Conservação pelo frio

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Conservação pelo frio 
Universidade Federal de Lavras 
Departamento de Ciência dos Alimentos 
GCA 109 Princípios de Conservação de Alimentos 
Prof. Letícia Fernandes de Oliveira 
 
Histórico 
• Tempos primitivos: gelo natural era usado para a conservação de alimentos. 
 
• A partir do sec. 19: surgiu na Noruega um comércio de gelo. 
 
• 1878: As primeiras instalações de câmaras frigoríficas foram abertas em 
Chicago. 
 
• 1880: primeira remessa de carne congelada foi enviada da Argentina e 
Europa. 
 
• 1910: surgimento dos frigoríficos. 
 
• 1925: início do comércio de mercadorias congeladas para consumo em casa, 
nos EUA. 
 
• Atualmente: frio + outras técnicas de conservação = largamente utilizado. 
Entretanto, é considerado um processo caro devido a manutenção da cadeia 
de frio. 
Mercado 
Porque refrigerar? 
• Perdas nacionais aproximadas de frutas 
• Leite: a refrigeração na fonte de produção diminui 
consideravelmente as chances de acidificação, aumenta, por 
outro lado, as chances de crescimento de bactérias 
psicrotróficas. 
 
• Carnes: a refrigeração é necessária para minimizar alterações 
físicas e crescimento de microrganismos. 
 
• Frutas e vegetais: a etapa de refrigeração, minimiza a 
intensidade respiratória, a perda de peso por transpiração, a 
produção de etileno e o crescimento microbiológico. 
 
Refrigeração x Alimento 
Vantagens 
• Manutenção das 
características 
sensoriais 
 
• Conservação do 
valor nutritivo 
 
• Aumento da vida 
útil do produto 
Objetivos 
• Conservar, prolongando vida útil de prateleira 
• Exercer ação direta sobre os m.o. 
• Retardar ou anular ação das enzimas 
• Interromper os processos bioquímicos 
 
 
• Ação das enzimas 
• A velocidade das reações químicas e enzimáticas 
diminui ou aumenta em termos logarítmicos com a 
temperatura, segundo a lei de Arrhenieus. 
 
 
 
• Processos químicos 
• O efeito da temperatura na velocidade dos processos 
químicos pode ser descrito através do coeficiente de 
temperatura (Q10). 
 
 
Alimentos = 1,5 ≤ Q10 ≤ 2,5 (↑10°C = Kreação duplica) 
REFERENCIAL TEÓRICO 
Microorganismo 
• Crescimento dos microrganismos no alimento pode ser abrandada a T próximas ao 
pto de congelamento e inibida a T abaixo do ponto de congelamento (enzimas). 
 
Temperatura 
Grupo Mínima Ótima Máxima 
Mesófilos 5 - 15 30 - 45 35 – 47 
Termófilos 40 - 45 55 - 75 60 – 90 
Psicrófilos -5 - +5 12- 15 15 - 20 
Psicrotróficos -5 - +5 25 - 30 30 - 35 
Temperatura Atividade cessada 
10°C Multiplicação de Staphylococcus 
6,5°C Multiplicação de C. botulinum 
5,2°C Multiplicação de Salmonella 
3,3°C Produção de toxinas em C. botulinum, tipo E 
0°C Risco devido a crescimento e atividade bactérias causadoras de 
intoxicação alimentares 
-8°C Multiplicação de bactérias 
-10°C Multiplicação de levedura 
-12°C Multiplicação de bolores 
-18°C Reação químicas (velocidade baixa, considerada nula) 
Microorganismo 
•T + baixa registrada: -34ºC (levedura cor-de-rosa) 
•T ≤ 0°C mais comum o crescimento de leveduras e mofos (baixa atividade de água) 
•Relatos de crescimento de bactérias a -20°C e -12°C. 
• Efeitos deletérios do congelamento sobre os mo. pode ser: 
 
• Injurias no microrganismo por choque térmico (frio); 
 
• Aumento da desidratação celular (transformação de fase líquido-
sólido) e desidratação osmótica através da parede celular; 
 
• Aumento da concentração de solutos na matriz extracelular do 
produto para criar um ambiente desfavorável ao microrganismo; 
 
• Aumento da concentração de solutos com as células, criando um 
ambiente tóxico para o microrganismo; 
 
• Formação de gelo dentro das paredes celulares e impacto físico e 
mecânico nos microrganismos adjacentes; 
 
• Contração do volume da célula resultante da desidratação durante o 
congelamento. 
Condições a serem controladas 
 Embalagem 
Fato 1: Abertura de 5 a 10% da lateral da embalagem 
Fato2: Manutenção da temperatura 
Indicação do tratamento do frio 
• Tipo, constituição e composição química do 
alimento; 
 
• Tempo requerido para sua conservação, sem 
que haja perdas do seu valor nutritivo, de seus 
caracteres sensoriais e diminuição de peso. 
Processos 
Pré-refrigeração 
Refrigeração 
Congelação 
Liofilização 
Pré-resfriamento 
• Definição: rápida retirada do calor do material antes do transporte, 
armazenamento ou processamento. Com rápida transferência de 
calor do produto para um meio refrigerante (ar, água ou gelo); 
 
• Formas: resfriamento por ar forçado, hidro-resfriamento, 
resfriamento a vácuo (ao evaporar, a água provoca o resfriamento 
do produto), o resfriamento com uso de gelo e ou de refrigerantes 
criogênicos (como o N2); 
 
• Tempo requerido: 30 segundos até 24 horas; 
 
• Vantagens: reduzir a atividade microbiana, as taxas respiratórias e a 
senescência em frutos, assim como a produção de etileno. 
Importância do pré-resfriamento 
Métodos de resfriamento 
Refrigeração 
• Definição: Diminuição de temperaturas 
compreendidas entre -1ºC e 10ºC. 
 
• Uso em combinação com outras operações 
unitárias: fermentação, pasteurização. 
 
• Quanto mais baixa a temperatura, mais 
lentamente ocorrerão as reações químicas, as 
ações enzimáticas e o crescimento microbiano. 
Todavia, os produtos possuem diferentes níveis 
de tolerância à baixa temperatura 
 
Refrigeração de alimentos frescos 
• Susceptível as transformações enzimáticas, 
microbiológicas e a respiração do produto. 
 
• Fatores que determinam a vida útil: 
• Tipo de alimento; 
• Condições de colheita; 
• Temperatura durante a colheita, armazenamento 
e transporte; 
• Umidade relativa do ambiente de 
armazenamento. 
Tabela – Condições ótimas de armazenamento para 
algumas frutas e hortalicias 
Fonte: ASHRAE HANDBOOK OF REFRIGERATION (1994) 
 
Produto T estocagem (°C) 
Abacate 4-13 
Alface 0-1 
Banana 13-14 
Batata 3-4 
Berinjela 7 
Beterraba 0 
Cenoura 0 
Goiaba 5-10 
Limão 10 
Maça 0-3 
Manga 10-13 
Mamão 7 
Melão 7-10 
Morango (-1,5)-0 
Pepino 7 
Repolho 0 
Tomate 7-12 
Uva (-1)-0 
 
Cadeia de frios 
• Resfriar o produto desde a colheita e mantê-lo acondicionado 
ao longo de toda a sequência até o consumo final 
Quebra da cadeia de frio 
• Pesquisa nos Estados Unidos: 
23% das causas do surto foram devido ao 
resfriamento inadequado; 
27% ao consumo de sobras de alimentos ou 
alimentos vencidos; 
 
• Crescimento dos microrganismos no alimento pode 
ser abrandada a T próximas ao pto de congelamento 
e inibida a T abaixo do ponto de congelamento 
(enzimas). 
Congelação 
Definição: 
– É o tratamento de frio destinado aos alimentos que 
necessitam maior período de conservação. 
– Utiliza temperaturas entre -10 e -18 graus Celsius. 
 
• Compreensão microscópica do processo: 
Tipos de congelamento 
Problemas causados pelo congelamento 
Liofilização 
• Definição: Desidratar uma solução congelada, 
impedindo seu descongelamento, enquanto se 
processa a evaporação; desse modo, a solução 
reduzida à massa gelada, “sublima” o próprio solvente 
e se transforma diretamente em substância seca. 
 
• A umidade é removida do estado sólido diretamente 
para o estado vapor (sublimação); 
• A água sublimada é retirada da câmara de vácuo por 
bombas de vácuo ou ejetores de vapor. O calor de 
sublimação é suprido por condução ou radiação; 
 
Diagramas de fase para a água e representação do processo de congelamento 
A-B, de vácuo B-C e de sublimação C-D. 
 
Sublimação: 
Ocorreapenas em condições abaixo do ponto triplo da água (0,0060 atm e 0,01 C) 
Vantagens 
• Estrutura original do alimento é mantida mais próxima 
do produto in natura; 
 
• Execelente retenção de flavor; 
 
• Secagem a baixas temperaturas provoca menores 
danos (estrutura, textura, aparência e/ou flavor); 
 
• Não favorecer a maioria dos processos degradativos 
(escurecimento enzimático, deteriorações de proteínas 
e reações enzimáticas). 
Desvantagens 
• Elevado custo (o dobro de secadores de esteira a vácuo 
e aproximadamente cinco vezes o de produtos obtidos 
por spray drier). 
 
• Aplicação restrita a produtos de elevado valor, alta 
qualidade, itens do tipo gourmet e especialmente para 
produtos sensíveis ao calor e de baixo peso. 
 
• Exemplos: café instantâneo e preparações de enzimas 
ativas (ex: cultura de queijos), uma vez que o calor 
inativa estas enzimas e a liofilização mantém sua 
atividade original. 
 
Etapas da liofilização 
1) congelamento do produto; 
 
2) secagem do produto por sublimação do gelo 
sob condições de pressão reduzida. 
-estágios de secagem primário (água removida 
por sublimação) 
- estágio de secagem secundário (vaporização 
das moléculas da água contidas na fase líquida 
não congelada). 
1) Congelamento do produto 
• Objetivo: formação de muitos cristais de gelo 
pequenos → técnica de congelamento rápido, 
para produzir uma estrutura porosa fina nos 
alimentos 
2) Secagem primária 
• Abaixamento da pressão para permitir a 
sublimação do gelo 
• Valores de pressões da ordem de 1 a 2 mm Hg 
são necessários na liofilização de alimentos 
Secagem secundária 
 
Alimento Temperatura de colapso 
( C) 
Alimento Temperatura de colapso 
( C) 
Sucos de frutas -37 a –43 Batata -12 
Morango -35 a –41 Sorvete -31 a –33 
Maçã -41 a –42 Queijo Cheddar -24 
Tomate -41 Peixe -6 a –12 
Bife -12 
• Calor é continuamente adicionado, mas a uma taxa mais lenta, uma vez que a perda 
de umidade ocorre por difusão das moléculas de água para fora matriz liofilizada; 
 
• Calor é fornecido, em geral, no fundo do alimento por condução e no topo do 
alimento por radiação. A superfície do produto entra no estágio de secagem 
secundário, enquanto no centro do alimento ainda ocorre a sublimação do gelo do 
estágio primário de secagem; 
 
• Necessários cuidados para não atingir a T de colapso.