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TECNOLOGIA DE ALIMENTOS AULA 5 Profª Suelen Ávila 2 2 CONVERSA INICIAL Nesta etapa, estudaremos as características gerais, fisiologia e composição química de frutas e hortaliças, a qual interfere diretamente na conservação destas. Conheceremos as diferentes etapas dos processos de conservação utilizados na industrialização de frutas e hortaliças para o processamento de conservas, geleias, doces cremosos e em massas, polpas e sucos, produtos desidratados e saturados. TEMA 1 – TECNOLOGIA DE ALIMENTOS DE ORIGEM VEGETAL O ciclo vital dos vegetais inicia-se com a fertilização, que é seguida por etapas de formação, crescimento, maturação e senescência. As principais mudanças que ocorrem durante a maturação são o desenvolvimento das sementes, mudanças na cor, na taxa respiratória, na textura, produção de etileno, mudanças químicas nos carboidratos, ácidos orgânicos e proteínas. A fase de senescência é o período depois do amadurecimento, etapa final, onde a capacidade química do vegetal é muito limitada e ocorrem os processos químicos de envelhecimento, o que determina a perecibilidade do vegetal (Chitarra; Chitarra, 2005; Rodrigues; Zambiazi; Ferri, 2009). Frutas e hortaliças continuam a respirar e a transpirar após a colheita. A respiração consiste no consumo de oxigênio e fonte energética (principalmente carboidratos) e liberação de gás carbônico e água. No processo de transpiração, ocorre a perda da umidade e a desidratação das frutas e hortaliças, que é perceptível pelo murchamento dos vegetais (Chitarra; Chitarra, 2005; Rodrigues; Zambiazi; Ferri, 2009). A respiração gera transformações químicas, físicas e sensoriais nos vegetais, que podem ser indesejáveis, sendo fundamental seu controle para prolongar a vida de prateleira (Chitarra; Chitarra, 2005; Rodrigues; Zambiazi; Ferri, 2009). De acordo com as características respiratórias, antes do amadurecimento, as frutas podem ser classificadas em dois grupos distintos, ou seja, não climatéricas e climatéricas. Os frutos climatéricos amadurecem rapidamente, pois sua taxa respiratória é elevada durante a maturação e podem continuar a respiração normalmente após colhidos, como se estivessem ligados à planta proporcionando o amadurecimento dessa fruta. Essa propriedade é 3 3 importante para o processamento de frutas. Se a fruta for colhida muito madura, a senescência poderá ocorrer durante o transporte, ocasionando perdas. Ou seja, é necessário que antes da maturação completa a planta seja colhida nesse caso. As frutas que apresentam essas características respiratórias são: abóbora, banana, pera, kiwi, maçã, caqui, pêssego, goiaba, abacate, mamão, manga, melão e tomate (Chitarra; Chitarra, 2005; Rodrigues; Zambiazi; Ferri, 2009). Os frutos não climatéricos apresentam taxa respiratória diminuída com o passar do tempo. Após a colheita, não apresentam a capacidade de amadurecimento, ou seja, não melhoram suas qualidades sensoriais e nutricionais. As frutas que apresentam esse comportamento são: alface, alho, batata, batata-doce, berinjela, cebola, chuchu, couve-flor, mandioca, laranja, limão, abacaxi, uva e morango. O abacate apresenta pico climatérico somente depois de removido da planta (Chitarra; Chitarra, 2005; Rodrigues; Zambiazi; Ferri, 2009). O etileno é um gás liberado pelas frutas e hortaliças durante a maturação e senescência que age como catalisador desses estádios. O aumento da produção desse hormônio é maior nos frutos climatéricos, enquanto frutos não climatéricos produzem baixas quantidades de etileno. O gás etileno também é utilizado quando se deseja estimular o amadurecimento de frutos (em banana, mamão etc.) (Chitarra; Chitarra, 2005; Rodrigues; Zambiazi; Ferri, 2009). As hortaliças tuberosas como batata, mandioca, cenoura e beterraba têm menor taxa respiratória do que as hortaliças folhosas como o espinafre, couve, repolho e alface (Chitarra; Chitarra, 2005; Rodrigues; Zambiazi; Ferri, 2009). Alguns fatores que influenciam a respiração são utilizados como parâmetros para estender a vida útil pós-colheita de frutas e hortaliças, como a espécie do vegetal, proporção superfície/volume, temperatura, concentração de oxigênio e de gás carbônico, acúmulo de etileno e injúrias mecânicas (Chitarra; Chitarra, 2005; Rodrigues; Zambiazi; Ferri, 2009). Os nutrientes que os vegetais fornecem podem servir para classificá-los. O grupo de grãos e cereais geralmente são fontes de carboidratos, proteínas e lipídeos. Os produtos da horticultura suprem as necessidades humanas de vitaminas, minerais, carboidratos e fibras. Além disso, podemos encontrar nos vegetais ácidos orgânicos, pigmentos e enzimas (Chitarra; Chitarra, 2005; Rodrigues; Zambiazi; Ferri, 2009). 4 4 As frutas e hortaliças são muito perecíveis devido ao seu elevado conteúdo de água e estrutura frágil. Isso propicia a ação de microrganismos como leveduras, fungos e bactérias; ação enzimática de escurecimento, amolecimento, oxidação e hidrólise; machucados, cortes e rupturas mecânicas; e algumas transformações químicas como hidrólise e oxidação (Chitarra; Chitarra, 2005; Rodrigues; Zambiazi; Ferri, 2009). Devido à perecibilidade dos vegetais, a indústria tem desenvolvido diversas técnicas para processar as frutas e hortaliças e minimizar as perdas. A Figura 1 demonstra as etapas da tecnologia de alimentos de origem vegetal anteriores ao processamento tecnológico aplicado nas indústrias. Inúmeros equipamentos podem ser empregados para o processamento dos vegetais nas etapas de colheita, limpeza, seleção, classificação, pelagem, descascamento, branqueamento, despolpamento, exaustão, tratamento térmico, evaporação, resfriamento e recravamento. Alguns produtos de matérias-primas vegetais que foram transformados em produtos industrializados incluem: • Minimamente processados: hortaliças higienizadas e embaladas, prontas para o consumo; • Pré-preparados congelados: batata palito, mandioca, ervilha e brócolis; • Produtos desidratados: frutas secas e temperos; • Produtos com base vegetal: extrato de tomate, tomate pelado, ketchup e molho de pimenta; • Produtos em conserva salgada ou acidificada: picles, palmito, milho em lata e seleta de legumes. • Geleias e doces, polpas, sucos e néctares. 5 5 Figura 1 – Etapas do pré-processamento de frutas e hortaliças Fonte: Elaborado com base em Bauer et al., 2014. Créditos: GoodStudio/Shutterstock; Sabelskaya/Shutterstock; Chippo Medved/Shutterstock; Dusan Petkovic/Shutterstock; Design Studio/Shutterstock; Flash Vector/Shutterstock; Pretty Vectors/Shutterstock. TEMA 2 – CONSERVAS O processamento de frutas e hortaliças em conserva é uma alternativa para diminuir as perdas devido à alta perecibilidade dos vegetais, dos excedentes de produção, além de diversificar a demanda de produtos no mercado. Frequentemente, é empregado o método de conservação pelo calor chamado de apertização. Esse método consiste na aplicação do tratamento térmico em recipientes hermeticamente fechados. O produto pré-processado é enlatado e adicionado de calda para frutas (obtido pela cocção de água com açúcar) ou salmoura para vegetais (obtido da cocção de água com sal), que pode ser acidificada ou não (Gava; Silva; Frias, 2009; Leitão et al., 2012). Os alimentos com pH 4,5 ou abaixo, por não permitirem o desenvolvimento de esporos de bactérias patogênicas, são submetidos a um tratamento térmico suave, em temperaturas até 100°C, destinado à destruição de células vegetativas de microrganismos deterioradores do alimento. Quando o vegetal a ser enlatado apresenta baixa acidez (pH > 4,5), como ervilha, milho e feijão em conserva, precisa ser submetido a um tratamento térmico com temperaturas maiores que 100° C. Temperaturas que são 6 6 normalmente aplicadascom auxílio de autoclaves são 115°C ou 120°C, proporcionando a destruição dos microrganismos esporulados patogênicos e inativação enzimática, evitando o desenvolvimento de toxina causada pela bactéria Clostridium botulinum, que pode causar grave intoxicação. A acidificação, utilização do ácido acético (vinagre) na salmoura faz-se necessária quando os alimentos com pH > 4,5 não suportam temperaturas elevadas sem mudar a sua textura, como o caso da cenoura, couve-flor, cebola e pepino. A acidificação torna possível a aplicação de temperaturas menores que 100°C e obtenção de alimentos seguros. Os alimentos ácidos, com pH inferiores (pHadequadamente acondicionado. (Brasil, 1978) • Doce cremoso: pasta uniforme de textura mole, que torna possível o espalhamento. A quantidade de sólidos solúveis não deve ser menor que 55°Brix. É comumente denominado doce cremoso de (especificação da fruta). Exemplo: doce cremoso de goiaba. • Doce em massa: tem textura dura, não torna possível o espalhamento, mas permite o corte. A concentração final não deve ser maior que 65°Brix. Sua denominação é característica da terminação -ada, como goiabada. Vegetais como abóbora, tubérculos como a batata doce e todas as frutas podem ser utilizadas como matéria-prima para produção de doce em pasta. Eles serão pré-preparados, classificados, higienizados, descascados, despolpados ou picados para serem adicionados no tacho com camisa de vapor, para adição dos outros ingredientes e concentração até consistência apropriada (Bauer; Waly; Peter, 2014; Vendruscolo; Moreira; Vendruscolo, 2012). 10 10 TEMA 4 – POLPA E SUCOS A comercialização de frutas na forma in natura pode gerar muitas perdas e desperdício. O processamento do vegetal para obtenção de polpas possibilita a utilização da fruta em períodos de entressafra, tanto para uso doméstico quanto industrial. Além de proporcionar a conservação do vegetal, a produção de polpa e sucos agrega valor econômico, social e ambiental às frutas. A polpa de fruta é obtida pelo esmagamento da parte carnosa e comestível da fruta por um equipamento que separa a polpa do material fibroso e sementes, chamado despolpadeira, não é fermentada, concentrada ou diluída. Além disso, as polpas e sucos podem ser utilizados como matéria-prima na fabricação de geleias, doces, sucos, iogurtes e sorvetes, por exemplo (Bauer; Waly; Peter, 2014; Matta; JR., 1995; Rodrigues; Ferri, 2012). Os sucos e os néctares apresentam pequenas diferenças no seu processamento. Quando se obtém de frutas não tropicais, não se adiciona água, não fermenta e não concentra, utilizamos o termo suco. Com exceção às frutas de clima tropical como pitanga, abacaxi, açaí, banana, acerola, goiaba, mamão, melão, caju, manga e maracujá, que são sucos tropicais em que pode ser adicionado água. Geralmente, também não ocorre a adição de açúcar ao suco. Caso seja adicionado, deve ser especificado suco adoçado. No caso de suco tropical, se não for descrito em legislação, deve conter 50% de polpa (Mapa, 2000, 2018). Quando se adiciona água e açúcar aos sucos ou polpas, chamamos de néctares. A quantidade de polpa utilizada para produção de néctares deve ser de no mínimo 20% para frutas muito ácidas e podem ser adicionados ácidos, conforme a legislação específica (Mapa, 2003, 2018). 4.1 Processamento de polpas de frutas Na Figura 2, estão descritas as principais etapas do processo de obtenção de polpa: colheita, transporte, recepção da matéria-prima, pré-lavagem/lavagem e sanitização, seleção, descascamento (abacaxi)/retirada da semente (pêssego, manga)/corte, despolpamento/desintegração, refinamento, homogeneização, tratamento térmico, concentração, envase, resfriamento ou congelamento (Bauer; Waly; Peter, 2014; Matta; Jr., 1995). 11 11 Após a operação de desintegração ou trituração, ocorre o despolpamento que consiste na remoção da polpa e separação da parte fibrosa das frutas. Em seguida, ocorre a filtração para homogeneizar e reduzir o tamanho das partículas da polpa. O produto é desaerado em equipamento desaerador ou por aquecimento sob vácuo para evitar modificações oxidativas da cor, aroma e sabor. A polpa é então pasteurizada, com controle de tempo e temperatura, em tacho aberto com agitação, para inativação enzimática e redução microbiológica. O tratamento térmico de polpas como banana, mamão, goiaba e maçã, é realizado em evaporadores a vácuo e de frutas com menor viscosidade pode ser feito por cerca de 1 minuto a 95°C, em trocadores de calor (Bauer; Waly; Peter, 2014; Matta; Jr., 1995). Com equipamento apropriado, à quente em câmara asséptica e em embalagens esterilizadas, normalmente em sacos plásticos que aguentam calor, as polpas são envasadas sem contato com o ar atmosférico. Como método complementar para conservação das polpas, elas precisam ser refrigeradas, congeladas (método mais aplicado em temperaturas de -18°C) ou devem ser adicionados conservantes como dióxido de enxofre, metabissulfito de sódio, os ácidos benzoicos e sórbico ou seus sais (Bauer; Waly; Peter, 2014; Matta; Jr., 1995). 4.2 Processamento sucos e néctares de frutas As principais etapas do processamento de sucos e néctares de frutas polposas (exemplos: mamão, manga, pêssego e morango) estão descritas na Figura 2. A etapa de despolpamento e refino não é aplicada para frutas não polposas (laranja e uva). Nesse caso, utilizam-se equipamentos específicos, como prensas para a extração do líquido (suco) (Bauer; Waly; Peter, 2014; Blucher, 2018; Rodrigues; Ferri, 2012). 12 12 Figura 1 – Etapas do pré-processamento de sucos e néctares de frutas Fonte: elaborado com base em Bauer et al., 2014. A etapa de clarificação do suco ou néctar consiste em reduzir os sólidos insolúveis em suspensão, que pode ser realizado como o refino para a polpa, reduzindo o diâmetro da malha, ou por processos enzimáticos, utilizando enzimas pécticas. A estabilização da turbidez é necessária para o suco de laranja, pois este é comumente consumido turvo. A estabilização é realizada por inativação enzimática, redução do tamanho das partículas ou ainda pela adição de estabilizantes (Bauer; Waly; Peter, 2014; Blucher, 2018; Rodrigues; Ferri, 2012). Para retirar o precipitado da etapa anterior de estabilização de turbidez, ocorre a filtração em pano, tela ou peneira de malha reduzida. A próxima etapa de desaeração ocorre com a elevação da temperatura sob vácuo retirando os gases, especialmente o oxigênio proveniente das modificações de oxidação (Bauer; Waly; Peter, 2014; Blucher, 2018; Rodrigues; Ferri, 2012). A padronização de qualidade e de características sensoriais, como correção do teor de sólidos solúveis, acidez, adição de conservante e estabilizante em néctares e sucos de frutas é feito na etapa de formulação. De acordo com as 13 13 características e o tipo de microrganismo de interesse do produto, é realizado o tratamento térmico. Para a maioria dos produtos, utiliza-se 90°C por alguns minutos e trocadores de calor tubulares ou de placas ou de superfície raspada (Bauer; Waly; Peter, 2014; Blucher, 2018; Rodrigues; Ferri, 2012). TEMA 5 – PRODUTOS DESIDRATADOS E SATURADOS De forma natural, com a exposição ao sol das frutas e hortaliças ou por processos mecânicos, tem se realizado a retirada de água do alimento, processo conhecido como secagem ou desidratação. Os produtos resultantes desse processo apresentam em média de 15 a 25% de conteúdo de água, que proporciona redução do peso, aumento da vida de prateleira das frutas e hortaliças e, consequentemente, a redução de custos de transporte e armazenamento. Podemos citar como hortaliças desidratadas mais consumidas e utilizadas em sopas e macarrões instantâneos a cebola, a cenoura, a batata e o orégano seco. Como exemplos de frutas desidratadas que são aplicadas na fabricação de produtos de confeitaria, bombons, barra de cereal e granola, temos a uva passa, a banana passa, a ameixa, a maçã e o tomate seco (Bauer; Waly; Peter, 2014; Evangelista, 2008; Luvielmo; Machado; Buchweitz, 2012). 5.1 Processamento de frutas e hortaliças desidratadas Assim como vimos anteriormente na Figura 1, antes da secagem, as frutas e hortaliças devem passar pelas etapas de pré-processamento. Em seguida, passam pelo pré-tratamento, etapa em que os vegetais são imergidos em bissulfito de sódio (SO2) em câmaras de sulfuração hermeticamente fechadas, com o intuito de minimizar a ação de insetos e alterações de escurecimentodurante o processamento. Alguns vegetais, como o tomate, são imersos em uma salmoura (2 a 5%) por alguns minutos. Após o pré-tratamento, os vegetais são secos ou desidratados e posteriormente são envasados (Bauer; Waly; Peter, 2014; Luvielmo; Machado; Buchweitz, 2012). Na secagem, ocorre a transferência de calor para a massa do produto, proporcionando a evaporação da água. Essa operação unitária pode ser realizada por exposição direta ao sol (limitado a clima quente e seco) ou em diferentes equipamentos: secador de cabine com bandejas de base fixa, secador 14 14 de cabine com bandejas de base móvel, secador a túnel ou transportador ou de esteira e secador de leito fluidizado. A temperatura utilizada é de cerca de 50 a 90°C, e a velocidade do ar é de 1,5 a 5 metros/segundo. O 1,5 a 5 metros/segundo varia segundo a eficiência do equipamento e o alimento a ser seco, podendo variar de 3 a 50 horas (Bauer; Waly; Peter, 2014; Luvielmo; Machado; Buchweitz, 2012). 5.2 Processamento de frutas e hortaliças saturadas As frutas e hortaliças saturadas são aquelas que foram primeiramente pré-processadas, ou seja, que passaram pela colheita, transporte, recepção, seleção, lavagem, classificação, descascamento, retirada da semente, corte (fatias, metades, rodelas, tiras ou cubos) e pelo branqueamento e em seguida foram impregnadas com calda, aumentando a concentração de açúcar no produto e não desintegrando nem tornando o vegetal enrijecido (Bauer; Waly; Peter, 2014; Luvielmo; Machado; Buchweitz, 2012). No pré-processamento, também podem ser adicionados antioxidantes ou conservantes. No processamento, podemos incluir as etapas de pré-cozinhar, realizar banho de cal (cloreto de cálcio), curtir, saturar, acabar, secar e embalar as frutas e hortaliças. Quando as frutas enrugam ao serem imersas na calda, é necessária a etapa de pré-cozimento, aplicado em ameixas. O banho de cal é realizado na produção de abóbora cristalizada ou glaceada. Depois do banho de cal, os cubos de abóbora são lavados em água corrente e perfurados para facilitar as trocas osmóticas. O curtimento por cerca 15 minutos em água fervente seguido de resfriamento em água fria e permanência por cerca de dois dias, com trocas diárias de água, é aplicado para frutas que necessitam a retirada do seu acentuado amargor, como frutas cítricas e figo. Na saturação, ocorre a absorção de açúcar pela fruta ou hortaliça pela imersão em xarope (Bauer; Waly; Peter, 2014; Luvielmo; Machado; Buchweitz, 2012). NA PRÁTICA O mamão é uma fruta muito consumida de forma in natura, mas sua industrialização possibilita a utilização integral do fruto e oferece uma diversidade de produtos ao mercado com maior vida de prateleira. Quando estão 15 15 no estádio ótimo de maturação para o consumo, os mamões apresentam cor, textura, sabor e aroma desejáveis e são ideais para a produção de sucos, néctares, doces e polpas congeladas. Já para a fabricação de compota de mamão ou cristalização, os frutos não precisam estar no estádio ótimo de maturação, mas precisam estar firmes. Podemos encontrar compotas de mamão no estádio verde, por exemplo. Os frutos também têm sido produzidos como minimamente processados e têm sido utilizados para extração de papaína. O importante é que para a obtenção de qualquer produto de qualidade é necessária uma matéria-prima de boa qualidade. FINALIZANDO O entendimento da fisiologia e das características gerais dos vegetais é fundamental para aplicação da tecnologia de frutas e hortaliças, minimizando as perdas pós-colheita, aumentando o valor agregado, a vida de prateleira e a qualidade sensorial e nutricional. Diferentes etapas e equipamentos são utilizadas na industrialização de frutas e hortaliças para conservar e transformar os vegetais em novos produtos e subprodutos, propiciando maior oferta de derivados vegetais com novos sabores, aromas e texturas. As frutas e hortaliças podem ser transformadas em conservas, geleias, doces cremosos e em massa, polpas, sucos, néctares e produtos saturados e desidratados. 16 16 REFERÊNCIAS ANVISA. Resolução Normativa n. 9, de 1978. D.O.U de 11/12/78. Disponível em: . Acesso em: 23 jun. 2022. BAUER, V. R. P.; WALY, A. P.; PETER, M. Z. Tecnologia de frutas e hortaliças. p. 1–126, 2014. BLUCHER, E. Bebidas Não Alcoólicas: Ciência e Tecnologia, 2018. v. 2. CHITARRA, M. I. 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