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15/03/2016 1 TECNOLOGIA DE PRODUTOS AGROPECUÁRIOS (TPA) Profa. Dra. Renata Castoldi Monte Carmelo 2016 INTRODUÇÃO DEFINIÇÃO: • Aplicação de métodos e técnicas para o preparo, armazenamento, processamento, controle, embalagem, distribuição e utilização dos alimentos; • Conhecimento: Produção agrícola; Processamento; Armazenamento; Necessidades do consumidor INTRODUÇÃO Matéria-prima Alimentos estáveis Armazenados Transportados Distribuídos TPA QUÍMICAENGENHARIA NUTRIÇÃO BIOLOGIA INTRODUÇÃO 15/03/2016 2 INTRODUÇÃO Área de atividades multiprofissionais: Engenharia Agronômica Engenharia Química Química Industrial Farmácia Nutrição BiologiaVeterinária Engenharia de Alimentos Engenharia de Pesca Produção de Alimentos Desafio do Século População mundial atual: 7 bilhões de habitantes População mundial (2050): 9 bilhões de habitantes Estimativas da ONU: aumentar a produção em 70% IMPORTÂNCIA Perdas de alimentos (Berg, 1973) America Latina África IMPORTÂNCIA MEDIDAS: • Conscientização da população; • Aumento da produtividade; • Redução do desperdício de alimentos Produção de Alimentos Desafio do Século IMPORTÂNCIA 15/03/2016 3 Industrialização dos produtos agropecuários: • Contribui na melhoria da dieta de um país; • Contribui no estado nutricional dos seus habitantes; • Aumenta o valor nutritivo de certos alimentos incorporação de determinados nutrientes (proteínas, vitaminas, ferro...) IMPORTÂNCIA Industrialização dos produtos agropecuários Melhoria nutricional: Alimentos fortificados Alimentos enriquecidos Alimentos formulados Alimentos nutracêuticos IMPORTÂNCIA Industrialização dos produtos agropecuários: Importantes na alimentação coletiva em refeitórios, restaurantes, festas, aviões e tropas militares; Facilita o dia a dia da mulher que participa do mercado de trabalho; Reduz perdas; Fornece alimentos mais uniformes ao longo do ano IMPORTÂNCIA Relação homem-alimento Período de coleta de alimentos Período de produção e conservação de alimentos HISTÓRICO 15/03/2016 4 HISTÓRICO 1º) Período de caça e coleta de alimentos: • 1 milhão de anos atrás até cerca de 8.000 anos atrás; • Alimento era consumido cru; • O homem primitivo procurava apenas recolher alimentos, e utilizava a parte mais fria e escura da caverna para estocá-los. 2º) Período de produção e conservação de alimentos: • 8.000 anos atrás – atualmente • Desenvolvimento de técnicas de cultivo agrícola,; • Condições de armazenar alimentos; • Secagem dos alimentos, expondo-os ao sol; • A descoberta do fogo: primeiro passo para uma conservação mais eficiente. HISTÓRICO 2º) Período de produção e conservação de alimentos: • Sal: fornecimento de peixe salgado às civilizações do Egito e Mesopotâmia; • Emprego da fermentação: assírios, babilônios e egípcios; • Emprego das temperaturas frias: povos árticos. HISTÓRICO Conservação de alimentos: • Chef Nicholas Appert (1810): Não era cientista; Método de processamento (emprego do calor + fechamento hermético); Napoleão Bonaparte premiou-o com 12.000 francos HISTÓRICO 15/03/2016 5 Conservação de alimentos: • Louis Pasteur (1860): mostrou o acerto da Teoria de Appert; Mostrou a destruição dos microorganismos pelo calor; Pasteurização HISTÓRICO Alimento + água: materiais essenciais para a manutenção da vida; Alimentos: finalidade de fornecer ao corpo humano a energia e o material destinados à formação e à manutenção dos tecidos, ao mesmo tempo em que regulam o funcionamento dos órgãos; Alimentos VALOR NUTRITIVO ALIMENTOS Caracteres nutricionais x Caracteres organolépticos ALIMENTOS Qualidade; $ no mercado Arroz beneficiado (remoção do farelo e polimento): má nutrição e beribéri; Refinação de cereais: Farinha para pão: maior teor proteico; Farinha de trigo integral: maior teor de Ca, Fe e vitaminas B1, B2 e niacina; Enlatamento de frutas e hortaliças: perdas Suco de laranja: 98% da vitamina C; Tomates enlatados: 100% da vitamina B2; Cenouras enlatadas: 97% do caroteno ALIMENTOS 15/03/2016 6 De que forma a TECNOLOGIA DE ALIMENTOS pode compensar as perdas inevitáveis de nutrientes? ALIMENTOS Aditivos nutricionais Alimentos enriquecidos e vitaminizados: Margarina de óleos vegetais: adição de 15.000 a 50.000 UI de vitamina A/Kg Farinha de trigo: adição de 16 a 53 mg de niacina e 2,5 a 6,5 mg de vitamina B1/kg de farinha ALIMENTOS Atingir a finalidade dos alimentos As espécies de origem vegetal e animal que compõem a dieta humana incluem: Folhas, frutas, raízes, tubérculos e nozes: Peixes, moluscos, crustáceos: Animais domesticados e de caça. ALIMENTOS Constituição química dos alimentos: Carbono; Hidrogênio; Constituição nutricional dos alimentos: Carboidratos; Proteínas; Gorduras; CONSTITUIÇÃO Oxigênio; Nitrogênio; Vitaminas; Sais minerais; Água 15/03/2016 7 ENERGÉTICOS CONSTRUTORES REGULADORES Fornecem energia Fornecem moléculas importantes para a construção dos tecidos Regulam o funcionamento do corpo, previnem certas doenças Óleo, manteiga, margarina, mel, pão, cereal, arroz, macarrão, milho, batata, mandioca, farinha e outros. Carnes, leite e derivados, ovos, feijão, ervilha e soja. Frutas e hortaliças Tabela 1. Resumo das categorias das funções dos nutrientes. DIETA: Valor energético dos alimentos é medido em unidades do calor chamadas de calorias; 1 caloria = quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grama de água em um grau célsius (de 14,5 ºC para 15,5 ºC); 1 caloria = 4,1868 J 1 kcal = 103 calorias: comumente utilizada para expressar os valores energéticos dos alimentos; As necessidades de calorias variam conforme o sexo, idade, condições climáticas e o grau de atividade física; ALIMENTOS – kcal e cal Sardinha ALIMENTOS - Kcal Tabela 2. Informação nutricional da quantidade de nutrientes presentes na Sardinha. Quantidade máxima de sal (Ministério da saúde): 5 g/dia. Consumo dos brasileiros: 10 g/dia Tabela 3. Informação nutricional da quantidade de nutrientes presentes no refrigerante e no suco de laranja. 15/03/2016 8 INGESTÃO DIÁRIA RECOMENDADA: Quantidade de nutrientes que deve ser consumida, diariamente, para atender às necessidade nutricionais das maior parte dos indivíduos e grupos de pessoas de uma população sadia. ALIMENTOS - IDR Tabela 4. Composição de alguns alimentos em porcentagem da parte comestível (Unicamp, 2004, adaptada). Alimentos Carboidratos Proteínas Gorduras Cinzas Água Cereais Farinha de trigo 75,1 10,1 1,0 0,8 13,0 Arroz Tipo I 79,2 7,1 Tr 0,7 13,0 Milho (Fubá) 79,0 7,2 2,0 0,8 11,0 Leguminosas Feijão-preto 59,5 20,8 1,0 3,7 15,0 Raízes e Tubérculos Batata-inglesa 15,0 2,0 Tr 0,6 82,4 Batata-doce 28,0 1,1 Tr 0,9 70,0 Hortaliças Cenoura 8,0 1,1 Tr 0,9 90,0 Repolho verde 4,0 1,0 Tr 0,4 94,6 Vagem 5,0 2,0 Tr 0,5 92,5 Pimentão verde 5,0 1,0 Tr 0,4 93,6 Alface 2,0 1,0 Tr 0,9 96,1 Tr = Traço Alimentos Carboidratos Proteínas Gorduras Cinzas Água Frutas Banana-prata 26,0 1 Tr 0,8 72,2 Laranja-pêra 9,1 1 Tr 0,3 89,6 Abacaxi 12,0 1 Tr 0,4 86,6 Uva Itália 14,0 1 Tr 0,6 Carnes Bovina 0,0 21,0 13,0 0,9 65,1 Porco 0,0 11,9 45,0 0,6 42,0 Frango 0,0 21,0 7,0 0,9 71,1 Peixe 0,0 19,0 2,0 1,1 77,9 Laticínios Leite 5,0 3,53,0 0,7 87,8 Queijo 0,0 22,0 28,0 3,5 46,5 Ovos Galinha 1,0 13,0 10,0 0,8 75,2 Tabela 5. Composição de alguns alimentos em porcentagem da parte comestível (Unicamp, 2004, adaptada). Tr = Traço Tabela 6. Recomendação de consumo de alguns nutrientes pelo Ministério da Agricultura dos EUA (USDA, 2005). Sexo/ Idade Cal. Prot. (g) Ca (g) P (g) Fe (mg) K (mg) Na (mg) Vit. A (µg) Vit. E (mg AT) Vit. C (mg) Crianças (1-3 anos) 1.000 13 0,5 0,46 7 3.000 <1.500 300 6 15 Rapazes (14-18 anos) 2.800 52 1,3 1,25 11 4.700 <2.300 900 15 75 Moças (14-18 anos) 1.800 46 1,3 1,25 15 4.700 <2.300 700 15 65 Homens (19-30 anos) 3.000 56 1,0 0,7 8 4.700 <2.300 900 15 90 Mulheres (19-30 anos) 2.000 46 1,0 0,7 18 4.700 <2.300 700 15 75 15/03/2016 9 ALIMENTOS: substâncias que visam promover o crescimento e a produção de energia necessária para as diversas funções do organismo. NUTRIENTES: substâncias que estão presentes nos alimentos, e são utilizados pelo organismo. ALIMENTAR-SE: ATO VOLUNTÁRIO E CONSCIENTE. ALIMENTOS x NUTRIENTES Principais distúrbios nutricionais e doenças ligadas à alimentação e nutrição (Organização Pan-Americana de Saúde, 2007): Bócio e deficiências cerebrais: falta de iodo: Desenvolvimento psicomotor, capacidade de trabalho: falta de Ferro; Osteoporose: falta de Cálcio; Cegueira, morte na infância por diarreia e sarampo: falta de Vitamina A: Raquitismos: falta de Vitamina D; Obesidade: problemas cardiovasculares, hipertensão; ALIMENTOS Os nutrientes são: carboidratos, proteínas, gorduras, vitaminas, sais minerais e água. Nutriente necessário X Nutriente essencial. NUTRIENTES PRATO SAUDÁVEL: NUTRIENTES 15/03/2016 10 Carboidratos ou hidratos de carbono: (CH2O)n; 1 g de carboidrato fornece 4 kcal; Função: fontes de energia, reserva energética na forma de amido nos vegetais, e glicogênio nos animais; CARBOIDRATOS Classificação: Monossacarídeos ou açúcares simples: até 7 átomos de Carbono (glucose, frutose, galactose e manose); Oligossacarídeos: até 10 monossacarídeos (Sacarose = glucose + frutose; açúcar da cana e da beterraba; Lactose = glucose + galactose); Polissacarídeos: > 10 monossacarídeos (amido e celulose vegetais; glicogênio e quitina animal). CARBOIDRATOS Nos alimentos: Amido, sacarose e a lactose: mais de 80% do total de carboidratos em alimentos; Os carboidratos devem fornecer 45-65% das calorias diárias de uma dieta. CARBOIDRATOS São formadas principalmente pela reunião de 22 aminoácidos (AA) em cadeias peptídicas helicoidais; PROTEÍNAS α-carboxil do aminoácido α-amina do outro aminoácido 15/03/2016 11 AA essenciais: fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptofano e valina. Moléculas de ocorrência universal na célula viva, constituindo cerca de 50% de seu peso seco; 1 g de proteína 4 kcal; Exercem várias funções: catalisadores biológicos (enzima) e componentes estruturais das células PROTEÍNAS Muitos animais superiores não conseguem sintetizar todos os aminoácidos necessários para a formação das proteínas, por isso necessitam dos aminoácidos como parte da dieta; PROTEÍNAS Alimentos que contêm aminoácidos em proporções e teores necessários a manutenção da vida e crescimento de novos tecidos: Ovos; Leite; Queijo; Carne de vaca; Carne de peixe PROTEÍNAS Alimento com proteína completa Alimento de alto valor biológico Alimentos que não contêm aminoácidos em proporções e teores necessários a manutenção da vida e crescimento de novos tecidos: Vegetais; frutas PROTEÍNAS Alimento com proteína incompleta Alimento de baixo valor biológico 15/03/2016 12 Alimentos com um ou mais aminoácidos limitantes : Cereais: deficientes em lisina, triptofano e treonina Leguminosas: deficientes em metionina PROTEÍNAS Alimento com proteína parcialmente completa 0 25 50 75 100 125 150 isoleucina lisina metionina triptofano Feijão Arroz Feijão + Arroz (1:1) isoleucina lisina metionina triptofano isoleucina lisina metionina triptofano Quantidade de aminoácidos . A combinação de arroz com feijão contém energia e nutrientes e é pobre em colesterol. PROTEÍNAS Soja 40,0 Amendoim torrado 28,0 Queijo “Cheddar” 25,0 Lentilhas 24,0 Frango 21,0 Carne guisada 17,0 Bacalhau – “Haddock” 16,0 Castanha-do-Pará 14,0 Ovos 12,0 Pão de trigo integral 8,3 Arroz 6,2 Feijões cozidos 6,0 Ervilhas 5,8 Leite 3,3 Batatas 2,1 Repolho 1,5 Tabela 7. Teor proteico (%) de alguns alimentos (Gaman & Sherrington). Conhecidos como gorduras; 1g de gordura fornece 9kcal; Característica: insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos; Longas cadeias hidrofóbicas; LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS 15/03/2016 13 Funções: Energia; Manutenção da temperatura do corpo; Proteção de órgãos vitais; Facilita a absorção e vitaminas lipossolúveis (A, E, D, K). LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS Principais classes de lipídeos: Ácidos graxos; Triacilgliceróis ou Triglicerídeos; Fosfolipídeos; Esteróis; Eicosanóides; Ceras. LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS Triglicerídeos: Principais lipídeos encontrados nos alimentos; Formação: triésteres de glicerol + 3 ácidos graxos. LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS Glicerol Ácido graxo Triglicerídeo Tipos de triglicerídeos encontrados no alimentos, com diferentes quantidades e tipos de ácidos graxos: Saturados; Monoinsaturados Poliinsaturados LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS Insaturados 15/03/2016 14 Implicações dos ácidos graxos saturados: sólidos a temperatura ambiente (12-24ºC) aumento de doenças do coração; aumento de doenças das vias circulatórias Ex: manteiga e banha de porco LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS Ácidos graxos insaturados: líquidos a temperatura ambiente reduz o colesterol LDL; reduz o risco de desenvolvimento de doenças cardíacas; Ex: abacate, nozes e azeite de oliva LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS Ácidos graxos Poliinsaturados: sob temperatura ambiente estado líquido (óleos); conhecidos como ácido linolênico (ômega-3) e ácido linoléico (ômega- 6). LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS "Low-Density Lipoproteins" (LDL): carregam cerca de 70% de todo o colesterol que circula no sangue. ligam-se às membranas das células dos tecidos responsáveis pela arteriosclerose. = altos índices de doenças cardiovasculares. "High-Density Lipoproteins" (HDL): carrega o colesterol em excesso de volta para o fígado. = baixos índices de doenças cardiovasculares. LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS 15/03/2016 15 Ácidos graxos saturados x insaturados: presença ou não de insaturações LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS Banha, bacon, toucinho Óleo de oliva, canola, açafrão Processo de hidrogenação: formação de isômeros cis e trans LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS Tabela 8. Incidência de ácidos graxos saturados e insaturados em alimentos de origem vegetal comparativamente aos alimentos de origem animal. Lipídeos Animais Vegetais Ácidos graxos Saturados Maior Menor Ácidos graxos Insaturados Menor Maior LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS Gorduras Insaturadas (%) Saturadas (%) Óleo de canola 59% 7% Azeite de oliva 74% 14% Óleo de amendoim 46% 19% Gordura de galinha 45% 30% Gordura de carne 43% 51% Banha 42% 40% Margarina (sólida) 36% 16% Margarina (líquida) 29% 14% Óleo de milho 25% 14% Manteiga 24% 51% Óleo de soja 23% 14% Óleo de girassol 20% 12%Chocolate 10% 60% Banha de coco 6% 88% Tabela 9. Índice de gorduras saturadas e insaturadas de alguns alimentos. LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS 15/03/2016 16 Óleo de cozinha 100,0 Banha animal 99,0 Margarina 85,0 Manteiga 83,0 Amendoim torrado 49,0 Chocolate ao leite 38,0 Queijo “Cheddar” 35,0 Carne 28,0 Ovos 12,0 Frango 6,7 Leite 3,7 Bacalhau 0,5 Tabela 10. Teor lipídico (%) de alguns alimentos (Gaman & Sherrington). AZEITE QUENTE FAZ MAL VERDADE OU MITO??? LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS Relatório sobre análise de gordura e colesterol em azeites de oliva e de dendê Objetivo: Analisar azeites de oliva e dendê para esclarecer a respeito da composição e da influência do aquecimento sobre o produto; Resultados: variações na composição de gorduras entre os azeites, ao se aquecer por 10 ou 30 minutos as alterações, apesar de pequenas, podem trazer diferencial para a saúde cardiovascular; aquecimento do azeite por mais de 30 min: perda parcial das propriedades positivas (antioxidantes) presentes na dieta do mediterrâneo Médico Cardiologista Dr. Carlos Scher (http://www.inmetro.gov.br/consumidor/produtos/relatorio_azeite_final.pdf) LIPÍDIOS OU LIPÍDEOS Requeridas em pequenas quantidades; Substâncias que ajudam na manutenção biológica do organismo; Muitas delas atuam como coenzimas de certas reações enzimáticas e outras exercem funções fisiológicas específicas; Classificação: hidrossolúveis ou lipossolúveis. VITAMINAS 15/03/2016 17 Função Carência Fonte Vit. A (retinol) Visão Cegueira noturna Fígado, leite Vit. D (calciferol) Metabolismo do cálcio Osteoporose, raquitismo Gema de ovo, fígado Vit. E (tocoferol) Funcionamento dos músculos, formação das células sexuais Esterilidade; aborto; Câncer de próstata Espinafre, abacate, amendoim, nozes Vit. K Coagulação sanguínea Hemorragia Vegetais de folhas verdes, leite VITAMINAS - Lipossolúveis Tabela 11. Algumas vitaminas lipossolúveis, funções, carência e fonte. Função Carência Fonte Vit. C Anti-oxidante Escorbuto Frutas em geral Tiamina (B1) Sistema nervoso Fadiga, irritabilidade Carnes, castanhas Riboflavina (B2) Olhos, pele, boca, cabelo Ruptura de pele Carnes, vegetais Niacina (B3) Metabolismo celular Pelagra Carnes VITAMINAS - Hidrossolúveis Tabela 12. Algumas vitaminas hidrossolúveis, funções, carência e fonte. SAIS MINERAIS Necessários ao processo vital; Devem estar presentes nos alimentos em quantidades e proporções adequadas; Funções: formação do esqueleto: Ca, P, Fe, Mg manutenção do equilíbrio osmótico da célula: Na, K, P Tipos: Macronutrientes (grandes quantidades): • Ca, P, Fe, Na, K e Mg Micronutrientes (pequenas quantidades): • Mn, Co, I, Zn, F, Cu, Mo, Se SAIS MINERAIS 15/03/2016 18 pH<7 pH=7 pH>7 O2 Luz Calor Vit A I E E I I I Vit C E I I I I I Carot I E E I I I Vit B12 E E E I I E Vit D - E I I I I Ac graxos ess E E I I I E Ác. fólico I I E I I I Vit K I E I E I E Niacina (B3) E E E E E E Riboflavina (B2) E E I E I I Tiamina (B1) E I I I E I Vit E E E E I I I Tabela 13. Estabilidade de alguns nutrientes. *E = estável; I = instável ÁGUA Essencial ao corpo; Participa de até 65% do corpo animal; Funções: solvente universal indispensável aos processos metabólicos; manutenção da temperatura corpora; manutenção da pressão osmótica dos fluidos e do volume das células; participação como reagente de um grande número de reações metabólicas. ÁGUA Recomendação: 2 litros de água/dia, na forma pura ou através dos alimentos. ÁGUA Tabela 14. Teor de água em alguns alimentos (Seravalli, 2007). 15/03/2016 19 http://portalsaudevida.com.br/wp-content/uploads/2012/08/piramidealimentarnova.jpg “Comer um pouco de tudo e de tudo um pouco” Recomendação da Organização Mundial da Saúde (OMS): 400 gramas/frutas/dia Pesquisa da Confederação da Agricultura e Pecuária do Brasil (CNA): apenas 18,2% dos brasileiros ingerem a quantidade de frutas recomendada; Consumo do Brasileiro: 131g/dia PANORAMA NACIONAL 33% do recomendado Países Consumo frutas (kg/ano) % Espanha 120,1 100,0 Itália 114,8 95,6 Alemanha 112 93,3 França 91,4 76,1 Países Baixos 90,8 75,6 Canadá 81,1 67,5 Reino Unido 68,5 57,0 EUA 67,4 56,0 Japão 61,8 51,5 Brasil 57 47,8 Fonte: FAO, 2007 10 º PANORAMA NACIONAL Tabela 13. Panorama nacional do consumo de frutas. Teoria de Malthus (1798): Crescimento da população: geométrico Crescimento da produção de alimentos: aritmético Figura 2. Variação per capita da produção agrícola mundial, entre os anos de 1999 a 2003. SITUAÇÃO MUNDIAL 15/03/2016 20 ... Parte da população tem problemas nutricionais severos: Fome e Desnutrição Em 2005: 900 milhões de pessoas (14% da população mundial) passaram fome. SITUAÇÃO MUNDIAL “Falta d'água ameaça segurança alimentar no Brasil”, diz chefe da FAO A crise hídrica: em risco o abastecimento de suas cidades, e também a oferta de alimentos nos mercados do país; Quebra de safra de todos os produtos, resulta em preços mais altos nas prateleiras nos próximos meses; Brasil terá de ampliar seus estoques de alimentos; E privilegiar culturas mais resistentes a secas, fenômeno que deve se tornar cada vez mais frequente por causa das mudanças climáticas SITUAÇÃO BRASILEIRA Adaptação de culturas à seca: Embrapa desenvolvimento de variedades de arroz adaptado à seca; Substituição de culturas: arroz por quinoa; Substituição do trigo nas regiões tropicais; Recuperação de produtos tradicionais: mandioca; Outra possibilidade: expandir a irrigação para evitar crises de abastecimento. SITUAÇÃO BRASILEIRA OBRIGADA Profa. Dra. Renata Castoldi Monte Carmelo 2016
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