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TECNOLOGIA DE ALIMENTOS MSc. Fernando Antonio Cabral de Sousa Junior ALTERAÇÕES DE ALIMENTOS 1. Alterações de alimentos são todas as modificações que neles se operam, destruindo parcial ou totalmente suas características essenciais. 2. As pequenas e grandes alterações refletem-se, diretamente, sobre as características: sensoriais, composição química, estado físico, estado de sanidade e valor nutritivo dos alimentos. 3. A utilização do alimento alterado, está condicionada ao tipo e grau da alteração, que não desfiguram o alimento em suas qualidades essenciais e nenhum perigo ofereçam àqueles que o ingerirem. 4. Quando o produto é parcialmente alterado e as transformações são de pouca intensidade e se limitam a sua superfície, com a exclusão das partes afetadas, elas podem ser recrutadas como matéria prima, na fabricação de seus derivados. 5. No caso da alteração abranger a totalidade do alimento, a ingestão deste é inteiramente contra indicada, mas seu aproveitamento é tolerado para a indústria de adubos, sabão, etc. CLASSIFICAÇÃO DOS ALIMENTOS 1. Alimentos estáveis ou não perecíveis - não são alterados facilmente (açúcar, farinha). 2. Alimentos semiperecíveis - conservando e manipulando de forma apropriada permanecem sem alteração (batatas, maçãs, nabos, nozes sem casca). 3. Alimentos perecíveis - incluem os alimentos mais importantes do consumo cotidiano, os quais se alteram com facilidade (carnes, pescados, a maioria das frutas, hortaliças, ovos, leite). CAUSAS DE ALTERAÇÕES DE ALIMENTOS Alterações de diversas origens Essas causas ocorrem desde a etapa de obtenção do alimento até a de seu consumo, como: 1. Escolha da matéria prima: uma matéria prima de qualidade resulta em um produto processado de qualidade. Ex.: Produtos no ponto de colheita adequado ao objetivo de processamento. 2. Falhas na coleta e obtenção do produto alimentício: está relacionado com a não observância e a falta de cautela na defesa da integridade do produto, a ausência de certas operações inevitáveis e as práticas condenáveis que repercutem nos características sensoriais dos alimentos. Ex.: Ordenha de leite, sem condições adequadas de higiene; colheita de fruta com danificações físicas. 1. Omissões na elaboração do produto: leva os produtos às condições de menor defesa diante dos agentes de alterações. Ex.: Proporções de substâncias inadequadas; temperaturas desajustada. CAUSAS DE ALTERAÇÕES DE ALIMENTOS Alterações de diversas origens 1. Incorreções nos processos de preservação: conferem aos alimentos maior fragilidade e, consequentemente, sua maior acessibilidade às alterações. Ex.: Manutenção do peixe após o seu descongelação em temperatura imprópria; congelamento de verduras sem branqueamento. 2. Inadequações do material de envasamento: podem provocar, no produto, transformações e alterações de vários tipos. Ex.: Alimentos de concentração lipídica em embalagem transparente; embalagem com trocas gasosas. 3. Impropriedades do transporte: influem sobre as condições dos produtos. Ex.: Acondicionamento mal feito; exposições a diferentes temperaturas durante o trajeto Alterações por agentes químicos Entre as principais reações químicas não enzimáticas temos o ranço oxidativo e o escurecimento químico dos alimentos. 1. A oxidação é a principal causa da deterioração de vários produtos biologicamente importantes, alterando diversas propriedades, como qualidade sensorial (sabor, aroma, textura e cor), valor nutricional, funcionalidade e toxidez. 2. Tais mudanças podem ter sua origem durante a produção, o processamento, a preservação, o armazenamento e o preparo do alimento. 3. Muito embora a oxidação em geral se inicie na fração lipídica, eventualmente outros componentes são afetados: proteínas, vitaminas e pigmentos. RANÇO OXIDATIVO Está diretamente relacionado com ácidos graxos insaturados. As cadeias insaturadas dos ácidos graxos rompem-se. Os peróxidos são os primeiros produtos formados da oxidação de óleos e gorduras insaturados. 1. Do ponto de vista da deterioração do sabor do alimento, os peróxidos não são importantes e sim os produtos oriundos de sua decomposição: aldeídos, cetonas, álcoois, hidrocarbonetos e ácidos de peso molecular mais baixo e responsáveis pelo odor desagradável dos produtos rançosos. 2. A reação do ranço oxidativo é acelerada pelo oxigênio, luz (especialmente ultravioleta), temperatura, metais (especialmente cobre e ferro), enzimas (lipoxidase) e presença de oxidantes naturais. RANÇO OXIDATIVO 1. A reação de fotooxidação é um mecanismo alternativo para formação de radicais livres. 2. A presença de sensores nos tecidos animal e vegetal, como a riboflavina, clorofila e mioglobina na presença de luz e oxigênio, dá início ao processo de transferência de energia para a reação de formação do peróxido. 1. Íons metálicos não ocorrem na forma livre in vivo, mas ligados a proteínas, DNA e ATP. Compostos de heme (Fe++) e hemina (Fe+++) são largamente encontrados em alimentos. 2. A oxidação de lipídios no tecido animal é acelerada pela hemoglobina, mioglobina e pelo citocromo C. Reações dessa natureza são freqüentemente responsáveis pela rancidez durante o armazenamento de aves e peixes e em carne cozida. Escurecimento químico dos alimentos - não enzimático 1. Escurecimento químico ou "browning" químico é o nome que se dá a uma série de reações químicas entre a carbonila e os grupos amina livre, que culminam com a formação de pigmentos escuros conhecidos com o nome genérico de melonoidinas. As melonoidinas são polímeros insaturados coloridos de variada composição. 2. A intensidade das reações de escurecimento não enzimático em alimentos depende da quantidade e do tipo de carboidratos presentes e, em menor extensão, de proteínas e aminoácidos. 3. Muito embora a reação de escurecimento não oxidativa ocorra principalmente entre açúcares redutores e aminoácidos e proteínas, a degradação do açúcar, bem como a degradação oxidativa do ácido ascórbico e a adicional condensação com compostos carbonílicos formados ou com grupos amina presentes, produz pigmentos escuros. Escurecimento 1. De modo geral, essas reações são indesejáveis do ponto de vista nutricional (perdas de aminoácidos, formação de inibidores e compostos tóxicos) e estético. 2. Em alguns produtos, a reação é desejável quando leva à melhoria de aparência e do "flavor”: crosta do pão (destruição de 70% da lisina), café torrado, chocolate, cerveja, carne de peixe assado, porém indesejável em produtos como leite e derivados (destruição da lisina durante tratamento térmico), sucos, vegetais, produtos desidratados e concentrados, cereais e derivados (destruição da lisina durante a secagem). 3. As reações de escurecimento não enzimático em alimentos estão associadas com o aquecimento e armazenamento e podem ser divididas em três mecanismos Maillard, caramelização e oxidação da vitamina C. 4. O escurecimento não enzimático pode ser controlado por agentes químicos (sulfito, vitamina C), baixas temperaturas, acidez, baixo teor de umidade, redução de substâncias reativas. Mecanismos de escurecimentos 1. Reação de Maillard - é a principal causa do escurecimento desenvolvido durante o aquecimento e armazenamento prolongado do produto. 2. Mecanismo de ácido ascórbico - tem sido considerado como o responsável pelo escurecimento de sucos cítricos concentrados, principalmente os de limão e tangerina. O ácido ascórbico, quando aquecido em meio ácido, irá formar o furfural, que poderá sofrer polimerização, originando compostos de coloração escura. 3. Caramelização - ocorre quando compostos polidroxicarbonilados (açúcares ou certos ácidos) são aquecidos a temperaturas relativamentealtas. Irá ocorrer uma desidratação dos açúcares com a formação de aldeídos muito ativos. Hidrometilfurfural é muitas vezes um produto intermediário, sendo capaz de sofrer polimerização originando as melanoidinas. Alterações por enzimas 1. Ocorrem por enzimas procedentes do próprio produto ou elaboradas por microorganismos. 2. A ação catalítica de proteínases origina determinados produtos com sabor amargo em decorrência da hidrólise de proteínas e de péptides nelas contidas. A diminuição da textura de frutas e vegetais é conseqüência das atividades de enzimas pectolíticas. 3. Por ação enzimática, os alimentos podem também serem alterados, pela hidrólise de sua fração lipídica. A enzima lipoxigenase ocorre em vegetal (legumes, cereais, frutas) e animal (eritrócito e leucócito) que catalisa a oxigenação de alguns ácidos graxos insaturados para seus correspondentes peróxidos, que possuem a mesma estrutura daqueles obtidos pela autoxidação. 4. A ação da enzima lipoxigenase no alimento, apresenta efeitos desejáveis, , como o branqueamento da farinha de trigo e a formação de pontes de enxofre no glúten durante formação da massa, eliminam a necessidade de adição de oxidantes químicos, como bromato de potássio. Ações indesejáveis no alimento são destruição de clorofila e carotenos, o desenvolvimento de sabor e odor estranhos, a oxidação de compostos como vitaminas e proteínas e a oxidação dos ácidos graxos essenciais: linoléico, linolênico e araquidônico. Ranço hidrolítico 1. Ocasionado por certas enzimas (lipases) que ao hidrolisarem um triglicerídeo (óleo e gordura), liberam ácidos graxos, sendo aquele de baixo peso molecular (ácidos butírico, capróico, caprílico, etc.) possuem odor e sabor desagradável. 2. Durante o armazenamento de alimentos, a fração lipídica é lentamente hidrolisada pela água à temperatura elevada (processo físico), ou por enzima lipolíticas naturais ou produzidas por bactérias e fungos contaminantes, contribuindo para a rancificação hidrolítica do alimento. 3. As lipases apresentam condições ótimas de ação situadas em torno de pH 7 e 37ºC, sendo que as de origem vegetal preferem meios ligeiramente ácidos e as de origem animal ligeiramente alcalino. 4. Em cereais e derivados (milho, trigo, aveia, etc.), a rancidez hidrolítica pode ocorrer durante o armazenamento adequado, nas operações de processamento e no produto final. Escurecimento enzimático (Browning) 1. A maioria dos frutos e dos vegetais quando é amassada, cortada ou triturada, rapidamente se torna escura. Esta descoloração é oriunda de reações catalisadas por uma enzima genericamente conhecida como polifenol oxidase. 2. O produto inicial da oxidação é a quinona, que rapidamente se condensa, formando pigmentos escuros insolúveis, denominados melanina, ou reage não enzimaticamente com outros compostos fenólicos, aminoácidos e proteínas, formando também melanina. 3. A formação da quinona é dependente do oxigênio e da enzima. Uma vez formadas, as reações subseqüentes ocorrem espontaneamente, não dependendo mais da enzima e nem do oxigênio. Controle - enzimático 1. O escurecimento enzimático é uma reação oxidativa que pode ser retardada eliminando- se o oxigênio da superfície danificada do vegetal. 2. A maneira mais prática de prevenir o escurecimento é a adição de agentes químicos capazes de bloquear a reação. Essas substâncias atuam diretamente sobre a enzima ou sobre os intermediários da formação do pigmento. 3. Para evitar o escurecimento enzimático podemos utilizar: o calor, sulfito, vitamina C ou ácido ascórbico, ácido cítrico, málico, remover o O2. Alterações por agentes físicos 1. Alterações ocasionadas por mudanças físicas como aquelas ocasionadas por queimaduras, desidratação, congelamento, pressão, manuseio deficiente, etc. Alterações por agentes macrobianas 1. São provocadas por insetos e roedores. 2. Os insetos são importantes, principalmente na destruição de cereais, frutas e hortaliças. O problema maior da presença do inseto não é o alimento que ele consome mas, sim o fato de ele deixar uma porta de entrada para o ataque dos microorganismos. 3. Os roedores, principalmente os ratos, são, também, consumidores de alimentos e por isso sérios competidores do homem. Eles alteram os alimentos não só pelo que consomem, mas principalmente pela contaminação que provocam. 4. Insetos e roedores são disseminadores de doenças. Alterações por microorganismos 1. Existem microorganismos em quase todos os ambientes, estão presentes no ar, no solo, na poeira, na água, nos objetos, etc. 2. A maioria dos métodos utilizados na conservação dos alimentos baseia-se na destruição dos microorganismos ou objetiva criar condições desfavoráveis para o seu crescimento, uma vez iniciado. 3. Quando os microorganismos chegam aos alimentos, e as condições são favoráveis, iniciam sua multiplicação e crescimento passando por uma série de fases sucessivas, levando à alteração e deterioração dos alimentos. 4. A definição das espécies ou grupos de microrganismos predominante no alimento irá depender, fundamentalmente, das características inerentes a esse alimento, e por isso FATORES INTRÍNSICOS dos alimentos, bem como das condições ambientais prevalentes e, portanto, FATORES EXTRÍNSICOS. 5. As bactérias, bolores e leveduras são os microrganismos de maior destaque como agentes potenciais de deterioração e como eventuais patógenos ao homem. O conhecimento dos fatores (intrínsicos e extrínsicos) que favorecem ou inibem a multiplicação dos microrganismos é essencial para compreender os princípios básicos que regem tanto a alteração como a conservação dos alimentos.
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