Conservação de Alimentos e Tecnologias

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<p>CONSERVAÇÃO DE</p><p>ALIMENTOS E NOVAS</p><p>TECNOLOGIAS DE PROCESSO</p><p>UNIASSELVI-PÓS</p><p>Autoria: Taynara Alvares Martins</p><p>Indaial - 2020</p><p>1ª Edição</p><p>CENTRO UNIVERSITÁRIO LEONARDO DA VINCI</p><p>Rodovia BR 470, Km 71, no 1.040, Bairro Benedito</p><p>Cx. P. 191 - 89.130-000 – INDAIAL/SC</p><p>Fone Fax: (47) 3281-9000/3281-9090</p><p>Copyright © UNIASSELVI 2020</p><p>Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri</p><p>UNIASSELVI – Indaial.</p><p>M386c</p><p>Martins, Taynara Alvares</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo.</p><p>/ Taynara Alvares Martins. – Indaial: UNIASSELVI, 2020.</p><p>151 p.; il.</p><p>ISBN 978-65-5646-230-1</p><p>ISBN Digital 978-65-5646-231-8</p><p>1. Conservação de alimentos. – Brasil. Centro Universitário Leon-</p><p>ardo Da Vinci.</p><p>CDD 664</p><p>Impresso por:</p><p>Reitor: Prof. Hermínio Kloch</p><p>Diretor UNIASSELVI-PÓS: Prof. Carlos Fabiano Fistarol</p><p>Equipe Multidisciplinar da Pós-Graduação EAD:</p><p>Carlos Fabiano Fistarol</p><p>Ilana Gunilda Gerber Cavichioli</p><p>Jóice Gadotti Consatti</p><p>Norberto Siegel</p><p>Julia dos Santos</p><p>Ariana Monique Dalri</p><p>Marcelo Bucci</p><p>Jairo Martins</p><p>Marcio Kisner</p><p>Revisão Gramatical: Equipe Produção de Materiais</p><p>Diagramação e Capa:</p><p>Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI</p><p>Sumário</p><p>APRESENTAÇÃO ............................................................................5</p><p>CAPÍTULO 1</p><p>INDUSTRIALIZAÇÃO DE ALIMENTOS ...........................................7</p><p>CAPÍTULO 2</p><p>PRINCÍPIOS E MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO</p><p>DE ALIMENTOS .............................................................................53</p><p>CAPÍTULO 3</p><p>TECNOLOGIAS EMERGENTES PARA CONSERVAÇÃO</p><p>E DESENVOLVIMENTO DE NOVOS PRODUTOS</p><p>ALIMENTÍCIOS ............................................................................101</p><p>APRESENTAÇÃO</p><p>A disciplina de Conservação de Alimentos e Novas Tecnologias de Processo</p><p>terá como objetivo estudar e compreender a arte que consiste em manter o</p><p>alimento o mais estável possível, mesmo em condições nas quais isso não seria</p><p>viável, demonstrando a necessidade da evolução das técnicas de conservação e</p><p>o desenvolvimento de novas tecnologias do processo de produção e conservação,</p><p>com o intuito de garantir o acesso a alimentos seguros.</p><p>Dividido em três capítulos, este livro aborda, no Capítulo 1, as principais</p><p>matérias-primas utilizadas nos variados segmentos das indústrias de alimentos,</p><p>demonstrando os diferentes tipos de alterações (microbiológicas, químicas e</p><p>físicas) que podem ocorrem nas matérias-primas e nos produtos acabados, durante</p><p>as diferentes etapas do processamento de alimentos, ressaltando a influência</p><p>dessas alterações sobre a qualidade final do produto, e, consequentemente, nas</p><p>preferências do consumidor. Nos Capítulos 2 e 3, apresentam-se os variados tipos</p><p>de métodos de conservação de alimentos usados industrialmente, demonstrando-</p><p>se como estes são capazes de manter a qualidade nutricional e microbiológica</p><p>dos alimentos.</p><p>Diante da necessidade de manter os alimentos dentro das normas de</p><p>qualidade exigidas pelos órgãos regulamentadores e de atender às exigências</p><p>dos consumidores, é necessário compreender a tecnologia de conservação</p><p>de alimentos, as quais se têm desenvolvido ao longo do tempo. Para isso,</p><p>estudaremos os vários tipos de processos que podem ser empregados na</p><p>conservação de alimentos, classificados naqueles que usam o calor, frio,</p><p>aditivos, irradiação métodos inovadores e outros, abordando para todos os tipos</p><p>de processos a tecnologia envolvida, o procedimento, e os resultados obtidos</p><p>demonstrando principalmente as alterações ocorridas no alimento.</p><p>Para finalizar, abordaremos os métodos de conservação de alimentos dito</p><p>inovadores, que são aqueles que empregam nanotecnologia e nanociência e são</p><p>técnicas eficientes que melhora a vida útil dos alimentos e bebidas, melhoram</p><p>os atributos de qualidade, principalmente os atributo sensoriais e resultam em</p><p>alimentos seguros de grande interesse pelos consumidores.</p><p>Prof.ª Taynara Alvares Martins</p><p>CAPÍTULO 1</p><p>Industrialização De Alimentos</p><p>A partir da perspectiva do saber-fazer, são apresentados os seguintes</p><p>objetivos de aprendizagem:</p><p>• Conhecer as matérias-primas agroindustriais e suas origens.</p><p>• Compreender as alterações químicas e físicas que podem ocorrer nos</p><p>alimentos.</p><p>• Reconhecer a necessidade do desenvolvimento de processos tecnológicos</p><p>pelas indústrias de alimentos na transformação das matérias-primas em</p><p>alimentos.</p><p>8</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>9</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>1 CONTEXTUALIZAÇÃO</p><p>A indústria de alimentos representa uma parcela importante para</p><p>desenvolvimento econômico brasileiro. Segundo dados apresentados pela</p><p>Associação Brasileira da Indústria de Alimentos (ABIA), no relatório anual do ano</p><p>de 2018, 9,8% do Produto Interno Bruto (PIB) brasileiro são representados pela</p><p>indústria de alimentos (ABIA, 2018).</p><p>As indústrias de alimentos têm papel importante na garantia da segurança</p><p>alimentar e segurança dos alimentos, que são termos bastante semelhantes,</p><p>mas com significados distintos. A segurança alimentar existe quando todas as</p><p>pessoas, em todos os momentos, têm acesso físico e econômico a alimentos</p><p>suficientes, seguros e nutritivos para atender as suas necessidades e preferências</p><p>alimentares por uma vida ativa e saudável. Já o termo segurança de alimentos</p><p>visa garantir produtos saudáveis e seguros do ponto de vista microbiológico, que</p><p>não causem danos à saúde do consumidor (ASSÃO et al., 2007).</p><p>Com o intuito de alcançar os objetivos traçados tanto pela segurança</p><p>alimentar quanto pela segurança dos alimentos, as indústrias alimentícias estão</p><p>em constantes buscas por estratégias de processamento e/ou transformação</p><p>das matérias-primas, elaborando produtos diversificados, saudáveis e</p><p>apetecíveis. O processamento para a elaboração de alimentos industrializados</p><p>abrange várias fases, desde a produção e seleção da matéria-prima, até o</p><p>armazenamento e a distribuição final dos produtos, tendo cada uma dessas suas</p><p>fases suas peculiaridades (LEONARDI; AZEVEDO, 2018). Em todas as etapas</p><p>do processamento, os alimentos estão suscetíveis a processos deteriorantes e</p><p>de contaminação, causados principalmente por micro-organismos, enzimas e</p><p>reações do oxigênio com o ar, entre outras. Na antiguidade, o homem adquiriu</p><p>noção da influência dos mecanismos de conservação de alimentos, porém não</p><p>havia compreensão dos mecanismos de deterioração, o que tornavam os métodos</p><p>de conservação falhos (BAPTISTA; ANTUNES, 2005).</p><p>O século XX foi marcado pela implantação da área de tecnologia de</p><p>alimentos, cuja industrialização em massa foi possível devido à implantação de</p><p>métodos de conservação de alimentos que proporcionaram maior variedade de</p><p>produtos e com maior durabilidade. A relevância da tecnologia de alimentos está</p><p>no desenvolvimento de métodos e processos que possam reduzir as perdas,</p><p>aumentando o aproveitamento de subprodutos e aumentando sua “vida de</p><p>prateleira”. Acompanhando esse progresso, a indústria também ofereceu novas</p><p>perspectivas para a melhor apresentação dos produtos e manutenção de suas</p><p>condições sensoriais e nutritivas (NESPOLO et al., 2015).</p><p>10</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>2 MATÉRIAS-PRIMAS UTILIZADAS</p><p>NAS INDÚSTRIAS DE ALIMENTOS</p><p>O homem, nos primórdios de sua existência, já sabia que uma das principais</p><p>funções dos alimentos é fornecer energia ao organismo. A alimentação é, após</p><p>a respiração e a ingestão de água, a mais básica das necessidades humanas</p><p>(CARNEIRO, 2003).</p><p>Segundo o Decreto-Lei nº 986, de 21 de outubro de 1969, regido pela Agência</p><p>Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), alimentos são todas substâncias ou</p><p>mistura de substâncias, no estado sólido, líquido ou pastoso ou de qualquer outra</p><p>forma adequada, destinadas a fornecer ao organismo humano os</p><p>podem ocasionar alterações organolépticas</p><p>ou mesmo na aparência dos alimentos, que os tornam inaceitáveis ao consumidor.</p><p>Uma das principais causas de alterações físicas deteriorantes em alimentos</p><p>são os danos mecânicos e ocorre principalmente em matérias-primas e/</p><p>ou alimentos de origem vegetal, como frutas, verduras e legumes. Os danos</p><p>mecânicos são definidos como deformações plásticas, rupturas superficiais</p><p>e destruição dos tecidos vegetais provocados por forças externas. Como</p><p>consequência desses danos há modificações físicas e/ou alterações fisiológicas,</p><p>químicas e bioquímicas que modificam a cor, o aroma, o sabor e a textura dos</p><p>alimentos (MOHSENIN, 1986). Dentre os danos mais comuns, destacam-se os</p><p>causados por impacto, compressão e corte.</p><p>O dano por impacto é geralmente causado pela colisão do fruto contra</p><p>superfícies sólidas durante as etapas de colheita, de manuseio e de transporte,</p><p>podendo causar danos externos que são facilmente visualizados na superfície,</p><p>com a ruptura ou não da epiderme, ocasionando a formação de lesões aquosas</p><p>translúcidas e amolecimento. Além disso, esses danos podem provocar a retirada</p><p>da primeira linha de defesa do fruto colhido, permitindo a entrada de patógenos.</p><p>A ocorrência de impactos pode não causar sintomatologia externa prontamente</p><p>observável, mas seu efeito acaba repercutindo mais tarde, dada a produção de</p><p>danos internos (QUINTANA; PAULL, 1993).</p><p>2.3 ACEITABILIDADE E FATORES DE</p><p>QUALIDADE DOS ALIMENTOS</p><p>Existem alguns parâmetros que os consumidores julgam ao analisar um</p><p>alimento, e correlacionam com a qualidade do produto, especialmente os atributos</p><p>sensoriais. O primeiro contato do consumidor com um produto, geralmente, é</p><p>com a apresentação visual, onde se destacam a cor e a aparência. Todo produto</p><p>possui uma aparência e uma cor esperadas que são associadas às reações</p><p>pessoais de aceitação, indiferença ou rejeição. Se ele espera que o produto tenha</p><p>determinada cor, por exemplo, poderá ocorrer extrema relutância, caso exista</p><p>diferença de tonalidade ou intensidade desta (FERREIRA et al., 2000).</p><p>40</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>Os fatores de qualidade detectados pelos órgãos de sentido podem ser</p><p>divididos em três categorias: aparência, textura e flavor. Os fatores relacionados</p><p>com a aparência são a cor, o tamanho, a forma, a consistência, entre outros. Os</p><p>fatores de textura são os ligados ao tato como a dureza, maciez e suculência; os</p><p>sentidos pelo paladar, como sensação de frescor, picante, adstringente, gorduroso,</p><p>pegajoso entre outros. Já os fatores ligados ao flavor estão relacionados com o</p><p>gosto, também sentidos pelo paladar, como o gosto doce, ácido, salino, amargo;</p><p>e umami, com o aroma, fragrante, frutado, especiaria, queimado, entre outros</p><p>(GAVA, 2009).</p><p>A NBR ISO 9001 (2000, s.p.) define qualidade como: “grau no qual um</p><p>conjunto de características inerentes satisfaz a requisitos”. Sendo requisito a</p><p>necessidade ou expectativa que é expressa, geralmente de forma implícita ou</p><p>obrigatória. Ao tratarmos de alimentos de qualidade, no mínimo dois aspectos</p><p>devem ser considerados. Primeiro, os atributos do produto que atraem o</p><p>consumidor a compra, como os parâmetros sensoriais, ou seja, aqueles que são</p><p>percebidos através do tato, visão, paladar, e os atributos de qualidade nutricional</p><p>e microbiológica, ou seja, fornecer nutrientes e não oferecer perigos à saúde do</p><p>consumidor.</p><p>Portanto, diante do exposto, evidencia-se a necessidade do desenvolvimento</p><p>e emprego de tecnologias e procedimentos que garantam a os atributos de</p><p>qualidade dos alimentos, uma vez que estes atributos podem sofrer alterações</p><p>durantes as várias etapas do processamento, ou seja, os métodos de conservação</p><p>são utilizados como uma maneira de restituir ou melhorar a aparência original</p><p>afetada durante as etapas de processamento, de estocagem, de embalagem ou</p><p>de distribuição, para tornar o alimento seguro e atraente ao consumidor.</p><p>1 Durante a produção, processamento, distribuição e armazenamento,</p><p>os alimentos são expostos a condições variadas que geram</p><p>modificações, as quais afetam a sua qualidade. Cite quais são os</p><p>principais agentes promotores dessas alterações e como estes</p><p>podem influenciar na qualidade dos alimentos.</p><p>2 A reação de Maillard é uma reação de escurecimento não enzimático,</p><p>em que há interação de grupos amina de aminoácidos, peptídeos</p><p>e proteínas com um aldeído, resultando sempre na degradação</p><p>dos carboidratos com formação de pigmento escuro. Cite quais</p><p>os parâmetros podem ser combinados à reação de Maillard e as</p><p>formas de controle.</p><p>41</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>3 A Resolução n° 14, de 28 de março de 2014, estabelece limites</p><p>toleráveis de matérias estranhas macroscópicas e microscópicas</p><p>em alimentos e bebidas. Sobre essa resolução, pensando nos</p><p>limites máximos aceitáveis, é INCORRETO afirmar:</p><p>a) ( ) 25 fragmentos de insetos a cada 100 g de geleia de frutas.</p><p>b) ( ) 60 g fragmentos de insetos a cada 25 g de café torrado.</p><p>c) ( ) Entre os insetos permitidos, estão baratas, moscas e formigas.</p><p>d) ( ) 1 fragmento de pelo de roedor a cada 100 g de chocolate.</p><p>4 Quais as três categorias de qualidade dos alimentos detectados</p><p>pelos órgãos de sentido e os fatores relacionados com estes?</p><p>ALGUMAS CONSIDERAÇÕES</p><p>Neste capítulo, estudamos sobre as principais matérias-primas alimentares</p><p>existentes, e a importância das mesmas para a economia brasileira, uma vez</p><p>que os alimentos de diferentes origens possuem grande relevância no cenário do</p><p>nosso país, seja na geração de renda, de empregos, ou de produtos que serão</p><p>utilizados para processamentos, para então exportação.</p><p>Diante da grandiosidade das matérias-primas estudadas, foi necessário</p><p>detalhar algumas alterações que ocorrem nas mesmas, ou até mesmo nos</p><p>alimentos processados, para que se possa atentar-se ao desenvolvimento de</p><p>tecnologias que inibam ou retardam esses processos de alterações que podem vir</p><p>a ocasionar perdas para as indústrias alimentícias.</p><p>Um exemplo das alterações estudadas, podemos citar, o escurecimento</p><p>enzimático que é um processo de deterioração muito comum em frutas, hortaliças</p><p>e outros vegetais, mas que pode ocorrer também em chá, café e cacau. É</p><p>importante estudar esse processo para entender omecanismo de ação de enzimas</p><p>polifenoloxidases, bem como os fatores que influenciam na atividade enzimática,</p><p>e, dessa forma, compreender a importância de métodos de conservação de</p><p>alimentos como meio de controle de escurecimento enzimático para uma melhor</p><p>qualidade de produtos alimentícios.</p><p>As alterações com consequentes processos de degradação em certos</p><p>alimentos podem interferir negativamente na qualidade nutricional e sensorial, o</p><p>que será relevante na escolha dos consumidores, cada vez mais exigentes, que</p><p>buscam produtos de maior facilidade diante das novas rotinas diárias. Portanto,</p><p>42</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>para atender os aspectos exigidos pelos consumidores, sem perder a qualidade</p><p>nutricional dos produtos, são necessários investimentos em tecnologias de</p><p>produção e conservação dos alimentos.</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>ABIA. Números do setor. 2018. Disponível em: https://www.abia.org.br/vsn/</p><p>tmp_6.aspx?id=16. Acesso em: 3 set. 2020.</p><p>ABNT. NBR ISSO n° 9001:2015: Sistemas de gestão da qualidade – Requisitos.</p><p>Rio de Janeiro: ABNT, 2015.</p><p>ABREU, E. S. Restaurante "por quilo": vale quanto pesa? Uma avaliação</p><p>do padrão alimentar em restaurantes de Cerqueira César. 2000. Dissertação</p><p>(Mestrado) – Faculdade de Saúde Pública da USP, São Paulo, 2000.</p><p>ANDREUCCETTI, C. et al. Caracterização da comercialização de tomate de</p><p>mesa na CEAGESP: perfil dos atacadistas. Horticultura Brasileira, v. 23, n. 2, p.</p><p>324-328, 2005.</p><p>ARAÚJO, J. M. 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Disponível em: http://portal.anvisa.gov.</p><p>br/documents/33916/394219/Resolucao_CNNPA_n_12_de_1978.pdf/4f93730f-</p><p>65b8-4d3c-a362-eae311de5547. Acesso em: 3 set. 2020.</p><p>BRASIL. Decreto-Lei nº 986, de 21 de outubro de 1969. Institui normas</p><p>básicas sobre alimentos. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/</p><p>Decreto-Lei/Del0986.htm#:~:text=Del986&text=DECRETO%2DLEI%20</p><p>N%C2%BA%20986%2C%20DE,Institui%20normas%20b%C3%A1sicas%20</p><p>sobre%20alimentos.&text=Art%201%C2%BA%20A%20defesa%20e,pelas%20</p><p>disposi%C3%A7%C3%B5es%20d%C3%AAste%20Decreto%2Dlei. Acesso em: 3</p><p>set. 2020.</p><p>BRASIL. Resolução RDC nº 14, de 28 de março de 2014. Dispõe sobre</p><p>matérias estranhas macroscópicas e microscópicas em alimentos e bebidas,</p><p>seus limites de tolerância e dá outras providências. Diário Oficial [da] República</p><p>Federativa do Brasil, 2014.</p><p>CARDOSO, C. F. et al. 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A ação global</p><p>contra a fome prevê que precisamos aumentar a produção de alimentos em 70%</p><p>para alimentar essa população mundial que cresce rapidamente (FAO, 2011).</p><p>Contudo, o aumento das práticas agrícolas não será suficiente para resolver os</p><p>problemas da demanda de alimentos, faz-se necessário a utilização de tecnologias</p><p>e do processamento de alimentos, para que haja o fornecimento de acordo com a</p><p>necessidade.</p><p>Os produtos alimentares disponíveis comercialmente são processados usando</p><p>uma variedade de tecnologias, que pode ser desde um processo mínimo, como</p><p>de limpeza a um extenso processamento envolvendo tratamentos múltiplos para</p><p>atender às preferências do consumidor em termos de atributos sensoriais, preço</p><p>ou estilo de vida e prolongar a vida útil e/ou garantir a segurança. Com o intuito</p><p>de garantir a vida útil e a segurança, várias tecnologias são empregadas como</p><p>métodos de conservação de alimentos. Desde os tempos antigos, a preservação</p><p>de alimentos tem desempenhado um papel importante no desenvolvimento</p><p>humano. Os primeiros métodos de preservação usados pelos primeiros seres</p><p>humanos foram secagem ao sol, salga, e fermentação, usadas para fornecer</p><p>alimentos nos períodos em que alimentos frescos não estavam disponíveis. A</p><p>necessidade de maiores quantidades e melhor qualidade do processamento a</p><p>comida aumentou e continuou a aumentar com o desenvolvimento da civilização</p><p>(FELLOWS, 2018).</p><p>Os métodos utilizados para conservar os alimentos consistem na aplicação de</p><p>métodos e técnicas capazes de proteger os alimentos, sejam eles industrializados</p><p>ou in natura, contra a ação dos agentes deteriorantes (micro-organismos),</p><p>assegurando suas características organolépticas, seus constituintes químicos e</p><p>seu valor nutritivo, preservando durante o maior tempo possível, as características</p><p>sensoriais, biológicas e nutricionais dos alimentos (FORSYTHE, 2013).</p><p>As indústrias alimentícias têm disponível um arsenal de tecnologias que</p><p>individualmente ou em combinação podem ser usados para preservar produtos</p><p>alimentares. Entretanto, apesar da diversidade de técnicas atualmente disponíveis</p><p>para a conservação de alimentos, um princípio fundamental para o emprego,</p><p>com sucesso, dos métodos de conservação, é a exigência de que as matérias-</p><p>primas destinadas ao processamento sejam de boa qualidade,</p><p>pois é impossível</p><p>recuperar ou melhorar a qualidade de um produto processado que se originou de</p><p>uma matéria-prima comprometida, seja físico-química ou microbiológica (SILVA,</p><p>2000).</p><p>56</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>Os processos de conservação foram agrupados em categorias, de acordo</p><p>com a forma de ação sobre os micro-organismos como demonstrado na Tabela</p><p>1. Processos de ação direta que são aqueles especificados com o objetivo de</p><p>eliminar os micro-organismos, e os processos de ação indireta, têm como princípio</p><p>a inibição do desenvolvimento microbiano através de alteração do substrato.</p><p>TABELA 1 – MÉTODOS PARA A CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS</p><p>Forma de Ação Agentes de Conservação Método de Conservação</p><p>Inativação dos micro-organis-</p><p>mos</p><p>Calor</p><p>Branqueamento</p><p>Pasteurização</p><p>Esterilização</p><p>Radiações</p><p>Radiação</p><p>Radurização</p><p>Radapertização</p><p>Frio</p><p>Refrigeração</p><p>Congelamento</p><p>Umidade</p><p>Secagem</p><p>Desidratação</p><p>Concentração</p><p>Inibição ou retardamento</p><p>da multiplicação dos</p><p>Redução/Adição de CO2</p><p>Embalagem à vácuo</p><p>micro-organismos Uso de nitrogênio</p><p>Embalagem com CO2</p><p>Adição de Conservantes</p><p>Inorgânicos (Sulfitos e nitritos)</p><p>Orgânicos (sorbatos e benzo-</p><p>atos)</p><p>M</p><p>ét</p><p>od</p><p>os</p><p>D</p><p>ire</p><p>to</p><p>s</p><p>FONTE: Adaptado de Silva (2000)</p><p>2 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS</p><p>PELO USO DE TEMPERATURA</p><p>Os alimentos estão sujeitos a diversos tipos de alterações, causadas</p><p>principalmente por micro-organismos, enzimas e reações com o oxigênio do ar. Os</p><p>processos de conservação dos alimentos, sejam isolados ou em associação, têm</p><p>57</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>como principal objetivo evitar essas alterações, e consequentemente aumentar a</p><p>vida útil e melhorar a qualidade microbiológica e sanitária dos alimentos (SOUSA</p><p>et al., 2012).</p><p>Os tratamentos térmicos de conservação de alimentos são amplamente</p><p>utilizados para inativação de micro-organismos, isso porque cada micro-organismo</p><p>possui uma temperatura mínima de desenvolvimento, abaixo da qual os micro-</p><p>organismos podem ser inativados, ou entrar em estado latente, ou seja, não</p><p>conseguem se reproduzir. A Tabela 2 e a Figura 1 ilustram as temperaturas ideais</p><p>e mínimas de desenvolvimento para os principais grupos de micro-organismos.</p><p>TABELA 2 – TEMPERATURAS ÓTIMAS E MÍNIMAS DE CRESCIMENTO MICROBIANO</p><p>Tipo de micro-organismos Tmínima (ºC) Tótima (ºC)</p><p>Psicrófilos 0 - 5 12 -18</p><p>Psicrotróficos 0 -5 20 - 30</p><p>Mesófilos 5 - 10 30 - 40</p><p>Termófilos 30 - 40 55 - 65</p><p>FONTE: Adaptado de Leitão, Hagler e Hagler (1988)</p><p>FIGURA 1 – TEMPERATURA DE LATÊNCIA, MULTIPLICAÇÃO</p><p>E MORTE DOS MICRO-ORGANISMOS</p><p>FONTE: <https://revivanutri.files.wordpress.com/2012/09/seguranca_</p><p>alimentar_anvisa1.jpg?w=620>. Acesso em: 28 nov. 2020.</p><p>58</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>Os micro-organismos psicrófilos e psicrotróficos multiplicam-se bem em</p><p>alimentos refrigerados, sendo os principais agentes de deterioração de carnes,</p><p>pescado, ovos, frangos e outros. Os mesófilos correspondem a grande maioria</p><p>daqueles de importância em alimentos, inclusive a maior parte dos patógenos. Os</p><p>fungos são capazes de crescer em faixa de temperatura mais ampla do que as</p><p>bactérias (FRANCO; LANDGRAF, 2002).</p><p>A escolha da temperatura e do tempo a serem utilizados no tratamento de</p><p>um alimento dependerá do efeito que o calor ou frio exercerá sobre o alimento</p><p>e dos outros métodos de conservação que serão empregados conjuntamente.</p><p>As temperaturas baixas são utilizadas para retardar as reações químicas e a</p><p>atividade enzimática, bem como retardar ou inibir o crescimento e a atividade dos</p><p>micro-organismos nos alimentos. As temperaturas altas promovem a destruição</p><p>dos micro-organismos através da coagulação das suas proteínas e especialmente</p><p>pela inativação das enzimas necessárias para o seu metabolismo (GAVA, 2009).</p><p>2.1 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS</p><p>PELO USO DO CALOR</p><p>O processamento térmico é a tecnologia mais utilizada e conhecida para a</p><p>inativação de micro-organismos e enzimas, tanto para evitar um risco à saúde</p><p>pública quanto para alcançar um prazo de validade comercialmente confiável para</p><p>os alimentos (FLOROS et al., 2010). Ao usar a preservação térmica de alimentos,</p><p>podem ser produzidos alimentos com vida útil longa, além disso, é fácil controlar as</p><p>condições do processo durante o tratamento. Outras vantagens são a destruição</p><p>de alguns itens anti-nutricionais que podem estar presentes nos alimentos</p><p>(por exemplo, destruição do inibidor de tripsina em algumas leguminosas) e a</p><p>facilidade de digestão e absorção de alguns dos itens alimentares encontrados</p><p>nos alimentos (por exemplo, facilitação da digestão de proteínas, gelatinização de</p><p>amido) (AUGUSTO; SOARES; CASTANHA, 2018).</p><p>Os processos de conservação pelo calor agem diretamente, eliminando os</p><p>micro-organismos, enquanto os demais processos de conservação têm ação</p><p>indireta, ou seja, inibem o seu desenvolvimento pelas modificações que provocam</p><p>sobre os substratos (GAVA, 2009). As maiorias dos micro-organismos patogênicos</p><p>e deterioradores não resistem a temperaturas elevadas por determinados períodos</p><p>de tempo, utilizadas nos processamentos, tanto domésticos como industriais,</p><p>empregados na produção ou na preparação dos alimentos.</p><p>A escolha do tempo e da temperatura a serem empregados no tratamento</p><p>de um determinado alimento dependerá de diversos fatores intrínsecos como o</p><p>59</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>tipo de micro-organismos que deseja-se inativar, e de fatores extrínsecos como</p><p>o pH, a atividade de água e a composição do meio, além disso, outros métodos</p><p>de conservação poderão aplicados posteriormente como embalagens herméticas</p><p>ou o emprego simultâneo de dois ou mais métodos de conservação (SILVA 2000;</p><p>GAVA, 2009).</p><p>A aplicação industrial de conservação de alimentos pela utilização do calor</p><p>começou com o trabalho do inventor francês Nicolas Appert (1749-1841), que</p><p>demonstrou pela primeira vez que a preservação de diferentes tipos de alimentos</p><p>pode ser alcançada aquecendo os alimentos por muito tempo (muitas horas) em</p><p>recipientes hermeticamente fechados. A origem microbiana de deterioração de</p><p>alimentos e a relação entre destruição térmica de micro-organismos e preservação</p><p>dos alimentos foi demonstrada apenas mais tarde pelo químico francês e biólogo,</p><p>Louis Pasteur (1822-1895). O estudo quantitativo dos aspectos cinéticos do</p><p>processamento térmico começou no início do século XX e logo uma área de</p><p>pesquisa. Hoje, o conhecimento das leis de transferência de calor, combinado</p><p>à termomicrobiologia, constitui a base para o projeto de processos térmicos de</p><p>conservação de alimentos (LEWIS; HEPPEL, 2000).</p><p>O simples ato de cozinhar, fritar e outras formas de aquecimento empregadas</p><p>nos alimentos anteriormente ao consumo, destruirão grande parte da flora</p><p>microbiana e inativar enzimas, além de afetar a textura e a palatabilidade. No</p><p>entanto, os métodos de conservação pelo uso de calor, trata-se de processos</p><p>controlados, realizados comercialmente, tais como branqueamento, tindalização,</p><p>pasteurização e esterilização.</p><p>O branqueamento é um tratamento térmico, usualmente utilizado em</p><p>processos preparatórios de alimentos (com características de pré-tratamento),</p><p>geralmente um vegetal ou uma fruta. O processo é de curto tempo de aplicação,</p><p>pois é realizado através do aquecimento do alimento em vapor ou água quente</p><p>(85-100 °C), por um curto período de tempo (3-5 min), e resfriado ao mergulhar</p><p>em água gelada ou spray de água, que deve ser realizado rapidamente para</p><p>não causar uma sobrecocção do alimento e crescimento de micro-organismos</p><p>termófilos (DUTRA et al., 2010).</p><p>Os principais fatores que determinam o tempo de</p><p>branqueamento são o</p><p>tipo e o tamanho do produto, a temperatura utilizada no processo e o sistema</p><p>de aquecimento. O branqueamento a vapor geralmente é usado para produtos</p><p>pequenos, e requer menos tempo do que o branqueamento por imersão, porque</p><p>o coeficiente de calor e de transferência do vapor de condensação é maior que</p><p>o de resfriamento de água quente. A temperatura durante o branqueamento a</p><p>vapor é maior do que o branqueamento em água quente, resultando em uma</p><p>menor lixiviação de minerais (GILL; GUPTA, 2017). Segundo Damodaran,</p><p>60</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>Parkin e Fennema (2010), o branqueamento por imersão pode provocar</p><p>perdas consideráveis de vitaminas hidrossolúveis por lixiviação. A Tabela 3</p><p>mostra algumas relações de tempo de branqueamento em água fervente para</p><p>determinados alimentos.</p><p>TABELA 3 – TEMPO DE BRANQUEAMENTO EM ÁGUA FERVENTE</p><p>Hortaliças Tempo recomendado (min)</p><p>Batatas 2 a 4</p><p>Berinjelas 2</p><p>Beterraba 3 a 5</p><p>Brócolis 3 a 4</p><p>Cenoura 2 a 5</p><p>Chicória 2</p><p>Couve-flor 3</p><p>Ervilha 2 a 4</p><p>Espinafre 2</p><p>Mandioca 3 a 4</p><p>Pimentão 2</p><p>Repolho 2</p><p>Vagem 3</p><p>FONTE: Adaptado de Silva (2000)</p><p>Os objetivos do branqueamento é amolecer os alimentos e remover um sabor</p><p>forte (por exemplo, de bacon, repolho ou cebola). Porém, mais frequentemente,</p><p>o branqueamento é realizado imediatamente antes da esterilização por calor e</p><p>pode ser aplicado antes ou depois de encher os recipientes (latas) com produtos.</p><p>As razões para o branqueamento são a remoção de gás dos tecidos da matéria-</p><p>prima e a inibição de reações enzimáticas que, com a inativação de enzimas</p><p>como as polifenoloxidases, poligalacturonases, pectinesterases, peroxidases,</p><p>clorofilase, catalase etc., reações estas, que se não forem interrompidas, poderá</p><p>afetar adversamente a cor e o valor nutritivo dos alimentos. Como consequência</p><p>do aumento da temperatura, haverá a contribuição para a redução dos micro-</p><p>organismos contaminantes (GAVA, 2009).</p><p>Esse tratamento é uma das operações do processamento de diversos tipos de</p><p>alimentos, tais como: alimento infantil à base de maçã, batata pré-frita congelada,</p><p>catchup, ervilha em conserva, milho em conserva e seleta de legumes. Com ele,</p><p>a superfície do alimento torna-se mais brilhante, pois o alimento, previamente</p><p>preparado, é mergulhado em água fervente ou insufla vapor sobre ele, durante</p><p>certo tempo, em seguida será imediatamente resfriado em água fria, para evitar</p><p>61</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>que o produto seja submetido a um sobreaquecimento desnecessário (SILVA,</p><p>2000; AZEREDO, 2004).</p><p>O Branqueamento é um processo simples que pode ser</p><p>realizado em casa como um método de conservação de vegetais,</p><p>leia a matéria e assista o vídeo para compreender como realizar esse</p><p>processo em casa: https://www.ecycle.com.br/2054-como-congelar-</p><p>legumes-branqueamento-de-alimentos.html.</p><p>A tindalização é assim conhecida por sua vinculação ao físico inglês John</p><p>Tindall. É um processo pouco usado por ser demorado e de custos elevados.</p><p>Nesse processo, o aquecimento é feito de maneira descontínua, e implica em</p><p>submeter o alimento a alternadas temperaturas que podem ser de 60 ºC a 90 ºC,</p><p>durante alguns minutos por várias vezes, intervalados por períodos de resfriamento</p><p>(GAVA, 2009). As células bacterianas que se encontram na forma vegetativa são</p><p>destruídas, porém, os esporos sobrevivem. Depois do resfriamento, os esporos</p><p>entram em processo de germinação e depois de 24h a operação é repetida,</p><p>sendo variável entre 3 a 12 aquecimentos para obtenção do nível de esterilização</p><p>desejado (CESAR, 2008). A vantagem desse processo é que podem ser mantidos</p><p>praticamente todos os nutrientes e as qualidades organolépticas do produto em</p><p>proporções maiores do que quando se utiliza outros tratamentos térmicos (SILVA,</p><p>2000; GAVA, 2009).</p><p>A pasteurização é o método de conservação mais importante e é essencial</p><p>para a segurança alimentar. Tem como objetivo principal a destruição de micro-</p><p>organismos patogênicos associados ao alimento em questão. É um processo que</p><p>consiste basicamente em aquecer certos alimentos e bebidas a temperaturas</p><p>na faixa de 60 °C a 100 °C por um determinado tempo (obedecendo ao binômio</p><p>tempo-temperatura), e depois baixar bruscamente a temperatura do alimento,</p><p>realizando um choque térmico que, consequentemente, inativa grande parte das</p><p>bactérias (AZEREDO, 2004).</p><p>É um processo térmico com grande potencialidade de uso, pois, a maioria</p><p>dos micro-organismos patogênicos não resistem a altas temperaturas, portanto,</p><p>é um método eficaz para segurança alimentar e preservação de características</p><p>naturais dos alimentos. O processo atua também inativando enzimas e destruindo</p><p>bactérias vegetativas, bolores e leveduras sem modificar significativamente o valor</p><p>62</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>nutritivo e as características sensoriais do alimento submetido a esse tratamento.</p><p>É o processo térmico mais ameno e geralmente usado para prolongar a vida útil</p><p>dos alimentos, variando de poucos dias (como produtos com baixo teor de ácido</p><p>e com alta atividade de água) até meses (produtos com alto teor de ácido e/ou</p><p>com baixa atividade de água), para aqueles alimentos que após o procedimento</p><p>de pasteurização, foram armazenados a baixas temperaturas, geralmente a 4 °C</p><p>(AUGUSTO; SOARES; CASTANHA, 2018).</p><p>Esse tratamento térmico, que foi desenvolvido por Pasteur em 1864, é</p><p>realizado através da utilização de calor que têm por objetivo reduzir ao máximo os</p><p>micro-organismos patogênicos e desnaturar uma grande quantidade de enzimas,</p><p>de baixa resistência ao calor, presentes nos alimentos. Sua utilização é indicada</p><p>quando processos mais rigorosos poderiam afetar as propriedades organolépticas</p><p>e nutricionais dos alimentos. A pasteurização visa oferecer ao consumidor um</p><p>produto seguro, com vida útil aceitável, para ser consumido em pouco tempo</p><p>(RAMPELOTTO, 2012).</p><p>Os tempos e as temperaturas de pasteurização dependem do método e do</p><p>produto a ser tratado. Existem duas modalidades de pasteurização:</p><p>• LTLT (low temperature, long time) ou pasteurização lenta: é um sistema</p><p>descontínuo, adequado quando se pretende pasteurizar volumes</p><p>pequenos. Empregam-se tempos longos (aproximadamente 30 minutos)</p><p>e temperaturas baixas (62 ºC a 68 ºC) sendo realizada em tanques de</p><p>paredes dupla providos de agitador e de termômetro. Pela parede dupla</p><p>circulam o fluido calefator e o refrigerador.</p><p>• HTST (high temperature, short time) ou pasteurização alta: esse método</p><p>é realizado em sistemas de fluxo contínuo com trocadores de calor</p><p>(tubulares ou de placas). Empregam-se temperaturas elevadas (72 ºC a</p><p>85 ºC) e tempos curtos (15 a 20 segundos).</p><p>Vários parâmetros podem influenciar intensidade do tratamento térmico,</p><p>e consequentemente prejudicar o processo de pasteurização. Segundo Gava</p><p>(2009), os principais fatores que se deve analisar são:</p><p>• Qualidade e quantidade dos micro-organismos a destruir: com diferença</p><p>não só entre as espécies, bem como entre as formas vegetativas e de</p><p>resistência (esporos).</p><p>• pH do produto: a acidez de um produto determina o processamento</p><p>necessário. Em alimentos com maior acidez, o processo pode ser</p><p>mais suave, uma vez que o baixo pH já é responsável por eliminar os</p><p>esporos. Em alimentos com baixa acidez (pH .4,5), como leite ou ovo</p><p>líquido, é usado para minimizar os riscos à saúde pública causados por</p><p>63</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>micro-organismos patogênicos e prolongar a vida útil dos alimentos por</p><p>vários dias ou semanas. Em alimentos ácidos, como frutas sucos (pH</p><p>4,5) é utilizado para prolongar a vida útil por várias semanas, destruindo</p><p>micro-organismos</p><p>deteriorantes (principalmente leveduras ou bolores)</p><p>e/ou inativação enzimática. A Tabela 4 demonstra a finalidade da</p><p>pasteurização para alguns alimentos.</p><p>TABELA 4 – FINALIDADE DA PASTEURIZAÇÃO PARA ALGUNS ALIMENTOS</p><p>Alimentos Objetivo Principal Exemplos de condições</p><p>mínimas de processamento</p><p>pH < 4,5</p><p>Suco de fruta</p><p>Inativação enzimática 65 ºC por 30 min</p><p>(pectinametilesterase 70 ºC por 1 min</p><p>e poligalacturonase) 80 ºC por 10 a 60 s</p><p>Cerveja</p><p>Deterioração de leveduras 65 a 68 ºC por 20 min</p><p>(Lactobacillus spp) (dentro da garrafa)</p><p>72 a 75 ºC por 14 min</p><p>pH > 4,5</p><p>Leite</p><p>Destruição de</p><p>patógenos: 63 °C por 30 min</p><p>Brucella abortus 71,7 ºC por 15 s</p><p>Coxiella burnetii 90 ºC por 0,5 s</p><p>Ovo líquido</p><p>Destruição de</p><p>patógenos: 64,4 C por 2,5 min</p><p>Salmonella Senftenberg 60 C por 3,5 min</p><p>FONTE: Adaptado de Fellows (2018)</p><p>• Velocidade de penetração do calor da periferia até o centro do vasilhame:</p><p>influenciada pela forma, tamanho, condutividade térmica do vasilhame e</p><p>do produto.</p><p>• Temperatura e tempo de pasteurização: quanto mais alta a temperatura</p><p>ou mais longo o tempo de pasteurização, mais eficiente é a deterioração</p><p>dos micro-organismos. No entanto, em excesso, maior será a alteração</p><p>em relação aos parâmetros de qualidade do produto.</p><p>• Temperatura inicial do produto: influência apenas no tempo que se levará</p><p>até atingir a temperatura de pasteurização.</p><p>64</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>De maneira geral, a pasteurização atua inicialmente sobre os componentes</p><p>mais importantes da vida celular através da desnaturação proteica (inativação dos</p><p>micro-organismos, impedindo sua reprodução) e sobre a respiração celular (morte</p><p>dos micro-organismos). Pasteurização, fornece aos produtos estabilidade a curto</p><p>prazo ou requer fatores de preservação adicionais como refrigeração ou pH baixo</p><p>para eficácia a longo prazo. A seguir, estão alguns casos em que a pasteurização</p><p>produz resultados satisfatórios (FONTANA, 2009):</p><p>1. O objetivo do processo é destruir patógenos que não formam esporos</p><p>(por exemplo, Mycobacterium tuberculosis, Salmonella, Listeria no leite,</p><p>Salmonella em ovo líquido).</p><p>2. O produto é destinado ao consumo dentro de um curto período de</p><p>tempo após a produção, e é distribuído sob refrigeração (laticínios</p><p>pasteurizados, prontos para o consumo refeições preparadas pelas</p><p>tecnologias de cozinhar e relaxar).</p><p>3. A acidez do produto é alta o suficiente (pH 4,6) para impedir o crescimento</p><p>de patógenos formadores de esporos, particularmente Clostridium</p><p>botulinum (sucos de frutas, conservas de frutas, picles).</p><p>4. O objetivo do processo é impedir a fermentação “selvagem” e/ou</p><p>interromper a fermentação (vinho, cerveja) (FONTANA, 2009).</p><p>Com relação aos efeitos causados nos alimentos, a pasteurização é um</p><p>tratamento térmico relativamente suave que causa pequenas alterações nas</p><p>características nutricionais e sensoriais da maioria dos alimentos. No entanto, o</p><p>prazo de validade de alimentos pasteurizados é geralmente prolongado apenas</p><p>por alguns dias ou semanas em comparação com muitos meses com o tratamento</p><p>térmico de esterilização mais severo. Os pigmentos nos produtos vegetais e</p><p>animais não são afetados pela pasteurização. A principal causa de deterioração</p><p>da cor nos sucos de frutas é o escurecimento enzimático por polifenoloxidase,</p><p>e isso é evitado pelo processo de desaeração para remover o oxigênio antes da</p><p>pasteurização. A perda de compostos aromáticos voláteis durante a pasteurização</p><p>de sucos causa uma redução na qualidade e pode desmascarar outros sabores</p><p>como os sabores de “cozidos” (RAIMUNDO et al., 2008). Jordan, Goodner e</p><p>Laencina (2003) relataram que a desaeração e não a pasteurização de sucos de</p><p>frutas causavam perda de componentes voláteis. A recuperação volátil pode ser</p><p>usada para produzir sucos de alta qualidade, mas isso não é usado rotineiramente,</p><p>devido ao aumento do custo.</p><p>Alterações na qualidade nutricional de alimentos pasteurizados são limitadas</p><p>a perdas de vitaminas sensíveis ao calor. Por exemplo, no leite há 7% de</p><p>perda de tiamina, 20 a 25% de perda de vitamina C (embora o leite não seja</p><p>uma fonte significativa dessa vitamina na dieta), perdas de 10% de vitamina</p><p>B12 e riboflavina. Nos sucos de frutas, as perdas de vitamina C e caroteno são</p><p>65</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>minimizados pela desaeração. Raimundo et al. (2008) avaliaram as alterações</p><p>em relação ao teor de ácido ascórbico (vitamina C), os parâmetros de cor, a</p><p>viscosidade e a contagem de bactérias lácticas em suco de laranja (C. sinensis</p><p>L. Osbeck) não pasteurizado e pasteurizado, armazenado com e sem incidência</p><p>de luz. Os resultados demostraram que ocorreu perda de cerca de 44,99% e</p><p>29,22% de ácido ascórbico, respectivamente para os sucos pasteurizados e</p><p>armazenados sem luz, não pasteurizado e armazenados sem luz, até o 15º dia de</p><p>armazenamento, além disso o tratamento térmico modificou significativamente os</p><p>parâmetros de cor do suco quando comparado ao não pasteurizado.</p><p>A esterilização é outro processo térmico usado na preservação de</p><p>alimentos. Este é um tratamento térmico intensivo aplicado a temperaturas acima</p><p>de 100 °C (geralmente 115 °C 130 °C) para inativação de micro-organismos</p><p>(fungos, leveduras, bactérias vegetativas e esporos). Permite a estabilidade do</p><p>produto à temperatura ambiente e prolonga a vida útil. A esterilização comercial</p><p>é um processo térmico mais drástico, onde o produto final não deve ter células</p><p>vegetativas e esporos capazes de crescer em condições normais de transporte</p><p>e armazenamento (RIGANAKOS et al., 1999). Assim, além da segurança, é</p><p>um processo que garante estabilidade em condições ambientais (em geral por</p><p>períodos da ordem dos meses alguns anos).</p><p>Durante a esterilização, primeiro o produto é aquecido a uma temperatura</p><p>geralmente, de 110 °C a 125 ºC. Em seguida, o produto precisa de alguns minutos</p><p>para equilibrar e reduzir o gradiente de temperatura entre a superfície e o centro.</p><p>Após o equilíbrio, o produto deve permanecer nessa temperatura por certo tempo</p><p>para garantir a esterilização. Finalmente, o produto deve ser resfriado. Todas as</p><p>condições do processo devem ser projetadas de acordo com o “ponto frio”, que é</p><p>a parte de aquecimento mais lenta dos produtos. Se este ponto for esterilizado, o</p><p>restante do produto será esterilizado.</p><p>Todos os pontos dentro de um recipiente não têm a mesma temperatura</p><p>durante o tempo de processamento, e a área onde o calor é menor é chamada</p><p>de “ponto frio”. Nos produtos que usam a convecção como principal meio de</p><p>penetração de calor, o ponto frio está no eixo vertical perto do fundo do recipiente.</p><p>No calor pela condução, o ponto frio está no centro geométrico do recipiente</p><p>(FELLOWS, 2009). As Figura 2 e 3 demonstram o ponto frio de acordo com o</p><p>tipo de calor fornecido e os principais mecanismos de transferência de calor</p><p>envolvidos no processamento térmico de alimentos, respectivamente.</p><p>66</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>FIGURA 2 – DEMONSTRAÇÃO GEOMÉTRICA DO PONTO FRIO</p><p>FONTE: DEAK (2014, p. 431)</p><p>FIGURA 3 – TRANSFERÊNCIA DE CALOR PARA UM PRODUTO</p><p>ALIMENTÍCIO EM UM RECIPIENTE CILÍNDRICO</p><p>FONTE: Simpson, Núñez e Almonacid (2012, p. 69)</p><p>Hanzana et al. (1998) observaram em seus estudos que geralmente o</p><p>ponto frio de um sistema é adotado no seu centro geométrico, o que, segundo</p><p>Pornchaloempong et al. (2003), não é necessariamente válido. Portanto, a</p><p>utilização de embalagens com geometrias não uniformes ou não convencionais</p><p>67</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>implica na necessidade da realização de estudos de transferência de calor</p><p>para garantia de</p><p>processamento seguro e o cálculo matemático do ponto frio.</p><p>Teoricamente, é extremamente difícil desenvolver um modelo para a previsão</p><p>de um perfil tempo-temperatura dentro do material de embalagem. A regra geral</p><p>indica que, para um alimento sólido, o ponto de aquecimento mais lento estará</p><p>localizado no centro da massa da embalagem. Para líquidos, a regra geral indica</p><p>que o ponto de aquecimento mais lento está localizado um terço do fundo ao topo</p><p>de um recipiente cilíndrico. Na maioria dos casos, o ponto de aquecimento mais</p><p>lento (ponto frio) deve ser determinado experimentalmente.</p><p>De maneira bastante ampla, os tempos e as temperaturas utilizadas na</p><p>esterilização dos alimentos dependem dos seguintes fatores: resistência térmica</p><p>de enzimas e micro-organismos envolvidos; meio de aquecimento (tipo autoclave);</p><p>pH do alimento; tamanho do recipiente; estado físico do alimento (LEWIS;</p><p>HEPPELL, 2000; AZEREDO, 2004).</p><p>Existem dois tipos de micro-organismos que representam os principais alvos</p><p>da esterilização:</p><p>• Micro-organismos que ameaçam a saúde pública.</p><p>• Micro-organismos que podem causar deterioração.</p><p>Segundo o Food and Drug Administration (FDA), um processo térmico mínimo</p><p>é aquele que aplica calor suficiente aos alimentos por um período de tempo</p><p>suficiente, antes ou após o fechamento em um ambiente hermeticamente selado,</p><p>para garantir a destruição de microrganismos que representam uma ameaça para</p><p>saúde pública (SIMPSON; NÚÑEZ; ALMONACID, 2015).</p><p>A esterilização é um método de preservação amplamente aplicado a</p><p>alimentos com baixa acidez, como leite, carne, milho, ervilha, cenoura e outros</p><p>vegetais que podem estar contaminados com esporos de Clostridium botulinum.</p><p>Esse patógeno é conhecido por ser mais resistente em alimentos de baixa acidez.</p><p>É uma bactéria anaeróbica mesofílica e tem esporos muito resistentes ao calor.</p><p>As toxinas botulínicas são as toxinas biológicas mais potentes (TAVMAN et al.,</p><p>2019).</p><p>As esterilizações realizadas a altas temperaturas são denominados Ultra</p><p>Hight Temperature (UHT) ou longa vida, o método utiliza temperaturas muito altas,</p><p>que vão de 130 ºC a 150º C, durante 3 a 5 segundos e ocorrem em trocadores</p><p>de calor otimizados antes do envase. Esse processo minimiza os problemas</p><p>de penetração de calor e permite tempos de aquecimento e resfriamento muito</p><p>curtos, enquanto minimiza as mudanças indesejáveis no sabor e nas propriedades</p><p>nutricionais do produto. O UHT tem sido largamente utilizado no tratamento</p><p>68</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>térmico de produtos líquidos ou pastosos como sucos de frutas, leite e creme de</p><p>leite (LEWIS; HEPPELL, 2000).</p><p>Existem dois tipos de esterilização. A primeira é a esterilização completa,</p><p>que significa que não deve haver nenhum micro-organismo vivo. Mas esse tipo</p><p>de esterilização reduz a qualidade e valor nutricionais dos alimentos. O outro</p><p>tipo é a esterilização comercial, que se destina a destruir todos os patógenos e</p><p>micro-organismos que podem degradar os alimentos em condições normais de</p><p>armazenamento (RAMESH, 2007).</p><p>A esterilização comercial é uma expressão que tem sido</p><p>empregada na indústria de alimentos processados para dizer</p><p>que o alimento teve sua população de micro-organismos</p><p>reduzida para um limite seguro, o que não significa que houve</p><p>destruição absoluta de todos os micro-organismos. Em geral, o</p><p>tratamento aplicado reduz em 12 vezes a população inicial, por</p><p>exemplo, de 108 para 104 microrganismos por embalagem. Os</p><p>alimentos comercialmente estéreis podem conter um pequeno</p><p>número de esporos bacterianos termorresistentes, que não se</p><p>multiplicam no alimento. A maior parte dos alimentos enlatados</p><p>é comercialmente estéril, tendo uma vida de prateleira de</p><p>pelo menos dois anos. Mesmo após períodos mais longos</p><p>de estocagem, sua deterioração, geralmente, ocorre devido</p><p>a alterações não microbiológicas. Para reduzir os danos</p><p>sensoriais e nutricionais aos alimentos tratados pelo calor, o</p><p>melhor é submetê-los ao menor tempo possível de exposição</p><p>à fonte de aquecimento a temperaturas mais altas (LOPES,</p><p>2007, p. 21).</p><p>Entre as desvantagens da utilização desse método, destaca-se o custo</p><p>elevado e a perda do valor nutritivo e das características organolépticas do</p><p>alimento. As modificações sensoriais neste processo estão na cor, sabor, aroma e</p><p>consistência, já as alterações nutricionais implicam nas perdas de vitaminas C, e</p><p>também nas vitaminas A e E, se não houver presença de oxigênio e de vitamina</p><p>B1 em alimentos que possuam baixa acidez. Devido a essas mudanças induzidas</p><p>pelo calor na qualidade do produto, há um grande interesse em tecnologias</p><p>não térmicas que podem manter a qualidade nutricional e organoléptica,</p><p>proporcionando segurança e prazo de validade necessário em um produto</p><p>oferecido para venda a varejo (FELLOWS, 2016).</p><p>2.2 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS</p><p>PELO USO DO FRIO</p><p>A conservação de alimentos pelo uso do frio é um dos métodos mais</p><p>utilizados para a conservação dos alimentos, sejam alimentos de origem animal</p><p>69</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>ou vegetal, pois inibe ou retarda a multiplicação dos micro-organismos, além</p><p>de retardar também as reações químicas e enzimáticas (CINTRA, 2014). A</p><p>exploração comercial do congelamento de alimentos começou com o advento da</p><p>refrigeração mecânica no final do século XIX. A partir de meados do século XX,</p><p>os alimentos congelados começaram a competir com alimentos enlatados e secos</p><p>(MUTHUKUMARAPPAN; MARELLA; SUNKESULA, 2019).</p><p>O resfriamento e o congelamento de alimentos se tornaram as operações</p><p>mais importantes da unidade processamento e conservação. Quase todos os</p><p>produtos alimentares – alimentos crus, parcialmente processados e preparados –</p><p>podem ser preservados pela diminuição da temperatura.</p><p>Esses métodos, basicamente, consistem na conversão de água em gelo e</p><p>consequente redução da atividade da água, ou na diminuição da temperatura,</p><p>tornando o ambiente impróprio para o desenvolvimento de micro-organismos,</p><p>portanto, o crescimento de micro-organismos e atividade enzimática são reduzidos</p><p>devido à indisponibilidade de água. Além disso, sabe-se que os micro-organismos</p><p>têm temperaturas ideais para seu crescimento e proliferação, sendo assim, a</p><p>conservação pelo frio potencialmente, mantém a temperatura abaixo do ideal para</p><p>evitar a disseminação microbiológica. Da mesma maneira, as reações enzimáticas</p><p>ocorrem em temperaturas ideais, sendo assim o princípio para minimizá-las é o</p><p>mesmo, manter a temperatura abaixo da ideal (LINO; LINO, 2014).</p><p>Pode-se conservar um alimento pelo frio de duas maneiras: pelo resfriamento</p><p>(refrigeração) e pelo congelamento. Contudo, em ambos os casos, deve-se levar</p><p>em consideração alguns princípios, entre eles o alimento deve ser sadio, pois o frio</p><p>não restitui uma qualidade perdida; a aplicação do frio deve ser feita o mais breve</p><p>possível, logo depois da colheita ou do preparo dos alimentos e, em momento</p><p>algum a conservação sob o frio pode ser interrompida (FELLOWS, 2006).</p><p>O resfriamento pode ser descrito como o armazenamento de alimentos a</p><p>temperaturas abaixo de 15 °C e acima do congelamento, mantendo a água na fase</p><p>líquida. É empregada na conservação de alimentos por curtos períodos de tempo,</p><p>com vistas para os intervalos de comercialização e estocagem doméstica, no qual</p><p>utiliza-se temperaturas um pouco acima do ponto de congelamento. Esse método</p><p>retarda o crescimento de microrganismos e retarda as reações químicas como</p><p>o escurecimento oxidativo catalisado por enzima ou oxidação, alterações que</p><p>causam degradação da cor, perda de umidade, pós-colheita e pós-abate atividades</p><p>metabólicas de tecidos vegetais e animais (AUGUSTO; SOARES; CASTANHA,</p><p>2018; KAREL; LUND, 2003). Cada alimento reage ao armazenamento refrigerado</p><p>de sua própria maneira, como a banana, abacate</p><p>e tomate que são afetados e</p><p>sofrem a chamada lesão pelo frio (chilling injury), promovendo o escurecimento</p><p>da casca, redução do amadurecimento normal ou estímulo da atividade imprópria</p><p>70</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>de certas enzimas. Entretanto, a maior parte dos alimentos perecíveis pode ser</p><p>conservada por refrigeração durante um tempo limitado, no qual não se evitam,</p><p>mas podem ser retardadas, as atividades microbianas e enzimáticas (AZEREDO,</p><p>2004; FELLOWS, 2006).</p><p>O princípio do resfriamento como processo de preservação é que todos os</p><p>sistemas biológicos são controlados por reações enzimáticas, incluindo aquelas</p><p>que controlam micro-organismos e causam degradação da qualidade dos</p><p>alimentos. A taxa dessas reações está diretamente relacionada à temperatura.</p><p>O principal grupo de micro-organismos preocupantes em alimentos refrigerados</p><p>são os psicrófilos. Esses organismos (como Pseudomonas) crescem bem em</p><p>temperaturas frias e causam deterioração dos alimentos a temperaturas de 5 °C</p><p>a 7 °C. O crescimento ótimo da temperatura mesófilos é de 25 a 30 °C e, para</p><p>a maioria desses micro-organismos, a temperatura mínima de crescimento é de</p><p>cerca de 10 °C. Como a maioria dos alimentos refrigerados são mantidos abaixo</p><p>dessa temperatura, os mesófilos geralmente não são preocupação na distribuição</p><p>refrigerada. Embora os micro-organismos possam crescer a baixas temperaturas,</p><p>eles crescem mais lentamente à medida que os a temperatura é reduzida. Assim,</p><p>o tempo de geração de uma pseudomona (uma forma comum de organismo de</p><p>deterioração) pode ser de 1 hora a 20 °C, 2,5 horas a 10 °C, 5 horas a 5 °C,</p><p>8 horas a 2 °C ou 11 horas a 0 °C (HARRIGAN; PARK, 1991). Por exemplo, o</p><p>leite cru armazenado em temperaturas próximas a 0 °C tende a estragar devido à</p><p>atividade das pseudomonas, em vez de azedar devido à atividade das bactérias</p><p>do ácido lático.</p><p>Nas matérias-primas de origem vegetal a redução da temperatura deve</p><p>ser realizada imediatamente após a colheita, já nas de origem animal, deve ser</p><p>realizado logo após o abate animal. O resfriamento de vegetais imediatamente</p><p>após a colheita pode ser feito por uso de água (hidro-resfriamento), ar ou vácuo</p><p>(ao evaporar, a água provoca resfriamento do produto). O uso de refrigerantes</p><p>criogênicos, como o nitrogênio, também pode ser aplicado neste caso. A</p><p>temperatura utilizada na refrigeração tem importância na conservação do produto</p><p>(PAZ, 2019). A Tabela 5 mostra a durabilidade de alguns alimentos, em função da</p><p>temperatura de armazenamento.</p><p>71</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>TABELA 5 – ARMAZENAMENTO ÚTIL DE TECIDOS VEGETAIS</p><p>E ANIMAIS A VÁRIAS TEMPERATURAS</p><p>Alimento</p><p>Período de armazenamento em dias a:</p><p>0 ºC 22 ºC 38 ºC</p><p>Carne 6 a 10 1 < 1</p><p>Peixe 2 a 7 1 < 1</p><p>Carne de galinha 5 a 18 1 < 1</p><p>Frutas 2 a 180 1 a 20 1 a 7</p><p>Verduras 3 a 20 1 a 7 1 a 3</p><p>Sementes secas 1.000 ou mais 350 ou mais 100 ou mais</p><p>FONTE: Adaptado de Gava (2009)</p><p>Em vista dos dados apresentados na tabela anterior, nota-se que as</p><p>temperaturas de refrigeração devem ser selecionadas em função do produto,</p><p>do tempo e das condições do armazenamento. Além disso, outros fatores são</p><p>importantes no armazenamento sob refrigeração. A umidade relativa dentro da</p><p>câmara varia com o alimento a ser conservado. À umidade relativa baixa, há uma</p><p>tendência em perda de umidade do alimento, caso não haja proteção adequada</p><p>através da embalagem, causando a desidratação do produto, por exemplo. Já a</p><p>umidade relativa alta pode favorecer o crescimento microbiano. A circulação de ar</p><p>ajuda na distribuição do calor dentro da câmara, permitindo assim a manutenção</p><p>uniforme da temperatura (CENCI, 2011).</p><p>A aplicação do processo de refrigeração aplicada a uma grande variedade</p><p>de produtos, atendendo aos princípios de conveniência, praticidade e alimentação</p><p>saudável, permite sua conservação e oferta a custos adequados.</p><p>O congelamento é uma das melhores maneiras de prolongar a vida útil,</p><p>mesmo que várias novas técnicas de preservação estejam adquirindo popularidade</p><p>e importância. O congelamento é um método convencional e de aplicação simples,</p><p>com uma grande vantagem sendo sua capacidade de alcançar estabilidade sem</p><p>perda da qualidade inicial (KAREL; LUND, 2003). No congelamento, utilizam-se</p><p>temperaturas mais baixas do que na refrigeração. Quanto menor a temperatura de</p><p>armazenamento, mais lenta serão as atividades enzimáticas, até um determinado</p><p>ponto, onde ocorrerá uma paralisação total (SILVA, 2000).</p><p>O congelamento é um método destinado a conservar os alimentos sem</p><p>causar mudanças significativas em suas qualidades sensoriais ou nutricionais.</p><p>Envolve uma redução na temperatura de um alimento para abaixo do seu ponto</p><p>de congelamento, causa uma mudança no estado físico da água presente no</p><p>alimento, ou seja, há a formação de cristais de gelo. Além disso, os solutos formam</p><p>72</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>um estado vítreo, que atuam como um crioprotetor que reduz os danos às células</p><p>tecidos. Isso protege a textura dos alimentos quando a temperatura de transição</p><p>vítrea é superior à temperatura do armazenamento do alimento congelado. A</p><p>conservação é alcançada por uma combinação de baixas temperaturas que</p><p>reduzem a atividade bioquímica, enzimática e microbiana através da redução da</p><p>atividade da água (BERK, 2018).</p><p>Os principais grupos de alimentos congelados comercialmente são:</p><p>• Assados (pão, bolos).</p><p>• Filetes de peixe e frutos do mar (bacalhau, camarão e carne de</p><p>caranguejo).</p><p>• Frutas (por exemplo, morangos, framboesas, groselhas) inteiras ou em</p><p>puré ou como suco concentrados.</p><p>• Carnes ou produtos à base de carne (embutidos, hambúrgueres).</p><p>• Alimentos preparados (pizzas, sobremesas, sorvetes, refeições prontas</p><p>e pratos congelados).</p><p>• Legumes (ervilha, feijão, milho verde, espinafre, couve-flor, batata).</p><p>O congelamento tem três estágios. Primeiro é o resfriamento do produto</p><p>até o ponto de congelamento (estágio de pré-resfriamento ou refrigeração).</p><p>Nesta etapa, apenas o calor sensível é removido e a temperatura é reduzida</p><p>para simplificar a cristalização em gelo da água livre. O segundo estágio é o de</p><p>transição de fase, esta etapa compreende a conversão da água em gelo durante</p><p>o processo de cristalização. É a etapa fundamental que determina a qualidade</p><p>do produto congelado e a eficiência do congelamento. O estágio final é resfriar o</p><p>produto até a temperatura final de armazenamento (KIANI; SUN, 2011).</p><p>A Figura 4 mostra as curvas de congelamento descrevendo a mudança de</p><p>temperatura conforme o calor é removido de uma amostra. O gráfico à esquerda</p><p>descreve o comportamento de resfriamento de água pura. À medida que a amostra</p><p>é resfriada, a temperatura cai linearmente até que o primeiro cristal de gelo seja</p><p>formado. A temperatura naquele momento é a temperatura de congelamento da</p><p>água pura, 0 °C à pressão atmosférica, por definição. O ponto de congelamento</p><p>é a temperatura na qual a pressão de vapor do líquido é igual ao do cristal sólido</p><p>(SOUKOULIS; FISK, 2016).</p><p>73</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>FIGURA 4 – CURVAS DE CONGELAMENTO</p><p>FONTE: Berk (2018, p. 609)</p><p>O gráfico à direita representa a curva de resfriamento de uma solução ou de</p><p>um alimento. À medida que a amostra é resfriada, a temperatura cai linearmente.</p><p>O primeiro cristal de gelo aparece na temperatura T’f. Essa é a temperatura na</p><p>qual a pressão do vapor de água da solução é igual à do gelo de água pura.</p><p>O congelamento é o processo no qual há o decréscimo da temperatura até</p><p>–18 ºC ou abaixo, e consequentemente há cristalização da água e dos solutos.</p><p>Esses efeitos ocorrem simultaneamente</p><p>(COLLA; PRENTICE-HERNÁNDEZ,</p><p>2003).</p><p>A cristalização é a formação de uma fase sólida organizada em</p><p>uma solução. O processo de cristalização envolve a nucleação,</p><p>e o crescimento de cristais. O crescimento de cristais é</p><p>simplesmente o alargamento dos núcleos formados na fase</p><p>de nucleação, promovido pela adição de moléculas de água</p><p>ao núcleo de cristalização, portanto nucleação e cristalização</p><p>ocorrem simultaneamente (FENNEMA; POWRIE; MARTH,</p><p>1973, p. 244).</p><p>O ponto de congelamento inicial de um alimento pode ser descrito como a</p><p>temperatura na qual um cristal minúsculo de gelo existe em equilíbrio com a água</p><p>circundante. Contudo, antes que um cristal de gelo possa se formar, um núcleo de</p><p>moléculas de água deve estar presente. A nucleação precede, portanto, a formação</p><p>de cristais de gelo. Existem dois tipos de nucleação: nucleação homogênea</p><p>(combinação de moléculas água) e nucleação heterogênea (a formação de</p><p>um núcleo em torno de partículas em suspensão ou em uma parede celular).</p><p>Energeticamente, é mais fácil para as moléculas de água migrar para os núcleos</p><p>existentes, de preferência para formar novos núcleos, portanto a nucleação</p><p>heterogênea é mais provável de ocorrer nos alimentos (SEQUEIRA-MUNOZ et</p><p>al., 2005). A Tabela 6 apresenta o teor de água e pontos de congelamento de</p><p>alguns alimentos.</p><p>74</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>TABELA 6 – TEOR DE ÁGUA E PONTOS DE</p><p>CONGELAMENTO DE ALGUNS ALIMENTOS</p><p>FONTE: Adaptado de Fellows (2009)</p><p>Alimento Conteúdo de água (%)</p><p>Ponto de</p><p>congelamento (ºC)</p><p>Frutas 87 - 95 -0,9 a -2,7</p><p>Leite 87 -0,5</p><p>Vegetais 78 - 92 -0,8 a -2,8</p><p>Ovos 74 -0,5</p><p>Peixe 65 - 81 -0,6 a -2,0</p><p>Carnes 55 - 70 -1,7 a -2,2</p><p>A formação de cristais pode ocorrer de diferentes formas, dependendo do</p><p>meio. Assim, por exemplo, cristais hexagonais regulares (Figura 5a) são formados</p><p>por moléculas de água em períodos longos no congelamento da água pura. Na</p><p>presença de solutos em solução, as moléculas de água cristalizam junto ao sólido,</p><p>levando à formação de cristais irregulares (Figura 5b), nos quais várias colunas</p><p>são formadas a partir do centro de cristalização. Em altas taxas de congelamento,</p><p>o número de lanças formadas a partir do centro é muito grande e não se observa</p><p>a formação das colunas, sendo as unidades formadas esféricas (Figura 5c).</p><p>FIGURA 5 – UNIDADES PRINCIPAIS DE CRISTALIZAÇÃO. (A) HEXÁGONOS</p><p>REGULARES, (B) DENTRITOS IRREGULARES, (C) UNIDADES ESFÉRICAS</p><p>FONTE: Tressler, Arsdel e Copley (1968, p. 29)</p><p>Estrutura do cristal de gelo tem uma grande importância para proteger</p><p>a qualidade dos produtos congelados. É desejável formar cristais de gelo</p><p>finos distribuídos dentro e fora da célula para obter melhor qualidade e melhor</p><p>preservação alimentos, por causar menos danos ao tecido. Por outro lado, grandes</p><p>cristais são mais aceitáveis em processos como liofilização e concentração por</p><p>congelamento. Portanto, o controle da cristalização da água durante o processo</p><p>de congelamento é muito importante (KIANI; SUN, 2011).</p><p>75</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>A velocidade de congelamento influência diretamente na formação de cristais,</p><p>e pode-se observar dois tipos de congelamento, lento e rápido. No congelamento</p><p>lento (3 a 12 horas), a temperatura do produto permanece próximo ao ponto de</p><p>congelamento inicial durante bastante tempo. A água extracelular se congela mais</p><p>rapidamente que a intracelular, porque tem uma menor concentração de solutos</p><p>(COLLA; PRENTICE-HERNÁNDEZ, 2003).</p><p>Durante o congelamento lento, ocorre a formação de gelo exclusivamente no</p><p>meio extracelular, da seguinte forma: primeiramente a concentração de solutos</p><p>na fase não congelada aumenta e a pressão de vapor gradualmente diminui;</p><p>como os cristais aparentemente não podem penetrar nas membranas celulares</p><p>em temperaturas muito baixas e a pressão de vapor do meio intracelular excede</p><p>a do meio extracelular, ocorre a difusão da água com desidratação das células</p><p>e depósito sobre a superfície dos cristais. O congelamento por longos períodos</p><p>resulta em considerável encolhimento das células e formação de grandes</p><p>cristais de gelo no meio extracelular (MARTINO; ZARITZKY, 1989). Durante o</p><p>congelamento rápido, há o abaixamento brusco da temperatura, abaixo do ponto</p><p>de congelamento inicial, contribuindo com a formação de cristais bem pequenos,</p><p>que não comprometem a qualidade final do alimento.</p><p>O tipo de equipamento usado para o congelamento de um produto depende</p><p>de vários fatores, como a sensibilidade do produto, o tamanho e a forma do</p><p>produto, taxa de produção, espaço disponível, capacidade de investimento, tipo</p><p>de meio de refrigeração usado etc. O equipamento de congelamento pode ser</p><p>agrupado com base em uma variedade de critérios, conforme indicado a seguir:</p><p>1. Usando contato direto com a superfície fria: o produto entra em contato</p><p>direto com uma superfície de metal durante o processo de congelamento.</p><p>Esse grupo inclui freezers de placas e freezers de superfície raspada.</p><p>Os congeladores de placas consistem em uma pilha vertical ou horizontal</p><p>de até 24 chapas de aço ou alumínio, com 2,5 a 5 cm de espessura, através</p><p>das quais é recirculado o refrigerante. O refrigerante líquido evapora dentro das</p><p>placas, absorvendo calor e deixando como uma mistura de líquido e vapor. Os</p><p>congeladores operam entre 230 °C e 250 °C e pode ter operação em lote ou semi-</p><p>contínua. Alimentos planos e relativamente finos (BECK, 2016).</p><p>Os congeladores de superfície raspada ou cilíndrica são projetados para</p><p>congelar produtos líquidos na superfície interna ou externa de um cilindro resfriado.</p><p>A camada de produto congelado formada na superfície do cilindro é raspada</p><p>continuamente a partir da superfície do cilindro, alcançando alta transferência de</p><p>calor e uma taxa de congelamento rápido. Os freezers de superfície raspada são</p><p>utilizados na fabricação de sorvetes e produtos similares (JAMES; JAMES, 2014).</p><p>76</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>2. Usando o ar como meio de resfriamento: o ar a uma temperatura muito</p><p>baixa é usado para congelar os produtos alimentícios. Congeladores de</p><p>ar parado, túnel de jato de ar, congeladores de correia, congeladores de</p><p>spray se enquadram nessa categoria.</p><p>O freezer de túnel, em sua forma mais simples, é uma linha reta e contínua,</p><p>no qual o alimento é transportado através de uma câmara ou túnel. São os</p><p>congeladores mais comuns e antigos devido à estabilidade da temperatura e à</p><p>versatilidade dos equipamentos. O congelamento acontece pelo contato do ar a</p><p>baixas temperaturas com o alimento a ser congelado (JAMES; JAMES, 2014).</p><p>A taxa de congelamento irá depender da quantidade e velocidade do ar</p><p>soprado, sendo diretamente proporcional a estas variáveis. O tipo de equipamento</p><p>a ser utilizado depende das dimensões do produto a ser congelado, da capacidade</p><p>produzida esperada e da qualidade final desejada (JAMES; JAMES, 2014).</p><p>3. Uso de líquidos como refrigerantes: utilizam-se líquidos de temperatura</p><p>muito baixa para congelar os produtos. Os líquidos podem ser</p><p>pulverizados sobre o produto ou os produtos podem ser imerso nos</p><p>líquidos. Este grupo inclui congeladores do tipo imersão e criogênicos.</p><p>Nos sistemas de imersão/spray, os produtos são imersos ou pulverizados</p><p>com um líquido frio. Quando a água é usada como meio de transferência de calor,</p><p>o processo geralmente é chamado de “hidrocooling”. Esses métodos produzem</p><p>altas taxas de transferência de calor devido ao contato direto entre o produto e o</p><p>meio de resfriamento. O ponto de congelamento do meio de resfriamento usado</p><p>determina a temperatura em que ele pode ser usado. As temperaturas médias</p><p>de transferência de calor <0 °C requerem o uso de soluções não tóxicas de</p><p>sal, açúcar ou álcool na água ou o uso de criogênicos ou outros refrigerantes</p><p>elementos</p><p>normais à sua formação, manutenção e desenvolvimento (BRASIL, 1969).</p><p>Cientistas do Senckenberg Center for Human Evolution e Paleoenvironment</p><p>em Tübingen estudaram a dieta dos neandertais. Com base na composição</p><p>isotópica do colágeno dos ossos humanos pré-históricos, eles demostraram que</p><p>a dieta dos neandertais na Europa Ocidental era de 80% de carne e 20% de</p><p>vegetais. Embora a dieta dos neandertais consistisse principalmente de grandes</p><p>comedores de plantas, como mamutes e rinocerontes, também incluía comida</p><p>vegetariana (WIßING et al., 2016).</p><p>Há cerca de 500 mil anos, as glaciações forçaram o homem a adaptar-se</p><p>rapidamente. Nesse período, o homem começou a utilizar covas como abrigo,</p><p>o que tornou uma vivência favorável para o aumento do convívio social. Com a</p><p>descoberta do fogo, houve o aumento da vida social ao redor da fogueira que</p><p>tinha como propósito aquecer e iluminar. Foi a partir desse momento, que, na</p><p>pré-história, iniciou-se a formação de tribos, e as civilizações nasceram, se</p><p>desenvolvera e evoluíram (ORDÓNEZ et al., 2005). Essa transição do modo</p><p>de vida caçador-coletor para o modo agrário teve efeitos de longo alcance em</p><p>todos os aspectos da vida. Os seres humanos fizeram suas primeiras tentativas</p><p>bem-sucedidas de domesticar animais e começaram a retê-los em rebanhos. Os</p><p>homens tornaram-se sedentários, estabeleceram-se em comunidades</p><p>permanentes da aldeia (INGOLD, 2003).</p><p>Reichholf (2010) apresentou em seus estudos que, a princípio, o rendimento</p><p>de grãos silvestres era insuficiente para substituir a carne, mas que o homem</p><p>conheceu o processo de fermentação. De fato, o primeiro registro verificável do</p><p>cultivo de grãos não envolveu trigo, mas sim cevada, que ainda hoje é usada para</p><p>fazer cerveja. Posteriormente, a mistura de cerveja se transformou em fermento</p><p>para fazer pão. A partir desse momento, os humanos produziram alimentos e não</p><p>apenas a natureza.</p><p>11</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>Na Idade do Bronze (3500 anos a.C.), os homens começaram a coletar</p><p>dados astronômicos e os usaram para o planejamento agrícola. Cultivaram</p><p>frutas, ampliando os alimentos, em especial os de origem vegetal, incluindo na</p><p>dieta, arroz, azeite de oliva, cebola, tâmaras, uvas etc. (ORDÓNEZ et al., 2005).</p><p>Portanto, as técnicas agrícolas foram aprimoradas e a introdução do arado com</p><p>ponta de ferro tornou possível o cultivo de solos argilosos pesados.</p><p>Até o século XX, muitas descobertas técnico-científicas importantes levaram</p><p>ao progresso e também à modificação dos costumes alimentares (ABREU, 2000):</p><p>• O aparecimento de novos produtos.</p><p>• A renovação de técnicas agrícolas e industriais.</p><p>• As descobertas sobre fermentação.</p><p>• A produção do vinho, da cerveja e do queijo em escala industrial e o</p><p>beneficiamento do leite.</p><p>• Os avanços na genética permitiram sua aplicação no cultivo de plantas e</p><p>criação de animais.</p><p>• A mecanização agrícola.</p><p>• E, ainda, o desenvolvimento dos processos técnicos para conservação</p><p>de alimentos.</p><p>Todos esses contextos históricos, juntamente ao crescimento populacional,</p><p>impulsionaram a industrialização dos produtos agropecuários, que potencialmente</p><p>pode contribuir consideravelmente na melhoria da dieta de um país e no estado</p><p>nutricional dos seus habitantes. A amplitude dessa contribuição dependerá de</p><p>fatores, como a existência de uma agricultura desenvolvida que possa aplicar</p><p>uma tecnologia avançada e do nível econômico e poder aquisitivo da população.</p><p>A meta da indústria de alimentos, uma das mais importantes indústrias de</p><p>transformação, consiste na transformação de recursos naturais, denominados</p><p>matérias-primas, tanto de origem vegetal ou animal, em alimentos industrializados</p><p>para atender as necessidades da população e garantir, com segurança, o</p><p>abastecimento dos grandes centros urbanos.</p><p>12</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>Você sabe a importância da indústria brasileira de alimentos</p><p>e bebidas? Responsável por 9,6% do PIB brasileiro, a indústria de</p><p>alimentos é uma das principais locomotivas de desenvolvimento do</p><p>País. Registrou, em 2018, faturamento de R$ 656 bilhões. O setor</p><p>gerou mais de 13 mil novos postos de trabalho e se manteve como o</p><p>maior empregador da indústria da transformação (ABIA, 2018).</p><p>FIGURA 1 – DADOS ESTATÍSTICOS REFERENTES À</p><p>INDÚSTRIA BRASILEIRA DE ALIMENTOS E BEBIDAS</p><p>FONTE: <https://blog.duasrodas.com/wp-content/uploads/2018/06/</p><p>pasted-image-0-1-e1530109863210.png>. Acesso em: 3 set. 2020.</p><p>13</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>2.1 MATÉRIAS-PRIMAS UTILIZADAS</p><p>NAS INDÚSTRIAS DE ALIMENTOS</p><p>Como podemos perceber, a indústria de alimentos tem grande importância</p><p>para o nosso país, portanto, para compreendê-la de forma adequada, devemos</p><p>compreender quais são as matérias-primas utilizadas pela indústria de alimentos.</p><p>A matéria-prima é todo o material natural que está agregado a um produto,</p><p>ou seja, é o material base utilizado através de um processo para se tornar um</p><p>produto finalizado. Esse termo é frequentemente confundido com os insumos</p><p>na área de alimentos, mas são termos distintos uma vez que o insumo é todo</p><p>material empregado em um processo de produção de um produto, mas não</p><p>necessariamente faz parte dele (GAVA, 2009). Os alimentos que o homem</p><p>consome são provenientes dos reinos vegetal, animal e mineral. Exemplos do</p><p>reino vegetal são frutos, folhas, sementes, caules, raízes, bulbos e tubérculos.</p><p>Do reino animal são exemplos: leite, carnes (tecido muscular), vísceras e outros</p><p>subprodutos como ovos e mel. Do reino mineral são utilizadas substâncias</p><p>minerais, com destaque para o cloreto de sódio (sal de cozinha) (GAVA et al.,</p><p>2009).</p><p>Resumidamente, pode-se classificar a matéria-prima utilizada pela indústria</p><p>de alimentos em oito grupos.</p><p>1. Grãos alimentícios: é o grupo composto por cereais: arroz, trigo, milho,</p><p>aveia, centeio, cevada e derivados. Leguminosas: feijão, tremoço e</p><p>lentilha. Oleaginosas: semente de algodão, soja, amendoim, girassol e</p><p>gergelim.</p><p>Cereais e leguminosas, geralmente conhecidos como grãos, constituem o</p><p>componente de dieta mais vital para a maioria das pessoas no mundo, fornecendo</p><p>as calorias e proteínas consumidas pelos carentes em recursos e fornecendo às</p><p>populações rurais, emprego e fonte sustentável de renda. As principais culturas</p><p>de grãos cultivadas nos países tropicais e subtropicais são milho, arroz, trigo,</p><p>sorgo, feijão de diversas variedades e lentilha (ASIF et al., 2013).</p><p>Segundo Azevedo et al. (2008), o Brasil é um dos países que mais se destaca</p><p>no cenário mundial da agricultura, devido a sua crescente expansão na produção</p><p>de grãos. Segundo o levantamento de Safra de Grãos 2018/2019, divulgado pela</p><p>Companhia Nacional de Abastecimento (Conab), a produção de grãos no Brasil</p><p>para este período poderia chegar a 241,3 milhões de toneladas. Esse número</p><p>representa um crescimento de 4,9% ou 11,2 milhões de toneladas, se comparado</p><p>à safra de 2017/18. A estimativa para área plantada foi de 62,9 milhões de</p><p>hectares e apresentou um crescimento de 1,9%, em relação à safra anterior. Para</p><p>14</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>esse período, os grãos de mais produzidos no país foram a soja, o milho, o arroz,</p><p>o trigo e o algodão, respectivamente, como demonstrado na Figura 2.</p><p>FIGURA 2 – PRODUÇÃO DE GRÃOS NO BRASIL</p><p>FONTE: <https://s2.glbimg.com/3VLzy0AfMWl5tdFQ2bDsJwi1vto=/0x0:1600x3525/984x0/</p><p>smart/filters:strip_icc()/i.s3.glbimg.com/v1/AUTH_59edd422c0c84a879bd37670ae4f538a/</p><p>internal_photos/bs/2019/s/2/OIVm8oTBKA8sazkwLBSA/producao-</p><p>graos-brasil-agosto-2019.jpg>. Acesso em: 3 set. 2020.</p><p>15</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização</p><p>(BECKER; FRICKE, 2004).</p><p>As principais vantagens do sistema de congelamento por imersão são o</p><p>contato do alimento ou da embalagem com o líquido refrigerante, o que resulta</p><p>no processamento rápido, a manutenção da qualidade em alimentos sensíveis</p><p>à oxidação e à desidratação (sem contato com ar) e um baixo custo. Porém, as</p><p>aplicações industriais geralmente se restringem a produtos embalados, devido à</p><p>possibilidade de absorção do fluido refrigerante pelo produto (JAMES; JAMES,</p><p>2014).</p><p>Dependendo do tipo de congelamento utilizando, da velocidade de</p><p>congelamento, entre outros fatores, o processo de congelamento pode causar</p><p>alterações em pigmentos, sabores ou componentes nutricionalmente importantes.</p><p>As emulsões alimentares podem ser desestabilizadas por congelamento e as</p><p>77</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>proteínas são às vezes precipitada da solução, o que, por exemplo, impede a</p><p>disseminação do uso de leite congelado. Em produtos assados, é necessária uma</p><p>alta proporção de amilopectina para evitar retrogradação e endurecimento durante</p><p>o congelamento lento (ROBERTS et al., 2013).</p><p>O principal efeito do congelamento na qualidade dos alimentos é o dano</p><p>causado às células pela desidratação; a extensão do dano dependerá do tamanho</p><p>dos cristais e, portanto, da taxa de congelamento. Durante o congelamento lento,</p><p>há tempo para as células perderem água por difusão. À medida que as células</p><p>perdem água, elas encolhem irreversivelmente até que colapsam (por exemplo,</p><p>congelamento lento causa 3 a 6% de encolhimento dos alimentos). Além da</p><p>desidratação, o congelamento lento resulta em cristais de gelo maiores, estes</p><p>exercem pressão sobre células flexíveis, como as paredes celulares e, à medida</p><p>que os cristais de gelo crescem, eles fazem com que as células se flexionem. O</p><p>dano estrutural às células leva à ruptura e perda de água intracelular, contribuindo</p><p>para a perda por gotejamento (perda de fluido intracelular de células que foram</p><p>rompidas durante o congelamento) durante o descongelamento. Portanto, o</p><p>congelamento lento pode ocasionar danos à estrutura (e textura) dos alimentos,</p><p>além da desidratação e danos mecânicos nas células (KOTROLA; MOHYLA,</p><p>2005).</p><p>Em contraste, o congelamento rápido promove um grande número de</p><p>pequenos cristais de gelo que são distribuídos uniformemente, dentro e fora das</p><p>células. Portanto, os produtos ultracongelados sofrem menos dano ou distorção</p><p>celular, resultando em uma melhor textura com menores perdas de gotejamento</p><p>(SILVA et al., 2008).</p><p>Existem diferenças importantes na resistência ao dano por congelamento</p><p>entre tecidos animais e vegetais. As carnes têm uma estrutura fibrosa mais flexível</p><p>e a textura não é seriamente danificada. Contudo, em peixes, a desnaturação e</p><p>agregação de proteínas podem levar ao endurecimento e à secagem do músculo</p><p>e à perda de propriedades funcionais, especialmente a capacidade de retenção</p><p>de água, que resulta em maiores perdas de gotejamento. Nas frutas e legumes,</p><p>os cristais de gelo podem danificar a estrutura celular mais rígida, o que resulta</p><p>em perda de nutrientes por gotejamento e perda de textura no descongelamento</p><p>(CORTELLINO, 2016; SILVA; GONÇALVES; BRANDÃO, 2008).</p><p>Para manter a qualidade dos produtos congelados, alguns aspectos são</p><p>de fundamental importância durante a estocagem como: os tratamentos a</p><p>que o produto foi submetido antes do congelamento, o tipo de embalagem, a</p><p>temperatura, as flutuações na temperatura de armazenamento e as condições</p><p>para o descongelamento desse alimento. Destacando-se a recristalização que</p><p>consiste no crescimento dos cristais de gelo às expensas de cristais de gelo</p><p>78</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>menores, que ocorre na estocagem de produtos congelados, quando há variações</p><p>de temperatura nas câmaras, ocasionando instabilidade e alterações dos produtos</p><p>ainda na estocagem. Esse processo depende do nível de flutuação e amplitude</p><p>da temperatura, além do período de tempo. E a perda de peso que pode ocorrer</p><p>devido às variações da temperatura durante a estocagem. Em determinados</p><p>períodos, a temperatura da superfície dos alimentos pode ser superior à</p><p>temperatura da câmara de estocagem, ocasionando processos de sublimação,</p><p>que podem ocasionar significativas perdas de peso, além de alterações na</p><p>qualidade dos alimentos, com consequente perda econômica (CAMPAÑONE;</p><p>SALVADORI; MASCHERONI, 2001).</p><p>3 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS</p><p>PELO CONTROLE DA UMIDADE</p><p>Uma das principais causas da deterioração de alimentos frescos e</p><p>processados é a quantidade de água livre neles presentes. A secagem é um dos</p><p>métodos mais antigos de preservação de alimentos conhecidos pela humanidade.</p><p>A preservação de carnes, peixes e vegetais por secagem ao sol ou no ambiente</p><p>naturalmente seco, ao ar dos desertos e montanhas é praticada desde os tempos</p><p>pré-históricos e ainda é uma operação vital na vida de muitas comunidades rurais</p><p>(BOLIN; SALUNKHE; LUND, 1982).</p><p>Secagem ou desidratação é, por definição, a remoção de água por</p><p>evaporação, de um alimento sólido ou líquido, com o objetivo de obter um produto</p><p>sólido com baixo teor de água. Com exceção da desidratação osmótica, onde</p><p>a remoção da água ocorre devido a uma diferença na pressão osmótica e não</p><p>por evaporação (BERK, 2018). A água é um dos componentes dos alimentos</p><p>que os micro-organismos mais necessitam para o seu desenvolvimento. Para</p><p>reduzir as atividades das enzimas responsáveis por determinadas alterações nos</p><p>alimentos, faz-se necessário reduzir as condições de desenvolvimento microbiano</p><p>(SILVA, 2000; FIOREZE, 2004; FELLOWS, 2006). Bactérias patogênicas não se</p><p>desenvolvem, se a atividade crítica da água estiver abaixo de 0,85, enquanto</p><p>leveduras e bolores são mais tolerantes à redução da atividade da água, 0,8.</p><p>Usualmente, nenhum micro-organismo cresce com atividade de água em torno de</p><p>0,62 (SABLANI, 2006). Nas operações de secagem, o alimento perde naturalmente</p><p>parte do seu teor de água, com a consequente elevação da concentração dos</p><p>nutrientes por unidade de peso, quando comparando com o produto fresco. Já o</p><p>tempo necessário para a secagem depende das propriedades físico-químicas da</p><p>matéria-prima, principalmente de seu maior ou menor teor de água, como também</p><p>do tamanho e da geometria do produto (SILVA, 2000; FELLOWS, 2006).</p><p>79</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>A secagem é uma operação baseada na transferência simultânea de calor e</p><p>massa e de acordo com esses parâmetros, os processos de secagem industrial</p><p>podem ser agrupados em duas categorias: secagem por convecção e secagem</p><p>por condução (BERK, 2018).</p><p>• Secagem por convecção: utiliza-se gás quente e seco (geralmente ar)</p><p>para fornecer calor necessário para a evaporação e para remover o vapor</p><p>de água da superfície dos alimentos. As trocas de calor e massa entre o</p><p>gás e a partícula são transferências essencialmente convectivas, embora</p><p>a condução e a radiação também possam ser envolvidas. A secagem ao</p><p>ar é um processo inerentemente lento, em que 2/3 do tempo da secagem</p><p>é usado para remover 1/3 da umidade.</p><p>• Secagem condução: os alimentos úmidos são levados para contato com</p><p>superfície (ou, em uma aplicação específica, com vapor superaquecido).</p><p>Na condução de calor para o produto, a pressão de vapor da água do</p><p>alimento é aumentada pelo aquecimento do produto, facilitando, assim,</p><p>a saída de umidade. Parte do calor do ar de secagem proporciona um</p><p>aumento da temperatura do produto (calor sensível) e parte fornece o</p><p>calor necessário para a vaporização da água contida no produto (calor</p><p>latente).</p><p>Além desses dois tipos existem duas operações que promovem a</p><p>desidratação dos</p><p>alimentos, no entanto não utilizam a transferência de calor, são</p><p>essas: liofilização e desidratação osmótica.</p><p>• A liofilização é o método de remoção de água com base na sublimação</p><p>da água de um material congelado sob alto vácuo, em resumo, é o</p><p>processo no qual a água previamente congelada, passa do estado sólido</p><p>diretamente para o estado gasoso (sublimação). A liofilização é uma</p><p>das técnicas de desidratação mais utilizadas atualmente e sua principal</p><p>vantagem é a obtenção de produtos com qualidades excepcionais. São</p><p>técnicas que envolvem tecnologias mais avançadas e custos elevados</p><p>de implantação (AZEREDO, 2008).</p><p>• A desidratação osmótica é um processo no qual os alimentos são</p><p>colocados em contato com soluções concentradas de sólidos solúveis</p><p>que possuem maior pressão osmótica e menor atividade de água. A</p><p>complexa estrutura das células dos alimentos pode ser considerada</p><p>uma membrana semipermeável e a diferença no potencial químico da</p><p>água entre os alimentos e o meio é a força motriz para a desidratação</p><p>(MERCALI, 2009).</p><p>Os principais objetivos tecnológicos da desidratação de alimentos são</p><p>(MERCALI, 2009):</p><p>80</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>• Conservação como resultado da redução da atividade da água.</p><p>• Redução de peso e volume.</p><p>• Transformação de um alimento para uma forma mais conveniente para</p><p>armazenar, empacotar, transportar, como ocorre na transformação de</p><p>líquidos como leite, ovos, frutas e sucos de vegetais ou extrato de café,</p><p>em pó seco que possa ser reconstituído forma original por adição de</p><p>água (produtos instantâneos).</p><p>4 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS</p><p>PELO USO DA IRRADIAÇÃO</p><p>Com o advento da mecanização e das inovações tecnológicas no campo</p><p>da agricultura e da horticultura, há um aumento na demanda e produtividade de</p><p>vários produtos alimentares. No entanto, anualmente uma grande parte desses</p><p>alimentos se perde em vários estágios de manuseio, desde a colheita no campo</p><p>até chegar aos consumidores (MOSTAFAVI; MIRMAJLESSI; FATHOLLAHI,</p><p>2012). A preservação de alimentos é um grande desafio para a humanidade, já</p><p>que a contaminação por micro-organismos causa enormes perdas de alimentos</p><p>durante o armazenamento, transporte e comercialização. Entre vários produtos</p><p>alimentares, frutas, vegetais altamente perecíveis exibem enormes perdas pós-</p><p>colheita, cerca de 35% a 40%, variando de uma cultura para outra. Embora</p><p>numerosas técnicas de preservação tenham sido desenvolvidas até o momento, a</p><p>maioria delas pertence aos alimentos processados e opções muito limitadas estão</p><p>disponíveis para a preservação de frutas e vegetais frescos (MOLINS, 2001).</p><p>A irradiação é um processo físico de emissão e propagação de energia que</p><p>pode ocorrer por intermédio de fenômenos ondulatórios ou por meio de partículas</p><p>dotadas de energia cinética (Figura 6). De uma forma mais simples, é a energia</p><p>que se propaga de um ponto a outro no espaço ou num meio material. A irradiação</p><p>é o processo de aplicação desta energia a um material, tal como os alimentos,</p><p>com a finalidade de esterilizá-los ou preservá-los através da destruição de micro-</p><p>organismos, parasitas, insetos e outras pragas (POLIZEL, 2006).</p><p>FIGURA 6 – ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO</p><p>FONTE: Cena/USP (2006, p. 147)</p><p>81</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>É um processo denominado esterilização a frio, pois não há geração virtual</p><p>de calor durante o processo de esterilização. Esse processo pode ser aplicado</p><p>a alimentos frescos ou congelados para prolongar sua prateleira vida sem afetar</p><p>significativamente o valor nutricional e as propriedades sensoriais os produtos</p><p>irradiados (MAHERANI et al., 2016). Essa tecnologia oferece uma ampla gama</p><p>de vantagens, como retardamento da maturação e amadurecimento, produção</p><p>reduzida de respiração e etileno etc., o que resulta, no prolongamento da vida útil</p><p>de mercadorias perecíveis (PRAKASH et al., 2002).</p><p>A irradiação de alimentos é um processo físico simples que expõe os</p><p>alimentos a radiações ionizantes, radiações que são de alta frequência capaz de</p><p>quebrar ligações químicas quando absorvidas, podendo ocasionar a formação</p><p>de íons. Os produtos obtidos neste processo de ionização são: íons (carregados</p><p>eletricamente) ou neutros (radicais livres). As fontes de irradiação utilizadas na</p><p>indústria de alimentos são radiação gama de uma fonte de radioisótopos emitidos</p><p>pelos radioisótopos Co60 e Cs137 (raios gama), raios-X ou elétrons acelerados</p><p>(feixes de elétrons) (MOHÁCSI-FARKAS et al., 2014). A irradiação é realizada</p><p>numa planta estrutural apropriada, providas de sala de irradiação, piscina de</p><p>armazenamento, sistema transportador, console de controle e depósito para</p><p>separar o material irradiado como demonstrado na Figura 7. Os alimentos a</p><p>serem irradiados são conduzidos ao interior da câmara de irradiação, recebendo a</p><p>dosagem de radiação adequada, a qual foi pré-calculada em função da quantidade</p><p>de radiação por tempo.</p><p>O fenômeno mais comum para a produção de raios gama é o uso de</p><p>substâncias radioativas, também chamadas radioisótopos. As fontes aprovadas</p><p>de raios gama para irradiação de alimentos são cobalto-60 e césio-137. Eles</p><p>contêm níveis de energia de 1,17 e 1,33MeV (Co60) e 0,662MeV (Cs137),</p><p>respectivamente. Raios gama são gerados através do uso de desintegração</p><p>espontânea de radionuclídeos, um processo que anteriormente foi utilizado nas</p><p>indústrias médica e farmacêutica para esterilização de materiais. Raios gama são</p><p>raios ionizantes. Quando os raios ionizantes têm um impacto no material, eles</p><p>podem coletar elétrons dos átomos. Elétrons livres podem participar de reações</p><p>químicas ou destruir o DNA moléculas dos organismos vivos. Este processo é a</p><p>base para matar os micro-organismos por irradiação. Durante o período de não</p><p>tratamento/não exposição, as fontes de radiação são colocadas sob uma “piscina”</p><p>de 6 metros de profundidade, como demonstrado na Figura 7.</p><p>82</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>FIGURA 7 – MODELO DE IRRADIADOR COM FONTE DE COBALTO 60</p><p>FONTE: Reddy, Sharma e Gundewadi (2018, p. 126)</p><p>Os Raios-X podem ser produzidos em aceleradores. Máximo energia</p><p>quântica dos elétrons não deve exceder 5 MeV. Essas radiações são menos</p><p>energéticas que os raios gama e são geradas através de transições. Máquinas</p><p>são empregadas para a geração de raios-X de energia variável e os equipamentos</p><p>de raios X fabricadas para preservação de alimentos são muitas vezes mais</p><p>poderosas do que as máquinas tradicionais usadas para tirar fotos com raios-X.</p><p>Basicamente, os raios X são produzidos passando um feixe de elétrons através</p><p>de uma fina placa de metal (tungstênio ou ouro) para produzir um feixe de raios-X.</p><p>Sempre que o acelerador de feixe de elétrons atinge elétrons em uma placa de</p><p>metal, grande parte da energia é perdida como calor, parcialmente absorvida pelos</p><p>elétrons, e o resto é convertido em raios-X. Ao contrário dos feixes de elétrons, os</p><p>raios X podem penetrar em embalagens de alimentos com no máximo 40 cm e,</p><p>portanto, permitem o tratamento de alimentos na própria embalagem. Entretanto,</p><p>a máquina pode ser ligada/desligada de maneira semelhante ao feixe de elétrons</p><p>e nenhuma radioatividade está envolvida (KUME et al., 2009).</p><p>A irradiação por feixe de elétrons utiliza radiação ionizante de baixa dose</p><p>no tratamento dos alimentos para eliminar a contaminação microbiana. Feixes de</p><p>elétrons são produzidos a partir de máquinas capazes de acelerar elétrons até a</p><p>velocidade da luz. Feixes de elétrons são gerados a partir de fontes de máquinas,</p><p>como um acelerador linear ou um gerador Van de Graaff. A quantidade de energia</p><p>utilizada não deve exceder 10 MeV (ARVANITOYANNIS, 2010). O acelerador</p><p>83</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios</p><p>E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>linear de feixe de elétrons gera e acelera elétrons para energias de 5, 7,5 ou</p><p>10 MeV com potência de feixe de até 10 kW. Os elétrons podem penetrar nos</p><p>alimentos apenas a uma profundidade de 3 cm, portanto, o alimento a ser tratado</p><p>não deve ter espessura maior que essa.</p><p>Esse tipo de irradiação tem potencialidade para inibir uma variedade de</p><p>patógenos transmitidos por alimentos e efetivamente mantém alimentos qualidade,</p><p>aumentando significativamente sua vida útil. Melhor conservação de alimentos</p><p>pode ser alcançada utilizando os feixes de elétrons como uma tecnologia de</p><p>barreira, em combinação com outras tecnologias tradicionais ou não tradicionais</p><p>de processamento de alimentos. Comparado com raios gama ou raios X, o feixe</p><p>de elétrons é limitado ao tratamento de pacotes relativamente finos devido ao</p><p>seu baixo poder de penetração. No entanto, apresentam as seguintes vantagens:</p><p>podem ser ativadas quando necessário; não requer reabastecimento da fonte,</p><p>assim como Co60; não há resíduos radioativos; e aplicabilidade na irradiação de</p><p>alto fluxo e alta dose (CLEMMONS; CLEMMONS; BROWN, 2015).</p><p>A penetração da irradiação depende da densidade do alimento e da energia</p><p>dos raios. O alimento ao passar pela fonte irradiadora absorve a irradiação, a</p><p>parte externa recebe uma dose maior do que a interna. Para cada alimento existe</p><p>uma dose máxima recebida na superfície externa e uma dose mínima no seu</p><p>interior, a dose mínima deve garantir o efeito desejado na destruição dos micro-</p><p>organismos. A uniformidade de distribuição da dose é expressa pela relação da</p><p>dosagem máxima e mínima (FELLOWS, 2006). Para cada tipo de alimento, uma</p><p>dose específica deve ser administrada para alcançar o resultado desejado. Se</p><p>a dose for inferior a apropriado, o efeito de preservação pretendido pode não</p><p>ser alcançado. Se a dose for excessiva, os alimentos podem ser danificados e</p><p>inaceitáveis para consumo.</p><p>De acordo com Jay (2005), em 1964, um grupo internacional de microbiologia</p><p>sugeriu três terminologias para alimentos tratados por irradiação de acordo com</p><p>a dosagem de irradiação a qual são submetidos: radapertização; radicitização ou</p><p>radiopasteurização e radurização.</p><p>• A radapertização é equivalente à esterilização por radiação ou</p><p>“esterilização comercial”. Esse termo é assim utilizado nas indústrias de</p><p>enlatados. Níveis usuais de irradiação são de 30 a 40 kGy.</p><p>• A radicitização ou radiopasteurização assemelha-se a técnica da</p><p>pasteurização. Através desta técnica obtém a redução do número de</p><p>micro-organismos viáveis (micro-organismos patogênicos), não sendo</p><p>útil para eliminação dos vírus. Os níveis de radiação nesta técnica variam</p><p>de 2,5 a 10 kGy.</p><p>84</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>• A radurização é uma técnica que visa realizar melhoria na qualidade do</p><p>alimento pela redução dos micro-organismos deteriorantes. Ela permite</p><p>o prolongamento do tempo de prateleira dos alimentos. Os níveis de</p><p>radiação nesta técnica variam de 0,75 a 2,5 kGy.</p><p>Os efeitos da irradiação em alguns alimentos de acordo com as faixas de</p><p>dose (kGy)aplicadas estão descritos na Tabela 7.</p><p>TABELA 7 – EFEITO DA IRRADIAÇÃO EM ALGUNS ALIMENTOS DE</p><p>ACORDO COM AS FAIXAS DE DOSE (KGY) APLICADA</p><p>Classificação da</p><p>dose de irradiação</p><p>Objetivos</p><p>Faixas de dose</p><p>(kGy)</p><p>Gêneros Alimentício</p><p>Doses baixas até</p><p>1 kGy</p><p>Inibição da germinação 0,05 - 0,15</p><p>Batata, cebola, alho,</p><p>gengibre</p><p>0,15 - 0,5</p><p>Grãos, legumes, frutas</p><p>Desinfestação de frescas ou secas, carne</p><p>Insetos e parasitas bovina e de porco</p><p>Inibição de processos</p><p>0,5 - 1,0 Frutas e vegetais frescosfísicos como retardo</p><p>amadurecimento</p><p>Extensão do tempo de</p><p>1,0 - 3,0 Peixe fresco, morangos</p><p>Doses médias 1 a</p><p>10 kGy</p><p>armazenamento pela</p><p>redução da carga</p><p>microbiana</p><p>Doses Altas 10 a</p><p>50 kGy</p><p>1,0 - 7,0</p><p>Eliminação de micro- Frutos do mar frescos ou</p><p>organismos patogênicos</p><p>congelados, carne de</p><p>frango ou</p><p>e redução de patógenos bovina, crua ou congelada</p><p>Melhoria das propriedades</p><p>2,0 - 7,0</p><p>Aumento do rendimento do</p><p>tecnológicas dos alimentos suco de uva, redução do</p><p>tempo de cocção de</p><p>vegetais</p><p>Esterilização industrial</p><p>30 - 50</p><p>Carne de vaca e de frango,</p><p>com propósito comercial</p><p>frutos do mar, dietas hospi-</p><p>talares</p><p>Descontaminação de</p><p>ingredientes 10 - 50</p><p>Especiarias e preparações</p><p>e aditivos alimentares enzimáticas</p><p>FONTE: Adaptado de Roberts (2016)</p><p>85</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>Uma das propriedades mais importantes da irradiação é a inativação de</p><p>micro-organismos, especialmente patógenos. Além disso, essa tecnologia pode</p><p>ser eficiente para melhorar a vida útil, reduzindo o nível de micro-organismos,</p><p>destruindo parasitas e insetos, atrasando amadurecimento de frutas, inibindo a</p><p>germinação de cebola e alho e, sob determinadas condições, desativando vírus</p><p>(DICKSON, 2001).</p><p>Os íons reativos produzidos pela irradiação dos alimentos danificam ou</p><p>destroem os micro-organismos, alterando a estrutura da membrana celular</p><p>afetando toda a atividade enzimática. O efeito mais importante da irradiação sobre</p><p>o micro-organismo ocorre no ácido desoxirribonucléico (DNA) e nas moléculas</p><p>de ácido ribonucléico no núcleo das células, necessárias para o crescimento e</p><p>replicação. Devido a efeito, o micro-organismo não consegue se reproduzir, pois</p><p>a dupla hélice do DNA não consegue desenrolar e dessa maneira não ocorrer</p><p>reprodução, inibição das funções celulares, resultando na morte da célula</p><p>(FELLOWS, 2006).</p><p>A sensibilidade dos micro-organismos à irradiação é baseada no tamanho de</p><p>seu DNA, a taxa na qual eles podem reparar o DNA danificado e outros fatores.</p><p>Parasitas e pragas de insetos, que possuem grandes quantidades de DNA, são</p><p>rapidamente mortos por doses extremamente baixas de irradiação com valores</p><p>D (dose necessária para reduzir em um log conteúdo de micro-organismos) igual</p><p>ou inferior a 0,1 kGy. É preciso mais irradiação para matar bactérias, porque elas</p><p>têm DNA menor, com valores D na faixa de 0,3 a 0,7 kGy. Algumas bactérias</p><p>podem formar um esporo denso e resistente, o que significa que elas entram em</p><p>um compacto e estado de hibernação inerte. As bactérias formadoras de esporos</p><p>são geralmente as mais resistentes à irradiação com valores D da ordem de 2,8</p><p>kGy (LACROIX, 2005).</p><p>A legislação brasileira através da RDC nº 21, de 26 de janeiro de 2001,</p><p>autoriza o uso da irradiação em qualquer alimento, desde que a dose mínima</p><p>absorvida pelo alimento (quantidade de energia absorvida por unidade de massa)</p><p>seja suficiente para alcançar a finalidade pretendida. E a dose máxima deve ser</p><p>inferior àquela que comprometa as propriedades funcionais e características</p><p>sensoriais do alimento (BRASIL, 2001). Além disso, a legislação exige que</p><p>alimentos tratados por irradiados exibam no o rótulo o símbolo internacional</p><p>denominado de “radura” (Figura 8) acompanhado pelas palavras “tratado por</p><p>irradiação" ou “tratado com radiação”, garantindo ao consumidor o direito de</p><p>escolha em optar ou não por um produto irradiado.</p><p>86</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>FIGURA 8 – RADURA PRESENTE NA EMBALAGEM DE ALIMENTOS IRRADIADOS</p><p>FONTE: Dimas e Carvalho (2018, p. 229)</p><p>Embora exista todo o cuidado no emprego da irradiação, pautados na</p><p>legislação brasileira e mundial, diversas barreiras persistem e impedem que</p><p>os alimentos irradiados alcancem as prateleiras dos supermercados. E a maior</p><p>barreira existente não é de natureza técnica ou científica, mas relacionadas</p><p>à aceitação diante do desconhecimento do consumidor. O mesmo ao tomar</p><p>conhecimento do processo de irradiação tem a preocupação do alimento se</p><p>tornar radioativo quando irradiado. É necessária uma forte campanha visando</p><p>esclarecimento do consumidor dos riscos e das vantagens do uso desta</p><p>tecnologia.</p><p>A irradiação ionizante é uma tecnologia promissora para manter a qualidade</p><p>de frutas e legumes frescos, pois tem o potencial de controlar tanto a deterioração</p><p>quanto os micróbios patogênicos (LACROIX, 2005). Pode controlar a deterioração</p><p>pós-colheita e doenças que afetam os frutos e vegetais sem prejudicar suas</p><p>qualidades sensoriais, no entanto, dependendo da dose utilizada pode-se produzir</p><p>alterações na qualidade, como amolecimento do produto, portanto, em alguns</p><p>casos essa tecnologia deve ser usada em combinação com outros tratamentos.</p><p>Para compreender um pouco mais sobre a irradiação de alimentos</p><p>acesse o vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=Ip5dv6ugvPw.</p><p>87</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>5 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS</p><p>PELO USO DE ADITIVOS</p><p>Cerca de 2500 substâncias são adicionadas no processamento de</p><p>alimentos para conferir ou modificar várias propriedades, essas substâncias são</p><p>conhecidas como aditivos alimentares e são empregados para melhorar aumentar</p><p>a segurança, adicionar cor e sabor, modificar a textura, e preservar alimentos.</p><p>Alguns aditivos alimentares contribuem com mais de uma função. A maioria dos</p><p>aditivos não contribuem para o valor nutritivo dos alimentos, porque eles são</p><p>usados em níveis baixos. Os aditivos vitamínicos são uma exceção, pois são</p><p>usados para fortificação ou restauração de um alimento (POLÔNIO; PERES,</p><p>2009).</p><p>Por conceito da legislação brasileira, aditivo alimentar é qualquer ingrediente</p><p>adicionado intencionalmente aos alimentos, sem propósito de nutrir e com o</p><p>objetivo de modificar as características físicas, químicas, biológicas ou sensoriais,</p><p>durante a fabricação, processamento, preparação, tratamento, embalagem,</p><p>acondicionamento, armazenagem, transporte ou manipulação de um alimento</p><p>(BRASIL, 1997). Segundo a RDC nº 259/2002, os aditivos alimentares devem ser</p><p>informados no rótulo dos alimentos, fazendo parte da lista de ingredientes. Nesta</p><p>declaração deve constar a função principal ou fundamental do aditivo no alimento</p><p>e seu nome completo ou seu número INS, ou ambos (BRASIL, 2002).</p><p>Os aditivos podem ocorrer nos alimentos como resultados da adição indireta</p><p>ou direta. Aditivos indiretos são substâncias que migram para os alimentos do meio</p><p>ambiente e incluem os processos de produção, processamento e embalagem.</p><p>Eles não resultam de um ato intencional. Exemplos de aditivos indiretos incluem</p><p>compostos de materiais de embalagem, tóxicos como metais pesados, aflatoxina</p><p>de resíduos de mofo e pesticidas. Aditivos diretos são substâncias adicionadas</p><p>a um alimento para proporcionar o efeito desejado como corante, conservante,</p><p>antioxidante ou adoçante. É importante notar que o uso de um aditivo para ocultar</p><p>dano ou deterioração é ilegal e considerado um ato de adulteração (GAVA, 2009).</p><p>Os aditivos alimentares também são classificados como naturais ou</p><p>sintéticos. Aditivos naturais são definidos como substâncias presentes em</p><p>alimentos ou extraídas de uma fonte. Por exemplo, o ácido ascórbico (vitamina C)</p><p>é considerado um aditivo natural mesmo quando obtido como extrato. Por outro</p><p>lado, aditivos sintéticos são substâncias sintetizadas quimicamente (WHO, 2018).</p><p>A legislação brasileira através da Portaria nº 540 de 1997, em concordância</p><p>com o Mercosul e o Codex Alimentaruis, classifica os aditivos alimentares de</p><p>acordo com sua função, como demonstrado a seguir (BRASIL, 1997):</p><p>88</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>• Agente de Massa: proporcionar o aumento de volume e/ou da massa dos</p><p>alimentos, sem contribuir significativamente para o valor energético do</p><p>alimento.</p><p>• Antiespumante: prevenir ou reduzir a formação de espuma.</p><p>• Antiumectante: reduzir as características higroscópicas dos alimentos</p><p>e diminuir a tendência de adesão, umas às outras, das partículas</p><p>individuais.</p><p>• Antioxidante: retardar o aparecimento de alteração oxidativa no alimento.</p><p>• Corante: conferir, intensificar ou restaurar a cor de um alimento.</p><p>• Conservador: impedir ou retardar a alteração dos alimentos provocada</p><p>por micro-organismos ou enzimas.</p><p>• Edulcorante: conferir sabor doce ao alimento (substância diferente dos</p><p>açúcares).</p><p>• Espessantes: aumentar a viscosidade de um alimento.</p><p>• Geleificante: conferir textura através da formação de um gel.</p><p>• Estabilizante: tornar possível a manutenção de uma dispersão uniforme</p><p>de duas ou mais substâncias imiscíveis em um alimento.</p><p>• Aromatizante: substância ou mistura de substâncias com propriedades</p><p>aromáticas e/ou sápidas, capazes de conferir ou reforçar o aroma e/ou</p><p>sabor dos alimentos.</p><p>• Umectante: proteger os alimentos da perda de umidade em ambiente de</p><p>baixa umidade relativa ou facilitar a dissolução de uma substância seca</p><p>em meio aquoso.</p><p>• Regulador de Acidez: alterar ou controlar a acidez ou alcalinidade dos</p><p>alimentos.</p><p>• Acidulante: aumentar a acidez ou conferir um sabor ácido aos alimentos.</p><p>• Emulsionante/emulsificante: tornar possível a formação ou manutenção</p><p>de uma mistura uniforme de duas ou mais fases imiscíveis no alimento.</p><p>• Melhorador de Farinha: substância que é agregada à farinha para</p><p>melhorar sua qualidade tecnológica para os fins a que se destina.</p><p>• Realçador de Sabor: ressaltar ou realçar o sabor/aroma de um alimento.</p><p>• Fermento Químico: substância ou mistura de substâncias que liberam</p><p>gás e, dessa maneira, aumentam o volume da massa.</p><p>• Glaceante: substância que, quando aplicada na superfície externa de um</p><p>alimento, confere uma aparência brilhante ou um revestimento protetor.</p><p>• Agente de Firmeza: tornar ou manter os tecidos de frutas ou hortaliças</p><p>firmes ou crocantes, ou interagir com agentes geleificantes para produzir</p><p>ou fortalecer um gel.</p><p>• Sequestrante: formar complexos químicos com íons metálicos.</p><p>• Estabilizante de cor: estabilizar, manter ou intensificar a cor de um</p><p>alimento.</p><p>• Espumante: oossibilitar a formação ou a manutenção de uma dispersão</p><p>uniforme de uma fase.</p><p>89</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>Com ações mais evidentes de conservação dos alimentos destacam-se</p><p>as seguintes categorias: antioxidante, conservadores, reguladores de acidez e</p><p>acidulantes.</p><p>A oxidação é quimicamente definida como a perda de elétrons de um átomo</p><p>ou molécula. A oxidação ocorre em espécies químicas conhecidas como radicais</p><p>livres. Os radicais livres são átomos ou moléculas reativas que não contêm pares</p><p>de elétrons em sua camada externa. Eles podem ser produzidos por processos</p><p>naturais, como metabolismo, ou pode ser formado por fatores extrínsecos,</p><p>como luz ultravioleta ou radiação ionizante. Nos alimentos, reações de radicais</p><p>livres são a causa de vários efeitos adversos mais visíveis como perdas de cor</p><p>e produção de sabores desagradáveis, conhecidos como “sabor de ranço”. Um</p><p>efeito mais imediato dos radicais livres é a destruição de ácidos graxos essenciais</p><p>e aminoácidos, vitaminas e moléculas antioxidantes que ocorrem naturalmente.</p><p>O resultado líquido dessas oxidações é a perda da qualidade dos alimentos e</p><p>redução do valor nutricional (FENEMMA, 2000).</p><p>Os antioxidantes adicionados em alimentos processados desempenham sua</p><p>função antioxidante como sequestradores de radicais livres ou quelantes de íons</p><p>metálicos pró-oxidantes. Eles funcionam por doando um átomo de hidrogênio ao</p><p>radical, retirando o elétron não emparelhado e convertê-lo em uma espécie de</p><p>baixa energia (não reativa) (SHAHADI; JANITHA; WANASUNDARA, 1992).</p><p>Antioxidantes podem ser de origem natural ou sintética. Antioxidantes naturais</p><p>como vitamina C, vitamina E, e algumas especiarias e ervas como orégano,</p><p>manjericão, alecrim, pimenta, noz-moscada, canela, e tomilho são usados</p><p>normalmente, enquanto antioxidantes sintéticos,</p><p>que são principalmente fenólicos</p><p>em natureza, como butil hidroxianisol, butil hidroxitolueno, são utilizados devido</p><p>a sua ampla disponibilidade e bom desempenho. Vários estudos sugerem que o</p><p>uso mais prolongado de antioxidantes sintéticos pode produzir várias doenças ou</p><p>distúrbios fisiológicos, como asma, dor nas articulações, dermatite e problemas</p><p>estomacais e oculares, o que limita o uso desses e estimula as pesquisas quanto</p><p>os efeitos do uso (WILSON; BAHNA, 2005; RAMALHO; JORGE, 2006).</p><p>Os conservantes são utilizados para eliminar parcial ou totalmente, os micro-</p><p>organismos, ou para criar condições desfavoráveis ao crescimento deles. São</p><p>geralmente ácidos orgânicos fracos, como ácido acético, ácido benzóico, ácido</p><p>cítrico, ácido láctico, ácido sórbico e ácido propiônico. A escolha do conservador</p><p>depende de vários fatores, como as propriedades físicas e química do alimento, os</p><p>prováveis agentes contaminantes (leveduras, bolores e bactérias) e as condições</p><p>de armazenamento. A utilização dessa substância pode ser individualmente ou</p><p>associada com métodos físicos, para melhor controle dos micro-organismos</p><p>indesejáveis e otimização das características organolépticas dos alimentos</p><p>(GAVA, 2009).</p><p>90</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>Vários ácidos fracos (por exemplo: acético, propiônico, málico, lático, cítrico</p><p>e tartárico) são aditivos alimentares comuns usados para criar sabor, conservar</p><p>os alimentos, fornecer funcionalidade (por exemplo, sistemas de fermentação)</p><p>e melhorar a segurança. Os Ácidos fracos preservam os alimentos inibindo</p><p>o crescimento de micro-organismos deteriorantes. O mecanismo de inibição</p><p>microbiana envolve a difusão do ácido através dos poros na membrana externa</p><p>da bactéria, causando perturbações de vias bioquímicas essenciais. Ácidos fracos</p><p>contribuem para a segurança alimentar por prevenção de envenenamento por</p><p>botulismo. Clostridium botulinum é um agente patogênico e micro-organismo</p><p>onipresente que cresce bem em ambientes alimentares que contêm pouco</p><p>oxigênio. Os esporos desse organismo sobrevivem a tratamentos térmicos</p><p>normais, isso lhes permite germinar e liberar neurotoxina botulínica que causa</p><p>paralisia muscular e morte. Alimentos, como salsichas, representam um ambiente</p><p>ideal para envenenamento por botulismo. O risco de botulismo em alimentos</p><p>enlatados com baixo teor de ácido (por exemplo, vegetais) é evitado usando um</p><p>rigoroso processo de conservas que inativa ou mata Esporos de C. botulinum</p><p>(KUMAR et al., 2019).</p><p>Embora a utilização dos aditivos possa trazer ação conservante, diversos</p><p>estudos demonstram reações adversas aos aditivos, quer seja aguda ou</p><p>crônica, tais como reações tóxicas no metabolismo desencadeantes de alergias,</p><p>de alterações no comportamento, em geral, e carcinogenicidade, esta última</p><p>observada a longo prazo.</p><p>Acesse ao site da Agência Nacional de Vigilância Sanitária</p><p>e saiba as perguntas mais frequentes em relação aos aditivos</p><p>alimentares: http://portal.anvisa.gov.br/perguntasview?p_p_id=101_</p><p>INSTANCE_nySyFH9AWYKL&_101_INSTANCE_nySyFH9AWYKL_</p><p>g r o u p I d = 3 3 9 1 6 & _ 1 0 1 _ I N S TA N C E _ n y S y F H 9 AW Y K L _</p><p>urlTitle=aditivosalimentares&_101_INSTANCE_nySyFH9AWYKL_</p><p>struts_action=%2Fasset_publisher%2Fview_content&_101_</p><p>INSTANCE_nySyFH9AWYKL_assetEntryId=417464&_101_</p><p>INSTANCE_nySyFH9AWYKL_type=content.</p><p>91</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>1 Os processos de conservação foram agrupados em categorias</p><p>de acordo com a forma de ação sobre os micro-organismos.</p><p>Diferencie os processos de ação direta e indireta.</p><p>2 A temperatura é um dos principais fatores que afetam o</p><p>crescimento dos micro-organismos, estimulando seu crescimento,</p><p>inibindo-o ou até mesmo matando-os. Sabendo dessa informação,</p><p>correlacione a coluna 1 e 2:</p><p>TIPO DE MICRO-ORGANISMOS Tótima (ºC)</p><p>(1) Mesófilos</p><p>(2) Psicrotróficos</p><p>(3) Termófilos</p><p>(4) Psicrófilos</p><p>Tótima (ºC)</p><p>( ) 12 -18</p><p>( ) 20 - 30</p><p>( ) 30 - 40</p><p>( ) 55 - 65</p><p>3 Defina o branqueamento e sua aplicabilidade no processamento</p><p>de alimentos.</p><p>4 Vários parâmetros podem influenciar intensidade do tratamento</p><p>térmico, e consequentemente prejudicar o processo de</p><p>pasteurização. Cite aos principais fatores que se devem ser</p><p>analisados nesse processo.</p><p>5 A desidratação de alimentos consiste na remoção quase completa</p><p>de água sob condições controladas. Diante dessas informações,</p><p>são considerados métodos de desidratação, exceto:</p><p>a) ( ) liofilização.</p><p>b) ( ) congelamento.</p><p>c) ( ) desidratação osmótica</p><p>d) ( ) Secagem por condução.</p><p>6 A irradiação de alimentos é processo físico de tratamento que</p><p>consiste em submeter o alimento embalado ou a granel a doses</p><p>controladas de radiação ionizante. Sobre as características do</p><p>processo de irradiação de alimentos, pode-se afirmar que:</p><p>a) ( ) A penetração da irradiação não depende da densidade do</p><p>alimento e da energia dos raios.</p><p>b) ( ) Pode-se administrar uma dose geral para todos os tipos de</p><p>alimentos, para alcançar o resultado desejado.</p><p>92</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>c) ( ) E a dose máxima deve ser superior àquela que comprometa</p><p>as propriedades funcionais e características sensoriais do</p><p>alimento.</p><p>d) ( ) A irradiação de alimentos é um processo físico simples que</p><p>expõe os alimentos a radiações ionizantes, radiações que são de</p><p>alta frequência capaz de quebrar ligações químicas.</p><p>6 ALGUMAS CONSIDERAÇÕES</p><p>Neste capítulo, estudamos alguns dos principais métodos de conservação</p><p>de alimentos demonstrando a diversidade de processos que podem ser aplicados</p><p>industrialmente. Durante a produção, transporte, armazenamento e consumo</p><p>final de alimentos, as propriedades dos alimentos podem ser afetadas de várias</p><p>maneiras. Para garantir segurança e estabilidade, sem perdas nutricionais e</p><p>sensoriais, devem ser selecionados métodos adequados, eficazes e econômicos</p><p>de preservação de alimentos.</p><p>Em síntese, os métodos de conservação de alimentos apresentados neste</p><p>capitulo resultam em modificações que melhoram as condições sensoriais dos</p><p>mesmos, além de aumentar a estabilidade dos produtos, aumentando sua vida de</p><p>prateleira e promovendo a segurança alimentar aos consumidores. Isso ocorre,</p><p>pois, a maioria dos processos estudados provocam a morte ou inativação de</p><p>micro-organismos deteriorantes ou ainda por ação de enzimas que provocam</p><p>alterações sensoriais nos alimentos, portanto, para se alcançar a estabilidade</p><p>microbiológica dos alimentos é importante promover a redução da carga</p><p>microbiana inicial usando um procedimento adequado seguido pela manutenção</p><p>da carga microbiana residual em níveis aceitáveis.</p><p>Embora os métodos de conservação de alimentos possam ser empregados</p><p>para promover a estabilidade microbiológica e consequentemente a seguridade</p><p>dos alimentos, pode-se promover alterações significativas na qualidade</p><p>organoléptica e no valor nutritivo dos alimentos, portanto, compreender os efeitos</p><p>de cada método de preservação nos alimentos é o ponto crítico. Dessa forma,</p><p>é essencial compreender os fatores que afetam a inativação e o crescimento</p><p>microbiano para garantir produtos seguros e estáveis.</p><p>93</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Princípios E Métodos De Conservação De AlimentosPrincípios E Métodos De Conservação De Alimentos Capítulo 2</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>ARVANITOYANNIS, I. S. Consumer behavior toward Irradiated food. Irradiation</p><p>of food Commodities, p. 673-698, 2010.</p><p>AUGUSTO, P. E. D.; SOARES, B. M. C.; CASTANHA, N. Conventional</p><p>technologies of food preservation. In: Innovative Technologies for Food</p><p>Preservation. Academic Press, 2018. p. 3-23.</p><p>AZEREDO, H. M. C de. Encapsulação: aplicação à tecnologia de</p><p>alimentos. Alimentos e Nutrição Araraquara, v. 16, n. 1, p. 89-97, 2008.</p><p>AZEREDO, H. M. C. Fundamentos de Estabilidade</p><p>de alimentos. 2. ed.</p><p>Fortaleza: Embrapa Agroindústria Tropical, 2004.</p><p>BECK. 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Embora esses métodos tradicionais de</p><p>preservação de alimentos garantam segurança, a aplicação dos mesmos em</p><p>sistemas alimentares promove a perda de compostos sensíveis à temperatura,</p><p>desnaturação de proteínas, alteração de alimentos estruturas, mudança de cor</p><p>e sabor dos produtos, bem como a formação de novas substâncias indesejáveis</p><p>(SAINI; MOON; KEUM, 2018). Assim, hoje, existe um interesse crescente no</p><p>desenvolvimento e aplicação de novas tecnologias de processamento para</p><p>conservação de produtos alimentícios.</p><p>O principal objetivo do processamento de alimentos é sua conservação,</p><p>porém, com o desenvolvimento de certos métodos, descobriu-se que</p><p>características organolépticas como sabor, aparência, cor, aroma, textura ou</p><p>mesmo o valor nutricional, podem ser atraentemente aprimorados com a aplicação</p><p>de diferentes métodos de processamento. Hoje, esses</p><p>são efetivamente os</p><p>principais objetivos das indústrias de alimentos; de um lado, pretendem prolongar</p><p>a vida útil dos alimentos inibindo alterações microbiológicas e bioquímicas e, por</p><p>outro lado, produzir melhorias nas características organolépticas que preservam</p><p>as características nutricionais dos alimentos (ALEXANDRE; BRANDÃO; SILVA,</p><p>2013).</p><p>A necessidade de aumentar a segurança e a qualidade dos alimentos sem</p><p>afetar suas propriedades nutricionais, funcionais e sensoriais aumentaram o uso</p><p>de tecnologias emergentes (inovadoras) na indústria de alimentos. A tecnologia</p><p>emergente foi definida como uma tecnologia que:</p><p>Está em fase de pesquisa e desenvolvimento, com potencial significativo</p><p>para ser comercializado nos próximos cinco anos.</p><p>Já é comercializada, mas representa apenas uma pequena porcentagem do</p><p>mercado de aplicações na indústria de alimentos (MISRA et al., 2017).</p><p>A maioria dessas tecnologias é ambientalmente amigável e pode ajudar a</p><p>reduzir o consumo de energia e água (TOEPFL et al., 2006a). Uma variedade</p><p>dessas tecnologias está se tornando comercialmente disponível para a indústria</p><p>de alimentos e há um interesse significativo em seus potenciais. Tecnologias</p><p>emergentes, por exemplo, ultrassom, micro-ondas e campo elétrico pulsado têm</p><p>104</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>sido frequentemente citadas pelos pesquisadores como uma alternativa para o</p><p>processamento de alimentos, a fim de desenvolver alimentos seguros com danos</p><p>mínimos às propriedades nutricionais e sensoriais (CHEMAT; KHAN, 2011) e que</p><p>podem atender de forma sustentável às necessidades de consumo alimentar da</p><p>crescente população mundial.</p><p>A figura a seguir ilustra as conexões existentes entre as tecnologias de</p><p>conservação de alimentos, algumas já estudadas e outras que abordaremos</p><p>neste capítulo. Além disso, a figura demonstra a escala de maturidade tecnológica</p><p>em que cada uma se encontra a maioria das tecnologias emergentes (laboratorial,</p><p>piloto e industrial).</p><p>FIGURA 1 – CONEXÕES EXISTENTES ENTRE AS TECNOLOGIAS</p><p>EMERGENTES DE PROCESSAMENTO E CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS</p><p>FONTE: <https://www.senairs.org.br/industria-inteligente/artigo-tecnologias-</p><p>emergentes-para-preservacao-dos-alimentos>. Acesso em: 2 dez. 2020.</p><p>2 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS</p><p>POR MÉTODOS INOVADORES</p><p>A demanda por produtos alimentícios com prazo de validade estendido, sem</p><p>aditivos, com qualidade nutricional e segurança microbiana garantida, levou ao</p><p>105</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>desenvolvimento de tecnologias inovadoras de processamento e conservação.</p><p>Uma variedade dessas tecnologias está se tornando comercialmente disponível</p><p>para a indústria de alimentos e há um interesse significativo em seus potenciais.</p><p>Entre eles estão processos não térmicos, como alta pressão, campo elétrico</p><p>pulsado, luz pulsada, e processamento de aquecimento volumétrico, como</p><p>micro-ondas, radiofrequência e aquecimento ôhmico. Esses processos ainda</p><p>apresentam uma baixa implementação industrial, no entanto, já se reconhece</p><p>o potencial dessas tecnologias em contribuir significativamente para atender,</p><p>de forma sustentável, às necessidades de consumo alimentar da crescente</p><p>população mundial (LANGELAAN et al., 2013).</p><p>2.1 PROCESSAMENTO COM ALTA</p><p>PRESSÃO</p><p>O primeiro uso relatado de processamento com alta pressão como método</p><p>de conservação de alimentos foi em 1899 no EUA, onde foram realizadas</p><p>experiências usando altas pressões para conservar leite, suco de frutas e carne</p><p>(HITE, 1899). Eles demonstraram que pressões de 658 Mpa (Megapascal) por</p><p>10 minutos podem destruir micro-organismos nesses produtos. Nos primeiros</p><p>anos do século XX, outras pesquisas mostraram que altas pressões poderiam</p><p>alterar a proteína da clara do ovo. No entanto, esses primeiros pesquisadores</p><p>foram limitados por dificuldades na fabricação de equipamentos de alta pressão e</p><p>embalagens inadequadas para conter os alimentos durante o processamento, e a</p><p>pesquisa foi interrompida (BOLUMAR; GEORGET; MATHYS, 2015).</p><p>Avanços no design de prensas, juntamente aos rápidos avanços nos</p><p>materiais de embalagem permitiram que as pesquisas recomeçassem nos anos</p><p>1980, principalmente no Japão. O processo atingiu o estágio de exploração</p><p>comercial em 1990, com uma variedade de produtos processados sob alta</p><p>pressão vendidos no Japão. Algumas empresas iniciaram a produção de granéis</p><p>de sucos de laranja e outros produtos com alto teor de ácido, incluindo geleias,</p><p>molhos, iogurtes, purés e molhos para salada. Esses produtos são adequados</p><p>para o processamento sob altas pressões porque, devido ao seu baixo pH, são</p><p>estragados por micro-organismos relativamente sensíveis à processo, e não por</p><p>esporos bacterianos resistentes à pressão. Produtos similares mais tarde atingiu</p><p>o mercado dos EUA (MERMELSTEIN, 1997). Uma pesquisa com consumidores</p><p>em três países europeus descobriu que o processamento em alta pressão era</p><p>aceitável para a maioria das pessoas que foram entrevistadas (BUTZ et al., 2003).</p><p>Existe um interesse crescente em usar a alta pressão para conservar alimentos</p><p>com baixo teor de ácido, incluindo carnes vermelhas, aves, frutos do mar, ovo e</p><p>queijo.</p><p>106</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>O processamento de alimentos sob alta pressão consiste em submeter o</p><p>produto a níveis de pressões hidrostáticas bastante elevados (50 a 1000 MPa)</p><p>bem acima daqueles normalmente empregados nos tratamentos convencionais</p><p>(ZIMMERMAN; BERGMAN, 1993). Pois assim provoca a destruição</p><p>microbiológica e retarda significativamente as taxas de reações enzimáticas</p><p>(BASAK; RAMASWAMY, 1996). Segundo Gava, Silva e Frias (2009), a alta</p><p>pressão é um método em que o alimento líquido ou sólido, a granel ou embalado,</p><p>é submetido a altas pressões (100 a 800 MPa), com temperatura variando de</p><p>0 a 100 ºC e um tempo de exposição bastante curto, na faixa de milésimo de</p><p>segundo a vinte minutos. Atualmente, duas tecnologias emergentes são usadas</p><p>para processamento de alimentos usando alta pressão: alta pressão isostática</p><p>(APH) (também chamada de processamento de alta pressão) e homogeneização</p><p>a alta pressão.</p><p>O processo de APH possui pressão, temperatura e tempo de espera como</p><p>variáveis de processamento. A escolha dessas variáveis é uma função da</p><p>meta desejada para cada produto. Geralmente, esse processo é implementado</p><p>submetendo os alimentos (líquidos ou sólidos) selados em embalagens flexíveis</p><p>a uma pressão de até 1000 MPa por um tempo específico sob congelamento ou</p><p>temperatura extremamente alta. O processo promove uma série de alterações</p><p>nas membranas celulares e mecanismos enzimáticos de micro-organismos</p><p>(RENDUELES et al., 2011). Com relação aos constituintes alimentares, a APH</p><p>pode quebrar ligações não covalentes, como ligações iônicas e interações</p><p>hidrofóbicas, enquanto ligações covalentes não são afetadas. Assim, embora</p><p>grandes biomoléculas como proteínas e polissacarídeos, podem ser afetadas</p><p>por mudanças em suas estruturas, pequenas moléculas (compostos funcionais</p><p>e vitaminas e componentes de sabor e cor) não são afetadas, mantendo-se</p><p>inalteradas após processamento (CHAKRABORTY et al., 2014).</p><p>O sistema de APH consiste em: vaso de pressão, gerador de pressão, fluido</p><p>condutor de pressão, dispositivo de controle de temperatura e recipiente para</p><p>condicionamento do produto (CALDERÓN-MIRANDA et al., 1998). O vaso de</p><p>pressão, cerne do sistema, em muitos casos é um cilindro monolítico construído</p><p>em aço inoxidável de alta resistência à tensão. Determina-se a pressão máxima</p><p>desse vaso pela pressão máxima de trabalho, diâmetro do vaso e o número de</p><p>ciclos para o qual foi projetado. A Figura 2 representa o diagrama esquemático do</p><p>equipamento de alta pressão hidrostática, segundo o diagrama esquemático de</p><p>Buzrul e Alpas (2004).</p><p>107</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>FIGURA 2 – DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DO EQUIPAMENTO</p><p>DE ALTA PRESSÃO HIDROSTÁTICA</p><p>FONTE: Buzrul e Alpas (2004, p. 29)</p><p>O alimento é acondicionado em embalagens flexíveis e inserido na câmara</p><p>de pressão; a câmara é fechada e preenchida como meio de transmissão da</p><p>pressão, eliminando todo o ar. O processo de pressurização é iniciado e ao</p><p>final do ciclo a câmara é despressurizada (FARKAS; HOOVER, 2000). Já os</p><p>produtos líquidos podem ser submetidos à pressão fora da embalagem, mediante</p><p>sistema semicontínuo, constituído de três vasos de pressão e sistema de válvulas</p><p>automáticas. Após o processamento, o produto é envasado assepticamente</p><p>(CAMPOS; DOSUALDO; CRISTIANINI, 2003).</p><p>O processamento utilizando a homogeneização de alta pressão, é um</p><p>processo físico não térmico introduzido no processamento de alimentos na década</p><p>de 1980 para melhorar a eficiência da homogeneização de emulsões lácteas. Essa</p><p>tecnologia possui um princípio de operação semelhante aos homogeneizadores</p><p>convencionais, mas o uso de pressões na ordem de 10 a 15 vezes mais altas do</p><p>que as normalmente aplicadas (até 350 MPa) (DIELS; MICHIELS, 2006). Esse</p><p>processo é descrito apenas para aplicação em alimentos líquidos. No aparelho,</p><p>o fluido é forçado a passar através de uma válvula de homogeneização a altas</p><p>pressões. A passagem através da abertura estreita da válvula (na ordem dos</p><p>micrômetros) e a súbita descompressão do fluido gera um aumento na velocidade</p><p>(entre 150 e 300 m/s) e temperatura (cerca de 15 a 25 °C por 100 MPa) causada</p><p>108</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>por forte atrito na região da válvula de homogeneização, que depende da matriz</p><p>alimentar, concentração total de sólidos e outros fatores (DUMAY et al., 2013). A</p><p>pressão operacional é controlada pela largura da válvula de homogeneização que</p><p>restringe o fluxo do produto. A Figura 3 representa o diagrama de operação do</p><p>processamento de homogeneização.</p><p>FIGURA 3 – DIAGRAMA DE OPERAÇÃO DA HOMOGENEIZAÇÃO DE ALTA PRESSÃO</p><p>FONTE: Leite Junior, Oliveira e Cristianini (2018, p. 153)</p><p>Para compreender os efeitos da alta pressão sobre os alimentos é</p><p>necessário conhecer dois princípios básicos que norteiam o tratamento de alta</p><p>pressão, o princípio da pressão isostática e o princípio de Le Chatelier. Pelo</p><p>princípio isostático a pressão é transmitida de maneira uniforme e instantânea</p><p>por todo o alimento, que é um dos principais diferenciais do processo, representa</p><p>a quase instantaneidade e transmissão isostática da pressão ao produto,</p><p>independentemente do tamanho, forma e composição do alimento (DELIZA et al.,</p><p>2005). Difere do tratamento térmico em que a penetração de calor depende do</p><p>tempo de exposição e da geometria do produto.</p><p>O princípio de Le Chatelier estabelece que modificações na pressão podem</p><p>acelerar ou retardar reações químicas se acompanhadas por diminuição ou</p><p>aumento de volume, respectivamente. Portanto, segundo esse princípio, qualquer</p><p>fenômeno, transição de fase, mudança de conformação molecular ou reação</p><p>109</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>química acompanhado por uma redução de volume, é favorecido pelo aumento</p><p>de pressão, e vice-versa. No caso de uma reação, a pressão alterará o equilíbrio</p><p>na direção do sistema de menor volume. Além disso, o processo de alta pressão,</p><p>seguindo o princípio de Le Chatelier, induz uma redução do volume molecular</p><p>acelerando exponencialmente a ocorrência de reações favorecidas por pressão</p><p>(TOMASULA et al., 2014).</p><p>Quando os alimentos são submetidos à alta pressão, a pressão é transmitida</p><p>instantaneamente para os micro-organismos presentes nos alimentos. Causa</p><p>a inativação microbiana alterando ligações não covalentes em proteínas</p><p>responsáveis pela replicação, integridade celular e metabolismo na sua forma</p><p>biologicamente ativa. A desnaturação irreversível de uma ou mais dessas proteínas</p><p>críticas (por exemplo, ATPases ligadas à membrana e enzimas envolvidas no</p><p>DNA replicação e transcrição, e uma variedade de alterações bioquímicas) resulta</p><p>em lesão celular ou morte.</p><p>Uma das principais aplicações do processamento utilizando alta pressão</p><p>na indústria alimentícia é a eliminação de micro-organismos vegetativos.</p><p>Quando os alimentos são submetidos à alta pressão, a pressão é transmitida</p><p>instantaneamente para os micro-organismos presentes nos alimentos. A resposta</p><p>de leveduras, bolores e a das bactérias vegetativas à pressão varia muito, e</p><p>normalmente depende de fatores como: espécies, linhagens, temperatura de</p><p>processamento e substrato (PATTERSON, 2005). A viabilidade de um micro-</p><p>organismo vegetativo sob pressão pode ser comprometida por alterações</p><p>estruturais na membrana celular e inativação de sistemas enzimáticos envolvidos</p><p>no metabolismo (KNORR; HEINZ; BUCKOW, 2006). Entre os mais relevantes</p><p>alvos de pressão nas células vegetativas são proteínas e membranas lipídicas.</p><p>Pressões de 100-200 MPa causarão uma transição de fase reversível e a</p><p>dissociação ou alterações conformacionais nas subunidades de proteínas,</p><p>enquanto pressões superiores a 220 MPa destruirão irreversivelmente a estrutura</p><p>da membrana através do desdobramento de proteínas (WINTER; JEWORREK,</p><p>2009). Além disso, a pressão também levará à desnaturação de certas enzimas</p><p>relevantes para a função metabólica.</p><p>A alta pressão tem comportamentos diferentes dependendo do conteúdo</p><p>dos alimentos. Esse processamento causa alterações complexas na estrutura e</p><p>reatividade de biopolímeros, como amidos e proteínas. Quanto maior a pressão</p><p>e o tempo de processamento, maior o potencial de alterações na aparência dos</p><p>alimentos, especialmente em alimentos crus e ricos em proteínas, onde ocorre a</p><p>desnaturação da proteína. Pressões acima das faixas de 300 a 400 MPa causam</p><p>desdobramento da estrutura molecular das proteínas e causando alterações na</p><p>textura dos alimentos. A formação de gel é observada em algumas proteínas,</p><p>como soja, glúten, albumina de carne, peixe e ovo. Comparados com os géis</p><p>110</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>tratados termicamente, os géis induzidos por pressão têm diferentes propriedades</p><p>reológicas melhores (são suaves, brilhantes e macios, com maior elasticidade) e</p><p>mantêm sua cor e sabor naturais (BROOKER, 1999). O uso da pressão, sozinho</p><p>ou com diferentes tratamentos térmicos, pode ser usado para produzir uma gama</p><p>de novos produtos texturizados (LEDWARD, 2000). Por exemplo, as moléculas de</p><p>amido são abertas e parcialmente degradadas por altas pressões, para produzir</p><p>maior doçura e suscetibilidade à atividade da amilase. Vegetais de raiz, incluindo</p><p>batata e batata-doce tornaram-se mais macias, flexíveis, doces e transparentes</p><p>(GALAZKA et al., 1995).</p><p>A carne é amaciada a pressões mais baixas (por exemplo, 100 MPa a 35 °C</p><p>por 4 min de pré-rigor ou 150 MPa a 60 °C por 1 h pós-rigor) pelo efeito da pressão</p><p>nas miofibrilas, mas não nos tecidos conjuntivos ou no colágeno (BROOKER,</p><p>1999). Processamento a 103 MPa e 40 ± 60 °C para 2,5 min melhora a qualidade</p><p>da ingestão de carne e reduz as perdas de cozimento. A extensão de amaciamento</p><p>depende dos três fatores envolvidos: pressão, temperatura e tempo (JOHNSTON,</p><p>1995). Altas pressões hidrostáticas podem causar mudanças estruturais em</p><p>alimentos estruturalmente frágeis, como morangos ou alface. Deformação na</p><p>célula e danos na membrana celular podem resultar em amolecimento e perda</p><p>de soro celular. Normalmente, essas alterações são indesejáveis, porque os</p><p>alimentos parecerão processados e não é mais fresco ou cru. Arroyo, Sanz e</p><p>Préstamo (1997) processaram alface e tomate frescos a 20</p><p>°C por 10 min e 10 °C</p><p>por 20 min a pressões de até 400 MPa. Pressões de 300 e 350 MPa reduziram</p><p>bactérias Gram-negativas, leveduras e bolores, mas também fez com que a pele</p><p>se soltasse e descascasse nos tomates, e fez a alface dourar.</p><p>A alta pressão tem efeito mínimo nas ligações covalentes e, portanto,</p><p>ocorre o mínimo de destruição de micronutrientes como vitaminas e compostos</p><p>antioxidantes (CARBONELL-CAPELLA et al., 2013). Isso é provavelmente a</p><p>vantagem mais importante deste método de conservação. Além disso, a alta</p><p>pressão é muito útil para preservar os parâmetros de qualidade similares aos in</p><p>natura, proporcionando uma vida útil significativa e extensão da qualidade. A alta</p><p>pressão mantém o conteúdo nutricional e os perfis sensoriais quase inalterados,</p><p>o que é desejável do ponto de vista da saúde, além de ser agradável para os</p><p>consumidores.</p><p>A alta pressão pode ser aplicada em uma variedade de produtos, e alguns</p><p>exemplos destes já estão disponíveis comercialmente, como salsicha, bacon</p><p>e presunto tratados sob pressão 600 MPa por 5 min a 5 °C (SAN MARTÍN;</p><p>BARBOSA-CÁNOVAS; SWANSON, 2002). Além disso, alguns pratos como</p><p>macarrão, queijo, frango, “fetuccine” de salmão, “ravióli”, e “strogonoff de carne”,</p><p>foram tratados com alta pressão mantendo o sabor, textura e cor de alimento</p><p>fresco (MEYER et al., 2000).</p><p>111</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>O maior obstáculo em relação ao uso dessa tecnologia são os custos</p><p>envolvidos na aquisição dos equipamentos e de processamento, o que resulta</p><p>na limitação do uso dessa tecnologia. Avanços têm sido realizados no desenho e</p><p>construção desses equipamentos para tornar os custos de processamento mais</p><p>competitivos em relação aos processos de esterilização e congelamento. Estima-</p><p>se que, os custos para modificar a linha de processamento já existente e obter o</p><p>produto sob alta pressão, estejam em torno de US$ 0,0455/libras, considerando-</p><p>se a depreciação do equipamento como sendo de 10 anos (MEYER et al., 2000).</p><p>Para conhecer um pouco mais dessa tecnologia assista o vídeo</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=ivU-jhJLx1U da Embrapa onde o</p><p>pesquisador Dr. Amauri Rosenthal apresenta a aplicabilidade da alta</p><p>pressão para suco de frutas.</p><p>2.2 PROCESSAMENTO COM PULSOS</p><p>ELÉTRICOS</p><p>Embora muitas vezes considerado uma técnica inovadora, o conceito de</p><p>aplicação de corrente elétrica para tratamento de alimentos remonta ao final do</p><p>século XIX. Desde a década de 1960, foram relatadas aplicações de campos</p><p>elétricos pulsados. Posteriormente, em meados de 1995, várias tentativas</p><p>foram feitas para industrializar uma aplicação de pulsos elétricos, e em 2005 a</p><p>comercialização de um tratamento de pasteurização utilizando este método foi</p><p>alcançado. Técnicas para empregar os pulsos elétricos como pré-tratamento no</p><p>processamento de frutas e vegetais e processamento de carne estão em processo</p><p>e em comercialização (TOEPF; HEINZ; KNORR, 2007).</p><p>O processamento com pulsos elétricos ou com campo elétrico pulsante</p><p>(Pulsed Electric Field – PEF, ou em português PE) consiste na utilização da</p><p>aplicação de pulsos de alta voltagem, na faixa de 20 mil a 80 mil V/cm, em</p><p>alimentos colocados entre dois eletrodos, na temperatura ambiente, ou um pouco</p><p>acima durante um segundo ou menos (FELLOWS, 2006). Basicamente, os</p><p>equipamentos utilizados neste método consistem em uma fonte de alimentação</p><p>de corrente contínua de alta voltagem que é conectada a um banco de capacitores</p><p>(diferentes configurações do circuito do capacitor podem criar formas diferentes</p><p>de pulsos) para armazenar grande quantidade de energia que posteriormente</p><p>112</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>será descarregada como um pulso elétrico de alta voltagem, no sistema alimentar,</p><p>em uma câmara de tratamento como demonstrado na Figura 4 (BARSOTTI;</p><p>CHEFTEL, 1999).</p><p>A tecnologia PE constitui uma alternativa ao processamento térmico</p><p>tradicional na inativação de micro-organismos contaminantes e patogênicos e</p><p>enzimas, com a vantagem de reter ou minimamente modificar atributos sensoriais,</p><p>nutricionais e de conservação de produtos líquidos de frutas e vegetais (ZULUETA;</p><p>ESTEVE; FRÍGOLA, 2010). Embora a aplicação do PE aumente a temperatura do</p><p>produto, o calor gerado durante a sua aplicação não é considerado significativo,</p><p>uma vez que não excede os 40 °C, embora seja conveniente incorporar sistemas</p><p>de refrigeração.</p><p>FIGURA 4 – PRINCIPAIS COMPONENTES DE UMA UNIDADE PE</p><p>FONTE: Fellows (2006). pg. 293</p><p>Quando o objetivo da aplicação do método é de conservação de alimentos,</p><p>ou seja, inativar enzimas e destruir micro-organismos, a metodologia consiste em</p><p>submeter o produto a campos elétricos pulsados de alta intensidade (na ordem de</p><p>5 a 55 kV/cm) com pulsos elétricos de curta duração (ms ou μs), repetidos muitas</p><p>vezes (constituindo o número de pulsos) (SOLIVA-FORTUNY et al., 2009).</p><p>O efeito do PE nos micro-organismos é baseado na alteração da parede</p><p>celular, devido à diferença de potencial entre os dois lados da membrana (o campo</p><p>elétrico externo induz uma diferença de potencial elétrico através da membrana</p><p>113</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>celular, denominado potencial transmembrana) causada pela aplicação de um forte</p><p>campo elétrico (BARBA et al., 2015). Quando essa diferença de potencial atinge</p><p>um valor crítico particular, que varia de acordo com o tipo de micro-organismo,</p><p>ocorre uma formação irreversível de poros na membrana celular (eletroporação),</p><p>como demonstrado na Figura 5.</p><p>A eletroporação é causada quando altos pulsos de campo elétrico</p><p>desestabilizam temporariamente a bicamada lipídica e as proteínas das</p><p>membranas celulares. O principal efeito é aumentar a permeabilidade da</p><p>membrana devido à compressão e poração. Poros na membrana causam inchaço</p><p>e ruptura da célula, consequentemente, ocorre uma perda de integridade celular</p><p>e o aumento da permeabilidade leva à destruição das células afetadas (VEGA-</p><p>MERCADO et al., 1996). Outros efeitos do PE incluem interrupção de organelas</p><p>celulares, especialmente ribossomos e reações de oxidação induzida e de</p><p>redução dentro das células que interrompem os processos metabólicos.</p><p>FIGURA 5 – REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA INATIVAÇÃO</p><p>MICROBIANA POR CAMPO ELÉTRICO PULSADO</p><p>FONTE: Koubaa et al. (2018) pg. 440</p><p>Muitos estudos têm relatado a vantagem da aplicação de PE para a</p><p>conservação de micronutrientes dos alimentos, pois se espera que as vitaminas</p><p>termolábeis sejam conservadas, já que o pulso elétrico não constitui tratamento</p><p>térmico (BINOTI, 2012). Em suco de laranja a retenção de compostos fenólicos</p><p>foi maior quando o produto foi tratado com PEF em comparação a metodologia</p><p>tradicional de pasteurização (AGCAM; AKYILDIZ; EVRENDILEK, 2014).</p><p>Outra vantagem da tecnologia é provocar mínima ou nenhuma alteração nas</p><p>114</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>características físico-químicas dos alimentos. Segundo Cserhalmi et al. (2006),</p><p>o pH, oBrix, condutividade elétrica, viscosidade, índice de escurecimento não</p><p>enzimático e hidroxi-metil-furfural (HMF) de suco de frutas cítricas (grapefruit,</p><p>limão, laranja, tangerina) tratados com essa tecnologia não sofreram alterações</p><p>significativas.</p><p>Como apresentado anteriormente, o uso do PE como uma técnica não</p><p>térmica de processamento de alimentos possui vantagens sobre os processos</p><p>térmicos convencionais, pois evita a destruição de compostos termolábeis</p><p>de produtos alimentícios, como proteínas, vitaminas e enzimas, fornecendo</p><p>produtos alimentícios seguros e estáveis em prateleiras (VEGA-MERCADO et</p><p>al., 2004). No entanto, algumas desvantagens do processamento</p><p>De Alimentos Capítulo 1</p><p>Apesar dos avanços, a produção de grãos sofre perdas consideráveis até</p><p>chegar ao consumidor. Os principais agentes a inferirem diretamente na qualidade</p><p>dos grãos, logo após a colheita, ou até mesmo no período que antecede esta, são:</p><p>a temperatura; a umidade relativa do ambiente e o teor de água existe nos grãos</p><p>(CARVALHO; NAKAGAWA, 2000). As perdas pós-colheita constituem um dos</p><p>fatores mais significativos no fornecimento mundial de alimentos, representando</p><p>5-10% da produção mundial de grãos e oleaginosas. A maior parte dos grãos,</p><p>depois de colhidos, possui características inadequadas ao armazenamento, em</p><p>razão principalmente do alto conteúdo de água e da presença de impurezas e</p><p>matérias estranhas necessitando, portanto, de tratamentos pós-colheita para</p><p>que, durante o armazenamento, a qualidade e a quantidade dos grãos sejam</p><p>preservadas (BAILEY, 1992).</p><p>A deterioração pós-colheita favorece a perda de matéria seca dos grãos</p><p>e consequentemente promove alterações nos atributos físicos, fisiológicos,</p><p>sanitários e genéticos dos grãos, o que resulta na redução do valor agregado ao</p><p>produto (MARCOS FILHO, 2013).</p><p>Dessa forma, as indústrias de processamento de alimentos empregam</p><p>tecnologias que garantem a qualidade dos grãos, que geralmente é definida em</p><p>função da sua utilização. Assim, no mercado externo, é cada vez mais comum as</p><p>indústrias definirem o tipo de matéria-prima que desejam. Em uma indústria de</p><p>amido, por exemplo, o fator de qualidade é indicado através das características</p><p>dos grãos que apresentem maiores teores de amido no endosperma. Já indústrias</p><p>que trabalham com extração de óleo comestível preferem grãos com altos teores</p><p>de óleo no germe. Portanto, a qualidade do grão para um determinado uso</p><p>industrial, pode não ter as mesmas características para outra indústria (ASCHERI;</p><p>GERMANI, 2004).</p><p>2. Raízes, tubérculos bulbos e caules: grupo composto por raízes e</p><p>tubérculos: batata-inglesa, batata-doce, aipim, beterraba, cará e inhame.</p><p>Bulbos: cebola e alho. Caules: cana-de-açúcar.</p><p>As culturas tropicais de raízes e tubérculos são encontradas em uma</p><p>ampla variedade de sistemas de produção e usadas como alimento básico em</p><p>muitos países subdesenvolvidos e em desenvolvimento do mundo. É uma fonte</p><p>pertinente de segurança alimentar, pois são resilientes ao clima e podem crescer</p><p>em terras menos produtivas. Além disso, a produtividade é maior em comparação</p><p>com cereais e hortaliças, constituindo uma fonte de renda para os agricultores.</p><p>(SARANRAJ et al., 2019).</p><p>De acordo com a definição da FAO (FAO, 1994), raízes e tubérculos são</p><p>plantas que produzem raízes, amiláceos, tubérculos, rizomas, cormos e caules</p><p>16</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>comumente consumidos como alimento humano, alimentação animal e como</p><p>alimentos fabricados. Existem seis principais culturas de raízes e/ou tubérculos:</p><p>batata, mandioca, batata doce, inhame, taro e yautia. Algumas delas são</p><p>importantes fontes de renda e alimentos, especialmente para agricultores com</p><p>recursos limitados na Ásia, África, América Latina e Caribe. Inhame e mandioca,</p><p>por exemplo, respondem por uma porção considerável da ingestão calórica diária</p><p>de pessoas na África Ocidental (OKOGBENIN et al., 2013).</p><p>No ranking mundial, o continente africano se apresenta em primeiro lugar em</p><p>área plantada e em produção de tubérculos, com 3.053 mil hectares e 31.605 mil</p><p>toneladas, respectivamente. Nesse continente, a Nigéria é o maior produtor, com</p><p>69,37% e 73,60% da área plantada e produção, respectivamente. Na América do</p><p>Sul, o Brasil é o maior produtor, com uma área plantada de 24 mil hectares e</p><p>uma produção de tubérculos de 215 mil toneladas, seguido pela Colômbia e pela</p><p>Venezuela (AZEVEDO; COSTA LIMA; CARNEIRO, 1998).</p><p>Os tubérculos têm uso na alimentação humana, animal e industrial</p><p>(CAVALCANTI; ARAÚJO, 2000). Quase a totalidade da produção de tubérculos</p><p>no Brasil é destinada à produção industrial de farinhas e extração de amido. A</p><p>mandioca, por exemplo, pode passar por processos tecnológicos na indústria</p><p>de alimentos, e ser encontrada como um produto, fresco ou minimamente</p><p>processada, facilitando seu preparo e consumo, sendo utilizada na forma assada,</p><p>cozida, fritas ou compondo pratos culinários (OLIVEIRA et al., 2005).</p><p>3. Frutas: é o produto procedente da frutificação de uma planta, destinado</p><p>ao consumo, in natura (BRASIL, 1978). é o grupo composto por frutas</p><p>tropicais: banana, manga, caju, laranja, mamão, abacaxi, maracujá etc.</p><p>E frutas de clima temperado: uva, pêra, maçã, ameixa, figo e caqui.</p><p>A composição química das frutas, que lhes confere o seu valor nutricional,</p><p>é extremamente valorizada atualmente. Profissionais associados à saúde e</p><p>alimentação têm aderido à campanha “5 A day”, que preconiza um consumo diário</p><p>de cinco porções de frutas. Do ponto de vista nutricional as frutas se destacam,</p><p>por não conterem colesterol, e por apresentarem, normalmente, baixos teores</p><p>de óleos, ricos em ácidos graxos insaturados. Além disso, constituem-se fontes</p><p>inexoráveis de vitaminas, minerais e fibras (VILAS BOAS et al., 2001).</p><p>O Brasil é o terceiro maior produtor mundial de frutas com cerca de 45</p><p>milhões de toneladas ao ano, das quais 65% são consumidas internamente e</p><p>35% são destinadas ao mercado externo (EMBRAPA, 2018). Dentre as frutas</p><p>tropicais e subtropicais de interesse no Brasil, destacam-se o mamão, a manga, o</p><p>maracujá, o abacaxi, a banana, a goiaba, os citros e muitas outras (FACHINELLO</p><p>et al., 2011).</p><p>17</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>Embora a produção de frutas seja grande, existe um grande desafio no</p><p>setor da fruticultura que é relacionado à pós-colheita, uma vez que existe grande</p><p>perecibilidade. Após a colheita, as frutas mantêm seu estado vivo metabolizando.</p><p>Através da respiração aeróbica, que consiste na oxidação de substratos,</p><p>principalmente açúcares, as frutas conservam seu estado energizado, quanto</p><p>maior a taxa respiratória das frutas, maior sua perecibilidade. Nos países em</p><p>desenvolvimento, as perdas pós-colheita de frutas ultrapassam 20% da produção.</p><p>Entre 40 e 50% das perdas em todo o mundo são de frutas e legumes, das quais</p><p>54% ocorrem em estágios de produção, pós-colheita, manuseio e armazenamento,</p><p>enquanto 46% ocorrem em processamento, distribuição e consumo, com uma</p><p>perda anual total de US 750 bilhões de dólares. No caso do Brasil, esse valor</p><p>chega até a 40% em algumas regiões do Nordeste (FAO, 2013).</p><p>Embora o conceito de qualidade dependa de cada etapa da produção</p><p>de frutas, de modo geral é tido como o conjunto de atributos que atendam ao</p><p>máximo, às exigências do consumidor. No caso de frutas, a qualidade é atribuída</p><p>a parâmetros como aparência (tamanho, formato, cor, brilho), textura (maciez,</p><p>suculência), sabor, palatabilidade, além de propriedades nutritivas, funcionais e</p><p>de segurança (ROMBALDI et al., 2007).</p><p>Entre as principais causas de perdas pós-colheita nos países desenvolvidos</p><p>e em desenvolvimento estão as embalagens pobres, a falta de planejamento da</p><p>quantidade a ser comprada e o manuseio excessivo por produtores, comerciantes</p><p>e consumidores (CHITARRA; CHITARRA, 2005). Além disso, existem deficiências</p><p>na adoção de boas práticas de fabricação em muitos estabelecimentos de</p><p>distribuição em todo o mundo. Os produtos são frequentemente apresentados em</p><p>condições higiênicas insatisfatórias e enfrentam riscos de contaminação durante</p><p>o manuseio e a exposição, favorecendo o aumento de perdas e a ocorrência de</p><p>doenças de origem alimentar (DENIS et al., 2016).</p><p>Na América Latina, principalmente no Brasil, as perdas de frutas e legumes</p><p>chegam a aproximadamente 30% e ocorrem nos estágios de processamento e</p><p>armazenamento associados à logística ineficiente no período pós-colheita, o</p><p>que leva a uma procura constante de</p><p>do PE devem</p><p>ser apresentadas, por exemplo, o aumento da temperatura durante a aplicação</p><p>do pulso, como resultado da condutividade (condutividades mais altas resultam</p><p>em aumento de temperatura mais alta durante o processamento), diminuindo</p><p>assim o efeito do processamento não térmico, levando à perda de sensibilidade,</p><p>semelhante aos processos térmicos convencionais (TOEPFL et al., 2006b).</p><p>Outra desvantagem da utilização deste método e quanto sua implantação,</p><p>a transição entre escalas laboratoriais/piloto e unidades industriais ainda é difícil</p><p>tarefa, devido à multiplicidade de variáveis que influenciam a viabilidade do uso de</p><p>PE, como fluxo do produto, distância dos eletrodos, diâmetro capilar, viscosidade</p><p>e condutividade do produto (SHAHBAZ et al., 2018). As unidades industriais de</p><p>PE também requerem enchimento asséptico no final da linha de processamento,</p><p>que é caro e pode introduzir contaminação nos alimentos processados se não for</p><p>realizada e mantida adequadamente (TOEPFL et al., 2006a).</p><p>O vídeo a seguir demonstra a aplicação de pulsos elétricos</p><p>para tratamento de babatas, demonstrando que em comparação</p><p>ao tratamento convencional, a batata após a fritura tem melhores</p><p>características sensoriais e absorve menos quantidade de óleo:</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=-doPfIKimNY</p><p>115</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>2.3 PROCESSAMENTO POR MEIO DA</p><p>LUZ PULSANTE</p><p>A luz pulsada é um método que vem sendo estudado como alternativa</p><p>aos processos convencionais. É um processo inovador que permite através de</p><p>tecnologias suaves de conservação, aplicadas aos produtos alimentares, destruir</p><p>parcialmente ou totalmente os micro-organismos dos alimentos ou produtos</p><p>sensíveis, sem ter que recorrer a tratamentos térmicos ou a conservadores</p><p>químicos, pois é uma versão modificada dos sistemas de tratamentos por luz</p><p>UV-C em onda contínua (GÓMEZ-LÓPEZ et al., 2007).</p><p>A tecnologia de luz pulsada ou luz pulsante (pulsed light – PL) envolve o uso</p><p>de lâmpadas de flash de gás inerte que convertem curta duração e pulsos elétricos</p><p>de alta potência, como aqueles usados em pulsos de campo elétrico, em pulsos</p><p>de radiação de alta potência e curta duração nas regiões de frequência da luz</p><p>ultravioleta (UV), visível (VL) e infravermelha (IR). A grande quantidade de energia</p><p>fornecida pela PL pode ser usada para uma ampla gama de finalidades, incluindo</p><p>a rápida purificação ou esterilização eficaz de alimentos e itens relacionados a</p><p>alimentos.</p><p>O efeito bactericida da luz contínua UV foi descoberto por Gates (1928), e hoje</p><p>o uso da luz UV, geralmente emitida por lâmpadas de mercúrio de baixa, média</p><p>ou alta pressão em 254 nm, é uma técnica de esterilização bem estabelecida</p><p>(KOUTCHMA, 2019). Embora muitos dispositivos de luz pulsada (LP) tenham sido</p><p>desenvolvidos antes de 1970 para diferentes fins industriais, o uso de lâmpadas</p><p>de flash de gás inerte gerando intensa pulsos breves de luz UV como técnica de</p><p>tratamento microbiano, a inativação definitivamente começou no final dos anos 70</p><p>em Japão, patenteado por Hiramoto (1984).</p><p>Nos anos subsequentes, houve muitos desenvolvimentos em LP, incluindo</p><p>patentes para diferentes tipos de dispositivos e equipamentos e publicações</p><p>científicas sobre os recursos e os efeitos dos tratamentos com LP e algumas</p><p>aplicações. Um grande aumento na pesquisa e desenvolvimento de aplicações</p><p>de LP na indústria de alimentos ocorreu em 1996, quando o FDA aprovou o uso</p><p>do PL “para produção, processamento e manuseio de alimentos” e recomendado</p><p>algumas condições para esse uso (FDA, 2005).</p><p>Segundo Gava, Silva e Frias (2009), o alimento a ser tratado pela tecnologia</p><p>de luz pulsante é submetido a pelo menos um pulso de luz com densidade</p><p>energética de 0,01 a 50 J/cm2 na superfície. O material recebe, pelo menos</p><p>um pulso de luz (tipicamente 1 a 20 flashes por segundo), com duração de 1</p><p>microssegundo a 0,1 s.</p><p>116</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>Um sistema LP de bancada consiste essencialmente de uma câmara</p><p>de tratamento equipado com uma ou mais lâmpadas de xenônio. O sistema</p><p>armazena eletricidade em capacitores por uma fração de segundo, seguida por</p><p>uma liberação subsequente em um intervalo de tempo mais curto para uma</p><p>lâmpada de xenônio, que produz um flash intenso. Existem diferentes versões</p><p>deste sistema, dependendo do fabricante e modelo. Alguns consistem em um</p><p>único módulo (Figura 6), enquanto outros são compostos por dois módulos</p><p>separados, um para a fonte de alimentação e outro para a câmara de tratamento.</p><p>FIGURA 6 – REPRESENTAÇÃO SIMPLIFICADA DE UM SISTEMA DE LUZ PULSADA</p><p>FONTE: Gómes-Lopez e Bolton (2007, p. 469)</p><p>O mecanismo de inativação microbiana pela utilização da luz pulsada tem sido</p><p>extensivamente estudado e relatado na literatura. O dano ao DNA foi identificado</p><p>como o principal evento letal. Verificou-se que a PL possui propriedades germicidas</p><p>contra uma ampla gama de micro-organismos principalmente devido à parte UV</p><p>do espectro de luz visível. O efeito antimicrobiano da luz sobre bactéria é atribuído</p><p>principalmente à absorção de radiação pela dupla conjugação carbono-carbono</p><p>das ligações de proteínas e ácidos nucleicos que levam a alterações estruturais</p><p>subsequentes no DNA (NICORESCU et al., 2013). Alterações físicas como quebra</p><p>de fita simples do RNA, quebra de proteínas virais devido aos comprimentos de</p><p>onda UV incluídos na luz pulsada foram relatados para inativação de certos vírus.</p><p>Também foi relatado que a absorbância da luz UV rompe o capsídeo viral devido</p><p>ao superaquecimento instantâneo das células microbianas (VIMONT; FLISS;</p><p>JEAN, 2015).</p><p>117</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>Segundo Krishnamurthy et al. (2010), o dano estrutural em células</p><p>microbianas atribuídas à constante perturbação causada pelos pulsos de alta</p><p>energia, foram efeitos observados em células de Staphylococcus aureus que</p><p>danificavam devido à LP que resultava em vazamento celular, falta de parede</p><p>celular, encolhimento da membrana citoplasmática e colapso de estruturas</p><p>internas. Além de reduzir a microbiota contaminante, a luz pulsada também</p><p>afeta as propriedades físico-químicas e antioxidantes das frutas. Charles et al.</p><p>(2013) demonstraram em seus estudos o efeito da LP em mangas minimamente</p><p>processadas. Os autores constataram que a utilização de doses próximas a 8 J</p><p>cm-2 permitiram a manutenção da cor, textura e perda de água dos produtos.</p><p>Três categorias de produtos alimentícios líquidos que estão disponíveis</p><p>comercialmente e podem ser tratados com luz pulsante incluem líquidos, líquidos</p><p>em emulsão ou líquidos com partículas em suspensões como demonstrado na</p><p>Tabela 1.</p><p>TABELA 1 – GRUPOS DE ALIMENTOS E BEBIDAS ADEQUADOS</p><p>PARA TRATAMENTO COM LUZ PULSADA</p><p>FONTE: Adaptado de Gómez-López, Koutchma e Linden (2012)</p><p>Na indústria de alimentos, a luz pulsada pode ser aplicada para esterilizar,</p><p>higienizar ou reduzir a carga microbiana em alimentos, materiais de embalagem</p><p>de alimentos, bem como superfícies e ambientes envolvidos nos processos</p><p>alimentares. A luz pulsada tem potencial aplicação em tratamento de produtos</p><p>que requeiram uma desinfeção rápida, e pode ser utilizada como a última</p><p>operação em produtos minimamente processados. Esse método evita assim</p><p>118</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>a aplicação de desinfetantes químicos e conservantes, é um processo rápido,</p><p>o seu custo é médio (DOMÍNGUEZ; PARZANESE, 2011). No entanto, como o</p><p>UV é facilmente absorvido pelas superfícies, seu uso é restrito às superfícies</p><p>translúcidas, portanto, a esterilização de produtos embalados só é possível se a</p><p>embalagem</p><p>for transparente à radiação UV. Em alimentos, que são opacos e têm</p><p>superfícies irregulares a destruição de micro-organismos é mais difícil de atingir</p><p>(WALLEN et al., 2001). A composição dos alimentos também afeta a eficiência</p><p>de descontaminação da luz pulsada. Alimentos com alto teor em proteínas ou</p><p>alimentos oleosos não são adequados para a descontaminação por pulsos</p><p>intensos de luz. É possível que grande parte das radiações sejam absorvidas</p><p>pelas proteínas e óleos, reduzindo a eficiência da radiação emitida (GOMÉZ-</p><p>LÓPEZ et al., 2007).</p><p>2.4 PROCESSAMENTO COM</p><p>ULTRASSOM</p><p>Os sons podem ser definidos como a propagação contínua de uma</p><p>compressão ou onda mecânica que causa vibração das partículas propagadas</p><p>longitudinalmente por meio do número de repetições em um determinado período</p><p>de tempo (frequência). Os sons, de acordo com a faixa de frequência, podem</p><p>ser classificados como infrassons (frequências de até 20 Hz), sons acústicos</p><p>(até 20 kHz, audíveis para o ouvido humano) e ultrassons (acima de 20 kHz e</p><p>até 10 MHz). O ultrassom são ondas mecânicas que têm a propriedade de se</p><p>espalhar em meios elásticos, como líquidos (ALEXANDRE et al., 2019). A onda</p><p>ultrassônica é caracterizada principalmente por quatro parâmetros físicos, a saber,</p><p>a frequência (Hz), a potência ultrassônica (W), o comprimento de onda (cm) e a</p><p>intensidade ultrassônica (UI) (W / cm2).</p><p>Como ilustrado na Figura 7, o ultrassom é uma onda sonora em uma</p><p>frequência que excede o limiar auditivo humano. É uma forma de energia</p><p>vibracional produzida por um transdutor de ultrassom que converte energia</p><p>elétrica em energia acústica. O ultrassom pode ser classificado em três categorias</p><p>com base na frequência: ultrassom de potência (20-100 kHz), ultrassom de alta</p><p>frequência (100 kHz-1 MHz) e ultrassom de diagnóstico (1-500 MHz).</p><p>Altas frequências (de 2 a 10 MHz) e baixa potência ultrassônica são aplicadas</p><p>no caso do diagnóstico, essencialmente usado para fins terapêuticos, como</p><p>imagens médicas. Nessa faixa de potência, não há efeito destrutivo no meio. O</p><p>efeito desejado é apenas caracterizar o meio medindo a modificação submetida</p><p>da onda ultrassônica durante sua propagação (CHEN; ZHANG; YANG, 2019).</p><p>Baixas frequências (de 20 a 100 kHz) e alta potência ultrassônica promovem</p><p>119</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>efeitos físicos e químicos, criando interação suficiente entre a onda ultrassônica</p><p>e o meio. Essa faixa de frequência é amplamente valorizada em vários campos,</p><p>como processamento de alimentos e extração de produtos naturais.</p><p>FIGURA 7 – FREQUÊNCIAS E FAIXAS DE POTÊNCIA DO SOM</p><p>FONTE: Adaptado de Khadhraoui et al. (2019)</p><p>Na indústria de alimentos, o processamento com ultrassom é uma alternativa</p><p>não térmica aos procedimentos convencionais de pasteurização térmica que está</p><p>despertando bastante interesse (atendendo às demandas dos consumidores por</p><p>produtos frescos, com melhor sabor, saudáveis e minimamente processados), não</p><p>apenas para esse fim, mas também como assistente para outros processos, como</p><p>congelamento, secagem e esterilização (CHEMAT; KHAN, 2011). Os sistemas</p><p>de aplicação de ultrassom em alimentos são de origem não microbiana, como,</p><p>por exemplo, ocasionar o rompimento físico de tecidos, criar emulsões, limpar</p><p>equipamentos e promover reações químicas (FELLOWS, 2006).</p><p>Segundo Fellows (2006), o mecanismo de ação do ultrassom se baseia no</p><p>fato que as ondas ultrassônicas ao baterem na superfície de um material geram</p><p>uma força que pode ser uma onda de compressão, quando perpendicular à</p><p>superfície ou uma onda de cisalhamento, quando paralela à superfície. Portanto,</p><p>o mecanismo de ação do ultrassom está principalmente relacionado ao seu efeito</p><p>de cavitação. O efeito da cavitação refere-se ao alongamento e compressão</p><p>120</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>periódicos e alternados das moléculas líquidas do meio, à medida que o ultrassom</p><p>se propaga pelo meio. Essa mudança de pressão alternada causa a formação de</p><p>bolhas no meio líquido.</p><p>A maioria das aplicações de ultrassom é realizada em um recipiente cheio</p><p>de água em dois tipos de configurações, sondas e tanques ultrassônicos (Figura</p><p>8). As câmaras de tratamento do tipo sonda normalmente apresentam alta</p><p>intensidade sonora (W / cm2) e alta densidade de potência acústica (W / cm3),</p><p>enquanto as de um tanque ultrassônico estão em níveis mais baixos de energia.</p><p>Como a maioria dos testes de inativação microbiana exige uma densidade de</p><p>potência relativamente alta, o uso de sistemas de sondas dominou o tratamento</p><p>de alimentos líquidos para fins de pasteurização. Os tanques ultrassônicos</p><p>encontram aplicações principalmente na descontaminação da superfície ou no</p><p>uso de densidade de energia relativamente menor (ZHANG et al., 2011).</p><p>FIGURA 8 – SISTEMAS DE PROCESSAMENTO DE ULTRASSOM COMUMENTE</p><p>USADOS: (A) SISTEMA DE SONDA E (B) SISTEMA DE TANQUE</p><p>FONTE: Zhou, Lee e Feng (2012) pg. 305</p><p>O processamento por ultrassom demonstrou ter um potencial significativo</p><p>para uma variedade de aplicações alimentares como demonstrado a seguir</p><p>(CHEMAT; KHAN, 2011).</p><p>• Corte</p><p>Pode ser alcançado rapidamente com pressão reduzida usando vibrações</p><p>ultrassônicas na borda de uma ferramenta de corte. O método é adequado para</p><p>alimentos congelados ou moles.</p><p>121</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>O corte ultrassônico usa uma lâmina do tipo faca presa através de um eixo</p><p>a uma fonte ultrassônica. A própria ferramenta de corte pode ter várias formas</p><p>Utiliza-se nos casos particulares de produtos frágeis e heterogêneos (bolos,</p><p>pastelaria e produtos de panificação) e produtos gordurosos (queijos).</p><p>• Desgaseificação e remoção de espuma</p><p>As ondas ultrassônicas podem suprimir a espuma e permitir a remoção de</p><p>gases de alimentos líquidos para proporcionar estabilidade ao produto, evitando</p><p>danos oxidativos ao produto. Processo importante antes de enlatar ou engarrafar</p><p>bebidas.</p><p>O uso potencial de energia sonora para a remoção de espuma é conhecido há</p><p>várias décadas, mas sem uma implementação industrial real. Geralmente, eram</p><p>baseados em fontes acústicas aerodinâmicas de vários tipos, incluindo o apito de</p><p>Hartmann e a sirene, mas apresentavam várias desvantagens práticas, incluindo</p><p>produção de ruído, alto fluxo de ar, esterilização do fluxo de ar e alto consumo de</p><p>energia. As ondas ultrassônicas de alta intensidade oferecem um método atraente</p><p>de quebra de espuma, pois evitam a necessidade de alto fluxo de ar, evitam a</p><p>contaminação química e podem ser usadas em um ambiente contido, isto é, em</p><p>condições estéreis. Isso o torna particularmente apropriado para implantação nas</p><p>indústrias alimentícia e farmacêutica.</p><p>• Dispersão, mistura e homogeneização</p><p>A mistura turbulenta é uma característica da cavitação em interfaces líquido/</p><p>líquido. Na indústria de alimentos, a emulsificação ultrassônica está atraindo</p><p>interesse por produtos como sucos de frutas, maionese e ketchup de tomate, na</p><p>homogeneização do leite e no encapsulamento de aroma.</p><p>• Secagem e filtração</p><p>O aumento nas taxas de secagem do ar decorre de uma melhor transferência</p><p>de calor. O ultrassom tem aplicações em filtração. O mecanismo desse processo</p><p>envolve uma série de compressões e rarefações rápidas e sucessivas no material</p><p>alimentar induzido pelo ultrassom.</p><p>O reator fluidizado é um tubo cilíndrico vertical de metal acionado no modo</p><p>radial a 21,8 kHz com ar quente passando através de pequenos pedaços dos</p><p>alimentos. A tecnologia de desidratação osmótica por ultrassom usa temperaturas</p><p>mais baixas da solução para obter maiores taxas de perda de água e ganho de</p><p>soluto.</p><p>122</p><p>Conservação de</p><p>alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>• Extração</p><p>Os ultrassons, quando em contato com uma matriz de amostra, produzem</p><p>ondas sonoras que são capazes de gerar um fenômeno chamado cavitação,</p><p>caracterizado pela produção, crescimento e colapso de uma bolha dentro da</p><p>célula (ADETUNJI et al., 2017).</p><p>As bolhas estão relacionadas à expansão/compressão que afetam a estrutura</p><p>celular ao separar/empurrar o conteúdo molecular. A consequente ruptura das</p><p>bolhas no interior da parede celular leva a danos a sua estrutura, facilitando a</p><p>transferência de massa das partículas celulares para o solvente.</p><p>Nos estágios finais da extração, os compostos se difundem da célula para</p><p>o solvente. Os fatores que mais afetam as extrações assistidas por ultrassom</p><p>estão relacionados à matriz da amostra, devido a propriedades como dureza,</p><p>estrutura, composição, teor de umidade e tamanho de partícula. Além disso, a</p><p>frequência, potência, pressão, temperatura, e o solvente escolhido podem alterar</p><p>significativamente o resultado final.</p><p>Vários estudos sugeriram o uso de ultrassons combinados com solventes</p><p>verdes como água, etanol e óleo de girassol para melhorar a extração de</p><p>compostos antioxidantes (principalmente compostos fenólicos), antocianinas,</p><p>carotenóides e polissacarídeos, enquanto diminui o uso de solventes orgânicos</p><p>(ALEXANDRE; BRANDÃO; SILVA, 2012).</p><p>A tecnologia de ultrassom é uma tecnologia ecológica, altamente eficiente</p><p>e suave, que melhora a eficiência da produção e a qualidade do produto, além</p><p>disso, tem uma diversidade de aplicabilidades. No entanto, a aplicação industrial</p><p>de ultrassom requer uma grande quantidade de energia, uma das razões</p><p>importantes que dificultam a aplicação da tecnologia de ultrassom na indústria de</p><p>alimentos. Portanto, a pesquisa sobre tecnologia de ultrassom deve ser fortalecida</p><p>para controlar as condições ou combinar outras tecnologias para evitar os efeitos</p><p>adversos do ultrassom.</p><p>3 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS</p><p>POR OUTROS MÉTODOS</p><p>Segurança, processos inovadores e sustentabilidade são os temas mais</p><p>atraentes para a maioria dos países e suas economias. A segurança alimentar</p><p>associa inovação e sustentabilidade por ser o tema principal da indústria</p><p>de produção e preservação de alimentos. Durante a produção, transporte,</p><p>123</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>armazenamento e consumo final dos alimentos, as propriedades dos alimentos</p><p>podem ser afetadas de várias maneiras. Para garantir segurança e estabilidade,</p><p>sem perdas nutricionais e sensoriais, devem ser selecionados métodos de</p><p>preservação de alimentos adequados, eficazes e econômicos. Existem várias</p><p>técnicas de preservação convencionais que estão sendo aprimoradas e técnicas</p><p>emergentes que estão sendo desenvolvidas e estudadas (TAVMAN et al., 2019).</p><p>3.1 USO DE MEMBRANAS</p><p>As tecnologias de separação com membranas destacam-se como</p><p>alternativas aos processos convencionais de separação nas indústrias químicas,</p><p>farmacêuticas, biotecnológicas e de alimentos. Na indústria de alimentos, esse</p><p>mecanismo vem ganhando aceitação por permitir a concentração e separação de</p><p>constituintes sem o uso do calor, e, consequentemente, sem a mudança de fase.</p><p>O mecanismo da filtração por membranas se baseia na separação em função</p><p>do peso molecular e forma, com o uso de pressão e membranas semipermeáveis.</p><p>Dessa forma, essa tecnologia utiliza aplicação de pressões diferenciadas em</p><p>fluidos, na existência de orifícios de diferentes dimensões, que selecionam</p><p>íons, moléculas e micropartículas (GAVA; SILVA; FRIAS, 2009). O processo de</p><p>separação por membranas pode, então, ser definido como a separação de um</p><p>ou mais compostos por intermédio de uma barreira semipermeável, a membrana,</p><p>sendo o permeado a fração que transpassa a membrana e retentado a fração</p><p>retida. Como demonstrado na Figura 9.</p><p>FIGURA 9 – SEPARAÇÃO POR MEMBRANA</p><p>FONTE: Adaptado de Mulder (2012)</p><p>124</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>Os métodos de filtração utilizados nos processos de separação por</p><p>membranas são: a convencional e tangencial. Na convencional, o escoamento do</p><p>fluido (líquido ou gasoso) é perpendicular à superfície da membrana. Isso provoca</p><p>o depósito dos solutos sobre a ela, sendo necessária a interrupção do processo</p><p>para limpeza ou substituição do filtro. Já na tangencial o escoamento do fluido</p><p>é paralelo à superfície da membrana. Devido à alta velocidade ocorre o arraste</p><p>dos solutos que tendem a se acumular na superfície (denominado torta), o que</p><p>torna esse processo mais eficiente, como consequência desse fato, observa-se</p><p>que como os sólidos são mantidos em suspensão na corrente de alimentação, há</p><p>menor formação de torta e assim, menor resistência de torta (Rt) na membrana,</p><p>resultando em maior média de fluxo durante a operação (CHERYAN, 1998). A</p><p>Figura 10 compara a filtração convencional com a tangencial.</p><p>FIGURA 10 – ESQUEMA ILUSTRATIVO DA FILTRAÇÃO CONVENCIONAL VS.</p><p>TANGENCIAL E SEUS RESPECTIVOS COMPORTAMENTOS DE FLUXO E</p><p>DA RESISTÊNCIA RT CAUSADA PELA TORTA EM FUNÇÃO DO TEMPO</p><p>FONTE: Adaptado de Cheryan (1998)</p><p>Durante o processo filtração por membrana, um solvente é passado através</p><p>de uma membrana semipermeável. Para esse fim, é necessária uma bomba para</p><p>mover os fluidos. A eficiência dessas bombas é afetada por vários fatores, como</p><p>vazões volumétricas, tipo de fluído, distância e fatores de atrito (RODRIGUEZ-</p><p>GONZALEZ et al., 2015). A maioria das bombas usadas no processamento de</p><p>alimentos são elétricos, sendo classificados como centrífugos ou de deslocamento</p><p>positivo sendo o primeiro o mais usado para fluidos de baixa viscosidade (por</p><p>exemplo, suco de maçã e leite) (RODRIGUEZ-GONZALEZ et al., 2015). A</p><p>125</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>permeabilidade da membrana é determinada pelo tamanho do poro, que atua</p><p>como uma barreira às partículas maiores que os poros, enquanto o restante do</p><p>solvente pode passar livremente através da membrana, resultando em um fluido</p><p>limpo.</p><p>As membranas são geralmente caracterizadas por uma espessura baixa</p><p>(100 a 200 μm), a fim de garantir baixa resistência ao fluxo do permeado e o uso</p><p>de fluxo tangencial (fluxo cruzado); a fim de limitar partículas ou concentração de</p><p>solutos ou deposição na superfície e que mantenha um alto fluxo de permeado por</p><p>mais tempo antes da incrustação. O princípio básico dos processos de separação</p><p>por membrana é o uso de um material semipermeável como interface para separar</p><p>solutos. Com base na força motriz e no tipo de membrana, existem várias famílias</p><p>de processos de membrana usados na indústria de alimentos (VIGNESWARAN et</p><p>al., 2012).</p><p>Os sistemas de filtração utilizando membranas nas indústrias de alimentos</p><p>são divididos em quatro categorias, em função do tamanho do poro da membrana,</p><p>necessidade de pressão e capacidade de separação, sendo estes:</p><p>• Microfiltração (MF): é o processo de separação com membranas</p><p>mais próximo da filtração clássica. Utiliza membranas porosas com</p><p>poros na faixa aproximada entre 0,1 e 10 μm (100 e 10.000 nm), de</p><p>modo que algumas macromoléculas podem passar para o permeado,</p><p>enquanto macromoléculas maiores ou estruturas coloidais e glóbulos de</p><p>gordura são retidos, portanto é indicada para a retenção de bactérias,</p><p>protozoários, maioria dos vírus e materiais em suspensão e emulsão</p><p>(HABERT; BORGES; NÓBREGA, 2006).</p><p>Mirsaeedghazi et al. (2010) estudaram a microfiltração utilizando membranas</p><p>para clarificar o suco de romã usando duas membranas com poros de 0,22 e</p><p>0,45 μm. As características, como turbidez, foram melhoradas utilizando ambas</p><p>as membranas. A microfiltração possui diversas aplicações, como a concentração</p><p>ou separação</p><p>de suspensões coloidais, separação de emulsões e como pré-</p><p>tratamento da osmose reversa. De acordo com Porter (1990), a microfiltração</p><p>permite excelente retenção de micro-organismos, sendo bastante utilizado em</p><p>processos de esterilização.</p><p>Os principais fatores que influenciam a eficácia do processo de Microfiltração</p><p>(MF) são:</p><p>• pressão aplicada;</p><p>• tamanho dos poros;</p><p>• tipo de membrana;</p><p>126</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>• área da membrana.</p><p>Além disso, matriz alimentar, pH e os microrganismos visados são fatores</p><p>intrínsecos que também influenciam a eficácia desta técnica.</p><p>• Ultrafiltração (UF): é também conhecido como filtração molecular. As</p><p>membranas de UF apresentam poros na faixa entre 1 e 100 nm, o que</p><p>permite o tratamento de soluções contendo solutos numa ampla faixa</p><p>de massa molar (103 – 106 Dalton, que é a unidade de massa atômica,</p><p>definida como um doze avos da massa do átomo de carbono 12 em</p><p>seu estado fundamental e usada para expressar massas de partículas</p><p>atômicas (MCNAUGHT; WILKINSON, 1997). Geralmente, espécies de</p><p>menor peso molecular, como açúcares simples ou aminoácidos, podem</p><p>passar para o permeado, enquanto macromoléculas, como proteínas,</p><p>polissacarídeos ou gorduras, serão retidas (HABERT; BORGES;</p><p>NÓBREGA, 2006).</p><p>Dentre as aplicações da ultrafiltração na área de alimentos destaca-se nos</p><p>laticínios para a padronização do teor de proteínas do leite, para outras aplicações,</p><p>como a fabricação de queijos ou a fabricação de concentrados proteicos do leite</p><p>ou isolados; a concentração de gelatina, clara de ovo e na indústria de bebidas</p><p>(sucos de fruta, vinho e cerveja) (PORTER, 1990).</p><p>Oliveira et al. (2004) avaliaram sensorialmente e caracterizaram a</p><p>composição química de queijo fresco cremoso obtido por ultrafiltração de leite</p><p>fermentado e concluíram quanto aos atributos sabor e textura, que todos os queijos</p><p>tiveram índices de aceitabilidade superior a 70%. Além disso, os parâmetros de</p><p>ultrafiltração por membranas utilizados no estudo aumentaram o rendimento,</p><p>propiciaram um aumento do teor proteico pela retenção da quase totalidade das</p><p>proteínas do leite, e uma consequente melhoria de qualidade nutricional.</p><p>• Nanofiltração (NF): é uma operação unitária cuja técnica é capaz de</p><p>separar soluções heterogêneas e solutos que se encontram dissolvidos</p><p>na água. A membrana atua como uma barreira seletiva, ou seja, permite</p><p>apenas a passagem de determinados componentes, enquanto impede</p><p>a passagem de outros. Essa técnica é um processo de membrana</p><p>acionada por pressão, que se situa entre ultrafiltração e osmose reversa</p><p>em termos de capacidade de rejeitar espécies moleculares ou iônicas,</p><p>portanto, nesse processo as membranas microporosas e densas estão</p><p>na faixa de 0,5 e 1 nm e pressão de trabalho entre 10 a 25 bar (BAKER,</p><p>2012). Esse processo vem tendo importantes aplicações, tais como a</p><p>recuperação de solventes resultantes da filtração de óleos, separação</p><p>e reuso de catalisadores na indústria farmacêutica, troca de solventes</p><p>127</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>na indústria química (GEENS et al., 2006) e concentração de vinhos e</p><p>sucos (BANVOLGYI et al., 2006a).</p><p>Mello, Petrus e Hubinger (2010) avaliaram o desempenho do processo de</p><p>concentração de extratos de própolis por nanofiltração e demonstraram que houve</p><p>uma retenção de flavonoides e compostos fenólicos, concluindo que é possível a</p><p>obtenção de uma solução de própolis concentrada, em função dos baixos teores</p><p>dos compostos de interesse presentes no permeado, em especial para o extrato</p><p>aquoso de própolis.</p><p>• Osmose reversa (OR): a osmose reversa (RO, às vezes chamada</p><p>de hiperfiltração) é um processo de concentração no qual até os íons</p><p>monovalentes são retidos pela membrana. A osmose reversa utiliza</p><p>membranas de poros com diâmetros extremamente pequenos de</p><p>poros, apresentando uma maior resistência à permeação, rejeitando</p><p>praticamente todos os solutos, inclusive sais, açúcares e íons, opera em</p><p>altas pressões (DHINESHKUMAR; RAMASAMY, 2017).</p><p>As membranas de osmose inversa têm sido amplamente utilizadas para o</p><p>tratamento da água, como, por exemplo, na produção de água de composição</p><p>ultrapura, para caldeiras em campos industriais, no processo de dessalinização de</p><p>água do mar e da água salobra na produção de água potável, além do tratamento</p><p>de águas residuais para reuso nos campos industrial e agrícola (UEMURA;</p><p>HENMI, 2008).</p><p>A seguir, está um diagrama de como a tecnologia de membrana usa filtros</p><p>de membrana para separar componentes como: gorduras, proteínas, vitaminas e</p><p>outros componentes de produtos como leite, água e vinho.</p><p>FIGURA 11 – DIAGRAMA DA PERMEABILIDADE DE</p><p>ACORDO COM A MEMBRANA UTILIZADA</p><p>FONTE: <https://food-product-development-hannah.weebly.com/</p><p>development-in-technology.html>. Acesso em: 27 nov. 2020.</p><p>128</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>Os processos de membrana se tornaram uma ferramenta importante na</p><p>indústria de alimentos nos últimos 25 anos e o mercado global de membranas</p><p>para a indústria de alimentos valia mais de US $ 4 bilhões em 2014 (KUMAR,</p><p>2016).</p><p>Normalmente, os processos de membrana acionados por pressão MF, UF,</p><p>NF e RO são usados na indústria de laticínios, pois sua faixa de aplicabilidade</p><p>permite a separação dos principais componentes do leite. O uso de processos de</p><p>membrana permite, assim, melhorar a qualidade dos produtos lácteos existentes</p><p>como processos alternativos viáveis para os processos lácteos tradicionais, como</p><p>destilação, evaporação ou extração. Posteriormente, isso leva ao desenvolvimento</p><p>de novos produtos e aprimoramento dos processos de fabricação por meio de</p><p>maior eficiência e lucratividade (SALEHI, 2014; LIPNIZKI, 2010).</p><p>Outra aplicação promissora da membrana NF na indústria de alimentos é o</p><p>setor de bebidas. Geralmente, para a indústria de bebidas, as membranas podem</p><p>ser usadas para processar suco de frutas, bem como produtos alimentícios</p><p>fermentados, como cerveja e vinho. Banvolgyi et al. (2006a) utilizaram a</p><p>nanofiltração para concentrar o vinho e concluíram que o álcool e a água</p><p>passavam através dos poros da membrana, mantendo o valor de componentes</p><p>como ácidos totais e ácidos voláteis na superfície da membrana. Ferrarini, Versari</p><p>e Galassi (2001) compararam a concentração de suco de uva usando membranas</p><p>NF e OR, e seus resultados mostraram que a NF possui menor decaimento de</p><p>fluxo e maior permeabilidade a uma pressão operacional relativamente menor em</p><p>comparação à RO. Resultados semelhantes também foram obtidos ao concentrar</p><p>maçã, suco de pera e suco de groselha preta usando membranas NF (WARCZOK</p><p>et al., 2004; BANVOLGYI et al., 2006b).</p><p>Os processos de separação por membranas na indústria de alimentos, para</p><p>processamento ou tratamento e valorização de efluentes, apresentam vantagens</p><p>que lhes em relação às técnicas clássicas de separação. Entre estas vantagens</p><p>destacam-se: economia de energia, seletividade, separação de termolábeis,</p><p>simplicidade de operação e de ampliação, sistemas modulares e dados para o</p><p>dimensionamento facilmente obtido a partir de equipamentos pilotos, operando</p><p>com módulos de membrana de mesma dimensão dos utilizados industrialmente</p><p>(ALVES et al., 2006). Além disso, a tecnologia de membranas agrega valor</p><p>aos subprodutos e efluentes; recicla os efluentes; e proporciona a transição de</p><p>ingredientes puros para frações funcionais (VAN DER GOOT et al., 2016).</p><p>129</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>3.2 AQUECIMENTO DIELÉTRICO,</p><p>ÔHMICO E INFRAVERMELHO</p><p>Energia dielétrica (micro-ondas e radiofrequência) e infravermelha (ou</p><p>radiante) são duas formas de</p><p>energia eletromagnética, que são transmitidas como</p><p>ondas que penetram no alimento, sendo absorvidas e convertidas em calor. Já o</p><p>aquecimento ôhmico utiliza a resistência elétrica dos alimentos para convertê-la</p><p>diretamente em calor (GAVA; SILVA; FRIAS, 2009).</p><p>O aquecimento dielétrico e ôhmico é usado para preservar os alimentos,</p><p>enquanto a radiação infravermelha é usada principalmente para alterar as</p><p>qualidades sensoriais dos alimentos, alterando a cor, o sabor e o aroma</p><p>(FELLOWS, 2017). As principais aplicações desses métodos estão apresentadas</p><p>na Tabela 2.</p><p>TABELA 2 – APLICAÇÕES DE AQUECIMENTO</p><p>DIELÉTRICO, ÔHMICO E INFRAVERMELHO</p><p>Método de aquecimento Aplicação</p><p>Micro-ondas</p><p>Cozinhar, descongelar, secar, pasteurização,</p><p>esterilização, fritura, branqueamento</p><p>Radiofrequência Secar, assar, cozinhar</p><p>Ôhmico Esterilização UHT, pasteurização</p><p>Infravermelho</p><p>Secagem, panificação, fritura, descongelação</p><p>liofilização, pasteurização</p><p>FONTE: Adaptado de Fellows (2017)</p><p>As vantagens do aquecimento dielétrico e ôhmico em comparação ao</p><p>aquecimento convencional podem ser resumidas como (FELLOWS, 2017):</p><p>• Aquecimento rápido em todo o alimento, sem superaquecimento</p><p>localizado ou superfícies quentes, o que resulta em dano mínimo de</p><p>calor e sem escurecimento da superfície.</p><p>• A transferência de calor não é limitada por filmes de limite e as eficiências</p><p>de conversão de energia são altas.</p><p>• O equipamento é pequeno, compacto e adequado ao controle automático.</p><p>• Não há contaminação de alimentos por produtos de combustão.</p><p>130</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>3.2.1 Aquecimento dielétrico</p><p>O aquecimento dielétrico inclui aquecimento por micro-ondas e</p><p>radiofrequência (RF) e é um processo no qual, materiais não metálicos são</p><p>aquecidos pela absorção de radiação eletromagnética de alta frequência. A energia</p><p>de micro-ondas e de radiofrequência é transmitida como ondas eletromagnéticas</p><p>e a profundidade em que essas penetram nos alimentos é determinada pela</p><p>frequência e pelas características dos alimentos. A energia de micro-ondas possui</p><p>uma faixa de frequências de 300 MHz a 300 GHz, enquanto a energia de RF</p><p>possui frequências mais baixas, de 1 a 200 MHz (DATTA; ANANTHESWARAN,</p><p>2000).</p><p>O aquecimento por RF usa radiação de frequência mais baixa (ou seja,</p><p>comprimentos de onda) do que aquecimento por micro-ondas, que permite</p><p>penetrar mais profundamente no objeto aquecido e geralmente é usado para</p><p>materiais mais espessos. Como o aquecimento por micro-ondas usa frequências</p><p>mais altas que o aquecimento por RF, sua intensidade de aquecimento é maior e</p><p>as taxas de aquecimento são mais rápidas. O aquecimento dielétrico é apropriado</p><p>para aquecer materiais eletricamente não condutores que contêm moléculas</p><p>polares, como a água. Assim, muitas aplicações dielétricas são usadas para</p><p>aquecer ou secar materiais úmidos (FELLOWS, 2017).</p><p>O aquecimento por micro-ondas ganhou popularidade no processamento de</p><p>alimentos devido à sua capacidade de atingir altas taxas de aquecimento, redução</p><p>significativa no tempo de cozimento, aquecimento mais uniforme, manuseio</p><p>seguro, facilidade de operação e baixa manutenção (SALAZAR-GONZALEZ et</p><p>al., 2012; ZHANG et al., 2006). Além disso, o aquecimento por micro-ondas pode</p><p>alterar o sabor e as qualidades nutricionais dos alimentos em menor grau, em</p><p>oposição ao aquecimento convencional durante o processo de cozimento ou</p><p>reaquecimento (VADIVAMBAL; JAYAS, 2010).</p><p>Segundo Cheremisinoff (1996), todos os sistemas de aquecimento dielétrico</p><p>consistem nos seguintes componentes:</p><p>• Gerador: fonte de alimentação, controle de tensão e fonte de radiação</p><p>como um oscilador (para RF) ou um magnétron (para micro-ondas).</p><p>O controle de fonte de alimentação e tensão fornecem energia de alta</p><p>tensão à fonte de radiação, que gera energia de alta frequência.</p><p>• Aplicador: transfere a energia de alta frequência para a peça de trabalho.</p><p>Aquecimento por RF abriga o sistema de eletrodos (que converte as altas</p><p>frequências às ondas de RF), fornece proteção e pode incluir auxiliares,</p><p>como sistemas de extração de umidade. Para aquecimento por micro-</p><p>131</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>ondas, consiste em um ou mais guias de ondas para direcionar as micro-</p><p>ondas do magnétron para o produto e também pode incluir blindagens</p><p>unidirecionais para impedir que as micro-ondas reflitam de volta através</p><p>do guia de ondas, possivelmente danificando o magnétron.</p><p>• Equipamento de manuseio de materiais: posiciona o produto</p><p>sob o aplicador. Em sistemas de processamento contínuo, como</p><p>transportadores, o material é guiado pela área de exposição. Os</p><p>sistemas de processamento em lote não possuem sistema de manuseio</p><p>de material; portanto, um operador deve mover o produto.</p><p>• Controles do sistema: inclui os controles necessários (automático,</p><p>digital ou manual) para regular o tempo de exposição do processamento,</p><p>a intensidade e/ou a velocidade de manuseio do material.</p><p>A Figura 12 demonstra projetos de aplicadores de radiofrequência</p><p>convencionais:</p><p>FIGURA 12 – (A) APLICADOR DE CAMPO EM MOVIMENTO; (B) APLICADOR</p><p>DE CAMPO DE FRONTEIRA; (C) APLICADOR DE CAMPO ESCALONADO</p><p>FONTE: Adaptado de Jones e Rowley (1997)</p><p>132</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>Além do processo de aquecimento, os equipamentos de radiofrequência são</p><p>amplamente utilizados em processos de fechamento de embalagens, soldas e</p><p>moderadores. A energia de radiofrequência é usada principalmente, para aquecer</p><p>ou reduzir a umidade em produtos alimentares, sendo utilizada em fornos de</p><p>panificação e secagem de massas. Já as micro-ondas são utilizadas para</p><p>descongelar e secar sob baixa pressão (GAVA; SILVA; FRIAS, 2009).</p><p>As altas taxas de aquecimento e a ausência de alterações na superfície</p><p>levaram a estudos de aquecimento dielétrico de um grande número de alimentos.</p><p>As aplicações industriais mais importantes são:</p><p>• Desidratação (ou secagem): a secagem por micro-ondas e</p><p>especialmente por RF superam a barreira à transferência de calor</p><p>causada pela baixa condutividade térmica, aquecendo seletivamente as</p><p>áreas úmidas e deixando as áreas secas inalteradas. O aquecimento</p><p>dielétrico reduz o encolhimento do produto durante o período de secagem</p><p>e evita danos à superfície do alimento. Koral (2004) estudou a aplicação</p><p>de secagem por micro-ondas em biscoitos, e concluiu que houve uma</p><p>redução de rachaduras em biscoitos, demonstrando maior uniformidade</p><p>do conteúdo final de umidade, consequentemente as taxas de produção</p><p>foram melhoradas significativamente. A secagem de macarrão é outra</p><p>aplicação de micro-ondas. Alguns estudos demonstraram que o tempo</p><p>para secagem do macarrão foi reduzido quando se utiliza essa tecnologia</p><p>(ALTAN; MASKAN, 2005; BERTELI; MARSAIOLI, 2005).</p><p>• Cozimento: os aquecedores de RF ou de micro-ondas estão localizados</p><p>na saída dos fornos de túnel para reduzir o teor de umidade e concluir o</p><p>cozimento, isso reduz o tempo de cozimento em 30 a 50% e, portanto,</p><p>aumenta o rendimento dos fornos. O acabamento por RF ou micro-</p><p>ondas (remoção da umidade final) melhora a eficiência do cozimento</p><p>para produtos finos, como cereais matinais, alimentos infantis, biscoitos,</p><p>pão de ló e farinha de rosca (IÇOZ; SUMNU; SAHIN, 2004; AWUAH;</p><p>RAMASWAMY; TANG, 2014).</p><p>• Descongelamento: as micro-ondas e a energia de RF são usadas para</p><p>descongelar rapidamente pequenas porções de alimentos e para derreter</p><p>gorduras (por exemplo, manteiga, chocolate e creme de fondant). No</p><p>entanto, surgem dificuldades com blocos congelados maiores como</p><p>carne, peixe e suco de frutas, que são usados em processos industriais.</p><p>Como a água aquece rapidamente quando o gelo derrete, o degelo</p><p>não ocorre uniformemente nos grandes blocos, e algumas partes dos</p><p>alimentos podem cozinhar enquanto outras permanecem congeladas.</p><p>Isso é superado, em certa medida, reduzindo a potência e estendendo</p><p>o período de descongelamento ou usando micro-ondas pulsadas para</p><p>permitir equilíbrio nos parâmetros tempo/temperatura (ZHAO; LING,</p><p>2012).</p><p>133</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>Os efeitos da energia eletromagnética nos componentes dos alimentos são</p><p>semelhantes aos encontrado usando outros métodos de aquecimento, embora</p><p>o aquecimento mais rápido resulte em tempos de processamento mais curtos</p><p>e, portanto, menos alterações nas propriedades nutricionais e sensoriais. O</p><p>processo, portanto, tem benefícios de destruição bacteriana com danos reduzidos</p><p>às propriedades sensoriais e nutricionais (DEV et al., 2012).</p><p>3.2.2 Aquecimento ôhmico</p><p>O aquecimento ôhmico é utilizado desde o início do século XX e vem se</p><p>aprimorando, aproveitando a evolução tecnológica e reunindo conhecimentos</p><p>fundamentais aplicados durante décadas. De fato, essa tecnologia, juntamente</p><p>com outras, como campos elétricos pulsados e processamento de alta pressão,</p><p>está na linha de frente das “tecnologias emergentes de alto potencial para</p><p>amanhã” (VRIES et al., 2018, p. 124). O Aquecimento ôhmico é baseado no</p><p>simples princípio de que a passagem de eletricidade através de um material</p><p>semicondutor permitirá a geração de calor interno efeito Joule, por isso também</p><p>recebe o nome de aquecimento Joule (GAVAHIAN et al., 2019).</p><p>O processo é definido como uma corrente elétrica alternada que passa</p><p>através de um condutor e as cargas fluidas resultam em aumento de temperatura</p><p>de acordo com a Lei de Joule. No processamento de alimentos, o condutor pode</p><p>ser qualquer composto dos alimentos (água, sais, ácidos orgânicos etc.) com</p><p>condutividade elétrica suficiente. Ao contrário dos métodos de aquecimento</p><p>convencionais, que dependem da transferência de calor de uma superfície de</p><p>aquecimento, o aquecimento ôhmico gera calor volumetricamente no interior do</p><p>material e pode aumentar a temperatura a uma taxa mais alta. Vários parâmetros</p><p>afetam a taxa de aquecimento em um processo ôhmico, incluindo especificações</p><p>instrumentais e de compostos dos alimentos (PEREIRA et al., 2018).</p><p>O esquema de um aquecedor ôhmico em lote e os elementos básicos</p><p>deste equipamento está representado na Figura 13. A fonte de alimentação</p><p>fornece energia elétrica, com especificações predefinidas, para o processo. A</p><p>energia elétrica é aplicada através de dois eletrodos localizados nos dois lados</p><p>da câmara de aquecimento e em contato direto com os alimentos. A amostra de</p><p>alimento pode ser imersa em uma solução eletrocondutora ou imprensada entre</p><p>eletrodos. A área de contato dos eletrodos com o material alimentar, a distância</p><p>entre esses eletrodos, a frequência da corrente elétrica, as características dos</p><p>alimentos (composição química, estado físico e temperatura) são parâmetros que</p><p>determinam e influenciam a taxa de aquecimento. Além disso, qualquer alteração</p><p>134</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>no estado físico dos materiais alimentares, como gelatinização de amido,</p><p>desnaturação de proteínas e evaporação de água, durante o processo térmico,</p><p>pode afetar a taxa de aquecimento em um processo ôhmico.</p><p>FIGURA 13 – A REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DE UM SISTEMA</p><p>ÔHMICO EM LOTES PARA AMOLECIMENTO, COZIMENTO OU</p><p>SUPORTE DE TEXTURAS DE PRODUTOS ALIMENTARES</p><p>FONTE: Adaptado de Gavahian et al. (2019)</p><p>O aquecimento ôhmico é usado comercialmente para processamento</p><p>asséptico de refeições prontas de alto valor agregado, armazenadas em</p><p>temperatura ambiente ou fria, para pasteurização de alimentos particulados</p><p>(RUAN et al., 2006) e para pré-aquecer produtos antes de enlatar. É uma</p><p>tecnologia utilizada substituindo processamento térmico convencional, em</p><p>produtos de frutas e vegetais (sucos, purés, polpas etc.), leite, sorvetes, ovos,</p><p>soro de leite, sopas, ensopados e frutas em calda, líquidos sensíveis ao calor,</p><p>leite de soja etc., para fins de aquecimento, pasteurização e esterilização. Várias</p><p>outras aplicações do tratamento ôhmico na indústria de alimentos incluem</p><p>branqueamento, descongelamento, cozimento, fermentação, descasque de frutas</p><p>e processamento de alimentos líquidos ricos em proteínas para a formação de</p><p>filmes de proteínas e géis. Também é aplicado como um método de pré-tratamento</p><p>para desidratação e extração (ICIER, 2003; SASTRY, 2008).</p><p>Cho, Yi e Chung (2016) estudaram a potencialidade do aquecimento ôhmico</p><p>aplicado a um alimento fermentado tradicional coreano contendo pasta de</p><p>pimenta vermelha, chamada Gochujang, e concluíram que quando comparado</p><p>com processos de aquecimento convencionais, o aquecimento ôhmico pode</p><p>135</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>fornecer um aquecimento rápido e uniforme, sendo assim mais adequado para</p><p>pasteurização e esterilização de alimentos viscosos como pasta de pimenta</p><p>fermentada no processamento térmico industrial.</p><p>As vantagens do aquecimento ôhmico são as seguintes (FDA, 2015):</p><p>• Os alimentos são aquecidos rapidamente e a falta de gradientes de</p><p>temperatura resulta em aquecimento uniforme de sólidos e líquidos se</p><p>suas resistências são as mesmas, o que não pode ser alcançado no</p><p>aquecimento convencional.</p><p>• Não existem superfícies quentes e os coeficientes de transferência</p><p>de calor não limitam a taxa de aquecimento, consequentemente, não</p><p>há risco de queima de alimentos na superfície ou danos a alimentos</p><p>sensíveis ao calor por superaquecimento.</p><p>• Possui um custo de capital mais baixo que o aquecimento por micro-</p><p>ondas e é adequado para processamento contínuo, com ligação e</p><p>desligamento instantâneos.</p><p>Nos micro-organismos o aquecimento ôhmico aumenta a difusão do material</p><p>das partículas sólidas para o líquido transportador, o que pode ser devido à</p><p>eletroporação (formação de poros nas membranas celulares devido ao potencial</p><p>elétrico através da membrana, resultando em vazamentos), ruptura da membrana</p><p>causada pela queda de tensão na membrana e lise celular, interrompendo os</p><p>componentes internos da célula. Esses efeitos podem contribuir para a destruição</p><p>microbiana (VICENTE et al., 2014). Durante o aquecimento ôhmico, os campos</p><p>elétricos aplicados causam rápida desativação de microrganismos e enzimas,</p><p>resultando em um aumento do prazo de validade dos produtos (DAR; SHAMS;</p><p>MAJID, 2020).</p><p>3.2.3 Aquecimento por</p><p>infravermelho</p><p>A radiação infravermelha (IR) possui características únicas em sua</p><p>capacidade de transferir energia diretamente pela radiação para um produto,</p><p>sem aquecer o ar. Ao selecionar o comprimento de onda adequado, a quantidade</p><p>de calor absorvido pelo produto pode ser controlada, o que permite um controle</p><p>preciso do aquecimento. O comprimento de onda da radiação é determinado pela</p><p>temperatura do corpo emissor – quanto maior a temperatura, menor o comprimento</p><p>de onda. A energia IR pode ser focada, direcionada e refletida da mesma maneira</p><p>que a luz, sem introduzir mais calor no local de trabalho (RAMASWAMY et al.,</p><p>2012).</p><p>136</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>A radiação infravermelha é uma radiação eletromagnética que fica entre a</p><p>região da luz visível (0,38-0,78 µm). É transmitida como uma onda e convertida</p><p>em calor quando colide com a superfície do alimento. Dentro do espectro</p><p>infravermelho, com base no comprimento de onda, distinguem-se o infravermelho</p><p>próximo (NIR – Near Infrared), com comprimento de onda entre 0,78 e 1,4 µm,</p><p>o infravermelho médio (MIR – Mid Infrared), incluindo o intervalo de 1,4 a 3,0</p><p>µm, e o infravermelho distante (FIR – Far Infrared), entre 3 e 1000 µm (SAKAI;</p><p>HANZAWA, 1994).</p><p>Alimentos absorvem a energia do MIR e FIR com mais eficiência através</p><p>dos</p><p>modos de alongamento das vibrações, o que leva ao processo de aquecimento</p><p>radiativo. Para processamento de produtos alimentares agrícolas as altas</p><p>temperaturas correspondentes a radiação NIR pode causar descoloração do</p><p>produto e deterioração da qualidade, caso o processamento aconteça sem</p><p>controle adequado, portanto, a temperatura precisa ser cuidadosamente regulada</p><p>se o NIR for usado (PAN; ATUNGULU; LI, 2014).</p><p>A tecnologia de infravermelho é geralmente aplicada a: desidratação de</p><p>vegetais, peixe, macarrão e arroz; aquecimento de água; torrefação de cereais;</p><p>torrefação de café e cacau; e assar biscoitos e pão. A técnica também foi</p><p>utilizada para descongelamento, pasteurização superficial de pão e materiais de</p><p>embalagem (FELLOWS, 2017).</p><p>O aquecimento por infravermelho pode ser usado para inativar bactérias,</p><p>esporos, leveduras e fungos nos alimentos líquidos e sólidos. A eficácia da</p><p>inativação microbiana por aquecimento infravermelho depende dos seguintes</p><p>parâmetros: nível de potência infravermelho, temperatura da amostra de alimentos,</p><p>comprimento de onda da fonte de aquecimento infravermelho, profundidade da</p><p>amostra, tipos de micro-organismos, teor de umidade, fase fisiológica dos micro-</p><p>organismos (exponencial ou fase estacionária) e tipos de compostos presente na</p><p>amostra do alimento (KRISHNAMURTHY et al., 2008).</p><p>O desempenho energético das tecnologias emergentes de pasteurização</p><p>de alimentos (processamento de alta pressão, aquecimento volumétrico por</p><p>micro-ondas, aquecimento ôhmico) é avaliado para determinar se elas podem</p><p>oferecer reduções significativas no consumo de energia e nas emissões globais</p><p>de carbono, em relação aos processos convencionais, ao mesmo tempo em</p><p>que proporcionam letalidade microbiológica equivalente, nutrição e qualidade</p><p>organoléptica sob condições de processamento comercialmente representativas.</p><p>137</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>4 MÉTODOS MISTOS</p><p>As estratégias para aumentar a durabilidade dos produtos, visando promover</p><p>a estabilidade dos produtos alimentícios, alterando ou mantendo as propriedades</p><p>nutricionais e sensoriais, incluem a aplicação de diversos métodos de conservação</p><p>que têm por objetivo evitar as alterações indesejáveis, sejam elas de origem</p><p>microbiana, enzimática, física ou química (LOPES, 2007). Além das tecnologias</p><p>convencionais de conservação de alimentos, a evolução tecnológica e o</p><p>conhecimento científico, estão sempre em busca de aprimoramento dos métodos</p><p>de conservação, e consequentemente aplicação industrial das tecnologias</p><p>emergentes. No entanto, o que se pode perceber é que a maioria dos alimentos</p><p>necessita de métodos mistos (EVANGELISTA, 2000).</p><p>A maioria dos alimentos é conservada pela utilização de métodos mistos</p><p>ou tecnologia de barreira, teoria dos obstáculos ou processos combinados, ou</p><p>seja, há uma combinação de fatores e/ou tecnologias para garantir a segurança</p><p>microbiológica e a estabilidade (GAVA; SILVA; FRIAS, 2009), e pode ser</p><p>definida como o conjunto de condições necessárias e de fatores de conservação</p><p>combinados, para prevenir o crescimento de micro-organismos, ou mesmo causar</p><p>a inativação deles, mantendo as características organolépticas e nutricionais dos</p><p>alimentos (MCMEEKIN; SOUTHERTON, 2012).</p><p>O conceito de tecnologia de barreira é bastante antigo e tem sido usado com</p><p>sucesso em muitos países para a conservação de forma eficaz dos alimentos.</p><p>Alguns exemplos de obstáculos são: alta temperatura de processamento térmico,</p><p>baixa temperatura de armazenamento, alta acidez, baixa atividade de água,</p><p>baixa tecnologia de embalagens, processamento por métodos emergentes e</p><p>presença de conservantes. Cada obstáculo visa eliminar, inativar ou pelo menos</p><p>inibir micro-organismos indesejados. Dependendo do tipo de patógenos e de</p><p>sua virulência, a intensidade dos obstáculos pode ser ajustada individualmente</p><p>para atender às preferências do consumidor de uma maneira economicamente</p><p>sensata, sem comprometer a segurança do produto (LEISTNER, 2004). Além</p><p>disso, a tecnologia de obstáculos visa melhorar a qualidade total dos alimentos</p><p>e reduzir as altas intensidades de tratamentos de conservação (RAHMAN, 2015).</p><p>Algumas combinações bem-sucedidas de técnicas de descontaminação estão</p><p>ilustradas na Tabela 3.</p><p>138</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>TABELA 3 – COMBINAÇÃO DE DIFERENTES TECNOLOGIAS DE CONSERVAÇÃO</p><p>Tratamentos Alimentos</p><p>Parâmetros</p><p>do processo</p><p>Leite desnatado</p><p>36 kV/cm</p><p>Campo elétrico pulsado 65 °C por 21 s</p><p>+</p><p>Processamento térmico</p><p>Suco de laranja</p><p>30 kV/cm</p><p>50 °C for 30 min</p><p>Micro-ondas Hambúrguer de 3 kGy</p><p>+</p><p>carne bovina 20 s micro-ondas</p><p>Irradiação gama</p><p>Alta pressão 700 Mpa</p><p>+ Purê de tomate</p><p>90 °C por 30 s</p><p>Processamento térmico</p><p>FONTE: Adaptado de Khan et at. (2017)</p><p>O efeito das barreiras na qualidade dos alimentos pode ser positivo ou</p><p>negativo, dependendo da sua intensidade. Algumas barreiras (por exemplo, a cura</p><p>da carne) possuem propriedades antimicrobianas e, ao mesmo tempo, melhoram</p><p>o sabor dos produtos. No entanto, algumas barreiras podem atuar negativamente</p><p>sobre a qualidade do alimento. A título de exemplo, alguns vegetais refrigerados</p><p>a temperaturas muito baixas poderão sofrer lesões nos tecidos, enquanto a</p><p>manutenção dos mesmos produtos a temperaturas moderadas poderá ser</p><p>benéfica para o prazo de validade. Portanto, é necessária a manutenção e</p><p>escolha apropriada da combinação dos métodos para atingir o objetivo desejado</p><p>(LEE, 2004).</p><p>139</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>Para compreender o cenário da tecnologia de alimentos</p><p>correlacionado à inovação, este livro traz algumas tendências e</p><p>perspectivas para o setor.</p><p>FONTE: <https://www.agrolivros.com.br/nutricao-e-</p><p>tecnologia-de-alimentos/livro-tecnologia-de-alimentos-tendencias-</p><p>e-perspectivas-1.phtml>. Acesso em: 2 dez. 2020.</p><p>1 Para compreender os efeitos da alta pressão sobre os alimentos</p><p>é necessário conhecer dois princípios básicos que norteiam o</p><p>tratamento de alta pressão. Quais são estes princípios e no que</p><p>consistem?</p><p>2 Sobre o efeito dos pulsos elétricos nos micro-organismos, é</p><p>CORRETO afirmar:</p><p>a) ( ) Há alteração da parede celular, devido à diferença de potencial</p><p>entre os dois lados da membrana.</p><p>b) ( ) A eletroporação é causada quando altos pulsos de campo</p><p>elétrico estabilizam permanentemente a bicamada lipídica e as</p><p>proteínas das membranas celulares.</p><p>c) ( ) Quando a diferença de potencial atinge um valor crítico</p><p>particular, que independe do tipo de micro-organismo, ocorre uma</p><p>formação reversível de poros na membrana celular.</p><p>d) ( ) O principal efeito da eletroporação é diminuir a permeabilidade</p><p>da membrana devido à compressão e poração.</p><p>140</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>3 Os métodos de filtração utilizados nos processos de separação</p><p>por membranas são a convencional e tangencial, diferencie esses</p><p>processos de acordo com o escoamento do fluido</p><p>4 A tecnologia do aquecimento ôhmico apresenta inúmeras</p><p>vantagens (FDA, 2015). São vantagens do aquecimento ôhmico,</p><p>EXCETO:</p><p>a) ( ) Os alimentos são aquecidos rapidamente e a falta de</p><p>gradientes de temperatura resulta em aquecimento uniforme de</p><p>sólidos e líquidos</p><p>b) ( ) Não existem superfícies quentes e os coeficientes de</p><p>transferência de calor não limitam a taxa de aquecimento</p><p>c) ( ) Há risco de queima de alimentos na superfície ou danos a</p><p>alimentos sensíveis ao calor por superaquecimento.</p><p>d) ( ) Possui um custo de capital mais baixo que o aquecimento por</p><p>micro-ondas.</p><p>5 ALGUMAS CONSIDERAÇÕES</p><p>A crescente demanda dos consumidores por produtos alimentares nutritivos</p><p>e saborosos</p><p>tem desafiado as indústrias de alimentos a desenvolver técnicas de</p><p>processamento inovadoras e adequadas para garantir além da vida prateleira, a</p><p>estabilidade nutricional e organoléptica dos alimentos.</p><p>Neste capítulo, estudamos alguns métodos de conservação e processamento</p><p>de alimentos que recebem o nome de “emergentes”. São métodos inovadores que</p><p>utilizam dos conhecimentos nas mais variadas áreas e de tecnologias que estão</p><p>sendo estudadas e desenvolvidas.</p><p>Os processos emergentes foram definidos como uma tecnologia que está</p><p>em fase de pesquisa e desenvolvimento, com potencial significativo para ser</p><p>comercializado nos próximos anos, ou já é comercializada, mas representa</p><p>apenas uma pequena porcentagem do mercado de aplicações na indústria de</p><p>alimentos.</p><p>Entre as vantagens das novas tecnologias de processamento sobre as</p><p>técnicas convencionais estão à retenção de atributos sensoriais e propriedades</p><p>funcionais aprimoradas, utilizando os métodos promissores de processamento de</p><p>alimentos. Em síntese, as tecnologias emergentes possuem grande potencialidade</p><p>de uso, podem garantir a qualidade nutricional e sensorial dos alimentos, além</p><p>141</p><p>Tecnologias Emergentes Para Conservação E DesenvolvimentoTecnologias Emergentes Para Conservação E Desenvolvimento</p><p>De Novos Produtos AlimentíciosDe Novos Produtos Alimentícios Capítulo 3</p><p>de promoverem a inocuidade microbiológica dos alimentos tratados por esses</p><p>processos.</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>ADETUNJI, L. R. et al. Advances in the pectin production process using novel</p><p>extraction techniques: A review. Food Hydrocolloids, v. 62, p. 239-250, 2017.</p><p>AGCAM, E.; AKYILDIZ, A.; EVRENDILEK, A. G. Comparison of phenolic</p><p>compounds of orange juice processed by pulsed electric fields (PEF) and</p><p>conventional thermal pasteurization. Food Chemistry, v. 143, p. 354-361, 2014.</p><p>ALEXANDRE, E. M. C. et al. Nonthermal food processing/preservation</p><p>technologies. Saving Food. 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Outras hortaliças como cenoura, tomate, couve-flor,</p><p>brócolis e palmito.</p><p>As hortaliças são alimentos indispensáveis para a dieta equilibrada, pois</p><p>são importantes fontes de vitaminas, sais minerais, carboidratos, fibras e outras</p><p>substâncias como β-caroteno que contribuem, indiscutivelmente, para a saúde</p><p>humana (FILGUEIRA, 2003).</p><p>A produção mundial de hortaliças no biênio 2013-14 foi de 1.151,9 milhões</p><p>de toneladas/ano. Do total produzido, a China foi responsável por 51,0% (FAO,</p><p>2013). Em 2013, a participação de alho, batata, cebola, melancia e tomate foi de</p><p>66,5% do total das hortaliças (FAO, 2013). A estimativa da produção brasileira</p><p>considerada pela FAO não engloba todas as hortaliças. Assim, o Brasil ocupa a</p><p>13ª posição com 11,4 milhões de toneladas, deveria ser a 6ª posição com 19,5</p><p>milhões de toneladas.</p><p>Em 2012, a produção brasileira de 40 espécies de hortaliças foi de 19,5</p><p>milhões de toneladas, cultivadas em 810,0 mil hectares (PEREIRA et al., 2015).</p><p>A Associação Brasileira do Comércio de Sementes e Mudas (ABCSEM) calculou</p><p>que as 17 principais hortaliças propagadas por sementes genéticas atingiram</p><p>533.212 hectares e produção de 17,34 milhões de toneladas no Brasil. Como</p><p>hortaliças de importância no Brasil, destinadas tanto ao consumo in natura como</p><p>para o processamento citam-se o tomate, o alho, a cebola, a alface, a couve, o</p><p>repolho, o agrião, a pimenta etc. O consumo desses vegetais frescos tem uma</p><p>participação significativa no volume comercializado, chegando a representar de</p><p>60 a 70% do total da produção (OLIVEIRA; SANTOS, 2015).</p><p>O Brasil é importante produtor de hortaliças, mas as perdas são igualmente</p><p>altas. Estima-se que cerca de 35 a 45% destes produtos vegetais são perdidos</p><p>ou desperdiçados, desde a classificação e seleção das olerícolas na propriedade</p><p>rural até a sua utilização pelo consumidor final (VILELA et al., 2003). Inúmeros</p><p>fatores provocam perdas de verduras legumes e hortaliças, dentre estes pode-</p><p>se destacar: as condições ambientas que são favoráveis ao desenvolvimento</p><p>de fungos e bactérias que depreciam a qualidade destes produtos; embalagens</p><p>inadequadas, manejo, manuseio e acondicionamento incorretos durante o fluxo</p><p>de comercialização; estrutura e instalações dos equipamentos de comercialização</p><p>insuficientes e distância dos fornecedores (ANDREUCCETTI et al., 2005).</p><p>5. Nozes, coco e similares: grupo que engloba coco-da-baía, castanha,</p><p>amêndoa, cacau, entre outros. “As nozes verdadeiras são frutas secas,</p><p>espessas e muitas vezes contêm espinhos que recobrem sua semente”</p><p>19</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>como as amêndoas, avelãs, castanhas, castanhas-de-caju, castanhas-</p><p>do-pará, macadâmias, nozes e pistaches (FREITAS; NAVES, 2010). As</p><p>sementes comestíveis possuem características semelhantes às nozes</p><p>verdadeiras, mas com classificação botânica diferente, são exemplos</p><p>desse grupo: o amendoim e a amêndoa de baru. As nozes verdadeiras</p><p>e as sementes comestíveis contêm elevados teores de lipídeos e</p><p>de proteínas, além disso são excelentes fontes de outros nutrientes</p><p>e substâncias com propriedades de alegação de saúde, como os</p><p>fitoesteróis, ácidos graxos, contendo, sobretudo os ácidos oléico (C18:1)</p><p>e linoléico (C18:2)2 e a relação ω-6:ω-3, vitamina E, e em alguns casos,</p><p>fibra alimentar, especialmente de fibras insolúveis (JUDD et al., 2009).</p><p>No Brasil, a produção de nozes e castanhas destaca-se nas regiões norte e</p><p>nordeste com o cultivo de castanha do caju, castanha do Pará, noz macadâmia e</p><p>a noz pecã. A nogueira macâdamia é cultivada principalmente na região sudeste e</p><p>na Bahia em aproximadamente 6 mil hectares e com produção de 3.200 toneladas</p><p>de nozes para o ano de 2005. A produção da noz pecã está mais restrita a região</p><p>sul, com estimativa de mais de 10.000 hectares plantados nos estados do Rio</p><p>Grande do Sul, Santa Catarina e Paraná (ROVANI et al., 2015).</p><p>6. Carnes: grupo que engloba produtos cárneos de bovinos, suínos, aves,</p><p>caprinos e ovinos. Carne vermelha (definida como todos os tipos de</p><p>carne muscular de mamíferos, como carne bovina, suína e cordeiro) é</p><p>uma fonte de proteína, ferro e outros nutrientes que são componentes</p><p>importantes de uma dieta saudável (SHARMA et al., 2013).</p><p>Além da carne como produto in natura, a indústria desse segmento produz</p><p>carne processada, que se refere à carne (incluindo carne vermelha ou aves)</p><p>transformada através de processos como, a salga, cura, fermentação, ou com a</p><p>adição de conservantes químicos. Segundo o Ministério da Agricultura, Pecuária</p><p>e Abastecimento (2007), a cadeia de carne bovina possui posição de destaque no</p><p>contexto da economia rural brasileira, ocupando vasta área do território nacional</p><p>gerando emprego e renda para milhões de brasileiros (BATALHA; BUAINAIN,</p><p>2007).</p><p>Ainda segundo o Ministério já citado, a cadeia produtiva da carne bovina</p><p>pode ser dividida em subsistemas com seus respectivos componentes:</p><p>1. Representado pelos fornecedores de insumos e transportadores.</p><p>2. Produção da matéria-prima, ou de produção agropecuária, composto</p><p>pelas empresas rurais que produzem os animais destinados às indústrias</p><p>de primeira transformação.</p><p>3. Industrialização, composto por indústrias que podem ser:</p><p>20</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>• De primeira transformação: representadas por aquelas responsáveis</p><p>pelo abate dos animais e obtenção das peças de carne para os demais</p><p>agentes da cadeia.</p><p>• De segunda transformação: representadas por aquelas que incorporam</p><p>a carne em seus produtos ou agregam valor a ela.</p><p>A Figura 3 representa a cadeia produtiva da carne bovina, que é composta</p><p>pelos fornecedores de insumos, pelos produtores rurais que produzem e</p><p>comercializam os bovinos, pelas plantas industriais encarregadas do abate,</p><p>pelos agentes responsáveis pela distribuição e comercialização da carne e pelo</p><p>consumidor final (BARCELLOS, 2002).</p><p>FIGURA 3 – CADEIA PRODUTIVA DA CARNE BRASILEIRA</p><p>FONTE: Adaptado de Barcellos (2002)</p><p>21</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>Os Estados Unidos estão entre os principais países com o maior consumo de</p><p>carne bovina, suína e ovina, estimados em 109 libras per capita em 2017 (USDA,</p><p>2018). O Brasil é classificado como o maior exportador de carne bovina do mundo</p><p>desde 2008. Segundo o Ministério da Agricultura, a expectativa é que a produção</p><p>doméstica de carne atenda 44,5% do mercado mundial no ano de 2020. O Brasil</p><p>tem ocupado posição de destaque no cenário mundial de exportação de carne</p><p>bovina, devido ao grande número de animais e o aperfeiçoamento dos sistemas</p><p>de produção. O forte desempenho das exportações brasileiras nos últimos</p><p>anos incluiu e ampliou uma indústria que gerou mais de US $14,7 bilhões em</p><p>exportações de carnes frescas, refrigeradas, congeladas e preparadas em 2015</p><p>(CARNEIRO; KANEENE, 2017).</p><p>Embora a carne brasileira tenha grande número de exportações, esse</p><p>produto ainda tem como seus principais destinos países</p><p>com menores exigências,</p><p>o que faz com que o valor da carne seja menor (FLORINDO et al., 2015). A busca</p><p>por mercados que paguem mais pela carne, como União Europeia e os EUA</p><p>tem encontrado resistência devido às exigências quanto à qualidade da carne,</p><p>condições sanitárias e rastreabilidade, as quais são deficitárias na pecuária</p><p>brasileira (MAIA FILHO et al., 2015).</p><p>O termo qualidade da carne pode ser definido como o conjunto de</p><p>propriedades e percepções deste alimento que agradam ou desagradam ao</p><p>consumidor (HOCQUETTE et al., 2012). As características de qualidade da carne</p><p>podem ser divididas em intrínsecas, que são os aspectos visuais e sensoriais, e</p><p>extrínsecas, que são as informações, como preço, condições de bem-estar animal,</p><p>as preocupações ambientais, e de rastreabilidade (PICARD et al., 2015). A cadeia</p><p>produtiva e a ciência da carne têm avaliado de forma objetiva as propriedades</p><p>da carne, mensuradas por meio de instrumentos e técnicas laboratoriais (LIMA</p><p>JUNIOR et al., 2011).</p><p>7. Leites e ovos: o leite é um alimento de grande importância na</p><p>alimentação devido ao seu elevado valor nutritivo, como fonte de</p><p>proteínas, lipídios, carboidratos, minerais e vitaminas. O leite e seus</p><p>derivados representam uma das principais fontes de proteína e cálcio</p><p>da população brasileira (SOUZA et al., 2009). Sob o ponto de vista</p><p>nutricional, o leite é um importante alimento, devido à qualidade de suas</p><p>proteínas, que são divididas em caseínas (α1, α2, β, γ e k) e proteínas</p><p>do soro (albumina, α-lactoalbumina, β-lactoglobulina, imunoglobulinas e</p><p>proteose-peptonas), ao seu teor elevado em cálcio, fósforo, magnésio,</p><p>vitamina A, riboflavina e niacina (MENEZES, 2014).</p><p>Embora o leite seja uma excelente fonte de nutrientes para o ser humano é,</p><p>ao mesmo tempo, um meio ideal para o desenvolvimento de micro-organismos</p><p>22</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>potencialmente patogênicos que podem se desenvolver caso haja falhas nas</p><p>boas práticas durante a ordenha, processamento, manipulação, transporte e</p><p>armazenamento (FURLANETTO et al., 2009). Para salvaguardar a saúde da</p><p>população, é obrigatório o tratamento prévio do leite destinado ao consumo direto</p><p>ou a industrialização, sendo proibida a venda do leite cru diretamente para o</p><p>consumidor.</p><p>Teoricamente, o melhor método de conservar o leite e aumentar sua vida</p><p>útil seria submeter esse produto a um tratamento capaz de destruir todos os</p><p>micro-organismos presentes, inativar todas as enzimas, mantendo todas as</p><p>características desse leite (TRONCO, 2010). Na maioria dos países, o tratamento</p><p>do leite se dá por processamento térmico, pois a aplicação de altas temperaturas</p><p>tem efeito no metabolismo dos micro-organismos, causando desnaturação de</p><p>proteínas e inativação de enzimas. A pasteurização é o processo mais utilizado</p><p>para o tratamento de leite, e consiste no emprego conveniente do calor, com o fim</p><p>de destruir totalmente a flora microbiana patogênica sem alteração sensível da</p><p>constituição física e do equilíbrio do leite, sem prejuízo dos seus complementos</p><p>bioquímicos, assim como de suas propriedades organolépticas normais. No</p><p>entanto, vários países, estudam a aplicabilidade de novas tecnologias para</p><p>o processamento de leite, que incluem a microfiltração (MF), campos elétricos</p><p>pulsados (CEP), ultrassom e alta pressão hidrostática (WALKING-RIBEIRO et al.,</p><p>2011).</p><p>Outro alimento que tem grande valor na alimentação humana devido ao seu</p><p>elevado valor nutritivo são os ovos. O complexo de proteínas do ovo serve como</p><p>fonte significativa de 18 aminoácidos, o que lhe confere um alto valor biológico, se</p><p>combinada a uma alimentação variada e saudável. O ovo também é uma excelente</p><p>fonte natural de vitaminas A, D, E, K B2 e B12. As vitaminas lipossolúveis A, D,</p><p>E e K são encontradas na gema. Já as vitaminas hidrossolúveis do complexo B</p><p>são encontradas tanto no albúmen quanto na gema. O ovo é fonte de minerais</p><p>disponíveis, como o fósforo, cálcio, ferro, sódio e potássio (USDA, 2018).</p><p>A produção de ovos é cada vez mais impulsionada por uma mudança nos</p><p>padrões de dieta e consumo de alimentos. Segundo a FAO, em 2013, a produção</p><p>global de ovos atingiu um volume de cerca de 68 milhões de toneladas (FAO,</p><p>2016). O ovo pode ser consumido cozido, frito, mexido, na forma de omelete.</p><p>No entanto, a forma mais utilizada é como aditivo nas indústrias de alimentos,</p><p>devido às suas propriedades e funcionalidades como emulsificante, espumante e</p><p>coagulante.</p><p>8. Pescados: grupo de matérias-primas que engloba os peixes, crustáceos</p><p>e moluscos. O consumo de frutos do mar é recomendado como parte</p><p>de uma dieta saudável, pois são fontes conhecidas de proteínas,</p><p>23</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>ácidos graxos ômega-3 de cadeia longa, vitamina D, selênio e iodo</p><p>(GAVA, 2009). O consumo de frutos do mar apresenta benefícios à</p><p>saúde, englobando o desenvolvimento neural, visual e cognitivo durante</p><p>a gestação e a infância (EMMETT et al., 2013) e minimiza o risco de</p><p>doenças cardiovasculares (ZARRAZQUIN et al., 2014).</p><p>Apesar desses benefícios, os frutos do mar podem abrigar microrganismos</p><p>patogênicos e deteriorantes originados no ambiente ou devido à contaminação</p><p>durante ou após o processamento (WANG et al., 2019). A demanda crescente</p><p>por frutos do mar enfatiza a necessidade de desenvolvimento de métodos de</p><p>processamento não intensivos que garantam um produto seguro. A limitação</p><p>do prazo de validade dos frutos do mar é frequentemente atribuída ao potencial</p><p>de deterioração dos microrganismos. Diante desse fator, várias tecnologias de</p><p>processamento e embalagem para peixes e frutos do mar têm sido bem estudadas</p><p>em relação ao conteúdo microbiano e segurança alimentar. No entanto, as</p><p>pesquisas relacionadas a combinações tecnologias são limitadas, especialmente</p><p>para produtos de peixe prontos para consumo levemente processados,</p><p>demonstrando a necessidade de desenvolvimento de tecnologias que garantam</p><p>uma maior vida útil desse tipo de produto (GRAM; HUSS, 1996).</p><p>Diante da grandiosidade e variedade das matérias-primas existentes,</p><p>juntamente à necessidade de atender aos novos padrões de vida e às exigências</p><p>do mercado consumidor, a indústria de alimentos investe em tecnologias de</p><p>processamento, para desenvolver alimentos que possam atender mercados</p><p>específicos, melhorar a qualidade dos produtos finais, aumentar a vida de</p><p>prateleira dos produtos no mercado e atender as exigências nutricionais e</p><p>sensoriais.</p><p>A indústria de alimentos e bebidas no Brasil é uma das maiores do mundo.</p><p>Segundo a ABIA (2018), o país está entre os primeiros lugares em diversas áreas,</p><p>como:</p><p>• Maior exportador mundial de alimentos processados.</p><p>• Maior produtor e exportador mundial de suco de laranja.</p><p>• Maior exportador mundial de carne e segundo maior produtor.</p><p>• Maior produtor e exportador de açúcar.</p><p>• Segundo maior exportador mundial de café solúvel.</p><p>A indústria de alimentos é um dos setores econômicos que apresenta</p><p>maior potencial de crescimento, trata-se de um segmento que está sempre em</p><p>ampliação, pois atende a uma das necessidades básicas da população. No</p><p>entanto, enfrenta diversas problemáticas, principalmente em relação a perdas,</p><p>contaminações, durabilidade entre outros fatores.</p><p>24</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>A geração de grandes perdas pode ser reduzida pelo processamento. Muitos</p><p>são os processos empregados com o intuito de produzir alimentos estáveis e</p><p>seguros como a refrigeração, congelamento, desidratação, salga, adição de</p><p>açúcar, acidificação, fermentação, pasteurização, esterilização, utilização de</p><p>pulsos elétricos, tecnologia de barreiras ou métodos combinados, entre outros</p><p>(SILVA et al., 2006).</p><p>1 Você sabia que o Brasil é um país tropical e rico em diversidade</p><p>de clima e culturas, e devido a este fato é o terceiro maior produtor</p><p>e</p><p>exportador dos principais alimentos do mundo? Busque informações</p><p>sobre os grupos de matéria-prima já estudados nos quais o Brasil</p><p>se destacou na produção e exportação, e anote os principais dados</p><p>encontrados.</p><p>2.2 ALTERAÇÕES DAS MATÉRIAS-</p><p>PRIMAS: CAUSAS E FATORES</p><p>Durante a produção, processamento, distribuição e armazenamento, os</p><p>alimentos são expostos a condições variadas que geram modificações, as</p><p>quais afetam a sua qualidade, podendo atingir um estado tal que os tornem</p><p>indesejáveis ao consumo. Essas alterações podem levar a deterioração e ocorrem</p><p>principalmente devido a processos químicos, físicos e microbiológicos. Segundo</p><p>Gava et al., (2009) pode-se afirmar que as alterações dos alimentos são devidas</p><p>às seguintes causas:</p><p>• Crescimento e atividade dos micro-organismos.</p><p>• Ação das enzimas presentes nos alimentos.</p><p>• Reações químicas não enzimáticas.</p><p>• Alterações provocadas por insetos e roedores.</p><p>• Mudanças físicas, como as ocasionadas por agentes mecânicos.</p><p>Portanto, as alterações são de ordem biológica, química ou física.</p><p>As alterações microbiológicas consistem em multiplicação e deterioração</p><p>microbiana. As alterações químicas constituem-se nas reações de oxidação</p><p>lipolítica e degradação de nutrientes, sabor, aroma e textura. Entre as alterações</p><p>25</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>físicas pode-se citar: ação de agentes mecânicos que causam danos, como</p><p>quebras, deformações, perfurações, cortes, alterações ocasionadas por falhas</p><p>operacionais, armazenamento e manuseio deficiente. Uma das alterações físicas</p><p>de maior ocorrência é a que ocorre durante a estocagem, com a migração de</p><p>umidade entre o produto e o ambiente de estocagem (FANI, 2015).</p><p>2.2.1 Alterações microbiológicas</p><p>A contaminação microbiana pode causar perda significativa de alimentos em</p><p>toda a cadeia de suprimentos, incluindo colheita, processamento, armazenamento</p><p>e transporte para os consumidores. A contaminação microbiana pode não ser</p><p>visível, mas já está desenvolvida, podendo provocar graves problemas na saúde</p><p>do consumidor e, em casos mais graves, causar a morte. Essas alterações são</p><p>provocadas por bactérias, bolores e leveduras (BATISTA; VENÂNCIO, 2003).</p><p>As doenças transmitidas por alimentos ocorrem como resultado da</p><p>contaminação de alimentos por micro-organismos patogênicos durante os</p><p>procedimentos da cadeia de suprimento alimentar, ou seja, durante os processos</p><p>do processamento, como pré e pós-colheita, produção, distribuição e mesmo</p><p>antes do consumo, dependendo das condições de alimentos e armazenamento</p><p>(MORAIS et al., 2018).</p><p>Os micro-organismos dependem de condições favoráveis para sua</p><p>multiplicação. Muitos gêneros alimentícios possuem meios apropriados para</p><p>o crescimento e desenvolvimento de micro-organismos. Certas características</p><p>inerentes aos próprios alimentos têm grande influência no tipo e diversidade</p><p>microbiana capaz de se desenvolver nos produtos, tais como pH e atividade de</p><p>água. Portanto, existe a necessidade de se garantir a qualidade dos alimentos e</p><p>a segurança do consumidor, pois tanto a espécie, quanto o comportamento dos</p><p>micro-organismos no alimento depende destes fatores e das condições ambientais</p><p>às quais o alimento está sujeito (ROBAZZA et al., 2010).</p><p>Durante a manipulação e processamento, os alimentos podem ser</p><p>contaminados com micro-organismos provenientes dos diversos processos,</p><p>como na manipulação de forma errada pelo manipulador, do ambiente e por</p><p>contaminação cruzada com superfícies e matérias-primas que apresentem</p><p>elevada carga microbiana (MORAIS et al., 2018). Durante o armazenamento,</p><p>dentre os fatores que irão influenciar a velocidade de multiplicação dos micro-</p><p>organismos, destaca-se carga microbiana no início do armazenamento,</p><p>propriedades físico-químicas dos alimentos favoráveis a multiplicação, como teor</p><p>de umidade, pH e presença de conservante, e o ambiente externo do alimento,</p><p>26</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>como as composições de gases circundantes, a umidade relativa e a temperatura</p><p>de armazenamento, que são denominados de fatores extrínsecos (FANI, 2015).</p><p>Após a contaminação, os micro-organismos utilizarão o alimento como fonte</p><p>de nutrientes. Caso as condições sejam favoráveis, esses micro-organismos irão</p><p>se multiplicar podendo alterar as características físicas e químicas dos alimentos,</p><p>causando sua deterioração. Entretanto, a multiplicação de micro-organismos</p><p>patogênicos responsáveis por intoxicações e infecções alimentares, como as</p><p>espécies de Salmonella, Staphylococcus e Listeria, não é necessariamente</p><p>acompanhada por alterações na aparência, odor, sabor e textura (FETSCH et al.,</p><p>2014).</p><p>Sánchez et al. (2019), em seus estudos quanto à contaminação Staphylococcus</p><p>em diferentes alimentos derivados de ovos, como ovo cru, cozido e omeletes,</p><p>demonstrou que para evitar o risco de intoxicação alimentar por Staphylococcus,</p><p>para produtos cozidos apenas por alguns minutos, a temperatura de cozimento</p><p>deve ser maior que 100 °C e o armazenamento subsequente do produto deve ser</p><p>feito em temperaturas refrigeradas que aumentem a fase de latência e diminuem</p><p>a taxa de crescimento. A qualidade microbiológica e a segurança dos ovos e seus</p><p>derivados dependem em grande parte de cozimento, manuseio, resfriamento e</p><p>armazenamento adequados.</p><p>Van Amson et al. (2006) demonstraram que produtos cárneos representam</p><p>excelentes meios para o crescimento microbiano, devido à variedade de</p><p>nutrientes, à alta atividade de água e à baixa acidez. Além disso, as carnes</p><p>podem ser facilmente contaminadas durante o abate do animal, a evisceração,</p><p>a manipulação no processamento e a estocagem inapropriada. Pires et al.</p><p>(2018) avaliaram a contaminação por C. difficile em produtos de carne de varejo,</p><p>adquiridas em quatro grandes mercados de Porto Alegre, Brasil, em maio de 2017.</p><p>Foram analisados produtos de carne bovina, suína, de frango e hambúrguer,</p><p>totalizando 80 amostras de carne, e os resultados demonstraram que em seis</p><p>amostras apresentaram crescimento de micro-organimos como Lactobacillus</p><p>plantarum, Enterococcus gallinarum e Pediococcus acidilactici.</p><p>O desenvolvimento de micro-organismos nos alimentos provoca alterações</p><p>químicas e físicas, que comprometem a qualidade do alimento. Em geral,</p><p>a proliferação de micro-organismos está associada a alterações sensoriais,</p><p>comprometendo os atributos de qualidade como, aparência (mudanças de</p><p>textura), odor (pela formação de off-flavors), sabor, resultantes da atividade</p><p>metabólica microbiana, que utilizam compostos do alimento como fonte de energia</p><p>(FANI, 2015).</p><p>27</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>Diante do exposto, para mitigar os efeitos da presença e desenvolvimento</p><p>microbiano durante o processamento de alimentos, faz-se necessário o estudo</p><p>de tecnologias através do uso de métodos que tornem os alimentos ambientes</p><p>impróprios para o desenvolvimento de micro-organismos, além da aplicação de</p><p>procedimentos padrão e boas práticas de fabricação que permitem reduzir a</p><p>contaminação a níveis aceitáveis.</p><p>2.2.2. Ação das enzimas</p><p>A cor é um dos atributos de aceitação de um determinado produto por</p><p>parte dos consumidores, pois geralmente o consumidor supõe a qualidade de</p><p>um produto pela aparência. Daí a importância de se usar, no processamento,</p><p>além de uma matéria-prima de boa qualidade, técnicas que facilitam a máxima</p><p>preservação da qualidade que o produto possuía quando estava no estado fresco</p><p>(FILHO; VASCONCELO, 2010).</p><p>Muitas reações podem estar presentes nos alimentos que favoreçam</p><p>a alteração da sua cor, como as reações não enzimáticas (ou químicas) e</p><p>as reações enzimáticas. De modo geral, quando frutas e hortaliças sofrem</p><p>alguma injúria física ou fisiológica,</p><p>como amassamento, descascamento, corte</p><p>ou são trituradas, logo apresentam uma cor escura, e esse escurecimento é o</p><p>escurecimento enzimático. Segundo Santos et al. (2012), o escurecimento</p><p>enzimático é causado principalmente pela ação das enzimas polifenoloxidase</p><p>(PPO), que são compostas por um conjunto de enzimas, também conhecidas por</p><p>fenolases, fenoloxidase, catecolase, cresolase e tirosinase. A PPO, quando em</p><p>contato com o oxigênio, reage com compostos fenólicos nos tecidos de frutas e</p><p>vegetais, removendo o hidrogênio de suas ramificações. Como produtos dessa</p><p>reação têm-se água e quinona, a qual pode se condensar formando polímeros</p><p>escuros e insolúveis, como a melanina, que são compostos que resultam em uma</p><p>coloração amarronzada no produto, como demonstrado na Figura 4.</p><p>FIGURA 4 – REAÇÃO DE OXIDAÇÃO DE COMPOSTOS</p><p>FENÓLICOS CATALISADA PELA POLIFENOLOXIDASE</p><p>FONTE: Adaptado de Santos et al. (2012)</p><p>28</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>A reação de escurecimento enzimático tem um impacto substancial na</p><p>qualidade das frutas, como na comercialização de seu produto, das propriedades</p><p>sensoriais e na redução do valor nutricional. Além das PPOs, existe a enzima</p><p>peroxidase (POD) que também é responsável pelo escurecimento enzimático. A</p><p>POD utiliza os compostos fenólicos como substratos e são capazes de oxidar na</p><p>presença de peróxidos, originando radicais livres, como demonstrado na Figura 5.</p><p>Na ausência de peróxidos, essa enzima pode ainda catalisar a oxidação de alguns</p><p>substratos com o auxílio do oxigênio molecular e também hidrolisar diferentes</p><p>compostos aromáticos (KOBLITZ, 2008).</p><p>FIGURA 5 – AÇÃO DA PEROXIDASE SOBRE COMPOSTOS FENÓLICOS</p><p>FONTE: Adaptado de Chitarra (2002)</p><p>Para que o escurecimento enzimático ocorra, é necessário a presença</p><p>do oxigênio, da enzima e do substrato, portanto a reação pode ser controlada</p><p>atuando-se em pelo menos um desses fatores. Se qualquer um deles estiver</p><p>ausente, ou for impedido de participar da reação, não haverá oxidação e, portanto,</p><p>não ocorrerá o escurecimento enzimático (FILHO; VASCONCELOS, 2010).</p><p>Muitas vezes o processo da ação das enzimas, e consequente escurecimento</p><p>é desejado, como ocorre nas uvas passas, ameixas, cacau, chá, café e cidra</p><p>de maçã. Entretanto, é indesejável quando afeta negativamente a aparência do</p><p>produto, podendo haver perdas de nutrientes, diminuição da vida útil e formação</p><p>de sabor indesejável (FENNEMA et al., 2010).</p><p>Segundo Araújo (2015), a reação de escurecimento em frutas, vegetais e</p><p>bebidas é um dos principais problemas na indústria de alimentos. Avalia-se que</p><p>em torno de 50% da perda de frutas tropicais no mundo é devido às enzimas</p><p>PPOs, que provocam mudanças indesejáveis na aparência e nas propriedades</p><p>sensoriais do produto.</p><p>A menos que as enzimas sejam inativadas por calor, radiação, compostos</p><p>químicos ou outros meios, elas mantêm sua atividade durante o período de</p><p>estocagem, catalisando reações químicas em alimentos. Por isso, muitos métodos</p><p>têm sido reconhecidos como eficazes na preservação de alimentos contra reações</p><p>enzimáticas de escurecimento, como o uso da temperatura (SANTOS et al., 2018).</p><p>29</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>O emprego de baixas temperaturas como nos processos de congelamento e</p><p>refrigeração diminuem a intensidade da ação da enzima, já o emprego de calor por</p><p>um período de tempo adequado, pode inativar as enzimas. Esse método é muito</p><p>utilizado como processo de pré-tratamento, como é o caso do branqueamento, em</p><p>alimentos antes do congelamento, desidratação, irradiação, entre outros. Pode-se</p><p>também empregar agentes químicos, como o dióxido de enxofre ou sulfito (SO2),</p><p>uma vez que o SO2 pode agir diretamente sobre a enzima ou com intermediários</p><p>formados durante a ação enzimática. Além disso, há o emprego de ácidos que</p><p>possuem a propriedade de reduzir o pH inibindo a atividade da polifenoloxidase</p><p>(TECHAKANON et al., 2017).</p><p>Acadêmico, para obter mais conhecimento sobre as</p><p>tecnologias que estão sendo desenvolvidas para retardar ou inibir</p><p>o escurecimento enzimático, acesse o link: https://epocanegocios.</p><p>globo.com/Brasil/noticia/2018/04/pesquisador-desenvolve-tecnica-</p><p>que-retarda-o-escurecimento-de-macas.html.</p><p>2.2.3 Reações químicas não</p><p>enzimáticas</p><p>Entre as principais reações químicas não enzimáticas, temos o ranço</p><p>oxidativo e o escurecimento químico. O ranço oxidativo ou rancidez oxidativa é</p><p>uma das principais causas de deterioração da qualidade dos alimentos, limitando</p><p>a vida de prateleira de vários alimentos. As alterações na qualidade dos alimentos</p><p>podem ser percebidas pelas mudanças nas características sensoriais, no valor</p><p>nutricional e pela produção de compostos potencialmente tóxicos. A rancidez</p><p>oxidativa é o tipo de degradação mais importante em gorduras e óleos e está</p><p>presente em diversos alimentos incluindo alimentos fritos, nozes, frutas secas,</p><p>carnes, leite em pó, café e margarina. Durante os processos de oxidação lipídica,</p><p>ocorre a reação de ácidos graxos com o oxigênio, ou seja, o oxigênio ataca</p><p>gorduras insaturadas acarretando mudanças de cor, off-flavors e em certos casos</p><p>substâncias tóxicas. O oxigênio pode ser dissolvido entre o óleo ou alimento,</p><p>podendo ficar também no headspace da embalagem, ou penetrar na embalagem</p><p>durante a estocagem (SINGH; ANDERSON, 2004).</p><p>30</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>A oxidação de lipídios afeta diretamente a degradação do sabor dos</p><p>alimentos. Durante o armazenamento, em presença de oxigênio e luz, ocorre a</p><p>oxidação lipídica. Os principais produtos finais desta reação são álcoois, aldeídos,</p><p>cetonas, ésteres e outros hidrocarbonetos. Esses produtos, geralmente voláteis,</p><p>são responsáveis pelo desenvolvimento da rancidez oxidatíva, mais conhecida</p><p>como “sabor de ranço” (FERRARI, 1998).</p><p>Os processos oxidativos abrangem a fotoxidação e a autoxidação (MILANI;</p><p>SAHRAEE, 2015). A autoxidação dos lipídios ocorre através de reações em cadeia</p><p>dos radicais livres seguindo um mecanismo geral que consiste em três estágios:</p><p>iniciação, propagação e terminação, como demonstrado na Figura 6. Na fase de</p><p>iniciação, um radical alquil é formado pela remoção de um radical hidrogênio a</p><p>partir de uma posição alílica. Na etapa de propagação, o radical alquil reage com</p><p>oxigênio a taxas controladas por difusão para formar radicais peroxil, que, por</p><p>sua vez, reagem com novas moléculas lipídicas que dão origem a hidroperóxidos</p><p>como produtos de oxidação primária e novos radicais alquila que propagam a</p><p>cadeia de reação. Como resultado da decomposição dos peróxidos obtém-se uma</p><p>variedade de aldeídos, álcoois, ácidos, cetonas, dentre os quais se incluem os</p><p>agentes de gosto e odor indesejáveis. Finalmente, na fase de término, os radicais</p><p>reagem entre si para produzir um não radical que são espécies relativamente</p><p>estáveis (JACOBSEN, 1999).</p><p>31</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>FIGURA 6 – MECANISMO DE AUTOXIDAÇÃO LIPÍDICA</p><p>FONTE: Adaptado de Araújo (2004)</p><p>32</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>O mecanismo de iniciação tem sido objeto de debate há muitos anos. A</p><p>equação química representada pela fase de iniciação é a reação de iniciação mais</p><p>aceita. Contudo, o radical hidrogênio não é liberado espontaneamente da molécula</p><p>lipídica, mas é removido por iniciadores. Hidroperóxidos onipresentes e traços de</p><p>metais pesados, sempre presentes como impurezas nos lipídios, parecem ter um</p><p>papel importante na geração de radicais que atuam como iniciadores. Conteúdo</p><p>menor de hidroperóxidos, produzidos principalmente por oxidação enzimática</p><p>ou por fotoxidação, decompõem-se em radicais por catálise metálica, de acordo</p><p>com as equações e acredita-se</p><p>que estejam envolvidos nas primeiras reações de</p><p>remoção do hidrogênio (FRANKEL, 2014).</p><p>Os hidroperóxidos também podem ser formados por diferentes mecanismos</p><p>na presença de luz e fotossensibilizadores, como os vários pigmentos presentes</p><p>nos alimentos, principalmente clorofila, hemoproteínas e riboflavina. As espécies</p><p>ativadas podem atuar como um único iniciador radical transferindo elétrons para</p><p>lipídios para formar radicais que reagem com oxigênio da mesma maneira que no</p><p>processo de autoxidação. Então, os hidroperóxidos formados são os mesmos que</p><p>os produzidos a partir da autoxidação. Ao serem decompostos, os hidroperóxidos</p><p>produzem radicais adicionais, um fator que pode ser responsável pelo aumento</p><p>da oxidação ocorrente em muitos alimentos. A luz ultravioleta (UV) e a luz visível</p><p>podem promover a decomposição de hidroperóxidos para produzir radicais livres.</p><p>Logo, embalagens que diminuem a exposição à luz podem atenuar a velocidade</p><p>da oxidação lipídica (FENNEMA et al., 2010).</p><p>Diversos estudos têm sido realizados com o intuito de verificar a ocorrência</p><p>de oxidação lipídica em alimentos e de como minimizar os processos oxidativos.</p><p>Trindade et al. (2010) estudaram a estabilidade oxidativa de mortadela contendo</p><p>óleo de soja, armazenada a 0 ºC durante 60 dias. Os autores verificaram através</p><p>de testes de aceitação sensorial que a substituição do toucinho suíno pelo óleo de</p><p>soja não afetou a estabilidade das mortadelas durante 46 dias de armazenamento.</p><p>Constataram que a utilização de óleo de soja na elaboração de mortadelas,</p><p>substituindo 50 a 100% do toucinho suíno, não prejudicou a estabilidade oxidativa</p><p>e sensorial desses produtos, durante a estocagem.</p><p>Mariutti e Bragagnolo (2017) demonstraram em seus estudos que a adição</p><p>de sal aos produtos à base de carne é importante para inibir o crescimento de</p><p>micro-organismos patogênicos e melhorar as características sensoriais, no</p><p>entanto, pode favorecer a oxidação lipídica, isso porque o cloreto de sódio possui</p><p>a capacidade de romper a integridade da membrana celular, facilitando o acesso</p><p>de agentes oxidantes aos substratos lipídicos.</p><p>Dias et al. (2020) estudaram os efeitos dos tratamentos térmicos industriais</p><p>do leite bovino cru submetidos à pasteurização em lote, sob alta temperatura e</p><p>33</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>tempo curto (HTST); sob temperatura ultra alta (UHT) na formação de produtos</p><p>primários (conteúdo de hidroperóxido e oxilipinas) e produtos secundários de</p><p>oxidação lipídica (tiobarbitúricos espécies reativas a ácidos), e concluíram que</p><p>o processamento térmico reduz o conteúdo de oxilipina do leite bem como a</p><p>capacidade antioxidante.</p><p>Para estabilizar a gordura, e, consequentemente, retardar ou inibir o processo</p><p>de rancidez oxidativa, pode-se utilizar de métodos físicos (controle das condições</p><p>de temperatura e luz durante a estocagem) e de adição de antioxidantes</p><p>(ARAÚJO, 2015). Exemplos de conhecidos antioxidantes naturais são ácido</p><p>ascórbico, vitamina E, carotenoides e flavonoides. Os antioxidantes inibem a</p><p>oxidação lipídica agindo como doadores de hidrogênio ou elétron e interferindo</p><p>na reação em cadeia, não formando nenhum componente radical (ARAÚJO,</p><p>2015). Portanto, diante do exposto, torna-se notório a importância de embalagens</p><p>específicas para alimentos que possuem em sua composição gorduras e óleos,</p><p>para o controle de luz, temperatura, contato com o oxigênio, além disso, em certos</p><p>alimentos faz-se necessário o emprego de antioxidantes.</p><p>Outra reação química que pode ocorrer nos alimentos durante os processos</p><p>de processamento e armazenamento é o escurecimento não enzimático. As cores</p><p>produzidas vão do amarelo pálido até o marrom escuro ou até mesmo preto,</p><p>dependendo do tipo de produto e da extensão da reação. Em muitos produtos, as</p><p>colorações obtidas pelo escurecimento enzimático são consideradas desejáveis,</p><p>como, por exemplo, as crostas de pão, bolo, bolachas, cervejas, caldas de doces,</p><p>café torrado, entre outros. No entanto, em outros alimentos o escurecimento</p><p>é indesejável e prejudicial, como no leite em pó e ovo em pó (DAMODARAN;</p><p>PARKIN, 2018).</p><p>A reação de Maillard é considerada uma das reações colaterais mais</p><p>frequentes durante o aquecimento de produtos alimentares que contêm</p><p>carboidratos e proteínas/peptídeos, acontece naturalmente sem a adição de</p><p>compostos químicos e são capazes de modificar propriedades importantes dos</p><p>alimentos, como estabilidade, sabor, cor, aroma etc. Os produtos formados durante</p><p>a reação de Maillard (RM) podem ter efeitos positivos ou adversos na saúde em</p><p>relação ao potencial anti/pró-oxidante, imunogênico, alergênico e carcinogênico</p><p>(MEHTA; DEETH, 2016).</p><p>Foi descoberta em 1912 pelo químico e médico francês Louis-Camille Maillard</p><p>durante a tentativa da síntese de peptídeo em condições fisiológicas. A RM é</p><p>representada por uma complexa cascata de reações, que surge principalmente</p><p>durante o aquecimento e/ou armazenamento prolongado de produtos alimentícios.</p><p>Essa reação é subdividida em três estágios: estágio inicial, estágio intermediário e</p><p>estágio final, como demonstrado na Figura 7 (RODRIGUEZ et al., 2017).</p><p>34</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>FI</p><p>G</p><p>U</p><p>R</p><p>A</p><p>7</p><p>–</p><p>R</p><p>EP</p><p>R</p><p>ES</p><p>EN</p><p>TA</p><p>Ç</p><p>ÃO</p><p>D</p><p>AS</p><p>P</p><p>R</p><p>IN</p><p>C</p><p>IP</p><p>AI</p><p>S</p><p>ET</p><p>AP</p><p>AS</p><p>D</p><p>A</p><p>R</p><p>EA</p><p>Ç</p><p>ÃO</p><p>D</p><p>E</p><p>M</p><p>AI</p><p>LL</p><p>AR</p><p>D</p><p>E</p><p>M</p><p>A</p><p>LI</p><p>M</p><p>EN</p><p>TO</p><p>S</p><p>FO</p><p>N</p><p>TE</p><p>: A</p><p>da</p><p>pt</p><p>ad</p><p>o</p><p>de</p><p>A</p><p>re</p><p>na</p><p>e</p><p>t a</p><p>l.</p><p>(2</p><p>01</p><p>7)</p><p>35</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>O estágio inicial consiste na condensação do grupo carbonila do açúcar</p><p>redutor com o grupamento amino livre proveniente de aminoácidos livres ou</p><p>proteínas, o que ocorre através do ataque nucleofílico do par de elétrons do</p><p>nitrogênio do grupo amino, levando a formação da glicosilaminas N-substituídas.</p><p>Como consequência dessa condensação, há formação da base de Schiff instável</p><p>que libera água e forma uma glicosilamina. Assim, essa base de Schiff sofre</p><p>rearranjos sequenciais produzindo uma aminocetose razoavelmente estável</p><p>conhecida como produto de Amadori ou produto de Heyns. Esses produtos,</p><p>desenvolvidos no estágio inicial, são estáveis e não possuem cor, fluorescência</p><p>ou absorção característica na região do ultravioleta resultando em uma enorme</p><p>variedade de produtos em distintas proporções (MEHTA; DEETH, 2016).</p><p>Com o prolongamento do aquecimento ou armazenamento inicia-se a</p><p>segunda fase. Os produtos de Amadori ou produtos de Heyns são fragmentados e</p><p>originam uma série de reações como desidratação, enolização e retroaldolização.</p><p>Nesta etapa intermediária, surgem os compostos dicarbonílicos, redutonas,</p><p>derivados do furfural e produtos da degradação de Strecker, podendo ocorrer</p><p>o aparecimento de um derivado furano que origina uma hexose comumente</p><p>conhecida por 5-hidroximetilfurfural (BASTOS et al., 2011). Ocorre também o</p><p>desenvolvimento de fluorescência e de absorção no ultravioleta (em função da</p><p>presença de substâncias de coloração levemente amarelada), uma vez que os</p><p>compostos originados na fase intermediária são fluorescentes e com capacidade</p><p>de absorção da radiação na região ultravioleta. Estes são cíclicos e altamente</p><p>reativos, se polimerizando junto aos resíduos de lisina ou arginina em proteínas,</p><p>resultam em compostos estáveis, formando as melanoidinas que são compostos</p><p>de coloração marrom. Também são formados compostos voláteis tais como</p><p>cetonas e aldeídos que conferem odor característico aos produtos termicamente</p><p>processados (VAN BOEKEL et al., 2010).</p><p>No entanto, há consequências negativas, como a formação de compostos</p><p>amargos e a redução do valor nutricional resultante de perdas de certos</p><p>aminoácidos, como a lisina, arginina, histidina e triptofano. Existem ainda</p><p>evidências da formação de compostos</p><p>tóxicos, como a acrilamida (MARTINS et</p><p>al., 2000).</p><p>A acrilamida foi classificada como agente cancerígeno, pela Agência</p><p>Internacional para Pesquisa do Câncer (IARC). Em 2002, foi observada a formação</p><p>de acrilamida em alimentos tratados termicamente com altas concentrações de</p><p>carboidratos. As concentrações de precursores como frutose, glicose e asparagina</p><p>junto à carga térmica são os principais fatores para controlar a formação de</p><p>acrilamida em alimentos. As estratégias de redução mais eficazes envolvem a</p><p>hidrólise enzimática da asparagina com asparaginase, adição de vários aditivos,</p><p>diminuindo o valor do pH e reduzindo a carga térmica (FRIEDMAN, 2003).</p><p>36</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>No Brasil, os teores de acrilamida foram analisados em 15 categorias de</p><p>produtos consumidos por adolescentes. A pesquisa demonstrou que os alimentos</p><p>que mais contribuíram para a exposição a este contaminante pela dieta foram:</p><p>batata-frita, pão francês, biscoito água e sal e café (ARISSETO et al., 2009)</p><p>As vias da reação de Maillard podem ser combinadas de acordo com o</p><p>pH, temperatura, pressão e atividade da água, enquanto os precursores e os</p><p>intermediários podem reagir entre si na presença de compostos amino após</p><p>um ou mais dos mecanismos mencionados para formar diferentes classes</p><p>de moléculas. Apesar de uma distinção clara entre as várias rotas da RM ser</p><p>complicada, é amplamente claro que várias interações podem levar à formação</p><p>de moléculas indesejadas e desejadas. Nesse sentido, o controle da RM pode</p><p>ser considerado como uma ferramenta inteligente para alcançar a qualidade dos</p><p>alimentos desejada e minimizar a formação de moléculas potencialmente tóxicas</p><p>(VAN BOEKEL et al., 2010). Algumas formas de controle da reação de Maillard</p><p>são as seguintes:</p><p>• Controle da atividade de água em produtos desidratados.</p><p>• Tratamento com glicose-oxidase para reduzir o teor de glicose.</p><p>• Acondicionamento em embalagens com absorvedores de O2.</p><p>• Refrigeração.</p><p>• Adição de sulfitos.</p><p>Embora a reação de Maillard seja induzida pelo calor, pesquisas têm</p><p>mostrado que açúcares e aminoácidos, mesmo quando estocados em temperatura</p><p>de refrigeração, podem apresentar sinais de escurecimento não enzimático, o</p><p>que mostra a relevância da Reação de Maillard na vida-de-prateleira da grande</p><p>maioria dos produtos alimentícios (ARNOLDI, 2004).</p><p>Por que comidas braseadas, tostadas ou caramelizadas</p><p>são tão gostosas? Leia no link: https://www.nexojornal.com.br/</p><p>expresso/2017/05/16/Por-que-comidas-braseadas-tostadas-ou-</p><p>caramelizadas-s%C3%A3o-t%C3%A3o-gostosas.</p><p>37</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>Outras reações de escurecimento podem ocorrer com açúcar na ausência</p><p>de aminoácidos ou proteínas, como é o caso do processo de caramelização,</p><p>escurecimento amplamente conhecido, pois é obtido ao aquecermos o açúcar,</p><p>produzindo o caramelo. Em 1858, o químico francês M. A. Gelis foi autor do</p><p>primeiro estudo publicado sobre a cor do caramelo. Seu trabalho indicou que</p><p>a caramelização da sacarose contém três produtos principais: um produto da</p><p>desidratação, a caramelana (C12H18O9) e dois polímeros, caramelen (C36H50O25) e</p><p>caramelin (C96H102O51) (SHIBAO; BASTOS, 2011).</p><p>A caramelização ocorre inicialmente com a desidratação dos açúcares e</p><p>após condensação ou polimerização formam-se moléculas complexas de peso</p><p>molecular variado. Um produto colorido com agradável sabor de caramelo é</p><p>produzido nas fases iniciais, no entanto, a reação continua, mais moléculas de</p><p>alto peso molecular são formadas e o sabor vai ficando mais amargo. As reações</p><p>são autocatalizadas pelo desprendimento de água e aceleradas pelo calor e</p><p>umidade (BERK, 1976).</p><p>A caramelização é uma reação que necessita de uma maior energia de</p><p>ativação, de modo que condições extremas de temperatura (maior que 120 ⁰C)</p><p>e pH (pH< 3 ou pH> 9) precisam ser aplicadas para originar a caramelização de</p><p>açúcares (MORALES; BOEKEL, 1999).</p><p>2.2.4 Alterações provocadas por</p><p>insetos e roedores</p><p>Os insetos e roedores provocam alterações nos alimentos não só por</p><p>consumirem os alimentos, mas por deixarem fragmentos em matérias-primas</p><p>que serão processadas ou em produtos acabados. Além disso, a presença deles</p><p>pode deixar uma porta de entrada para o ataque de micro-organismos. Portanto,</p><p>os insetos e os roedores alteram os alimentos não só pelo que consomem, mas</p><p>principalmente, pela contaminação que provocam (GAVA, 2009).</p><p>A maioria das reclamações dos consumidores em questões relacionadas</p><p>à segurança de alimentos envolve a presença de corpos estranhos. Quanto</p><p>à ocorrência de materiais estranhos nos alimentos, existem algumas fontes</p><p>principais (STIER, 2003):</p><p>• Provenientes do campo (pedras, metais, insetos, matérias vegetais</p><p>indesejáveis, como espinhos ou madeira, sujeira ou pequenos animais).</p><p>• Como resultado do processamento e manuseio (osso, vidro, metal,</p><p>madeira, porcas, parafusos, peneiramento, tecido, graxa, lascas de tinta,</p><p>ferrugem).</p><p>38</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo</p><p>• Materiais que entram nos alimentos durante a distribuição, como insetos,</p><p>metais, sujeira ou pedras.</p><p>Um corpo estranho pode ser definido como algo que o consumidor percebe</p><p>como sendo alheio ao alimento. A percepção do consumidor é importante, uma</p><p>vez que nem todos os corpos estranhos são de fato estranhos ao produto. A</p><p>presença de matérias estranhas em produtos alimentícios pode diminuir sua</p><p>aceitabilidade por parte dos consumidores. O material estranho pode ser orgânico</p><p>ou inorgânico, vivo ou inerte, prejudicial ou não, podendo ou não fazer parte da</p><p>porção comestível da matéria-prima.</p><p>Os materiais estranhos mais comuns e que resultam na deterioração da</p><p>matéria-prima ou do produto acabado é a presença de fragmentos de insetos e</p><p>roedores, que pode pôr em risco a segurança dos alimentos, uma vez que estes</p><p>podem ser vetores de micro-organismos causadores de doenças (EGAN et al.,</p><p>2007). Considerando isso, a Agência de Vigilância Sanitária (ANVISA), através</p><p>da Resolução n° 14, de 28 de março de 2014, estabeleceu limites toleráveis de</p><p>matérias estranhas macroscópicas e microscópicas em alimentos e bebidas.</p><p>Entre os limites máximos aceitáveis, estão 25 fragmentos de insetos a cada 100</p><p>g de geleia de frutas, 60 g fragmentos de insetos a cada 25 g de café torrado,</p><p>1 fragmento de pelo de roedor a cada 100 g de chocolate. Entre os insetos</p><p>permitidos, não estão baratas, moscas e formigas (BRASIL, 2014).</p><p>Cardoso et al. (2016) investigaram a presença de fragmentos de pelos de</p><p>roedores em produtos atomatados produzidos por unidades fabris no Estado de</p><p>Goiás. 28 lotes, contendo molhos, extratos e polpas, foram analisados, destes,</p><p>foram encontrados fragmentos em todos os lotes, sendo que, apenas 10 estavam</p><p>dentro do limite máximo estabelecido pela legislação, que é de 1 fragmento/100</p><p>g de produto. Os autores concluíram que há a necessidade de um manejo</p><p>integrado entre campo e indústria durante a produção do tomate para que se evite</p><p>a contaminação dos produtos atomatados por fragmentos de pelos de roedores.</p><p>Você sabia que a Agência Nacional de Vigilância Sanitária</p><p>permite pelo de rato e fragmento de inseto na comida? Leia no link:</p><p>https://www.otempo.com.br/interessa/anvisa-permite-pelo-de-rato-e-</p><p>fragmento-de-inseto-na-comida-1.1452578.</p><p>39</p><p>Conservação de alimentos e novas tecnologias de processo Industrialização De AlimentosIndustrialização De Alimentos Capítulo 1</p><p>2.2.5 Alterações de ordem física</p><p>As alterações de ordem física incluem a ação de agentes mecânicos que</p><p>causam danos, como quebras, deformações, perfurações, cortes, e alterações</p><p>ocasionadas por falhas operacionais como queimaduras e subprocessamento,</p><p>armazenamentos de forma incorreta (GAVA, 2009). Além disso, agentes físicos</p><p>como o sol, luz, calor, frio, umidade,</p>