6 Armazenamento Atmosfera controlada

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Susana Caldas Fonseca
susana.fonseca@fc.up.pt
2016/2017
LICENCIATURA EM CIÊNCIAS DE ENGENHARIA
PERFIL ENGENHARIA ALIMENTAR
3º ANO 1º SEMESTRE
CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS
6. TECNOLOGIAS DE CONSERVAÇÃO POR ALTERAÇÃO ATMOSFERA 
ENVOLVENTE 
ÍNDICE PROGRAMÁTICO
• 6. TECNOLOGIAS DE CONSERVAÇÃO POR ALTERAÇÃO DA ATMOSFERA ENVOLVENTE
• 6.1. Enquadramento
• 6.2. Armazenamento em atmosfera controlada 
• Definição,
• Vantagens e desvantagens, 
• Aplicações na Indústria alimentar, 
• Equipamento industrial,
• Tipos de Armazenamento em AC,
• Armazenamento em AC dinâmica por fluorescência,
• Definição, 
• Equipamento e princípio de funcionamento,
• Vantagens e desvantagens,
• Efeito na qualidade do produto.
• 6.3. Outras tecnologias: 
• Tratamento de desinfestação por atmosfera controlada, 
• Transporte em contentores em atmosfera controlada.
2
• Fatores pré-colheita
• Fatores associados à colheita
• Fatores pós-colheita
ENQUADRAMENTO
• Existe um conjunto alargado de fatores que contribuem para a deterioração 
de frutas e legumes que decorre após a sua colheita e que se podem dividir 
de acordo com:
SCF 3
• Espécie
• Época
• Local
• Condições climáticas
• Práticas de cultivo
• Estado de maturação
• Uniformidade
• Método de colheita
• Condições higieno-sanitárias
• Tipo de embalagem
Fatores pré-colheita Fatores associados à colheita
DETERIORAÇÃO PÓS-COLHEITA DE FRUTAS E LEGUMES
SCF 4
• Condições higieno-sanitárias
• Manuseamento
• Temperatura
• Humidade relativa
• Níveis de O2 e CO2
• Etileno
Fatores pós-colheita
ENQUADRAMENTO
DETERIORAÇÃO PÓS-COLHEITA DE FRUTAS E LEGUMES
• O controlo da temperatura é o fator crucial no alargamento do tempo de vida dos produtos 
frescos.
• As reações biológicas normalmente aumentam 2 a 4 vezes com uma aumento de 10 °C 
na temperatura.
• Temperaturas elevadas levam a perdas significativas de caroteno e vit. C nos legumes 
verdes; como exemplo, após 4 dias de armazenamento a 20 ou 4 °C, a perda de caroteno 
em couves foi de 68 % e 8 %, respetivamente.
• Um atraso de 6 h no pré-arrefecimento de morangos leva a perdas de água 50 % 
superiores (Nunes et al., 1995). 
• Um bom controlo da temperatura retarda:
• senescência e crescimento indesejável das estruturas vegetais, 
• alterações metabólicas indesejáveis, 
• perda de água e 
• contaminação microbiana.
SCF 5
Temperatura
ENQUADRAMENTO
DETERIORAÇÃO PÓS-COLHEITA DE FRUTAS E LEGUMES
• As temperaturas ótimas variam de acordo com o produto.
• Temperaturas próximas de 0 °C são as mais comuns; contudo há produtos como
abacate, banana, feijões, pepino, limão, lima, papaia, ananás, quiabo, pimento, 
toranja e tomate que são sensíveis a baixas temperaturas, sendo as temperaturas
ótimas próximas de 10 °C.
• As frutas e legumes frescos (exceto bolbos) precisam de HR elevada, normalmente 
próximo da saturação (90-95 %) para reduzir a desidratação por transpiração e 
evitar o enrugamento e encolhimento do produto, logo mantendo a sua 
turgescência e o seu estado de frescura.
• Contudo a condensação é extremamente negativa na manutenção da qualidade do 
produto, visto criar condições favoráveis ao crescimento microbiano. A flutuação de 
temperatura (que afeta a HR para uma dada humidade absoluta) deve assim ser 
evitada.
SCF 6
Humidade relativa (HR)
Temperatura
ENQUADRAMENTO
DETERIORAÇÃO PÓS-COLHEITA DE FRUTAS E LEGUMES
SCF 7
Humidade Relativa
ENQUADRAMENTO
DETERIORAÇÃO PÓS-COLHEITA DE FRUTAS E LEGUMES
SCF 8
Níveis de O2 e CO2
Fonseca & Malcata (2003)
ENQUADRAMENTO
DETERIORAÇÃO PÓS-COLHEITA DE FRUTAS E LEGUMES
DETERIORAÇÃO PÓS-COLHEITA DE FRUTAS E LEGUMES
• Os níveis de O2 e CO2 recomendados vão diferir de acordo com:
• O produto em si,
• A variedade e cultivar,
• O tempo de exposição (armazenamento de longa ou curta duração); as 
condições para armazenamento de curta duração podem ser mais severas – O2
mais baixo e CO2 mais alto, do que de longa duração),
• A temperatura,
• O método de colheita,
• As práticas de cultivo.
SCF 9
Níveis de O2 e CO2
Fonseca & Malcata (2003)
DETERIORAÇÃO PÓS-COLHEITA DE FRUTAS E LEGUMES
SCF 10
Níveis de O2 e CO2
Fonseca & Malcata (2003)
ENQUADRAMENTO
DETERIORAÇÃO PÓS-COLHEITA DE FRUTAS E LEGUMES
SCF 11
http://www.fao.org/docrep/009/ae075e/ae075e19.htm
Níveis de O2 e CO2
ENQUADRAMENTO
DETERIORAÇÃO PÓS-COLHEITA DE FRUTAS E LEGUMES
SCF 12
Níveis de O2 e CO2
http://www.fao.org/docrep/009/ae075e/ae075e19.htm
ENQUADRAMENTO
DETERIORAÇÃO PÓS-COLHEITA DE FRUTAS E LEGUMES
SCF 13
Níveis de O2 e CO2
Saltveit, M.A. 2001. A summary of CA requirements 
and recommendations for vegetables. pp 71-94. 
Postharvest Horticulture Series No. 22A, University 
of California, Davis.
Kader, A.A. 2001. A summary of CA requirements and 
recommendations for fruits other than apples and 
pears. pp 29-70. Postharvest Horticulture Series No. 
22A, University of California, Davis. 
ENQUADRAMENTO
DETERIORAÇÃO PÓS-COLHEITA DE FRUTAS E LEGUMES
SCF 14
Níveis de O2 e CO2
Gorny, J.R. 2001. A summary of CA and MA requirements 
and recommendations for fresh-cut (minimally processed) 
fruits and vegetables. pp 95-145. Postharvest Horticulture 
Series No. 22A, University of California, Davis. 
DETERIORAÇÃO PÓS-COLHEITA DE FRUTAS E LEGUMES
ENQUADRAMENTO
• As tecnologias pós-colheita de preservação envolvem todas o controlo da temperatura e por 
isso muitas vezes, por simplificação, não se utiliza o termo refrigerado.
SCF 15
Armazenamento refrigerado
Armazenamento (refrigerado) em Atmosfera Controlada (AC)
Transporte (refrigerado) em Atmosfera Controlada
Tratamento de desinfestação por Atmosfera Controlada
Embalagem (transporte) em Atmosfera Modificada (AM)
Embalagem (consumidor) em Atmosfera Modificada
ENQUADRAMENTO
• Apenas a EMBALAGEM (CONSUMIDOR) EM ATMOSFERA MODIFICADA é que pode 
igualmente ser aplicada a outros tipos de produto não respirantes como:
• Laticínios
• Carne, Frango, Peixe
• Ovos
• Pré-preparados
• Produtos farmacêuticos
SCF 16
ENQUADRAMENTO
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA
Armazenamento de frutas e legumes (produtos respirantes) em câmara, onde 
o nível de determinados gases (normalmente O2 e CO2) é monitorizado e 
controlado de forma a reduzir os processos de deterioração do produto e 
assim aumentar o seu tempo de vida.
• O armazenamento em AC pressupõem igualmente o controlo da temperatura e da 
HR dentro das câmaras. Há sempre uma ligeira pressurização positiva das câmaras.
• Como há alterações da composição da atmosfera devido a aberturas das câmaras e 
à própria respiração do produto e inevitavelmente devido a fugas de gás do seu 
interior, há constantemente necessidade de monitorizar e regular os níveis para se 
manterem nos valores desejados.
• A monitorização à distância dos parâmetros de qualidade do produto para antecipar 
o momento adequado para retirar o produto, é essencial para se evitar abrir 
frequentemente as portas das câmaras.
SCF 17
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA
VANTAGENS
• Alargamento do tempo vida de frutas e legumes, podendo o produto atingir 9-12 
meses de armazenamento,
• Não utilização de métodos químicos de conservação.
DESVANTAGENS
• Custo investimento elevado,
• Custo operação mais caro do que apenas armazenamento refrigerado,
• Não permite mistura de produtos dentro da câmara devido aos requisitos em O2
e CO2 serem diferentes de produto para produto.
SCF 18
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA
APLICAÇÕES
• Produtos mais comuns: maças, peras, bananas, kiwi, abacate e couve.SCF 19
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA
APLICAÇÕES
SCF 20
Fonte: Anuário Agrícola 2013 
http://www.gpp.pt/pbl/Period/Anuario_Agricola_2013_web.pdf
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA
APLICAÇÕES
SCF 21
Fonte: Anuário Agrícola 2013 
http://www.gpp.pt/pbl/Period/Anuario_Agricola_2013_web.pdf
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA
APLICAÇÕES
SCF 22
DOP IGP
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA
APLICAÇÕES
SCF 23
Fonte: Anuário Agrícola 2011 
http://www.gpp.pt/pbl/Period/Anuario_Agricola_2011_web.pdf
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA
APLICAÇÕES
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA
APLICAÇÕES
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA
APLICAÇÕES
SCF 26
Fonte: Anuário Agrícola 2011 
http://www.gpp.pt/pbl/Period/Anuario_Agricola_2011_web.pdf
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA
EQUIPAMENTO INDUSTRIAL
SCF 27
http://www.frutasnavenorte.pt/pt_PT/producao_equipamentos/
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA
• O armazenamento refrigerado em atmosfera controlada pode por sua vez 
dividir-se em:
SCF 28
Armazenamento em AC estática (2-3 % (v/v) O2 )
Armazenamento em O2 muito baixo (ULO CA ultra low oxygen) (1 % (v/v) O2 )
Armazenamento em AC dinâmica (ACD)
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA
SCF 29
Ponto de 
compensação 
anaeróbico
Os produtos armazenados em níveis de O2 muito baixos podem acumular sabores e 
odores desagradáveis de origem alcoólica, resultantes da respiração anaeróbica.
Watkins (2008)
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA DINÂMICA
• O armazenamento em atmosfera controlada dinâmica consiste em baixar o nível de 
O2 ao longo do tempo em resposta às alterações de metabolismo da fruta/legume, 
em vez de manter o valor de O2 fixo como nas outras tecnologias.
• Ao manter o nível de O2 o mais baixo possível na atmosfera envolvente evitando a 
respiração anaeróbica, evita-se/reduz-se com mais sucesso o amadurecimento do 
que o armazenamento em AC convencional (nível estático).
• A resposta do hortofrutícola ao O2 baixo pode ser detetada pela medição da: 
• produção de etanol, 
• respiração do produto e 
• fluorescência da clorofila.
SCF 30
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA DINÂMICA
POR FLUORESCÊNCIA
Armazenamento em câmara em que o nível de O2 ao longo do tempo é otimizado 
em resposta às alterações de metabolismo da fruta ou legume, medidas por 
fluorescência da clorofila, de forma a reduzir os processos deteriorativos do produto 
e assim aumentar o seu tempo de vida.
• Esta tecnologia está protegida por patente e está a ser comercializada sobre a 
marca HarvestWatchTM desde 2002.
• Em 2008 havia apenas 120 instalações no mundo. Encontra-se já em utilização na 
Itália, Argentina, Chile, Brasil, EUA, Alemanha, Áustria, Eslovênia, Croácia, Israel, 
França, Espanha e Portugal.
SCF 31
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA DINÂMICA
POR FLUORESCÊNCIA
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
• À medida que o nível de O2 diminui com o tempo na atmosfera da câmara, atinge-se 
um valor em que o sinal de fluorescência aumenta.
• Este ponto indica que o produto (fotossintético) está sujeito a stress por baixo O2.
• Como resposta, o nível de O2 na câmara deve ser aumentado e o sinal de 
fluorescência volta a baixar (Fα).
SCF 32
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA DINÂMICA
POR FLUORESCÊNCIA
SCF 33
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
Watkins (2008)
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA
DINÂMICA POR FLUORESCÊNCIA
• A fluorescência da clorofila pode ser definida pela luz vermelha e infravermelha
emitida por um tecido fotossintético quando é excitado por uma fonte luminosa.
• Esta tecnologia é não invasiva e permite inferir sobre a ativide fotossintética de um 
determinado organismo.
• A tecnologia divide-se em duas partes.
• Emissão da luz por excitação das clorofilas – por lâmpadas, LEDs, lasers ou luz solar
• Medição da resposta por fluorescência – sensor de fluorescência
SCF 34
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
Para aprofundar tema: Fernandez-Jaramillo et al. (2012) 
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA DINÂMICA
POR FLUORESCÊNCIA
• Esta tecnologia utiliza sensores distribuidos pela câmara de AC. 
• É aconselhado um sensor por cada 250 paletes de fruta.
• Casa sensor, designado FIRM (Fluorescence Interactive Response Monitor) contém
6 peças de fruta que monitorizam a resposta dos frutos à atmosfera envolvente.
• Por sua vez, estão ligados a um sistema de controlo computadorizado que ajusta o 
nível de O2 em resposta a alterações no sinal de fluorescência.
SCF 35
EQUIPAMENTO
http://www.isolcell.it/en/Isolcell-nitrogen-generators/dca.html
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA DINÂMICA
POR FLUORESCÊNCIA
• O equipamento equipado com LED e com as peças de fruta emite radiação
infravermelha e o sensor mede o valor médio da variável Fα (estimativa de F0 que é 
um dos parâmetros mais comuns) num varrimento de 180 s.
• As alterações no sinal de fluorescência podem ocorrer devido ao stress por baixo O2
(resultante da senescência natural do produto), mas também por alterações de 
funcionamento do equipamento de AC.
SCF 36
Watkins (2008)
EQUIPAMENTO
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA DINÂMICA
POR FLUORESCÊNCIA
VANTAGENS
• Redução do escaldão superficial e da perda de firmeza ao longo do tempo,
• Menores perdas de produto,
• Não utilização de químicos e por isso compatível com a designação de produto 
orgânico,
• O software e hardware necessário é fiável, económico e facilmente instalável 
nas câmaras de AC,
• Evita a utilização de difenilamina (DPA), químico utilizado no controlo do 
escaldão superficial (proibida pela UE a partir de 2011 pela Diretiva 
91/414/CEE),
• Evita o tratamento com 1-MCP, que apesar de não ser tóxico e não deixar 
praticamente resíduos, não é um produto natural.
DESVANTAGENS
• Câmaras bem isoladas,
• Câmaras com controlo rigoroso da atmosfera e que consigam manter
atmosferas de O2 abaixo de 1 % (v/v).
SCF 37
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA DINÂMICA
POR FLUORESCÊNCIA
EFEITO NA QUALIDADE DO PRODUTO
• Desordens fisiológicas 
• Os resultados de um estudo sobre o controlo do escaldão superficial através de 
armazenamento em AC estática (SCA) e AC dinâmica (DCA) de duas 
variedades de maças ao longo de 4 e 8 meses mostram que ambas as 
tecnologia têm um controlo limitado sobre este problema fisiológico, contudo o 
armazenamento em AC dinâmica teve resultados bastante melhores.
SCF 38
Watkins (2008)
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA DINÂMICA
POR FLUORESCÊNCIA
EFEITO NA QUALIDADE DO PRODUTO
• Desordens fisiológicas 
SCF 39
DeLong et al. (2004)
ARMAZENAMENTO EM ATMOSFERA CONTROLADA DINÂMICA
POR FLUORESCÊNCIA
EFEITO NA QUALIDADE DO PRODUTO
• Firmeza
• O estudo na tabela em baixo mostra a firmeza ao longo do tempo de 
armazenamento (4 e 8 meses) em SCA e DCA para maças ‘Cortland’ e ‘Delicious’ 
antes e depois de 7 dias à temperatura ambiente. 
• Verifica-se que as maças mantém-se mais firmes em DCA do que em SCA
SCF 40
Watkins (2008)
TRANSPORTE EM ATMOSFERA CONTROLADA
Transporte de hortofrutícolas em contentor hermético, onde o nível de 
determinados gases (normalmente O2 e CO2) é monitorizado e controlado de 
forma a reduzir os processos de deterioração do produto e assim aumentar o 
seu tempo de vida.
• É utilizado em transporte de longa duração para produtos de elevado valor (abacate, 
pêssego, morango, mangas, melões) devido ao custo adicional do transporte com esta 
tecnologia.
• Existe uma tecnologia próxima (também designado transporte em AM) patenteada 
pela empresa Transfresh, designada Tectrol TM, que injeta a atmosfera desejada numapalete ensacada com o produto. (http://www.transfresh.com/news/13-07-09/the-process-behind-
tectrol-and-the-tectrol-service-network.aspx)
SCF 41
TRANSPORTE EM ATMOSFERA CONTROLADA
SCF 42
Tectrol TM
DESINFESTAÇÃO COM ATMOSFERA CONTROLADA
Armazenamento de produtos agrícolas em contentor hermético, onde o nível 
de determinados gases (normalmente O2 e CO2) é monitorizado e alterado de 
forma a controlar pragas (insetos, larvas e ovos) e assim aumentar a 
segurança do produto.
• Tratamento não tóxico
• Sem resíduos químicos
• Não cria resistência das populações
• Seguro para manipuladores
• Erradicação de insetos em qualquer estágio de desenvolvimento
SCF 43
DESINFESTAÇÃO COM ATMOSFERA CONTROLADA
• Tratamento aplicado em câmaras ou silos herméticos
• O processo pode ser todo controlado por computadores: temperatura, nível oxigénio e 
dióxido de carbono e humidade
• A duração, dependendo do produto e da contaminação, pode durar 3 a 10 dias.
• As concentrações em O2 podem baixar até 1 % e as de CO2 atingir até 50 %
• O processo pode ser preventivo e designa-se de quarentena.
• O dibrometo de etileno e o brometo de metilo eram os compostos mais comumente
usados em fumigações, contudo estes gases são extremamente tóxicos para os
humanos e foi proibida a sua utlização.
SCF 44
DESINFESTAÇÃO COM ATMOSFERA CONTROLADA
• Os produtos que são sujeitos a um tratamento de desinfestação são:
• Milho
• Arroz
• Soja
• Grãos cacau
• Grãos café
• Leguminosas
• Especiarias
• Sementes
• Farinhas
• Tabaco
SCF 45
APLICAÇÕES
DESINFESTAÇÃO COM ATMOSFERA CONTROLADA
SCF 46
http://www.eco2.nl/en/
EQUIPAMENTO INDUSTRIAL
DESINFESTAÇÃO COM ATMOSFERA CONTROLADA
SCF 47
COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA E TEMPO PARA DESINFESTAÇÃO
LEITURA ACONSELHADA
• Material disponibilizado pelo docente na plataforma Moodle.
• Fonseca S.C. & Malcata F.X. 2003. Modified and controlled atmospheres to reduce quality loss of fresh 
fruits and vegetables at postharvest. pp. 187-207. Em: Crop Management and Postharvest Handling of 
Horticultural Products. Vol. 2: Fruits and Vegetables. Dris, R., Niskanen, R. & Jain, S.M. (Eds.), 
Science Publisher, EUA. [ISBN 1-57808-216-1].
• Gabinete Planeamento e Políticas (2013). Anuário Agrícola 2013 - Informação de Mercados, Ministério 
Agricultura, Mar e Ordenamento do Território. 
http://www.gpp.pt/pbl/Period/Anuario_Agricola_2013_web.pdf
• Kader, A.A. 2001. A summary of CA requirements and recommendations for fruits other than apples 
and pears. pp 29-70. Postharvest Horticulture Series No. 22A, University of California, Davis. 
• Gorny, J.R. 2001. A summary of CA and MA requirements and recommendations for fresh-cut 
(minimally processed) fruits and vegetables. pp 95-145. Postharvest Horticulture Series No. 22A, 
University of California, Davis. 
• Saltveit, M.A. 2001. A summary of CA requirements and recommendations for vegetables. pp 71-94. 
Postharvest Horticulture Series No. 22A, University of California, Davis.
• Watkins CB 2008. Dynamic Controlled Atmosphere Storage – A New Technology for the New York 
Storage Industry? New York Fruit Quarterly 16(1): 23-26.
• DeLong, J.M., Prange, R.K., Leyte, J.C., and Harrison, P.A. 2004. A new technology that determines 
low-oxygen thresholds in controlled-atmosphere-stored apples. HortTechnology14:262-266.
• Fernandez-Jaramillo AA, Duarte-Galvan C, Contreras-Medina LM, Torres-Pacheco I, Romero-Troncoso
RJ, Guevara-Gonzalez RG and Millan-Almaraz JR (2012). Instrumentation in Developing Chlorophyll 
Fluorescence Biosensing: A Review. Sensors 12, 11853-11869.
SCF 48