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Prof. Marcelo Andrés Umsza Guez Pré-história Hoje INTRODUÇÃO POR QUE conservar os alimentos ??? Estabilidade microbiológica Aumento da vida de prateleira Mantendo as características originais do alimento !!! INTRODUÇÃO Impedir a contaminação microbiológica das matérias primas durante o processamento e nos produtos acabados; Manter o alimento livre de microrganismos patogênicos e deterioradores; Inativar processos enzimáticos; Evitar as reações químicas prejudiciais; Impedir a invasão por animais (insetos, ácaros e roedores); INTRODUÇÃO A maioria dos alimentos que são consumidos pelo homem, contêm microrganismos que poderão ser incorporados a esses alimentos, durante as etapas de sua produção. microrganismos deteriorantes microrganismos patogênicos toxinas INTRODUÇÃO Poderão ocorrer contaminação por microrganismos: durante o abate dos animais; processamento das carnes; ordenha do leite; captura dos animais aquáticos; existentes no corpo dos animais; nas mãos dos operadores; nos utensílios; transferência de patógenos de animais doentes → sadios; PRINCIPAIS MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO Métodos Convencionais Calor Frio Controle de umidade (secagem) Adição de solutos Luz UV (radiação não ionizante) Alta pressão hidrostática –HHP Pulso elétrico Defumação Fermentação Adição de aditivos (química) A conservação pode ser feita pelo: Métodos Não Convencionais Pulso luminoso Ultra som Radiação ionizante PRINCÍPIOS Uso de temperaturas uso de altas temperaturas; uso de baixas temperaturas; secagem e desidratação; concentração; Controle do teor de umidade Uso de irradiações Controle da taxa de oxigênio Uso de substâncias químicas USO DE ALTAS TEMPERATURAS As grandes características destes processos são: Destruição de microrganismos e seres superiores; Inativação de enzimas. USO DE ALTAS TEMPERATURAS Leveduras e seus esporos Fungos e seus Esporos Bactérias e seus esporos Esporos: 5 a 10°C mais do que as células. Destruição total a 100°C. Células vegetativas: destruídas a 50-58°C. Totalidade de leveduras e esporos não resiste à pasteurização. Esporos: altamente resistente ao calor seco. Na sua maioria são destruídos a 60°C/10- 15 min. Maioria das células e esporos não resistem à pasteurização. Muito variável. Células de termófilos requerem 80-90°C por muitos minutos. Esporos: a 100°C podem variar de 1 minuto até mais de 20h. Quadro 1. Resistência de microrganismos ao calor. CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO CALOR Baseia-se no emprego de temperaturas ligeiramente acima das máximas que permitem a multiplicação dos microrganismos, que já é capaz de provocar a morte ou inativação de suas células vegetativas. Esporos são mais resistentes. IMPORTANTE: Efeito do calor sobre as características gerais do alimento Binômio Tempo x Temperatura Métodos posteriores de conservação CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO CALOR Os alimentos são diferentes entre si → os tratamentos a que serão submetidos também devem ser diferentes. Grau adequado de temperatura Tempo de exposição ao tratamento Resistência térmica dos microrganismos Alteração do valor nutritivo Modificação da natureza histológica, química e física do alimento Redução das qualidades organolépticas (aroma, cor, sabor, consistência) PASTEURIZAÇÃO Processo térmico desenvolvido por Pasteur em 1864. destruir a maior parte dos microrganismos da flora vegetativa; eliminar a flora microbiana patogênica. OBJETIVOS: É um tratamento que destrói parte, mas não todas as células vegetativas dos microrganismos presentes no alimento. PASTEURIZAÇÃO Esse tratamento é usado: processos mais rigorosos poderiam afetar as características organolépticas e nutricionais do alimento; destruir patógenos ou deterioradores de baixa resistência ao calor. Tratamento térmico relativamente suave → utiliza temperaturas inferiores a 100°C. PASTEURIZAÇÃO Principal Objetivo: prolongar a vida de prateleira dos alimentos por vários meses por alguns dias leite frutas enlatadas Princípio: inativação de enzimas; destruição de microrganismos termosensíveis; bactérias vegetativas bolores leveduras Sem alterar as características do alimento! Alimentos ácidos (pH < 4,5) destruir os microrganismos deterioradores e a inativação de enzimas. PASTEURIZAÇÃO A intensidade do tratamento e sua influência sobre a vida de prateleira são determinados, principalmente, pelo pH do alimento. Alimentos de baixa acidez (pH > 4,5) destruição das bactérias patogênicas PASTEURIZAÇÃO resistência térmica de enzimas resistência térmica de microrganismos pH do alimento O emprego do binômio Tempo x Temperatura depende: resistência do próprio alimento à altas temperaturas PASTEURIZAÇÃO Alimento Objetivo Principal Objetivo Secundário Condições MínTratamento Suco de Frutas (pH<4,5) Inativar enzimas Destruir microrganismos deterioradores 65°C/30 min 77°C/1 min 88°C/30 seg Cerveja (pH<4,5) Destruir microrganismos deterioradores (leveduras silvestres, espécies de Lactobacillus) e leveduras residuais 65-68°C/20 min (garrafas) 72-75°C/1-4 min a 900-1000 kPa Leite (pH>4,5) Destruir patógenos (Coxiella burnetti) Destruir enzimas e microrganismos deterioradores 63°C/30 min 71,5°C/15 seg Ovo líquido (pH>4,5) Destruir patógenos (Salmonela sp.) Destruir microrganismos deterioradores 64,5°C/2,5 min 60°C/3,5 min Sorvete (pH>4,5) Destruir patógenos Destruir microrganismos deterioradores 65°C/30 min 71°C/10 min Tabela 1. Objetivos utilizados na pasteurização de alguns alimentos. PASTEURIZAÇÃO Após a pasteurização: Refrigeração Aditivos químicos (↓pH) Acondicionamento – embalagens apropriadas Inibir o desenvolvimento dos microrganismos sobreviventes. Processos complementares de conservação PASTEURIZAÇÃO quando outros tratamentos térmicos de temperaturas mais elevadas prejudicam as qualidades do alimento → ALIMENTOS TERMOSSENSÍVEIS. É preferencialmente utilizada: Leite; Creme de leite; Manteiga; Frutas, Sorvetes; Embutidos; Compotas; Cerveja, PASTEURIZAÇÃO 65°C por 30 minutos. Pasteurização lenta a baixas temperaturas (LTLT) pouca utilização industrial; empregada a nível laboratorial; pequenos produtores rurais → leite e polpa de frutas. Pasteurização rápida a altas temperaturas (HTST) 72-75°C por 15 segundos. largamente utilizada nas grandes indústrias; laticínios, sucos de frutas, cervejarias. PASTEURIZAÇÃO Equipamentos Tanques encamisados PASTEURIZAÇÃO Tubulares PASTEURIZAÇÃO Tubulares PASTEURIZAÇÃO Placas PASTEURIZAÇÃO RESUMINDO… Aplicação de temperaturas inferiores a 100°C; Destruição de formas vegetativas de microrganismos; Método de conservação temporário; Necessita de outro método de conservação complementar como a refrigeração; Recomendado para produtos sensíveis ao calor como sucos de frutas, leite, etc.; É recomendado para eliminar certos grupos de microrganismos. BRANQUEAMENTO Tratamento térmico usualmente aplicado a vegetais → antes do congelamento, desidratação ou enlatamento. Inativação enzimáticaalterações na cor, aroma, sabor, textura e valor nutritivo. ESTERILIZAÇÃO Remover os gases dos tecidos; Promover o pré-aquecimento; Desinfecção inicial. Grande parte das enzimas nos vegetais são termolábeis (70 - 80°C por 2 - 5 minutos). BRANQUEAMENTO Consiste em: e resfriá-lo imediatamente em água fria corrente, para evitar que o produto seja submetido a sobreaquecimento desnecessário. mergulhar o alimento, previamente preparado, em água fervente ou insuflar vapor sobre ele, durante um certo tempo, BRANQUEAMENTO Reduz os gases dos tecidos; Reduz a carga microbiana; Auxilia na retenção da cor; Auxilia no amaciamento dos produtos (pré- cozimento). adição de CaCl2 (estabilidade da textura → firmeza). adição de bicarbonato de sódio ou óxido de cálcio. BRANQUEAMENTO O binômio Tempo x Temperatura depende: variedade e grau de maturação do alimento; tamanho dos cortes; pH do produto; sistema de branqueamento (vapor ou água); BRANQUEAMENTO Meios e equipamentos: Água quente, vapor , microondas, superfície quente. Resfriamento imediato após o aquecimento. Para evitar o cozimento. BRANQUEAMENTO Aplicação de calor em curto espaço de tempo com posterior resfriamento em água gelada. Tem a finalidade principal de inativar enzimas, fixar cor e textura do produto, remover gases dos tecidos e realizar desinfecção parcial do produto. Método usado como complementar a outros métodos de conservação; RESUMINDO… TINDALIZAÇÃO Processo pouco usado por ser demorado e de custos elevados. as temperaturas utilizadas variam de 60 a 90°C durante alguns minutos. O aquecimento é feito de maneira descontínua em recipiente fechado. Dependendo de cada produto e do rigor térmico: TINDALIZAÇÃO Após o resfriamento, os esporos entram em processo de germinação. O número de operações pode variar de 3 a 12 vezes até a obtenção da esterilização completa. as células na forma vegetativa são destruídas os esporos sobrevivem Após 24h, a operação é repetida. TINDALIZAÇÃO RESUMINDO… Aplicação de uma série de tratamentos térmicos brandos ao produto intercalados pela exposição à temperatura ambiente. Esta exposição faz com que os esporos que não foram eliminados pelo calor germinem e posteriormente as formas vegetativas são destruídas pelo uso de temperaturas da ordem de 60°C; São várias pasteurizações sucessivas, obtendo no final um produto estéril sem contudo utilizar temperaturas de esterilização; Método pouco usado para alimentos, devido ao seu alto custo. ESTERILIZAÇÃO Tratamento em que o alimento é aquecido a uma temperatura relativamente elevada (> 100°C) durante alguns segundos a vários minutos. destruição de células vegetativas e esporos; inativação de enzimas. A esterilização provoca modificações tanto no seu valor nutritivo como nas suas características sensoriais. ESTERILIZAÇÃO O binômio Tempo x Temperatura depende: resistência térmica de enzimas e microrganismos envolvidos; meio de aquecimento (tipo de autoclave); pH do alimento; tamanho do recipiente; estado físico do alimento; ESTERILIZAÇÃO “Esterilização comercial” indica que o alimento é microbiologicamente estável, visto que os microrganismos que sobreviveram à esterilização são espécies termófilas e só conseguem se desenvolver em temperaturas superiores a 45°C. é a esterilização de um alimento acondicionado em uma embalagem hermética (latas, vidros, plásticos...) Apertização: ESTERILIZAÇÃO Para se ter êxito na apertização é indispensável: espécie, forma e número de microrganismos; pH do produto a ser submetido ao tratamento; penetração e distribuição do calor no interior do recipiente; temperatura inicial de operação; processo aquecimento e tipo de movimentação; tempo de aquecimento e temperatura necessária; ESTERILIZAÇÃO Equipamentos de esterilização: Autoclave horizontal ESTERILIZAÇÃO Equipamentos de esterilização: Autoclave vertical ESTERILIZAÇÃO Aplicação de temperaturas superiores a 100°C; É utilizada para destruir tanto as formas vegetativas quanto esporuladas de microrganismos; A esterilização comercial destrói 99,99% da população microbiana; Método permanente de conservação; RESUMINDO… ESTERILIZAÇÃO Necessita de embalagens apropriadas, não permitindo a recontaminação dos alimentos; Pode ser realizado através de vários processos, como: apertização (esterilização na embalagem, através de cozedor rotativo, autoclaves, esterilizador hidrostáticos, etc.); esterilização a granel (principal processo é o UHT, onde se utiliza alta temperatura por curtos tempos, sendo realizada á vácuo. Exemplo é o leite longa vida). RESUMINDO… CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO FRIO retardar as reações químicas e as atividades enzimáticas, retardar ou inibir o crescimento e a atividade dos microrganismos nos alimentos. Temperaturas abaixo das que se tem registrado no ambiente são utilizadas para : Quanto ↓ a temperatura, ↓ a ação química; ↓ ação enzimática; ↓ crescimento microbiano. CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO FRIO REFRIGERAÇÃO Principais métodos: CONGELAMENTO REFRIGERAÇÃO Utiliza temperaturas um pouco acima do ponto de congelamento. pode ser usada como meio de conservação básica; conservação temporária → até que se aplique outro método. O abaixamento da temperatura da matéria prima deve ser feito imediatamente após a colheita dos vegetais ou abate dos animais. evita perdas pela deterioração microbiológica. evita modificações decorrentes de reações enzimáticas. REFRIGERAÇÃO Resfriamento utilizando o ar frio; Métodos utilizados: Resfriamento à vácuo (ao evaporar, a água provoca o resfriamento do produto); Nitrogênio líquido (apenas em alguns países). Resfriamento à água (hidro-resfriamento); REFRIGERAÇÃO A temperatura utilizada na refrigeração é de grande importância para a conservação de um produto. A 5°C um determinado alimento poderá se conservar por → 5 dias. A 15°C → poderá se deteriorar em menos de 24 horas. REFRIGERAÇÃO Alimento Período de Armazenamento (dias) 0°C 22°C 38°C Carne bovina 6-10 1 < 1 Peixe 2-7 1 < 1 Frutas frescas 2-180 1-20 1-7 Verduras 3-20 1-7 1-3 Frutas secas > 1000 > 350 > 100 Carnes e peixes secos > 1000 > 350 > 100 Tabela 2. Vida de prateleira de alguns produtos a diferentes temperaturas. REFRIGERAÇÃO Fatores importantes na refrigeração: A circulação do ar; Temperatura de armazenamento; A composição da atmosfera de armazenamento. A umidade relativa do ar; REFRIGERAÇÃO Temperatura tempo e condições de armazenamento tipo de produto Bom isolamento térmico As câmaras de refrigeração Pequenas oscilações de temperatura (< 1°C) Circulação adequada de ar Travas de portas depende REFRIGERAÇÃO Umidade Relativa do Ambiente UR do ambiente baixa → contribuirá com a perda de umidade do alimento. UR do ambiente alta → facilitará o crescimento de microrganismos. Alteração das propriedades organolépticas (desidratação). REFRIGERAÇÃO Circulação do ar Ajuda na distribuição do calor dentro da câmara, permitindo a manutenção de uma temperatura mais uniforme. Atmosfera de armazenamento A ↓ da temperatura e do O2 disponível e ↑ do CO2 afeta o ritmo da respiração e de outros processos fisiológicos em vegetais. Composiçãoideal, é constituída de 3% O2, 5% CO2 e 92% N2. REFRIGERAÇÃO REFRIGERAÇÃO RESUMINDO… Utiliza temperatura de 0 a 15°C; O produto se mantém vivo, conservando as características do produto in natura; É um método temporário (dias ou semanas); Método eficiente para conservação de frutas; Os microrganismos psicrófilos são o maior problema; As temperaturas utilizadas não inativa enzimas. CONGELAMENTO Utiliza temperaturas mais baixas do que na refrigeração, abaixo do ponto de congelamento. Inibir o crescimento microbiano; Retardar os processos metabólicos. Permite o estoque de alimentos perecíveis por longos períodos → mantendo as características naturais do produto. Carnes, pescado, ervilha, morango e hortaliças em geral. CONGELAMENTO É um método caro. exige a continuidade da cadeia do frio (desde a produção até o consumo) Na prática utilizam-se temperaturas que variam de -10 a -40°C. A temperatura recomendada para o armazenamento é -18°C. CONGELAMENTO Utiliza temperaturas abaixo de 0°C; O produto não resiste pois ocorre morte de tecidos; Método eficiente para conservação de carnes⁄hortaliças⁄pescado; A conservação é por tempos mais prolongados (meses ou anos); Reduz as reações enzimáticas, porém não inativa; O congelamento pode destruir microrganismos; Normalmente armazena-se os alimentos a –18°C (psicrófilos não resistem e morrem). RESUMINDO… CONGELAMENTO demora de 3 a 12 horas. LENTO Métodos de congelamento formação de grandes cristais de gelo no interior da célula, e principalmente, nos espaços intercelulares. Os cristais de gelo afetam fisicamente a célula → provocando alterações indesejáveis. usa-se temperaturas na faixa de -25°C sem circulação de ar. CONGELAMENTO RÁPIDO Métodos de congelamento forma-se o gelo amorfo, sem estrutura de cristais. ocorre em um menor espaço de tempo (menos de 3h). Menos prejudicial ao alimento. Não lesa as células, mantendo os tecidos inalterados. usa-se temperaturas na faixa de -25°C com circulação de ar ou -40°C com ou sem circulação de ar. CONGELAMENTO RÁPIDO Neste processo a água não migra, congelando onde se encontra, com isto tem-se maior número de cristais de gelo distribuídos com menor dano às células, evitando o rompimento de membranas. O produto é armazenado a –18°C ou menos. Congelamento RÁPIDO Congelamento LENTO CRISTAIS DE GELO MENORES CRISTAIS DE GELO MAIORES MENOR DANO CELULAR MAIOR DANO CELULAR EFEITO DOS CRISTAIS DE GELO FORMADOS SOBRE A CÉLULA CONGELAMENTO Métodos de congelamento Ar estático ou em circulação; Contato indireto com placas super resfriadas; Imersão em líquidos refrigerantes (nitrogênio líquido, glicerina, açúcar, cloreto de sódio). CONGELAMENTO CONGELAMENTO Tabela 4. Tempo de congelamento para frutas e vegetais pequenos. Método de congelamento Tempo (aprox.) de congelamento Com embalagem (300g) - Ar forçado 3 a 5 horas - Placa 0,5 a 2 horas A granel (ar forçado) - Esteira 20 a 30 minutos - Esteira com leito fluidizado 5 a 10 minutos Congelamento criogênico 0,5 a 1 minuto CONGELAMENTO Bactérias Gram - , bolores e leveduras: menos resistentes ao congelamento. (grupo coliformes, salmonelas) Bactérias Gram + , bolores esporulados e esporos: mais resistentes ao congelamento. (S. aureus, Enterococcus spp.) (Bacillus e Clostridium) DESCONGELAMENTO O descongelamento deve ser lento para que o alimento possa reabsorver o líquido proveniente do descongelamento pelos sais, proteínas, açúcares, etc. Não são recomendados o congelamento e descongelamento sucessivos porque causaria problemas com microrganismos e ativaria algumas enzimas. O congelamento lento é mais letal para os microrganismos, mas recomenda-se o rápido porque altera menos os alimentos. CONTROLE DO TEOR DE UMIDADE A água é o constituinte que predomina na maioria dos alimentos e está distribuída de várias formas nesses alimentos. O que interessa do ponto de vista dos processos de conservação é o teor de água livre (Aw), disponível para reações químicas, enzimáticas e microbianas. CONTROLE DO TEOR DE UMIDADE Assim temos como características dentro deste princípio de conservação dos alimentos: 1. Reduz reações químicas, enzimáticas e microbianas; 2. Processo econômico (redução de peso e volume dos produtos: transporte, embalagens e armazenamento); 3. Produto seco é de fácil manuseio; 4. Elaboração de alimentos instantâneos (praticidade). CONTROLE DO TEOR DE UMIDADE Pode-se utilizar vários métodos para realizar este controle de umidade: 1. Secagem/Desidratação: efetuar a retirada quase que total da água, em torno de 2/3 da água; 2. Concentração: para produtos ricos em açúcar, onde se retira pequena quantidade de água; 3. Pressão osmótica: Ao invés de retirar água, acrescenta-se solutos como o açúcar ou sal. SECAGEM E DESIDRATAÇÃO A secagem é um dos processos mais antigos utilizados pelo homem na conservação de alimentos, copiado da natureza e aperfeiçoado. VANTAGENS: Melhor conservação do produto; Redução de peso (50 a 80%) e de volume do produto, pela retirada de água, cascas, sementes, redundando em menores custos de transporte, embalagens e armazenamento; É um método mais barato que os demais; Facilidade de embalagem; Os produtos secos conservam razoavelmente suas características físicas e nutritivas. SECAGEM E DESIDRATAÇÃO Os processos de secagem podem estar em dois grupos: SECAGEM NATURAL DESIDRATAÇÃO SECAGEM E DESIDRATAÇÃO SECAGEM NATURAL É recomendável para regiões de clima quente, com boa irradiação solar, pouca pluviosidade e de preferência, ventosas na época da secagem. O local de secagem deve ser cercado e longe de estradas (poeira). café SECAGEM E DESIDRATAÇÃO SECAGEM NATURAL 1ª etapa: iniciada ao sol até a perda de 50-70% de umidade; 2ª etapa: à sombra, para que os produtos não se ressequem e não percam o sabor e o aroma naturais. charque peixe SECAGEM E DESIDRATAÇÃO SECAGEM NATURAL Antes de expor o alimento ao sol deve-se fazer um tratamento antioxidante (ex: dióxido de enxofre) ou branqueamento para evitar o escurecimento enzimático; O tempo de secagem necessário para cada produto depende do seu teor de água, do total de irradiação solar, mas pode-se calcular como sendo de 2 a 12 dias para climas tropicais. No Brasil, apenas frutas como a banana, em alguns pontos do país, é processada de maneira bem empírica. Outros exemplos são o café e o cacau, carne, pescado, ameixa, damasco, cereais, condimentos... SECAGEM E DESIDRATAÇÃO DESIDRATAÇÃO É a secagem pelo calor produzido artificialmente em condições de temperatura, umidade e circulação de ar, cuidadosamente controlados. O ar é o mais usado meio de secagem por causa de sua abundância, conveniência e porque o seu controle no aquecimento do alimento não apresenta maiores problemas. SECAGEM E DESIDRATAÇÃO DESIDRATAÇÃO O ar conduz o calor ao alimento, provocando evaporação da água, sendo também o veículo no transporte do vapor úmido liberado do alimento. A velocidade de evaporação da água do alimento, além da velocidade do ar, depende de sua área superficial e porosidade numa razão diretamente proporcional. SECAGEM E DESIDRATAÇÃO TIPOS DE SECADORES ADIABÁTICOS → fornecem calor por meio de ar quente. Ex: secadores de cabine, de túnel, atomizador, leito fluidizado e fornos secadores. POR CONTATO → a transferência de calor por superfície sólida é realizada em equipamentos como o secador de tambor, que pode também operar à vácuo. DESIDRATAÇÃO a) SECAGEM POR TÚNEL Sistema formado por uma câmara, aonde o produto vai se deslocar no mesmo sentido do deslocamento do ar quente (corrente paralela), ou em sentido contrário ao deslocamento do ar quente (contra corrente); DESIDRATAÇÃO a) SECAGEM POR TÚNEL É o sistema mais difundido para frutas e hortaliças; É um sistema flexível, pois permite a secagem simultânea de vários produtos; É relativamente econômico. DESIDRATAÇÃO b) SECAGEM POR ATOMIZAÇÃO (Spray dryer) Muito usado para produtos como leite, café, sucos de frutas. É um método bastante eficiente e mantém bastante as características do produto. 1ª etapa: atomização do produto → o produto líquido é bombeado para dentro da câmara de secagem e atomizado (transformado em névoa) através de bicos pressurizados ou turbinas atomizadoras. DESIDRATAÇÃO 2ª etapa: mistura da névoa com ar quente → pode ser em corrente paralela ou contra corrente. 3ª etapa: secagem → o alimento atomizado entra em contato com ar aquecido, geralmente com temperaturas ao redor de 150°C, evaporando a água rapidamente, 3 a 5 seg, o que não permite que a temperatura interna do alimento ultrapasse os 70°C. DESIDRATAÇÃO 4ª etapa: separação do pó e do ar → após a secagem o alimento seco sedimenta no fundo do secador onde é retirado por sistema de transporte pneumático até o setor de embalagem. DESIDRATAÇÃO c) SECAGEM POR TAMBOR (Drum-dryer) Aplicação de calor por contato, também chamado secador de superfície raspada. O aquecimento é representado por um tambor aquecido internamente por vapor ou energia elétrica, podendo trabalhar a pressão atmosférica ou com vácuo. O líquido é derramado sobre o tambor quente e desidrata, posteriormente é raspado do tambor, o qual gira a baixas rotações (3 a 5 rpm). DESIDRATAÇÃO c) SECAGEM POR TAMBOR (Drum-dryer) Não é um processo caro, o custo de manutenção é baixo e é bastante versátil. Pode ser usado para formulações de alimentos. DESIDRATAÇÃO d) DESIDRATAÇÃO POR LIOFILIZAÇÃO Baseia-se no ponto tríplice da água, que ocorre com a pressão em 4,6 mmHg e temperaturas menores de 0°C. Abaixo desses valores a água passa diretamente da forma sólida (gelo) para forma gasosa (vapor de água) pelo processo de sublimação, o que é conseguido através do congelamento prévio do alimento (< -50°C) e vácuo parcial do sistema. DESIDRATAÇÃO d) DESIDRATAÇÃO POR LIOFILIZAÇÃO A não passagem pelo estado líquido trás inúmeros benefícios ao produto final: a) maior retenção de nutrientes; b) maior retenção de constituintes de aroma, sabor e cor; c) maior facilidade de hidratação do produto seco. DESIDRATAÇÃO d) DESIDRATAÇÃO POR LIOFILIZAÇÃO Porém apresenta problemas como: a) o alto custo do sistema, que é o maior obstáculo a sua expansão; b) a necessidade de embalagens especiais, dado a grande higroscopicidade do produto seco. CONCENTRAÇÃO Retira parte da água do produto (de 30 a 70%); Adição de elevadas quantidades de açúcar ou sal; Ex: doce de leite, geléias, sucos concentrados, massa de tomate... CONCENTRAÇÃO Razões para se realizar o processo de concentração: Conservação de alimentos; Economia cm transporte, embalagem, armazenamento, etc; Antes da desidratação, alimentos líquidos são concentrados, pois esse processo é mais econômico; Certos alimentos são preferidos concentrados; Utiliza o processo de evaporação; CONCENTRAÇÃO Tipos de evaporadores: TACHO ABERTO: mais simples, mais baratos, baixo custo inicial, pouco econômico (perdem muita energia); EVAPORADOR TUBULAR DE FILME DESCENDENTE; EVAPORADOR DE SUPERFÍCIE RASPADA; EVAPORADOR CÔNICO ROTATIVO; USO DE IRRADIAÇÕES A radiação ionizante pode conservar os alimentos inibindo ou destruindo as bactérias e outros microrganismos responsáveis pelo apodrecimento. A radiação é um excelente método, que pode ser utilizado como meio direto para a conservação de alimentos e como complemento para reforçar a ação de outros processos. O emprego da radiação, satisfaz plenamente o objetivo de proporcionar aos alimentos, estabilidade nutritiva, condições de sanidade e de mais longo período de armazenamento. USO DE IRRADIAÇÕES VANTAGENS: Os alimentos não são submetidos à ação do calor e, portanto, suas características organolépticas não são modificadas; Permite o tratamento de alimentos envasados (enlatados); Os alimentos podem conservar-se com uma única manipulação, sendo desnecessária a utilização de aditivos químicos; As necessidades energéticas do processo são muito baixas; USO DE IRRADIAÇÕES VANTAGENS: As perdas do valor nutritivo dos alimentos tratados por este sistema são comparáveis aos métodos de conservação usados atualmente; O processo pode ser controlado automaticamente e requer pouca mão-de-obra. USO DE IRRADIAÇÕES DESVANTAGENS: elevado custo de instalação. Alguns autores têm manifestado cuidados ao consumo de alimentos irradiados. As eventuais perdas do valor nutritivo; USO DE IRRADIAÇÕES A possibilidade de algumas espécies microbianas desenvolverem resistência às radiações; A inexistência de sistemas analíticos adequados para a detecção de alimentos irradiados; A resistência do consumidor ao consumo de alimentos irradiados por medo dos efeitos da radioatividade induzida. USO DE IRRADIAÇÕES OBJETIVOS: Aumentar o tempo de vida útil de alimentos vegetais e animais; Exercer ação equivalente à dos processos de pasteurização e de esterilização; Complementar a atuação de outros processos de conservação de alimentos; USO DE IRRADIAÇÕES OBJETIVOS: Impedir o brotamento inconveniente de vegetais; Destruir insetos infestantes de vegetais; Retardar o ciclo de maturação de frutas; Facilitar o armazenamento de produtos estocados em baixas temperaturas; O símbolo internacional da irradiação de alimentos USO DE IRRADIAÇÕES No espectro eletromagnético existem 2 tipos de radiações: calórica ionizante radiações de baixa frequência (ondas elétricas, sonoras, ondas de rádio e infravermelho) Pouca eficiência !!! radiações de alta frequência (radiações alfa, beta, gama, raios X e neutrons) Maior efetividade na preservação dos alimentos !!! USO DE IRRADIAÇÕES Os materiais para a radiação de alimentos provêm de duas fontes: radioativa (Cobalto 60 e Césio 137) mecânica (radiações obtidas através de aparelhos aceleradores de elétrons). USO DE IRRADIAÇÕES As doses médias e máximas recomendadas para os alimentos são de 10 kGy e 15 kGy, respectivamente. A estas doses as energias de emissão de Cobalto 60 e de Césio 137 são incapazes de induzir nos alimentos qualquer radioatividade. Por outro lado, as energias emitidas pelos geradores de elétrons e raios X são suficientemente elevadas, mas os níveis de radioatividade que esta radiação produz são insignificantes. USO DE IRRADIAÇÕES Os vírus são muito resistentes às radiações e é improvávelque as intensidades de radiação utilizadas nos processos de conservação de alimentos os afetem em absoluto. Em geral as formas vegetativas são menos resistentes à radiação que os esporos. Os insetos e parasitas são destruídos com as doses mais baixas empregadas industrialmente. Os mofos e leveduras são destruídos também com facilidade e para isso, doses de radiação relativamente baixas, são suficientes. USO DE IRRADIAÇÕES UTILIZAÇÃO DOSE (KGy) ALIMENTO Inibição da germinação 0,1 – 0,2 Batata, alho, cebola Prolongamento da vida de prateleira de 5 a 30 dias 2 - 5 Frutas frescas, pescado e carne bovina fresca Destruição de Salmonella spp. 3 - 10 Produtos congelados, carnes bovina e de ave Tabela 5. Utilização de radiações na conservação de alimentos. USO DE IRRADIAÇÕES CONTROLE DA TAXA DE OXIGÊNIO Reduzindo a taxa de O2 inibe-se ou evita-se reações de oxidações (química ou enzimáticas); Evita-se o crescimento de microrganismos aeróbios; CONTROLE DA TAXA DE OXIGÊNIO Pode ser executado pelos seguintes métodos: a) Vácuo → remoção do ar para produtos embalados à vácuo; CONTROLE DA TAXA DE OXIGÊNIO Pode ser executado pelos seguintes métodos: b) Envasamento em atmosfera asséptica → onde o ambiente de embalagens está saturado com um gás inerte como N2 ou CO2; c) Alteração da composição atmosférica → através da modificação da composição do ar (atmosfera modificada) ou modificação e controle da composição do ar (atmosfera controlada). USO DE SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS Pode ser substâncias químicas adicionadas ou próprias do alimento. Substâncias químicas adicionadas → são os aditivos químicos, principalmente os antioxidantes e conservantes. Substâncias químicas naturais → principalmente aquelas substâncias produzidas pelas fermentações. USO DE ADITIVOS “Substância não nutritiva adicionada intencionalmente ao alimento, geralmente em pequenas quantidades para melhorar a aparência, o sabor, a textura, o aroma e suas propriedades de armazenamento.” (FDA) A autorização do emprego de aditivos deve ser encarada sob dois aspectos → a avaliação toxicológica do aditivo e a necessidade de ordem tecnológica. USO DE ADITIVOS A Legislação Brasileira reconhece e permite o uso das seguintes classes de aditivos em alimentos: CORANTE CONSERVANTE ANTIOXIDANTE ESTABILIZANTE ESPUMANTE E ANTIESPUMANTE ESPESSANTE EDULCORANTE UMECTANTE ANTIUMECTANTE ACIDULANTE FERMENTAÇÃO A fermentação dos alimentos é um processo que utiliza o crescimento controlado de microrganismos selecionados, capazes de modificar sua textura, sabor , aroma e também suas propriedades nutricionais. Processo controlado pelo homem: escolha dos microrganismos; escolha dos substratos; temperatura de trabalho; valores de pH. FERMENTAÇÃO Controle das Fermentações em Alimentos: valor de pH; fonte de energia; disponibilidade de oxigênio; temperatura do substrato; teor de sal adicionado ao substrato. FERMENTAÇÃO Valor de pH → a maioria dos alimentos possui pH < 7,0. Assim, o crescimento microbiano é controlado pela acidez do substrato. Frutas e sucos → bolores e leveduras dominam o meio; Carnes → bactérias são mais ativas que as leveduras; Leite → fermentação ácida se estabelece rapidamente. FERMENTAÇÃO Fonte de Energia Os primeiros nutrientes a serem consumidos são os carboidratos → proteínas → gorduras. O leite fermenta com facilidade→ lactose é um açúcar simples. FERMENTAÇÃO Disponibilidade de Oxigênio O teor de O2 dos substratos é um fator bastante importante no crescimento dos microrganismos. Presença excessiva de O2→ leveduras se multiplicam com bastante rapidez. Os bolores são estritamente aeróbios → fácil controle com a retirada de O2. FERMENTAÇÃO Temperatura Controle da temperatura → favorecimento de microrganismos desejáveis. Produção de álcool (leveduras) → 26 e 32°C. Bactérias acéticas → 34 a 36°C. Bactérias láticas → 45°C. FERMENTAÇÃO Cloreto de sódio NaCl → agente antimicrobiano → para a maioria dos microrganismos. limita a quantidade de água disponível. Produção de picles, chucrutes e azeitonas → o sal e o ácido acético → responsáveis pela estabilidade da conserva. FERMENTAÇÃO Bactérias: acética (vinagre); láctica (iogurte, chucrute, picles, azeitonas); propiônicas (queijos); Leveduras: alcoólicas (cervejas, vinhos, álcool); Bolores: cítrica (produção do ácido cítrico) glucônica (ácido glucônico, usado para evitar rancificações, escurecimentos). FERMENTAÇÃO ALCÓOLICA Transforma açúcares solúveis em etanol como produto principal. pH do substrato → próximo de 4,5. temperatura → 28°C crescimento das leveduras responsáveis pela fermentação. Bebidas alcoólicas fermentadas → vinhos e cervejas. Bebidas fermento-destiladas → aguardentes, rum, uísque, conhaque, tequila, gim... FERMENTAÇÃO ACÉTICA Produção de vinagre → pela oxidação do álcool por bactérias acéticas, como Acinetobacter e Gluconobacter. O ácido acético pode ainda ser usado: acidulante em diversos alimentos; desinfecção de hortaliças; sanitização de carnes. Apresenta toxicidade alta contra os microrganismos e baixa contra os seres humanos. FERMENTAÇÃO LÁTICA Largamente utilizada na preservação de alimentos. Produtos de origem vegetal → picles, chucrute e azeitonas. Produtos de origem animal → queijo, iogurte e salames. FERMENTAÇÃO LÁTICA Produtos cárneos fermentados Conduzida em condições controladas de temperatura, acidez e umidade relativa. A estabilidade é alcançada pela combinação de diversos fatores: ação antimicrobiana do nitrito/nitrato, especiarias e sal; componentes antimicrobianos da fumaça; tratamento térmico (pasteurização); redução da atividade de água (adição de sal e desidratação); baixas temperaturas no armazenamento. FERMENTAÇÃO LÁTICA Produtos vegetais fermentados São submergidos em salmoura contendo de 2,5 a 6,0% de cloreto de sódio. A importância de cada espécie na fermentação depende da concentração de sal adicionado e do pH do produto. bactérias, bolores e leveduras → bactérias lácticas, Enterobacter, Escherichia, Bacillus → Leuconostoc, Lactobacillus → L. plantarum, L. mesenteroides e L. brevis. FERMENTAÇÃO LÁTICA Produtos fermentados derivados do leite Inicialmente proliferam os Streptococcus thermophilus → produção de acetil metil carbinol e ácidos lático, acético e fórmico; que favorece o predomínio de L. bulgaricus → acidez do meio. FERMENTAÇÃO Fermentação láctica: C6H12O6 CH3-CHOH-COOH Streptococcus lactis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacullus casei Favorável: iogurtes, queijos, etc. Desfavorável: vinhos, sucos, cervejas, etc. FERMENTAÇÃO Fermentação acética: C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 C2H5OH CH3COOH + H2O Fermentação alcoólica: C12H22O11 C6H12O6 C6H12O6 C2H5OH + 2 CO2 leveduras Acetobacter aceti Invertase + H2O S. cerevisae DEFUMAÇÃO Processo de aplicação da fumaça aos produtos alimentícios, produzida pela combustão incompleta da madeira. São produtos que após o processo de salga e cura são submetidos à defumação, conferindo aroma, cor e sabor característicos; além de ↑ vida de prateleira, pela desidratação parcial. DEFUMAÇÃO A perda de água e a ação dos constituintes da fumaça, conferem ao alimento barreiras físicas e químicas eficientes contra a penetração e atividade dos microrganismos. DEFUMAÇÃO A fumaça é composta por inúmeros compostos químicos: acetaldeído e outos aldeídos, ácidos alifáticos, alcoóis, cetonas, fenóis, formaldeídos, hidrocarbonetos, compostos de anel aromático, → potencial carcinogênico. dióxido de carbono, alcatrão. DEFUMAÇÃO A composição da fumaça depende ainda de vários fatores: temperatura de queima da madeira; presença de ar durante a queima; técnicas empregadas na geração da fumaça; tipo e quantidade de madeira queimada; distância do produto à fonte de fumaça; resfriamento, aquecimento e umidificação da fumaça. DEFUMAÇÃO A coloração dos produtos varia de amarelo dourado a marrom escuro. reação de carbonilas existentes na fumaça com os grupos amino livres das proteínas. Deposição de ácido málico, pirrol e derivados na superfície do produto. DEFUMAÇÃO O aroma depende da madeira utilizada. é obtido em função da presença de compostos como ácido salicílico, benzaldeído, cetonas, indol, anizol, vanilina, ácido acético e fórmico, timol, derivados de fenol... DEFUMAÇÃO O sabor típico dos produtos submetidos à defumação, é obtido em função de fenóis, ácidos orgânicos e compostos carbonílicos. Varia com a umidade, temperatura, tempo de defumação e tipo de madeira. DEFUMAÇÃO Muitos compostos encontrados na fumaça têm efeito bactericida, bacteriostático e/ou desinfetante, compostos fenólicos, alcoóis, ácidos benzóico, acético e fórmico. As temperaturas elevadas utilizadas na defumação a quente → exercem ação sobre os microrganismos contaminantes. DEFUMAÇÃO Propriedades conservantes: efeito antioxidante. mono e dimetil éter do pirogalol → retarda a rancificação oxidativa e hidrolítica das gorduras. Os ácidos orgânicos → essenciais para formação de uma camada superficial nos produtos cárneos (pela coagulação das ptn da superfície). DEFUMAÇÃO Se a combustão da madeira for realizada em temperaturas superiores a 350°C, a decomposição da lignina produz substâncias cancerígenas. 3-4-benzopirenos e 1,2,5,6-dibenzoantracenos. DEFUMAÇÃO FUMAÇA NATURAL • queima da madeira (350°C) FUMAÇA LÍQUIDA • aplicada diretamente sobre o produto dentro de uma câmara; • por aspersão sobre as peças; • adição direta no produto; • imersão de produtos em um recipiente; • borrifando os produtos com a fumaça em solução. > UNIFORMIDADE !!! Serragem DEFUMAÇÃO TIPOS DE DEFUMAÇÃO • presuntos crus/curados; • 25 a 35°C; • 1 a 16 dias; • utiliza-se a serragem. A FRIO A QUENTE • embutidos crus frescos; • 60 a 85°C; • 1 a 16 dias; • o calor é gerado por qualquer tipo de fonte; • controle URar no interior da estufa. ADIÇÃO DE AÇÚCAR Quando aliado a um tratamento térmico → o açúcar é um bom agente de conservação, em consequência da redução da Aw do substrato. Geléias, doces em pasta, frutas cristalizadas, frutas em conserva, frutas em compota e leite condensado. ADIÇÃO DE SAL A ação preservativa do sal é devido, atuação sobre o estado coloidal das proteínas; redução da Aw do produto. Utilizado → produtos de origem animal (carnes, peixes, manteiga, queijo), vegetal (chucrute, picles e azeitonas) Objetivo principal → conferir aroma e sabor característicos aos produtos. OUTRAS TECNOLOGIAS Tecnologia de Membranas (Microfiltração, Ultrafiltração, Osmose Reversa). Alta Pressão. Ohmico. OUTRAS TECNOLOGIAS
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