de baixa acidez: alimentos que apresentam pH superior a 4,5; 2. Alimentos ácidos: alimentos que apresentam pH entre 4,0 e 4,5; 3. Alimentos muito ácidos: alimento que apresentam pH inferior a 4,0. Os alimentos mais ácidos conservam-se melhor, enquanto que os menos ácidos são mais perecíveis. 8.3 POTENCIAL OXIRREDUÇÃO (EH) O potencial de óxido-redução pode ser definido como a capacidade de certos substratos em ganhar ou perder elétrons. O elemento que perde um PH < 4,5 é o divisor em termos de controle do crescimento microbiano e escolha de um método de conservação, pois, além de propiciar um meio onde a maioria dos microrganismos patogênicos não se desenvolve, impede o desenvolvimento do esporo do Clostridium botulinum. O C. botulinium é um microrganismo patogênico que tem como característica uma forma esporulada, resistente a temperaturas abaixo de 1000 ºC, e pH ≥ 4,5. ATENCAO UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 32 elétron é denominado oxidado e o que ganha, reduzido. Quanto mais oxidado um composto mais positivo; e quanto mais reduzido, mais negativo é o potencial. O oxigênio e o dióxido de carbono são os principais gases que afetam o crescimento bacteriano. De acordo com a resposta ao oxigênio gasoso, as bactérias são divididas em quatro grupos fisiológicos: 1. Bactérias aeróbias: crescem na presença de oxigênio (Eh+ +350 a +500mV) – bolores, leveduras e muitas bactérias. 2. Bactérias anaeróbias: crescem na ausência de oxigênio livre (Eh – 150 mV) – C. botulinum, bactérias deteriorantes, C. perfringens. 3. Bactérias facultativas: crescem tanto na presença quanto na ausência de oxigênio livre (Eh +100 a +300mV) – leveduras fermentadoras, enterobactéria, estafilococos. 4. Bactérias microaerófilas: crescem na presença de quantidades pequenas de oxigênio (não superior a 21%). Exemplo: Campylobacter jejuni, lactobacillus. 8.4 TEMPERATURA A temperatura na qual uma espécie de microrganismo cresce mais rapidamente é a temperatura ótima de crescimento. As bactérias podem ser divididas em três grupos, de acordo com a variação de temperatura na qual crescem melhor: • Psicrófilos: bactérias que crescem a baixas temperaturas. ᵒ Crescem melhor em temperaturas de 15 a 20 ᵒC, embora possam crescer a temperaturas mais baixas. • Mesófilos: bactérias que crescem a temperaturas moderadas. ᵒ A maioria dos microrganismos são mesófilos, crescendo melhor a temperaturas que variam de 25 a 40 ᵒC. Microrganismos patogênicos para o homem crescem melhor em torno da temperatura corporal, 37 ᵒC. • Termófilos: bactérias que crescem a altas temperaturas. A maioria dos termófilos cresce à temperatura em torno de 45 a 80 ᵒC, mas crescem melhor entre 50 a 60 ᵒC (fervura não é efetivo para sua destruição). Além dos fatores umidade, pH, potencial oxirredução e temperatura, também é importante para a alteração dos alimentos as enzimas do próprio alimento, as enzimas dos microrganismos, os insetos, ácaros etc. IMPORTANT E 33 Neste tópico, você aprendeu que: • A conservação de alimentos compreende ações tomadas a fim de manter os alimentos com suas propriedades desejadas durante o maior tempo possível, constituindo-se o núcleo central da tecnologia de alimentos. • A tecnologia de alimentos destina-se a converter as matérias-primas simples e complexas em produtos alimentícios que aumentem o tempo de prateleira, mantenha suas características organolépticas e nutricionais, vitais na prevenção da desnutrição e da fome, constituindo-se indispensáveis para a segurança alimentar. • A Tecnologia de Alimentos cobre extensa área de atividade, vai desde a escolha da matéria-prima e de seu processamento, acondicionamento, armazenamento e consumo. • Para cumprir as exigências de sua ampla ação, a tecnologia de alimentos está alicerçada em setores de outras ciências, dentre eles: biologia, química, engenharia de alimentos e a nutrição, utilizando-se de ensinamentos e recursos de cada uma destas ciências, para aplicá-la em seu proveito. • Os alimentos diferem entre si quanto à maior ou menor suscetibilidade ao desenvolvimento microbiano. Essa diferença é devido a vários fatores: teor de água, pH do alimento, disponibilidade de oxigênio, temperatura etc. RESUMO DO TÓPICO 1 34 1 De acordo com o Guia Alimentar para a População Brasileira (2014), uma alimentação adequada e saudável é aquela que: a) ( ) Exclui alimentos processados da dieta. b) ( ) Deriva de um sistema alimentar social e ambientalmente sustentável. c) ( ) Orienta consumir exclusivamente alimentos ultraprocessados. d) ( ) Elimina óleos, gorduras e açúcar da dieta. 2 Considerando a classificação dos alimentos, segundo o Guia Alimentar da População Brasileira de 2014, relacione o alimento comseu grau de processamento. AUTOATIVIDADE I- Alimento in natura. II- Alimento minimamente processado. III- Alimento processado. IV- Alimento ultraprocessados. A – Pipoca bilu. B – Milho congelado. C – Milho enlatado. D – Espiga de milho. Assinale a alternativa que representa a relação correta: a) ( ) I – C; II – B; III – D; IV – A. b) ( ) I – D; II – C; III – A; IV – B. c) ( ) I – C; II – A; III – B; IV – D. d) ( ) I – D; II – B; III – C; IV – A. 3 Cada nutriente cumpre com uma função dentro do nosso organismo, porém, é indispensável a presença de todos na alimentação diária. Diante do exposto, quanto à função que desempenham no organismo, assinale qual das alternativas abaixo está INCORRETA. a) ( ) Pães, massas, óleos são alimentos energéticos, pois funcionam como verdadeiro combustível para o organismo. b) ( ) Frutas são alimentos reguladores, pois permitem o estímulo e o controle das trocas e processos nutritivos do organismo, ou seja, participam da liberação de energia dos nutrientes. c) ( ) Apenas os produtos de origem animal (carne, ovos, leite e derivados) são alimentos classificados como plásticos ou construtores, responsáveis pela formação, renovação e reparação do tecido. d) ( ) Carnes, leguminosas e produtos derivados do leite são alimentos classificados como plásticos ou construtores, pois sua função principal é fornecimento de elementos indispensáveis para a formação de novos tecidos, renovação e reparação. 35 4 Relacione as colunas I- Carboidrato que contém mais de 10 unidades de monossacarídeos. II- Um dissacarídeo composto de duas unidades de glicose. III- Um açúcar incapaz de ser hidrolisado em uma forma mais simples. IV- O principal monossacarídeo no sangue e importante fonte de energia para os organismos vivos; abundante em frutas, xarope de milho, mel etc. V- Carboidrato estrutural em vegetais que não é digerido no trato digestivo de humanos. ( ) Maltose. ( ) Monossacarídeo. ( ) Glicose. ( ) Celulose. ( ) Polissacarídeo. Assinale a alternativa que apresenta a sequência lógica: a) ( ) II – IV – III – V – I. b) ( ) II – III – IV – V – I. c) ( ) I – IV – III – V – II. d) ( ) I – III – IV – V – II. 5 Os macronutrientes presentes nos alimentos diferenciam-se por suas características. Considerando esta afirmação, analise os itens a seguir e assinale a alternativa INCORRETA. a) ( ) Polissacarídeos são carboidratos formados por muitas unidades de monossacarídeos, dentre eles, podemos citar o amido, celulose e pectina. b) ( ) As proteínas são formadas por uma combinação de 20 aminoácidos em diferentes proporções. c) ( ) Os ácidos graxos essenciais são poli-insaturados que não podem ser sintetizados pelo organismo, portanto, devem ser incluídos na dieta diariamente. d) ( ) Dentre os dissacarídeos, podemos citar a lactose que é formada por uma molécula de frutose e outra de glicose. 6 Relacione as colunas: I- Um ácido graxo que não tem duplas ligações. II- O processo de adicionar hidrogênios a ácidos graxos insaturados para aumentar a saturação e estabilidade. III- Ácido graxo que contém pelo menos duas duplas ligações. IV- Ácido graxo que o organismo necessita, mas que não pode ser sintetizado por si mesmo, devendo ser ingerido com a alimentação. V- Ácido graxo que contém uma dupla ligação. 36 ( ) Hidrogenação. ( ) Ácido graxo essencial. ( ) Ácido graxo saturado. ( ) Ácido graxo monoinsaturado. ( ) Ácido graxo poliinsaturado. Assinale a alternativa que apresenta a sequência lógica a) ( ) II – IV – I – III – V. b) ( ) III –V – I – IV – II. c) ( ) III – IV – I – V – II. d) ( ) II – IV – I – V – III. 7 Em relação ao valor nutritivo de uma proteína, é correto afirmar que: a) ( ) As proteínas de origem animal apresentam balanço de aminoácidos essenciais semelhantes as proteínas de origem vegetal. b) ( ) Todas as proteínas componentes dos alimentos normalmente ingeridos pelos seres humanos contêm todos os aminoácidos essenciais. c) ( ) As proteínas de origem animal são consideradas incompletas, pois as quantidades de aminoácidos essenciais não suprem a necessidade do organismo. d) ( ) A mistura de cereais e leguminosas tem o mesmo valor nutricional quando comparadas com as proteínas de origem animal. 8 As substâncias usadas pelo organismo humano como fonte primária de energia e como principal reserva energética, são: a) ( ) Lipídeos e proteínas. b) ( ) Carboidratos e lipídeos. c) ( ) Carboidratos e proteínas. d) ( ) Lipídeos e vitaminas. 9 Qual é o constituinte do alimento necessário para manter as funções normais do organismo. a) ( ) Nutriente. b) ( ) Nutrição. c) ( ) Micronutriente. d) ( ) Dieta. 10 Como se denomina o processo utilizado pela indústria de alimentos para transformar um óleo em outro produto? a) ( ) Rancificação oxidativa. b) ( ) Isomerização. c) ( ) Hidrogenação. d) ( ) Gordura trans. 37 11 Quais os objetivos principais da tecnologia de alimentos em relação à proteção à saúde do consumidor? 12 Em termos socioeconômicos, qual é a importância da tecnologia de alimentos? 13 Cite pelo menos cinco tecnologias empregadas para garantir a qualidade dos alimentos e prolongar a vida de prateleira. 14 Cite algumas tecnologias empregadas para prevenir a recontaminação dos alimentos? Justifique? 15 Como podemos definir segurança alimentar? Qual é a importância da tecnologia em relação à segurança alimentar? 38 39 TÓPICO 2 — UNIDADE 1 ALTERAÇÕES DOS ALIMENTOS 1 INTRODUÇÃO Os alimentos, de um modo geral, estão sujeitos a sofrer alterações, decompondo-se ou deteriorando-se quando não consumidos logo após a colheita e/ou abate, caso não sejam aplicados os princípios da tecnologia de alimentos visando a sua preservação. De um modo geral, as alterações são todas as mudanças que tornam o alimento indesejável ou inadequado a sua ingestão (CARVALHO; ABREU, 1999; DAMODARAN, PARKIN, 2019; EVANGELISTA, 2009). As pequenas e grandes alterações refletem-se, diretamente, sobre: 2 CAUSAS DAS ALTERAÇÕES DOS ALIMENTOS Os alimentos in natura estão em contato com o ambiente e, são passíveis de sofrer uma série de alterações por fatores de natureza biológica, química e física. Estas transformações vão depender das características intrínsecas dos alimentos, bem como dos fatores extrínsecos do ambiente (MELLO et al., 2018). Os alimentos de origem animal, devido aos nutrientes que contém e a elevada atividade de água (Aa) são produtos altamente perecíveis, sendo os microrganismos os principais agentes de alteração. Além dos microrganismos, os alimentos podem se alterar pela ação enzimática (autocatalítica) e química (auto-oxidação, escurecimento não enzimático). Outras causas que levam a alterações são o ataque por insetos e roedores, causas mecânicas e climáticas (ORDÓÑEZ et al., 2005). Agora estaremos detalhando as principais causas de interações que levam as alterações nos alimentos. Características sensoriais Composição Química Estado físico Estado de sanidade Valor Nutritivo dos alimentos 40 UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 2.1 CRESCIMENTO E ATIVIDADE MICROBIANA De maneira geral são considerados microrganismos os fungos ou bolores, leveduras, bactérias, fagos e protozoários. O tipo de alteração microbiana dos alimentos depende da classe e número de microrganismos presentes e do meio ambiente. A contaminação aumenta a carga microbiana do alimento, podendo adicionar outros tipos de microrganismos. Por exemplo: a água de lavagem da manteiga pode conter bactérias de putrefação superficial, por outro lado, as máquinas de uma fábrica podem contaminar os alimentos durante sua elaboração com microrganismos prejudiciais. As alterações que os microrganismosocasionam nos alimentos são: fermentação, putrefação, alteração da aparência, ranço cetônico e produção de micotoxinas. 2.1.1 Fermentação A fermentação é a decomposição de glicídios pela ação de microrganismos, com desprendimento ou não de gases (embora raramente de mau cheiro), formando produtos modificados, muitas vezes deteriorados, porém não tóxicos. 2.1.2 Putrefação A putrefação é a decomposição anaeróbica de substâncias nitrogenadas com desprendimento de gases (de mau cheiro), produzindo substâncias deterioradas e muitas vezes com produção de toxinas. 2.1.3 Alterações de aparência As alterações de aparência se caracterizam pelo desenvolvimento de microrganismos sobre os alimentos, sem, aparentemente, causar outra alteração específica, a não ser sob o ponto de vista estético (atratividade), modificando-os na sua aparência e, consequentemente, tornando-os indesejáveis para o consumo. 2.1.4 Ranço cetônico Os óleos e gorduras contendo mais de 3% de água oferecem boas condições para o desenvolvimento de certos microrganismos, Aspergillus niger, penicillium glaucum, entre outros. Por isso a conservação das gorduras em atmosfera úmida, torna possível o desenvolvimento microbiano na superfície, com consequente ataque de ácidos graxos com menos de 14 átomos de carbono, formação de metilcetonas, que TÓPICO 2 — ALTERAÇÕES DOS ALIMENTOS 41 resultam em odor muito forte e desagradável. 2.1.5 Produção de micotoxinas São metabólitos tóxicos produzidos por fungos infestantes que podem passar à circulação do hospedeiro animal ou vegetal, afetando órgãos distantes e distintos do local de crescimento do fungo, capazes de induzirem efeitos carcinogênicos, hepatotóxicos e mutagênicos. Sabe-se, atualmente, que cerca de 30% de todos os produtos agrícolas produzidos no mundo estão contaminados com alguma micotoxina (FREIRE et al., 2007). Exemplos: • Aflotoxinas – produzidas por cepas de Aspergillus flavus. • Ergotismo – Claviceps purpúrea. • Aleucia tóxica alimentar (ATA) – Fucsarium sporotrichioides, F. poae, F. lateratium. • Ocratoxina A – Aspergillus ochraceus. 2.2 AÇÃO DAS ENZIMAS PRESENTES NOS ALIMENTOS As alterações dos alimentos produzem, como consequência, o desenvolvimento microbiano de um lado e a atividade enzimática do outro. As enzimas são proteínas, presente no próprio alimento, que apresentam a extraordinária capacidade de catalisar reações químicas. Entre as enzimas mais importantes podemos citar: • glicosidase: amilases, invertases e lactase; • enzimas pécticas: pectinesterase e poligalactorunase; • esterases: fosfatase e lipase; • proteolíticas: pepsina, quimiotripsina, papaína, bromelina, renina, carboxipeptidase; • oxidases: catalase, peroxidase, polifenoloxidase, glucose oxidase, lipoxidase. Entre as alterações químicas enzimáticas que ocorrem nos alimentos, uma das mais importantes é o escurecimento enzimático, que pode ocorrer em certas frutas e hortaliças como maçã, pera, banana, batatinha etc. Outras frutas não apresentam este fenômeno, por não conterem a enzima e/ou o substrato exigido, é o caso do abacaxi, tomate, laranja. 2.2.1 Escurecimento enzimático O escurecimento enzimático é devido a uma oxidação enzimática que transforma derivados do catecol em ortoquinonas, as quais sofrem uma polimerização (de natureza não enzimática) para dar origem a polímeros de cor escura conhecidos genericamente de melanoidinas. 42 UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 2.2.1.1 Polifenoloxidase O grupo de enzimas responsáveis pelo escurecimento enzimático recebe o nome genérico de polifenoloxidases, também denominadas fenolases, catecolase ou polifenolases, tem o cobre como grupo prostético (CLEMENTE; PASTORE, 1998; ZANATTA; ZOTARELLI; CLEMENTE, 2006). As enzimas peroxidase e polifenoloxidase são responsáveis pelo escurecimento em frutas, vegetais e seus produtos processados, por isso o controle das atividades destas enzimas é de grande importância durante a transformação de matérias-primas para a obtenção de produtos processados na tecnologia de alimentos (CLEMENTE; PASTORE, 1998), uma vez que a continuidade da atividade enzimática pode ocasionar mudança na cor, variações de aroma, alterações do valor nutricional (redução teor de vitaminas), além de modificações da textura (ZANATTA; ZOTARELLI; CLEMENTE, 2006; CLEMENTE; PASTORE, 1998). Estas enzimas, na presença do oxigênio, atuam sobre os compostos fenólicos oxidando-os e levando ao aparecimento de substâncias coloridas, num processo denominado escurecimento enzimático. Quando não há exposição do substrato fenólico, ou seja, quando se conservam intactas as células do vegetal e separadas das polifenoloxidases, o processo de escurecimento não se verifica. Quando, por compressão ou esmagamento (extração de sucos), as células se rompem e entram em contato com o oxigênio, pela ação da polifenoloxidase ocorre a oxidação e, consequentemente, o processo de escurecimento. A polifenoloxidase tem seu pH ativo entre 5 e 7, tornando-se irreversivelmente inativada, quando o pH chega próximo de 3; também se torna inativada pela ligação com o cobre. Há vários processos para impedir o escurecimento: aplicação de calor, uso de dióxido de enxofre e sulfitos, retirada de oxigênio (vácuo, imersão dos tecidos na salmoura ou calda de açúcar). QUADRO 3 – ENZIMAS E REAÇÕES PROVOCADAS POR ELAS Enzima Características Lipoxidase Ranço lipolítico: alteração desencadeada por esta enzima produzindo que formam odor e aromas desagradáveis em óleos e gorduras. Lipase Hidrolisam as ligações ésteres de triglicerídeos, liberando ácidos graxos livres resultando em acidez em óleos e gorduras. Pectinase Atuam sobre ligações glicosídicas do tipo 1-4, entre unidades de ácido galacturônico. Atuam sobre a pectina influenciando na textura de alimentos (maçã, uva, banana, morango.) TÓPICO 2 — ALTERAÇÕES DOS ALIMENTOS 43 Papaina Extraída do látex dos frutos do mamoeiro. Enzima proteolítica utilizada como amaciante de carnes. Renina Extraída do estômago de bezerros, usada na elaboração de queijos. Ivertase Atua sobre a sacarose transformando-a em uma mistura de açúcares redutores resultando no xarope de glicose-frutose, conhecido como açúcar invertido. Amilase São capazes de hidrolisar ligações glicosídicas, presentes no amido, glicogênio e sacarídeos derivados, utilizado para a produção de xaropes de glicose. FONTE: Adaptado de Koblitz (2008) e Evangelista (2009) 2.2.1.2 Consequências nutricionais das reações enzimáticas Além das alterações de cor, odor e sabor, as quinonas produzidas pela reação enzimática podem se complexar com aminoácidos essenciais, como a lisina, histidina, triptofano, entre outros, alterando o valor nutricional de uma proteína. 2.3 ALTERAÇÕES QUÍMICAS NÃO ENZIMÁTICAS Durante o processamento ou armazenamento de diversos alimentos, ou em ambos, podem ocorrer, com maior ou menor intensidade, reações que independem da ação catalítica de enzimas. Entre as principais estão o ranço oxidativo e o escurecimento químico dos alimentos. 2.3.1 Ranço oxidativo Rancificação oxidativa é a alteração da matéria graxa por oxidação espontânea, intimamente ligada à presença de ácidos graxos insaturados. No ranço oxidativo, as cadeias insaturadas dos ácidos graxos poderão romper- se originando diversos compostos carbonilados de peso molecular baixo e responsáveis pelo odor desagradável dos produtos rançosos. Este tipo de reação é acelerado pelo oxigênio, luz (especialmente a UV), temperatura, metais (especialmente Cu e Fe), bem como pela presença de oxidantes naturais como a clorofila (ARAÚJO, 1999; EVANGELISTA, 2009). 44UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES No mecanismo de auto-oxidação ocorrem reações em cadeia que podem ser separadas em três categorias ou estágios denominados de início, propagação e término. QUADRO 4 – ETAPAS DO PROCESSO DE RANCIFICAÇÃO OXIDATIVA FONTE: Adaptado Araújo (1999), Damodaran e Parkin (2019) A seguir estão relacionados alguns mecanismos que podem ser utilizados durante o processamento ou armazenamento dos produtos alimentícios como forma de retardar o processo de rancificação oxidativa. 1. Energia: • Evitar ação: luz (embalagens, armazenamento escuro, desativadores de UV), calor (temperaturas baixas no processamento e na estocagem). 2. Metais: aceleram o processo de oxidação e formação de hidroperóxidos. • Eliminar do processo: utilizar quelantes: ácidos cítricos, tartárico, fosfórico (seus sais e ésteres), EDTA. 3. Oxigênio: • Excluir o ar: embalagens de baixa permeabilidade, vácuo ou com atmosfera de nitrogênio. • Uso de sequestrantes: ácido ascórbico; absorvedores de oxigênio. • Uso de antioxidantes: tocoferol, BHT, BHA, ácido ascórbico e seus sais etc. A produção de óleos e gorduras com alta estabilidade deve ser uma meta constante, pois é possível aumentar a estabilidade mediante a aplicação de práticas simples e de baixo custo, como: TÓPICO 2 — ALTERAÇÕES DOS ALIMENTOS 45 • utilização de baixas temperaturas no processamento e estocagem; • redução do acesso de ar (oxigênio); • retenção máxima de antioxidantes naturais; • implementar boas práticas de fabricação. 2.4 ESCURECIMENTO QUÍMICO “BROWING” As reações de escurecimento não enzimático em alimentos estão associadas ao aquecimento e armazenamento, que podem ocorrer através das reações de Maillard, oxidação do ácido ascórbico ou caramelização. Escurecimento químico é o nome que se dá a uma série de reações químicas que culminam com a formação de pigmentos escuros conhecidos com o nome de melanoidinas. As melanoidinas são polímeros insaturados coloridos de variada composição. As reações de escurecimento não enzimático, além de produzirem flavor agradável, aroma e coloração, em certas condições podem formar coloração e flavor indesejáveis e alterar a qualidade do alimento durante o processamento e armazenamento. Essas reações representam perda significativa de certos aminoácidos (lisina, arginina histidina e triptofano), diminuição da digestibilidade da proteína e, portanto, redução do valor. Em alguns produtos, a reação é desejável quando leva à melhoria da aparência e do flavor, como no caso da fabricação de cerveja, pão, café torrado, batata frita, peixe assado e caramelo. Em outros casos o escurecimento é indesejável, como no leite e derivados, sucos concentrados de frutas (especialmente limão), vegetais, produtos desidratados, ovo em pó, entre outros. 2.4.1 Reação de Maillard Envolve uma série de reações que se iniciam com a combinação entre grupamentos carbonila de um aldeído ou cetona ou açúcar redutor com o grupamento amino de um aminoácido, peptídeo ou proteína, formando depois a chamada base de Schiff, sofrendo o rearranjo de Amadori (isomerização da aldosilamina n-substituída), a degradação de Strecker (perda CO2) e culminando com a formação de pigmentos escuros denominados melanoidinas (DAMODARAN, PARKIN, 2019; EVANGELISTA, 2009). Aproveite para ler Os tipos e os efeitos da rancidez oxidativa em alimentos. Disponível em: https://revista-fi.com.br/upload_ arquivos/201606/2016060396904001464897555.pdf. DICAS 46 UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES A ocorrência da reação em alimentos depende de vários fatores: temperaturas elevadas (acima de 40 ºC), atividade de água na faixa de 0,4 a 0,7, pH na faixa de 6 a 8 (preferencialmente alcalino), umidade relativa de 30% a 70%, presença de íons metálicos de transição como Cu e Fe, que podem catalisar a reação (KWAK; LIM, 2004). A Reação de Maillard nos alimentos confere atributos sensoriais fundamentais para a aceitação de alimentos termicamente processados, devido à geração de compostos voláteis, responsáveis pelo aroma e sabor chamados de aldeídos e cetonas, bem como pela cor característica das melanoidinas e textura. Por outro lado, pode originar compostos que são adversos à saúde humana, como a acroleína e as aminas heterocíclicas aromáticas (SHIBAO; BASTOS, 2011). Os resultados publicados da revisão dos autores Shibao e Bastos (2011) apontam que produtos carbonílicos intermediários da reação de Maillard e da peroxidação reagem facilmente com agrupamentos aminas de proteínas e ácidos nucleicos, levando a modificações biológicas que podem resultar em complicações observadas no diabetes, aterosclerose e doenças neurodegenerativas. A reação de Maillard ocorre também nos organismos vivos, sendo, nesse caso, denominada "glicação". A identificação da hemoglobina glicada em pacientes diabéticos foi o marco para os estudos desse processo no organismo e suas implicações para a saúde. A reação pode ocorrer, in vivo, pela via do estresse carbonílico, na qual a oxidação de lipídeos ou de açúcares gera compostos dicarbonílicos intermediários altamente reativos (BARBOSA; OLIVEIRA, 2009; MONNIER, 2005). A reação de Maillard pode ser indesejável, pois além do escurecimento, reduz a digestibilidade da proteína, inibe a ação de enzimas digestivas, destroem nutrientes como aminoácidos essenciais e ácido ascórbico e interfere no metabolismo de minerais, mediante à complexação com metais; além de compostos que podem ser tóxicos ao organismo como a acrilamida, composto mutagênico e potencial carcinógeno (SHIBAO; BASTOS, 2011; EVANGELISTA, 2009; ORDÓÑEZ et al., 2005). Em produtos à base de leite, os produtos da reação de Maillard levam às alterações das características organolépticas, como cor, sabor e textura. Por outro lado, dependendo do produto, esta reação pode trazer benefícios em relação às características organolépticas, reforçando a cor, sabor e aroma dos produtos (leite condensado, batata frita, carne assada, café etc.), além do interesse pelas propriedades antioxidantes de certas substâncias intermediárias que se formam (SHIBAO; BASTOS, 2011). 2.4.2 Mecanismo do ácido ascórbico A vitamina C encontrada em vegetais folhosos, legumes e frutas, é fundamental para a nutrição humana, devido aos efeitos conhecidos na prevenção e tratamento do escorbuto, a manutenção do ferro na fforma heme e participação da síntese de colágeno. TÓPICO 2 — ALTERAÇÕES DOS ALIMENTOS 47 É encontrada na forma de ácido L-ascórbico, o qual é a sua principal forma biologicamente ativa. A excepcional facilidade com que essa vitamina é oxidada faz com que ela funcione como um bom antioxidante: um composto que pode proteger outras espécies químicas de possíveis oxidações, fato este que a torna um excelente aditivo utilizado na agroindústria (PEREIRA, 2008). Devido a esta propriedade, o ácido ascórbico tem sido considerado responsável pelo escurecimento de sucos cítricos concentrados, principalmente os de limão e tangerina, com alterações da cor e sabor. A vitamina C oxida-se rapidamente em solução aquosa por processos enzimáticos e não enzimáticos, especialmente quando exposta ao ar, calor e à luz, resultando na formação de furaldeídos, compostos que polimerizam rapidamente, com formação de pigmentos escuros (ARAÚJO, 1999; PEREIRA, 2008). A reação pode ser acelerada na presença de íons metálicos (Cu++ e Fe+++) e atividade de água. Na ausência de catalisadores, o ácido ascórbico reage rapidamente com o oxigênio. 2.4.3 Caramelização Produto escuro formado pelo aquecimento de açúcares com ou sem a presença de água e catalisadores ácidos ou básicos. Tal como a reação de Maillard, obtém-se um pigmento de cor escura.Os produtos voláteis resultam da degradação sem intervenção de aminoácidos. As condições de seu preparo levam a admitir a ocorrência de reações de hidrólise, degradação e eliminação. Ocorre quando compostos polidoxicarbonilados (açúcares ou em alguns casos certos ácidos) são aquecidos à temperatura relativamente altas (abaixo de 200 ⁰C), provocando uma desidratação desses açúcares com a formação de aldeídos muito reativos. Dependendo do tempo e da presença de catalisadores, podem-se obter produtos com diferentes viscosidades e de diferentes poderes de coloração. O hidroximetilfurfural é, muitas vezes, um produto intermediário, sendo capaz de sofrer polimerização originando as melanoidinas. Devido ao seu alto poder de coloração o caramelo pode ser usado em pequena quantidade de modo que seu cheiro e sabor serão totalmente imperceptíveis no alimento. O produto escuro chamado caramelo resultante da reação de caramelização, é um corante não tóxico empregado em larga escala nos alimentos (DAMODARAN, PARKIN, 2019; FELLOWS, 2019; EVANGELISTA, 2009). Segundo a Anvisa (2015), os corantes caramelos são misturas complexas de componentes, elaborados a partir do aquecimento de carboidratos (como glicose ou frutose), com ou sem ácidos, substâncias alcalinas ou sais, sendo classificados de acordo com os reagentes usados na sua fabricação (Quadro 5). 48 UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES QUADRO 5 – CLASSIFICAÇÃO DO CORANTE CARAMELO DE ACORDO COM OS REAGENTES USADOS NA SUA FABRICAÇÃO Nome Fabricação Classe I: caramelo simples Preparado pelo aquecimento de carboidratos com ou sem substâncias ácidas ou alcalinas. Não são utilizados componentes de amônia. Caramelo II: caramelo sulfito cáustico Preparado pelo aquecimento de carboidratos com ou sem substâncias ácidas ou alcalinas, na presença de compostos sulfitos. Não são utilizados componentes de amônia. Classe III: caramelo de amônia Preparado pelo aquecimento de carboidratos com ou sem substâncias ácidas ou alcalinas, na presença de compostos de amônia. Não são utilizados componentes sulfitos. Classe IV: caramelo sulfito amônia Preparado pelo aquecimento de carboidratos com ou sem substâncias ácidas ou alcalinas, na presença de compostos de amônia e sulfitos. FONTE: Adaptado de Anvisa (2015) 2.4.4 Prevenção do escurecimento químico não enzimático Alguns métodos podem ser utilizados para prevenir o escurecimento não enzimático, dentre eles, podemos citar a refrigeração (retarda a velocidade da atividade enzimática; utilização de aditivos (sulfitos e bissulfitos reagem com os grupos carbonilados reduzindo a atividade enzimática; redução do pH, redução do conteúdo de açúcares redutores (elemento chave na reação de Maillard e caramelização). Caro acadêmico, sugerimos a leitura de: Esclarecimentos sobre a segurança de uso do corante Caramelo IV: processo sulfito amônia (INS 150d). Disponível em: http:// portal.anvisa.gov.br/documents/33916/388729/Informe_Tecnico_n_48_de_10_de_abril_ de_2012.pdf/18078a63-fbb0-42e9-b01a-b72601b5b159. DICAS TÓPICO 2 — ALTERAÇÕES DOS ALIMENTOS 49 2.5 INSETOS E ROEDORES Outro fator importante na alteração dos alimentos é a presença de insetos e roedores que podem alterar os alimentos, podendo, estes animais, consumir o alimento no todo ou em parte (infestação), bem como ser porta de entrada para os microrganismos. A seguir serão detalhados os riscos e as consequências do contato destes animais com os alimentos. 2.5.1 Insetos Grande número de insetos prejudica sob vários aspectos os alimentos, algumas variedades, além de depredarem o produto causando-lhe lesões físicas, podem também contaminá-los por microrganismos. Os insetos são importantes principalmente na destruição de cereais, frutas e hortaliças. Podem alterar os alimentos, os consumidos num todo ou em parte (infestação) ou indiretamente pela disseminação de doenças provocadas por microrganismos (moscas, baratas, vespas etc.). Os microrganismos transmitidos pelas moscas comuns e varejeiras são do grupo das salmonelas, bacilos desinteroides, Clostridium welchii. As baratas, em razão do seu olfato apurado, estão presente em locais úmidos ou onde são armazenados alimentos de sua escolha, quando atacados, estes alimentos estragam, ficando com o cheiro impregnado específico do inseto (EVANGELISTA, 2009). 2.5.2 Ratos Os ratos, ratazanas e camundongos, constituem a família dos roedores, que oferecem sérios prejuízos aos alimentos e produtos alimentícios, por torná-los fisicamente danificados e com focos de contaminação microbiana por meio de seus pelos, urina e fezes. Como abrigo os ratos utilizam buracos, vão de madeiramento entre forro e telhado, tubulações abandonadas, manilhas e ralos. Da mesma forma que os insetos, os roedores podem agir diretamente consumindo os alimentos, ou indiretamente pela disseminação de doenças (EVANGELISTA, 2009). 2.6 ALTERAÇÕES OCASIONADAS POR MUDANÇAS FÍSICAS São alterações encontradas em alimentos e produtos alimentícios com destruição de sua qualidade. Incluem-se os danos mecânicos que os alimentos podem sofrer: quebra, amassamento, cortes, queima, desidratação, congelamento, manuseio deficiente etc. Também o ar, a luz, a temperatura e outros agentes físicos podem causar alterações em certas características dos alimentos como a cor, sabor e aparência. 50 51 RESUMO DO TÓPICO 2 Neste tópico, você aprendeu que: • Os alimentos, de um modo geral, estão sujeitos a sofrer alterações, decompondo-se ou deteriorando-se quando não são consumidos logo após a colheita e/ou abate, caso não se utilize da tecnologia de alimentos. • As alterações são todas as mudanças que tornam o alimento indesejável ou inadequado a sua ingestão. • As pequenas e grandes alterações refletem-se, diretamente, sobre as características organolépticas, composição química, condições higiênicas e valor nutricional dos alimentos. • As alterações dos alimentos podem ser decorrentes do crescimento e atividade dos microrganismos; ação das enzimas presente nos alimentos animais e vegetais; reações químicas não enzimáticas; insetos e roedores; mudanças físicas, tais como as causadas por queimaduras, desidratação, pressão. • A importância de cada um desses agentes (microrganismos e suas enzimas, enzimas do próprio alimento, reações químicas não enzimáticas, insetos e roedores e agentes físicos) depende do alimento, principalmente de sua composição, entre outros fatores. • Insetos e roedores são os principais agentes responsáveis pelas perdas em grãos e cereais. • No caso de frutas e hortaliças, carne, leite e ovos são os microrganismos os principais agentes de alterações. 52 1 O que se entende por alteração de um alimento? 2 Quais são os principais fatores que influem na alteração dos alimentos durante o armazenamento? 3 O que são alterações biológicas, químicas e físicas. Exemplifique? 4 Concorde ou discorde da afirmação a seguir e justifique sua resposta: “podemos afirmar que a reação de Maillard é o mesmo que o processo de caramelização”. 5 Cite pontos positivos e negativos da reação de Maillard e caramelização. Exemplifique cada uma delas. 6 Por que os insetos e roedores estão inclusos dentre as alterações que ocorrem nos alimentos? Qual o prejuízo de sua presença nos locais onde são produzidos os produtos alimentícios? 7 Quais seriam algumas recomendações para retardar o processo químico não enzimático? 8 Por que alguns alimentos quando expostos ao oxigênio escurecem? Quais seriam as recomendações para evitar o escurecimento enzimático nos alimentos? 9 Qual a enzima usada na confecção de biscoitos para reduzir a quantidade de proteína da farinha de trigo? a) ( ) Amilase. b) () Protease. c) ( ) Celulase. d) ( ) Lipase. 10 Qual é o corante caramelo considerado pela Anvisa como corante caramelo natural? Justifique sua resposta. AUTOATIVIDADE 53 TÓPICO 3 — UNIDADE 1 PRINCÍPIOS GERAIS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS 1 INTRODUÇÃO A conservação de alimentos tem por objetivo oferecer ao indivíduo, alimentos e produtos alimentícios, não só dotados de qualidades nutritivas, organolépticas e de palatibilidade normais, mas também, isentos de microrganismos nocivos e suas toxinas. Por serem os alimentos, em sua maioria precíveis, para conservá-los por um período de tempo maior, existe a necessidade do uso de processos que diminuam a ação de agentes que provocam alteração dos alimentos. No passado a conservação de alimentos era realizada empiricamente, sem o conhecimento do que acontecia com a matéria-prima (alimento), observando- se somente as consequências desses fenômenos. Muitas técnicas empíricas de conservação sobrevivem até hoje, por exemplo, a secagem, defumação, o emprego do sal e vinagre. As ciências, ligadas à tecnologia de alimentos esclareceram como os processos de alteração se desenvolvem e quais são a formas e condições nas quais atuam cada agente dessa alteração. Estudou-se o efeito do calor, do frio, da desidratação e a influência do pH, sobre a atividade das enzimas e dos distintos microrganismos fixando as condições ótimas para sua inativação, compatíveis com a manutenção das características organolépticas e o valor nutritivo. Qual é o fundamento dos processos de conservação de alimentos? Os processos de conservação são baseados na eliminação total ou parcial dos agentes que alteram os produtos ou na modificação ou ainda supressão de um ou mais fatores essenciais, de modo que o meio se torne desfavorável a qualquer manifestação vital (microrganismos ou enzimas). Como regra geral, os melhores processos de conservação são aqueles que, garantindo uma satisfatória conservação, alterem menos as condições naturais dos produtos alimentícios. 2 PRINCÍPIOS EM QUE SE BASEIA A CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS A segurança dos alimentos é o primeiro requisito de qualquer alimento, ou seja, o alimento deve estar livre de qualquer substância química ou microbiológica 54 UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES prejudicial no momento de seu consumo. A conservação de alimentos se baseia na capacidade de eliminar, reduzir ou impedir a proliferação de microrganismos que possam estar presentes em alimentos, resultando em alterações das características organolépticas, nutricionais e sanitárias. Alguns microrganismos são deteriorantes, ou seja, podem alterar a textura, a cor e o sabor. Estes alimentos são rejeitados pelo consumidor, além das perdas que levam à redução da disponibilidade de alimentos. Diferente dos microrganismos deteriorantes, os microrganismos patogênicos não alteram as características organolépticas, porém são muito prejudicais à saúde. Sua presença nos alimentos pode levar às infecções e intoxicações alimentares com diferentes sintomatologias (diarreia, vômito e febre) que podem ocasionar até a morte quando não tratadas adequadamente. Portanto, a conservação dos alimentos tem por objetivo aumentar a disponibilidade e garantir alimentos seguros do ponto de vista sanitário, nutricional e em quantidade a atender a toda a população. Assim, para que os alimentos sejam conservados, deve-se impedir todo o tipo de alteração provocada por microrganismos. Fatores como disponibilidade de elementos nutritivos, a taxa de umidade, o pH, o oxigênio são fatores que condicionam o desenvolvimento e proliferação dos microrganismos sobre a matéria-prima e alimentos (CARVALHO; ABREU, 1999). A seguir, destaca-se alguns fatores que poderão prevenir ou atrasar a alteração dos alimentos. 2.1 PREVENÇÃO OU ATRASO DA DECOMPOSIÇÃO MICROBIANA A segurança dos alimentos é o primeiro requisito de qualquer alimento, ou seja, o alimento deve estar livre de qualquer substância química ou microbiológica prejudicial no momento de seu consumo. Os microrganismos têm grande importância e impacto em nossas vidas. Eles são fundamentais na obtenção de alguns produtos alimentícios, mas são também os principais responsáveis pela deterioração de grande parte dos alimentos (MELLO, 2017). A decomposição microbiana pode ser causada pela presença de bactérias, fungos e leveduras. As bactérias assumem papel relevante, por serem consideradas as principais causadoras de problemas de saúde, associado ao consumo de alimentos contaminados. São organismos procarióticos, unicelulares e patogênicos. Dentre as bactérias patogênicas que provocam as doenças transmitidas por alimentos (DTA’s), podemos citar Bacillus cereus, Clostridium botulinium, Escherichia coli, Salmonella ssp, Staphylococcus aureus. TÓPICO 3 — PRINCÍPIOS GERAIS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS 55 Os bolores são fungos pluricelulares que podem ser vistos a olho nu sobre o alimento. A maior preocupação relativa a esses microrganismos é sua capacidade de produção de micotoxinas, como as aflotoxinas, produzidas por espécies de Aspergillus ssp. As leveduras são fungos unicelulares de pequenas dimensões e, muitas vezes, associados aos casos benéficos na sua relação com os alimentos. Podem ser úteis quando utilizados através da fermentação alcoólica (vinho, cerveja), fermentação láctica (queijos), na fermentação de ácidos (cítrico). Contudo, podem intervir como agentes de contaminação e degradação de produtos alimentícios, principalmente aqueles acidificados, açucarados e alcoolizados levando a perdas por deterioração (MELLO et al., 2018). Assim, para a prevenção ou atraso da decomposição é recomendado: • Assepsia: processo com o objetivo de manter os alimentos livres de microrganis- mos. A lavagem e higienização da matéria-prima, equipamentos e ambiente são extremamente importantes para evitar o risco de contaminação. Para a garan- tia do processo de assepsia é importante conhecer a classe do microrganismo e quantidade presente (CARVALHO; ABREU, 1999; MELLO, 2017). • Eliminar os microrganismos já existentes: a filtração, centrifugação e sedimentação são alguns dos métodos para reduzir ou eliminar os microrganismos existente. A filtração: separa sólidos de líquidos, fazendo passar o fluido que contém as partículas em suspensão através do meio poroso (filtração); a centrifugação permite separar sólidos de líquidos ou líquidos imiscíveis pela ação de forças centrífugas que são geradas durante a rotação do material; a sedimentação, assim como a centrifugação, permite a separação de um sólido presente em um fluido ou de dois fluidos imiscíveis pela ação da gravidade (CARVALHO; ABREU, 1999; ORDÓÑEZ et al., 2005). • Utilizar-se de obstáculos para o crescimento e atividade microbiana: a utilização de métodos que alteram o meio para o desenvolvimento dos microrganismos, dentre eles, o emprego de baixas temperaturas, desidratação, condições anaeróbicas, conservadores químicos (CARVALHO; ABREU, 1999; ORDÓÑEZ et al., 2005). • Utilizar-se de obstáculos para destruir os microrganismos: métodos que atuam destruindo os microrganismos, dentre eles, o calor (branqueamento, pasteurização, esterilização) ou radiação (CARVALHO; ABREU, 1999; ORDÓÑEZ et al., 2005). 2.2 PREVENÇÃO OU ATRASO DA DECOMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOS As alterações dos alimentos produzem-se como consequência do desenvolvimento microbiano de um lado e da atividade enzimática do outro. As enzimas são proteínas presentes nos alimentos ou sintetizadas pelos organismos vivos com a finalidade de catalisar as reações bioquímicas, que não 56 UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES ocorreriam sobcondições fisiológicas normais, ou seja, sem a presença destes catalizadores biológicos. As vantagens de se utilizar enzimas na elaboração de alimentos decorrem de sua capacidade de catalisar determinadas reações devido a sua grande especificidade, sem causar reações secundárias. Algumas enzimas presentes nos alimentos são indesejáveis durante o processamento de alimentos, e, por isso, devem ser inativadas. Como outras proteínas, as enzimas podem ser facilmente desnaturadas de várias maneiras, principalmente pelo calor (CARVALHO; ABREU, 1999), mas também por agitação e alteração do pH. Por outro lado, as reações químicas não enzimáticas como o ranço oxidativo e o escurecimento químico dos alimentos também devem ser prevenidas ou retardadas. O ranço oxidativo pode ser prevenido ou retardado com redução da disponibilidade de oxigênio, luz, calor. As reações químicas não enzimáticas, também conhecidas como escurecimento químico não enzimático em alimentos, associadas ao aquecimento e armazenamento, como exemplos podemos citar a reação de maillard e a reação de ácido ascórbico. Estas reações que podem ser prevenidas ou retardadas utilizando antioxidantes, temperaturas baixas no processamento e refrigeração (CARVALHO; ABREU, 1999, ORDÓÑEZ et al., 2005). 2.3 PREVENÇÃO DAS LESÕES OCASIONADAS POR INSETOS, ANIMAIS SUPERIORES, CAUSAS MECÂNICAS ENTRE OUTRAS É de fundamental importância a conservação de alimentos com o objetivo de evitar sua alteração ou prolongar ao máximo a fase de latência e de aceleração da curva de crescimento. Algumas medidas podem ser tomadas, entre elas: a) procurar que chegue ao alimento o menor número de microrganismos; b) evitar contaminação por meio de microrganismos na fase ativa, presentes em equipamentos, recipientes e utensílios; c) criar condições desfavoráveis para o crescimento, como controle de temperatura, pH, inibidores microbianos ou métodos que tem ação direta sobre o microrganismo; d) evitar a quebra, desidratação, amassamento dos produtos tanto durante o processamento, armazenamneto e transporte; e) eliminar a presneça de insetos e roedores reduzindo o risco de infestação e contaminação dos alimentos, seja durante o processamento ou armazenamento. TÓPICO 3 — PRINCÍPIOS GERAIS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS 57 2.4 CARACTERÍSTICAS GERIAS DOS PROCESSOS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS Os processos de conservação visam ao cumprimento de metas que tendem a evitar alterações de alimentos, de origem microbiana, enzimática, física e química. A seguir, veremos como os processos de conservação se caracterizam, segundo o seu modo de agir. 2.4.1 Ação direta sobre os microrganismos Estes métodos de conservação que agem diretamente sobre o microrganismos tem como objetivo destruir os microrganismos parcial ou totalmente, portanto, são aqueles que utilizam o calor ou irradiação. Dentre eles, podemos citar: 2.4.1.1 Calor • Branqueamento ou escaldado: tratamento térmico de curto tempo de aplicação que tem como objetivo inativar enzimas, reduzir a carga microbiana, fixar certos pigmentos. • Pasteurização: tratamento térmico relativamente brando, que utiliza temperaturas abaixo de 100 ⁰C, com o objetivo de destruir os microrganismos patogênicos não esporulados e outros indesejáveis. • Esterilização: tratamento térmico que utiliza temperaturas acima de 100 ⁰C, com o objetivo de destruir todos os microrganismos, inclusive os esporulados para obter a esterilidade comercial. • Defumação: tratamento térmico que utiliza tempertauras abaixo de 100 ⁰C, resultando na reduçao do teor de água do alimento, destruição de microrganismos e ação antimicrobiana. 2.4.1.2 Radiação • Radurização: produz a inibição do brotamento da cebola, batata e alho, retarda o período de maturação e deterioração de frutas e hortaliças. • Radicidação: equivale ao processo de pasteurização, empregada em sucos de frutas, controla a presença de salmonella, retarda a deterioração de pescados. • Radappertização: equivale ao processo de esterilização comercial, mais utilizado em alimentos embalados. 58 UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES 2.4.2 Ação indireta sobre os microrganismos As tecnologias de ação indireta são aqueles que não agem diretamente sobre o microrganismo, mas modificam o meio para impedir seu desenvolvimento. 2.4.2.1 Frio • Refrigeração: retarda o crescimento de microrganismos e as reações enzimáticas e químicas (10 °C a -1 °C, <5 ⁰C temp.ótima). • Congelamento: o congelamento tem por objetivo a diminuição da atividade de água, reduz a velocidade das reações enzimáticas e químicas e inibe crescimento de microrganismos (compreende –12 ⁰C a –32 ⁰C). • Liofilização (criosecagem): desidratação a frio, retirada da água do alimento em temperaturas muito baixas, entre os produtos podemos citar: abacaxi, maracujá, morango, suco de frutas, legumes, cebola, clara e gema, carne, peixe, porém processo caro, pouco utilizado no país. 2.4.2.2 Secagem A água é um dos fatores que geram condições para o crescimento e desenvolvimento de microrganismos nos alimentos. Um dos processos mais antigo empregados pelo homem que resulta na redução do teor de água. Com a evaporação da água nos alimentos, ocorre maior concentração de nutrientes, por exemplo, leite (maior teor protéico e cálcio), carnes (percentagem mais elevada de proteínas). Podemos citar alguns métodos: a) secagem natural (dessecação): utiliza-se o sol para a evaporação da água do alimento. Ex.: carne de sol, carne seca (salgada), frutas; b) secagem artificial (desidratação): este método é baseadao na evaporação de água, sob condições controladas, com a utilização de estufas; c) concentração: redução de 33 a 60% do teor de água. Ex.: massa de tomate, doce em pasta, leite condensado etc. 2.4.2.3 Adição de elementos Podemos incluir dentro deste grupo os aditivos que tem como objetivo previnir ou retardar os processos de deterioração de produtos alimentícios; o sal e o açúcar que tem como princípio a redução da disponibilidade de água devido sua higroscopicidade; gases alterando a atmosfera favorável para o crescimento de microrganismos. TÓPICO 3 — PRINCÍPIOS GERAIS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS 59 INFLUÊNCIA DAS NOVAS TECNOLOGIAS DE CONSERVAÇÃO SOBRE OS ALIMENTOS DE ORIGEM ANIMAL [...] Embalagem com atmosfera modificada O sistema de acondicionamento em atmosfera modificada consiste em um processo hipobárico que visa alterar a atmosfera da embalagem de um alimento, preenchendo-a com diferentes misturas de dióxido de carbono, nitrogênio e oxigênio, de modo a exercer controle sobre as alterações que ocorrerão no produto, na embalagem e na própria atmosfera gasosa, em decorrência da interação dos gases com o alimento e da permeabilidade característica de cada embalagem. A finalidade principal é estender a validade comercial do produto, preservando o frescor e mantendo os atributos de qualidade do alimento (GOMES, 1998). O teor de oxigênio no ar é um fator que influi diretamente na validade de vários alimentos devido ao seu efeito químico, principalmente relacionado com o ranço oxidativo, e o microbiológico, permitindo o crescimento dos microrganismos aeróbios. A aplicação da atmosfera modificada é uma forma de conservação que diminui o efeito do oxigênio através da sua substituição por uma mistura gasosa em embalagem hermética constituída de material plástico de alta barreira (MANO et al., 2002). No entanto, apesar de acelerar a deterioração do alimento, o oxigênio é utilizado para manter a cor vermelha, proveniente da oximioglobina em carnes não processadas ou para permitir a respiração de produtos frescos (FELLOWS, 2006). Além da inibição do crescimento de microrganismos deteriorantes,em estudos realizados com atmosfera modificada, observou-se que misturas gasosas enriquecidas com altas concentrações de dióxido de carbono prolongam a fase de latência e o tempo de duplicação de patógenos importantes para saúde coletiva, como a Listeria monocytogenes (MANO et al., 1995), Aeromonas hydrophila (MANO et al., 2000) e Yersinia enterocolitica (CONTE JUNIOR et al., 2010). O dióxido de carbono é solúvel em água e gorduras, e ao se dissolver em água forma o ácido carbônico, que diminui o pH do produto, sendo o principal responsável pelo efeito bacteriostático. A absorção do gás pelo produto causa pequena redução no volume do gás e pode ocasionar o colapso da embalagem, principalmente em alimentos com elevado teor de umidade, como carnes e pescado (CHURCH; PARSONS, 1995; FELLOWS, 2006). Apesar de suas limitações, em estudos realizados com pescado, observou-se que o uso de atmosfera de 100% de dióxido de carbono apresentou melhores parâmetros de aumento de validade do produto (LOPES et al., 2004; SALGADO et al., 2006; TEODORO et al., 2007). As maiores concentrações de dióxido de carbono também determinaram melhores resultados no aumento da validade, relacionado com o crescimento de bolores e leveduras devido ao seu efeito fungiostático (MALAVOTA et al., 2006). Em contrapartida, o nitrogênio possui baixa solubilidade em água e gorduras, sendo utilizado como gás de enchimento para evitar o colapso da embalagem LEITURA COMPLEMENTAR 60 UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES provocado em atmosferas enriquecidas com altas concentrações de dióxido de carbono (CHURCH; PARSONS, 1995). Em estudo realizado com 100% de gás nitrogênio em embalagens contendo leite em pó, observou-se que o gás se apresentou quimicamente inerte e não alterou a validade comercial do produto nem suas características sensoriais (CAMPOS et al., 1998). Apesar das vantagens da utilização da atmosfera modificada também existem as limitações de seu uso. Dentre elas, baixos níveis de oxigênio ou altos níveis de dióxido de carbono são necessários para inibir a multiplicação de bactérias e fungos (MALAVOTA et al., 2006; TEODORO et al., 2007). Além disso, há a necessidade de formulações de gases diferentes para cada tipo de produto, pois uma composição imprópria pode alterar a atividade biológica dos tecidos, levando ao desenvolvimento de odores e sabores desagradáveis. Para o consumidor, há ainda a perda dos benefícios na abertura ou vazamento da embalagem por liberação da mistura gasosa (BOLDRIN et al., 2006; FELLOWS, 2006). Embalagens ativas O desenvolvimento do sistema de embalagens ativas, também denominado embalagens inteligentes, é uma nova área de grande importância na tecnologia de embalagens com atmosfera modificada e pode, além de funcionar como uma barreira a influências externas, interagir com o produto e, em alguns casos, responder às mudanças que ocorrem no interior da embalagem. Para que um sistema seja considerado embalagem ativa, deve acumular funções adicionais, entre as quais a absorção de compostos que favorecem a deterioração ou liberação de compostos que aumentam a validade do alimento (AZEREDO et al., 2000). Os removedores de oxigênio são as aplicações mais amplamente desenvolvidas e baseiam-se na oxidação de pó ferroso, ácido ascórbico ou da ação de polímeros fotossensíveis e enzimas para remoção do oxigênio da embalagem. Este sistema está disponível comercialmente sob forma de sachês contendo o composto químico ou filme plástico onde ocorre a imobilização de enzimas oxidantes na superfície interna. Essa tecnologia também tem se mostrado aplicável em vários tipos de alimentos, no entanto, sua viabilidade econômica ainda é discutida (FLOROS et al., 1997; VERMEIREN et al., 1999). Com relação ao uso de sachês, devem ser considerados dois riscos potenciais, a ingestão, especialmente por crianças, e a possibilidade de vazamento do conteúdo para o alimento, com consequente alteração do produto (SMITH et al., 1995). Entre os métodos que liberam compostos que estendam a validade do alimento, encontram-se os sachês de sílica gel e etanol que quando expostos ao vapor de água do espaço livre da embalagem, liberam o etanol, tendo em vista que a água se liga mais fortemente à sílica gel. O etanol se condensa na superfície do alimento e inibe principalmente o crescimento fúngico, sendo utilizado para queijos e produtos de panificação (GONTARD, 1997). A principal desvantagem da liberação do etanol é a sua absorção pelo alimento, o que pode limitar sua regulamentação. Ademais, o custo da aquisição dos sachês diminui a margem de lucro da sua produção (SMITH et al., 1995). Além destes, existe também os sistemas de emissão de dióxido de carbono que envolve a colocação de sachês na base da bandeja, coberta com uma malha plástica. Quando ativada pela umidade ou vapor d’água, os sachês liberam TÓPICO 3 — PRINCÍPIOS GERAIS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS 61 dióxido de carbono que inibe a multiplicação microbiana e estende a validade comercial do produto (LABUZA, 1996). As preocupações crescentes com problemas ambientais causados por embalagens têm renovado o interesse em camadas superficiais protetoras comestíveis ativas. Estes revestimentos comestíveis são formados por pelo menos um componente capaz de formar uma matriz contínua e coesa como, polissacarídeos, proteínas ou lipídios. Além disso, possui diversas aplicações como: controle das trocas gasosas com o ambiente; controle da entrada de oxigênio; controle de transferência de umidade; retenção de aditivos, promovendo uma resposta funcional mais significativa na superfície do produto e controle da incorporação de óleos e solutos para os alimentos durante o processamento. Ademais, essas embalagens têm a vantagem de serem consumidas, o que as tornam ambientalmente corretas (CUQ et al., 1995). Alta pressão A tecnologia de alta pressão hidrostática tem se destacado como inovadora, englobando os requisitos de um processo que preserva a qualidade do produto, sem acarretar danos ao meio ambiente. Trata-se de um tratamento que utiliza pressões elevadas, na faixa de 100 a 900 MPa, com opções de variação de tempo, o que garante uma flexibilidade de trabalho de acordo com o alimento utilizado. A maior vantagem consiste na possibilidade de inativar microrganismos e enzimas com máxima retenção de vitaminas e de compostos sensoriais, originando um alimento de melhor qualidade, prolongando a validade comercial, garantindo um produto seguro, além de manter as características nutricionais e sensoriais praticamente inalteradas (MATHIAS et al., 2010). Em diversos trabalhos, estudou-se os efeitos da sua utilização e sua influência sobre as alterações físico-químicas e microbiológicas dos produtos de origem animal, como no presunto cozido (LÓPEZ-CABALLERO et al., 1999), em linguiças suínas (HUANG et al., 1999), em salsichas de frango (YUSTE et al., 2000) e também em carne mecanicamente separada resfriada e congelada (TUBOLY et al., 2003). A utilização da pressurização reduziu a contagem microbiana, aumentando a validade dos produtos, provocando efeitos mais significativos quando utilizada em altos níveis de pressão e maior tempo de processamento. Embora o uso da tecnologia de altas pressões preserve a qualidade, garanta a segurança do alimento e aumente a validade comercial, pode também determinar mudanças na estrutura da matriz alimentar, causando efeitos adversos em alguns parâmetros e características desejáveis. Inúmeros sistemas complexos de macromoléculas são afetados pela alta pressão, entreelas, as proteínas têm suas estruturas alteradas, pois a pressão favorece a dissociação de proteínas oligoméricas. No seu estado natural, as proteínas são estabilizadas por ligações covalentes, pontes de hidrogênio e sulfeto. Em condição de alta pressão, as pontes de hidrogênio e sulfeto podem ser afetadas, promovendo alterações na estrutura quaternária, terciária e secundária das proteínas. A água, que é um dos mais importantes constituintes dos alimentos, também sofre modificação, 62 UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES pois a transição de fases da água depende da pressão. Ácidos, fenóis e aminas têm reações aceleradas nesta condição. Outro efeito físico da alta pressão é o importante aumento da viscosidade dos constituintes cujas consequências são determinantes na reação de polimerização e, também, reflete, em particular, no efeito gel. A pressão é capaz de modificar a natureza do meio de reação através da mudança de fases, como a separação ou a solidificação (COELHO, 2002). Apesar da possibilidade de ocorrência destas alterações, uma grande vantagem é o não rompimento das ligações químicas covalentes, as quais apresentam pequena compressibilidade, devido à mínima distância entre os átomos envolvidos na ligação. Este fato resulta na preservação dos principais compostos responsáveis pelo aroma, sabor e valor nutritivo, conservando a qualidade sensorial e nutricional dos produtos (CHEFTEL, 1995). Embora seja uma alternativa prática à utilização do convencional tratamento térmico, o maior entrave ao avanço do processo de alta pressão hidrostática é o seu custo operacional, porém essa tecnologia pode ser aplicada em produtos com alto valor comercial que justifiquem o investimento (COELHO, 2002). Radiação ionizante A radiação ionizante, na forma de raios gama, é obtida a partir de isótopos ou, comercialmente a partir de raios x e elétrons sendo aplicada na conservação de alimentos através da eliminação microbiana ou inibição de alterações bioquímicas. Possui vantagens diversas como: geração de pouco ou nenhum aquecimento, baixo requerimento de energia, podendo conservar alimentos em uma única operação, possibilita a irradiação de produtos embalados ou congelados, além de causar alterações no valor nutricional dos alimentos semelhantes a outros métodos de conservação (FELLOWS, 2006). Um dos principais objetivos da irradiação é a eliminação de microrganismos patogênicos e deteriorantes, no entanto a dose de irradiação requerida para esta aplicação é excessivamente elevada, normalmente superior a 10kGy. Contudo, os tratamentos com doses médias, entre 1 e 10kGy, permitem prolongar consideravelmente o tempo de conservação dos produtos pela diminuição da carga microbiana inicial, sendo que a combinação com outros sistemas de conservação determina melhores resultados com doses inferiores de irradiação (ORDOÑEZ, 2005). Mantilla et al. (2009), utilizando doses de 2 kGy e 3 kGy em filés de frango resfriados, observaram que a irradiação estendeu a validade comercial, quando comparada às amostras embaladas em ar e a vácuo. Sireno et al. (2010) obtiveram a mesma conclusão utilizando doses de 1,5 a 2,5 kGy em camarões e observaram, ainda, que não houve diferença significativa nos atributos sensoriais. Os elétrons e as radiações gama produzem ionizações e excitações nos átomos da matéria com os quais interagem, levando ao aparecimento de novos íons e radicais livres. Estes dão lugar a recombinações e dimerizações, das quais resultam em substâncias alheias à composição inicial do alimento, denominados produtos radiolíticos. Entretanto, é comprovado que o consumo de altas doses destes compostos não geram efeito adverso (FAO/IAEA, 1999). O tratamento por irradiação é bem conhecido por assegurar a inocuidade do produto, porém é capaz de causar mudanças biológicas que podem afetar TÓPICO 3 — PRINCÍPIOS GERAIS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS 63 a proporcionalidade nutricional do alimento, sendo verificadas alterações na composição em lipídios, proteínas e vitaminas (GIROUX; LACROIX, 1998). Em doses comerciais, a irradiação ionizante tem pouco ou nenhum efeito na digestibilidade de proteínas ou na composição de aminoácidos essenciais. Em doses mais elevadas, a quebra do grupo sulfidrila de aminoácidos sulfúricos das proteínas causa alterações no sabor e aroma nos alimentos. Os carboidratos são hidrolisados e oxidados a compostos mais simples e podem ser despolimerizados, tornando-se mais suscetível à hidrólise enzimática. Nos lipídios, o efeito é semelhante ao da auto-oxidação, produzindo hidroperóxidos que resultam em alterações desagradáveis no odor. Por isso, alimentos com alta concentração de lipídeos são, geralmente, não indicados ao processo de irradiação, principalmente com a utilização de altas doses (FELLOWS, 2006). O sabor característico de irradiado pode ter intensidade mais forte em carne bovina do que nas carnes de suínos e de frangos, devido aos radicais livres originados pela água não ligada irradiada, ou pela ruptura de ligações químicas de proteínas e de lipídios. Quanto à cor, as alterações surgem em relação à intensidade, onde doses elevadas de irradiação têm efeito favorável nas proteínas pigmentadas, pois a mioglobina se toma vermelho brilhante, semelhante ao pigmento oximioglobina, tornando o produto com coloração mais atrativa (NAM; AHN, 2002). Quanto à consistência da carne, as radiações promovem o abrandamento da estrutura por influência do processo de desnaturação da proteína estrutural. O colágeno irradiado em estado aquoso é solubilizado e, quando seco, fica retraído (EVANGELISTA, 1994). Com relação ao efeito da irradiação sobre micronutrientes, sabe-se que a vitamina D, a riboflavina e a niacina são bastante radiorresistentes, mas as vitaminas A, B1, E e K são radiossensíveis (ORDOÑEZ, 2005). Apesar de todos os benefícios gerados, diversas barreiras ainda persistem e impedem que os alimentos irradiados alcancem uma ampla comercialização, principalmente relacionadas ao custo de sua utilização e a resistência do consumidor devido a carência de informação sobre a radiatividade induzida nos alimentos (ORNELLAS et al., 2006). Radiação não ionizante Na busca de novos e melhores métodos de conservação de alimentos, as pesquisas têm se voltado para a possibilidade de utilização de radiações de diferentes frequências, como as radiações não ionizantes. Estas fazem parte do espectro eletromagnético e são classificadas como radiação não ionizante, pois seus efeitos são estritamente térmicos e não alteram a estrutura molecular do produto que está sendo irradiado (WILLIAMS, 1993). Essas radiações, com distinto poder de penetração, são utilizadas para gerar calor por diferentes mecanismos e constituem a base de sistemas de aquecimentos, como o infravermelho, micro- ondas e aquecimento ôhmico (ORDOÑEZ, 2005). A radiação infravermelha tem inúmeras aplicações na indústria alimentícia e é utilizada nos processos de assar, tostar e cozer por produzir determinada vibração nas ligações intra e intermoleculares dos componentes dos alimentos que se traduzem no incremento da temperatura. Assim como outras formas de transmissão de calor, o infravermelho pode ser utilizado para estender a validade comercial dos alimentos, destruindo enzimas e microrganismos e reduzindo a atividade de água. A capacidade de 64 UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES penetração dessa radiação é pequena e por isso seu efeito limita-se à superfície, enquanto o resto do alimento é aquecido por condução ou convecção. Essa condição leva à evaporação da água da camada externa e superaquecimento, promovendo o aparecimento de crosta por coagulação, degradação e piróliseparcial das proteínas. Assim, o superaquecimento das camadas externas favorece o desenvolvimento da reação de Maillard e a caramelização dos açucares e dextrina, com o surgimento da cor marrom. Este processo pode provocar também a oxidação de ácidos graxos a aldeídos, lactonas, cetonas, alcoóis e ésteres. Do ponto de vista nutritivo, o efeito manifesta-se no conteúdo de aminoácidos e vitaminas, como tiamina e vitamina C, mas a redução do seu conteúdo depende das condições e da natureza do alimento (ORDOÑEZ, 2005). A radiação de micro- ondas carrega pouca energia para ionizar as moléculas dos alimentos ou para gerar radicais livres (LASSEN; OVESEN, 1995). O princípio básico do processo é o cozimento por vibração molecular que penetram superficialmente nos alimentos, numa profundidade que varia de dois a quatro centímetros, fazendo vibrar as moléculas de água, gordura e açúcar, aquecendo-as (WILLIAMS, 1993). O aquecimento por micro-ondas, embora mais homogêneo que o infravermelho, produz distribuição não totalmente uniforme da temperatura no alimento. Além disso, os produtos não apresentam escurecimento não enzimático nem formação de crosta superficial, o que pode ser vantajoso em algumas aplicações (ORDOÑEZ, 2005). Embora tenha havido certa controvérsia se a radiação micro- ondas exerce ou não efeitos distintos dos outros processos térmicos, admite-se que a destruição de microrganismos e nutrientes termolábeis é regida pelas mesmas relações tempo temperatura que nos processos convencionais (ORDOÑEZ, 2005). O aquecimento ôhmico é uma tecnologia desenvolvida mais recentemente no qual uma corrente elétrica alternada de baixa frequência passa através de um alimento e sua resistência elétrica causa a potência a ser traduzida diretamente em calor. Este tipo de aquecimento é mais eficiente que o infravermelho e as micro- ondas porque quase toda energia que entra no alimento como calor apresenta poder de penetração ilimitado. A aplicação desta tecnologia em produtos de origem animal produz alimentos da mais alta qualidade, devido ao rápido e uniforme aquecimento do produto, sem ocasionar danos mecânicos às partículas, superaquecimento da parte líquida e perdas significativas no valor nutricional e sensorial. Tais características diferenciam este método das técnicas convencionais de transferência de calor, as quais normalmente ocasionam alterações que podem acarretar perdas indesejáveis da qualidade do alimento (WILLIAMS, 1993). Contudo, este processo requer contato do alimento com eletrodos sendo, na prática, aplicado principalmente para alimentos líquidos ou que apresentem elevado teor de umidade em sua composição, suficiente para permitir uma boa condutividade (FELLOWS, 2006). Campo elétrico pulsado A tecnologia de campo elétrico pulsado, também conhecida como pulso elétrico de alta intensidade, refere-se à aplicação de pulsos de alta voltagem, geralmente 20-80 kV cm-1, em alimentos situados entre dois eletrodos (GÓNGORA-NIETO et al., 2002). A inativação de bactérias vegetativas TÓPICO 3 — PRINCÍPIOS GERAIS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS 65 deteriorantes e patogênicas, leveduras e algumas enzimas relacionadas com a qualidade dos alimentos, tem sido demonstrada por diversos autores, embora bactérias esporuladas e fungos não sejam eliminados através deste tratamento (ÁLVAREZ et al., 2003; DAMAR et al., 2002). Os produtos de origem animal mais comumente utilizados para estudo dos efeitos do campo elétrico pulsado têm sido o leite e alguns derivados lácteos, por serem alimentos líquidos e de fácil condutividade elétrica. Observa-se que a eficácia deste tratamento depende de vários fatores, tais como: intensidade do campo elétrico, tempo do processo, temperatura do alimento e tipo de microrganismos e enzimas que se pretende inativar. Na avaliação sobre a qualidade e composição do leite, por exemplo, alguns autores concluíram que este tratamento promove pequenas alterações nos nutrientes, gerando pouca mudança no sabor e aroma do produto, tornando o processo com boas perspectivas para utilização na indústria láctea, sendo uma alternativa ao processo térmico de pasteurização (BENDICHO et al., 2002). Quanto aos atributos de qualidade, a tecnologia por pulso elétrico é considerada superior ao tratamento térmico convencional porque evita ou reduz as mudanças nas propriedades sensoriais e físico-químicas dos alimentos (QIN et al., 1995). O modelo que explica os efeitos do pulso sobre as proteínas envolve a polarização da molécula proteica, a dissociação das ligações não covalentes que unem as subunidades da estrutura quaternária, as mudanças na conformação proteica, expondo os grupos sulfidrila e os aminoácidos hidrofóbicos e a tendência de atração de estruturas polarizadas por forças eletrostáticas. Quando a duração do pulso for grande o suficiente, as interações hidrofóbicas e as ligações covalentes podem ocorrer formando agregados (PÉREZ; PILOSOF, 2004). Bendicho et al. (2002) avaliaram o efeito do pulso elétrico sobre as vitaminas hidrossolúveis, como riboflavina, tiamina e ácido ascórbico, e lipossolúveis, como colecalciferol e tocoferol do leite e relataram que não foram observadas mudanças significativas no conteúdo vitamínico. O tratamento por pulso elétrico representa alternativa promissora de preservação de alimentos, devido a vantagens como pequena alteração de sabor e de nutrientes, eliminação de microrganismos e inativação de enzimas. Outro fator que justifica sua aplicação é o alcance do objetivo principal da indústria de alimentos, que é oferecer aos consumidores produtos saudáveis com características de frescor. O campo elétrico pulsado pode ser usado como tecnologia única ou como complemento aos processamentos térmicos para preservação de alimentos (AZEREDO et al., 2008). Ozônio O ozônio é uma forma triatômica do oxigênio que vem ganhando espaço no processamento de alimentos devido ao seu alto poder sanificante e pela sua rápida degradação, não deixando resíduos nos alimentos tratados. Decorrente dessas vantagens, o ozônio já vem sendo utilizado na manipulação e no processamento de alimentos de origem animal com promoção da higiene e manutenção do aspecto visual (HORVÁTH et al., 1985). Com o objetivo de conservar os alimentos, o ozônio pode ser utilizado na forma gasosa em câmaras frigoríficas e depósitos de alimentos, protegendo e conservando carnes e laticínios. Como a maioria das perdas decorrentes da manipulação excessiva ocorre por ação de bactérias, 66 UNIDADE 1 — TECNOLOGIA DE ALIMENTOS E SUAS PECULIARIDADES fungos e infestações por insetos, a injeção direta de gás ozônio em depósitos mantém o ambiente limpo e desinfetado, mesmo quando há altos índices de calor e umidade, o que assegura maior tempo de validade comercial dos alimentos. Quando comparado ao cloro, o ozônio é um potente sanitizante, que se decompõe rapidamente e não forma alguns dos subprodutos formados pela cloração como os trialometanos. Contudo, é importante ressaltar que a aplicação do ozônio requer alguns cuidados, por ser um gás extremamente tóxico e por propiciar, assim como o cloro, a formação de compostos bromados em água quando em presença do íon brometo (SILVA et al., 2011). Como o ozônio se torna um gás tóxico acima de certas concentrações, limites máximos de exposição são definidos e as pessoas que trabalham em plantas de ozonização devem ser submetidas a revisões médicas regulares (LANGLAIS et al., 1991). O ozônio também tem sido utilizado e recomendado para aumentar a validade comercial de pescado. Em um sistema de 40% de gelo e 60% de água ozonizada, sardinhas alcançam uma validadecomercial maior. Dessa forma, o armazenamento de sardinhas no ozônio é mais eficaz que o sistema sem ozônio, reduzindo a população de bactérias. Além disso, cabe ressaltar que o sistema de conservação com ozônio também infere reduções significativas da atividade dos principais mecanismos responsáveis pela hidrólise e oxidação lipídica em carnes de pescado investigadas (CAMPOS et al., 2006). Em contrapartida, o ozônio não pode ser considerado universalmente benéfico aos alimentos, pois em altas concentrações, pode promover a rancificação oxidativa, alterando o sabor e a coloração do produto alimentício. As alterações nos atributos sensoriais ou físico- químicos dependem da composição química do alimento, da dosagem de ozônio, e das condições do tratamento (KIM et al., 1999). Conclusão Com esta revisão, pode-se concluir que as novas tecnologias aplicadas na conservação de alimentos vêm recebendo notório destaque devido ao grande potencial que oferecem como técnicas alternativas ou complementares aos métodos térmicos tradicionalmente utilizados em alimentos. Observou-se que cada processo possui vantagens e limitações em sua aplicação, causando alterações significativas ou não nos produtos de origem animal, e, consequentemente, promovendo mudanças nas características nutricionais e sensoriais destes produtos. Além disso, a aplicação de uma mesma metodologia mostrou gerar efeitos distintos em diferentes tipos de matrizes alimentares. Desta forma, para escolha da tecnologia de conservação mais adequada devem ser considerados o tipo e natureza do alimento, o processamento tecnológico a ser empregado, assim como o objetivo da elaboração do produto final. A associação das técnicas modernas com os métodos tradicionais de conservação, promovem a obtenção de um alimento de melhor qualidade e maior validade comercial, minimizando os efeitos bioquímicos indesejáveis. [...] FONTE: NOVAES et al. Influência das novas tecnologias de conservação sobre os alimentos de origem animal. Revista científica eletrônica de medicina veterinária, ano X, n. 19, jul. 2012. Disponível em: http://www.faef.revista.inf.br/imagens_arquivos/arquivos_destaque/DisqDEzola- FIp7i_2013-6-24-15-16-28.pdf. Acesso em: 24 jun. 2020. 67 RESUMO DO TÓPICO 3 Neste tópico, você aprendeu que: • A conservação de alimentos tem por objetivo oferecer alimentos e produtos alimentícios, não só dotados de qualidades nutritivas, organolépticas e de palatibilidade normais, mas também, isentos de microrganismos nocivos e suas toxinas. • Por serem os alimentos, em sua maioria perecíveis, e para conservá-los por um período de tempo maior, há a necessidade do uso de processos que diminuam a ação de agentes que provocam alteração dos alimentos. • Os processos de conservação são baseados na eliminação total ou parcial dos agentes que alteram os produtos ou na modificação ou, ainda, supressão de um ou mais fatores essenciais, de modo que o meio se torne desfavorável a qualquer manifestação vital (microrganismos ou enzimas). • Como regra geral, os melhores processos de conservação são aqueles que, garantindo uma satisfatória conservação, alterem menos as condições naturais dos produtos alimentícios. • Segundo o seu modo de agir, os processos de conservação podem ser divididos em dois grupos: a) aqueles que agem diretamente sobre os microrganismos (esterilização, pasteurização, branqueamento; b) aqueles que agem indiretamente sobre o microrganismo (refrigeração, congelamento, desidratação). Ficou alguma dúvida? Construímos uma trilha de aprendizagem pensando em facilitar sua compreensão. Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo. CHAMADA 68 1 Qual é o fundamento do processo de conservação? 2 O que você entende sobre “melhores processos de conservação de alimentos”? 3 Por que conservar? 4 Cite alguns exemplos sobre os métodos de conservação utilizados para conservação de alimentos que atuam diretamente sobre o microrganismo e aqueles que atuam de forma indireta? Justifique cada colocação? AUTOATIVIDADE 69 UNIDADE 2 — MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de: • definir conservação de alimentos e a importância geral dos métodos de conservação de alimentos; • conhecer os diferentes tipos de métodos de conservação dos alimentos; • conhecer os métodos de conservação dos alimentos que empregam calor e frio; • aprender a respeito dos métodos de conservação dos alimentos por meio do controle da umidade e adição de elementos; • conhecer o emprego da fermentação na conservação de alimentos; • conhecer os princípios e/ou procedimentos e a aplicabilidade de cada um dos diferentes métodos de conservação de alimentos. Esta unidade está dividida em três tópicos. No decorrer da unidade, você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado. TÓPICO 1 – CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS E OS MÉTODOS QUE EMPREGAM O CALOR E O FRIO TÓPICO 2 – MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS ATRAVÉS DO CONTROLE DA UMIDADE E ADIÇÃO DE ELEMENTOS TÓPICO 3 – EMPREGO DA FERMENTAÇÃO NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá melhor as informações. CHAMADA 70 71 UNIDADE 2 1 INTRODUÇÃO Olá, acadêmico! Neste momento, você está iniciando os estudos da Unidade 2 da disciplina Tecnologia de Alimentos. Na unidade anterior, deste livro didático, foi apresentada a introdução à tecnologia de alimentos, as alterações e adulteração dos produtos alimentícios. Essas informações são de grande importância para darmos sequência ao estudo desta unidade que compreende os métodos de conservação dos alimentos. Nesta unidade, estudaremos a importância da conservação dos alimentos, os métodos de conservação que empregam calor e frio, controle de umidade (concentração e desidratação), adição de elementos (açúcar, sal e fumaça) e fermentação, com ênfase nos princípios e/ou procedimentos de cada método e sua aplicação nos diferentes tipos de alimentos. Acadêmico, não se esqueça de que na parte final do tópico é apresentado um resumo para auxiliá-lo na fixação do conteúdo e algumas questões de autoatividades para você realizar a autoavaliação dos seus conhecimentos referentes aos assuntos abordados. Bons estudos! 2 CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS Acadêmico, a partir deste momento, estudaremos a importância da conservação dos alimentos e seus principais métodos de conservação. A conservação dos alimentos surgiu com a civilização humana. A partir da descoberta do fogo foi criado o processo de defumação e, posteriormente, foi utilizado o sal para a conservação de carnes. A conservação está relacionada às características das matérias-primas, que são de origem vegetal e animal, logo, estão sujeitas a alterações físicas (luz e calor), químicas (oxigênio e água) e biológicas (microrganismos e enzinas) (VASCONCELOS; MELO FILHO, 2010). Neste sentido, os métodos de conservação têm por finalidade aumentar a vida útil dos alimentos, através da utilização de técnicas que impedem alterações microbianas, enzimáticas, químicas e físicas, entretanto, preservando seus nutrientes e suas características sensoriais (aroma, sabor, aparência, textura). TÓPICO 1 — CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS E OS MÉTODOS QUE EMPREGAM O CALOR E O FRIO UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 72 Os melhores processos de conservação utilizados em determinado produto são aqueles que permitem garantir uma conservação eficiente, com alteração mínimas das suas condições e características naturais (AZEREDO et al., 2012).A conservação de alimentos tem como base reduzir as taxas de alterações microbiológicas, portanto, os métodos de conservação têm por objetivo a inativação dos microrganismos (calor e radiação ionizante) ou o controle do crescimento dos microrganismos (fermentação, redução de temperatura, pH ou atividade de água) (AZEREDO et al., 2012). Para estes autores, a escolha dos métodos de conservação que devem ser aplicados a determinado alimento, bem como os níveis de aplicação de cada um, ou seja, de cada método em cada produto, devem considerar alguns aspectos: • O pH e a atividade de água do alimento, pois produtos de baixa acidez e/ou alta atividade de água são mais suscetíveis a processos de deterioração. • Identificação de parâmetros críticos para manter a qualidade e a segurança do alimento, como alto teor de lipídios insaturados; alto teor de vitaminas e/ou pigmentos fotossensíveis; presença de condições favoráveis ao crescimento de microrganismos patogênicos e/ou deterioradores etc. • Condições de estocagem e distribuição a que o produto será exposto. Segundo Vasconcelos e Melo Filho (2010), os alimentos devem ser conservados em função da sua: • Perecibilidade: alimentos ricos em nutrientes e com pH ideal para o desenvolvimento de microrganismos, ou seja, alimentos que possuem a vida útil curta. Como exemplos temos a carne, o leite e as frutas. • Sazonalidade: produtos que apresentam período específico de colheita, ou seja, não são produzidos o ano todo, por exemplo, o caju. • Distribuições geográficas da produção e do centro de consumo: produtos que são produzidos em determinada região e distribuídos em todo o país, como é o caso do açaí. As consequências da conservação dos alimentos para Vasconcelos e Melo Filho (2010) são: • Manutenção da qualidade: manter a textura, o sabor, o cheiro e os nutrientes dos alimentos, mantendo sua qualidade, ou seja, utilizar os processos de conservação de modo que as perdas das características naturais dos alimentos sejam mínimas. • Transporte e comunicação: garantir que o produto seja transportado e acondicionado em condições adequadas, favorecendo sua conservação. • Treinamento de mão de obra: os colaboradores devem ser treinados para garantir o funcionamento ideal dos equipamentos para interferir o mínimo possível na qualidade do alimento. Por isso é fundamental garantir a higiene, limpeza e organização no processo de produção de alimentos. • Geração de empregos direto e indiretos e implantações de agroindústrias no interior: esses cuidados no processamento dos alimentos e necessidade TÓPICO 1 —CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS E OS MÉTODOS QUE EMPREGAM O CALOR E O FRIO 73 de preservá-los faz com que indústrias se instalem em determinadas regiões, gerando empregos e fixando o homem no campo. De acordo com Vasconcelos e Melo Filho (2010), a escolha do método mais adequado para determinado alimento depende de alguns fatores como: • natureza do alimento (sólido, líquido ou pastoso); • período de tempo para conservar; • custos do processo; • agentes de deterioração envolvidos. Como exemplo, referente ao custo do processo, podemos citar o leite que apresenta na sua forma líquida três classificações: leite tipo A, B e C. Essa classificação está relacionada à carga microbiana, aos cuidados higiênicos, tipo de ordenha e beneficiamento (tipo de processo de conservação). O leite tipo A passa por um processo mecanizado, tendo mínimo contato com o manipulador e segue rígidos padrões de higiene, garantindo baixa carga microbiana, a pasteurização ocorre na fazenda, porém com custo maior comparado ao leite tipo C, que ocorre o oposto e, consequentemente, o preço é mais acessível (CARVALHO, 2010). Assim, acadêmico, vamos estudar os princípios e/ou procedimentos dos principais métodos de conservação aplicados aos alimentos: conservação de alimentos pelo calor, pelo frio, pela concentração, desidratação, adição de açúcar, salga, defumação e fermentação. Para visualizar e compreender melhor a importância da conservação de alimentos e ter uma visão geral de alguns métodos, assista ao vídeo a seguir. Disponível em: https://br.video.search.yahoo.com/yhs/search?fr=yhs-dcola-009&hsimp=yhs-009&hsp art=dcola&p=videos+sobre+conserva%C3%A7%C3%A3o+de+alimaentos#id=29&vid=bc7b 357211debe6b64f9854524031e4f&action=click. DICAS 3 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO CALOR As tecnologias térmicas são o principal método de processamento e conservação de alimentos. Além dos efeitos do calor sobre a conservação, um atributo importante da aplicação de calor aos alimentos são as modificações sensoriais (textura e sabor), normalmente indispensáveis a sua aceitação, como é o caso de carnes e derivados. A utilização do calor na conservação de alimentos tem por finalidade reduzir a carga microbiana e a desnaturação de enzimas. Neste sentido, diversos tipos de tratamento térmico podem ser aplicados, dependendo da sensibilidade do UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 74 alimento à aplicação de calor e de sua suscetibilidade à deterioração, bem como da estabilidade requerida no produto final (AZEREDO et al., 2012). Segundo Vasconcelos e Melo Filho (2010), as elevadas temperaturas são utilizadas com a finalidade de destruir ou inativar microrganismos e/ou enzimas indesejáveis, permitindo que o alimento permaneça seguro e com características desejáveis por mais tempo. Os microrganismos são os principais responsáveis pela deterioração dos alimentos, podendo causar surtos de doenças infecciosas pela presença de microrganismos patógenos nos alimentos ingeridos e/ou pela toxina produzida pelos microrganismos. Cabe salientar que a maioria dos microrganismos deterioradores e patógenos não resiste a elevadas temperaturas por determinado período de tempo. O tratamento térmico compromete as propriedades sensoriais e nutricionais do alimento. Em função disso, sempre que for possível devemos selecionar o tratamento térmico mais brando, que tenha a capacidade de garantir ausência de patógenos e assegurar a vida útil desejada. Um tratamento térmico seguro deve ser selecionado com base no binômio tempo-temperatura requerido para inativar os microrganismos patogênicos e deterioradores mais resistentes à temperatura em um dado alimento, e nas propriedades de transferência de calor do alimento e da embalagem (AZEREDO et al., 2012). Neste sentido, a destruição de microrganismos pelo calor ocorre a uma taxa proporcional ao número de sobreviventes no sistema. Assim, se a temperatura se mantiver constante, a mesma percentagem da população será destruída num determinado intervalo de tempo, independentemente do tamanho da população sobrevivente, ou seja, se uma dada temperatura destrói 90% de uma população de microrganismos no primeiro minuto, 90% da população remanescente será destruída no minuto seguinte, e assim por diante (AZEREDO et al., 2012). Segundo Lopes (2007), apesar do cozimento, da fritura e de outras formas de aquecimento serem utilizadas no preparo de refeições para o consumo, alterarem a textura e palatabilidade, reduzir a flora microbiana e inativar os sistemas enzimáticos, estes processos não são considerados na conservação de alimentos. Para a tecnologia de alimentos, os processos considerados na conservação de produtos são aqueles que dependem de procedimentos com controle de tempo e temperatura, como branqueamento, pasteurização e esterilização. 3.1 MODOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR Segundo Azeredo et al. (2012), a energia térmica pode ser transferida por condução, convecção e radiação, sendo que, para a esterilização de alimentos, os dois primeiros são os mais importantes: • Na condução o calor é transferido de uma partícula para outra por contato, não havendo circulação para misturar alimento quente com frio.TÓPICO 1 —CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS E OS MÉTODOS QUE EMPREGAM O CALOR E O FRIO 75 • A convecção envolve movimento da massa do alimento sendo aquecido. Na convecção natural, a porção aquecida do alimento torna-se mais leve e sobe promovendo circulação de toda a massa do alimento, acelerando, assim, o aumento de sua temperatura. • Na radiação existem duas hipóteses, que o calor é transmitido por ondas eletromagnéticas ou por fótons. Ambas não estão totalmente incorretas, mas tem seu lado certo. A radiação existe e depende da temperatura do corpo. De acordo com o mesmo autor, a transferência de calor será influenciada pelo estado dos alimentos. Nos alimentos líquidos, a transferência de calor será resultante da combinação entre convecção (no próprio alimento) e condução (por meio das paredes da lata), enquanto que em alimentos sólidos, por serem viscosos demais para circular, a transferência de calor ocorrerá quase totalmente por condução. Ainda, ao se aplica calor a um alimento envasado, as partes do produto mais próximas às superfícies da embalagem atingem a temperatura de esterilização antes do restante da massa do alimento. O último ponto a atingir a temperatura de esterilização é o chamado “ponto frio”. Numa lata de alimento sólido, aquecido por condução, o ponto frio está localizado no centro geométrico da lata. Já em alimentos fluidos, mais sujeitos à transferência de calor por convecção, o ponto frio localiza-se abaixo do centro geométrico, a cerca de ¼ da altura da lata. Desta forma, para assegurar a esterilidade comercial de um produto, é essencial que o ponto frio tenha recebido o tratamento térmico previsto. 3.2 FATORES QUE AFETAM A TRANSFERÊNCIA DE CALOR Os fatores que têm influência sobre taxa de transferência de calor durante um tratamento, e que precisam ser considerados para determinar as características do tratamento a ser adotado, são relacionados ao processo, ao produto e à embalagem. Com relação ao processo, é preciso considerar o tempo e temperatura do processo, natureza do meio de transferência de calor e grau de agitação do recipiente. Referentes ao produto, devemos observar temperatura inicial, carga microbiana inicial, consistência, propriedades térmicas, pH e presença de agentes antimicrobianos. Enquanto que em relação à embalagem deve ser considerado às propriedades térmicas dos materiais usados e o formato da embalagem (AZEREDO et al., 2012). Desta forma, os métodos de tratamento térmico utilizados pela conservação de alimentos por meio do calor, abordados a partir de agora, são classificados em: pasteurização, branqueamento e esterilização. 3.3 PASTEURIZAÇÃO A pasteurização foi desenvolvida pelo francês Louis Pasteur, que descobriu que microrganismos deterioradores poderiam ser inativados em vinho, UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 76 com aplicação de calor a temperaturas abaixo do ponto de ebulição. Em seguida, esse processo foi aplicado ao leite, sendo uma das formas mais importantes de processamento dessa matéria-prima (AZEREDO et al., 2012). A pasteurização é um tratamento térmico relativamente brando, no qual o alimento é aquecido a temperaturas menores de 100 °C (VASCONCELOS; MELO FILHO, 2010). A pasteurização tem como objetivo principal a destruição de microrganismos patogênicos associados a um determinado alimento. Seu objetivo secundário é aumentar a vida de prateleira (vida útil) do alimento, reduzindo as taxas de alterações microbiológicas e enzimáticas. No entanto, produtos pasteurizados podem conter ainda muitos organismos vivos capazes de se desenvolver, o que limita sua vida de prateleira. Assim, muitas vezes, a pasteurização é combinada com outros métodos de conservação, e muitos produtos pasteurizados são estocados sob refrigeração (AZEREDO et al., 2012). O Regulamento de Inspeção Industrial e Sanitária de Produtos de Origem Animal – RIISPOA (BRASIL, 2017) considera a pasteurização o emprego conveniente do calor com a finalidade de destruir totalmente a microbiota patogênica, sem causar alteração sensível da constituição física e do equilíbrio químico do leite, sem prejuízo dos seus elementos bioquímicos, assim como de suas propriedades organolépticas normais. Neste sentido, o principal objetivo de aplicar a pasteurização em leite e derivados é a destruição de todos os microrganismos patogênicos presentes no leite cru, evitando qualquer risco de transmissão de enfermidades aos consumidores e prolongando, assim, a vida útil do produto final. A pasteurização deve ser realizada seguindo rigorosamente o binômio tempo-temperatura, visto que neste processo existe um limite de tempo e temperatura que tem por finalidade manter as propriedades nutricionais e organolépticas, sendo que qualquer falha pode levar à sobrevivência de algum patógeno ou quando a temperatura for superior à recomendada pode comprometer o valor nutricional do leite, como a perda de vitaminas, redução na disponibilidade de aminoácidos e efeito negativo nas características organolépticas do leite (VALBUENA, 2004). A temperatura usada no Brasil é um pouco mais elevada que nos EUA, assim, resulta no início de alteração no sabor (sabor de cozido ou fervido), o qual não é rejeitado pela população brasileira, que tem como hábito consumir leite fervido, ao contrário do que ocorre nos EUA, sendo que essa alteração de sabor é considerada um grave problema. Visto que quanto maior a temperatura necessária para conferir segurança ao produto, maiores são as alterações na solubilidade dos minerais, atividade de vitaminas, enzimas e outros compostos ativos do leite. O uso de temperatura mais elevada provoca também ligeira alteração no sabor, mas por outro lado, fornece uma garantia maior com relação ao tratamento térmico. Além disso, leites com altas contagens bacterianas antes da pasteurização, podem continuar apresentando determinadas quantidades de bactérias após a pasteurização, por isso a necessidade de resfriamento (BELOTI, 2015). TÓPICO 1 —CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS E OS MÉTODOS QUE EMPREGAM O CALOR E O FRIO 77 A pasteurização com resfriamento imediato (0 – 5 °C) tem a finalidade de manter a flora que sobrevive sem se multiplicar, além de evitar o efeito térmico, que causa a desnaturação proteica que altera o sabor. Neste processo, o tempo e a temperatura são os parâmetros mais importantes para garantir ou ter certeza que o leite pasteurizado apresente as condições ideais. Assim, para controlar o período de permanência do leite no pasteurizador (tempo) temos a bomba de deslocamento positivo, que permite uma vazão constante do produto; o controle do fluxo do leite por meio do uso de um regulador automático de vazão; e, ainda, considerando o fluxo constante, temos no conjunto de pasteurização, um retardador, que nada mais é que uma série de tubos que obrigam o leite a permanecer os 15 segundos sob a temperatura de 72 °C. Para controlar a temperatura, podemos usar um termômetro comum (mensurar a temperatura), um termógrafo (que comprova a manutenção da temperatura) ou uma válvula de reversão (que garante que o leite foi aquecido a temperatura fixada, pelo tempo fixado) (BELOTI, 2015). De acordo com Vasconcelos e Melo Filho (2010), o processo de pasteurização apresenta as seguintes características: • aplicação de temperaturas inferiores a 100 °C; • destruição de formas vegetativas de microrganismos patógenos; • método relativamente curto (dias ou semanas, depende do pH do produto); • necessidade de outro método complementar, como a refrigeração; • recomendado para produtos sensíveis ao calor, como suco de fruta e leite. Para Vasconcelos e Melo Filho (2010), os produtos podem ser classificados em função do pH como:• Alimentos com baixa acidez (pH > 4,5): objetiva a destruição das bactérias patogênicas na forma vegetativa, como o leite com pH próximo a neutralidade, que após a pasteurização necessita de tratamento secundário como a refrigeração para evitar a germinação de esporos e produção de toxinas. • Alimento com alta acidez (pH < 4,5): destrói microrganismos patógenos e deteriorantes (fungos e leveduras), porém não destrói as bactérias esporuladas, mas isso não é problema, porque elas não se desenvolvem em meio ácido. Como exemplo temos a cerveja e suco de frutas que após a pasteurização podem ser armazenados em temperatura ambiente e, mesmo assim, tem a vida útil prolongada. É importante ressaltar que a intensidade do tratamento térmico está relacionada ao pH do produto. NOTA UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 78 De acordo com Carvalho (2010), os processos de tratamentos térmicos que podem ser aplicados ao leite são: • Pasteurização lenta (LTLT): consiste no aquecimento do leite a 62-65 °C por 30 minutos, mantendo o leite sob agitação mecânica, lenta, em aparelhagem própria, esse processo é indicado para pequenos volumes de leite, sendo esse leite conservado sob refrigeração com temperaturas entre 5 e 10 °C; • Pasteurização rápida (HTST): consiste no aquecimento do leite em camada laminar a 72 -75 °C por 15 a 20 segundos, em aparelhagem própria, devendo, imediatamente após o aquecimento, o leite ser refrigerado entre 2 a 5 °C e, em seguida, envasado, somente sendo permitido a utilização de aparelhagem convenientemente instalada e em perfeito funcionamento, provida de dispositivos de controle automático (termorregulador, registradores de temperatura e controle técnico-sanitário da operação). 3.4 BRANQUEAMENTO O branqueamento é um tratamento brando que utiliza temperaturas entre 70 e 100 °C, com tempos de 1 a 5 minutos, com posterior resfriamento para que o produto não permaneça em temperatura elevada, evitando o cozimento (VASCONCELOS; MELO FILHO, 2010). O branqueamento é o tratamento térmico usualmente aplicado no processamento de vegetais (frutas e hortaliças), que consiste em mergulhar os alimentos em água fervente; a temperatura é determinada pelo vegetal utilizado e, então, retirá-lo imediatamente, mergulhando-o em água fria, para o seu resfriamento (LEONARDI; AZEREDO, 2018), aplicando vapor fluente ou superaquecido. O tempo e a temperatura variam conforme o alimento, a carga microbiana inicial, a dimensão e a forma do alimento a ser branqueado, o método de aquecimento e o tipo de enzima a ser inativada (LOPES, 2007). De acordo com Vasconcelos e Melo Filho (2010), os métodos de branqueamento comercial mais comum são: • A vapor: quando se submete o alimento por determinado tempo a uma atmosfera de vapor saturado. • Água quente: quando se mergulha o produto em um banho de água quente por determinado tempo. Para o mesmo autor, o branqueamento a vapor, com posterior resfriamento por ar frio, resulta em maior retenção de nutrientes, ao contrário do branqueamento por água quente, no qual os componentes solúveis podem ficar retidos na água, levando a perda de nutrientes. Essa técnica é muito utilizada em frutas e hortaliças, como etapa de pré- tratamento. Seu objetivo principal é desnaturar enzimas associadas a processos de deterioração, evitando, assim, alterações sensoriais e nutricionais desencadeadas por reações enzimáticas durante a estocagem (AZEREDO et al., 2012). 79 Segundo Vasconcelos e Melo Filho (2010), além de inativar enzimas, o branqueamento alcança outras finalidades, como: • Reduzir o número de microrganismos contaminantes na superfície do alimento. • Abrandar a textura (facilitando o enchimento de recipientes). • Eliminar ar dos tecidos vegetais. • Favorecer a fixação da cor. Além disso, só algumas enzimas são destruídas, enquanto outras podem ter sua atividade aumentada, acelerando a deterioração do produto. E, ainda, a remoção de ar pode alterar o comprimento de onda da luz refletida no produto, como ocorre em ervilhas, que adquirem uma cor verde, mais brilhante (AZEREDO et al., 2012). O termo branqueamento teve origem do fato de que a principal aplicação dessa técnica era a de inativar enzimas responsáveis pelo escurecimento de vegetais. De acordo com Fellows (2006), algumas razões que justificam a necessidade de inativação enzimática a diferentes tipos de processamento são: • No caso de produtos a serem congelados, a temperatura de congelamento, geralmente usada durante a estocagem (-18 °C), não inibe totalmente a atividade enzimática. • Geralmente, nos processos de desidratação não se usam temperaturas suficientes para inativar enzimas, requerendo-se um branqueamento prévio para inativá-las. • Nos processos de esterilização, o tempo necessário para que a temperatura de processo seja atingida, especialmente quando se usam recipientes de maiores dimensões, pode ser suficiente para permitir que ocorra atividade enzimática. • Por sua vez, um branqueamento mal feito causa mais danos do que a ausência dele. Se o calor for suficiente para destruir os tecidos, mas não para inativar as enzimas, estas estarão em maior contato com os substratos, favorecendo sua atividade. 3.5 ESTERILIZAÇÃO COMERCIAL A esterilização comercial (ou simplesmente esterilização) refere-se ao tratamento térmico que inativa todos os microrganismos patogênicos e deterioradores que possam se desenvolver sob condições normais de estocagem. Os alimentos comercialmente estéreis podem conter pequeno número de esporos bacterianos, termos resistentes, que normalmente não se multiplicam no alimento (AZEREDO et al., 2012). 80 A esterilização é uma expressão que tem sido empregada na indústria de alimentos processados, para dizer que o alimento teve sua população de microrganismos reduzida para um limite seguro, o que não implica uma destruição absoluta de todos os microrganismos, como o termo "esterilização" sugere. Nesta prática, define-se um microrganismo patogênico-alvo, e o alimento é processado de forma que a probabilidade de sobrevivência desse microrganismo seja inferior a um dado valor que se admita como seguro. Em geral, o tratamento aplicado reduz em 12 vezes a população inicial (LOPES, 2007). A maioria dos alimentos enlatados é comercialmente estéril, apresentando uma vida de prateleira em torno de dois anos. Mesmo após períodos mais longos de estocagem, geralmente sua deterioração ocorre devido a alterações que não são de origem microbiológica (LOPES, 2007). Dentro do contexto de reduzir danos térmicos a alimentos termo sensíveis, a esterilização a altas temperaturas, por tempo curto (HTST), é a mais indicada, ou seja, os tratamentos HTST permitem alta segurança microbiológica, com menores danos à qualidade sensorial e nutricional do produto. (AZEREDO et al., 2012). Um dos métodos de esterilização utilizados na conservação do leite é o Ultra Alta Temperatura (UAT) ou UHT (Ultra High Temperalure) que consiste na passagem do leite previamente pasteurizado, em aparelhagem própria, sob temperaturas em torno de 140 °C por um quarto de segundos, sendo imediatamente resfriado e acondicionado em embalagens longa vida ou de "caixinha". Este tratamento elimina 100% das formas vegetativas de bactérias, portanto, é comercializado à temperatura ambiente, depois de aberta a embalagem deve ser mantido sob refrigeração (AZEREDO et al., 2012). Para Vasconcelos e Melo Filho (2010), as características do processo de esterilização comercial são: • temperaturas superiores a 100 °C; • destruição tanto das formas vegetativas quanto das esporuladas de microrganismos; • necessidade de embalagens apropriadas para não permitir a recontaminaçãodos alimentos. Acadêmico, os esporos são estruturas produzidas por fungos e algumas bactérias que têm a finalidade de resistir a condições ambientais extremas, reproduzir-se, germinando e criando um novo organismo. NOTA 81 De maneira geral, as alterações sensoriais e a degradação de nutrientes são menos sensíveis a mudanças de temperatura do que os microrganismos. Assim, os tratamentos HTST permitem alta segurança microbiológica, com menores danos à qualidade sensorial e nutricional do produto (AZEREDO et al., 2012). Podem ocorrer modificações sensoriais na cor, sabor, aroma e consistência, bem como alterações nutricionais que implicam nas perdas de vitaminas C e nas vitaminas A e E, se não houver presença de oxigênio, e de vitamina B1 em alimentos que possuam baixa acidez (LEONARDI; AZEREDO, 2018). De acordo com Lopes (2007), os principais fatores que afetam o tratamento térmico são: • Qualidade e quantidade dos microrganismos a destruir – devem ser identificadas e avaliadas as diferenças entre as espécies, entre as formas vegetativas e resistência a esporos. • pH do produto – do ponto de vista do tratamento térmico, os alimentos podem ser classificados como ácidos (pH abaixo de 4,5) ou de baixa acidez (com pH igual ou maior que 4,5). As diferenças de pH já foram abordadas. 3.5.1 Formas de esterilização Acadêmico, o tratamento térmico pode ser feito antes ou depois do acondicionamento em embalagens. Quando o calor é aplicado depois do acondicionamento, o processo é chamado de batelada (ou descontínuo). A transferência de calor é relativamente lenta, devido ao tempo requerido para penetração do calor nas embalagens (através do alimento), até atingir o seu centro (AZEREDO et al., 2012). De acordo com Vasconcelos e Melo Filho (2010), a esterilização do produto pode acontecer de duas maneiras: • Alimentos já embalados: este processo ocorre em latas, garrafas de vidros e saco plástico termo estáveis; utilizam temperaturas que variam de 115 a 125 °C durante um período de aproximadamente 15 minutos; nestes casos a esterilização é realizada em autoclave. • Alimentos antes de embalar: um exemplo é o sistema UHT (Ultra High Temperalure) que utiliza temperaturas de processamento mais altas por um período de tempo mais curto (135 a 150 °C, 2 a 5 segundos). Isso só é possível porque o produto é esterilizado antes de ser envasado em ambiente estéril e na embalagem previamente esterilizada. Este sistema não pode ser utilizado para alimentos sólidos e tem como exemplo o leite longa vida. Segundo Azeredo et al. (2012), esse tratamento é aplicado a um processamento asséptico, que consiste na esterilização do produto, seguida de resfriamento rápido e de acondicionamento em embalagens esterilizadas em uma zona de envase asséptico. 82 As embalagens utilizadas devem apresentar boas propriedades de condução de calor e, ao mesmo tempo, alta resistência térmica. As embalagens mais empregadas para essa finalidade são as metálicas (latas) ou as de vidro. Após o aquecimento, o produto é imediatamente resfriado, geralmente por imersão em água gelada (AZEREDO et al., 2012). Para produtos fluidos, os tratamentos térmicos mais adequados são os métodos contínuos HTST, que visam melhorar a qualidade sensorial dos produtos, mantendo, ao mesmo tempo, a segurança. Em um processo contínuo, os produtos são bombeados ao longo de um sistema de aquecimento direto (por injeção de vapor) ou indireto (em contato com uma superfície de transferência de calor, como tubos ou placas), e, em seguida, resfriados rapidamente, enquanto fluem pela linha de processamento. Desse modo, o aquecimento e o posterior resfriamento são bem mais rápidos, o que é favorável no caso de alimentos termos sensíveis, pois as alterações sensoriais e nutricionais, decorrentes do calor, são reduzidas (AZEREDO et al., 2012). 4 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO FRIO Vimos os métodos de conservação dos alimentos pela aplicação de calor que são a pasteurização, o branqueamento e a esterilização. Analisaremos, agora, a conservação de alimentos pelo frio que são a refrigeração e o congelamento. O frio é um dos métodos mais utilizados para a conservação dos alimentos, sejam alimentos de origem animal ou vegetal, porque inibe ou retarda a multiplicação dos microrganismos, além de retardar também as reações químicas e enzimáticas (LOPES, 2007). O método mais comum de conservação de alimentos consiste no uso do frio, ou seja, na redução da temperatura. Obter frio significa retirar o calor de modo a reduzir a temperatura do produto a níveis desejados. O abaixamento da temperatura inibe a ação das enzimas ou dos microrganismos, porém, contrário ao uso calor, não os elimina. A refrigeração como método de preservação é cada vez mais utilizada, porque mantém intactas as características sensoriais e nutritivas dos alimentos. Em geral, a duração da conservação dos alimentos aumenta quando são mantidos em temperaturas mais baixas. Assim, resulta que o controle das temperaturas de refrigeração seja crucial, pois qualquer aumento da temperatura dos alimentos pode favorecer o crescimento de microrganismos, levando a sua deterioração ou à multiplicação de bactérias patogênicas (CARDOSO; RÜBERSAM, 2011). O parâmetro temperatura é um dos fatores mais importantes para a atividade bioquímica dos microrganismos, sendo que quanto menor for a temperatura, menor será a velocidade de reações bioquímicas e/ou atividade microbiana (CARVALHO, 2010). Todos os microrganismos têm temperaturas ideais para seu crescimento e proliferação, assim, o princípio básico da conservação pelo frio é manter a temperatura abaixo do ideal para evitar a 83 disseminação microbiológica. Da mesma maneira, as reações enzimáticas ocorrem em temperaturas ideais, sendo assim o princípio para minimizá-las é o mesmo, manter a temperatura abaixo da ideal (LINO; LINO, 2014). Neste sentido, segundo Carvalho (2010), dois grupos de microrganismos estão envolvidos no processo de conservação de alimentos que envolve temperaturas baixas: • Psicrófilos: microrganismos com temperatura de crescimento encontram-se na faixa de 0 a 20 °C, com temperatura ótima de 10 a 15 °C. • Psicrotróficos: são capazes de se desenvolver ente 0 e 7 °C, com produção de colônias entre 7 e 10 dias. Este mesmo autor apresenta a classificação das baixas temperaturas, que são: • Temperaturas frias: encontradas em aparelhos domésticos de refrigeração, em torno de 5 a -7 °C, e temperaturas ambientes entre 10 e 15 °C, utilizadas no armazenamento de certos vegetais e frutas. • Temperatura de refrigeração: na faixa de 1 a 7 °C. • Temperatura de congelamento: de -18 °C ou abaixo deste valor, nas quais o crescimento cessa para todos os microrganismos, com raras exceções que o realizam em velocidade extremamente baixa. Segundo Fellows (2006), a redução da temperatura dos alimentos diminui as alterações bioquímicas e microbiológicas que poderiam ocorrer durante o armazenamento. A preservação pela diminuição da temperatura do alimento possui benefícios importantes na manutenção das características sensoriais e do valor nutricional para a produção de alimentos de alta qualidade. Os métodos de processamento mínimo e a armazenagem de alimentos frescos, baseiam-se na refrigeração como o principal componente de conservação. De maneira geral, quanto mais baixa a temperatura de armazenamento, mais tempo o alimento pode ser armazenado. Nesse sentido, o congelamento continua a ser um importante método de preservação para a produção de alimentos com uma longa vida de prateleira (FELLOWS, 2006). Microrganismos e enzimas são inibidos a baixas temperaturas, mas, oposto do queocorre no processamento térmico, eles não são destruídos. Qualquer aumento na temperatura, portanto, pode permitir o crescimento de bactérias patogênicas ou aumentar a taxa de deterioração dos alimentos. Assim, é necessário o controle para manter a temperatura de armazenagem baixa e preparar os alimentos rapidamente, sob rigorosas condições de higiene para evitar sua deterioração e contaminação (FELLOWS, 2006). Neste sentido, de acordo com este autor, é fundamental conhecer a classificação dos microrganismos em função da temperatura de crescimento, que está apresentada na Tabela 1. 84 TABELA 1 – CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA DE CRESCIMENTO Classificação Temperatura mínima (°C) Temperatura ótima (°C) Termofílico 30 a 40 55 a 65 Mesofílico 5 a 1 30 a 40 Pscrotrópico <0 a 5 20 a 30 Pscrófilo <0 a 5 12 a 18 FONTE: Adaptado de Fellows (2006) 4.1 REFRIGERAÇÃO A refrigeração consiste em estocar um produto a temperaturas entre 0 e 7 °C (LEONARDI; AZEREDO, 2018). Neste método não há eliminação de microrganismos, porém inibe seu ciclo de reprodução e, consequentemente, retarda a deterioração dos alimentos quando atacados, impedindo que, de certa forma, eles se desenvolvam de maneira a não provocar danos nos alimentos, mantendo a qualidade original do alimento e prolongando um pouco mais a sua vida útil (LINO; LINO, 2014). A refrigeração é considerada o método mais brando em conservação de alimentos, gerando poucos efeitos adversos sobre suas propriedades sensoriais e nutricionais. No entanto, seu impacto sobre o aumento da vida de prateleira de alimentos é baixo, quando comparado a outros métodos de conservação. Por isso, geralmente, a refrigeração é combinada com outros métodos. Como a pasteurização do leite antes da estocagem refrigerada, que reduz a carga microbiana inicial (AZEREDO et al., 2012). Segundo Carvalho (2010), o uso de embalagens a vácuo ou com atmosfera modificada é outro exemplo que retarda a deterioração microbiana. Uma vez que os microrganismos psicrotróficos, principal preocupação quando se trata de produtos conservados sob refrigeração, podem se desenvolver a baixas temperaturas e são aeróbios. Ainda temos o uso de processos como a salga, cura, defumação ou emprego de agentes químicos, bem como o tratamento térmico brando que podem inibir ou reduzir o número de microrganismos no alimento refrigerado. No armazenamento refrigerado, alguns fatores devem ser levados em consideração, como a temperatura, a umidade relativa, a circulação de ar, entre outros. A temperatura de refrigeração a ser escolhida depende do tipo de produto, do tempo e condições de armazenamento (VASCONCELOS; MELO FILHO, 2010). Em alimentos sensíveis ao frio, como é o caso de muitas frutas e hortaliças, uma alteração muito comum é o dano pelo frio, causado por uma queda de temperatura abaixo de um valor crítico (geralmente 10 °C a 13 °C, dependendo do produto), mas acima do ponto de congelamento (AZEREDO et al., 2012). Acredita-se que o dano pelo frio afete, primariamente, as membranas plasmáticas, desencadeando uma série de alterações que, de acordo com Azeredo et al. (2012), podem incluir: 85 • aumento das taxas de respiração; • produção de etileno; • redução das taxas de fotossíntese; • acúmulo de compostos tóxicos, como etanol e acetaldeído; • alterações da estrutura celular. Na refrigeração, a circulação de ar deve ser adequada, para transferir rapidamente o calor do alimento para o sistema de refrigeração. O ar circulante deve ter umidade adequada, pois se muito seco, resseca os alimentos; se muito úmido, pode condensar umidade na superfície dos alimentos, resultando em possível crescimento de fungos filamentosos (AZEREDO et al., 2012). Os alimentos devem ser refrigerados em porções pequenas, desse modo são refrigerados completamente em curto período de tempo, evitando maior tempo do alimento sob temperatura ambiente, ou seja, ideal para o crescimento dos microrganismos (CARVALHO, 2010). Os danos podem afetar a estrutura da membrana plasmática destes alimentos, causando alterações como murchamento das folhas, lesões superficiais e alterações da cor. A estocagem sob refrigeração permite a transferência de compostos voláteis entre os alimentos. Alguns produtos liberam muitos compostos voláteis, como alho, cebola, pescados e frutas, enquanto outros são muito suscetíveis a absorvê-los, como o leite e derivados (AZEREDO et al., 2012). Outras alterações que podem ocorrer durante a estocagem sob refrigeração, segundo o mesmo autor, incluem: perda de firmeza e crocância em frutas e hortaliças, envelhecimento de produtos de panificação, aglomeração de produtos em pó, entre outras. 4.2 CONGELAMENTO Acadêmico, o congelamento dos alimentos começa a ocorrer quando as temperaturas se aproximam -1 °C e -3 °C, dependendo da concentração de solutos na fase aquosa. Na medida em que a temperatura é reduzida abaixo do ponto em que o congelamento se inicia, maiores frações de água são progressivamente congeladas (AZEREDO et al., 2012). Segundo este autor, o congelamento realizado de maneira adequada utiliza temperaturas de -18 °C ou inferiores. Enquanto a água pura congela a 0 °C, a maioria dos alimentos só congela a -2 °C ou a temperaturas mais baixas. Muitas espécies de microrganismos podem ainda se desenvolver a temperaturas de até -10 °C. Assim, uma estocagem inadequada pode resultar em deterioração, se a temperatura de congelamento atingir esse valor, mesmo que não haja descongelamento. No entanto, se os alimentos forem adequadamente estocados a -18 °C ou menos, o crescimento de microrganismos é totalmente inibido. Para Cesar (2008), o congelamento consiste na diminuição do nível da temperatura para valores de -40 a -10 o C, e para que haja um perfeito congelamento, é recomendado que 80% da água livre seja transformada em gelo, havendo, assim, uma redução ou estabilização da atividade metabólica dos microrganismos. Uma vez que ocorridas as condições favoráveis novamente, passam a ter atividade metabólica normal. 86 A imobilização da água na forma de gelo e o aumento da concentração de solutos na água não congelada, reduzem a atividade de água do alimento. Desta forma, a conservação de alimentos por congelamento é obtida por um efeito combinado de baixas temperaturas e baixa atividade de água (LEONARDI; AZEREDO, 2018). Enquanto para alimentos refrigerados, de acordo com Brasil (1999), os critérios de consumo são: • pescados e seus produtos manipulados crus: até 4 ⁰C por 24 horas; • carne bovina, suína, aves e outras e seus produtos manipulados crus: até 4 ⁰C por 72 horas; • hortifruti: até 10 ⁰C por 72 horas; • alimentos pós-cocção: até 4 ⁰C por 72 horas; • pescados pós-cocção: até 4 ⁰C por 24 horas; • sobremesas, frios e laticínios manipulados: até 8 ⁰C por 24 horas, até 6 ⁰C por 48 horas ou até 4 ⁰C por 72 horas; • Maionese e misturas de maionese com outros alimentos: até 4 ⁰C por 48 horas ou até 6 ⁰C por 24 horas. Acadêmico, ao se tratar de aspectos nutritivos e sensoriais, as gorduras e proteínas são os macronutrientes mais susceptíveis a modificações durante seu armazenamento, expressando perda de solubilidade e enrijecimento nas proteínas. No entanto, podem ocorrer pequenas alterações do valor nutritivo dos Segundo a Portaria CVS-6/99, do Centro de Vigilância Sanitária da Secretaria de Estado da Saúde de São Paulo (BRASIL, 1999), o fabricante deve apresentar na embalagem dos produtos industrializados, tanto os congelados como os refrigerados, as informações sobre os critérios de consumo. Quando se tratar de produtos congelados manipulados (Tabela a seguir) os critérios a seguir devem ser seguidos: TABELA – TEMPERATURA DE ARMAZENAMENTOE TEMPO DE CONSUMO PARA PRO- DUTOS CONGELADOS MANIPULADOS Temperatura (°C) Tempo máximo de armazenamento (dias) 0 a -5 10 -5 a -10 20 -10 a -18 30 < -18 90 FONTE: Adaptado de Brasil (1999) ATENCAO 87 alimentos se armazenados sob temperaturas de -18 °C por período de um ano ou mais (CESAR, 2008). De acordo com Fellows (2006), emulsões alimentícias podem ser desestabilizadas pelo congelamento, e, às vezes, as proteínas podem ser precipitadas da solução. A redução da temperatura ocorre da superfície para o centro do alimento; assim, antes que o alimento esteja totalmente congelado, seu centro contém ainda água não congelada, na qual os solutos se concentram. Essa alta concentração de solutos em determinada porção do alimento leva aos efeitos de concentração, mais evidentes quando se promove um congelamento lento. Assim, quando se congela leite lentamente, a alta concentração de sais pode desnaturar proteínas e quebrar emulsões, resultando em coagulação e separação de partículas grosseiras de nata (AZEREDO et al., 2012). No entanto, o maior efeito do congelamento na qualidade dos alimentos é o dano causado às células pelo crescimento dos cristais de gelo (FELLOWS, 2006). O congelamento pode causar danos aos alimentos em tecidos estocados abaixo de seu ponto de congelamento, perdendo geralmente rigidez e se tornando pegajosos após seu descongelamento; algumas verduras e frutas podem ser suscetíveis a danos causados pelo congelamento, bem como no seu estado de refrigeração. A severidade do dano por congelamento é afetada pela combinação de tempo e temperatura, assim como ocorre o dano pelo frio (AZEREDO et al., 2012). O processo de congelamento pode ser lento ou rápido de acordo com a velocidade de congelamento. No congelamento lento, o processo é demorado (entre 3 a 12 horas), a temperatura vai decrescendo gradativamente até atingir o valor desejado. Normalmente, utilizam-se temperaturas na faixa de -25 °C sem circulação de ar. Já no congelamento rápido, a temperatura é bruscamente reduzida. Geralmente, utilizam-se temperaturas entre -25 °C com circulação de ar ou -40 °C com ou sem circulação de ar. Após o congelamento rápido, o produto é armazenado a temperatura de -18 °C (VASCONCELOS; MELO FILHO, 2010). Durante o congelamento lento, cristais de gelo crescem nos espaços intercelulares, deformando e rompendo a parede celular das células adjacentes, foçando a migração de água de dentro da célula para os cristais em formação. Assim, as células desidratam e sofrem danos. Durante o descongelamento, as células não recuperam sua forma e turgidez originais. O alimento amolece e o material celular das células rompidas é perdido, o que é chamado de perda por gotejamento (FELLOWS, 2006). No congelamento rápido são formados cristais de gelo menores, tanto nos espaços intercelulares quanto intracelulares. Os danos físicos nas células são pequenos, portanto, a desidratação das células é mínima. Dessa maneira, a textura dos alimentos é melhor preservada. No entanto, uma taxa de congelamento muito alta pode resultar em rompimento ou rachadura dos tecidos (FELLOWS, 2006). 88 Na Figura 1, podemos observar as diferenças encontradas no congelamento lento e rápido para vegetais, com ênfase no tamanho dos cristais de gelos formados e suas consequências, destacadas anteriormente, no momento do descongelamento destes alimentos. FIGURA 1 – EFEITO DO CONGELAMENTO LENTO E RÁPIDO EM VEGETAIS; A) CONGELAMEN- TO LENTO; B) CONGELAMENTO RÁPIDO FONTE: <https://cutt.ly/Was0yen> p. 11. Acesso em: 13 mar. 2020. Alimentos vegetais ou animais são constituídos por tecidos compostos por diferentes tipos de células. Durante o congelamento, o comportamento de um alimento depende, principalmente, de sua estrutura física, ou seja, da maneira como as células e tecidos se organizam e interagem, e das alterações que sofrem durante o processo (AZEREDO et al., 2012). Segundo Carvalho (2010), o congelamento tem efeitos sobre as células, como podemos observar: • A água contida na célula congela, reduzindo a atividade de água. • Ocorre a perda de gases citoplasmáticos como o O2 e CO2. A perda de O2 reprime as células aeróbicas e, consequentemente, as relações respiratórias. • Provoca alteração no pH da matéria celular. • Afeta a concentração de eletrólitos celulares. • Causa alteração geral no estado coloidal do protoplasma celular. • Causa desnaturação das proteínas celulares. • Induz ao choque de temperatura em microrganismos termófilos e mesófilos. • Causa danos metabólicos em algumas bactérias. Algumas alterações que podem ocorrer em alimentos, em consequência do congelamento, foram melhor descritas por Azeredo et al. (2012): Dano pelo congelamento – é resultado da formação de cristais de gelo em tecidos estocados abaixo de seu ponto de congelamento, sendo que os tecidos danificados perdem rigidez e tornam-se pegajosos após o descongelamento. A suscetibilidade de frutas e hortaliças ao dano por congelamento é muito variável, por exemplo, o repolho, podem apresentar pouco ou nenhum dano após ser congelado e descongelado várias vezes, enquanto outros, como a banana, abacate, 89 batata e aspargo, são danificados, de forma permanente, pelo congelamento moderado. A severidade do dano por congelamento é afetada pela combinação de tempo e temperatura. Alterações devidas ao congelamento lento – a qualidade do alimento congelado está intimamente associada às taxas de congelamento e descongelamento, às quais foi submetido. Se o congelamento é lento, formam-se cristais de gelo grandes (intra e intercelulares), que causam muito mais ruptura física aos tecidos do que os cristais menores, podendo ainda romper emulsões e géis. Por sua vez, o congelamento rápido resulta na formação de cristais pequenos, minimizando os danos aos tecidos. Além disso, o congelamento rápido não favorece a adaptação dos microrganismos às baixas temperaturas, pois promove o choque térmico. Alterações devidas a flutuações de temperatura – durante o congelamento, a manutenção de temperaturas constantes é extremamente importante. As flutuações de temperatura podem promover a formação de grandes cristais de gelo, em decorrência da recristalização da água em torno de cristais previamente formados, rompendo tecidos e comprometendo a textura. Além disso, a formação de cristais de lactose pode acarretar o desenvolvimento de textura arenosa, como ocorre em sorvetes. Efeitos de concentração – a redução da temperatura ocorre da superfície para o centro do alimento; assim, antes que o alimento esteja totalmente congelado, seu centro contém ainda água não congelada, na qual os solutos se concentram. Essa alta concentração de solutos, numa porção do alimento, leva aos chamados efeitos de concentração, mais evidentes quando se promove um congelamento lento. Assim, quando se congela leite lentamente, a alta concentração de sais pode desnaturar proteínas e quebrar emulsões, resultando em coagulação e separação de partículas grosseiras de nata. Os danos derivados do efeito de concentração podem ser de vários tipos, conforme descritos por Potter e Hotchkiss (1995): • Solutos precipitados podem promover textura arenosa (lactose em sorvete). • Solutos que não se precipitam, mas permanecem numa solução concentrada, podem causar desnaturação de proteínas, em decorrência do efeito salting out. • Alta concentração de solutos ácidos pode promover uma queda do pH abaixo do ponto isoelétrico (ponto de mínima solubilidade da proteína), fazendo com que as proteínas coagulem. • Nas suspensões coloidais, existe um delicado balanço com respeito à concentração de cátions e de ânions, sendo que alguns desses íons são fundamentais à manutenção dos coloides. A concentração ou precipitação desses íons pode perturbar esse balanço.• Os gases em solução também se concentram quando a água se congela, o que pode causar supersaturação desses gases e forçá-los para fora da solução. Esse efeito pode ocorrer em bebidas carbonatadas congeladas. 90 Existem diferentes métodos de congelamentos, que podem ser: • Congelamento por ar: o ar utilizado no congelamento pode ser insuflado ou sem movimento. No método sem movimento o alimento é mantido na câmara até o congelamento, variando o tempo necessário, de acordo com a temperatura da câmara, a qualidade do alimento, temperatura inicial, tipo, tamanho e forma do alimento. No método com ar insuflado, o ar frio se movimenta em alta velocidade, ocasionando um congelamento rápido que pode ocorrer em uma câmara em túnel adaptado. O movimento do ar pode ser paralelo ou oposto à entrada do alimento, porém, esses tipos de congeladores podem causar desidratação. • Congelamento por contato: o alimento é colocado em contato com uma placa resfriada por líquido refrigerante ou dentro de um recipiente que é submerso no refrigerante ou, ainda, dentro de caixas que são colocadas em contato com placas de metal resfriada. As placas podem ser fixas ou móveis e o líquido refrigerante com ou sem movimentação turbulenta. • Congelamento por imersão: a imersão pode ser direta no meio do líquido ou pela pulverização do líquido sobre o alimento, o que provoca um congelamento quase instantâneo. O líquido deve ser puro, sem odores e sabores, não pode ser tóxico, entre outros requisitos. Líquidos com baixos pontos de congelamento são utilizados para alimentos não embalados, como salmouras para peixes e soluções de açúcar ou glicerol para frutas, porém, não pode ser usado para alimentos onde o sabor doce ou salgado seja inaceitável. • Congelamento por aspersão com líquidos resfriados: no congelamento por pulverização do líquido resfriado sobre o produto é utilizado soluções de baixo ponto de congelamento, como cloreto de sódio, glicerol, propilenoglicol e álcool resfriado (VASCONCELOS; MELO FILHO, 2010; LINO; LINO, 2014). O efeito salting out é a precipitação de proteína em solução por altas concentrações de sais. Os sais atraem as moléculas de água do meio, de modo a ficar menos água disponível para as moléculas proteicas o que acarreta na diminuição da solubilidade e precipitação. NOTA 91 O descongelamento ocorre de fora para dentro dos alimentos. Portanto, ele deve ser realizado sob refrigeração, entre 4 e 5 oC, para inibir a multiplicação microbiana na superfície dos alimentos. IMPORTANT E Acadêmico, para visualizar como são realizados os métodos de conservação dos alimentos, assista ao vídeo disponível em: https://www.youtube.com/ watch?v=x7XfSY2iKtE&feature=emb_logo DICAS Curiosidades: os alimentos e a sua conservação Passeando pelos corredores dos supermercados, poucos imaginam que há toda uma ciência por trás daqueles produtos tão bem embalados, prometendo, e, muitas vezes, até entregando, a refeição mais gostosa de todos os tempos. Por mais espaço que os orgânicos tenham ganhando em nossas vidas, é praticamente impossível escapar dos alimentos industrializados nos dias de hoje. E isso não é necessariamente ruim. Vale lembrar que a conservação dos alimentos surgiu para prolongar a vida daqueles que são os principais responsáveis por dar sobrevivência aos seres humanos. Com a população crescendo em progressão geométrica na época da Revolução Industrial, início do Século 19, enquanto a comida aumentava em progressão aritmética, era mais do que necessário criar métodos para que o alimento durasse mais e nutrisse mais pessoas. Conservar bem os alimentos é dar mais vida aos nutrientes FONTE: < https://cutt.ly/Uadp6la>. Acesso em 17 de jul. 2020 IMPORTANT E 92 Conservar o alimento não se trata, veja você, apenas de prolongar sua vida útil, mas também a de seus nutrientes, carboidratos, gorduras, proteínas, minerais e vitaminas. Conforme nos conta o livro Práticas em Tecnologia de Alimento, estima-se que, se metade das perdas de alimentos no armazenamento fosse evitada, haveria calorias suficientes para satisfazer a dieta alimentar de 500 mil pessoas. Não é pouco. A relevância da tecnologia de alimentos está no desenvolvimento de métodos e de processos que reduzem as perdas, aumentando a disponibilidade de alimentos sem abrir mão da tão desejada qualidade. Existem diversos métodos de conservação de alimentos. Alguns fazem parte das técnicas agrícolas, pesqueiras ou pecuárias e estão relacionadas às formas de se obter e acondicionar os produtos. Uma das técnicas mais antigas e conhecidas é a secagem dos grãos de cereais ou legumes logo após a colheita. Outros fazem parte das técnicas culinárias e, por isso, são mais familiares. A conservação de frutas com açúcar, a preparação de embutidos ou de picles são exemplos bem cotidianos. Outros, ainda, são processos industriais, como a pasteurização ou o enlatamento. Atualmente, os métodos de conservação são classificados conforme a tecnologia utilizada: pelo calor, pelo frio, pelo controle de umidade, por adição de solutos, por defumação, por fermentação, por aditivos químicos, por irradiação. Cássia Nespolo, uma das autoras do livro Práticas em Tecnologia de Alimento, título que aborda os conhecimentos necessários para a compreensão das reações e dos processos envolvidos no desenvolvimento, na produção e no armazenamento de alimentos de origem vegetal e animal, explica os métodos de conservação mais comuns: • O frio é bastante utilizado na indústria, supermercados ou na casa do consumidor por meio da refrigeração ou do congelamento dos alimentos. • Emprego do calor em processos como a pasteurização, como no caso do leite pasteurizado, da cerveja, e de vários derivados lácteos, esterilização comercial, como no leite UHT ou branqueamento, que é um processo usado em vegetais que serão posteriormente congelados. • Controle da atividade de água, o qual ocorre mediante a remoção de água do alimento, como em processos de secagem, comum no leite em pó, em temperos desidratados e para fazer frutas secas, ou pela adição de solutos, como sal, no caso de pescados salgados e no do charque, ou açúcar, processo comum às frutas cristalizadas e ao doce de leite. • Controle do oxigênio, sendo que o processo mais comum e conhecido é a embalagem a vácuo. • Controle de pH do alimento, processo utilizado em iogurtes, leites acidófilos, picles, conservas e em alguns tipos de geleias. • Uso de aditivos, os mais conhecidos são os conservantes para alimentos. Cássia, que é farmacêutica bioquímica e tecnóloga de alimentos, mestre e doutora em Microbiologia Agrícola e do Ambiente, além de professora da Universidade Federal do Pampa, dá algumas dicas de conservação que podemos utilizar no dia a dia: Potes de vidro com tampa são umas das melhores opções para armazenar alimentos FONTE: <https://cutt.ly/Padfe9J>. Acesso em 17 de jul. 2020 93 • Armazenar os alimentos conforme as orientações indicadas nos rótulos, respeitando as temperaturas de refrigeração ou congelamento. • Evitar que o local de armazenamento de alimentos em temperatura ambiente fique exposto ao sol ou próximo a fornos, para que não se eleve a temperatura. • Observar o prazo máximo de consumo após a embalagem ser aberta e, no caso dos refrigerados e congelados, transferir para uma embalagem de vidro ou plástico livre de BPA (bisfenol A) com tampa. Os alimentos armazenados em temperatura ambiente, após abertos, devem ser lacrados ou transferidos para embalagens em vidro com tampa. • Manter os alimentos perecíveis em frio, como no caso de lácteos e cárneos. • Lavar frutas e verduras antes de armazenar para remover resíduos e contaminações nas cascas e folhas e conservar sob refrigeração, sempre que possível. • Para prolongar a conservação de ovos, mantenha-os sob refrigeração e na parte interna, não na porta do refrigerador. • Bebidas, como vinhos, e azeites e óleosdevem ser conservados protegidos da luz. Conforme lembra a especialista, a conservação dos alimentos contribui para que um alimento perecível em um curto espaço de tempo possa ser conservado por um período mais prolongado. Além disso, para que um alimento sazonal, como frutas e verduras, possa estar disponível durante o ano todo, evitando que deteriore ou, pior, seja fonte de microrganismos ou compostos causadores de danos à saúde. FONTE: GRUPO A educação. Curiosidades: os alimentos e a sua coservação. 2015. Disponível em: https://bloga.grupoa.com.br/curiosidades--os-alimentos-e-a-sua-conservacao/::::text- %E2%80%93%20Bebidas%2C%20como%20vinhos%2C%20e,por%20um%20per%C3%ADo- do%20mais%20prolongado. Acesso em: 10 jun.2020. 94 Neste tópico, você aprendeu que: • Os métodos de conservação visam aumentar a vida útil dos alimentos através da utilização de técnicas que impedem alterações microbianas, enzimáticas, químicas e físicas, entretanto, preservando seus nutrientes e suas características sensoriais. • A aplicação de calor, para conservar alimentos, visa reduzir a carga microbiana e a desnaturação de enzimas. • A pasteurização é um tratamento térmico relativamente brando, no qual o alimento é aquecido a temperaturas menores de 100 °C, e tem como objetivo destruir os microrganismos patogênicos e aumentar a vida útil do alimento. • A esterilização inativa todos os microrganismos patogênicos e deterioradores que possam se desenvolver sob condições normais de estocagem, utilizando temperaturas superiores a 100 °C. • O método mais comum de conservação de alimentos consiste no uso do frio, ou seja, na redução da temperatura que inibe a ação das enzimas ou dos microrganismos, porém, contrário ao uso calor, não os elimina. • A redução da temperatura dos alimentos diminui as alterações bioquímicas e microbiológicas que poderiam ocorrer durante o armazenamento. • A refrigeração consiste em estocar um produto a temperaturas entre 0 e 7 °C. • O congelamento realizado de maneira adequada utiliza temperaturas de -18 °C ou inferiores. • O maior efeito do congelamento na qualidade dos alimentos é o dano causado às células pelo crescimento dos cristais de gelo. • Durante o congelamento lento, cristais de gelo crescem nos espaços intercelulares, deformando e rompendo a parede celular, causando danos aos tecidos vegetais. • No congelamento rápido, são formados cristais de gelo menores, tanto nos espaços intercelulares quanto intracelulares, assim os danos físicos nas células são mínimos. RESUMO DO TÓPICO 1 95 1 A conservação dos alimentos surgiu com a civilização humana, sendo que a conservação está relacionada às características das matérias-primas, que são de origem vegetal e animal, logo, estão sujeitas a alterações físicas (luz e calor), químicas (oxigênio e água) e biológicas (microrganismos e enzinas) (VASCONCELOS; MELO FILHO, 2010). Considerando esse contexto, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas: I- Os métodos de conservação têm por finalidade aumentar a vida útil dos alimentos através da utilização de técnicas que impedem alterações microbianas, enzimáticas, químicas e físicas, entretanto, preservando seus nutrientes e suas características sensoriais (aroma, sabor, aparência, textura). Porque II- Os melhores processos de conservação utilizados em determinado produto são aqueles que permitem garantir uma conservação eficiente com alteração mínimas das suas condições e características naturais. A respeito dessas asserções, assinale a opção CORRETA: a) ( ) As asserções I e II são proposições verdadeiras. b) ( ) A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. c) ( ) A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. d) ( ) As asserções I e II são proposições falsas. 2 Como vimos nesse tópico, tanto o aumento como a redução da temperatura são eficientes na conservação dos alimentos. Neste sentido, a conservação pelo calor e pelo frio são aplicadas aos alimentos de diferentes formas, sendo que uma das diferenças está na temperatura utilizada em cada método. Sobre os métodos de conservação pelo calor e pelo frio, associe os itens, utilizando o código a seguir: I- Pasteurização. II- Esterilização. III- Refrigeração. IV- Congelamento. ( ) Consiste em estocar um produto a temperaturas entre 0 e 7 °C. Esse método é considerado o mais brando em conservação de alimentos, gerando poucos efeitos adversos sobre suas propriedades sensoriais e nutricionais. ( ) Tratamento térmico que inativa todos os microrganismos patogênicos e deterioradores que possam se desenvolver sob condições normais de estocagem, utilizando temperaturas superiores a 100 °C. ( ) Utiliza-se temperaturas de -18 °C ou inferiores, com a finalidade de prologar a vida de prateira, sendo que essas temperaturas são baixas o suficiente para inibir ou reduzir o crescimento dos microrganismos. AUTOATIVIDADE 96 ( ) Tratamento térmico relativamente brando, no qual o alimento é aquecido a temperaturas menores de 100 °C, tem como objetivo destruir os microrganismos patogênicos e aumentar a vida útil do alimento. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) I – II – IV – III. b) ( ) II – IV – III – I. c) ( ) III – II – VI – I. d) ( ) III – I – II – IV. 97 UNIDADE 2 1 INTRODUÇÃO Acadêmico, no tópico anterior, estudamos sobre a importância dos métodos de conservação através do calor e o frio. Além disso, conhecemos um pouco mais sobre as características dos diferentes métodos de conservação pelo calor que compreende a pasteurização, branqueamento e esterilização e, ainda, os principais métodos de conservação pelo frio que são a refrigeração e o congelamento. A partir de agora, vamos estudar os métodos de conservação de alimentos que utilizam o controle da umidade, que são a concentração, desidratação ou secagem e, vamos compreender a conservação por meio da adição de elementos, através do uso do açúcar, do sal (salga) e da fumaça (defumação). Vamos conhecer também as características destes métodos para a conservação e aumento da vida útil dos alimentos. Lembre-se, acadêmico, que na parte final desse tópico temos algumas autoatividades para você testar seus conhecimentos referentes aos assuntos abordados. Bons estudos! 2 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UMIDADE Muitos alimentos são desperdiçados em função da falta de processamento adequado ou conservação, bem como por serem alimentos perecíveis, como é o caso das frutas e hortaliças. Assim, diversas técnicas vêm sendo utilizadas para reduzir as perdas e aumentar a vida útil dos alimentos no geral, incluindo as frutas e hortaliças, entre as quais a desidratação ou secagem merece destaque, por ser um dos métodos mais antigos e simples utilizados para conservação de alimentos. Dessa maneira, frutas que não são consumidas in natura ou com produção sazonal, podem ser consideradas excelente fonte de matéria-prima para a produção de geleias e/ou doce em massa, desde que as tecnologias de conservação e aproveitamento sejam empregadas de forma adequada. O grupo de microrganismos de maior importância em alimentos é o das bactérias, porque nelas se encontram inúmeras espécies deteriorantes, principalmente as patogênicas. As bactérias caracterizam-se por necessitarem de muita água livre, para sua multiplicação. Logo, temos alimentos com muita água livre, como as carnes TÓPICO 2 — MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UMIDADE E ADIÇÃO DE ELEMENTOS 98 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS in natura, alguns embutidos cárneos (salsichas, mortadelas), frutas e leite, nos quais a atividade de água apresenta valores entre 0,96 e 0,98, o que indica que quase 100 % da águapresente nesses alimentos está disponível para a multiplicação dos microrganismos. Em função disso, estes alimentos são os mais expostos à deterioração ou contaminação por bactérias patogênicas (CARDOSO; RÜBENSAM, 2011). O conteúdo de água dos alimentos é o principal fator causador da deterioração por microrganismos e alterações químicas e enzimáticas. Portanto, a redução do conteúdo de água é um método de conservação dos alimentos, no entanto, quanto maior a umidade final, mais macia é a consistência do produto, sendo que esta qualidade é bastante apreciada em produtos desidratados. Neste sentido, é fundamental ponderar estes dois fatores na secagem do alimento, visando obter um produto de qualidade com vida útil elevada. Dessa forma, a atividade de água é um dos fatores mais importantes para a indústria de alimentos, uma vez que quantifica a água disponível para o crescimento de microrganismos e as reações que podem alterar os alimentos, permitindo prever a estabilidade (CELESTINO, 2010). Neste sentido, a conservação pelo controle da umidade é um método que consiste na aplicação de calor para a remoção de água. Dependendo da intensidade do calor, obtém-se a concentração dos componentes ou a secagem, por meio da retirada máxima da água dos alimentos. Os alimentos que sofreram o processo de concentração ou desidratação exigem cuidados especiais em relação às embalagens e aos locais de estocagem. Por serem desidratados, absorvem água com muita facilidade. Assim, se as embalagens forem danificadas, por exemplo, ocorrerá absorção de umidade do ambiente, o que pode levar ao desenvolvimento de bolores, à multiplicação de bactérias, ou mesmo à germinação de esporos, gerando perda de produtos (CARDOSO; RÜBENSAM, 2011). Desta forma, a umidade dos alimentos pode ser alterada por meio da secagem que consiste na remoção da água ou qualquer líquido dos alimentos, enquanto a evaporação consiste na concentração de líquidos. No Quadro 1, podemos observar as diferenças entre estes dois processos que atuam no controle de umidade dos alimentos. QUADRO 1 – DIFERENÇAS ENTRE A SECAGEM E A EVAPORAÇÃO (CONCENTRAÇÃO) Acadêmico, para compreender melhor como a atividade de água contribui para a estabilidade dos alimentos, você pode acessar o link a seguir que apresenta o texto, seguido de alguns vídeos relacionados a este tema. Aproveite para entender melhor e aprofundar seus conhecimentos. FONTE: ALONSIO, V. P. P. Propriedades da água e sua importância na estabilidade de alimentos in natura e processados. 2013. Disponível em: https://wp.me/p2lNhc-1P. Aces- so em 13 mar. 2020. DICAS TÓPICO 2 — MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UMIDADE E ADIÇÃO DE ELEMENTOS 99 SECAGEM EVAPORAÇÃO OU CONCENTRAÇÃO Remoção de líquidos de material sólido. Remoção de líquido de solução líquida. Remoção por centrifugação ou vaporização. Remoção somente por vaporização. A vaporização ocorre com tempera- tura inferior à temperatura de ebu- lição do líquido que se quer retirar do material sólido. A vaporização ocorre na temperatura de ebulição do líquido que se quer retirar a solução líquida. FONTE: Adaptado de Celestino (2010) Segundo Vasconcelos e Melo Filho (2010), o processo de concentração e de desidratação ou secagem são similares, visto que ambos retiram água do alimento, porém apresentam algumas diferenças quanto à quantidade de água retirada, uma vez que o processo de concentração retira menor quantidade comparado à desidratação. Em função disso, o processo de concentração necessita de um método de conservação complementar, enquanto a desidratação, como a retirada de água é maior, é suficiente para conservar e aumentar a vida útil do produto. E, ainda ambos diferem devido as características do produto final. 2.1 CONCENTRAÇÃO Acadêmico, neste processo remove-se a água dos alimentos até valores entre 30 e 60% por evaporação. Esse método é amplamente utilizado na produção de sucos concentrados, de doces em massa e geleias de frutas. Considerando que os produtos finais permanecem com um teor de umidade ainda elevado, faz-se necessário adotar um método de conservação complementar, como o congelamento, no caso de sucos, ou o tratamento térmico antes do envase, aplicado à massa de tomate, a doces em pasta e a geleias de frutas (CARDOSO; RÜBENSAM, 2011). No processo de concentração, a remoção parcial da água contida nos alimentos por meio da evaporação, baseia-se na diferença de volatilidade entre a água e os solutos (LEONARDI; AZEREDO, 2018). A maioria dos compostos responsáveis pelo aroma é mais volátil do que a água, em função disso ocorre a perda destes compostos aromáticos durante a evaporação, o que pode comprometer a qualidade sensorial do produto final, com a finalidade de evitar estes danos térmicos causados pelo processo de evaporação pode ser utilizada a concentração por meio da tecnologia de membranas (AZEREDO et al., 2012). Agora, vamos entender como são realizados esses dois processos de concentração de alimentos. 100 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 2.1.1 Concentração por ebulição e evaporação Esse método consiste na eliminação da água dos alimentos líquidos por meio da fervura e liberação do vapor de água. Como exemplos desse processo, temos o leite evaporado, sucos concentrados, molhos e extrato de tomate, sendo que a retirada de água leva a concentração dos componentes sólidos do alimento (VASCONCELOS; MELLO FILHO, 2010). Este mesmo autor, destaca que durante este processo é necessário ter cuidado para que o alimento não perca sua cor, aroma e ingredientes nutritivos. Segundo Azeredo et al. (2012), a evaporação consiste em aquecer um líquido à temperatura de ebulição para remover a água na forma de vapor, assim, a evaporação tem as seguintes funções: • Pré-concentração de alimentos antes de processos de secagem, congelamento ou esterilização, reduzindo o peso e o volume do produto. Isso permite economia de energia nas operações subsequentes e redução nos custos de estocagem, transporte e distribuição. • Redução da atividade de água do produto, aumentando sua estabilidade. • Aumento da conveniência do produto. • Alterações de sabor e/ou da cor do produto (xaropes caramelizados). A diferença de temperatura entre o meio de aquecimento e o líquido é o principal fator que afeta a taxa de transferência de calor, determinando o tempo de processo e a qualidade do produto concentrado. Uma maior diferença de temperatura é obtida se a evaporação ocorrer sob pressão reduzida, diminuindo o ponto de ebulição do produto. Com isso, as taxas de transferência de calor são aumentadas. A evaporação a vácuo é especialmente útil no caso de alimentos sensíveis a altas temperaturas, como sucos de frutas e leite, já que os danos térmicos são minimizados. À medida que o produto se concentra, o ponto de ebulição se eleva, e a diferença de temperatura torna-se menor; com isso, a taxa de transferência de calor é gradativamente reduzida (UNIVERSITY OF GUELPH, 2010). 2.1.2 Concentração por membranas A tecnologia de membranas inclui um conjunto de métodos empregados para concentração, clarificação ou fracionamento de líquidos, sem uso de calor. As partículas são separadas com base no peso molecular e no formato, por pressão e por meio de membranas semipermeáveis, especialmente projetadas. Quando duas soluções de diferentes concentrações são separadas por uma membrana semipermeável, a pressão osmótica fará com que a água se mova da solução menos concentrada para a mais concentrada, para equilibrar o sistema (osmose direta). Entretanto, se for aplicada uma pressão mecânica superior à pressão osmótica, em sentido inverso, a água será forçada a se mover contra o gradiente deconcentração, caracterizando a osmose reversa (AZEREDO et al., 2012). TÓPICO 2 — MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UMIDADE E ADIÇÃO DE ELEMENTOS 101 Na Figura 2, podemos observar como ocorre a osmose reversa, utilizando a aplicação de pressão sobre a membrana semipermeável para a retirada do sal da água, com a finalidade de obter água pura para o consumo. Método muito similar ao que ocorre na concentração por membranas para conservar os alimentos. FIGURA 2 – ESQUEMA DO PRINCÍPIO DA OSMOSE REVERSA UTILIZADO NA DESSALINIZAÇÃO DA ÁGUA FONTE: <https://cdn.resumov.com.br/resumov/uploads/2017/11/img_5a0af2885824b.png>. Acesso em: 10 jun. 2020. 2.2 DESIDRATAÇÃO OU SECAGEM Neste processo, os alimentos são expostos ao ar aquecido ou colocados em contato com superfícies quentes, para que ocorra a eliminação máxima de umidade. Logo, a atividade de água final dos produtos atinge valores iguais ou inferiores a 0,60, indicando que praticamente toda a água do alimento foi retirada e que, consequentemente, a atividade bacteriana se torna inviável. Isso faz com que os alimentos possam ser mantidos em temperatura ambiente durante sua vida de prateleira. Como exemplos temos: as especiarias (temperos); as frutas desidratadas, como a banana passa e o tomate seco; e alguns alimentos como leite em pó, farinhas, açúcar mascavo, massa alimentícia, entre outros (CARDOSO; RÜBENSAM, 2011). A secagem é definida pela desidratação, ou seja, remoção da água de um alimento sólido, na forma de vapor, por meio de um mecanismo de vaporização térmica, numa temperatura inferior a ebulição da água. Este processo utiliza o ar quente para transferir calor para o alimento e, consequentemente, evaporar a água contida no alimento. A secagem pode ocorrer por pressão atmosférica ou pressão reduzida em secadores a vácuo. A capacidade do ar de eliminar a água de um alimento depende da temperatura e da umidade relativa (CELESTINO, 2010). Segundo Lopes (2007), industrialmente a secagem é a retirada de água pelo calor produzido artificialmente sob condições de temperatura, umidade e corrente de ar, cuidadosamente controladas. Em resumo, o aumento da temperatura do 102 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS produto a ser desidratado força a evaporação da água, enquanto a circulação do ar remove a umidade evaporada. O termo dessecação tem em essência o mesmo significado de desidratação sendo, porém, mais genérico e, às vezes, usado como referência a produtos secos ao sol. Assim, alimentos secos, desidratados ou com baixa umidade, denominados LMF (Low Moisture Foods) são os que apresentam, geralmente, teor de umidade inferior a 25% e atividade de água menor que 0,60. Nesta categoria, estão incluídos os alimentos secos tradicionais e os alimentos liofilizados. Os alimentos que apresentam atividade de água entre 0,60 e 0,85 são denominados alimentos com umidade intermediária ou IMF (Intermediate Moisture Foods). Segundo Raimundo, Machado e Machado Filho (2017), a secagem é o processo utilizado para remover a água dos alimentos, diminuindo a atividade de água e inibindo o crescimento bacteriano. Durante o processo de secagem, que pode ser utilizado para conservar também o pescado, devem ser levados em conta alguns aspectos importantes: • superfícies maiores e mais finas secam mais rápido; • quanto maior a velocidade do ar (ventilação), maior a evaporação; • quanto maior a temperatura do ar, maior a evaporação; • quanto menor a umidade relativa do ar, mais rápida a evaporação; • quanto maior o conteúdo de gordura, menor a velocidade de evaporação. A secagem tem como objetivo prolongar a vida de prateleira dos alimentos por meio da redução da atividade de água. A redução da atividade de água inibe o crescimento microbiano e a atividade enzimática (FELLOWS, 2006). Além disso, a secagem dos alimentos apresenta algumas vantagens, por exemplo, a redução do peso e do volume dos produtos (devido à remoção da água dos alimentos) e permite o transporte dos produtos sem necessidade de refrigeração (KUMAR; KARIM; JOARDDER, 2014). A vantagem relacionada à facilidade de estocagem e de transporte, graças à redução de volume e de peso também é ressaltada por Cardoso e Rübensam, (2011), que por outro lado destacam que a manutenção da qualidade desses produtos requer também controle das embalagens e do local de armazenamento, para que eles não absorvam umidade do ambiente, visto que a absorção de umidade do ambiente favorece a multiplicação tanto de bactérias quanto de fungos, levando à deterioração, e pode, além disso, favorecer a multiplicação de bactérias patogênicas. De acordo com Celestino (2010), em processos térmicos, determinadas propriedades nutritivas podem ser perdidas, como as vitaminas. Com a secagem não é diferente, porém esse processo apresenta as seguintes vantagens segundo o autor: • aumento da vida útil do produto; • o alimento desidratado é nutritivo, apesar de possíveis perdas de nutrientes e o valor nutritivo é concentrado em função da perda de água; • facilidade no transporte e comercialização, pois o alimento seco é leve, compacto e suas qualidades permanecem inalteradas por longos períodos; TÓPICO 2 — MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UMIDADE E ADIÇÃO DE ELEMENTOS 103 • é um processo econômico, visto que secadores semi-industriais tem baixo custo, a mão de obra não necessita ser especializada e os produtos desidratados tem baixo custo de armazenagem; • redução nas perdas pós-colheita. A secagem de alimentos é um processo de conservação que permite a obtenção de produtos de baixo valor de umidade de água e tem por vantagem aumentar a vida útil do produto, bem como ter baixo custo por necessitar apenas de uma bandeja e redes protetoras contra insetos. Assim, temos duas formas de secagem de alimentos: • Secagem natural: a qual é realizada em regiões com temperaturas médias de 35 °C a 40 °C, e para se ter uma maior qualidade, deve ter sua umidade reduzida de 50% a 70% ao sol, e continuada sua secagem à sombra para se preservar a cor e o aroma natural, portanto apresenta baixo custo (CELESTINO, 2010). O processo se faz basicamente através da exposição do alimento à luz solar, permitindo a retirada de parte de sua umidade através da evaporação. Durante todo período de secagem, há um monitoramento do seu peso, para apontar se o mesmo está ideal, indicando a qualidade no produto (LEONARDI; AZEREDO, 2018). • Secagem artificial: são utilizados equipamentos específicos, no qual o alimento é colocado e o processo de desidratação ocorre por um dado período de tempo, sendo denominada batelada. Usa-se, geralmente, ar quente com uma velocidade de 0,5 m/s a 3 m/s e baixa umidade quando se tratado de transferência de calor por convecção; mas podem ocorrer também através de transferência de calor por condução e radiação. Vale ressaltar que a retenção de vitaminas em alimentos secos com a secagem artificial é superior à dos alimentos secos ao sol (CELESTINO, 2010). Segundo Leonardi e Azeredo (2018), os princípios dos métodos de desidratação baseiam-se na remoção controlada da água e/ou sua interação com outros compostos, de forma que se reduza a atividade de água, reduzindo, assim, as taxas de alterações microbiológicas. Além disso, tem por objetivo a redução de alterações químicas, facilidade de transporte e distribuição, redução de custos com embalagens e praticidade. Para Azeredo et al. (2012), a desidratação de alimentos refere-se à remoção quase completa de água sob condições controladas, neste sentido, são adotados dois importantes critérios de qualidade para alimentos desidratados: Acadêmico, lembre-se de que a redução na atividade de água, em torno de 1/3 ou 2/3, obtida pelos processos de desidratação ou concentração, é responsável pela conservação de alimentos,porém essa condição deve ser mantida por meio das embalagens intactas e estocagem em ambientes livres de umidade. IMPORTANT E 104 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS • Capacidade de reidratação, gerando produtos semelhantes aos alimentos que os originaram. • Mínimas alterações nas propriedades sensoriais do produto. Para atender aos critérios de qualidade dos produtos desidratados, é necessário um grande desafio tecnológico, já que os níveis de umidade muito baixos, requeridos para se atingir boa estabilidade, dificilmente são obtidos com poucas alterações dos alimentos, a menos que a desidratação seja feita por liofilização, um processo caro (POTTER; HOTCHKISS, 1995). Existem vários tipos de equipamentos que funcionam com diferentes temperaturas para a retirada de umidade dos alimentos. Para a obtenção de alimentos concentrados, por exemplo, são utilizados evaporadores, que normalmente funcionam com temperaturas próximas a 100 ⁰C. Por outro lado, temos os evaporadores a vácuo, cujas temperaturas são mais baixas, entre 50 e 60 ⁰C. Para a secagem de alimentos, são usados fornos ou estufas, comumente chamados de secadores de cabine e secadores de túnel, que funcionam com temperaturas entre 45 e 85 ⁰C. Já os atomizadores, empregados na secagem de leite em pó, trabalham com ar aquecido entre 180 e 230 ⁰C. Nesse caso, a secagem do alimento é instantânea, porque, além de ser submetido a temperaturas elevadas, o alimento é atomizado, gerando partículas muito pequenas, à semelhança de um jato de spray (CARDOSO; RÜBENSAM, 2011). Desta forma, acadêmico, temos diferentes processos de desidratação ou secagem que são utilizados no processamento de alimentos (LINK, 2016). Conheceremos alguns desses processos na sequência: 2.2.1 Secagem utilizando ar quente Como mencionado anteriormente, a secagem tem como objetivo a remoção de líquido ou água de um sólido através do fornecimento de calor. Assim, na secagem utilizando ar quente, também conhecida como secagem convectiva, o calor fornecido pelo ar quente é absorvido pelo produto, fornecendo o calor necessário para evaporar a água, que sai pela superfície (FELLOWS, 2006). Este autor, destaca que existem três fatores inter-relacionados que controlam a capacidade do ar de remover água de um alimento, que são: • a quantidade de vapor d’água presente no ar; • a temperatura do ar; • a quantidade de ar que passa pelo alimento. Durante a secagem, a superfície do alimento sofre uma maior desidratação. Dessa maneira, ocorre um fluxo de água do interior do alimento para a superfície. Ao mesmo tempo, a diferença de umidade entre o ar e o interior do alimento resulta na transferência de umidade do interior para a superfície do produto. Assim, a secagem é um processo que envolve simultaneamente transferência de TÓPICO 2 — MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UMIDADE E ADIÇÃO DE ELEMENTOS 105 calor e massa, sendo que a remoção do líquido e/ou vapor depende do tipo do produto e da umidade (FELLOWS, 2006). O processo convencional de secagem com ar aquecido promove uma série de alterações que resultam em prejuízo à aparência, degradação de nutrientes, pigmentos e compostos de sabor, comprometendo a qualidade sensorial e nutricional do produto. Na parte física, temos a contração dos tecidos, enquanto nas alterações químicas ocorrem reações de escurecimento, particularmente reação de Maillard, caramelização e perda de compostos voláteis. Em consequência das alterações ocorridas, o produto sofre prejuízos em sua aparência, sabor e textura (AZEREDO et al., 2012). 2.2.2 Secagem a vácuo Uma técnica muito utilizada em alimentos que podem sofrer danos, alterações de cor ou até mesmo perdas de vitaminas e antioxidantes, se expostos a altas temperaturas, é a secagem a vácuo. O vácuo aumenta a taxa de evaporação devido à diminuição da temperatura de saturação da água. Dessa maneira, a água é evaporada dos alimentos a baixas temperaturas. A manutenção de baixas temperaturas é essencial para produtos termicamente sensíveis, além de estabelecer um ambiente de secagem com baixas concentrações de oxigênio, contribuindo para reduzir as perdas sensoriais e nutricionais dos produtos desidratados (LINK, 2016). Os benefícios da secagem a vácuo incluem a utilização de menores temperaturas de processo e maiores taxas de secagem, que resultam em produtos com melhor qualidade, retenção de nutrientes e aromas quando comparados à secagem com ar quente (LINK, 2016). 2.2.3 Desidratação osmótica Segundo Azeredo et al. (2012), a desidratação osmótica consiste em remoção de água do alimento por efeito da pressão osmótica. Nesse processo, o alimento (normalmente frutas e hortaliças) é imerso em uma solução hipertônica. Assim, devido aos gradientes de concentração de água e de solutos (açúcar ou sal), dois fluxos em contracorrente ocorrem através das paredes celulares: um fluxo de água do alimento para o exterior e um fluxo de soluto no sentido oposto. Como as membranas celulares de frutas e hortaliças são diferencialmente permeáveis, permitindo uma passagem mais livre de água do que do soluto, a taxa de perda de água do alimento é maior que a de ganho de soluto. Geralmente, a remoção de água é da ordem de 40 a 70% em relação ao produto inicial, enquanto a incorporação de solutos é da ordem de 5 a 25% em relação ao produto inicial, considerando-se o uso de uma solução osmótica de concentração de 50 a 75% (AZEREDO et al., 2012). 106 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS Semelhante à desidratação clássica, a desidratação osmótica permite a concentração parcial do material celular de frutas e legumes, com um mínimo de prejuízo em relação ao uso de calor. Surge também como opção à padronização da técnica de secagem para a obtenção de produto com textura, cor e sabor adequados, além de possibilitar redução de perdas na pós-colheita. Neste sentido, os tratamentos osmóticos estão sendo usados, principalmente como pré-tratamento, em alguns processos convencionais, tais como secagem a ar convectivo, micro- ondas e liofilização, com a finalidade de melhorar a qualidade do produto final, reduzir custos de energia ou mesmo formular novos produtos (LOPES, 2007). 2.2.4 Liofilização Considerando que o calor aplicado na desidratação dos alimentos sempre provoca alguma perda das características sensoriais e nutricionais, comentado anteriormente, a liofilização tem sido utilizada como método alternativo de retirada da umidade dos alimentos, visto que apresenta duas etapas: primeiramente, procede-se ao congelamento convencional do alimento a fim de obter a concentração dos nutrientes e, a seguir, o alimento é colocado em câmaras a vácuo com temperaturas entre 40 e 50 ºC, para que os cristais de gelo passem ao estado de vapor sem se derreter. A passagem dos cristais de gelo (estado sólido) ao estado gasoso (vapor d’água) denomina-se sublimação. Isso permite que o alimento perca umidade sem danos a sua estrutura celular, mantendo intactas suas características (CARDOSO; RÜBENSAM, 2011). A liofilização é considerada um dos métodos mais avançados para a secagem de produtos de alto valor e que são sensíveis a altas temperaturas, uma vez que evita o encolhimento indesejável e resulta em produtos com elevada porosidade, qualidade nutricional, retenção de aroma, sabor e cor, bem como com melhores propriedades de reidratação (OIKONOMOPOULOU; KROKIDA; KARATHANOS, 2011). Esse método requer um investimento de capital muito elevado, desta forma, os produtos liofilizados dificilmente possuem preços competitivos (CARDOSO; RÜBENSAM, 2011). Em função do equipamento utilizado, o longotempo de secagem necessário e a energia requerida, a liofilização é um processo de custo elevado. Por este motivo, seu uso nas indústrias de alimentos é restrito a produtos de alto valor agregado, tais como: café, chás, ervas aromáticas e frutas e hortaliças crocantes. No entanto, a vantagem desse processo são as perdas mínimas de nutrientes e uma rápida reidratação do produto seco (CELESTINO, 2010). TÓPICO 2 — MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UMIDADE E ADIÇÃO DE ELEMENTOS 107 2.2.5 Atomização (Spray-drying) A secagem por atomização envolve a pulverização de um alimento líquido, formando pequenas gotículas que são lançadas em uma câmara fechada, entrando em contato com uma corrente de ar aquecido, formando partículas secas. O pó produzido é então descarregado, continuamente, da câmara de secagem. Um exemplo de produto produzido por atomização é o leite em pó (AZEREDO et al., 2012). 2.2.6 Efeito da secagem no produto Um grande número de mudanças químicas e físicas ocorrem durante o processo de secagem. Essas alterações afetam a qualidade do produto desidratado em relação ao valor nutricional e características sensoriais (CELESTINO, 2010). Segundo esse autor, as alterações ou fatores de deterioração dos vegetais desidratados, frutas e hortaliças são: • alteração na cor, aroma, sabor e textura; • escurecimento enzimático e não enzimático; • oxidação de lipídeos; • oxidação da vitamina C; • degradação de pigmentos; • encolhimento e capa dura. 3 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELA ADIÇÃO DE ELEMENTOS Acadêmico, os processos de conservação de alimentos são baseados na eliminação total ou parcial dos microrganismos ou enzimas que causam alterações nos alimentos. Estes processos consistem na aplicação de princípios físicos ou químicos, como os que estudamos até aqui, uso do calor ou frio, concentração ou desidratação da água dos alimentos. A partir de agora, vamos estudar a adição de elementos para conservar alimentos, começando pelo uso do açúcar, do sal (salga) e da fumaça (defumação). Acadêmico, para visualizar e compreender melhor a importância do processo de liofilização, bem como alguns outros métodos de conservação de alimentos, acesse as abas da página da Universidade Federal do Rio Grande do Sul que possui informações importantes referente aos processos de desidratação de frutas e hortaliças. Acesse e confira! Disponível em: http://www.ufrgs.br/alimentus1/objetos/veg_desidratados/secagem_ liofiliza%C3%A7%C3%A3o.html DICAS 108 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 3.1 CONSERVAÇÃO PELO USO DO AÇÚCAR A conservação pela adição do açúcar é uma das técnicas mais empregadas para a conservação de frutas. Inicialmente, este procedimento foi adotado para melhorar o sabor e não com o objetivo específico de preservação. As primeiras preparações caseiras de geleias, doces em massa e conservas de frutas eram feitas com mel de abelhas, uma vez que ainda não existia açúcar cristalizado ou refinado. Depois, com a instalação das usinas de açúcar de cana e de beterraba ocorreu uma expansão significativa na fabricação de doces, sendo que nos dias atuais esta atividade ocupa um espaço importante no universo das indústrias de alimentos (LOPES, 2007). A produção de geleias e doces é uma forma de conservação das frutas que utiliza o calor aliado ao aumento da concentração de açúcar, que por meio da alteração na pressão osmótica aumenta o tempo de vida dos produtos (KROLOW, 2013). A geleia, segundo a legislação brasileira, é o produto obtido pela concentração da fruta ou suco de fruta com quantidades adequadas de açúcar, pectina e ácido, até a concentração suficiente para que ocorra a geleificação durante o resfriamento (KROLOW, 2013). As geleias são classificadas em dois tipos: • Comum: preparada com 40 partes de frutas frescas ou suco e 60 partes de açúcar. • Extra: preparada com 50 partes de frutas frescas ou suco e 50 partes de açúcar. Atualmente é fabricada uma gama variada de geleias, como uva, maçã, jabuticaba, pêssego, laranja, goiaba, entre outras. Nada impede que frutas regionais brasileiras, como carambola, açaí, abiu, araçá, embu, pitanga, pitomba, cajá-manga, sejam consumidas em forma de doces, em qualquer parte do país, ou mesmo no exterior, desde que sua produção e distribuição sejam intensificadas (LOPES, 2007). Os doces em massa (bananada, goiabada, marmelada, pessegada, figada etc.) possuem diferenças quanto a sua consistência. Podem apresentar-se na forma de uma pasta homogênea de consistência mole ou de consistência mais firme que possibilite o seu corte, porém, em ambos os casos, devem ser acondicionados de modo que seja assegurada sua perfeita conservação. O doce em massa é o produto resultante do cozimento da fruta com açúcar, com ou sem água, além da pectina, ácido e outros ingredientes. Para obtenção de um doce em massa no ponto adequado para o corte, é preciso combinar bem os seguintes elementos: fruta, pectina, açúcar e ácido. As frutas contribuem com o sabor, aroma e cor. A pectina é a substância que dá a consistência gelatinosa. O açúcar, além de adoçar, contribui para a formação do gel. O ácido tem por finalidade promover o nível de acidez necessária para que ocorra a geleificação, realçando o aroma natural da fruta (TORREZAN, 2015). Ainda que contraditório como agente conservante, o açúcar favorece a proliferação de microrganismos em soluções pouco concentradas, já em alta concentração, tem um efeito desidratante. Por meio do aumento da pressão osmótica do meio, torna a água indisponível para o desenvolvimento de bactérias, bolores e leveduras. Entretanto, se a quantidade de açúcar não for suficientemente TÓPICO 2 — MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UMIDADE E ADIÇÃO DE ELEMENTOS 109 alta, atuará simplesmente como um preservativo auxiliar, sendo necessário aplicar a esterilização pelo calor para garantir a conservação do produto, como no caso de frutas em calda de baixa acidez enlatadas (SILVA, 2001). Portanto, se adicionarmos açúcar em grande quantidade, o tempo de conservação de um alimento será ampliado porque ocorrerá aumento da pressão osmótica e não sobrará água disponível para crescimento microbiano. O açúcar e as frutas são os únicos ingredientes de um número considerável de geleias, compotas, doces pastosos ou de corte. Entretanto, para a obtenção desses e de outros produtos é necessário complementar o processo com outros tratamentos, tais como aplicação de calor e controle da acidez. Como exemplos da conservação pela adição do açúcar, seguido da aplicação de calor, temos as geleias, doces em massa ou em pasta, frutas cristalizadas, frutas em conserva, leite condensado, melaço e mel (LOPES, 2007). Os doces e geleias obtidos pela adição de açúcar, seguido pela aplicação de calor, conseguem conservar muito bem durante tempos longos, aumentando a vida de prateleira destes alimentos. Isto ocorre porque qualquer bactéria que entre neste ambiente de alta concentração em açúcares (até 60-65%) morre rapidamente por desidratação em função da passagem rápida da água do citoplasma para o exterior da parede celular por osmose (LOPES, 2007). Acadêmico, recomendamos que você acesse o site a seguir, ele possui informações relacionadas a produtos preservados pela adição de açúcar na forma de doce em massa. Passando para a segunda página, você terá acesso aos tipos e características das frutas e demais produtos utilizados, bem como o fluxograma geral dos doces em massa com a descrição de cada etapa. Aproveite o material. Disponível em: https://www. monografias.com/pt/trabalhos2/doce-em-massa/doce-em-massa2.shtml. DICAS O açúcar, associado à aplicação de calor, é um processo de conservação de alimentos, utilizado principalmente para frutas. NOTA 3.2 CONSERVAÇÃO PELO USO DO SAL A salga é um dos métodosmais antigos utilizados pelo homem para conservar os alimentos, seu princípio de conservação é basicamente o mesmo do 110 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS processo de conservação pelo uso do açúcar: as bactérias presentes no alimento, ao entrarem em um ambiente de alta concentração salina (até 30%) morrem rapidamente por desidratação. Este processo é aplicado na conservação por salga ou salmoura de peixes (bacalhau, anchovas), carnes (pertences para feijoada, charque) ou vegetais (chucrute). Apesar da eficiente preservação dos produtos sob o ponto de vista microbiológico, a salga não evita a degradação química. Com o passar do tempo podem ocorrer reações de oxidação das gorduras, com consequente sabor de ranço (LOPES, 2007). Durante o processo da salga do pescado ocorrem, simultaneamente, dois fenômenos de transferência de massa com fluxo contrário. O sal em altas concentrações penetra no pescado e força a saída de água dos tecidos, com consequente redução da umidade, aumento no teor de sal e redução da atividade de água (RAIMUNDO; MACHADO; MACHADO FILHO, 2017). De acordo com Ordóñez et al. (2005), a formação de uma solução de cloreto de sódio (NaCl) é muito importante para o transporte do sal e da água, ou seja, para produzir a difusão de sal até o interior do alimento e saída de água, que passa a fazer parte da salmoura. O efeito conservador dos alimentos é devido à redução da atividade de água do produto pela desidratação parcial deste pela concentração de solutos (sal) no interior do alimento, inibindo o crescimento de muitas bactérias que causam alterações e também algumas reações enzimáticas (ORDÓÑEZ et al., 2005; RAIMUNDO; MACHADO; MACHADO FILHO, 2017). Para que a salga seja feita de maneira adequada, é importante que a diminuição de umidade e penetração de sal sejam rápidas. A velocidade de penetração é influenciada pela temperatura, pela pureza e concentração do sal (ORDÓÑEZ et al., 2005). No caso do pescado, a velocidade de penetração depende da resistência da pele, grossura do filé, presença de escamas, dissolução do sal, temperatura, condição do pescado pós-captura (RAIMUNDO; MACHADO; MACHADO FILHO, 2017). Neste sentido, Ordóñez et al. (2005) aconselham utilizar salmouras para salga de pescado, por exemplo, uma mistura de sal grosso e fino em partes iguais, isento de bactérias halófilas e de impurezas. A presença de impurezas retarda a penetração do sal nos tecidos, favorece a rancificação, causa escurecimentos superficiais e produz aromas anômalos. Segundo Ordóñez et al. (2005), temos três tipos de salga que diferem em função da forma como são realizadas: salga seca, mista e úmida. Vamos entender as diferenças entre elas? Acadêmico, as bactérias halófilas podem se desenvolver em ambiente com altas concentrações de sal. NOTA TÓPICO 2 — MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UMIDADE E ADIÇÃO DE ELEMENTOS 111 3.2.1 Salga seca É o método mais simples de salgar alimentos. Consiste em empilhar camadas alternadas de sal e alimento (carne ou peixe, por exemplo), sendo que no alto de cada pilha é colocado um peso para comprimir as camadas, facilitando a eliminação da água intramuscular (RAIMUNDO; MACHADO; MACHADO FILHO, 2017). O produto obtido pode ter pouco mais de 50% de água e aproximadamente 18% de sal, significando que a fase aquosa ou a salmoura formada durante o processo está saturada de sal e será eliminada. Mesmo assim, o produto salgado não se conserva bem a temperaturas superiores a 10 °C, pois podem crescer bactérias halofílicas, causadoras de colorações avermelhadas na superfície e odores estranhos. Para tornar o produto mais estável, deve-se baixar o conteúdo de umidade a valores menores que 50% (ORDÓÑEZ et al., 2005). 3.2.2 Salga mista Na salga mista, preparam-se camadas alternadas de sal e alimento (carne ou peixe, por exemplo) em recipientes que impedem a perda da salmoura formada com as exsudações e o sal. Pode-se acrescentar mais sal ou salmoura para que o produto fique submerso no meio, o quanto antes possível. Em alguns casos, pode-se colocar pesos na parte superior da pilha para pressionar de modo que as camadas superficiais de produto e o sal fiquem dentro da salmoura (ORDÓÑEZ et al., 2005; RAIMUNDO; MACHADO; MACHADO FILHO, 2017). Esta salga é indicada para peixes gordos, como a sardinha, pois o pescado submerso em salmoura evita que o oxigênio atmosférico alcance as gorduras, deteriorando o pescado pela rancidez oxidativa da gordura (RAIMUNDO; MACHADO; MACHADO FILHO, 2017). 3.2.3 Salga úmida Esse procedimento é realizado com uma salmoura cuja concentração pode ser variável, no entanto, as mais usadas são em torno de 26,8% (peso/volume) de NaCl na salmoura (ORDÓÑEZ et al., 2005). Em pescado, esse tipo de salga aplica-se a espécies de grande porte e tem como vantagem que o pescado fica envolvido na salmoura, permitindo que a salga inicie rapidamente (RAIMUNDO; MACHADO; MACHADO FILHO, 2017). Acadêmico, como vimos, a salga é um processo de conservação antigo e que pode ser realizado de diferentes maneiras. A salga é um processo empregado para conservação de produtos como peixes (anchova, bacalhau, entre outros), carnes etc. 112 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 3.3 CONSERVAÇÃO PELO PROCESSO DE DEFUMAÇÃO A defumação dos alimentos é realizada pela impregnação de essências aromáticas que se desprendem da combustão lenta da madeira, que deve ser criteriosamente escolhida. Entre as recomendadas estão eucalipto, ipê, pau- ferro, jabuticabeira, goiabeira, jacarandá, aroeira e paraju. Podem ser defumados queijos, peixes, carnes, aves, com intenção de lhes conferir sabor e contribuir para o aumento do prazo de validade. O processo valoriza cortes nobres, como lombo de suíno, que pode ser transformado em lombo canadense ou lombo com especiarias. Também agrega valor a produtos como toucinho, costela, linguiça, salame e outros (LOPES, 2007). As propriedades de produto defumado são adquiridas a partir dos componentes da fumaça resultante da queima da madeira. São mais de 200 substâncias formadas durante o processo, como hidrocarbonetos, substâncias orgânicas, fenóis, benzóis e ácidos alifáticos, que atuam nos alimentos desenvolvendo cor e sabor típicos, inibindo o desenvolvimento de bactérias, evitando o ranço e promovendo a conservação dos produtos (LOPES, 2007). Segundo este autor, a composição da fumaça e seu efeito no alimento, depende dos seguintes fatores: • temperatura de queima; • presença de ar; • tipo e quantidade de madeira queimada em relação ao tempo; • distância do produto à fonte de fumaça. A fumaça depositada na superfície dos produtos inibe o crescimento de vários tipos de bactérias, mas não é efetiva contra mofos. A defumação, por si só, não atua 100% no processo de conservação, devendo ser sempre aliada a outras técnicas. No caso das carnes, por exemplo, o Regulamento da Inspeção Industrial e Sanitária de Produtos de Origem Animal (RIISPOA), define os produtos defumados como aqueles que, após o processo de cura, são submetidos à defumação, para lhes dar cheiro e sabor característicos, além de um maior prazo de vida comercial em função da desidratação parcial (BRASIL, 2017). Portanto, para segurança do consumidor, os produtos cárneos devem ser curados previamente. O pescado seco e/ou salgado também se deteriora, portanto, é fundamental o uso de embalagens apropriadas, evitando aumentar a umidade, além de conservar o produto em local fresco, com abrigo de luz e ventilação. Lembrando que períodos acima de três meses exigem armazenamento sob refrigeração. ATENCAO TÓPICO 2 — MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UMIDADE E ADIÇÃODE ELEMENTOS 113 Durante a estocagem, os componentes da fumaça tendem a descorar a carne defumada, destruindo seus pigmentos. Para Lopes (2007), a defumação também afeta outras propriedades da carne, por exemplo: • os ácidos orgânicos depositados abaixam o pH; • a rancificação oxidativa e a hidrólise da gordura são retardadas pela presença da fumaça na carne; • a solubilidade e o comportamento eletroforético das proteínas também são afetados pela defumação, que modifica alguns grupos funcionais, como as sulfidrilas; • a resistência mecânica da película envoltória é maior, quando é aumentado o teor de fumaça na superfície da carne. Vários processos são utilizados para a produção de fumaça, começando pelo mais simples (método empírico) e tradicionalmente empregados no meio rural, até processos muito sofisticados, utilizados pelas indústrias modernas. No método empírico, realiza-se a defumação sem controle, queimando a madeira, o cavaco ou a serragem debaixo da carne ou do pescado. Em sistemas mais industrializados, a fumaça é conduzida por tubulações especiais aos fumeiros. No gerador de fricção, os pedaços de madeira são pressionados sobre um disco giratório. A deposição eletrostática da fumaça é outra variante do processo (LOPES, 2007). Para Raimundo, Machado e Machado Filho (2017), a defumação utilizada na conservação do pescado une as técnicas de secagem, cocção e atuação da fumaça, sendo indicado para pescado gordo, pois a gotículas de gordura ajudam a reter os componentes aromáticos da fumaça, que além de conferir odor e sabor ao produto, também aumenta a vida de prateleira. Segundo esse autor a defumação pode se: • A quente: este processo é realizado com temperaturas entre 50 a 90 °C, variando o tempo de defumação em função da temperatura. A defumação a quente engloba três fases: ᵒ salmoura – é feita a imersão dos peixes limpos em solução com 25% de sal por cerca de uma hora; A utilização da fumaça, associada ao calor, possui efeito na conservação dos alimentos em função da redução da umidade, essencial no controle do desenvolvimento de microrganismos. Ainda, os componentes da fumaça têm efeito bactericida, desinfetante e inibem a oxidação das gorduras. NOTA 114 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS ᵒ secagem – após lavados para retirar o excesso de sal, os peixes são colocados em secadores artificiais com temperatura de 40 a 50 °C por 40 minutos, propiciando a desidratação superficial do produto e a formação de uma película que impede a perda de substâncias da musculatura; ᵒ defumação – leva a maior desidratação do produto e confere cor, aroma e sabor, além da ação bactericida. • A frio: esta técnica é similar à defumação a quente, com diferença na utilização de temperaturas mais baixas, entre 15 a 30 °C, por 24 horas ou até por vários dias. De acordo com Lopes (2007), a produção de fumaça, nestes dois casos (a quente e a frio), pode ser por queima de serragem umedecida, por fricção ou atrito, por via úmida ou vapor de baixa pressão. Lembrando que madeiras duras, como o carvalho, e resinosas, como árvores frutíferas, são as mais indicadas. 3.3.1 Fumaça líquida Devido ao fato de terem sido detectados compostos cancerígenos na fumaça provenientes da combustão da lignina, em temperatura superior a 250 ⁰C, foram desenvolvidas em laboratório fumaças sem essas substâncias. É o caso da fumaça líquida, atualmente usada em banho de imersão, chuveiro, ou que é colocada diretamente na massa do produto a ser defumado. Industrialmente, ela pode ser totalmente sintetizada ou obtida da redestilação de condensados da combustão da madeira. O âmbito de aplicação das fumaças líquidas é muito amplo, sendo principalmente utilizadas em carnes bovina, suína e aves; carnes processadas; pescados; e queijos, podendo-se estender, por sua grande versatilidade, a uma grande variedade de alimentos que, tradicionalmente, não se defumam, como: temperos, sopas, vegetais enlatados, ou condimentos (GUILLÉN; MANZANOS; IBARGOITIA, 1996). As fumaças líquidas reduzem os problemas associados ao método tradicional de defumação, além de proporcionar uniformidade de sabor e cor, sem o inconveniente uso de serragem e limpeza dos fumeiros. Os componentes químicos da fumaça podem ser classificados em quatro grupos principais: os compostos ácidos, fenólicos, carbonos e hidrocarbonetos. Os componentes dos três primeiros grupos são responsáveis pelas características desejadas aos produtos defumados, isto é, a cor típica do produto defumado, aroma, sabor, maior vida de prateleira e a estabilidade do produto final. O grupo dos hidrocarbonetos é indesejável no produto final defumado por serem considerados cancerígenos, o que indica que o consumo de produtos defumados deve ser realizado com cautela, sem excessos (RAIMUNDO; MACHADO; MACHADO FILHO, 2017). A fumaça líquida pode ser aplicada diretamente na salmoura (imersão) ou na superfície da matéria-prima (aspersão ou atomização). No processo de imersão, a fumaça líquida é adicionada na salmoura utilizada para a salga TÓPICO 2 — MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UMIDADE E ADIÇÃO DE ELEMENTOS 115 de peixes, o que proporciona a penetração do sabor no interior dos tecidos do pescado. O nível de fumaça líquida recomendada é de 0,2 até 0,5% (peso/volume) na proporção de pescado com salmoura (1:2). Posteriormente à salga, o pescado deve ser colocado em bandejas teladas para eliminar o excesso da salmoura e, então, ser submetido ao tratamento térmico, por tempo e temperatura similares aos utilizados na defumação tradicional. Depois de removido do defumador, o produto deve esfriar antes de ser embalado. Durante o período de resfriamento, o pescado continua perdendo peso e, se for embalado ainda quente, poderá adquirir um aspecto úmido e textura amolecida, além de favorecer o crescimento de mofo sobre o produto (RAIMUNDO; MACHADO; MACHADO FILHO, 2017). Além do efeito dos compostos químicos, a exposição do alimento ao calor e à presença do sal favorece à desidratação do produto, conferindo ao método a garantia de proporcionar longos prazos de validade. Dependendo do grau de desidratação e do teor de sal, os produtos defumados podem ser mantidos à temperatura ambiente. Por exemplo, carnes defumadas por longos períodos podem ser guardadas em locais secos e bem ventilados por até seis meses, desde que estejam bem protegidos da luz e do ataque de insetos (LOPES, 2007). Os produtos defumados podem ser consumidos sem a necessidade de cozimento, uma vez que já foram cozidos durante o processo de defumação. NOTA 116 RESUMO DO TÓPICO 2 Neste tópico, você aprendeu que: • Os alimentos podem ser conservados utilizando os métodos de controle da umidade ou por meio do uso da adição de elementos. • O conteúdo de água dos alimentos é o principal causador da deterioração por microrganismos e alterações químicas e enzimáticas. • A conservação pelo controle da umidade é um método que consiste na aplicação de calor para a remoção de água. • A concentração da água dos alimentos é removida até valores entre 30 e 60 % por evaporação, porém, faz-se necessário adotar um método de conservação complementar, como o congelamento ou o tratamento térmico antes do envase. • A desidratação ou secagem ocorre pela eliminação máxima da água por ar aquecido ou contato com superfícies quentes, atingindo valores de atividade de água iguais ou inferiores a 0,60, o que permite que os alimentos sejam mantidos em temperatura ambiente. • A secagem é o processo utilizado para remover a água dos alimentos, diminuindo a atividade de água e inibindo o crescimento bacteriano. • A desidratação osmótica consiste em remoção de água do alimento por efeito da pressão osmótica, em função da alta concentraçãode água e de solutos (açúcar ou sal). • A liofilização consiste no congelamento convencional do alimento a fim de obter a concentração dos nutrientes, seguido do aquecimento em câmaras a vácuo com temperaturas entre 40 e 50 ⁰C, para que os cristais de gelo passem ao estado de vapor sem se derreter. • A adição de açúcar é uma das técnicas mais empregadas para a conservação de frutas. Em função da pressão osmótica provocada pela adição do açúcar, não sobrará água disponível para crescimento microbiano. • A geleia, segundo a legislação brasileira, é o produto obtido pela concentração da fruta ou suco de fruta com quantidades adequadas de açúcar, pectina e ácido. • O doce em massa é o produto resultante do cozimento da fruta com açúcar, com ou sem água, além da pectina, ácido e outros ingredientes. • A salga é um dos métodos mais antigos utilizados pelo homem para conservar os alimentos e seu princípio de conservação é que as bactérias presentes no alimento, ao entrarem em um ambiente com alta concentração salina (até 30%), morrem rapidamente por desidratação. 117 • A salga pode ser realizada de três formas: salga seca, mista e úmida. • A defumação é realizada pela impregnação de essências aromáticas resultante da queima da madeira, através da fumaça produzida, sendo que as propriedades de produto defumado são adquiridas a partir dos componentes da fumaça. • A defumação pode ser feita a quente ou a frio, sendo que a diferença está na temperatura utilizada. • Além do efeito dos compostos químicos, presentes na fumaça líquida, a exposição do alimento ao calor e à presença do sal favorece a desidratação do produto, conferindo ao método a garantia de proporcionar longos prazos de validade. 118 1 Nesse tópico, vimos que os alimentos podem ser conservados utilizando os métodos de controle da umidade ou por meio do uso da adição de elementos. Desta forma, em relação aos métodos utilizados nestes procedimentos, analise as seguintes sentenças: I- A desidratação é uma das técnicas mais empregadas para a conservação de frutas. Em função da pressão osmótica, provocada pela adição do açúcar, não sobrará água disponível para crescimento microbiano. II- A defumação é realizada pela impregnação de essências aromáticas resultante da queima da madeira, através da fumaça produzida, sendo que as propriedades de produto defumado são adquiridas a partir dos componentes da fumaça. III- Pelo método de adição de açúcar ocorre a eliminação máxima da água por meio do ar aquecido ou contato com superfícies quentes, resultando em valores iguais ou inferiores a 0,60 de atividade de água o que permite manter os alimentos em temperatura ambiente. IV- Na concentração, a água dos alimentos é removida até valores entre 30 e 60% por evaporação, porém, faz-se necessário adotar um método de conservação complementar, como o congelamento ou o tratamento térmico antes do envase. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Somente a afirmativa III está correta. b) ( ) As afirmativas I e III estão corretas. c) ( ) As afirmativas II e IV estão corretas. d) ( ) As afirmativas I, II e III estão corretas. 2 Como vimos nesse tópico, a salga é um dos métodos mais antigos utilizados pelo homem para conservar os alimentos e seu princípio de conservação é que as bactérias presentes no alimento, ao entrarem em um ambiente com alta concentração salina (até 30%), morrem rapidamente por desidratação. Neste sentido, em relação aos tipos de salga, associe os itens, utilizando o código a seguir: AUTOATIVIDADE I- Seca. II- Mista. III- Úmida. ( ) Método que realiza camadas alternadas de sal e alimento em recipientes que impedem a perda da salmoura formada com as exsudações e o sal. ( ) Método que utiliza camadas alternadas de sal e alimento, permitindo que a salmoura formada durante o processo seja eliminada. ( ) Procedimento realizado com salmoura, cuja concentração pode ser variá- vel, sendo que a mais usada é em torno de 26,8% de NaCl na salmoura. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) I – II – III. b) ( ) II – III – I. c) ( ) III – II – I. d) ( ) II – I – III. 119 UNIDADE 2 1 INTRODUÇÃO Acadêmico, no tópico anterior, estudamos o controle de umidade que compreende a concentração e secagem e a adição de elementos que consiste no uso de açúcar, salga e defumação para a conservação dos alimentos. Neste tópico, vamos estudar o emprego da fermentação na conservação dos alimentos, que utiliza a ação de microrganismo para alterar as características dos alimentos e, consequentemente, em função das alterações, atua na conservação desses alimentos. Aprenderemos também os diferentes tipos de fermentação e sua importância na conservação de alimentos. A parte final do tópico apresenta uma sugestão de leitura complementar, que aborda todos os métodos de conservação de alimentos, e algumas autoatividades para você testar seus conhecimentos referentes aos assuntos abordados. Bons estudos! 2 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELA FERMENTAÇÃO A tecnologia da fermentação baseia-se na condução de processos biológicos em escala industrial. Estes processos usados na tecnologia de fermentação são catalisados por células vivas ou por seus substratos. O uso da microbiologia para a obtenção de alimentos antecede a Era Cristã, que há milhares de anos, sem saber da existência dos microrganismos, fabricava-se pão, vinho, cerveja, leite fermentado, queijos e outros. Há cerca de 50 anos, poucos produtos como bebidas alcoólicas e álcool etílico, eram produzidos em escala industrial, hoje essa produção abrange áreas mais amplas como tratamento de resíduos, obtenção de alimentos e rações, proteínas, enzimas, vitaminas, hormônios, antibióticos, solventes orgânicos, ácidos, polímeros, soros e vacinas (CELESTINO; CELESTINO, 2011). Segundo Malajovich (2011), a descoberta dos processos fermentativos é um acontecimento que ocorreu várias vezes em momentos diferentes da história da humanidade. A fermentação trazia duas vantagens fundamentais: a eliminação das substâncias tóxicas de alguns grãos e a preservação dos alimentos. A aquisição de conhecimentos sobre os microrganismos e as enzimas possibilita, a partir da segunda metade do século XIX, o desenvolvimento da indústria de TÓPICO 3 — EMPREGO DA FERMENTAÇÃO NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 120 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS alimentos. Os alimentos fermentados constituem, hoje, a terceira parte da dieta humana. Seja por facilitar a assimilação dos nutrientes ou por apresentar menos substâncias tóxicas, esses alimentos entram na categoria dos denominados alimentos funcionais, isto é, alimentos que proveem benefícios extras, além dos que seriam esperados em função dos seus componentes. Além dos produtos de panificação, das bebidas alcoólicas e dos laticínios, existem muitos outros tipos de alimentos fermentados. Alguns são de origem animal (pescado, embutidos e presuntos), mas a maioria é de origem vegetal, tanto no Ocidente (chucrute, picles, azeitonas, café, cacau, chá) como no Oriente (shoyu, misó, tempeh, kimchi etc.) e na África (gari, kokonte ou lafun, agbelima, togwa, kenkey etc.). Acadêmico, como a fermentação é praticada desde muito antes de se conhecer os microrganismos, o processo parecia misterioso e, por isso, atribuído a divindades. Foram estabelecidas tradições, segundo as quais o manuseio e a estocagem de materiais brutos, sob determinadas condições, resultavam no desenvolvimento de alimentos mais estáveis e com características sensoriais desejáveis (HANSEN, 2002). Segundo esse autor, a melhor compreensão teórica do processo possibilitou maior controle e eficiência dos processos fermentativos, com uso de culturas starter, que permitiu obter uma grande variedade de produtos por meio da seleção de diferentes matérias-primas,culturas starter e condições de fermentação. As culturas starter são culturas isoladas e bem caracterizadas, selecionadas especificamente com base em sua adaptação ao substrato, facilitando o controle do processo e a predição dos produtos formados. NOTA Apesar da definição inicial do termo “fermentação” ser aplicada restritamente para descrever processos anaeróbios, o entendimento atual do referido termo engloba tanto processos aeróbios quanto anaeróbios. Entende-se por fermentação o processo no qual uma ou mais espécies de microrganismos desenvolvem-se, de forma controlada ou não, consumindo um substrato e sintetizando um produto desejado (BORZANI et al., 2001). A fermentação é definida como um processo de catabolismo, ou seja, conversão anaeróbica de compostos orgânicos complexos, como os carboidratos em moléculas mais simples como álcoois e ácidos orgânicos. Por exemplo, na fermentação alcoólica ou etanólica, ocorre o processo de conversão da glicose em etanol, realizado pela levedura Saccharomyces cerevisiae. O catabolismo de açúcares resulta na produção de nucleotídeos reduzidos, que serão reoxidados para dar continuidade as reações. Em condições aeróbicas, a reoxidação do nucleotídeo piridina ocorre por transferência de elétrons via citocromo, com o oxigênio agindo como último aceptor de elétrons. Por outro lado, em condições anaeróbicas a TÓPICO 3 — EMPREGO DA FERMENTAÇÃO NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 121 oxidação do nucleotídeo piridina reduzido está ligada à redução dos compostos orgânicos, produtos das vias catabólicas. Esta é a ação das leveduras sobre o extrato de frutas e a origem da fermentação, uma vez que NADH é regenerado pela redução do ácido pirúvico a etanol. Assim, o termo fermentação é utilizado para representar o processo de obtenção de energia em que compostos orgânicos agem tanto como doadores como aceptores finais de elétrons, ou seja, qualquer processo que ocorra formação de biomassa microbiana (BASTOS, 2015). A conservação por fermentação baseia-se no antagonismo entre espécies microbianas, em que uma ou mais espécies inibem as demais, por meio da competição por nutrientes e da produção de metabólitos antimicrobianos a partir de substratos presentes no alimento. Tais metabólitos, geralmente ácidos orgânicos, álcoois e CO2, limitam o crescimento da flora patogênica e/ou deterioradora (ROSS; MORGAN; HILL, 2002). Além do aspecto de conservação, desenvolvem-se importantes alterações sensoriais. Os álcoois e os ácidos conferem aos produtos sabores peculiares e geralmente apreciados. Por sua vez, o CO2 produzido por algumas culturas promove o crescimento do pão, a formação de olhos ou buracos em queijos suíços e de espuma em cerveja (HANSEN, 2002; ROSS; MORGAN; HILL, 2002). Assim, embora o objetivo primário da fermentação seja a conservação, a existência de vários métodos de conservação mais simples e baratos fez com que o efeito de conservação perdesse um pouco sua importância, e a produção de muitos alimentos fermentados passou a ser motivada por suas características sensoriais peculiares. Mesmo nessas situações, as condições geradas pela fermentação são essenciais para assegurar a estabilidade microbiológica desses alimentos. Em alguns casos, a fermentação é complementada por outros métodos, como pasteurização, no caso de cerveja ou estocagem sob refrigeração, no caso de iogurtes e de queijos (AZEREDO et al., 2012). As fermentações espontâneas, iniciadas sem o uso de um inóculo, têm sido usadas há milênios, por meio da tentativa e erro. Ainda hoje, dos processos fermentativos realizados em pequena escala, em países em desenvolvimento, a maioria é conduzida como processos espontâneos. Uma fermentação espontânea resulta de atividades competitivas de várias espécies contaminantes, e aquelas com melhor adaptabilidade ao substrato e às condições de fermentação, eventualmente dominam o processo. Geralmente, as bactérias dominam os primeiros estádios da fermentação, graças a sua taxa de crescimento relativamente alta, seguida pelas leveduras, no caso de substratos ricos em açúcares fermentáveis. Em vários processos tradicionais, o material de uma batelada prévia bem-sucedida é adicionado para facilitar a iniciação de um novo processo; esse procedimento, conhecido como pé de cuba, reduz o tempo de fermentação e o risco de um processo mal sucedido (HOLZAPFEL, 2002). Uma das formas mais comuns de aumentar a estabilidade de alimentos é por meio da redução do pH, reduzindo o crescimento microbiano. Num alimento 122 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS ácido, o microrganismo precisa contrabalançar o fluxo passivo de prótons para o interior da célula e manter o pH citoplasmático dentro de limites estreitos. Para isso, a célula faz o transporte ativo de prótons no sentido oposto, o que demanda um alto consumo de energia pelos microrganismos e sobrecarrega seus mecanismos homeostáticos. Isso pode reduzir ou até mesmo inibir o crescimento microbiano (LEISTNER; GORRIS, 1995). Assim, o pH de um alimento pode ser reduzido durante o processamento, pela adição de acidulantes ou por fermentação. O grau de acidificação aplicado a um produto é limitado por sua aceitabilidade. A acidez é bem aceita, por exemplo, em produtos de frutas e em alimentos fermentados, podendo resultar em rejeição no caso de muitos laticínios e produtos cárneos, nos quais a acidez pode ser associada a processos de deterioração. Mesmo nos casos em que a acidez é bem aceita, a redução do pH a um nível capaz de impedir o crescimento de todos os microrganismos geralmente resulta em rejeição do alimento. Dessa forma, a acidificação é usada em combinação com outro método de conservação (BROWN; BOOTH, 1991). 2.1 MICRORGANISMOS E MEIOS DE CULTURA PARA PRODUÇÃO INDUSTRIAL O método de conservação de alimentos pela fermentação faz uso dos microrganismos industrialmente úteis, que ao serem adicionados aos alimentos, multiplicam-se em função das fontes de energia presentes nos alimentos e modificam seus componentes, que se transformam em ácidos ou álcoois, conferindo a textura, o sabor e o odor típicos desses alimentos. Todavia, a característica mais saliente desses alimentos é a acidez, representada pelo pH menor que 4,5, suficiente para inibir a multiplicação de bactérias deteriorantes, bem como das bactérias patogênicas (CARDOSO; RÜBENSAM, 2011). Segundo estes autores, quando são adicionadas bactérias lácticas ao leite, obtém-se o iogurte, alimento ácido. Outros produtos ácidos, tais como: o chucrute, os picles, os queijos e o molho shoyu, são igualmente obtidos pela ação de bactérias lácticas, adicionadas, respectivamente, ao repolho, às hortaliças (pepino, cenoura), ao leite e à soja. O vinagre de vinho e o de maçã, por sua vez, são obtidos pela ação de bactérias acéticas sobre o suco de uva ou de maçã. Na fabricação do pão, enfim, é utilizado o Saccharomyces cerevisiae, microrganismo que pertence às leveduras úteis, não às bactérias. Alguns alimentos obtidos pela fermentação podem necessitar de métodos complementares de conservação, por exemplo, a refrigeração (iogurtes), mas eles são geralmente estáveis à temperatura ambiente. TÓPICO 3 — EMPREGO DA FERMENTAÇÃO NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 123 Potter e Hotchkiss (1995) mencionaram exemplos de produtos obtidos a partir de fermentação por vários tipos de microrganismos, entre os quais destacam-se: • Bactérias lácticas: chucrute, salame, iogurtes, ricota, queijos provolone, cheddar e gouda. • Bactérias lácticas com bactérias propiônicas: queijos emmental e gruyère. • Bactérias lácticas com fungos filamentosos: queijos camembert, brie, gorgonzola e roquefort. • Bactérias acéticas:vinagre. • Leveduras: cerveja, vinho e rum. Segundo Celestino e Celestino (2011), o processo biotecnológico depende da combinação de quatro elementos e/ou operações importantes, que são: • microrganismo; • meio de cultura; • condução do processo; • recuperação do produto. O microrganismo terá de apresentar as seguintes características, de acordo com Bastos (2015): • elevada eficiência na conversão de substrato em produto; • permitir a rápida liberação e acúmulo de produto no meio de cultivo, de forma a converter altas concentrações de produto; • produzir poucos subprodutos, ou seja, substâncias incompatíveis ao processo; • estabilidade quanto ao seu comportamento fisiológico; • ter a possibilidade de ser reutilizável e de forma barata; • poder ser estocado em condições não extremas; • trabalhar em condições de fácil condução; • suportar situações de estresse; • não ser patogênico; • não exigir meios de cultivo dispendiosos. As combinações desses fatores devem ser levadas em consideração na escolha do melhor microrganismo para o processo biotecnológico a ser adotado. Segundo Celestino e Celestino (2011), os microrganismos que possam ter interesse industrial podem ser obtidos basicamente das seguintes formas: Atualmente, o método de conservação pela fermentação inclui o uso de determinadas enzimas microbianas, que transformam os componentes dos alimentos do mesmo modo que os microrganismos. DICAS 124 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS • isolamento a partir de fontes naturais; • compra em coleções de culturas; • obtenção de mutantes naturais; • obtenção de mutantes induzidos por métodos convencionais; • obtenção de microrganismos recombinantes por técnicas de engenharia genética. Por outro lado, de acordo com os mesmos autores, o meio de cultura tem de ter as seguintes características: • atender as necessidades nutricionais do microrganismo; • ser o mais barato possível; • não provocar problemas de recuperação do produto; • auxiliar no controle do processo; • os componentes devem permitir algum tempo de armazenagem, a fim de estarem disponíveis todo o tempo; • ter composição razoavelmente fixa; • não causar dificuldades no tratamento do efluente. O estudo cinético de um processo fermentativo consiste na análise da evolução dos valores de concentração e um ou mais componentes do sistema de cultivo, em função do tempo de fermentação. Os componentes são constituídos pelos microrganismos (ou biomassa), os produtos do metabolismo (ou metabolitos) e os nutrientes ou substratos que compõem o meio de cultura (CELESTINO; CELESTINO, 2011). Segundo estes autores, os microrganismos crescem em um largo espectro de ambientes físicos e químicos, seu crescimento e outras atividades fisiológicas são de fato uma resposta ao seu ambiente físico-químico. A cinética das fermentações descreve o crescimento e a formação de produtos por microrganismos, não somente o crescimento de células ativas, mas as atividades de células em repouso, já que muitos produtos de fermentação de interesse comercial são produzidos após o crescimento ter parado. Acadêmico, o crescimento microbiano é caracterizado pelo tempo requerido para duplicar massa celular ou número de células. O tempo de duplicação de massa difere do tempo de duplicação de células, pois a massa celular pode aumentar sem acréscimo no número de células. Desta forma, em dado ambiente, o intervalo entre duplicações de massa celular ou do número de células é constante com o tempo, o microrganismo está crescendo a uma velocidade exponencial. Assim, as bactérias se dividem por fissão ou divisão simples, durante o crescimento, a célula duplica a sua massa e a quantidade de todos os seus constituintes. Logo, algumas bactérias, em dadas condições, dividem-se em 15 a 20 minutos, porém os tempos de duplicação típicos são de 45 a 60 minutos. Enquanto as leveduras se multiplicam por brotamento, algumas, por exceção, multiplicam por fissão ou por formação de hifas. Em condições maximizadas, leveduras podem se dividir a cada 45 minutos, porém os tempos de 90 a 120 minutos são os mais típicos (CELESTINO; CELESTINO, 2011; BASTOS, 2015). TÓPICO 3 — EMPREGO DA FERMENTAÇÃO NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 125 Após a inoculação de um meio de cultura favorável ao desenvolvimento do microrganismo em estudo, sob condições adequadas, observa-se um acréscimo de massa e/ou no número de células caracterizando crescimento celular (CELESTINO; CELESTINO, 2011; BASTOS, 2015). Vamos entender agora, segundo estes autores, as fases de crescimento: • Fase 1 = lag ou de latência – que segue imediatamente após a inoculação do meio com microrganismo em questão. Trata-se de um período de adaptação durante o qual a célula sintetiza as enzimas necessárias ao metabolismo dos componentes presentes no meio de cultivo. A duração dessa fase varia principalmente com a concentração do inóculo, com a idade do microrganismo ou tempo de cultivo e com o seu estado fisiológico. • Fase 2 = logarítmica ou exponencial – uma vez completadas as alterações necessárias, termina o período de adaptação e as células começam a crescer, ocorrendo um aumento exponencial ou logarítmico do número de células, atingindo a velocidade máxima. Durante a fermentação, a composição química do meio varia, já que os nutrientes estão sendo consumidos e os produtos formados. • Fase 3 = fase estacionaria – quando a velocidade de crescimento começa a diminuir ou devido ao desaparecimento de um nutriente essencial ou ao acúmulo de um produto inibidor, ou seja, atinge sua população máxima e constante. A célula passa por uma transição até que a velocidade de crescimento seja zero. Durante a maioria das fermentações descontínuas, a velocidade específica de crescimento é constante e independente da variação na concentração de nutrientes. A velocidade de crescimento é uma concentração de produtos químicos. Os produtos químicos, nesse caso, são nutrientes essenciais ou substratos para crescimento (CELESTINO; CELESTINO, 2011; BASTOS, 2015). Ainda esses autores, informam que a velocidade de agitação e a taxa de aeração são importantes para o suprimento de oxigênio aos microrganismos no processo fermentativo, sendo o oxigênio normalmente suprido à cultura microbiana na forma de ar. Entre os processos biotecnológicos de interesse industrial, envolvendo culturas de células microbianas, os de aerobiose encontram-se em maior destaque: produção de antibióticos, enzimas, vitaminas, tratamento biológico de resíduos, entre outros. Assim, um adequado dimensionamento do sistema de transferência de oxigênio é necessário para ter uma alta produção da biomolécula de interesse. Logo, o objetivo central de um sistema de aeração e agitação é o fornecimento de oxigênio para a manutenção de uma dada atividade respiratória de um certo conjunto de células. 2.2 CLASSIFICAÇÃO DA FERMENTAÇÃO A fermentação pode ser classificada em função do material que irá fermentar (açúcares ou celulose), quanto ao produto da fermentação (alcoólico ou acético ou lático) e com relação aos agentes responsáveis pela fermentação (levedura ou bactérias). Ainda, a fermentação pode ser classificada como homo fermentativa, quando ocorre a produção de um único produto principal (iogurte, queijo) ou 126 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS hetero fermentativa quando ocorre a produção de produtos variados (bebidas alcoólicas produzem etanol e gás carbono) (VASCONCELOS; MELLO FILHO, 2010). Segundo estes autores, as fermentações mais importantes em tecnologia de alimentos são a alcoólica, lática e acética, que vamos ver na sequência: • Fermentação alcoólica – é realizado pela ação de leveduras sobre os açúcares, produzindo etanol e gás carbônico.É um processo de fundamental importância por meio do qual é produzido o álcool industrial e todas as bebidas alcoólicas fermentadas e destiladas, como cachaça, conhaque, tequila, uísque e as bebidas somente fermentadas que são a cerveja e o vinho e, não menos importante, temos a produção de pão que também é considerada fermentação alcoólica. • Fermentação lática – é realizada sobre os açúcares de origem animal ou vegetal, formando ácidos orgânicos, sendo que o principal produto é o ácido lático, como picles, iogurte, queijos e salames. Na produção do iogurte, as bactérias produzem ácido lático a partir da lactose. • Fermentação acética – é realizada pela conversão de açúcares em álcool e, posteriormente, com a transformação do álcool em ácido acético. Geralmente é o subproduto da fabricação do vinho, porém pode ser utilizado qualquer produto com fermentação alcoólica. Ainda, estes autores comentam sobre a fermentação malolática que transforma ácido málico em lático e gás carbônico, reduzindo a acidez do vinho e na indústria de lácteos, a fermentação propiônica usada em queijos cozidos prensados, como o queijo tipo suíço, no qual o ácido lático é convertido a ácido propiônico para dar aroma e em gás carbônico para formar buracos. Lembrando que em outras variedades, como muçarela e queijo coalho este tipo de fermentação é indesejável. Agora, estudaremos algumas características específicas de determinados produtos alimentícios que são produzidos por meio da fermentação, com a finalidade de conservar os alimentos, aumentando a vida útil, bem como resultando em alterações nas características sensoriais dos mesmos. 2.3 PRODUÇÃO DE PÃO A arte da panificação surgiu em diferentes lugares, entre 7000 e 5000 a.C. Os primeiros pães eram umas bolachas planas de cereais moídos e água, cozidas sobre pedras quentes. Mais tarde, foi observado que, deixando a massa em repouso por um tempo, melhorava-se a textura e a digestibilidade dos pães. O passo seguinte foi o de acrescentar uma pequena parte da massa crua (massa ácida ou pé de massa) da preparação anterior. Os estudos microbiológicos atuais indicam a coexistência, no “pé de massa”, de bactérias lácticas e leveduras. As enzimas presentes no grão catalisam a transformação do amido em açúcares que são transformados em ácido láctico, pelas bactérias, e em etanol pelas leveduras. Devido à liberação de CO₂, formam-se bolhas que conferem porosidade e leveza à massa. Além de acelerar a preparação, o “pé de massa”, permite a seleção e o enriquecimento dos microrganismos dos cereais (MALAJOVICH, 2011). TÓPICO 3 — EMPREGO DA FERMENTAÇÃO NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 127 Durante muitos séculos, a preparação do pão envolvia, necessariamente, o processo natural de fermentação, de modo que cada padeiro tinha que preparar seu “pé de massa”. A passagem do procedimento artesanal à panificação industrial ocorreu em 1876, nos Estados Unidos, com a produção e venda de cubos de levedura prensada, mediante um processo patenteado pelos imigrantes austro-húngaros Charles e Max Fleischmann. Atualmente, comercializam- se três tipos de fermento biológico (leveduras) para a panificação: o fermento prensado ativo, com 68-72% de umidade, que requer refrigeração durante o armazenamento e dura entre três e cinco semanas. O fermento seco não ativo que se conserva mais tempo e não exige refrigeração, mas deve ser hidratado antes de usar. E o fermento ativo instantâneo que, por não requerer hidratação, pode ser adicionado diretamente aos ingredientes secos (MALAJOVICH, 2011). Neste campo, as inovações não são bem aceitas. Na década de 1990, comercializaram-se, no Reino Unido, linhagens obtidas por engenharia genética. Apesar de ser muito rápida, o seu uso foi logo descontinuado, principalmente devido à pouca aceitação dos consumidores. Apesar de alguns padeiros conservarem a prática da fermentação natural, os processos artesanais estão desaparecendo, substituídos pela tecnologia da panificação industrial. Prepara- se a massa misturando farinhas de um ou mais tipos, água, leveduras e diversos aditivos: emulsificadores, agentes oxidantes e redutores, enzimas (amilases, hemicelulases, lipases) e aceleradores da fermentação (MALAJOVICH, 2011). Segundo essa autora, o processo envolve três etapas de fermentação durante as quais o CO₂ liberado forma bolhas que, retidas na massa, aumentam seu volume. Entre uma e outra etapa, a massa é dividida e boleada, facilitando a redistribuição dos ingredientes e o desenvolvimento das características organolépticas. A moldagem visa o alinhamento das fibras proteicas do glúten. Durante a cocção, a mistura etanol-água se transforma em vapor e a crosta adquire uma cor dourada. A seguir, os pães são cortados e embalados. 2.4 PRODUÇÃO DE QUEIJOS E IOGURTES As raízes da produção de laticínios remontam ao ano 3000 a.C. (Oriente Médio), quando o homem comprovara que, ao azedar, o leite mudava de consistência e de sabor. O soro podia ser consumido fresco, e a adição de sal ao coágulo o conservava por mais tempo. Em torno de 2.000 a.C., a utilização de estômagos de cabras e de ovelhas como recipientes para o leite permitiu obter A massa também pode levar outros ingredientes, tais como: gordura, açúcar, leite em pó, ovos, mel, xaropes, frutas, especiarias etc. NOTA 128 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS queijos mais sólidos e robustos. Mais tarde, os romanos introduziram extratos de plantas como o figo para coagular o leite. A explicação destes fenômenos é simples, quando falamos no processo natural, as bactérias que normalmente se encontram no úbere dos animais contaminam o leite, proliferando e formando ácido láctico. Nesse meio ácido, as proteínas precipitam, separando-se do soro. A coagulação também ocorre em presença das enzimas renina e pepsina da mucosa estomacal e da ficina do figo. Hoje em dia, a produção mundial de leite fermentado (iogurte, coalhada, quefir etc.) é de três milhões de toneladas por ano, enquanto a de queijos chega a 15 milhões de toneladas por ano (MALAJOVICH, 2011). Segundo a mesma autora, várias espécies bacterianas podem fermentar o leite: Streptococcus thermofilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophilus, Streptococcus lactis, Bifidobacterium bifidum, entre outras. A maioria dos produtos vendidos como “leite fermentado” contém um número alto de microrganismos vivos, sendo consumidos como probióticos, para prevenir o desenvolvimento de outros microrganismos indesejáveis ou patogênicos no tubo digestivo. Todos os queijos passam por três etapas: a coagulação, o dessoramento e a maturação. No entanto, a tecnologia de produção de queijos permite uma série de variações que se traduz em mais de 400 tipos diferentes. Algumas dessas variações são a origem do leite (vaca, cabra, ovelha, búfalo), o agente da coagulação (calor, enzimas, bactérias lácticas ou ambas), a umidade e consistência (mole, semiduro, duro e muito duro) e a maturação (MALAJOVICH, 2011). Para essa autora, a produção de queijos envolve a acidificação do meio pelas bactérias lácticas, geralmente Lactococcus lactis e Streptococcus thermophilus. O coalho, uma substância extraída do estômago de bezerros, foi utilizado como agente da coagulação enzimática durante séculos, mas sua obtenção ficou cada vez mais cara e difícil. Para estabilizar a produção e satisfazer a maior demanda pelos produtos lácteos, usou-se transferir o gene da renina a uma bactéria (Escherichia coli) e, mais tarde, a uma levedura (Kluyveromyces) e um mofo (Aspergillus). Além da enzima produzida (quimosina) ser mais pura que a renina, os suplementos são constantes, aumentando a eficiência da produção de laticínios e diminuindo os custos. O melhoramento de bactérias lácticas visa a obtenção delinhagens mais estáveis, resistentes aos vírus bacteriófagos e produtoras de bactericidas, que são substâncias com atividade antimicrobiana. Também linhagens capazes de liberar mais rapidamente suas enzimas poderiam acelerar o processo de formação de aromas. Com o mapeamento do genoma, espera-se uma intensificação das pesquisas nessa direção. O desenvolvimento de bactérias e fungos durante a maturação confere suas características típicas a alguns queijos, por exemplo, a presença de olhaduras produzidas por Propionabacterium no Gruyère ou de um manto branco de Penicillium no Camembert e no Brie ou, ainda, as estrias azuis de Penicillium no Gorgonzola ou no Roquefort (MALAJOVICH, 2011). TÓPICO 3 — EMPREGO DA FERMENTAÇÃO NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 129 2.5 FERMENTAÇÃO LÁTICA DE FRUTAS E HORTALIÇAS A fermentação lática é utilizada na conservação de alimentos por meio do preparo de picles. Além do pepino, outras matérias-primas podem ser utilizadas, como cebola, cenoura, couve-flor, brócolis, chuchu, pêssego, figo, pera, morango e outras. A fermentação representa economia de energia, pois não são necessárias operações como refrigeração ou pasteurização para a conservação do alimento (CELESTINO; CELESTINO, 2011). A microbiologia da fermentação é composta por bactérias láticas, enterobactérias e leveduras. Os dois últimos são indesejáveis, pois são as primeiras responsáveis pela produção do ácido lático e pelas características desejáveis do produto. Durante a fermentação, com a produção de ácido lático, o pH diminui e o desenvolvimento das enterobactérias é inibido a partir de pH 4,5. O pH ácido não inibe o desenvolvimento de leveduras, as quais formam películas na superfície das hortaliças em fermentação, consomem ácido lático, aumentando o pH, e permitindo que outros microrganismos cresçam. Assim, o amolecimento, mudanças de cor e aparecimento de manchas brancas em hortaliças são consequências do crescimento de leveduras (CELESTINO; CELESTINO, 2011). De acordo com esses autores, vejamos como ocorre o processo: • A microbiota da fermentação está presente na superfície das hortaliças, assim como bactérias aeróbias indesejáveis. • As condições da fermentação na ausência de ar e na presença de sal são desfavoráveis às bactérias aeróbias e favoráveis às bactérias láticas. • A concentração de sal no início da fermentação deve ser de 12 °Brix. • A temperatura ideal de fermentação para as bactérias láticas está entre 18 °C e 20 °C. A relação entre salmoura e hortaliça deve ser de 1,8:1. • No final da fermentação, os valores de pH e acidez total apresentam-se praticamente constantes, e os tecidos das hortaliças tornam-se translúcidos, com coloração de tonalidade mais clara. • A fermentação requer de 4 a 6 semanas. • As bactérias láticas produzem compostos antimicrobianos, garantindo a inocuidade e aumentando a vida de prateleira dos produtos fermentados. Acadêmico, picles são conservas de vegetais em vinagre, sendo que este tratamento produz a fermentação láctica do alimento. NOTA 130 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 2.6 PRODUÇÃO DE VINHO No contexto geral, pode-se destacar que o vinho é uma bebida elaborada a partir da fermentação alcoólica dos açúcares de frutas sadias e maduras, estimuladas pela ação de leveduras que são responsáveis diretas pela transformação dos açúcares (glicose e frutose) em álcool e gás carbônico. Ao referir-se a bebida como apenas vinho, prediz-se que a matéria-prima é uva, porém vinhos elaborados de outras frutas devem ser rotulados com a denominação vinho acompanhado do nome da fruta que lhe deu origem: vinho de laranja, vinho de pera, vinho de manga, entre outros. A composição do vinho não só se origina em função da variedade e qualidade da matéria-prima, mas também de outros fatores do produto acabado, como sua idade, safra e conservação. Todos os compostos que o constituem são desenvolvidos pelo processo fermentativo, em que há uma decomposição parcial de ácidos diversos, álcool, vitaminas, glicerol, composto fenólico, substâncias aromáticas, sais minerais e taninos (CELESTINO; CELESTINO, 2011). O teor de açúcar das frutas (glicose, frutose e sacarose) varia em função de vários fatores, tais como: o estágio de maturação, o clima, o solo e a variedade. Os vinhos sempre apresentam uma fração de frutose e um pouco de glicose. A sacarose é hidrolisada em glicose e frutose pela enzima invertase produzida pelas leveduras. Nos vinhos, a glicose é proveniente também da hidrólise de certos glicídios durante a conservação. O álcool etílico é o constituinte mais importante do vinho depois da água, que representa cerca de 85% a 90%. O grau alcoólico dos vinhos varia entre 9 Gay Lussac (°GL) e 15 °GL, entretanto, existem vinhos com baixo teor e os com concentração alcoólica que chega a 18 °GL (vinhos licorosos) (CELESTINO; CELESTINO, 2011). Segundo estes autores, os principais ácidos orgânicos de vinhos são o ácido málico, tartárico e cítrico, provenientes das próprias frutas, enquanto os provenientes da fermentação são o succínico, lático e acético. A maior parte dos ácidos orgânicos encontra-se nos vinhos na forma livre e constitui a acidez total. Os compostos fenólicos são denominados matérias corantes ou matérias tânicas. Apresentam uma importância muito grande, pois conferem aos vinhos a coloração e grande parte do sabor. Os gostos de vinhos de uva tintos e brancos são diferentes pela presença de compostos fenólicos em proporções mais elevadas nos primeiros. Os compostos fenólicos são constituídos de cinco grupos químicos: antocianinas, flavonas, fenóis-ácidos, taninos condensados, taninos catequicos. Os ésteres são normalmente formados durante a fermentação pelas leveduras, bactérias lácticas e acéticas, durante o envelhecimento na madeira ou na garrafa. Em baixa concentração, é considerado como constituinte favorável ao aroma do vinho. TÓPICO 3 — EMPREGO DA FERMENTAÇÃO NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 131 Durante o amadurecimento da uva, várias espécies microbianas se sucedem, primeiro transformando os açúcares em etanol e, posteriormente, o etanol em ácido acético. Considerando que o destino natural da uva é o vinagre, a arte da vinificação representa um ganho tecnológico considerável. A uva é composta por água (86%), açúcares fermentescíveis (12%) e moléculas diversas (2%). Retira-se o suco espremendo ou prensando a polpa, com frequente agregado de enzimas de maceração (pectinases, celulases e hemicelulases) para melhorar o rendimento. O agente biológico da fermentação alcoólica é a levedura Saccharomyces cerevisiae, que se encontra na pele da uva. Salvo na produção artesanal, a fermentação não depende das leveduras naturais da uva. A indústria vitivinícola conta com um leque amplo de linhagens selecionadas para favorecer o processo fermentativo (MALAJOVICH, 2011). Em 2007, um grupo franco-italiano completou o mapa do genoma da Vitis vinifera, variedade Pinot Noir. A informação abrange mais de 30.000 genes, muitos respondem pelos aromas e sabores dos vinhos e outros regulam a quantidade de resveratrol, uma molécula que diminui os níveis de colesterol. Os estudos genômicos abrem numerosas perspectivas para os viticultores. Uma aplicação importante é o monitoramento da maduração da fruta, mediante arrays de marcadores moleculares, possibilitando a escolha do momento adequado para a colheita da uva ou vindima (MALAJOVICH, 2011). O cultivo da videira é uma tarefa complexa que exige tratamentos, enxertos e podas. Os viticultores praticam a multiplicação vegetativa das videiras, o que garante uma qualidade constante, mas aumenta a susceptibilidade da plantação aos patógenos. Espera-se que os estudos genômicos permitam identificar e selecionar genes de resistência a algumas enfermidades.A transferência de genes de resistência de uma variedade a outra é vista com muita desconfiança pelos produtores, porque o rótulo de varietal é parte da estratégia de vendas dos vinhos de qualidade. Contudo, alguns produtores consideram aceitável a transferência de genes de videiras rústicas para plantas de elite, com o objetivo de melhorar a produção. Com a entrada no mercado internacional de países menos apegados às tradições (Estados Unidos, Chile, Argentina, Brasil, África do Sul, Austrália etc.), pode ser que as novas tecnologias genômicas se apliquem na produção de plantas resistentes a doenças e pragas (MALAJOVICH, 2011). DICAS A obtenção de um vinho tinto ou branco depende basicamente do tipo de uva e do procedimento seguido. Se quisermos obter vinho branco, utilizaremos uvas brancas ou tintas sem a pele ou casca que as recobre. Enquanto, as uvas tintas com pele originam vinhos tintos, porque esta libera compostos fenólicos (antocianinas, flavonas, taninos). IMPORTANT E 132 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS Malajovich (2011) explica que na vinificação a fermentação alcoólica é monitorada até o processo de conclusão e que como procedente ocorre a fermentação malolática. Esta etapa, é uma das mais complexas na elaboração dos vinhos tintos, ocorre pela ação de bactérias lácticas, como Oenococcus oeni, transformando o ácido málico (diácido) em ácido lático (monoácido). Em consequência da fermentação malolática, a acidez do vinho diminui e aparecem as primeiras modificações aromáticas. Posteriormente, o vinho é clarificado e colocado para envelhecer em tonéis ou garrafas, até o total desenvolvimento do buquê. Acadêmico, o buquê é o aroma do vinho maduro e engloba as mutações físicas e químicas que ocorrem à medida que o vinho envelhece. Esses aromas são mais difíceis de serem descritos. Os vinhos brancos frequentemente desenvolvem aroma e sabor de mel com o tempo; os tintos ficam mais pastosos e ganham aromas e sabores profundos. ATENCAO As propriedades organolépticas dos vinhos dependem basicamente da cultivar de uva escolhida, mas as enzimas da uva e as atividades metabólicas microbianas também cumprem um papel importante. A transformação do mosto em vinho envolve inúmeras reações químicas desenvolvidas por leveduras e bactérias lácticas. Com o mapeamento do genoma de ambos os microrganismos e a construção de microarrays adequados, estas reações poderão vir a ser bem conhecidas e controladas. Existe a tendência, na indústria moderna, de substituir as leveduras selvagens por leveduras enológicas selecionadas. Contudo, alguns produtores consideram que estas últimas massificam a qualidade do vinho, preferindo utilizar as leveduras nativas e obter assim um produto original qualitativamente diferente dos outros. Bancos de leveduras nativas facilitam a preservação da biodiversidade (MALAJOVICH, 2011). O mosto refere-se ao suco de uvas frescas resultante da prensagem da fruta, que origina uma pasta de suco, casca e sementes, um líquido denso e turvo, sendo que com 100 quilos de uvas espremidas obtém-se entre 65 e 75 litros de líquido. Na composição do mosto predomina água, entre 70% e 85%. No restante, porém, é que estão os elementos que serão determinantes no processo de fermentação, sabor, acidez e aroma. Essas substâncias são os açúcares (frutose e glicose), leveduras naturais, taninos, ácidos orgânicos (tartárico, málico e cítrico, os mais importantes), minerais, enzimas e vitaminas. O rendimento das uvas em relação ao mosto depende de algumas variantes, como a espécie de uva, seu grau de maturação e também de fatores sazonais, como época de colheita e safra. Um fator muito importante é o percentual de açúcares e ácidos que o mosto contém, visto que a quantidade de açúcar é responsável pelo teor alcoólico que o vinho terá depois do processo de fermentação. IMPORTANT E TÓPICO 3 — EMPREGO DA FERMENTAÇÃO NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 133 2.7 PRODUÇÃO DE ÁCIDO CÍTRICO O ácido cítrico é um dos aditivos de alimentos produzidos por microrganismos. O ácido cítrico é responsável pelo sabor azedo de frutas cítricas. Poderia ser obtido delas, mas necessitaria de milhares de frutos para produzir a quantidade de ácido cítrico, atualmente, feita pela fermentação de melado com o fungo Aspergillus niger. Ao contrário das principais fermentações de alimentos e de bebidas cujas origens remontam a antiguidade, os processos de produção desse ácido só começaram a ser desenvolvidos nos últimos 100 anos. Cerca de 70% da produção é utilizada pela indústria de alimentos e bebidas, 12% pela indústria farmacêutica e 18% por outras indústrias (CELESTINO; CELESTINO, 2011). Acadêmico, na indústria de alimentos, usa-se em larga escala como acidulante e antioxidante por apresentar sabor agradável, baixíssima toxicidade e alta solubilidade. É usado em refrigerantes, sobremesas, conservas, vinhos, refrescos em pó e doces. Além disso, esse ácido tem capacidade de complexação com metais pesados como o ferro e o cobre. Essa propriedade tem conduzido à crescente utilização como estabilizante de óleos e gorduras para reduzir a sua oxidação catalisada por esses metais. Essa propriedade, aliada ao baixo grau de corrosividade a certos metais, tem permitido seu uso na limpeza de caldeiras e instalações especiais (CELESTINO; CELESTINO, 2011). O processo fermentativo mais utilizado na produção de ácido cítrico é por cultura submersa: o fungo se desenvolve inteiramente submerso no meio de cultura líquida sobre agitação (que serve para assegurar a homogeneidade tanto da distribuição dos microrganismos quanto dos nutrientes). Neste processo, as fontes de carboidratos para a produção de ácido cítrico são (CELESTINO; CELESTINO, 2011): • Maltose (dois monômeros de glicose), sacarose, manose, glicose e frutose são os açúcares mais apropriados para a produção de ácido. • Na prática, o ácido cítrico é produzido a partir de carboidrato purificado (sacarose) ou da fonte de carboidrato bruto, de preço mais conveniente, como melaço de cana de açúcar, melaço de beterraba, sacarose bruta, caldo de cana e hidrolisado de amido. • Estudos apresentam o resíduo do bagaço de mandioca como fonte de carboidrato previamente tratado com enzimas amilolíticas. • Glicerina também é um substrato adequado para a produção de ácido cítrico por Yarrowia lipolytic. Esse fermento produziu 35 g/L de ácido cítrico quando uma concentração inicial alta de glicerol foi usada no meio de cultura. Parâmetros de produção de ácido cítrico em glicerol foram semelhantes aos obtidos com glicose como substrato. 2.8 PRODUÇÃO DE CERVEJA As bebidas fermentadas representam uma opção saudável na falta de água ou no caso de estar contaminada. Todos os povos elaboraram alguma a partir dos elementos de seu entorno, sejam estes grãos, frutas, raízes, caules ou folhas. 134 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS Em 4.000 a.C., os habitantes das margens dos rios Tigre e Eufrates (Mesopotâmia) preparavam 20 variedades de cerveja a partir de um procedimento bem simples. Esmigalhava-se o pão de cevada em um recipiente com água açucarada e, uma vez concluída a fermentação, a bebida era filtrada e transvasada a outro recipiente (MALAJOVICH, 2011). Assim, os procedimentos melhoraram a partir do Século VII, quando os frades introduziram algumas inovações como incluir diferentes tipos de ervas, uma prática que no Século XI culminou com a adição de lúpulo. No Século XIV, a descoberta da técnica de fermentação baixa deu maior estabilidade à bebida. Os trabalhos de Pasteur e o progresso da Microbiologia no Século XIX permitiram o desenvolvimento de uma poderosa indústria, cuja produção mundial supera os 1.000 milhões de hectolitros por ano (MALAJOVICH, 2011). A fabricação da cervejacomeça com a maltagem, um processo em que os grãos de cevada germinados são secados e moídos. O malte, assim obtido, contém as enzimas desenvolvidas durante a germinação, capazes de catalisar a transformação do amido em açúcares fermentáveis. Este processo é indispensável, porque não tendo amilases, as leveduras não fermentam o amido. Na brasagem o malte é misturado com água, possibilitando a digestão do amido por ação enzimática. Mais tarde o mosto é filtrado e fervido, sendo, então, acrescentadas as flores de lúpulo (Humulus lupulus, da família das Canabináceas) que, além de ter uma ação antisséptica, conferem à bebida seu sabor amargo característico (MALAJOVICH, 2011). A maltagem e a brasagem são atividades prévias para a fermentação alcoólica, que será conduzida por leveduras (Saccharomyces cerevisiae). Os processos mais tradicionais utilizam leveduras que se acumulam no topo da cuba, originando as cervejas do tipo ale, com menos de 4% de álcool. Contudo, existem outras leveduras que sedimentam no fundo, gerando as cervejas de tipo lager, com mais de 6% de álcool. Uma vez concluída a fermentação do mosto, este recebe os tratamentos finais que consistem em maturação, clarificação, carbonatação, pasteurização e engarrafamento (MALAJOVICH, 2011). No momento, a tecnologia do DNA-recombinante se limita a transformações com genes do mesmo gênero (Saccharomyces), visando conseguir linhagens mais eficientes em relação ao processo fermentativo, adequadas à cevada e ao lúpulo de diferentes regiões do mundo. Porém, até o momento, essas linhagens não são utilizadas comercialmente. ATENCAO TÓPICO 3 — EMPREGO DA FERMENTAÇÃO NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 135 LEITURA COMPLEMENTAR AS DIVERSAS FORMAS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS R. Soares Os métodos de conservação de alimentos permitem que se possa guardá- los para uso futuro sem que se estraguem. Os homens pré-históricos secavam a comida ao sol ou guardavam-na em cavernas frescas. Atualmente ainda se usa a secagem (desidratação) e o resfriamento (refrigeração) para preservar os alimentos. No entanto, a ciência desenvolveu outros métodos de preservação dos alimentos. Quase todo mundo come diariamente alimentos que passaram por um processo de conservação: suco de laranja em lata, carne de sol, bacalhau seco, frutas secas, banha e óleos vegetais, por exemplo. Todos os métodos de conservação de alimentos visam à obtenção de alimentos saudáveis e saborosos. Os principais métodos de conservação dos alimentos são: armazenamento em câmaras frigoríficas, enlatamento, congelamento, secagem, liofilização, pasteurização e cura. O armazenamento em câmaras frigoríficas conserva os alimentos frescos em temperaturas baixas. Essas temperaturas, geralmente de -1 °C a 10 °C, não impedem que os alimentos se estraguem. No entanto, retardam o desenvolvimento dos microrganismos e a ação das enzimas. A duração dos alimentos assim conservados depende do tipo de alimento, da temperatura em que é armazenado e da quantidade de umidade existente no ar da câmara frigorífica. Os alimentos não devem ficar ressecados ou muito úmidos. É muito comum dar mofo nos alimentos úmidos. A circulação do ar na câmara contribui para que a temperatura se mantenha constante. Também retira os gases que alguns alimentos desprendem. Alguns desses gases encurtam a duração das frutas armazenadas. Os grandes frigoríficos conservam grandes suprimentos de maçãs, peras, manteiga, queijo e ovos por períodos de seis a dez meses. A maioria dos outros alimentos pode ser armazenada por apenas algumas semanas ou alguns meses. Às vezes, os agricultores colhem as frutas e hortaliças antes de amadurecerem, mas depois de terem atingido seu pleno crescimento. Alguns alimentos amadurecem dentro das câmaras frigoríficas ou durante o transporte em vagões ou caminhões- frigoríficos. As indústrias de processamento de carne usam o armazenamento em câmaras frigoríficas para amaciar a carne. Colocam a carne em câmaras frigoríficas durante sete a dez dias. O frio impede que os microrganismos estraguem a carne, mas permite que a ação lenta das enzimas amoleça os tecidos mais duros. Isso torna a carne mais macia. O enlatamento tem duas finalidades: esterilizar os alimentos, isto é, eliminar todos os microrganismos, e manter os alimentos livres do contato com o ar, para livrá-los de germes. O aquecimento dos alimentos a uma temperatura 136 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS elevada destrói os microrganismos e paralisa a ação das enzimas. Para manter os alimentos fora do contato com o ar, os enlatadores são acondicionados em recipientes de vidro ou metal hermeticamente fechados. A vedação afasta os microrganismos e ajuda a evitar a oxidação dos alimentos. A maioria dos alimentos enlatados se conserva bem por mais de um ano. Os principais processos de enlatamento são os seguintes: método convencional de retortas, preaquecimento e enlatamento do alimento quente e enlatamento rápido. As donas-de-casa usam mais ou menos os mesmos métodos dos enlatadores comerciais. Porém, elas lidam com pequenas quantidades de alimentos e usam equipamentos menos complicados. Método convencional de retortas. É o processo comercial mais comum de enlatamento. É usado na conservação da maioria dos vegetais, frutas, peixes e carnes. Os enlatadores enchem e vedam os recipientes e em seguida submetem os alimentos a um processo de aquecimento. Colocam os recipientes em enormes retortas (cozedores), usando água ou vapor para produzir temperatura de 100 ºC a 120 ºC, a fim de eliminar os germes. O tempo de esterilização depende de temperatura, do tamanho do recipiente e do tipo de alimento. Os recipientes com maiores quantidades de alimentos levam mais tempo para serem esterilizados do que os recipientes com menores quantidades. Preaquecimento e enlatamento do alimento quente. Nesse método, os enlatadores primeiro aquecem bem os alimentos em caldeirões abertos ou em aparelhos especiais. Em seguida colocam-nos ainda quentes em recipientes esterilizados e vedam os recipientes. O calor dos alimentos mata qualquer microrganismo que possa entrar nos recipientes enquanto são cheios. Os enlatadores comerciais usam esse método apenas para conservar alimentos muito ácidos como suco de laranja, massa de tomate e geleias ou gelatinas. As temperaturas usadas no preaquecimento e no enlatamento dos alimentos quentes não passam de 90 °C. Os alimentos não ácidos, como carne ou peixe, exigem temperaturas mais altas para esterilização. Enlatamento rápido. Os métodos de enlatamento rápido usam temperaturas altas, de 120° a 140 °C durante curtos períodos de tempo. O enlatamento rápido evita certas mudanças que ocorrem nos alimentos durante períodos mais longos de aquecimento. Esse método só é usado com poucos tipos de alimentos, porque ocorrem mudanças químicas durante o armazenamento após o enlatamento. Entre os alimentos comercializados enlatados por este método estão os alimentos para bebês, o creme de milho, as carnes em conserva e molhos. O congelamento é, depois do enlatamento, o método mais usado para a conservação de alimentos. As indústrias de processamento de produtos alimentícios e as donas-de-casa congelam a maioria das frutas e legumes, assim como alguns tipos de carne, peixes, aves e laticínios. As indústrias também congelam muitos alimentos prontos que vão desde batatas fritas a pratos de carne completos. TÓPICO 3 — EMPREGO DA FERMENTAÇÃO NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 137 A secagem, ou desidratação é o método que retira a maior parte do líquido dos alimentos. Os microrganismos não podem desenvolver-se nos alimentos secos. A secagem também reduz o tamanho e o peso dos alimentos, tornando-os maisfáceis de serem transportados e armazenados. As indústrias escaldam os legumes e algumas frutas antes da secagem, para evitar as mudanças causadas pelas enzimas. A escalda consiste em expor os alimentos ao vapor de água ou colocá-los em água fervendo. As indústrias muitas vezes tratam maçãs, peras e pêssegos com anidrido sulfuroso para evitar as enzimas e outras mudanças químicas, especialmente o escurecimento das frutas. Os alimentos podem ser secos ao sol, em fornos, em máquinas especiais chamadas desidratadoras e em câmaras pulverizadoras. Secagem ao sol. É o método mais antigo de secar alimentos. Os alimentos são colocados em bandejas e expostos ao sol. Após vários dias já se evaporou uma quantidade de umidade suficiente para que se possa considerá-los livres dos perigos do armazenamento. As indústrias secam ao sol muitas frutas, alguns vegetais e alguns peixes. Secagem no forno. Esse método usa o calor de um forno ou estufa para evaporar a umidade dos alimentos. O forno ou estufa fica na parte inferior de uma construção. O alimento é colocado em prateleiras feitas de ripas e o calor sob através das aberturas entre as ripas. O processo pode levar vários dias. Durante esse período, os operários viram e mudam o alimento de lugar várias vezes para certificar-se de que está completamente seco. Desidratadoras. Essas máquinas levam menos tempo para secar determinada quantidade de alimentos do que os outros meios de secagem. Algumas desidratadoras usam um vácuo parcial para fazer a água evaporar a uma temperatura baixa. Devido à temperatura mais baixa, ocorrem menos transformações químicas causadas pelo calor. Câmaras pulverizadoras. Servem para desidratar ovos, leite e sucos de frutas e de hortaliças. Pelo método de secagem por pulverização, o alimento líquido é pulverizado através de pulverizadores para dentro de câmaras de secagem especialmente desenhadas. As partículas de alimentos se depositam em forma de pó no fundo das câmaras. A secagem por jatos de ar quente é usada principalmente para as hortaliças. Os desidratadores forçam o ar quente para cima dos alimentos colocados em bandejas dentro de câmaras especiais. O ar aquecido, ao passar sobre os alimentos, absorve e leva consigo a umidade. Liofilização. Nesse processo, a água é removida dos alimentos enquanto ainda estão congelados. O alimento congelado é resfriado até cerca de -30 ⁰C. Em seguida, é colocado em bandejas em uma câmara de vácuo e o calor é aplicado lentamente. Por esse método a água congelada contida no alimento evapora sem passar pelo estado líquido. O alimento não é submetido a temperaturas elevadas até que a maior parte da umidade tenha sido removida. A secagem leva de quatro a 12 horas, dependendo do tipo de alimento, do tamanho das 138 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS partículas e do sistema de secagem utilizado. Os alimentos conservados por esse método são geralmente envoltos em um gás inerte como o nitrogênio. Devem ser acondicionados em recipientes à prova de umidade. A liofilização geralmente produz alimentos secos de melhor qualidade, mas é um método de secagem mais caro que os outros. A cura retarda o crescimento dos microrganismos dentro dos alimentos e geralmente destrói muitos deles na superfície dos alimentos. A cura consiste em salgar, defumar, cozinhar e secar, ou em alguma combinação desses tratamentos. Em alguns tipos de cura, certos compostos químicos além do sal podem ser usados, mas as quantidades e tipos desses compostos são regulamentados. Há leis que proíbem o uso de produtos químicos que possam causar doenças na população. Entre os produtos mais usados estão o sal, o açúcar, o vinagre e a fumaça de madeira. Outros produtos químicos permitidos em alguns alimentos são os nitritos de sódio e de potássio, o anidrido sulfuroso e o ácido benzoico. A quantidade de nitrito de sódio usada na cura deve ser limitada. Em certas condições, o nitrito de sódio pode se combinar com outros produtos químicos e formar compostos que podem causar o câncer. Sal. Deve ser usado em grande quantidade para controlar o desenvolvimento de microrganismos. Como o sal tem gosto muito forte, só pode ser usado em grandes quantidades em alimentos nos quais ele acrescente sabor, como nas carnes de vaca, de porco e de peixe. Geralmente coloca-se esse tipo de alimento em soluções de água salgada para que absorva o sal ou esfrega- se sal seco até que penetre no alimento. Os alimentos em forma de picles são conservados com sal. Açúcar. Em grandes quantidades, retarda o desenvolvimento de microrganismos. Os fabricantes e as donas de casa adicionam açúcar ou melaço às geleias e gelatinas e, na maioria das vezes, às frutas enlatadas ou congeladas, para ajudar a conservá-las. O açúcar também melhora o gosto desses alimentos. O leite condensado contém açúcar como agente de conservação. Vinagre. É usado para fazer picles de tomates verdes, pepinos, couves- flores, cebolas, beterrabas, arenques, sardinhas e outros alimentos que tem bom gosto quando ácidos. O ácido acético do vinagre retarda o desenvolvimento de microrganismos. Fumaça de madeira. Contém produtos químicos que retardam o desenvolvimento de microrganismos. No entanto, a defumação modifica o cheiro e o gosto dos alimentos. Os processadores de produtos alimentícios só usam esse método para conservar carnes e peixes, porque a fumaça não estraga o seu gosto. A fumaça conserva bem a carne e o peixe quando é combinada com a salga e a secagem. As carnes que vão ser defumadas, como presunto, toucinho e outros produtos curados com sal, são pendurados em um defumadouro. A fumaça vem de um fogo de combustão lenta. TÓPICO 3 — EMPREGO DA FERMENTAÇÃO NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 139 Os conservantes impedem o alimento de apodrecer e permitem que o consumidor compre uma variedade de produtos disponíveis fora da estação usual. Os alimentos estragam com facilidade: as bactérias fazem a estrutura apodrecer e putrificar; as enzimas causam mudanças inaceitáveis como escurecimento; algumas células das partes machucadas morrem, levando à descoloração e eventualmente ao apodrecimento; as gorduras se tornam rançosas como resultado da oxidação. Os conservantes tradicionais incluem o sal, o vinagre, o álcool e os temperos. O ácido acético é o principal componente do vinagre e pode ser considerado um aditivo natural, mas passou por testagem extensa e tem um número E (E260). A radiação pode ser utilizada como um conservante porque destrói as bactérias e enzimas que estragam os alimentos. Também pode ser utilizada para adiar o amadurecimento das frutas e o brotamento de vegetais como as batatas. A pasteurização é um tratamento térmico que elimina os micro-organismos termossensíveis (todos os patogênicos e outros não esporulados) existentes no alimento. A temperatura não passa dos 100°C, podendo este aquecimento ser produzido por vapor, água quente, radiações ionizantes, calor seco, micro-ondas etc. A pasteurização reside basicamente no fato de se aquecer o alimento a determinada temperatura, e por determinado tempo, de forma a eliminar os microrganismos presentes no alimento. Posteriormente estes produtos são selados hermeticamente por questões de segurança, evitando assim uma nova contaminação. Utiliza-se a pasteurização quando os tratamentos térmicos mais elevados trazem perdas de qualidade significativas, quando os agentes microbianos responsáveis pelas alterações no alimento não são muito termorresistentes ou quando deseja-se destruir agentes competitivos (ex: antes de uma fermentação). A pasteurização pode ser feita de maneira rápida- temperatura alta, tempo curto (HTST – High Temperature, Short Time), usando-se temperaturas superiores a 70 °C por alguns segundos – ou de maneira lenta – temperatura baixa, tempo longo (LTLT – Low Temperature, Long Time), com temperaturas entre 58 °C e 70 °C por alguns minutos. A pasteurização é fundamental no processamento de: alimento infantil à base de maçã e banana, antepasto de Berinjela, catchup, cerveja, cogumelo em conserva, molho de pimenta, suco de laranja etc. A apertização é, na atualidade, um dos mais utilizados pela indústria alimentícia. Utilizando-se de latas ou vidros para o acondicionamento dos produtos, estes são lacrados e submetidos a altas temperaturas em autoclaves (retordas), as quais tem por princípio de funcionamento o mesmo das panelas de pressão domésticas. Com o uso desses equipamentos é possível submeter os produtos a altas temperaturas sem que a água de constituição destes entre em 140 UNIDADE 2 —MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS ebulição, o que poderia degenerar a aparência desses alimentos. O tempo e a temperatura a ser empregada no tratamento dependerá entre outros fatores dos tipos de produtos e embalagens utilizadas. Todos os alimentos frescos tendem a contaminar-se com micro- organismos procedentes do exterior e, inclusivamente, com o passar do tempo, sucumbem à ação das bactérias normalmente presentes no seu interior, cuja proliferação acaba por os deteriorar. A refrigeração inibe o crescimento da maioria das bactérias, mas algumas podem proliferar lentamente. A maioria dos alimentos frescos deve conservar-se a temperaturas que oscilam entre os 2 °C e os 7 °C, margem em que os processos metabólicos e a reprodução dos micro-organismos se inibem ou são tão lentos que, durante algum tempo, se previne a deterioração dos produtos. Os frigoríficos caseiros mantêm no seu interior esta margem de temperaturas, ainda que a sua distribuição não seja homogênea: numa parte oferece uma temperatura entre os 2 °C e os 4 °C, enquanto que noutra a temperatura oscila ente os 5 °C e os 7 °C. Por isso, e dado que nem todos os produtos têm os mesmos requisitos, cada tipo de alimento deve ser guardado num sector específico do frigorífico e apenas se pode manter em bom estado durante um certo tempo, após o qual, se não foi consumido, à mínima suspeita é preferível deitá-lo fora. • O peixe tem que ser conservado na zona mais fria do frigorífico, porque se deteriora com rapidez: o melhor será comprá-lo pouco tempo antes do seu consumo e guardá-lo no frigorífico apenas durante um dia, de preferência depois de o ter lavado e arranjado. • A carne também deve ser colocada na parte mais fria, de preferência depois de trocar o saco de plástico em que foi colocada no local de venda. Nestas condições, a carne pode conservar-se em média cerca de dois dias: os pedaços maiores conservam-se durante mais tempo do que os pequenos, enquanto que a carne picada e as miudezas se deterioram mais rapidamente. • Os ovos podem ser guardados numa parte menos fria, de preferência numa zona especialmente reservada a esse fim. Desta forma, podem conservar-se durante cerca de três semanas. • O leite e derivados frescos, como o queijo, iogurte, pudim etc., podem ser guardados numa zona intermédia. O leite pasteurizado e o queijo fresco podem manter-se nestas condições durante cerca de três dias e, em relação a outros produtos embalados, deverá ter sempre em conta o prazo de validade. • A fruta madura e as verduras devem ser mantidas nas zonas menos frias do frigorífico, de preferência nas gavetas próprias para esse fim. Desta forma, podem manter-se em boas condições de dois a sete dias, dependendo do produto que se vai consumir. Para congelar produtos frescos ou pratos já cozinhados, deverá dispor de um aparelho que alcance uma temperatura inferior a -30 °C (30 graus abaixo de zero). Convém separá-los previamente em pequenas porções e envolver cada uma em papel de alumínio. Assim, tanto a congelação como a posterior descongelação TÓPICO 3 — EMPREGO DA FERMENTAÇÃO NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS 141 serão mais rápidas e, para além disso, será maior o aproveitamento do produto – não faz sentido descongelar um pedaço de carne inteiro quando apenas pretende consumir uma parte. Os alimentos congelados podem manter-se durante muito tempo, inclusivamente vários meses, desde que sejam guardados a temperaturas inferiores a -18 °C. O tempo de conservação varia consoante os produtos e costuma estar indicado no próprio congelador: o peixe azul pode manter-se em perfeito estado de conservação durante cerca de três meses, enquanto que a carne de vitela aguenta cerca de oito meses e algumas verduras ou fruta até um ano. No momento de consumir os alimentos, o método depende de cada tipo. Os produtos industriais trazem as instruções na embalagem, as quais deverão ser cumpridas. O peixe e a carne podem ser descongelados lentamente, por exemplo, transferindo o produto do congelador para o frigorífico no dia anterior ao seu consumo, mas também podem ser utilizados diretamente se pretender cozer ou assar. As verduras e os pratos pré-cozinhados não precisam de descongelamento com antecedência. FONTE: SOARES, R. As diversas formas de conservação de alimentos. 2010. Disponível em: https://hoteliernews.com.br/noticias/artigo-as-diversas-formas-de-conservacao-de-alimen- tos-16673. Acesso em: 6 mar. 2020. 142 RESUMO DO TÓPICO 3 Neste tópico, você aprendeu que: • A tecnologia da fermentação se baseia na condução de processos biológicos em escala industrial. • Os processos na tecnologia de fermentação são catalisados por células vivas ou por seus substratos. • A fermentação é definida como um processo de catabolismo, ou seja, conversão anaeróbica de compostos orgânicos complexos como os carboidratos em moléculas mais simples como álcoois e ácidos orgânicos. • O termo fermentação é utilizado para representar o processo de obtenção de energia em que compostos orgânicos agem tanto como doadores como aceptores finais de elétrons, ou seja, qualquer processo que ocorra formação de biomassa microbiana. • A fermentação faz uso dos microrganismos industrialmente úteis, que ao ser adicionados aos alimentos, multiplicam-se em função das fontes de energia presentes nos alimentos e modificam seus componentes, que se transformam em ácidos ou álcoois, conferindo a textura, o sabor e o odor típicos desses alimentos. • O método de conservação pela fermentação inclui o uso de determinadas enzimas microbianas, que transformam os componentes dos alimentos do mesmo modo que os microrganismos. • O crescimento microbiano é caracterizado pelo tempo requerido para duplicar massa celular ou número de células. • A velocidade de agitação e a taxa de aeração são importantes para o suprimento de oxigênio ao microrganismo no processo fermentativo. • Apesar de alguns padeiros conservarem a prática da fermentação natural, os processos artesanais estão desaparecendo, substituídos pela tecnologia da panificação industrial. • A maioria dos produtos vendidos como “leite fermentado” contém um número alto de microrganismos vivos, sendo consumidos como probióticos, para prevenir o desenvolvimento de outros microrganismos indesejáveis ou patogênicos no tubo digestivo. • As bactérias láticas produzem compostos antimicrobianos, garantindo a inocuidade e aumentando a vida de prateleira dos produtos fermentados. 143 Ficou alguma dúvida? Construímos uma trilha de aprendizagem pensando em facilitar sua compreensão. Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo. CHAMADA • O vinho é uma bebida elaborada a partir da fermentação alcoólica dos açúcares de frutas sadias e maduras, estimuladaspela ação de leveduras, que são responsáveis diretas pela transformação dos açúcares em álcool e gás carbônico. • O principal processo fermentativo utilizado na produção de ácido cítrico é por cultura submersa, ou seja, o fungo se desenvolve inteiramente submerso no meio de cultura líquido sobre agitação. • A maltagem e a brasagem são atividades prévias à fermentação alcoólica, que será conduzida por leveduras (Saccharomyces cerevisiae) na produção de cerveja. 144 1 Nesse tópico, vimos que a tecnologia da fermentação se baseia na condução de processos biológicos em escala industrial. Os processos na tecnologia de fermentação são catalisados por células vivas ou por seus substratos. O uso da microbiologia para a obtenção de alimentos antecede a Era Cristã, que há milhares de anos, sem saber da existência dos microrganismos, fabricava-se pão, vinho, cerveja, leite fermentado, queijos e outros. Considerando esse contexto, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas: I- A fermentação é definida como um processo de catabolismo, ou seja, conversão anaeróbica de compostos orgânicos complexos como os carboidratos em moléculas mais simples como álcoois e ácidos orgânicos. Porque II- O termo fermentação é utilizado para representar o processo de obtenção de energia em que compostos orgânicos agem tanto como doadores como aceptores finais de elétrons, ou seja, qualquer processo que ocorra formação de biomassa microbiana. A respeito dessas asserções, assinale a opção CORRETA: a) ( ) As asserções I e II são proposições verdadeiras. b) ( ) A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. c) ( ) A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. d) ( ) As asserções I e II são proposições falsas. 2 Como vimos nesse tópico, apesar de a definição inicial do termo “fermentação” ser aplicada restritamente para descrever processos anaeróbios, o entendimento atual do referido termo engloba tanto processos aeróbios quanto anaeróbios. Entende-se por fermentação o processo no qual uma ou mais espécies de microrganismos desenvolvem-se, de forma controlada ou não, consumindo um substrato e sintetizando um produto desejado (BORZANI et al., 2001). Sobre os microrganismos e os meios de cultura, assinale a alternativa INCORRETA: a) ( ) O método de conservação pela fermentação inclui o uso de determina- das enzimas microbianas que transformam os componentes dos alimentos do mesmo modo que os microrganismos. b) ( ) A fermentação faz uso dos microrganismos industrialmente úteis que, ao ser adicionados aos alimentos, multiplicam-se em função das fontes de energia presentes nos alimentos e modificam seus componentes que se transformam em ácidos ou álcoois, conferindo a textura, o sabor e o odor típicos desses alimentos. c) ( ) Os microrganismos devem apresentar mínima eficiência na conversão de substrato em produto, e permitir a lenta liberação e acúmulo de produto no meio de cultivo, de forma a converter baixas concentrações de produto. d) ( ) Os microrganismos não devem ser patogênicos, nem exigir meios de cultivo dispendiosos, produzindo poucos subprodutos, ou seja, substâncias incompatíveis com o processo e garantindo, assim a estabilidade quanto ao seu comportamento fisiológico. AUTOATIVIDADE 145 UNIDADE 3 — ADITIVOS ALIMENTARES, CONTROLE DE QUALIDADE E NOVAS TECNOLOGIAS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de: • analisar as características e as funções dos aditivos alimentares usados na tecnologia de produção, na conservação e nas características sensoriais dos alimentos; • conhecer os órgãos que estabelecem regras e parâmetros específicos para a avaliação da qualidade dos alimentos produzidos e comercializados; • aprender os programas utilizados no controle de qualidade na indústria de alimentos e em estabelecimentos que prestam serviços de alimentação; • conhecer a análise sensorial, as suas aplicações e o que é preciso considerar para implementar ou ampliar a estrutura de análise sensorial na indústria de alimentos; • aprender a respeito das novas tecnologias utilizadas para o processamento e conservação dos alimentos. Esta unidade está dividida em três tópicos. No decorrer da unidade, você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado. TÓPICO 1 – ADITIVOS ALIMENTARES TÓPICO 2 – CONTROLE DE QUALIDADE E ANÁLISE SENSORIAL TÓPICO 3 – NOVAS TECNOLOGIAS Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá melhor as informações. CHAMADA 146 147 UNIDADE 3 1 INTRODUÇÃO Olá, acadêmico! Nesse momento, você está iniciando os estudos do Tópico 1 da Unidade 3, da disciplina Tecnologia de Alimentos. Na unidade anterior deste livro didático foram apresentados os métodos de conservação de alimentos. Aprendemos sobre a conservação dos alimentos através da aplicação do calor, da desidratação, do frio, da salga, entre outros. A partir dos estudos deste tópico, conheceremos os aditivos alimentares. Vamos estudar as características e as funções dos aditivos alimentares usados na tecnologia de produção dos alimentos, na conservação dos alimentos e nas características sensoriais dos alimentos. A parte final desse tópico apresenta algumas questões de autoatividade para você testar seus conhecimentos referentes aos assuntos abordados. Bons estudos! 2 FUNÇÕES DOS ADITIVOS ALIMENTARES Aditivo alimentar pode ser definido como qualquer ingrediente adicionado intencionalmente aos alimentos sem a finalidade de nutrir, mas com o objetivo de modificar as características físicas, químicas, biológicas ou sensoriais durante a fabricação, processamento, preparação, tratamento, embalagem, acondicionamento, armazenagem, transporte ou manipulação de um alimento. O uso de aditivos alimentares é justificado por razões tecnológicas, sanitárias ou sensoriais, sempre que sejam utilizados aditivos autorizados em concentrações, cuja ingestão diária não supere os valores de Ingestão Diária Aceitável (IDA) recomendados, e atenda às exigências de pureza estabelecidas (BRASIL, 1997). A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) (BRASIL, 1997) descreve que os aditivos alimentares são classificados em três grupos, de acordo com suas funções nos alimentos, como apresentado no Quadro 1. TÓPICO 1 — ADITIVOS ALIMENTARES UNIDADE 3 — ADITIVOS ALIMENTARES, CONTROLE DE QUALIDADE E NOVAS TECNOLOGIAS 148 QUADRO 1 – CLASSIFICAÇÃO DOS ADITIVOS ALIMENTARES Tecnologia de produção dos alimentos Emulsificantes, estabilizantes, espessantes, agentes de corpo, geleificantes, agente de firmeza, umectantes, antiumectantes, espumantes/antiespumantes, glaceantes, melhoradores de farinha e fermentos químicos. Conservação dos alimentos Conservadores, antioxidantes, acidulantes, reguladores de acidez e sequestrantes. Características sensoriais dos alimentos Corantes, edulcorantes, aromatizantes, realçadores de sabor e estabilizantes de cor. FONTE: Adaptado de Brasil (1997) Além disso, a Anvisa destaca que é proibido o uso de aditivos em alimentos quando (BRASIL, 1997): • houver evidências ou suspeitas de que o aditivo não é seguro para consumo pelo homem; • interferir sensível e desfavoravelmente no valor nutritivo do alimento; • servir para encobrir falhas no processamento e/ou nas técnicas de manipulação; • encobrir alteração ou adulteração da matéria-prima ou do produto já elaborado; • induzir o consumidor a erro, engano ou confusão. Segundo a Portaria nº 540, de 27 de outubro de 1997, da Secretaria de Vigilância Sanitária do Ministério da Saúde (BRASIL, 1997), de acordo com sua classificação, os aditivos alimentares apresentam as seguintes funções: 1. Acidulante: substância que aumenta a acidez ou confere um sabor ácido aos alimentos.2. Agente de firmeza: substância que torna ou mantém os tecidos de frutas ou hortaliças firmes ou crocantes, ou interage com agentes geleificantes para produzir ou fortalecer um gel. 3. Agente de massa: substância que proporciona o aumento de volume e/ou da massa dos alimentos, sem contribuir de maneira significativa para o valor energético do alimento. 4. Antiespumante: substância que previne ou reduz a formação de espuma. 5. Antioxidante: substância que retarda o aparecimento de alteração oxidativa no alimento. 6. Antiumectante: substância capaz de reduzir as características higroscópicas dos alimentos e diminuir a tendência de adesão, umas às outras, das partículas individuais. 7. Aromatizante: substância ou mistura de substâncias com propriedades aromáticas e/ou sápidas, capazes de conferir ou reforçar o aroma e/ou sabor dos alimentos. TÓPICO 1 — ADITIVOS ALIMENTARES 149 8. Conservador: substância que impede ou retarda a alteração dos alimentos provocada por microrganismos ou enzimas. 9. Corante: substância que confere, intensifica ou restaura a cor de um alimento. 10. Edulcorante: substância diferente dos açúcares que confere sabor doce ao alimento. 11. Emulsionante/emulsificante: substância que torna possível a formação ou manutenção de uma mistura uniforme de duas ou mais fases imiscíveis no alimento. 12. Espessantes: substância que aumenta a viscosidade de um alimento. 13. Espumante: substância que possibilita a formação ou a manutenção de uma dispersão uniforme de uma fase gasosa em um alimento líquido ou sólido. 14. Estabilizante de cor: substância que estabiliza, mantém ou intensifica a cor de um alimento. 15. Estabilizante: substância que torna possível a manutenção de uma dispersão uniforme de duas ou mais substâncias imiscíveis em um alimento. 16. Fermento químico: substância ou mistura de substâncias que liberam gás e, desta maneira, aumentam o volume da massa. 17. Geleificante: substância que confere textura através da formação de um gel. 18. Glaceante: substância que, quando aplicada na superfície externa de um alimento, confere uma aparência brilhante ou um revestimento protetor. 19. Melhorador de farinha: substância que, agregada à farinha, melhora sua qualidade tecnológica para os fins a que se destina. 20. Realçador de sabor: substância que ressalta ou realça o sabor/aroma de um alimento. 21. Regulador de acidez: substância que altera ou controla a acidez ou alcalinidade dos alimentos. 22. Sequestrante: substância que forma complexos químicos com íons metálicos. 23. Umectante: substância que protege os alimentos da perda de umidade em ambiente de baixa umidade relativa ou que facilita a dissolução de uma substância seca em meio aquoso. De acordo com Vasconcelos e Melo Filho (2010), os testes toxicológicos dos aditivos alimentares obedecem a regras internacionais. As doses diárias aceitáveis estabelecidas através dos testes, quando transformadas para o consumo humano, levam em conta tabelas previamente aceitas e com alto grau de segurança. Segundo a Anvisa (BRASIL, 1997), a segurança dos aditivos é fundamental. Portanto, antes do uso em alimentos ser autorizado, o aditivo deve passar por avaliação toxicológica, em que se deve levar em conta, entre outros aspectos, qualquer efeito acumulativo, sinérgico e de proteção, decorrente do seu uso. Os aditivos alimentares devem ser mantidos em observação e reavaliados quando necessário, caso se modifiquem as condições de uso. Além disso, as autoridades competentes devem ser informadas sobre dados científicos atualizados do assunto em questão. Segundo Vasconcelos e Melo Filho (2010), a lista de aditivos alimentares que consta na legislação está sujeita à atualização de acordo com o avanço dos conhecimentos técnicos e científicos. Assim, para fundamentação dos pedidos de inclusão e exclusão de aditivos ou de extensão de seu uso, são aceitas referências UNIDADE 3 — ADITIVOS ALIMENTARES, CONTROLE DE QUALIDADE E NOVAS TECNOLOGIAS 150 de órgãos internacionais como o Codex Alimentarius, a União Europeia, o Food and Drug Administration (FDA), entre outros. 2.1 ADITIVOS UTILIZADOS NA TECNOLOGIA DE PRODUÇÃO DOS ALIMENTOS Acadêmico, como descrito anteriormente, os aditivos usados na tecnologia de produção dos alimentos englobam os emulsificantes, estabilizantes, espessantes, geleificantes, agente de firmeza, umectantes, antiumectantes, espumantes/ antiespumantes, glaceantes, melhoradores de farinha e fermentos químicos. A partir desse momento, vamos analisar as características de alguns desses aditivos alimentares. 2.1.1 Emulsificantes De acordo com Bergjohann et al. (2016), os emulsificantes são aditivos usados na tecnologia de alimentos para melhorar a textura, a estabilidade, o volume, a maciez, a aeração e a homogeneidade, fornecendo qualidade aos produtos. A maioria dos emulsificantes é derivada de mono e diacilgliceróis ou de álcoois. Existem diferentes classes de emulsificantes de grau alimentício, sendo as mais utilizadas os mono e diacilgliceróis, os mono e diacilgliceróis acetilados, os mono e diacilgliceróis fosfatados, os ésteres de propilenoglicol, os ésteres de sorbitana, os ésteres de sacarose, os ésteres de poliglicerol, os ésteres de lactato e a lecitina (BERGJOHANN et al., 2016). Segundo Bergjohann et al. (2016), a estrutura dos emulsificantes é composta por uma parte hidrofílica (que interage com a fase aquosa) e outra lipofílica (que interage com a fase oleosa). Essa estrutura permite que o emulsificante atue na interface de duas substâncias imiscíveis. Para essa finalidade, é fundamental o correto balanço entre a hidrofilicidade e lipofilicidade (HLB) da molécula do emulsificante. Dessa maneira, quanto maior o valor do HLB, maior a hidrofilicidade e, quanto menor o valor do HLB, maior a lipofilicidade. Assim, dependendo desse balanço, o aditivo poderá ser usado em emulsões do tipo água em óleo (A/O) ou óleo em água (O/A). O Quadro 2 apresenta alguns exemplos da utilização de emulsificantes em alimentos industrializados, descritos pela revista Food Ingredients Brasil (FIB, 2013a). QUADRO 2– EXEMPLOS DA UTILIZAÇÃO DE EMULSIFICANTES EM ALIMENTOS INDUSTRIALIZADOS Produto Efeito Margarina Estabilização da emulsão A/O Maionese Estabilização da emulsão O/A Sorvete Estabilização da emulsão O/A TÓPICO 1 — ADITIVOS ALIMENTARES 151 Salsicha Prevenção da separação da gordura Pães/derivados Melhorias da estrutura da casca, do volume e da inibição da retrogradação do amido Chocolate Inibição da aglomeração da gordura Pós instantâneos Solubilização Extrato de especiarias Solubilização Preparo de multivitaminas Solubilização de vitaminas lipossolúveis/ hidrossolúveis FONTE: Adaptado de FiB (2013a) Além da sua função principal que é produzir e estabilizar emulsões, os emulsificantes alimentícios apresentam outros papéis funcionais. Alguns alimentos, como chocolate e manteiga de amendoim, por exemplo, são dispersões de partículas sólidas em uma fase contínua gordurosa ou oleosa. A viscosidade do chocolate é controlada pela adição de lecitina de soja ou ricinoleato de poliglicerol (PGPR). A separação do óleo na manteiga de amendoim é prevenida pelo uso de um monoglicerídeo ou de uma gordura com alto ponto de fusão. Em alguns casos, o efeito secundário pode ser mais importante do que a formação da emulsão; em panificação, por exemplo, o fortalecimento da massa e o retardamento do envelhecimento são considerações vitais para os fabricantes (FIB, 2013a). O Quadro 3 apresenta os emulsificantes mais utilizados na tecnologia de alimentos, segundo a revista Food Ingredients Brasil (FIB, 2013a). QUADRO 3 – EMULSIFICANTES ALIMENTÍCIOS MAIS UTILIZADOS Emulsificante Funcionalidade Aplicações típicas Lecitina Coemulsificante, redutor de viscosidade Margarinas, produtos de chocolate Monoglicerídeos Emulsificante, agente de aeração, estabilizador de cristalização Margarinas,amendoim, estabilizante de manteiga Ácido éster diacetiltartárico de monoglicerídeos Emulsificante, formador de filme Assados, confeitaria, derivados de leite Sal monossódico de monoglicerídeos fosfatados Emulsificante, lubrificante Derivados de leite, doces Monoglicerídeos lactilados Emulsificante, plastificante Produtos assados UNIDADE 3 — ADITIVOS ALIMENTARES, CONTROLE DE QUALIDADE E NOVAS TECNOLOGIAS 152 Monoglicerídeos acetilados Formador de filme, impede a umidade Frutas, nozes, pizza Monoglicerídeos succinilados Emulsificante, reforça a massa Pães Monoglicerídeos Etoxilados Emulsificante, estabilizante Bolos, sobremesas congeladas Monoestearato de sorbitano Emulsificante, agente de reidratação Confeitaria, fermento, bolos Polisorbatos Emulsificante, solubilizante, agente de umidade Molhos de salada, gelatinas, sorvetes Ésteres de poliglicerol Emulsificante, agente de aeração Óleos de salada, pasta de amendoim, recheios Ésteres de sacarose de ácidos graxos Emulsificante, texturizante, formador de filme Produtos assados, frutas, confeitaria Cálcio e sódio estearol lactilado Emulsificante, condicionador de massa, agente de umidade Pães, recheios, batatas desidratadas Ésteres de propileno glycol Emulsificante, agente de aeração Mistura para bolos FONTE: Adaptado de FiB (2013a) Uma prática comum na indústria de alimentos é utilizar dois ou três componentes emulsificantes na forma de blends, para alcançar funcionalidades múltiplas. Em uma emulsão de bolo, por exemplo, a aeração para produzir alto volume, a estabilização da espuma, a maciez e retenção de umidade, são alcançadas usando uma mistura de emulsificantes (FIB, 2013a). 2.1.2 Espessantes De acordo com Bergjohann et al. (2016), os espessantes são aditivos alimentares com as funções de espessar e estabilizar, fornecendo a textura Acadêmico, para saber mais a respeito dos emulsificantes, faça a leitura do artigo Dossiê emulsificantes, publicado pela revista Food Ingredients Brasil (FiB). Disponível em: https://revista-fi.com.br/upload_arquivos/201606/2016060946162001464964044.pdf. DICAS TÓPICO 1 — ADITIVOS ALIMENTARES 153 desejada ao alimento. Segundo os autores, mesmo em baixas concentrações, os espessante são capazes de aumentar a viscosidade de soluções, emulsões e suspensões, melhorando a textura e a consistência dos produtos. Os espessantes mais usados no preparo e processamentos de alimentos são: carragena, goma guar, carboximetilcelulose (CMC), goma xantana, goma gelana, dextrana, entre outros. Segundo a revista Food Ingredients Brasil (FIB, 2017), estabilizantes, gomas, agentes geleificantes e espessantes são diferentes denominações para uma importante categoria de aditivos alimentares: os hidrocoloides, podendo ser polissacarídeos e em outros casos, proteínas. Com características diferentes e muitas vezes únicas, os hidrocoloides têm papel fundamental em muitos alimentos, desde a contribuição na sensação de preenchimento em uma bebida até uma estrutura firme, capaz de substituir pedaços de frutas, hortaliças e até mesmo produtos cárneos. Os hidrocoloides podem ter origem de estruturas vegetais (plantas de solo, algas marinhas, sementes, entre outros), animais e bactérias fermentativas. As dosagens de uso de cada produto são particulares e dependem do respectivo mecanismo de funcionamento, bem como da formulação e processamento do alimento. O Quadro 4 apresenta os principais hidrocoloides alimentícios e suas respectivas funcionalidades, segundo a revista Food Ingredients Brasil (FIB, 2017). QUADRO 4 – PRINCIPAIS HIDROCOLÓIDES ALIMENTÍCIOS E SUAS FUNCIONALIDADES Hidrocoloide Fonte Principais aplicações Funcionalidades Goma acácia ou arábica Exsudados de árvores das espécies A. senegal ou A. seyal Confeitos (balas de goma, balas duras), emulsões óleo em água, extrusados de cereais, panificados, vinho Solúvel a frio e a quente, fornecendo baixa viscosidade mesmo em altas concentrações. Efeito lubrificante durante a extrusão. Encapsulação e poder de emulsificação Ágar Extraído de algas marinha (principalmente espécies Gelidium e Glacilaria) Géis vegetais, confeitos, panificados Solúvel a quente. Gel termoestável e termo reversível, estabilidade em meio ácido, interação com proteínas UNIDADE 3 — ADITIVOS ALIMENTARES, CONTROLE DE QUALIDADE E NOVAS TECNOLOGIAS 154 Alginato Extraído de algas marrons (principalmente espécies Laminaria, Ascophyllum, Lessonia, Eklonia, Makrostis, Durvillea) Alimentos reestruturados, recheios, panificados, produtos lácteos, sorvetes, encapsulação, bebidas, películas para revestimento Solúvel a frio e a quente fornecendo viscosidade e na presença de Ca2+ se estrutura em gel. O gel não é termo reversível Carragena Carragena Extraída de algas vermelhas (Rhodophyceae principalmente das espécies Kappaphycus e Euchema) Géis vegetais, produtos lácteos, sorvetes, confeitos, panificados, cárneos, recheios, preparados de fruta Alguns tipos são solúveis a frio. Alguns tipos são solúveis a quente. Géis termo reversíveis. Interação com proteínas Carboximetilce- lulose (CMC) Material celulósico da madeira ou algodão Produtos lácteos, sorvetes, cárneos, panificados, bebidas, produtos instantâneos Solúvel a frio e a quente, não forma géis. Interação com proteínas e sinergia com amidos e hi- droxipropilcelulose (HPC). Estável em pH ácido Celulose Microcristalina tipo Coloidal (MCC) Obtido da purificação da celulose, com a conversão por hidrólise das fibras em agregados de celulose cristalina Produtos lácteos, sorvetes, panificados, bebidas, recheios Não possui solubilidade, mas se dispersa através de agitação e/ou homogeneização independente da temperatura. Estabilidade em meios neutros Gelatina Colágeno de animais (principalmente bovino e suíno) Confeitos, gelatinas, produtos lácteos, fermentados/ acidificados, encapsulação Solúvel a quente, formando géis termo reversíveis TÓPICO 1 — ADITIVOS ALIMENTARES 155 Gelana Produzido pela fermentação do microrganismo Sphingomonas elodea Géis vegetais, panificados, produtos lácteos, bebidas, confeitos e preparados de frutas Solúvel a quente com formação de géis Estabilidade em meio ácido Guar Moagem do endosperma da semente da planta C. tetragonoloba (L.) Produtos lácteos, bebidas, panificados, sorvete, molhos, produtos instantâneos Solúvel a quente e a frio. Espessante e não forma géis. Estável em meio ácido. Sinergia com xantana LBG Moagem do endosperma da semente de Alfarroba Produtos lácteos, panificados, sorvetes, molhos, cárneos Solúvel a quente. Alguns tipos especiais são solúveis a frio. Formação de géis. Estável em meio ácido. Sinergia com carragena e xantana na formação de géis Pectina Tipos comerciais extraídos da casca de frutas cítricas ou bagaço de maçã Produtos lácteos, recheios, preparados de fruta, sorvetes, confeitos Solúvel a quente. Formação de géis na presença de pH ácido e alta concentração de sólidos e na presença de íons Ca²+ Xantana Produzido pela fermentação do microrganismo Xanthomonas campestres Produtos lácteos, recheios, preparados de frutas, sorvetes, molhos, panificados, produtos instantâneos Solúvel a frio e a quente. Espessante e individualmente não forma géis. Estável em meio ácido. Sinergia com LBG na formação de géis e com guar em viscosidade FONTE: Adaptado de FiB (2017) De acordo com os dados apresentados no Quadro 4 e informações da revista Food Ingredients Brasil (FIB, 2017), as aplicações tecnológicas mais significativas dos espessantes estão na área de panificação, alimentos açucarados, produtos cárneos, bebidas e sorvetes. Na área de panificação, o uso do alginato e da carboximetilcelulose (CMC) permite obter uma massa de estrutura mais esponjosa, suave e uniforme, sem perda da firmeza,além de possibilitar uma distribuição mais homogênea de substâncias aromáticas. UNIDADE 3 — ADITIVOS ALIMENTARES, CONTROLE DE QUALIDADE E NOVAS TECNOLOGIAS 156 Nos alimentos açucarados, os espessantes são usados como agentes aglutinantes (agente de ligação). Nessa área, o agar é o preferido em produtos ácidos, pois geleifica independentemente do conteúdo de açúcar e acidez. Aplicados em produtos cárneos, os espessantes aumentam a viscosidade, prolongando o estado de frescor e a capacidade de armazenamento. Em salsichas, por exemplo, a carboximetilcelulose evita a separação de fases e aumenta a firmeza. Em néctares de frutas, os espessantes, como os alginatos, aumentam o poder de suspensão das partículas de frutas (FIB, 2017). Além disso, quando usados em sorvetes, os espessantes estabilizam e homogeneízam o sistema complexo de ar, água e gordura, que constitui o sorvete, melhorando sua firmeza e evitando a separação de cristais grandes de gelo. Os alginatos produzem uma textura porosa e um bom comportamento a fusão, sem que o sorvete fique pegajoso. Por outro lado, a carboximetilcelulose é um espessante termoestável e, por isso, gera ao sorvete uma maior resistência às trocas bruscas de temperaturas. No iogurte com frutas, os alginatos, em mistura com a pectina facilitam o poder de suspensão (FIB, 2017). Acadêmico, para saber mais a respeito dos espessantes, faça a leitura do artigo Dossiê espessantes, publicado pela revista Food Ingredients Brasil (FiB). Disponível em: https://revista-fi.com.br/upload_arquivos/201703/2017030190080001489666223.pdf. DICAS 2.1.3 Umectantes Os umectantes são substâncias com caráter hidrofílico que evitam a perda da umidade dos alimentos. Os álcoois poliidroxilados são exemplos de substâncias utilizadas com esta finalidade. Alguns umectantes também apresentam características de doçura, como é o caso do sorbitol e do glicerol, que, às vezes, substituem parte dos açúcares nas formulações (BERGJOHANN et al., 2016). O glicerol é usado na composição de bebidas e alimentos como: refrigerantes, balas, bolos, pastas de queijo, carne e ração animal seca. O sorbitol é agente umectante e melhorador de textura, muito utilizado em produtos que apresentam a tendência de escurecer e ressecar como doces, chocolate e recheios (BERGJOHANN et al., 2016). O lactato de sódio tem sido utilizado para controlar e inibir o crescimento de certos microrganismos durante a estocagem. Além disso, confere gosto salgado suave em comparação ao cloreto de sódio, valoriza o sabor de carnes e suas propriedades umectantes, aumenta o rendimento do cozimento e contribui TÓPICO 1 — ADITIVOS ALIMENTARES 157 para a capacidade de retenção de água, resultando em um aumento da vida útil do produto (BERGJOHANN et al., 2016). 2.1.4 Antiumectantes Os antiumectantes impedem que os alimentos absorvam umidade, pois reduzem a capacidade higroscópica dos alimentos. Essas substâncias absorvem toda a umidade, mas fazem isso sem se tornarem fisicamente úmidas. Além disso, os antiumectantes reduzem a tendência da adesão das partículas de alimentos, evitando que as partículas se agrupem quando entram em contato com a água (BERGJOHANN et al., 2016). 2.1.5 Espumantes/antiespumantes De acordo com Bergjohann et al. (2016), os espumantes/antiespumantes são substâncias que previnem ou reduzem a formação de espuma. Estas substâncias evitam a formação de espumas em alimentos líquidos durante o processo de fabricação ou produto. 2.2 ADITIVOS UTILIZADOS NA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS No início desse tópico, vimos que os aditivos utilizados na conservação dos alimentos são os conservadores, antioxidantes, acidulantes, reguladores de acidez e sequestrantes. Vamos, a partir desse momento, analisar as características de alguns dos principais aditivos utilizados na conservação dos alimentos. 2.2.1 Conservadores Segundo Bergjohann et al. (2016), os conservadores ou conservantes são as substâncias que impedem ou retardam a alteração dos alimentos provocada por microrganismos ou enzimas. A maior parte dos alimentos de origem vegetal ou animal se deteriora facilmente, perdendo a qualidade com consequente diminuição na vida útil. Essas perdas dependem de vários fatores, entre eles: formulação, embalagem e condição de estocagem do alimento. De acordo com a revista Food Ingredients Brasil (FIB, 2011), a escolha de um agente de conservação deve ser baseada no conhecimento do seu espectro antimicrobiano, as propriedades químicas e físicas (tanto do alimento quanto do conservante), as condições de manuseio, processo e estocagem e, a segurança de uma alta qualidade inicial do alimento a ser conservado. Segundo a revista Food UNIDADE 3 — ADITIVOS ALIMENTARES, CONTROLE DE QUALIDADE E NOVAS TECNOLOGIAS 158 Ingredients Brasil (FIB, 2011) e Bergjohann et al. (2016), entre os conservadores mais usados na tecnologia de alimento, destacam-se o ácido benzoico e seus sais; os parabenos; dióxido de enxofre; os nitratos e nitritos; o cloreto de sódio; os bacteriocinos; o ácido sórbico, entre outros. O ácido benzoico ocorre naturalmente nas ameixas e na maioria das frutas de bagas. Seus sais são inibidores das enzimas digestivas pepsinas e tripsinas. Os sais de cálcio, potássio e sódio são usados para inibir o desenvolvimento microbiano nos alimentos. É um agente antimicrobiano muito efetivo nos alimentos altamente ácidos como drinques de frutas, cidras, bebidas carbonatadas e picles. Além disso, são usados em margarinas, molhos para salada, molho de soja e geleias (FIB, 2011). Os parabenos são ésteres de alquil de ácido para-hidrobenzoico. Os parabenos são inodoros, incolores e insípidos e diferem do ácido benzoico pelo fato de terem uma atividade antimicrobiana tanto em meio ácido quanto alcalino. Os parabenos são mais ativos contra mofos e leveduras do que contra bactérias. Eles são muito usados em bolos de frutas, recheios de frutas e doces de confeiteiro em geral (FIB, 2011). O dióxido de enxofre e os sulfitos já são usados há muito tempo como conservantes, tanto como antimicrobianos quanto como antioxidantes. O dióxido de enxofre possui um odor desagradável e irritante, sendo especialmente tóxico para organismos inferiores, tais como fungos. É usado em frutas e hortaliças desidratadas, frutos do mar e vinho (FIB, 2011). Segundo a revista Food Ingredients Brasil (FIB, 2011), acredita-se que tanto os nitratos como os nitritos possuem uma ação antimicrobiana. O nitrato por exemplo é usado na produção do queijo tipo Gouda para prevenir a formação de gás pelo ácido butírico. A ação de nitritos na cura de carnes serve para inibir a formação de toxinas pelo Clostridium botulinum, fator importante na segurança de produtos cárneos curados. Os nitratos representam grave problema para a segurança alimentar, principalmente porque podem se transformar em nitritos. A possível síntese de nitrosaminas cancerígenas a partir de nitritos (provenientes, por exemplo, de pesticidas) e de diversas aminas causa grande preocupação. A ingestão de altas doses de nitratos e nitritos pode causar câncer do estômago e do esôfago. Acredita-se que quantidades muito pequenas de nitrosaminas podem se formar em determinados produtos cárneos curados. Estes níveis seriam na faixa de ppm (partes por milhão) ou ppb (partes por bilhão) e, sendo os procedimentos analíticos complexos, não existem ainda um quadro claro desta ocorrência de nitrosaminas (FIB, 2011). O cloreto de sódio foi usado durante séculos para prevenir a deterioração de alimentos (peixes, carnes e vegetais). Atualmente, o sal é usado principalmente em conjunto ou combinação com outros métodos de processamento. A atividade TÓPICO 1 — ADITIVOS ALIMENTARES 159 antimicrobiana do sal está relacionada a sua capacidade de reduzir a atividade de água do alimento, influenciando o desenvolvimento microbiano. O uso de cloreto de sódio é limitado pelo seu efeito direto no paladar dos alimentos (FIB, 2011).A nisina é um polipeptídio antibacteriano produzido por alguns tipos de Lactococcus lactis. Algumas substâncias parecidas com a nisina são amplamente produzidas pela bactéria do ácido láctico. Essas substâncias inibidoras são conhecidas como bacteriocinas. A nisina é muito usada na conservação de queijos processados. Além disso, é utilizada no tratamento por calor de alimentos não ácidos e para estender a vida útil de leite esterilizado (FIB, 2011). O ácido sórbico é um ácido graxo insaturado, presente de forma natural em alguns vegetais, mas fabricado para seu uso como aditivo alimentar por síntese química. No setor dos alimentos processados, os principais campos de aplicações dos ácidos sórbicos e seus derivados são os cremes e margarinas, os molhos e maioneses, os queijos, os produtos de pesca, os produtos cárneos e embutidos diversos, as conservas e hortaliças ácidas, os produtos derivados de frutas, os produtos de panificação e confeitaria, entre outros (FIB, 2011). Acadêmico, para aprofundar seus conhecimentos sobre os conservadores, faça a leitura do artigo Dossiê conservantes, publicado pela revista Food Ingredients Brasil (FiB). Disponível em: https://revista-fi.com.br/upload_ arquivos/201711/2017110730727001512043728.pdf. DICAS 2.2.2 Antioxidantes Os antioxidantes são um conjunto heterogêneo de substâncias formadas por vitaminas, minerais, pigmentos naturais e outros compostos vegetais e, ainda, enzimas que bloqueiam o efeito danoso dos radicais livres. O termo antioxidante significa que impede a oxidação de outras substâncias químicas que ocorrem nas reações metabólicas ou por fatores exógenos (fatores determinantes que dizem respeito ao ambiente). São encontrados na sua maioria nos vegetais, o que explica parte das ações saudáveis que as frutas, legumes, hortaliças e cereais integrais exercem sobre o organismo (FIB, 2016a). De acordo com Bergjohann et al. (2016) e a revista Food Ingredients Brasil (FIB, 2016a), os antioxidantes sintéticos mais utilizados na tecnologia de alimentos são o butilhidroxianisol (BHA), butilhidroxitolueno (BHT), galato de propila (PG) e terc-butilhidroquinona (TBHQ). UNIDADE 3 — ADITIVOS ALIMENTARES, CONTROLE DE QUALIDADE E NOVAS TECNOLOGIAS 160 • O BHA é um antioxidante mais efetivo contra a oxidação em gorduras animais do que em óleos vegetais. O BHT possui propriedades similares ao BHA, porém, enquanto o BHA é um sinergista para propilgalatos (podem aumentar a atividade dos propilgalatos em combinação adequada), o BHT não é. O BHA e o BHT são sinergistas entre si (FIB, 2016a). • O PG é um éster do 3,4,5 ácido triidroxibenzoico. Seu poder para estabilizar alimentos fritos, massas assadas e biscoitos preparados com gorduras é baixo (FIB, 2016a). • O TBHQ é um pó cristalino branco e brilhoso. É considerado, em geral, mais eficaz em óleos vegetais do que o BHA ou o BHT; em relação à gordura animal, é tão efetivo quanto o BHA e mais efetivo do que o BHT ou o PG. O TBHQ é considerado também o melhor antioxidante para óleos de fritura, pois resiste ao calor e proporciona uma excelente estabilidade para os produtos acabados (FIB, 2016a). Os antioxidantes naturais são moléculas presentes nos alimentos, em pequenas quantidades, que possuem a capacidade de interromper a formação de radicais livres. Assim, são capazes de reduzir a velocidade das reações de oxidação dos compostos lipídicos presentes em determinado produto. De acordo com Bergjohann et al. (2016) e a revista Food Ingredients Brasil (FIB, 2016a), entre os antioxidantes naturais mais utilizados na tecnologia de alimentos podem ser citados os tocoferóis que, por serem um dos melhores antioxidantes naturais, são amplamente aplicados como meio para inibir a oxidação dos óleos e gorduras comestíveis, prevenindo a oxidação dos ácidos graxos insaturados; os ácidos fenólicos, que caracterizam-se pela presença de um anel benzênico, um grupamento carboxílico e um ou mais grupamentos de hidroxila e/ou metoxila na molécula, que conferem propriedades antioxidantes; e os extratos de plantas, como alecrim e sálvia, que são antioxidantes eficazes na gordura suína. 2.2.3 Acidulantes De acordo com Bergjohann et al. (2016), os acidulantes são substâncias que aumentam a acidez ou conferem um sabor ácido aos alimentos, ou seja, são ácidos que, na função de aditivos alimentares, podem exercer a função de acidulantes ou de conservantes. Acadêmico, para aprofundar seus conhecimentos sobre os antioxidantes, faça a leitura do artigo Antioxidantes, publicado pela revista Food Ingredients Brasil (FiB). Disponível em: https://revista-fi.com.br/upload_arquivos/201606/2016060923838001466687071.pdf. DICAS TÓPICO 1 — ADITIVOS ALIMENTARES 161 Os ácidos utilizados na tecnologia de alimentos podem ser obtidos a partir da forma natural (ácidos tartárico e cítrico), por processos de fermentação (ácidos cítrico, lático, acético e fumárico) ou por síntese (ácido málico) (FIB, 2016b). O Quadro 5 apresenta as características dos principais acidulantes utilizados na tecnologia de alimentos, segundo a revista Food Ingredients Brasil (FIB, 2016b). QUADRO 5 – CARACTERÍSTICAS DE ACIDULANTES UTILIZADOS NA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS Produto Perfil Sensorial Propriedades técnicas Ácido cítrico Rápida percepção de nota cítrica Redução de pH, complexação de metais, alta solubilidade Ácido málico Lenta percepção de nota ácida de maçã Redução de pH, baixo poder de complexação de metais, alta solubilidade Ácido fumárico Intensa nota ácida Redução de pH, reativo em dupla ligação FONTE: Adaptado de FiB (2016b) Os acidulantes são capazes de conferir ou intensificar o sabor ácido dos alimentos e na maioria dos casos são selecionados do ponto de vista sensorial, mas apresentam diversas funções, como os sais de ácidos orgânicos, principalmente os sais de sódio, são utilizados para controle de pH, atuando como tamponantes (FIB, 2016b). 2.2.4 Sequestrantes Segundo a revista Food Ingredients Brasil (FIB, 2016a), os agentes quelantes/sequestrantes complexam íons metálicos, principalmente cobre e ferro, que catalisam a oxidação lipídica. Os mais comuns são o ácido cítrico e seus sais, fosfatos e sais de ácido etilenodiamino tetra-acético (EDTA). Acadêmico, para aprofundar seus conhecimentos sobre os acidulantes, faça a leitura do artigo Dossiê ácidos alimentícios, publicado pela revista Food Ingredients Brasil (FiB). Disponível em: https://revista-fi.com.br/upload_ arquivos/201606/2016060143893001466685493.pdf. DICAS UNIDADE 3 — ADITIVOS ALIMENTARES, CONTROLE DE QUALIDADE E NOVAS TECNOLOGIAS 162 2.3 ADITIVOS UTILIZADOS NAS CARACTERÍSTICAS SENSORIAIS DOS ALIMENTOS Os aditivos utilizados nas características sensoriais dos alimentos são os corantes, edulcorantes, aromatizantes, realçadores de sabor e estabilizantes de cor. A partir desse momento, veremos as principais características dos aditivos utilizados nas características sensoriais dos alimentos. 2.3.1 Corantes Os corantes são aditivos alimentares que podem ser definidos como toda substância que confere, intensifica ou restaura a cor de um alimento. Existem três categorias de corantes permitidas pela legislação para uso em alimentos: os corantes naturais, o corante caramelo e os corantes artificiais (FIB, 2016c). Os corantes naturais são utilizados há anos, sendo que alguns apresentam solubilidade em óleo, proporcionam cores suaves e conferem ao produto aspecto natural, o que aumenta a aceitação pelo consumidor (FIB, 2016c). Segundo Bergjohann et al. (2016) e a revista Food Ingredients Brasil (FIB, 2016c), os tipos de corantes naturais mais utilizados na tecnologia de alimentos são os extratos de urucum, carmim de cochonilha, curcumina, antocianinas e as betalaínas. Entre os corantes permitidos como aditivo na indústria de alimentos, o corante caramelo é um dos mais antigos, sendo obtido através da caramelização de açúcares. O corante caramelo pode ser produzido