Material Prova 1

Prévia do material em texto

UNIRIO
Resumo Tecnologia dos alimentos
Prof: Flávio Cardoso
Prova 01
Aula 01: Introdução
Aula 02: Alteração em Alimentos 
Desenvolvimento Microbiano
Aula 03: Alteração em Alimentos 
Atividade Enzimática
Aula 04: Alteração em Alimentos
Reações Não-enzimáticas
Principais causas da deterioração dos Alimentos
1. Contaminação microbiana;
2. Reações químicas enzimáticas;
3. Reações químicas não enzimáticas
4. Mudanças físicas (de textura, consistência, aparência –causadas por exposição ao calor, ao frio, etc.);
5. Ataques de insetos e roedores;
1 - Contaminação microbiana
1.a) Microrganismos patogênicos: infecção ou intoxicação de origem alimentar
1.b) Microrganismos deteriorantes: alteração da qualidade sem ameaça à saúde
1.c) Microrganismos úteis ou benéficos: adicionados ou favorecidos no processamento e obtenção de um produto novo
Fatores Intrínsecos
 •Atividade de Água
- A única forma utilizada pelos MOs é a água livre.
- Aa Mínima para crescimento de microorganismos
 0,90 - 0,91: Bactéria deteriorantes
 0,87 - 0,88: Leveduras deteriorantes
 0,80: Bolores 
 0,75: Bactérias halofílicas
 0,65: Bolores xerofílicos 
 0,60: Leveduras osmofílicas
- Classificação dos alimentos quanto Aa:
Aa > 0,9 – Alimentos muito úmidos
Exs:. Carne fresca, leite, fruta e hortaliças
0,6 < Aa < 0,9 – Alimentos de umidade intermediária
Exs: Leite condensado, queijos duros, salame, melaço, frutas secas, pescados salgados
Aa < 0,6 – Alimentos de baixa umidade
Exs:. Produtos em pó
Aa < 0,3 – Água de monocamada
- Aa interfere na duração da fase lag:
Aa > 0,8: instalação dos MOs em 3 ou 4 dias.
Aa = 0,8: instalação dos MOs em 4 a 5 semanas
Aa < 0,7: a fase lag (instalação dos MOs) pode durar vários meses.
•pH
- Cada tipo de microrganismo tem uma faixa de pH na qual pode se desenvolver.
– Classificação dos alimentos quanto ao pH: Esta classificação está baseada no pH mínimo para multiplicação e produção de toxina de Clostridium botulinum (4,5) e no pH mínimo para multiplicação da grande maioria das bactérias (4,0)
Alimentos pouco ácidos: pH acima de 4,5
Exs:. Sorvete, manteiga, milho, salmão, cebola
Alimentos ácidos: pH entre 4,5 e 3,7
Exs:. Suco de laranja, picles, uva, banana
Alimentos muito ácidos: pH abaixo de 3,7
Exs:. Coca-Cola, suco de limão e abacaxi, vinagre
•Disponibilidade de Oxigênio ou Potencial de Oxirredução (Eh)
- Classificação dos MO’s:
Aeróbicos: quando dependem da presença de oxigênio para se desenvolver;
Ex: Fungos filamentosos, leveduras oxidativas, algumas bactérias deteriorantes, Bactérias patogênicas – B. cereus
Anaeróbicos: quando só se desenvolvem na ausência de oxigênio;
Ex: Bactérias patogênicas - Clostridium spp., Bactérias benéficas - Bifidobacterium spp. (A produção de iogurtes com Bifidobacterium spp. tem crescido muito nas últimas décadas visando a produção de alimentos funcionais.)
Microaerófilos: quando seu crescimento é melhor em pressões reduzidas de oxigênio;
Ex: Bactérias lácticas - Lactobacillus spp.e Streptococcus spp.
Facultativos: quando podem se desenvolver tanto na presença quanto na ausência de oxigênio.
Ex: Enterobactérias, Leveduras alcóolicas
Anaeróbios tolerantes: exibem crescimento limitado em ar ambiente ou em estufa com níveis de CO2 entre 5% a 10% e um bom crescimento na ausência de oxigênio livre.
•Competição
-Competição dos MO pelos nutrientes do alimento e ocorre a modificação do ambiente
-Presença no alimento de grupo microbiano antagônico
-Produtos fermentados
- Ácido – álcool – bacteriocinas
-Pró-bióticos – controle de contaminação em aves e pescado
•Composição e estrutura do Alimento
- A maior parte dos Mos são seletivos em relação a fonte de carbono e de nitrogênio;
- Nem todos os microrganismos são capazes de sintetizar vitaminas
-Alguns alimentos contém inibidores do crescimento de MO’s. Ex: Lisozima do ovo
-Barreiras mecânicas inibidores do crescimento de MO’s: Ex: Casca de frutas, membrana do ovo, pele de peixes
Fatores Extrínsecos
• Temperatura
- Grupo Min - Máx. Ótima
Psicrófilos 0 - 20 10-15
Mesófilos 5 - 50 25 - 40
Termófilos 35 - 90 45 – 65
- Psicrófilos + Psicrotróficos – deterioração de produtos refrigerados (Pseudomonas spp.)
- Mesófilos – maioria dos MO patogênicos e deterioradores
- Termófilos – bactérias esporogênicas (Clostridium; Bacillus; Geobacillus; Lactobacillus bulgaricus; Streptococcus termophilus)
- Termorresistente ou termodúrico: MOs que sobrevivem ao calor, em geral pela formação de estruturas de resistência não vegetativas (esporos).
- Todos os microrganismos termófilos são considerados termodúricos mas nem todos os termodúricos são termófilos.
- Fungos: a maior parte não se adapta a altas temperaturas embora possa se desenvolver bem sob refrigeração.
• Umidade relativa e Atmosfera
- Embalagem
- Aumento ou redução da Aa
- Aumento ou redução da Tensão de O2
• Luz
2 – Reação química enzimática
- Causas bioquímicas de alteração na qualidade dos alimentos são as enzimas. Pode ocorrer reações ao longo do processamento/armazenamento que afetam a perda de qualidade do produto final e rejeição pelo consumidor.
-IMPORTANTE PARA INDÚSTRIA
• Identificar as enzimas responsáveis 
• Desenvolver tecnologias de inativação
-Ativadores de enzimas:
• Cofatores
 
 Coenzima Ativadores
-Inibidores de enzimas:
•Inibição reversível
•Inibição reversível
- Fatores que influenciam na ativ. enzimática:
• Efeito do pH: Mudanças extremas de pH podem alterar a estrutura da enzima devido a uma repulsão de cargas. Mudanças mais brandas de pH podem levar a uma dissociação de enzimas oligoméricas. Por outro lado, as mudanças de pH que não afetam totalmente a estrutura de uma enzima podem diminuir sua atividade apenas por estar afetando resíduos do sítio catalítico.
• Efeito da temperatura: A temperatura é um fator importante na atividade das enzimas. Dentro de certos limites, a velocidade de uma reação enzimática aumenta com o aumento da temperatura. Entretanto, a partir de uma determinada temperatura, a velocidade da reação diminui bruscamente.
-As principais classes de enzimas:
•Oxiredutases: realizam reações de oxi-redução
•Transferases: transferem grupos químicos de uma substância para outra.
•Hidrolases: realizam reações de hidrólise 
•Liases: quebram ligações químicas gerando uma dupla ligação em um dos compostos 
•Isomerases: transformam um isômero em outro
•Ligases: formam ligações químicas com auxílio da lise de ATP.
-Alterações bioquímicas na qualidade dos alimentos por enzimas:
•Alterações da Cor: Escurecimento Enzimático
• surgimento de cor escura em certos vegetais, fungos e crustáceos quando seus tecidos são cortados e expostos ao ar. 
• Pigmentos escuros rejeição do consumidor
Polifenol Oxidase: são enzimas de baixa especificidade. Para serem ativadas dependem apenas do contato com o oxigênio molecular. Ex: catequinas, ácido clorogênico, ácido caféico, tirosina, antocianinas. 
•Formação de pigmentos em 3 Etapas:
1. Rompimento dos tecidos → encontro enzima + substratos (fenólicos + O2)
2. Etapa Bioquímica PFO – oxidação de fenóis a quinonas
3. Etapa Química – quinonas (incolores) → formação de Melaninas (escuras)
• Formas de evitar o escurecimento enzimático:
Por tratamento térmico (ou branqueamento):
•O pH ácido reduz tempo/temperatura.
•Possui desvantagens: Pode alterar o sabor de produtos vegetais (sabor de cozido) e permite que as reações aconteçam até que a temperatura acabe por desnaturar a enzima. O escurecimento causado neste período é irreversível.
•Usos: Produtos que sofrerão outros tratamentos. Ex: enlatados; secos, etc.
Por acidificação do meio: 
•Polifenol oxidases são inativadas em valores de pH inferiores a 4,0 (para garantia da eficiência do método, a acidificação deve ser rápida após o descascamento / corte).
•Depende de dois fatores: o produto deve ser compatível com a acidez desejada (sabor) e deve ser de um tamanho tal queo acidulante seja capaz de penetrar até o centro.
Por adição de inibidores químicos:
•Sulfitos: Atuam no sítio ativo de polifenol oxidases, inibindo sua ação; Reagem com quinonas impedindo que elas polimerizem; São de baixo custo; Apresentam atividade antimicrobiana.
•Ácidos orgânicos: os mais aplicados são o cítrico, o ascórbico e o málico: Atuam como inibidores enzimáticos e contribuem para o abaixamento do pH do meio.
*O ácido ascórbico: Capaz de se oxidar, reduzindo orto-quinonas de volta a difenóis. Apresenta alto custo. Sua forma oxidada pode se degradar gerando escurecimento não enzimático no produto.
•Sais: polifenol oxidases são inibidas na presença de halogenetos. (NaCl ou ZiCl2 e CaCl2 com ácido ascórbico)
•Agentes redutores: substâncias que reagem preferencialmente com as quinonas gerando compostos incolores. Produtos aplicados:
Cisteína; N-acetil-cisteína; Glutationa reduzida (uso é limitado pelo alto custo).
•Alterações de Aroma: 
Rancidez Hidrolítica: Lipase
-Formação de odor desagradável
-Produtos ricos em lipídeos
-Liberação de ác. graxos voláteis
- Como ocorre: a rancidez hidrolítica enzimática é a hidrólise de óleos e gorduras com a consequente produção de ácidos graxos livres. Essa reação se faz devido à ação de enzimas lipases de origem microbiana ou de lipases das próprias sementes oleaginosas, cuja reação ocorre naturalmente. Nas refinarias de óleos, os ácidos graxos produzidos pelas lipases das sementes são removidos durante os processos de refinamento.
- Óleos e Gorduras: contaminação microbiana 
- Leite e laticínios: enzima nativa
Rancidez Oxidativa: Lipoxigenase
- Odor característico de ranço
-Oxidação de ác. graxos insaturados
-Formação de hidroperóxidos
-Decomposição e liberação de produtos voláteis
-Processo de oxidação de ácidos graxos que leva à formação de hidroperóxidos.
-Exs: Soja, milho, trigo e ervilha - formação de odor desagradável e destruição de vitaminas lipossolúveis e de ácidos graxos essenciais.
-> Lipoxigenases (não é afetada pela presença de anti-oxidantes; enzimas termolábeis (branqueamento)). São específicas para ácidos graxos com ao menos dupla insaturação e que apresentam um grupo metileno no carbono 8 (ác. linoleico, linolênico).
•Alterações de Textura/Turbidez
- Frutas e vegetais in natura: Amolecimento 
•Amadurecimento → Perda de vida-de-prateleira
•Perda da textura desejável
•Espécie/variedade – produção de etileno – atmosfera de armazenamento
 - Em sucos e néctares:
•Separação de fases - Formação de precipitado
•Remoção de turbidez
-Aplicação na Indústria de Alimentos
•Extração de sucos -> aumento rendimento
•Redução de viscosidade –> concentração
•Filtração –> vida útil de filtros
•Vinhos –> melhores cor e aroma
Pectinases: são enzimas termolábeis (Inativadas por tratamento térmico = Branqueamento). Ex: – Pectina Metilesterase (PME), Poligalacturonase (PG) e Pectina- Liase (PL)
•3 - Reações químicas não enzimáticas
-Alterações químicas na qualidade dos alimentos. Pode ocorrer por:
•Reação de Maillard
-Escurecimento químico
-Reação entre um grupo carbonila e um grupo amino
-Formação de compostos de aroma, sabor e melanoidinas
-Pigmentos escuros contendo N
-Este fenômeno pode ser desejável, como no caso do pão, onde produz a cor e o sabor característicos do produto; ou prejudicial, quando estas características são alteradas ou ocorrem perdas de proteínas utilizáveis pelo homem.
-É desejável em: -É Indesejável em:
• Produtos torrados • Produtos desidratados
• Panificação •Leite, ovo, sucos
• Carnes assadas
• Frituras
-Etapas na reação:
 • Na primeira fase ocorre a condensação da carbonila de um açúcar redutor com um grupamento amina proveniente de aminoácidos livres ou de proteínas, levando à formação de glicosil/frutosilaminas.
•Na etapa seguinte, prolongando-se o aquecimento ou armazenamento, se dão origem a uma série de reações (desidratação, enolização e retroaldolização), resultando em compostos dicarbonílicos, redutonas e derivados do furfural, ou ainda em produtos da degradação de aminoácidos.
•Na última fase ocorrem reações de fragmentação e polimerização, com a geração de melanoidinas (compostos de coloração marrom e alto peso molecular).
•Ao longo do processo são formados compostos voláteis, tais como cetonas e aldeídos que conferem o aroma característico aos produtos termicamente processados, que costumam proporcionar aromas desejáveis como na panificação, fritura ou em grelhados.
OBS: os produtos da reação de Maillard também são contribuintes importantes do sabor do leite, do chocolate, do caramelo e do doce de leite, nos quais ocorre reação dos açúcares redutores com as proteínas do leite. Por outro lado a RM pode resultar em compostos de sabor e aroma indesejáveis como; os produzidos durante a pasteurização, estocagem de alimentos desidratados e durante produção de grelhados de carne ou peixe.
 
•Aromas dependem da temperatura, dos aminoácidos e dos açúcares envolvidos
– Arginina + Glicose 60ºC – Pipoca
– Valina + Glicose 180ºC – Chocolate
– Lisina + Glicose 180ºC – Pão
•Principais Fatores de Influência na reação:
-Temperatura: A reação é lenta a temperaturas baixas e sua velocidade praticamente duplica a cada aumento de 10ºC entre 40º e 70ºC. Alimentos congelados ou resfriados são pouco atingidos quando armazenados por períodos curtos.
- pH: Em meio ácido a reação é mais lenta, atingido sua velocidade máxima perto da neutralidade, com pH 6 – 7. Em meio alcalino há rápida degradação dos carboidratos, independentemente da presença do aminoácido.
-Atividade de água: Quando os reagentes estão muito diluídos (atividade de água superior a 0,9) há diminuição da velocidade e tende a zero quando há falta de meio (solvente) para a reação acontecer (atividade de água está abaixo de 0,2-0,25 ou a valores menores).
-Natureza do carboidrato: A reação é mais rápida com os monossacarídeos (e dentre esses ocorre mais rapidamente com as pentoses, depois pelas hexoses) seguidos dos dissacarídeos. Entre as hexoses a velocidade da reação é maior com a glicose do que com a frutose.
– Inibição da reação com SO2: reação com intermediários carbonila (impede a formação das melanoidinas mas não impede a perda de AA)
- Inibição da reação com Eliminação de um dos reagentes (Remoção da glicose em clara de ovo – glicose-oxidase)
 – Aldoses > Cetoses
– Pentoses > Hexoses
•Caramelização
- Escurecimento químico – não-enzimático 
– Por aquecimento de Sacarose e Açúcares Redutores – Formação de corante caramelo + aroma e sabor
- Importante na Formação de Aromas:
Maltol e isomaltol – pães
Metil-furanonas – carne assada
 - Etapas da reação:
•Primeira etapa: A 160ºC – sacarose se funde, sofre hidrólise da lig.glicosídica, desidratação e formação de anidridos. Esta etapa é altamente instável devido à dupla ligação insaturada, entre o C1 e o C2.
•A segunda etapa é a das desidratações. O isômero se encolhe a ponto de formar uma ligação hemi-acetálica entre os carbonos 2 e 5. É o hidroximetilfurfural, HMF, precursor da cor. 
•A terceira etapa é a da polimerização do HMF que dará um polímero colorido, chamado melanoidina. O HMF não é colorido, só após a polimerização. 
•Escurecimento do ácido ascórbico
-O alimento deve conter ácido ascórbico ou vitamina C e ser suficientemente ácido na faixa de pH 2,0 a 3,5. Geralmente ocorre em sucos de frutas como o limão, laranjas.
-Em meio ácido – formação de furfural
-Polimerização e geração de compostos escuros
-Sucos cítricos concentrados
-Perda de vitamina C
• Autoxidação Lipídica ou Rancidez Oxidativa
•Etapas:
-Iniciação 
• Fatores existentes na matéria prima: íons metálicos, enzimas, luz UV etc. 
• Principais características: 
-Formação de radicais livres; Consumo pequeno e lento de oxigênio; 
-Baixo nível de peróxidos
-Aroma e sabor do alimento inalterados.
-Propagação
• Os pró-oxidantes metálicos (Cu2+, Fe2+, Fe3+) auxiliam na formação adicional de radicais livres,decompondo os hidroperóxidos.
• Principais Características:
– Alto consumo de oxigênio
– Alto teor de peróxidos;
– Início de alteração de aroma e sabor.
-Terminação
• Ranço: aldeídos de baixo peso molecular
• Viscosidade aumenta devido à formação de polímeros insaturados.
•Principais Características:
– Diminuição do consumo de oxigênio
– Redução da concentração de peróxidos
– Alterações de aroma, sabor e consistência.
•Inibição da oxidação lipídica:
Meios físicos: 
-Remoção do oxigênio por meio de embalagem a vácuo.
-Armazenamento do alimento a baixas temperaturas e local escuro (↓ velocidade de autoxidação).
OBS: em vegetais que contém a lipoxigenase, este procedimento não é suficiente: branqueamento
Meios químicos:
-Adição de substâncias capazes de complexar com os íons metálicos (auxiliam na formação de radicais livres) pró-oxidantes tais como o ácido cítrico e o EDTA.
-Adição de antioxidantes (doadores de hidrogênio ou acpetores de radicais livres) 
•Fatores que influenciam a oxidação lipídica nos alimentos
-Composição do ácido graxo: quantidade, posição e geometria (cis mais facilmente oxidadas que trans) 
-Ácidos graxos livres 
-Concentração de oxigênio
-Temperatura alta
-Área superficial: maior área de superfície, maior a exposição de O2 = maior oxidação (EX: carne moída- maior superfície de contato)
- Presença de compostos antioxidantes impedem a iniciação(carotenoides) e impedem a propagação (polifenóis).
•Implicação Nutricional: O consumo de substâncias oxidadas e de radicais livres podem gerar doenças degenerativas
4. Mudanças físicas (de textura, consistência, aparência –causadas por exposição ao calor, ao frio, etc.);
-São consideradas mudanças físicas alterações dos alimentos causadas por defeitos na sua conservação, manuseio e transporte.Podem ser:
• Queimaduras: 
-Devido à exposição de frutas e hortaliças ao sol ou a superfícies aquecidas; 
-Freezer burn – causada por exposição de carnes a temperaturas muito baixas.
• Desidratação:
–Perda de textura, crocância e perda de peso em frutas e hortaliças;
–Perda de características desejáveis em carnes resfriadas;
–Endurecimento de queijos.
• Congelamento:
– destruição de células e formação de injúrias em frutas e hortaliças
– rompimento de tecidos e formação de exsudado em carnes.
• Danos mecânicos: 
– amassamento e rompimento de tecidos em frutas e hortaliças 
– quebra de produtos rígidos (biscoitos, massas, cereais matinais, etc.)
5. Ataques de insetos e roedores
-São animais competidores do homem no consumo dos alimentos produzidos;
-Seu ataque está muito mais ligado à contaminação microbiana;
-Perdas mais severas: cereais em silos;
-CIP (Controle Integrado de Pragas).
Aula 05: Fundamentos de conservação
-Objetivos da tecnologia dos alimentos:
• Aumentar vida útil, garantindo segurança e disponibilidade produtos sazonais 
• Otimizar aproveitamento dos produtos agropecuários 
• Conservar ao máximo ou aumentar propriedades nutricionais e organolépticas 
• Produzir alimentos para fins especiais 
• Desenvolver propriedades desejáveis 
• Separar/concentrar partes aproveitáveis 
• Diversificar produtos, tornando setor mais competitivo, beneficiando o consumidor
 -Etapas de processamento:
1) PRÉ-TRATAMENTO
– colheita – transporte – limpeza – armazenamento
2) ESTABILIZAÇÃO
– Operações + Processos de Conservação
– frio, calor, concentração, salga, defumação, cura, fermentação e tratamentos não convencionais
3) ACABAMENTO
– desodorização, padronização, acondicionamento, distribuição.
-Fatores para tomada de decisão:
1) Conhecimento da MP (Componentes do Alimentos)
• Subsídios e critérios nutricionais para decisões
• Seleção de equipamentos
• Escolha dos processos industriais
• Estudo do aspecto econômico
2) Causas da Alteração dos Alimentos
•Crescimento e atividade de microrganismos,
• Reações químicas enzimáticas, 
•Reações químicas não enzimáticas, 
•Danos causados por insetos e roedores,
•Mudanças físicas
3) Fatores de Alteração/ Deterioração
– INTRINSECOS (composição dos alimentos; atividade de água; pH; potencial de óxido-redução)
– EXTRINSECOS (temperatura do ambiente, umidade relativa, luz, atmosfera)
•PRINCÍPIOS DA CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS:
1. Prevenção ou atraso da decomposição microbiana
– Alimentos com poucos microrganismos (assepsia)
– Eliminação: lavagem, filtração, centrifugação
2. Obstáculo crescimento e/ou atividade microbiana
– Baixas temperaturas
– Desidratação
– Armazenamento anaeróbico
– Conservantes
3. Destruição microrganismos
-calor; radiação; conservantes
-Formas de destruição:
Calor: Fraco (mata bactérias vegetativas); Forte (mata bactérias esporuladas)
Radiação Ionizante: mata principalmente bactérias vegetativas e raramente mata bactérias esporuladas
- Fatores para maior resistência térmica dos MO:
Espécie e linhagem
Fator genético;
Condições de incubação
Fatores ambientais (temperatura de incubação/ esporulação; idade da cultura e disponibilidade de nutrientes/presença de conservantes)
4. Prevenção, atraso auto-decomposição
– Tratamentos térmicos como o branqueamento (inativa enzimas);
– Adição aditivos (anti-oxidantes);
– Prevenção de lesões ocasionadas por insetos, animais ou causas mecânicas
– Refrigeração
5. INIBIÇÃO (Obstáculo ao crescimento)
-por falta de água
-por adição de ácido: redução do pH
-por adição de antimicrobianos: conservantes químicos
-por redução temperatura (Refrigeração e Congelamento)
- Distribuição e Armazenamento:
• SOB REFRIGERAÇÃO, CONGELAMENTO
– Formas Vegetativas e Esporos VIÁVEIS
– Frescos
– Pasteurizados
– Minimamente Processados
• SOB AQUECIMENTO
– Esporos VIÁVEIS
– Alimentos prontos (self-service)
– Leite comercializado quente ~70°C (Índia)
• EM TEMPERATURA AMBIENTE
– Demandam tecnologias: Controle, Inibição ou Destruição de Microrganismos Viáveis ou Esporos
- MÉTODOS COMBINADOS de CONSERVAÇÃO:
• Teoria dos obstáculos:
-Principal Finalidade Garantir a segurança microbiológica e a vida de prateleira com menores danos às características nutricionais e sensoriais
-Os obstáculos são: 
MICROBIOLÓGICOS FÍSICOS
– Microbiota competitiva -Tratamento Térmico
– Alteração do meio -Baixas Temperaturas
 – Bacteriocinas 	 - Altas pressões 
 -Acondicionamento asséptico
FÍSICOS-QUÍMICOS 	 -Ultra-som
– Aa, pH reduzido	 -Radiação UV e ionizante
 – Potencial redox 	 -Energia eletromagnética
– Sais e Aditivos	 -Filmes de embalagem 
		 	 -Atmosferas modificadas
•Conservação pelo Calor:
destruição de formas microbianas vegetativas
inativação de esporos, de enzimas e de
fatores anti-nutricionais
gelatinização do amido e desnaturação protéica 
• alterações de cor 
• alterações de textura 
X destruição de vitaminas 
X aceleração de reações químicas de deterioração
-Tipos de Tratamento Térmico: 
Cozimento; Branqueamento; Termização;
Pasteurização; Esterilização; Tindalização; Torração; Extrusão
-Determinação do Tratamento Térmico:
BINÔMIO: TEMPO x TEMPERATURA
– Espécie e forma de microrganismos presentes –
termorresistência
– Quantidade de microrganismos presentes – 
pré-tratamentos
– pH do alimento
– Penetração e distribuição do calor
– Sensibilidade do alimento
-Destruição térmica de microrganismos:
•Para cada dada temperatura de tratamento há um espaço de tempo no qual são destruídos 90% dos microrganismos presentes.
•VALOR D: Tempo necessário, em uma dada temperatura, para destruir 90% dos MO presentes.
(1 ciclo logarítmico ou 1D)
OBS: Destruição logarítmica nunca é completa e o resultado final depende do inóculo inicial.
(Esterilidade comercial: 90%, 99%, 99,9%, 99,99% → 10%, 1%, 0,1%, 0,01%) 
OBS 2: enzimas, vitaminas, pigmentos, compostos de aroma e sabor também possuem valor D específico
•VALOR Z: Aumento necessário na temperatura (ºC) para reduzir o valor D em 10x
– Bactérias não-esporuladas= 4 a 6ºC
– Esporos bacterianos = 7 a 12ºC
• Maior temperatura por menor tempo destrói microrganismos causando menos danos aos demais componentes do alimento
•Branqueamento:
• Objetivos
– Inativação enzimática
– Amolecimento do produto
– Diminuir a carga microbiana
– Eliminação de gases oclusos
– Fixação da cor
– Facilitar o descascamento
• Tipos de tratamento:
– Branqueamento com água;
– Branqueamento com vapor;
– Branqueadores não convencionais: ex: micro-ondas
• Enzimas que causam perda de qualidade sensorial e nutricional em vegetais:
– Lipoxigenase;
– Polifenoloxidase;
– Poligalacturonase;
– Clorofilase;
– Peroxidase; É a mais resistente termicamente!!
• Teste de eficiência do tratamento branqueamento: Detecção da atividade da Peroxidase (aula pratica da batata)
– 5g do material 
– Água até cobrir a amostra 
– 1ml de guaiacol 
– 1ml de H2O2 0,5%. 
– Incuba-se 2–5 min.
 – Positivo: coloração marrom avermelhada
 – Negativo: nenhuma coloração
•Pasteurização
-Tratamento térmico BRANDO (Temp. <100ºC)
1. Em alimentos pouco ácidos (pH > 4,5)
• Destruição de formas vegetativas de MO patogênicos
• Redução da microbiota geral
• Combinado com outros métodos: refrigeração; conservantes
• Vida-de-prateleira curta - dias
2. Em alimentos ácidos (pH < 4,5)
• Origem vegetal - Inativação de enzimas
• Destruição de microrganismos deteriorantes
• Vida-de-prateleira longa – meses
-Tipos de pasteurização:
• Pasteurização lenta a baixas temperaturas
(LTLT – Low Temperature Long Time)
– ~ 60ºC / ± 30 min
– Pequenos produtores
– Tanques encamisados
– Perda de qualidade
• Pasteurização rápida a altas temperaturas
(HTST – High Temperature Short Time)
– ~ 70ºC / ± 15 seg
– Trocadores de calor
– placas, tubulares e de sup. Raspada
-Determinação das condições de pasteurização:
• Preferência por maiores temperaturas e menores tempos
• Manutenção da Qualidade
• Valor D do microrganismo patogênico mais termorresistente. 
EX: Leite - Redução 12D de Coxiella burnetti (Febre Q) Ovo - Redução 9D de Salmonella senftenberg
-Efeito sobre as Características dos Alimentos 
• Produtos de frutas
– Escurecimento enzimático – ao longo do aquecimento (Reduzido por desaeração a vácuo)
– Manutenção da Vitamina C e de pigmentos carotenóides
– Formação de sabor de cozido
• Leite
– precipitação de 5% das proteínas do soro
•Esterilização
- Tratamento térmico SEVERO – Temp. > 100ºC
Destruição de esporos bacterianos – esterilidade comercial. Vida-de-prateleira > 4 - 6 meses
• ALIMENTOS EMBALADOS: latas; garrafas vidro, plástico, etc.;
• Equipamento usado: Autoclaves vapor sob pressão (T=121°C ou maior)
– Alimentos sofrem alterações substanciais na qualidade nutricional e organoléptica.
•ALIMENTOS A GRANEL:
UHT (Ultra High Temperature)
- Equipamento usado: trocador de calor placas ou tubular
- T = 135-150°C, muito rápido - 2-4 seg + acondicionamento asséptico TETRA PACK
Maior eficiência do tratamento térmico 
 Temperaturas maiores + Tempos menores 
 Melhor qualidade final 
 Independe do tamanho da embalagem 
X Limitado a produtos líquidos, pastosos e com pequenas partículas 
X Equipamento e embalagem especiais e de alto custo 
X Pessoal treinado
•Apertização: Esterilização do Produto Envasado
-Embalagens herméticas utilizadas (Latas metálicas; Potes ou garrafas de vidro; Pouches ou sacolas plásticas; Bandejas rígidas)
-Suportar as condições de tratamento
-Evitar recontaminação pós-tratamento
•Processo de Exaustão:
-Remoção do ar do head-space 
Evita expansão durante o tratamento térmico 
Reduz a corrosão da lata 
Reduz a oxidação dos componentes do alimento
Melhora a penetração do calor: agitação
Produz ambiente anaeróbico: Clostridium botulinum (pH > 4,5) 
Envase a quente – reduz o tempo de processamento
-Tipos de Exaustão:
Aquecimento posterior ao envase 
Uso de jatos de vapor
Bomba de vácuo
-Fatores Importantes na Taxa de Penetração de calor:
– Tipo de produto:
• Alimentos Líquidos: Convecção
• Alimentos Sólidos: Condução
– Tamanho, forma e tipo do recipiente: Materiais com maior condutividade térmica; Recipientes altos
– Agitação do recipiente: aumenta a efetividade das correntes de convecção naturais (alimentos viscosos ou semi-sólidos)
– Temperatura da autoclave: quanto maior a diferença maior a penetração de calor
- Equipamentos:
• Esterilizadores descontínuos
Autoclaves – verticais e horizontais
•Esterilizadores contínuos
Esterilizador Hidrostático
• Classificação:
 – Sistemas indiretos: trocadores de calor de placas, tubulares e de superfície raspada; 
– Sistemas diretos: injeção e infusão; 
– Outros sistemas: microondas, aquecimento dielétrico, ôhmico etc.
 - Resfriamento:
• Cessa o tratamento térmico
– Redução da exposição à temperatura ótima de crescimento de termófilos
– Redução das alterações indesejadas no produto
– Reduz a corrosão de embalagens metálicas
•Conservação por remoção de calor:
•A remoção calor produtos promove a inibição total ou parcial dos responsáveis pelas alterações:
Crescimento microrganismos; Alterações enzimáticas; Reações químicas; Atividades metabólicas do tecido animal e vegetal (abate/ordenha/colheita)
•Resfriamento evita o crescimento: microrganismos termofílicos e muitos dos mesófilos
•Retardam oxidação lipídeos (odores e sabor)
•Degradação pigmentos, vitaminas
•Desnaturação proteínas
• Nos alimentos constituídos por tecidos que mantêm certa atividade metabólica após o sacrifício ou a colheita, é importante levar em conta as peculiaridades de cada produto para realizar a refrigeração de forma adequada.
Microrganismos
•Algumas espécies (principalmente as psicrófilas) conseguem sobreviver em temperaturas abaixo do ponto de congelamento da água.
•Os fungos e as leveduras adaptam-se melhor às baixas temperaturas do que as bactérias.
•Cada microrganismo possui uma temperatura ótima de crescimento.
• Temperaturas mais baixas: inibição do crescimento, porém a atividade metabólica continua;
Enzimas
• As enzimas presentes nos alimentos continuam atuando, mesmo com velocidades reduzidas, durante o armazenamento refrigerado.
• Quanto menor for a temperatura de armazenamento, menor será a atividade enzimática.
Equipamentos:
• São classificados pelo método utilizado para remover o calor em:
a) Refrigeradores mecânicos: Máquina frigorífica
Todo sistema de refrigeração ou congelamento é composto por: Compressor; Condensador; Válvula de expansão; Evaporador
b) Sistemas Criogênicos
• Um criogênico é um refrigerante que troca de fase ao absorver calor latente para resfriar o alimento.
• A aplicação pode ser em: um sistema aberto onde ocorre a aplicação direta sobre o alimento ou uma câmara fechada.
• Os líquidos criogênicos utilizam o calor alimentos para evaporar ou sublimar
• Refrigerantes mais usados: Dióxido de carbono e Nitrogênio líquido
Métodos para remoção de calor:
• REFRIGERAÇÃO
-Remoção de calor sensível: sem mudança de estado físico
-Sem alteração na qualidade sensorial e nutricional
-Conservação por dias – semanas
-Utiliza temperaturas um pouco acima do ponto de congelamento (Entre 8ºC e -1ºC)
-A maior parte dos alimentos perecíveis pode ser conservada por refrigeração durante um tempo limitado, onde não se evitam, mas podem ser retardadas, as atividades microbianas e enzimáticas.
-Alguns fatores devem ser considerados durante a refrigeração:
a) Natureza do Alimento
b) Temperatura
c) Umidade relativa
d) Circulação de ar
e) Luz
-Consequências particulares:
• Carnes: Pode ocorrer o encurtamento pelo frio (endurecimento e menor capacidade de retenção de água). Ocorre quando as carcaças resfriam rapidamente antes do rigor mortis.
• Frutas e hortaliças: O resfriamento diminui a taxa respiratória dos alimentos frescos. Em frutos Climatéricos, o abaixamento da temperatura retarda o pico climatérico e reduz sua intensidade.
• Alta perecibilidade – pescado (msm no frio)
-Usos Tecnológicos da Refrigeração:
1.Conservação de matérias-primas – Leite: previne acidificação; porém, permite produção de enzimas termorresistentes 
2. Refino de óleos comestíveis
3. Fermentações 
4. Facilitação de operações diversas- descaroçamento, fatiamento
• CONGELAMENTO
– Remoção de calor sensível e latente: formação de gelo
– temperatura inferior a 0ºC – em geral -18ºC
– redução da Aw e concentração de solutos
• Alterações de qualidade – Conservação por meses/anos.
-É a operação unitária na qual a temperatura de um alimento é reduzida abaixo de seu ponto de congelamento e uma proporção da água sofre uma mudança no seu estado formando cristais de gelo.
-Utiliza-se temperaturas mais baixas do que na refrigeração e, por isso, inibimos o crescimento microbiano e retardamos praticamente todo o processo metabólico.
• Congelamento Lento: 
– Usa temperaturas em torno de -18ºC – Alimentos submetidos TT<0°C em câmara de estocagem até congelamento, em geral sem circulação.
– Transmissão calor demora: 3 hs até 3 dias
– Velocidade de congelamento depende: Temperatura, volume, alimento, tamanho e forma
– Pode a alterar a textura e as propriedades organoléticas de determinados alimentos. Ex: produtos: meias carcaças bovinas, suínas; aves encaixotadas, peixes, frutas em caixas e ovos
• Congelamento rápido: 
– Utiliza temperaturas em torno de -40ºC;
– Formação cristais de gelo com 30 min ou menos, rápida remoção calor
– Realizado: imersão em solução refrigerantes, contato indireto, criogênica ou jato de ar
•Danos Causados pelo Congelamento 
1. Formação de cristais de gelo: tecidos (carnes; frutas e hortaliças)
a) Congelamento extracelular: desidratação celular 
b) Cristais: rompimento de parede e membrana 
• Menos danos = congelamento rápido 
Congelamento intracelular 
Cristais de gelo menores 
• As Carnes tem fibras mais flexíveis que vegetais
2. Aumento da concentração de solutos
• Crioconcentração – Redução da Aa
a) Aceleração das reações químicas e enzimáticas
• entre -5 e -15ºC – congelamento lento
• Auto-oxidação lipídica (-18ºC) – rancidez em produtos cárneos
• Lipases (-30ºC) – rancidez hidrolítica e redução do pH: precipitação de proteínas
• Peroxidases (-17ºC) – degradação de pigmentos, aroma e vitaminas
• Outras oxidases – escurecimento e rancidez
• Proteases (-17ºC) – textura em carnes
b) Modificações na fração não-congelada
• Leite e produtos lácteos
– Cristalização da lactose
– ↑[Ca] – Gelificação da caseína
• Carnes e pescado – Agregação proteica
• Géis e emulsões – Desestabilização e separação de fases
3. Aumento do volume
• Solidificação da água = expansão de 9% do volume
– Danos estruturais em tecidos
– Vegetais > Animais
•Armazenamento: Fatores a Considerar no Armazenamento:
1. Recristalização – Crescimento dos cristais de gelo por oscilações na temperatura ou por pressão
2. Sublimação: Desidratação – perda de peso e formação de Freezer Burn
•Cadeia do Frio 
-Resfriamento rápido após colheita/abate incluindo o armazenamento e transporte refrigerado até consumidor final.
•Umidade Relativa
• Varia de acordo com o alimento a ser conservado
 • ↑UR: condensação de água sobre a superfície fria dos alimentos → crescimento de microrganismo e de rachaduras em algumas frutas.
 • ↓UR: perda de umidade → alteração do aspecto e redução do peso de determinados produtos. 
• Para períodos prolongados, recomenda-se o uso de embalagens capazes de evitar este desequilíbrio.
•Circulação de ar 
•O ar deve circular de forma adequada para manter a temperatura e a composição uniforme na atmosfera de todas das regiões da câmara. 
•O fluxo de ar é importante para evitar condensação de água sobre os produtos. 
•Fluxo excessivo de ar: desidratação de alimentos.
•Cuidados Recomendados
• Evitar oscilações da temperatura
• Evitar empilhamento excessivo de produtos congelados (pressão)
• Uso de embalagem
• Controle da UR% na câmara de congelamento
• Evitar grande velocidade do ar de resfriamento
•Conservação pela redução de atividade de água
A maioria dos microrganismos cresce otimamente em valores elevados de aw (0,98 a 0,995).
•Aa. mín: bactérias 0,9; leveduras 0,8; bolores 0,6
•À medida que a a.a. diminui abaixo da ótima aumenta a fase de latência, diminui a fase exponencial.
•Ao diminuir a AA:
–menos água disponível para os microrganismos
–fenômenos osmóticos, alterando a fisiologia microbiana.
•Exceções:
–Bactérias halófilas: são aquelas que requerem sal no meio suportando atividade de água de até 0,75;
–MO osmofílicos: (leveduras) altas pressões osmóticas e toleram atividade de água de até 0,62 a 0,64;
–MO xerófilos: são mofos que crescem rapidamente em meios relativamente secos com AA inferior a 0,85 e até 0,61.
•Métodos de Conservação por Controle da Aa
Métodos com Aplicação de Calor
Vantagens: Manuntenção das características sensoriais e nutricionais
Desvantagens: Alto custo e maior tempo
1.Concentração por Evaporação;
Concentração: É um processo que remove somente parte da água dos alimentos (30 a 60%); Permite uma economia na embalagem, transporte e armazenamento do produto. Usado antes da desidratação; A remoção da água dos alimentos pode ser realizada pelo processo de evaporação, pelo processo de crioconcentração ou pela utilização de membranas.
Evaporação: A evaporação ou concentração por ebulição é a remoção parcial de água de alimentos líquidos por meio de fervura e liberação do vapor d ́água
Objetivos:
•Concentração de líquidos antes da aplicação de outras operações (desidratação, congelamento, esterilização). 
•redução de peso e do volume dos alimentos para facilitar e reduzir os custos de transporte, armazenamento e distribuição;
•Facilitar o uso e diversificar a oferta de produtos.
•Métodos: de evaporação mais empregados na indústria alimentícia
–Evaporador de circulação natural
–Evaporadores de circulação forçada
2.Secagem ou Desidratação
Remoção da água por mudança de estado físico até:
•Frutas e hortaliças < 25% umidade
•Grãos < 13 –8% umidade
•Produtos em pó < 5 -3% umidade
•Métodos: 
-ar quente
-contato com superfície quente
-energia de fonte radiante (sol)
-energia eletromagnética (micro-ondas)
A) Desidratação de Produtos Sólidos: 
Grãos, Frutas e Hortaliças, Carnes, Pescado
- Natural: dependente das condições ambientais
•menor custo; maior tempo
•menor controle das condições
•melhor desenvolvimento de cor e sabor
- Artificial: secadores adiabáticos (ar aquecido)
•melhores condições sanitárias
•menor necessidade de espaço
•menor tempo/maior volume
Equipamentos: Secadores de Cabine e de Túnel
B) Desidratação de Produtos Líquidos:
Leite em pó, Ovo em pó, Café solúvel
Atomização ou Spray-dryer
•aspersão do líquido em gotas muito pequenas
•secagem com ar quente em contra-corrente (150 –300ºC)
•Separação vapor –pó
•Temperatura da partícula (40-70ºC)
•resfriamento por evaporação
•curto tempo de residência (1 –10 seg)
C) Desidratação Osmótica: Submersão do produto em soluções concentradas Salinas ou Açucaradas
•50 a 75g soluto/100g de água
•30 a 50ºC –pressão atmosférica/2 horas
Adição de substâncias de interesse –aditivos, suplementos
Pequena perdas de solutos do alimentos
X Incorporação excessiva de solutos da solução
X	Grande quantidade de fluido residual
•Efeitos da Secagem\Desidratação nos Alimentos:
1. Alterações de textura
a) Frutas e hortaliças
•encolhimento e dificuldade de reidratação; endurecimento superficial
•Gelatinizaçãodo amido, Cristalização da celulose, Rompimento celular
b) Carnes
•Desnaturação de proteínas e perda da Capacidade de Retenção de Água; endurecimento superficial
c) Produtos em pó – baixa molhabilidade
2. Alterações na Cor
•destruição de pigmentos – clorofila, carotenóides, mioglobina
•escurecimento enzimático – PFO
•Reação de Maillard
3. Alterações de Sabor e Aroma
•perda de voláteis por evaporação
•oxidação durante secagem e armazenamento
4. Alterações Nutricionais
•Proteínas: 
Perda de lisina em leite integral: 
3 –10%: spray; 5 a 40% tambor– perda de valor biológico
Perda na Reação de Maillard no armazenamento (>5%umidade)
•Ácidos graxos esseciais e Vit Lipossolúveis: 
Perdas por oxidação durante a secagem e o armazenamento
•Vit Hidrossolúveis Termossensíveis: VitC e Tiamina
Conservação de Alimentos Desidratados
Evitar reidratação: embalagem; ambiente
Evitar Oxidação: embalagem; ambiente
Reação de Maillard: temperatura; umidade
Reações enzimáticas: escurecimento; rancificação 
•Branqueamento prévio
•Uso de aditivos
•Temperatura
A) Métodos com Aplicação de Calor
Vantagens
•aumento da conservação por redução da Aa
•redução do volume –transporte armazenamento, distribuição
•facilidade de uso e diversidade de produtos
Desvantagens
•Danos ao aroma, sabor, cor e valor nutricional
B) Métodos sem Aplicação de Calor
1. Liofilização ou criodesidratação
•Remoção da água por sublimação
•Congelamento do alimento
•Rápido para produtos sólidos; lento para líquidos
•sublimação até 15% de umidade
•evaporação até 2% de umidade
Principais Aplicações Liofilização ou criodesidratação
-Café solúvel, refeições prontas (exército e NASA)
-Culturas microbianas –conservação e aplicação 
-Enzimas
Efeitos nos Alimentos
-Sem perda de aroma nem alteração da cor
-Produto altamente poroso –facilidade de reidratação
2. Crioconcentração;
•Transformação da água do produto em cristais de gelo e remoção dos cristais
•Cristalização lenta: adição de núcleos e formação de cristais de tamanho grande
•Separação: Centrifugação, Filtração ou Colunas de lavagem
•Máximo de concentração de 45% de sólidos
•Manutenção das características –alto custo
•Pré-concentração de café liofilizado; padronização do teor alcoólico de vinhos
3. Métodos com membranas
1. Osmose reversa 
–Hiperfiltração (Baixa Massa Molecular)
2. Ultrafiltração; Microfiltração (Alta Massa Molec.) 
–Remoção seletiva de água e solutos de baixa massa por membrana semi-permeável
•Vantagens: – Não envolvem mudança de estado físico; Manutenção da características do alimento; Não há necessidade produção de vapor
•Desvantagens–concentração máxima 30% de sólidos; Equipamento caro de difícil operação e manutenção (entupimentos)
Método de conservação de aa: Adição de açúcar ou sal
• Obtenção de diversos produtos que se conservam por baixa Aa
• Carnes e pescado salgado
• Frutas cristalizadas, doces em calda,
geléias, doces em massa, confeitos e balas
Conservação pela adição de açúcar
• aumenta a pressão osmótica do meio criando assim condições desfavoráveis para o crescimento e reprodução para a maioria das espécies de bactérias, leveduras e mofos.
• Apenas os microrganismos osmofílicos têm a capacidade de se desenvolver
• Osmofílicos: podem ser destruídos com a combinação de outros métodos de conservação, como o calor ou o aumento da acidez.
• Vários produtos utilizam o açúcar como método de conservação: Leite condensado; Geléia; doce em massa; fruta em conserva;fruta cristalizada etc.
Conservação pelo uso de sal
• A salga é um dos processos mais antigos de conservação de alimentos.
• Além de reduzir a a.a., o sal atua sobre as proteínas.
• A maioria dos microrganismos deterioradores são sensíveis à presença de sal.
• O sal favorece o desenvolvimento das bactérias lácticas, acidificando naturalmente os produtos a valores de pH desfavorável ao crescimento de microrganismos proteolíticos e deterioradores. 
• A presença de bactérias láticas inibe também o desenvolvimento das bactérias patogênicas;
• O sal é utilizado na conservação de produtos de origem vegetal como: chucrute, picles e azeitona; E de produtos de origem animal como: peixe, carne de sol, charque etc.