RESUMO FATORES DE DETERIORAÇÃO DOS ALIMENTOS E SEU CONTROLE

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MÉTODOS E TÉCNICA S D E CONS ERVA ÇÃO D E ALIMEN TOS - PR OF. PA ULO HE NRIQUE MA CHAD O D E SOUSA 
 
 CELSO MACHADO DOS SANTOS - UFC - ICA - GASTRONOMIA - 2º SEMESTRE - 2016 1 
celso35@uol.com.br 
 
FATORES DE DETERIORAÇÃO DOS ALIMENTOS E SEU CONTROLE: 
ALTERAÇÕES MICROBIOLÓGICAS, QUÍMICAS E FÍSICAS 
 
 
 
1. REAÇÕES QUE LEVAM A DETERIORAÇÃO DOS ALIMENTOS 
 
 Alterações físicas 
 Alterações químicas 
 Alterações enzimáticas 
 Alterações microbiológicas 
 
“Degradação dos alimentos são todas as mudanças que tornam o alimento indesejável ou 
inadequado à sua ingestão” 
 
 
 
2. CLASSES DE ALIMENTOS 
 
Alimentos perecíveis 
 Alteram-se rapidamente, a menos que processados 
 Requerem baixas temperaturas de estocagem 
 Primeiras alterações: microbiológicas 
 Vida de prateleira: alguns dias (refrigerados) 
 Ex: leite, carnes frescas, frutas e hortaliças in natura. 
 
Alimentos Semiperecíveis 
 Estabilidade aumentada pelo processamento para alguns meses (refrigeração). 
 Ex: produtos cárneos defumados, queijos curados. 
 
Alimentos não perecíveis 
 Podem ser estocados a temperatura ambiente por um longo período de tempo. 
 Mesmo após longa estocagem, as alterações geralmente são físicas e/ou químicas. 
 Ex: cereais, grãos, produtos desidratados e enlatados. 
 
 
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3. ALTERAÇÕES DOS ALIMENTOS DURANTE A ESTOCAGEM 
 
As alterações levam a mudanças: 
 Características sensoriais 
 Composição química 
 Estado físico 
 Estado de sanidade 
 Valor nutritivo do alimento 
 
Fatores responsáveis por tais alterações 
 Crescimento e atividade de microrganismos. 
 Atividade de enzimas endógenas. 
 Reações químicas não enzimáticas. 
 Alterações promovidas por insetos e roedores. 
 Reações com agentes ambientais. 
 Estresse físico. 
 Combinação de um ou mais fatores. 
 
 
 
4. FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DE ALTERAÇÕES MICROBIOLÓGICAS 
 
 Características dos próprios alimentos (fatores intrínsecos); 
 Associados ao ambiente (fatores extrínsecos). 
 
 
 
5. FATORES INTRÍNSECOS 
 
 Atividade de água; 
 pH; 
 Composição química; 
 Potencial redox. 
 
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6. ATIVIDADE DE ÁGUA (AW) 
 
 Relação entre pressão parcial de vapor da água no alimento (P) e pressão de vapor da água pura (Po), a 
uma certa temperatura: 
 
 Mais importante do ponto de vista da estabilidade do que o teor de umidade. 
 Associada à disponibilidade de água para crescimento microbiano e reações químicas. 
 
Aw e alterações 
 
Aw necessária para o desenvolvimento de microrganismos 
 
 
 
 
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7. CLASSIFICAÇÃO DE PRODUTOS SEGUNDO A Aw 
 
Alta umidade (Aw > 0,85): 
 Muito propensos a deterioração. 
 Ex: sucos. 
 
Umidade intermediária (0,60 < Aw <0,85): 
 Deterioração por microrganismos xerofílicos e osmofílicos. 
 Ex: geléias, doces em massa. 
 
Baixa umidade (Aw < 0,60): 
 Não há crescimento de microrganismos, embora eles possam sobreviver. 
 Ex: frutas secas. 
 
Aw x crescimento microbiano 
 
 
 
 
8. pH 
 
Definição: 
 
 pH de crescimento da maioria dos microrganismos associados a alimentos: 5-8. 
 Bactérias: 
 só crescem a pH > 4. 
 Fungos: 
 Mais tolerantes a ambientes de baixo pH 
 Frequentemente associados à deterioração de produtos de alta acidez (sucos, bebidas carbonatadas). 
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9. CLASSIFICAÇÃO DOS PRODUTOS QUANTO AO Ph 
 
Muito ácidos (pH < 4,0) 
 Não permitem crescimento de bactérias 
 Ex: muitos sucos de frutas, geléias. 
 
Ácidos (4,0 < pH < 4,5): 
 Permitem crescimento de bactérias, mas não de Clostridium botulinum. 
 Ex: suco de caju. 
 
Pouco ácidos (pH > 4,5): 
 carne, leite, ovos. 
 
 
 
 
 
10. FATORES RELACIONADOS AO Ph 
 
 A maioria dos microorganismos. associados a alimentos cresce na faixa de pH de 5 a 8. 
 Fungos: mais tolerantes a baixo pH que bactérias (associados à deterioração de produtos de alta acidez). 
 
 
 
 
 
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11. POTENCIAL REDOX 
 
 
 Potencial redox é a tendência de um meio em receber ou ceder elétrons 
 A transferência de elétrons ocorre por diferença de potencial. 
 Se o equilíbrio favorece oxidação  a amostra recebe e- do eletrodo  potencial (+): (meio oxidante). 
 Se o equilíbrio favorece a redução  a amostra cede e- ao eletrodo  potencial (-): (meio redutor). 
 
Potencial redox resulta de: 
 pares redox presentes, 
 proporção oxidantes/redutores, 
 pH, 
 níveis de O2, 
 atividade microbiana. 
 
O potencial redox seleciona a microflora: 
 Aeróbios: presença de O2 e alto potencial redox (> +350 mV). Ex: Bacillus cereus. 
 Anaeróbios: baixo potencial redox (< –150 mV). Ex: Clostridium botulinum. 
 Microaerófilos: aeróbios que crescem melhor em meio levemente reduzido. Ex: gêneros Lactobacillus, 
Streptococcus. 
 Anaeróbios facultativos: crescem bem em aerobiose ou anaerobiose. Ex: bactérias da família 
Enterobacteriaceae. 
 Fungos filamentosos: geralmente aeróbios 
 Leveduras: aeróbias ou anaeróbias facultativas. 
 
Fatores antimicrobianos 
 Nutrientes 
 Substâncias inibidoras 
 
Fatores extrínsecos 
 Temperatura; 
 Umidade relativa (UR); 
 Composição gasosa do ambiente. 
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12. TEMPERATURA 
 
 Fator extrínseco mais importante 
 Afeta as taxas de todas as alterações 
 
 
 
 
 
13. UMIDADE RELATIVA 
 
 UR ambiente < Aw alimento: perda de umidade 
 UR do ambiente = Aw alimento: equilíbrio 
 UR ambiente > Aw alimento: absorção de umidade 
 
 
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14. COMPOSIÇÃO GASOSA DO AMBIENTE 
 
 
 
 Altas concentrações de O2  aeróbios 
 Baixas concentrações de O2  anaeróbios 
 CO2: inibe o crescimento microbiano 
 
Aplicação: 
 acondicionamento a vácuo 
 acondicionamento sob atmosfera modificada 
 
 
 
15. CLASSES DE MICRORGANISMOS 
 
Deterioradores: 
 Alterações sensoriais resultantes da atividade metabólica dos microrganismos, que utilizam compostos 
do alimento como fonte de energia. 
 
Patogênicos: 
 Desenvolvimento de infecções ou intoxicações 
 
Fermentadores: 
 Reações químicas específicas que produzem alterações desejáveis em alimentos 
 Alterações em carboidratos 
 
 
 
16. ALTERAÇÕES EM CARBOIDRATOS 
 
 Carboidratos são fonte de energia. 
Açúcares mais simples são os mais utilizados. 
 Poucas espécies hidrolisam polissacarídeos. 
 
Metabolismo de carboidratos 
 aeróbio 
 anaeróbio 
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Anaerobiose 
 
 
 
 
 
17. ALTERAÇÕES EM PROTEÍNAS 
 
 As proteínas não atravessam a membrana celular 
 
 
 
 
 
18. ALTERAÇÕES EM LIPÍDIOS 
 
 
 
 
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19. OXIDAÇÃO DE LIPÍDIOS 
 
Autoxidação 
 envolve radicais livres 
 inibida por antioxidantes primários 
 
Fotoxidação 
 não envolve radicais livres 
 inibida por inativadores de O2, mas não por antioxidantes primários 
 
 
 
20. FATORES 
 
Grau de instauração 
 
 
 
 Óleos vegetais ( insaturação): mais oxidáveis que gorduras animais ( insaturação). 
 Duplas conjugadas: mais reativas que não conjugadas 
 
 
Metais 
 
 Metais de transição com dois ou mais números de oxidação 
 Aumentam geração de radicais livres 
 Promovem oxidação de produtos secundários 
 Álcoois primários  aldeídos 
 Álcoois secundários  cetonas 
 Aldeídos  ácidos 
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Aw - Atividade de água 
 
 
 
 
Níveis de O2 
 
 
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Luz 
 
 Fase de indução: acelerada com exposição à luz. 
 Energia luminosa: inversamente proporcional ao comprimento de onda 
 
 
 
 
 
 
 
Temperatura 
 
 
 
 
 
21. CONTROLE DA OXIDAÇÃO 
 
Antioxidantes 
 Não evitam a oxidação, mas reduzem suas taxas. 
 Não revertem a oxidação. 
 
 
Tipos: 
 Antioxidantes primários 
 Antioxidantes secundários (ou preventivos) 
 quelantes de metais 
 inativadores de O2 
 
 
Tocoferóis 
 antioxidantes naturais presentes em óleos vegetais 
 inativadores de O2 / antioxidantes primários 
 
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Embalagens 
 Alta barreira a O2 e luz 
 Embalagens mais adequadas: metálicas. 
 As latas têm sido crescentemente substituídas por embalagens plásticas (apelo mercadológico). 
 Acondicionamento a vácuo: só se a embalagem não for colapsável. 
 Alternativa ao vácuo: inertização 
 reduz taxas de oxidação 
 aumenta resistência mecânica da embalagem, evitando a colapsagem decorrente do consumo do O2 do 
espaço livre. 
 
 
 
22. ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO 
 
 
 
 Reação responsável pelo escurecimento de muitos produtos vegetais (banana, maçã, batata) e alguns 
crustáceos (camarão, lagosta). 
 
Fatores que afetam a reação 
 concentração da PPO 
 disponibilidade de O2 
 concentração de substratos (compostos fenólicos) 
 pH 
 faixa ótima para ação da PPO: 5 - 7 
 pH < 3: inativação 
 temperatura (inativação da PPO) 
 Atividade de água – Aw 
 
 
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Controle da reação 
 Prevenção de injúrias mecânicas (acesso do O2) 
 Inativação térmica da PPO (T > 50°C). Provoca alterações de cor, sabor e textura. 
 Complexação de polifenóis (ex: ciclodextrinas). 
 Membranas?? 
 Adição de ácidos orgânicos até pH  4 (inibição da atividade da PPO). 
 Controle do O2 (embalagens de alta barreira, acondicionamento a vácuo). 
 Compostos redutores: reduzem as quinonas 
 Sulfitos: compostos mais efetivos para o controle da reação. 
 
 
 
23. ESCURECIMENTO NÃO-ENZIMÁTICO - REAÇÃO DE MAILLARD 
 
 Ocorre principalmente durante tratamento térmico de alimentos que tenham aa e açúcares redutores 
melanoidinas. 
 
 
 
Fatores 
 pH 
 Formas reativas (forma aberta da cadeia do açúcar e forma não protonada do grupo amino): favorecidas 
por alto pH. 
 Taxas de reação aumentam com o pH 
 Reação inibida a pH < 5,0 
 Temperatura 
 Atividade de água – Aw 
 
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Controle da reação 
 controle da Aw em produtos desidratados 
 tratamento com glicose-oxidase para redução do teor de glicose 
 acondicionamento em embalagens com absorvedores de O2 
 refrigeração 
 adição de sulfitos 
 
REAÇÃO DE MAILLARD - desejável ou não? 
 Formação de cor muitas vezes é desejável, como na torrefação de café e cacau e na formação de crostas 
em produtos de panificação, além da formação de melanoidinas, há a formação de voláteis que 
contribuem para a formação do aroma de muitos alimentos. 
 Formação de compostos amargos não é desejável. 
 Redução do valor nutricional (perdas de certos aa, como a lisina) 
 
 
 
CARAMELIZAÇÃO 
 Degradação térmica de açúcares 
 Formação de voláteis (aroma caramelo) 
 Formação de compostos de coloração marrom. 
 
 
 
24. DEGRADAÇÃO DE PIGMENTOS 
 
Pigmentos naturais x sintéticos 
 Cor: importante papel mercadológico 
 Processamento e estocagem: resultam frequentemente em degradação e mudanças de coloração dos 
pigmentos. 
 Corantes sintéticos são mais baratos e mais estáveis quimicamente 
 O consumidor não quer consumir compostos “artificiais” 
 Necessidade crescente da substituição de corantes sintéticos por naturais. 
 
Obstáculos 
 alto custo 
 falta de fontes abundantes 
 alta suscetibilidade à degradação química 
 
Carotenóides 
 Colorações que vão do amarelo ao vermelho (ex: manga, maracujá, tomate). 
 Alguns carotenóides (ex: -caroteno) são precursores de vitamina A. 
 Degradação: temperatura, O2, luz. 
 
 
 
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Antocianinas 
 Colorações vermelhas e arroxeadas (ex: uva, açaí, amora) 
 Muito instáveis após extraídos de suas fontes. 
 Muito sensíveis a alta temperatura. 
 Estabilidade dependente do pH 
 Aumento do pH: perda de cor 
 pH ~ 4-5: quase incolores. 
 Degradação em presença de SO2 
 
Clorofilas 
 
 
 
Mioglobina 
 
 
 
Degradação de nutrientes 
 Consumidor cada vez mais preocupado com a qualidade nutricional dos alimentos. 
 O impacto do processamento e estocagem de alimentos sobre os nutrientes tem sido muito estudado. 
 Vitaminas hidrossolúveis: 
 perdas por lixiviação 
 degradação química durante processamento e estocagem 
 Vitaminas lipossolúveis: 
 interações com peróxidos 
 ação de radicais livres provenientes da oxidação de lipídios