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CONSERVAÇÃO PELO FRIO O abaixamento de temperatura é utilizado para retardar as reações químicas, reduzir a atividade enzimática e retardar ou inibir o crescimento de microorganismos nos alimentos. A conservação pelo frio é baseada nos seguintes processos: pré- refrigeração, refrigeração, congelamento, supercongelamento e liofilização. Estes processos são caracterizados pela intensidade e a taxa de abaixamento de temperatura, que influenciam diretamente no estado de conservação dos produtos. A temperatura acima do ponto de congelamento mantém os alimentos muito próximos de suas condições originais, sem tratamentos prévios especiais. Contudo, o tempo de armazenamento é limitado, visto que nesta condição ocorre redução apenas parcial de atividades químicas e microbiológicas no alimento. Além disso, a refrigeração artificial é dispendiosa e a temperatura de armazenamento é crítica para alguns alimentos (frutas e hortaliças). O congelamento e o armazenamento nestas condições são ainda mais onerosos e podem provocar mudanças indesejáveis se conduzidos de maneira incorreta. O uso de refrigeração e congelamento está aumentando ultimamente, em face do crescimento populacional nos grandes centros urbanos e do afastamento gradativo dos locais de produção e consumo. Desta forma, a indústria do frio tem conseguido um grande avanço na efetivação da “cadeia do frio”, desde as fontes de produção até o consumidor, incluindo os transportes refrigerados. A conservação pelo frio é considerada o processo mais eficaz na conservação das qualidades físicas, químicas, nutricionais e sensoriais dos alimentos. Contudo, a sua aplicação deve satisfazer os princípios fundamentais de conservação de alimentos: Os alimentos devem ser sadios e de excelente qualidade, pois o frio não restitui uma qualidade perdida. A aplicação do frio deve ser feita rapidamente, logo após a colheita/abate e preparo dos alimentos. A conservação sob o frio não pode ser interrompida, desde a colheita ou preparo até o consumo. As enzimas presentes nos alimentos continuam atuando durante o armazenamento. Quanto menor a temperatura de armazenamento, menor será a atividade enzimática. Porém, uma atividade mínima pode ser observada em temperaturas abaixo do ponto de congelamento da água no produto. Alguns microorganismos conseguem crescer em baixas temperaturas, como os gêneros Cladosporium e Sporotrichum, que suportam até –7oC, Penicillium e Monilia até –4oC. Os gêneros Pseudomonas, Achromobacter e Micrococcus podem crescer em temperaturas de –4oC a –7oC e fazem parte do grupo de bactérias psicrófilas. CONSERVAÇÃO POR REFRIGERAÇÃO O processo de refrigeração difere dos demais processos de frio, devido à aplicação de temperatura acima da condição de início de congelamento da água no produto, normalmente dentro da faixa de –1oC a +10oC. A refrigeração não tem ação esterilizante sobre os microorganismos, apenas consegue retardar as atividades microbiológicas dos psicrófilos (-5oC a 15oC) e impedir o surgimento de novos agentes deteriorantes, como os termófilos (35oC a 55oC) e os mesófilos (10oC a 40oC). Os agentes patogênicos são controlados em temperaturas abaixo de 5oC. Nos produtos de origem vegetal (frutas, hortaliças, tubérculos), a refrigeração retarda as transformações enzimáticas e microbiológicas e minimiza a taxa de respiração dos alimentos frescos. Os fatores que controlam a vida útil de vegetais frescos refrigerados são: Tipo de produto, variedade e cultivar; A parte anatômica do vegetal (as partes que apresentam crescimento rápido possuem uma maior atividade enzimática e vida mais curta); Condições do produto durante a colheita (estádio de maturação, contaminação microbiológica, danos físicos); Temperatura durante o transporte e comercialização; Umidade relativa da atmosfera de armazenamento (efeito da desidratação); A velocidade de respiração dos vegetais e frutas frescas não se mantém constante após a colheita e nem mesmo durante a estocagem refrigerada. Aquelas frutas classificadas como “climatéricas”(maçã, abacate, manga, mamão, pêra, melão, tomate, etc) apresentam um incremento brusco da atividade respiratória. O padrão de respiração das verduras é semelhante às frutas não-climatéricas (cereja, pepino, figo, uva, limão, etc). O abaixamento de temperatura de frutas e verduras é limitado pela sensibilidade ao frio, levando ao aparecimento do distúrbio fisiológico caracterizado pelas injúrias do “Chilling”: escurecimento interno e externo, amadurecimento irregular, manchas na pele. Estes efeitos ocorrem com as maçãs abaixo de 2 até 3oC, abacate (4 até 13oC), limão (14oC), manga (10 até 13oC), melão, pinha, tomate (7 até 10oC). 0 2 4 6 8 10 12 14 0 10 20 30 40 50 padrão não-climatérico padrão climatérico C o n s u m o d e o x ig ê n io Dias A refrigeração de vegetais e frutas frescas envolve a remoção do calor sensível e o calor gerado pela atividade respiratória, que pode ser determinado pela expressão: C6H12O6 + 6 CO2 6 CO2 + 6 H2O + 2.835 J/kmolC6H12O6A Nos tecidos animais, a interrupção do fornecimento de oxigênio pelo sangue após o abate promove uma queda brusca da respiração aeróbica e o aumento da respiração anaeróbica das células (transformação de glicogênio em ácido lático), levando à queda do pH e o início do rigor mortis. Isto provoca enrijecimento do tecido e perda de tensão. Assim, durante a respiração anaeróbica é necessário o resfriamento da carne para evitar o crescimento de microorganismos, manter a textura e a cor adequadas. Contudo, o resfriamento deve ser feito após a implantação do rigor mortis para permitir a atuação de enzimas e evitar o efeito de encurtamento pelo frio (“cold shortening”). A temperatura utilizada na refrigeração tem importância fundamental na conservação dos produtos alimentícios e influenciam muito o tempo de conservação: Período de armazenamento (dias) Alimento 0oC 22oC 38oC Carne bovina 6-10 1 <1 Peixe 2-7 1 <1 Carne de galinha 5-18 1 <1 Frutas frescas 2-180 1-20 1-7 Verduras 3-20 1-7 1-3 Raízes e tubérculos 90-300 7-50 2-30 Sementes secas >1000 >350 >100 Frutas secas >1000 >350 >100 Carnes e peixes secos >1000 >350 >100 Os fatores importantes para o armazenamento refrigerado de produtos alimentícios são: a temperatura de armazenamento, a circulação de ar, a umidade relativa e a composição da atmosfera de armazenamento. Temperatura - A temperatura de refrigeração depende do tipo de produto, do tempo e das condições de armazenamento. Certos produtos, como a banana e o tomate, não podem ser armazenados em temperaturas inferiores a 13oC porque apresentam distúrbios no processo de maturação. As câmaras de refrigeração devem ser projetadas de maneira que não permitam oscilações de temperatura maiores que 1oC. Desta forma, o isolamento (poliestireno, poliuretano) deve ser adequado e, ainda, deve-se considerar outros fatores que interferem com a temperatura interna e a quantidade de calor a ser removido: lâmpadas e motores elétricos, número de operadores, abertura de portas, tipo e quantidade dos produtos a serem armazenados. Umidade Relativa – A definição da umidade do ar na câmara depende do alimento a ser conservado. A umidade relativa menor contribuirá com a perda de peso (desidratação) do produto, ao passo que a umidade elevada facilita o crescimento de microorganismos. As embalagens podem ser usadas para controlar a desidratação dos produtos. Alimento Temperatura (oC) UR(%) Pto Congel. Médio (oC) Tempo Estocagem Aspargo 0 90-95 -1 3-4 semanas Brócolis 0 90-95 -1 7-10 dias Couve-flor 0 85-95 -1 2-3 semanas Alface 0 90-95 -0.5 3-4 semanas Carne bovina 0 a 1.5 88-92 -21-6 semanas Presunto fresco 0 a 1.5 85-90 -2 7-12 dias Frutas secas 0 50-60 - 9-12 meses Manga 10 85-90 -1.5 2-3 semanas Abacaxi 4 a 7 85-90 -1.5 2-4 semanas Laranja 0 a 1.5 85-90 -1 8-12 semanas Limão 0.5 a 1.5 86-90 -0.5 4-12 semanas Mamão 7 85-90 -1 2-3 semanas Pêra -0.5 a –1.5 85-90 -2.5 - Maçã -1 a 0 85-90 -1.5 - Morango -0.5 a -1 85-90 -1 7-10 dias Circulação de ar - Auxilia na distribuição de ar dentro da câmara, permitindo a manutenção de uma temperatura mais uniforme. A umidade relativa deve ser bem controlada e o ar deve ser renovado diariamente, visando a eliminação dos maus odores que podem ocorrer dentro da câmara fria, principalmente, se houver necessidade de armazenamento de diferentes produtos na mesma câmara ou de alimentos sem embalagem. Atmosfera de armazenamento - Na respiração de produtos de origem vegetal, que continua depois da colheita, ocorre o consumo de O2 e a produção de CO2. O abaixamento de temperatura e de O2 disponível e o aumento de gás carbônico afetam a taxa de respiração e alteram os processos fisiológicos. A temperatura ótima, a umidade relativa adequada e a composição da atmosfera variam de acordo com o produto. De forma geral, uma composição ideal é constituída de 3% de O2, 5% de CO2 e 92% de nitrogênio. CONSERVAÇÃO POR CONGELAMENTO O congelamento é uma operação unitária em que a temperatura do alimento é reduzida abaixo do ponto de início de congelamento do produto, sendo que uma proporção elevada do conteúdo de água é cristalizada. Esta imobilização da água e o aumento da concentração de sólidos solúveis na porção de água não-congelada promovem a redução da “atividade de água”. Portanto, este processo de conservação é baseado no efeito combinado de baixa temperatura com baixa atividade de água. Em produtos de origem vegetal procede-se também ao tratamento térmico de branqueamento visando à inativação de enzimas, antes da operação de congelamento. O congelamento permite a conservação por um longo período de tempo e tem primazia sobre os demais processos de conservação porque permite a manutenção de grande parte dos caracteres organolépticos e nutritivos do alimento, além de impedir a ação de microorganismos e minimizar ou impedir a atividade enzimática, dependendo da temperatura de estocagem. A escolha da temperatura de armazenamento depende do aspecto econômico e do tipo de produto. Na prática, utilizam- se temperaturas na faixa de –10oC até –40oC, que dependem da potência do equipamento e requer um alto consumo de energia, além de se utilizar equipamentos mais caros e de grande porte. O congelamento permite obter alimentos prontos e semiprontos para o consumo. Este, contudo, é um método de conservação oneroso porque necessita da manutenção total da “cadeia do frio”, desde a produção até o consumo. O processo de congelamento envolve três etapas distintas: retirada do calor sensível de resfriamento e calor de respiração no caso de vegetais, retirada do calor latente de cristalização durante a mudança de fase e retirada do calor latente dos outros componentes, até a temperatura final de congelamento. Esta carga térmica é importante porque determina a potência do equipamento. A temperatura da mistura de água, gelo e de compostos solúveis é reduzida até alcançar a temperatura do congelador. A quantidade de água não-congelada, nas condições comerciais de congelamento, depende da composição do alimento e da temperatura de armazenamento. Por exemplo, na temperatura de armazenamento de –20oC, a porcentagem de gelo na carne de carneiro é de 88%, no pescado é de 91% e na albumina de ovo é de 93%. A formação dos cristais nos tecidos dos alimentos depende da velocidade de abaixamento de temperatura e do tipo de composição do produto. A eliminação rápida do calor permite a formação de muitos núcleos de cristalização que geram um grande número de cristais pequenos.
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