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Tecnologia do Processamento de Alimentos Coordenação do Programa Formare Beth Callia Coordenação Pedagógica Zita Porto Pimentel Coordenação da Área Técnica – UTFPR Alfredo Vrubel Elaboração e edição Grupo Ibmec Educacional S.A. Avenida Paulista, 302 13º andar 01310 000 São Paulo SP www.grupoibmec.com.br Coordenação Geral Claudia de Freitas Branco Rosiane Aparecida Marinho Botelho Coordenação Técnica deste caderno Lucia Kurdian Maranha Revisão Pedagógica Simone Afini Cardoso Brito Autoria deste caderno Joseane Almeida Santos Nobre Dag Mendonça Lima Produção Gráfica Amadeu dos Santos Luciane Fernandes Lima Oseas Almeida Brito Junior Danielle Barbosa Anastacio Apoio MEC – Ministério da Educação FNDE – Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação PROEP – Programa de Expansão da Educação Profissional Nobre, Joseane Almeida Santos N754t Tecnologia do Processamento de Alimentos: Projeto Formare / Joseane Almeida Santos Nobre; Dag Mendonça Lima – São Paulo – Grupo Ibmec Educacional, 2011. 448p. :il. Color.:30cm. (Fundação Iochpe / Cadernos Formare) Inclui exercícios e glossário Bibliografia ISBN XXXXXXXXXXXXXXXX 1. Ensino Profissional 2. 3. 4. 5. 6. . I. Lima, Dag Mendonça II. Projeto Formare III. Título IV. Série CDD-371.426 Iniciativa Realização Fundação IOCHPE Al. Tietê, 618 casa 3, Cep 01417-020, São Paulo, SP www.formare.org.br Tecnologia do Processamento de Alimentos 3 Formare: uma escola para a vida Ensinar a aprender não podem dar-se fora da procura, fora da boniteza e da alegria. A alegria não chega apenas com o encontro do achado, mas faz parte do processo de busca. Paulo Freire Hoje a educação é concebida em uma perspectiva ampla de desenvolvimento humano e não apenas como uma das condições básicas para o crescimento econômico. O propósito de uma escola é muito mais o desenvolvimento de competências pessoais para o planejamento e realização de um projeto de vida do que apenas o ensino de conteúdos disciplinares. Os conteúdos devem ser considerados na perspectiva de meios e instrumentos para conquistas individuais e coletivas nas áreas profissional, social e cultural. A formação de jovens não pode ser pensada apenas como uma atividade intelectual. É um processo global e complexo, onde conhecer, refletir, agir e intervir na realidade encontram-se associados. Ensina-se pelos desafios lançados, pelas experiências proporcionadas, pelos problemas sugeridos, pela ação desencadeada, pela aposta na capacidade de aprendizagem de cada um, sem deixar de lado os interesses dos jovens, suas concepções, sua cultura e seu desejo de aprender. Aprende-se a partir de uma busca individual, mas também pela participação em ações coletivas, vivenciando sentimentos, manifestando opiniões diante dos fatos, escolhendo procedimentos, definindo metas. O que se propõe, então, não é apenas um arranho de conteúdos em um elenco de disciplinas, mas a construção de uma prática pedagógica centrada na formação. Nesta mudança de perspectiva, os conteúdos deixam de ser um fim em si mesmos e passam a ser instrumentos de formação. Essas considerações dão à atividade de aprender um sentido novo, onde as necessidades de aprendizagem despertam o interesse de resolver questões desafiadoras. Por isso uma prática pedagógica deve gerar situações de aprendizagem ao mesmo tempo reais, diversificadas provocativas. Deve possibilitar, portanto, que os jovens, ao dar opiniões, participar de debates e tomar decisões, construam sua individualidade e se assumam como sujeitos que absorvem e produzem cultura. Segundo Jarbas Barato, a história tem mostrado que a atividade humana produz um saber “das coisas do mundo”, que garantiu a sobrevivência do 4 Tecnologia do Processamento de Alimentos ser humano sobre a face da Terra e, portanto, deve ser reconhecido e valorizado como a “sabedoria do fazer”. O conhecimento proveniente de uma atividade como o trabalho, por exemplo, nem sempre pode ser traduzido em palavras. Em geral, peritos têm dificuldade em descrever com clareza e precisão sua técnica. É preciso vê-los trabalhar para “aprender com eles”. O pensar e o fazer são dois lados de uma mesma moeda, dois pólos de uma mesma esfera. Possuem características próprias, sem pré-requisitos ou escala de valores que os coloquem em patamares diferentes. Teoria e prática são modos de classificar os saberes insuficientes para explicar a natureza de todo o conhecimento humano. O saber proveniente do fazer possui uma construção diferente de outras formas que se valem de conceitos, princípios e teorias, nem sempre está atrelado a um arcabouço teórico. Quando se reconhece a técnica como conhecimento, considera-se também a atividade produtiva como geradora de um saber específico e valoriza-se a experiência do trabalhador como base para a construção do conhecimento naquela área. Técnicas são conhecimentos processuais, uma dimensão de saber cuja natureza se define como seqüência de operações orientadas para uma finalidade. O saber é inerente ao fazer, não uma decorrência dele. Tradicionalmente, os cursos de educação profissional eram rigidamente organizados em momentos prévios de “teoria” seguidos de momentos de “prática”. O padrão rígido “explicação (teoria) antes da execução (prática)” era mantido como algo natural e inquestionável. Profissões que exigem muito uso das mãos eram vistas como atividades mecânicas, desprovidas de análise e planejamento. Autores estão mostrando que o aprender fazendo gera trabalhadores competentes e a troca de experiências integra comunidades de prática nas quais o saber “distribuído por todos” eleva o padrão da execução. Por isso, o esforço para o registro, organização e criação de uma rede de apoio, uma teia comunicativa de “relato de práticas” é fundamental. Dessa forma, o uso do paradigma da aprendizagem corporativa faz sentido e é muito mais produtivo. A idéia da formação profissional no interior do espaço de trabalho é, portanto, uma proposição muito mais adequada, inovadora e ousada do que a seqüência que propõe primeiro a teoria na sala de aula, depois a prática. Atualmente, as empresas têm investido na educação continuada de seus funcionários na expectativa de que esse esforço contribua para melhorar os negócios. A formação de quadros passou a ser, nesses últimos anos, atividade central nas organizações que buscam o conhecimento para impulsionar seu desenvolvimento. No entanto, raramente se percebe que um dos conhecimentos mais importantes é aquele que está sendo construído pelos seus funcionários no exercício cotidiano de suas funções, é aquele que está concentrado na própria empresa. Tecnologia do Processamento de Alimentos 5 A empresa contrata especialistas, adquire tecnologias, desenvolve práticas de gestão, inaugura centros de informação, organiza banco de dados, incentiva inovações. Vai acumulando, aos poucos, conhecimento e experiências que, se forem apoiadas com recursos pedagógicos, darão à empresa a condição de excelência como “espaço de ensino e aprendizagem”. Criando condições para identificar, registrar, organizar e difundir esse conhecimento, a organização poderá contribuir para o aprimoramento da formação profissional. Convenciona-se que a escola é o lugar onde se ensina e a empresa é onde se produz bens, produtos e serviços. Deste ponto de vista, o conhecimento seria construído na escola, e caberia à empresa o aprimoramento de competências destinadas à produção. Esta é uma visão acanhada e restritiva de formação profissional que não reconhece e não explora o potencial educativo de uma organização. Neste cenário, a Fundação IOCHPE, em parceria com a UTFPR – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, desenvolvea proposta pedagógica Formare, que apresenta uma estrutura curricular composta de conteúdos integrados: um conjunto de disciplinas de formação geral (Higiene, Saúde e Segurança; Comunicação e Relacionamento; Fundamentação Numérica; Organização Industrial e Comercial; Informática e Atividades de Integração) e um conjunto de disciplinas de formação específica. O curso Formare pretende ser uma escola que ofereça aos jovens uma preparação para a vida. Propõe-se desenvolver não só competências técnicas, mas também habilidades que lhes possibilitem estabelecer relações harmoniosas e produtivas com todas as pessoas, que os tornem capazes de construir seus sonhos e metas, além de buscar as condições para realizá-los no âmbito profissional, social e familiar. A proposta curricular tem a intenção de fortalecer, além das competências técnicas, outras habilidades: 1. Comunicabilidade – Capacidade de expressão (oral e escrita) de conceitos, idéias e emoções de forma clara, coerente e adequada ao contexto; 2. Trabalho em equipe – Capacidade de levar o seu grupo a atingir os objetivos propostos; 3. Solução de problemas – Capacidade de analisar situações, relacionar informações e resolver problemas; 4. Visão de futura – Capacidade de planejar, prever possibilidades e alternativas; 5. Cidadania – Capacidade de defender direitos de interesse coletivo. Cada competência é composta por um conjunto de habilidades que serão desenvolvidas durante o ano letivo, por meio de todas as disciplinas do curso. 6 Tecnologia do Processamento de Alimentos Para finalizar, ao integrar o ser, o pensar e o fazer, os cursos Formare ajudam os jovens a desenvolver competências para um bom desempenho profissional e, acima de tudo, a dar sentido à sua própria vida. Dessa forma, esperam contribuir para que eles tenham melhores condições para assumir uma postura ética, colaborativa e empreendedora em ambientes instáveis como os de hoje, sujeitos a constantes transformações. Equipe FORMARE Tecnologia do Processamento de Alimentos 7 Sobre o caderno Você, educador voluntário, sabe que boa parte da performance dos jovens no mundo do trabalho dependerá das aprendizagens adquiridas no espaço de formação do Curso em desenvolvimento em sua empresa no âmbito do Projeto Formare. Por isso, os conhecimentos a serem construídos foram organizados em etapas, investindo na transformação dos jovens estudantes em futuros trabalhadores qualificados para o desempenho profissional. Antes de esse material estar em suas mãos, houve a definição de uma proposta pedagógica, que traçou um perfil de trabalhador a formar, depois o delineamento de um plano de curso, que construiu uma grade curricular, destacou conteúdos e competências que precisam ser desenvolvidos para viabilizar o alcance dos objetivos estabelecidos e então foram desenhados planos de ensino, com vistas a assegurar a eficácia da formação desejada. À medida que começar a trabalhar com o Caderno, perceberá que todos os encontros contêm a pressuposição de que você domina o conteúdo e que está recebendo sugestões quanto ao modo de fazer para tornar suas aulas atraentes e produtoras de aprendizagens significativas. O Caderno pretende valorizar seu trabalho voluntário, mas não ignora que o conhecimento será construído a partir das condições do grupo de jovens e de sua disposição para ensinar. Embora cada aula apresente um roteiro e simplifique a sua tarefa, é impossível prescindir de algum planejamento prévio. É importante que as sugestões não sejam vistas como uma camisa de força, mas como possibilidade, entre inúmeras outras que você e os jovens do curso poderão descobrir, de favorecer a prática pedagógica. O Caderno tem a finalidade de oferecer uma direção em sua caminhada de orientador da construção dos conhecimentos dos jovens, prevendo objetivos, conteúdos e procedimentos das aulas que compõem cada capítulo de estudo. Ele trata também de assuntos aparentemente miúdos, como a apresentação das tarefas, a duração de cada atividade, os materiais que você deverá ter à mão ao adotar a atividade sugerida, as imagens e os textos de apoio que poderá utilizar. No seu conjunto, propõe um jeito de fazer, mas também poderá apresentar outras possibilidades e caminhos para dar conta das mesmas questões, com vistas a encorajá-lo a buscar alternativas melhor adequadas à natureza da turma. Como foi pensado a partir do planejamento dos cursos (os objetivos gerais de formação profissional, as competências a serem desenvolvidas) e dos planos de ensino disciplinares (a definição do que vai ser ensinado, em que seqüência e intensidade e os modos de avaliação), o Caderno pretende auxiliá-lo a realizar um plano de aula coerente com a concepção do Curso, preocupado em investir na formação de futuros trabalhadores habilitados ao exercício profissional. 8 Tecnologia do Processamento de Alimentos O Caderno considera a divisão em capítulo apresentada no Plano de Ensino e o tempo de duração da disciplina, bem como a etapa do Curso em que ela está inserida. Com esta idéia do todo, sugere uma possibilidade de divisão do tempo, considerando uma aula de 50 minutos. Também, há avaliações previstas, reunindo capítulos em blocos de conhecimentos e oferecendo oportunidade de síntese do aprendido. É preciso não esquecer, no entanto, que a aprendizagem é avaliada durante o processo, através da observação e do diálogo em sala de aula. A avaliação formal, prevista nos cadernos, permite a descrição quantitativa do desempenho dos jovens e também do educador na medida em que o “erro”, muitas vezes, é indício de falhas anteriores que não podem ser ignoradas no processo de ensinar e aprender. Recomendamos que, ao final de cada aula ministrada, você faça um breve registro reflexivo, anotando o que funcionou e o que precisou ser reformulado, se todos os conteúdos foram desenvolvidos satisfatoriamente ou se foi necessário retomar algum, bem como outras sugestões que possam levar à melhoria da prática de formação profissional e assegurar o desenvolvimento do trabalho com aprendizagens significativas para os jovens. Esta também poderá ser uma oportunidade de você rever sua prática como educador voluntário e, simultaneamente, colaborar para a permanente qualificação dos Cadernos. É um desafio-convite que lhe dirigimos, ao mesmo tempo em que o convidamos a ser co-autor da prática que aí vai sugerida. Características do Caderno Cada capítulo ou unidade possui algumas partes fundamentais, assim distribuídas: Página de apresentação do capítulo: Apresenta uma síntese do assunto e os objetivos a atingir, destacando o que os jovens devem saber e o que se espera que saibam fazer depois das aulas. Em síntese, focaliza a relevância do assunto dentro da área de conhecimento tratada e apresenta a relação dos saberes, das competências e habilidades que os jovens desenvolverão com o estudo da unidade. A seguir, as aulas são apresentadas através de um breve resumo dos conhecimentos a serem desenvolvidos em cada aula. Sua intenção é indicar aos educadores o âmbito de aprofundamento da questão, sinalizando conhecimentos prévios e a contextualização necessária para o tratamento das questões da aula. No interior de cada aula aparece a seqüência de atividades, marcadas pela utilização dos ícones que seguem: Tecnologia do Processamento de Alimentos 9 _____________________________________________ Indica quais serão os objetivos do tópico a ser abordado, bem como o objetivo de cada aula. _____________________________________________ Exploração de links na internet – Remete a pesquisas em sites onde educador e aluno poderão buscar textos e/ou atividades como reforço extraclasse ou não. _____________________________________________ Apresenta artigos relacionados à temática do curso, podendo-seincluir sugestões de livros, revistas ou jornais, subsidiando, dessa maneira o desenvolvimento das atividades propostas. Permite ao educador explorar novas possibilidades de conteúdo. Se achar necessário, o educador poderá fornecer esse texto para o aluno reforçando, assim, o seu aprendizado. _____________________________________________ Traz sugestão de exercício ou atividade para fechar uma aula para que o aluno possa exercitar a aplicação do conteúdo. _____________________________________________ Traz sugestão de avaliação extraclasse podendo ser utilizada para fixação e integração de todos os conteúdos desenvolvidos. _____________________________________________ Traz sugestão de avaliação, podendo ser apresentada ao final de um conjunto de aulas ou tópicos; valerão nota e terão prazo para serem entregues. _____________________________________________ Indica, passo a passo, as atividades propostas para o educador. Apresenta as informações básicas, sugerindo uma forma de desenvolvê-las. Esta seção apresenta conceitos relativos ao tema tratado, imagens que têm a finalidade de se constituir em suporte para as explicações do educador (por esse motivo todas elas aparecem anexas num CD, para facilitar a impressão em lâmina ou a sua reprodução por recurso multimídia), exemplos das aplicações dos conteúdos, textos de apoio que podem ser multiplicados e entregues aos jovens, sugestões de desenvolvimento do conteúdo e atividades práticas, criadas para o estabelecimento de relações entre os saberes. No passo a passo, aparecem oportunidades de análise de dados, observação e descrição de objetos, classificação, formulação de hipóteses, registro de experiências, produção de relatórios e outras práticas que compõem a atitude científica perante o conhecimento. _____________________________________________ 10 Tecnologia do Processamento de Alimentos ______________________________________________ Indica a duração prevista para a realização do estudo e das tarefas de cada passo. É importante que fique claro que esta é uma sugestão ideal, que abstrai quem é o sujeito ministrante da aula e quem são os sujeitos que aprendem, a rigor os que mais interessam nesse processo. Quando foi definida, só levou em consideração o que era possível no momento: o conteúdo a ser desenvolvido, tendo em vista o número de aulas e o plano de ensino da disciplina. No entanto você juntamente com os jovens que compõem a sua turma têm liberdade para alterar o que foi sugerido, adaptar as sugestões para o seu contexto, com as necessidades, interesses, conhecimentos prévios e talentos especiais do seu grupo. ______________________________________________ O glossário contém informações e esclarecimentos de conceitos e termos técnicos. Tem a finalidade de simplificar o trabalho de busca do educador e, ao mesmo tempo, incentivá-lo a orientar os jovens para a utilização de vocabulário apropriado referente aos diferentes aspectos da matéria estudada. Aparece ao lado na página em que é utilizado e é retomado ao final do Caderno, em ordem alfabética. ______________________________________________ Remete para exercícios que objetivam a fixação dos conteúdos desenvolvidos. Não estão computados no tempo das aulas, e poderão servir como atividade de reforço extraclasse, como revisão de conteúdos ou mesmo como objeto de avaliação de conhecimentos. ______________________________________________ Notas que apresentam informações suplementares relativas ao assunto que está sendo apresentado. ______________________________________________ Idéias que objetivam motivar e sensibilizar o educador para outras possibilidades de explorar os conteúdos da unidade. Têm a preocupação de sinalizar que, de acordo com o grupo de jovens, outros modos de fazer podem ser alternativas consideradas para o desenvolvimento de um conteúdo. ______________________________________________ Traz as idéias-síntese da unidade, que auxiliam na compreensão dos conceitos tratados, bem como informações novas relacionadas ao que se está estudando ______________________________________________ Apresenta materiais em condições de serem produzidos e entregues aos jovens, tratados, no interior do caderno, como texto de apoio. ______________________________________________ Tecnologia do Processamento de Alimentos 11 Em síntese, você educador voluntário precisa considerar que há algumas competências que precisam ser construídas durante o processo de ensino aprendizagem, tais como: conhecimento de conceitos e sua utilização; análise e interpretação de textos, gráficos, figuras e diagramas; transferência e aplicação de conhecimentos; articulação estrutura-função; interpretação de uma atividade experimental. Em vista disso, o conteúdo dos Cadernos pretende favorecer: conhecimento de propriedade e de relações entre conceitos; aplicação do conhecimento dos conceitos e das relações entre eles; produção e demonstração de raciocínios demonstrativos; análise de gráficos; resolução de gráficos; identificação de dados e de evidências relativas a uma atividade experimental; conhecimento de propriedades e relações entre conceitos em uma situação nova. Como você deve ter concluído, o Caderno é uma espécie de obra aberta, pois está sempre em condições de absorver sugestões, outros modos de fazer, articulando os educadores voluntários do Projeto Formare em uma rede que consolida a tecnologia educativa que o Projeto constitui. Desejamos que você possa utilizá-lo da melhor forma possível e que tenha a oportunidade de refletir criticamente sobre ele, registrando sua colaboração e interagindo com os jovens de seu grupo a fim de investirmos todos em uma educação mais efetiva e na formação de profissionais mais competentes e atualizados para os desafios do mundo contemporâneo. 12 Tecnologia do Processamento de Alimentos Tecnologia do Processamento de Alimentos 13 Nesta unidade serão mostradas as técnicas utilizadas na produção industrial de alimentos, com o objetivo de apresentar como o conhecimento das suas propriedades é utilizado para definir os parâmetros das operações unitárias (combinações de procedimentos) envolvidas no processamento. Esse conhecimento é utilizado para que, ao se controlarem as condições do processo em escala industrial, se desenvolvam novos produtos alimentícios com as menores alterações das características sensoriais e da qualidade nutricional. Em cada aula, será definida a base teórica de técnicas e procedimentos do processamento de alimentos à temperatura ambiente, apresentando também outras fontes de informações mais detalhadas e específicas sobre cada assunto. Espera-se que no fim de cada aula, seja possível relacionar como o conhecimento das técnicas e tecnologias do processamento de alimentos estão associadas ao processo de produção em escala industrial. Introdução 14 Tecnologia do Processamento de Alimentos Tecnologia do Processamento de Alimentos 15 1 Processamento em Temperatura Ambiente ..................................... 23 Primeira Aula .................................................................................... 25 Breve histórico e contextualização ...................................................................... 25 Segunda Aula .................................................................................... 27 Característica da matéria-prima .......................................................................... 27 Terceira Aula .................................................................................... 30 Preparação de matérias-primas – Limpeza, seleção, classificação e descascamento ...................................................................................................30 Quarta Aula ....................................................................................... 36 Processos de redução de tamanho I ................................................................... 36 Quinta Aula ....................................................................................... 41 Processos de redução de tamanho II .................................................................. 41 Sexta Aula ......................................................................................... 47 Processos de mistura .......................................................................................... 47 Sétima Aula ....................................................................................... 51 Processos de modelagem ................................................................................... 51 Oitava Aula ........................................................................................ 56 Processos de separação e concentração dos componentes dos alimentos I – Centrifugação e filtração .......................................................................................... 56 Nona Aula .......................................................................................... 62 Processos de separação e concentração dos componentes dos alimentos II – Extração por solventes e concentração por membrana ............................................................... 62 Décima Aula ...................................................................................... 65 Avaliação Teórica ................................................................................................ 67 Décima Primeira Aula ....................................................................... 73 Tecnologia de fermentação ................................................................................. 73 Prática de fermentação – Preparo de iogurte natural.......................................... 77 Sumário 16 Tecnologia do Processamento de Alimentos Décima Segunda Aula ....................................................................... 78 Tecnologia de enzimas ....................................................................................... 78 Prática de fermentação – Preparo de iogurte natural.......................................... 83 Décima Terceira Aula ....................................................................... 84 Tecnologia de enzimas – Produção de papaína ................................................. 84 Décima Quarta Aula .......................................................................... 88 Tecnologia de irradiação – Aplicações e equipamentos ..................................... 88 Décima Quinta Aula .......................................................................... 94 Tecnologia de irradiação – Efeitos (microrganismos, alimentos e embalagens) 94 Décima Sexta Aula ......................................................................... 105 Processo por meio de campos elétricos e alta pressão .................................... 105 Décima Sétima Aula ....................................................................... 110 Processo por meio de luz pulsante e ultrassom ................................................ 110 Décima Oitava Aula ........................................................................ 115 Painel Ilustrado – Seminários ............................................................................ 115 Décima Nona Aula .......................................................................... 115 Avaliação Teórica .............................................................................................. 117 Vigésima Aula ................................................................................. 121 Palestra e encerramento da Unidade 1 ............................................................. 121 2 Processamento por Aplicação de Calor ......................................... 123 Primeira Aula .................................................................................. 125 Conservação dos gêneros alimentícios ............................................................ 125 Segunda Aula .................................................................................. 127 Causas de alterações nos alimentos (Parte 1).................................................. 127 Terceira Aula .................................................................................. 130 Causas de alterações nos alimentos (Parte 2).................................................. 130 Quarta Aula ..................................................................................... 132 Processamento térmico – Diferentes tratamentos ............................................ 132 Tecnologia do Processamento de Alimentos 17 Quinta Aula ..................................................................................... 134 Branqueamento ................................................................................................. 134 Sexta Aula ....................................................................................... 137 Pasteurização .................................................................................................... 137 Sétima Aula ..................................................................................... 142 Esterilização ...................................................................................................... 142 Esterilização dos alimentos ........................................................... 143 Penetração de calor no alimento durante o tratamento térmico........................ 144 Oitava Aula ...................................................................................... 148 Evaporação e destilação - Princípios ................................................................ 148 Nona Aula ........................................................................................ 151 Evaporação e destilação – tipos de evaporadores............................................ 151 Décima Aula .................................................................................... 155 Extrusão ............................................................................................................ 155 Décima Primeira Aula ..................................................................... 159 Tindalização ...................................................................................................... 159 Décima Segunda Aula ..................................................................... 160 Avaliação Teórica .............................................................................................. 161 Décima Terceira Aula ..................................................................... 165 Desidratação ..................................................................................................... 165 Décima Quarta Aula ........................................................................ 171 Forneamento e assamento ............................................................................... 171 Décima Quinta Aula ........................................................................ 176 Fritura ................................................................................................................ 176 Décima Sexta Aula ......................................................................... 180 Aquecimento dielétrico ...................................................................................... 180 Décima Sétima Aula ....................................................................... 195 Aquecimento ôhmico ......................................................................................... 195 18 Tecnologia do Processamento de Alimentos Décima Oitava Aula ........................................................................198 Aquecimento Infravermelho .............................................................................. 198 Décima Nona Aula .......................................................................... 201 Elaboração do mural infográfico ........................................................................ 201 Avaliação Teórica 2 ........................................................................................... 203 3 Processamento por Remoção do Calor .......................................... 207 Primeira Aula .................................................................................. 209 Transferência de massa .................................................................................... 209 Segunda Aula .................................................................................. 212 Transferência de calor ....................................................................................... 212 Terceira Aula .................................................................................. 215 Efeitos do processamento nas características sensoriais dos alimentos .......... 215 Quarta Aula ..................................................................................... 218 Efeitos do processamento nas propriedades nutricionais ................................. 218 Quinta Aula ..................................................................................... 220 Avaliação Teórica .............................................................................................. 221 Sexta Aula ....................................................................................... 223 Resfriamento ..................................................................................................... 223 Sétima Aula ..................................................................................... 227 Sistema Cook-Chill ............................................................................................ 227 Oitava Aula ...................................................................................... 231 Resfriamento mecânico ..................................................................................... 231 Nona Aula ........................................................................................ 238 Resfriamento criogênico .................................................................................... 238 Décima Aula .................................................................................... 243 Armazenagem em atmosfera modificada .......................................................... 243 Décima Primeira Aula ..................................................................... 250 Embalagem em atmosfera modificada .............................................................. 250 Tecnologia do Processamento de Alimentos 19 Décima Segunda Aula ..................................................................... 255 Sistemas de embalagem ativa e embalagem inteligente em atmosfera modificada .......................................................................................................................... 255 Décima Terceira Aula ..................................................................... 261 Congelamento ................................................................................................... 261 Décima Quarta Aula ........................................................................ 268 Tipos de equipamentos para congelamento (parte 1) ....................................... 268 Décima Quinta Aula ........................................................................ 272 Tipos de equipamentos para congelamento (parte 2) ....................................... 272 Décima Sexta Aula ......................................................................... 275 Tipos de equipamentos para congelamento (parte 3) ....................................... 275 Décima Sétima Aula ....................................................................... 279 Descongelamento ............................................................................................. 279 Décima Oitava Aula ........................................................................ 282 Liofilização ......................................................................................................... 282 Décima Nona Aula .......................................................................... 288 Prova prática ..................................................................................................... 289 Vigésima Aula ................................................................................. 289 Avaliação Teórica .............................................................................................. 291 4 Operações de Pós-Processamento ................................................. 295 Primeira Aula .................................................................................. 297 Breve histórico e contextualização .................................................................... 298 Segunda Aula .................................................................................. 300 Cobertura ou empanamento ............................................................................. 300 Terceira Aula .................................................................................. 305 Prática de empanamento .................................................................................. 305 Quarta Aula ..................................................................................... 308 Embalagem I – Breve histórico e evolução ....................................................... 308 Quinta Aula ..................................................................................... 313 20 Tecnologia do Processamento de Alimentos Embalagens II – Tipos de materiais – Têxteis e madeira, metal, vidro e filmes flexíveis ............................................................................................................. 313 Sexta Aula ....................................................................................... 319 Embalagens III – Tipos de materiais – Recipientes plásticos, rígidos e semirrígidos, papel e papelão, e técnicas de impressão ................................... 319 Sétima Aula ..................................................................................... 327 Enchimento de recipientes ................................................................................ 327 Oitava Aula ...................................................................................... 330 Fechamento de recipientes I – Rígidos e semirrígidos ..................................... 330 Nona Aula ........................................................................................ 333 Fechamento de recipientes II – Caixas e embalagens cartonadas e recipientes flexíveis ............................................................................................................. 333 Décima Aula .................................................................................... 336 Avaliação Teórica .............................................................................................. 337 Décima Primeira Aula ..................................................................... 339 Fechamento de recipientes II – Caixas e embalagens cartonadas e recipientes flexíveis ............................................................................................................. 339 Décima Segunda Aula ..................................................................... 343 Aula prática – Enchimento e fechamento de recipientes .................................. 343 Décima Terceira Aula ..................................................................... 344 Manuseio, estocagem e distribuição de materiais– Manuseio ......................... 344 Décima Quarta Aula ........................................................................ 352 Manuseio, estocagem e distribuição de materiais – Estocagem....................... 352 Décima Quinta Aula ........................................................................ 354 Manuseio, estocagem e distribuição de materiais – Distribuição ...................... 354 Décima Sexta Aula ......................................................................... 356 Fluxograma – Manuseio, estocagem e distribuição de materiais ...................... 356 Décima Sétima Aula ....................................................................... 357 Seminário – Fluxograma – Manuseio, estocagem e distribuição de materiais . 358 Décima Oitava Aula ........................................................................ 358 Tecnologia do Processamento de Alimentos 21 Painel ilustrado .................................................................................................. 359 Décima Nona Aula .......................................................................... 359 Avaliação Teórica .............................................................................................. 361 Vigésima Aula ................................................................................. 365 Palestra e encerramento do curso .................................................................... 365 Gabarito das Avaliações ................................................................. 367 Glossário ......................................................................................... 377 Referências ..................................................................................... 385 Anexos ............................................................................................ 389 22 Tecnologia do Processamento de Alimentos Tecnologia do Processamento de Alimentos 23 Este capítulo foi estruturado para ser oferecido por meio de aulas teóricas e práticas oferecidas pelo Educador Voluntário (EV) e planejadas de modo que: nas aulas teóricas a ênfase seja dada aos aspectos formativos importantes para a formação e a atuação profissional; nas aulas práticas deverá ocorrer a aplicação desses aspectos formativos em situações e simulações práticas. Estão previstas, também, atividades complementares, como, por exemplo, visitas técnicas, palestras e seminários, workshops e outros eventos e atividades integradoras dos jovens ao ambiente educacional (indústria) e à comunidade. Duas avaliações teóricas (Aula 11 e Aula 20) e uma avaliação prática (Aula 19) foram planejadas para que o EV possa avaliar os jovens, recomendando que os grupos sejam compostos por no mínimo três e no máximo cinco jovens (grupos de diferentes tamanhos podem ser formados desde que o EV avalie essa necessidade). Os relatórios gerados pelas visitas técnicas, aulas práticas e outras atividades desenvolvidas em grupo serão utilizados para a formação de um painel ilustrativo (Aula 18) e devem conter informações orientadas pelo EV (matérias-primas, procedimentos, operações e tecnologias de produção envolvidas no processo de fabricação). Acompanhar técnicas e procedimentos de rotina durante o preparo e processamento de alimentos. Sua abrangência envolve o efeito de diversas operações de processamento industrial de alimentos em temperatura ambiente no desenvolvimento de produtos. Assimilar e incorporar as constantes mudanças da área alimentos, otimizando recursos físicos, materiais, econômicos e temporais, observando a melhoria da qualidade dos produtos agroindustriais e a proteção ambiental. Conhecer os setores de preparo, tratamento e produção de alimentos. Atuar na indústria de alimentos com ações responsáveis, criativas e éticas com base em conhecimentos científicos e tecnológicos ligados ao processamento de alimentos. Estimular o pensamento e o raciocínio para a promoção de mudança e inovações durante o processamento de alimentos. Objetivos 1 Processamento em Temperatura Ambiente 24 Tecnologia do Processamento de Alimentos Tecnologia do Processamento de Alimentos 25 Breve histórico e contextualização A alimentação e a prática alimentar têm papel relevante na evolução e no desenvolvimento da espécie humana. Relata-se que a necessidade de correr à procura de caça tenha possibilitado ao homem ficar na posição ereta, e, ainda, que a cocção de alimentos antes mesmo do surgimento do fogo (fontes termais e gêiseres), e mais facilmente depois da descoberta do fogo, tenha contribuído para a definição da atual aparência do homem moderno. A cocção dos alimentos possibilitou o menor desenvolvimento dos músculos faciais e o maior crescimento da cavidade craniana e do cérebro pelo menor esforço na mastigação. Será apresentado ao jovem um breve relato e a contextualização histórica da importância da tecnologia e do processamento de alimentos para a evolução e o desenvolvimento dos primórdios da humanidade até os dias de hoje. Educador, como essa é a primeira aula do curso, foi proposta uma aula mais dinâmica e com uma linguagem focada no audiovisual. A proposta dessa aula é de apresentar um breve histórico em que se relaciona a evolução humana com a alimentação. Uma série de cinco vídeos, que totalizam 44 minutos, está disponibilizada para que o educador possa apresentá-la aos jovens. Nos seis últimos minutos serão apresentados o conteúdo desta unidade e as duas datas das duas provas e do seminário final do módulo. Também foi elaborado um texto com algumas explicações teóricas que podem auxiliá-lo quando o vídeo estiver sendo apresentado. 50 min Passo 1 / Aula teórica Primeira Aula Cocção Ação, processo ou resultado de cozer, de preparar (alimento, bebida) ao fogo, especialmente em água quente ou fervente, cozedura, cozimento. Fontes termais e gêiseres – Nascente natural cuja água tem uma temperatura mais elevada que a do corpo humano (normalmente entre 36,5 e 37,5°C) ou, ainda, fonte natural que, em certos períodos, esguicha do solo água quente e vapor. 26 Tecnologia do Processamento de Alimentos A descoberta de métodos empíricos de conservação de alimentos, de utensílios de pedra e barro e a descoberta do fogo permitiram ao homem armazenar e preparar os alimentos obtidos em um primeiro momento da caça. A domesticação dos animais, a descoberta/invenção das primeiras ferramentas e com a ajuda de animais de tração foi possível cultivar a terra, iniciando-se assim os primórdios da agricultura. Surgem também os primeiros indícios da arte de tecer, que seriam os primórdios das rústicas vestimentas e das primeiras embalagens de alimentos (sacos de fibras vegetais) bem como a utilização dos utensílios de pedra e argila. As primeiras aldeias (7000-6000 a.C. na Mesopotâmia Meridional) surgem em torno dos campos, e, com o aumento da oferta de alimentos, elas evoluem para núcleos comunitários. Daí o apego ao território e a necessidade de manutenção e defesa daquela área geográfica e climaticamente privilegiada. O fato da não-necessidade premente de ir à procura de alimentos proporcionou mais tempo ao homem antigo. Com a necessidade de se observar o ciclo sazonal (estação chuvosa ou seca, a época de semear ou de colher) para a prática agrícola, o homem aprende a observar o movimento dos astros, e nesse ponto iniciam- se os primórdios de toda a tecnologia e o conhecimento científico conhecido atualmente. O domínio e o conhecimento das modernas técnicas e das tecnologias do processamento dos alimentos permitiram a evolução e a manutenção da espécie humana. Dessa forma, as indústrias de alimentos tiveram a possibilidade de fornecer produtos alimentícios adequados ao consumo (com variedade de sabores, aromas, cores, texturas, entre outros), que possuíssemos nutrientes necessários para a manutenção da vida, de forma segura e sustentável. e ainda permitindo que a atividade seja rentável e lucrativa para a indústria de alimentos A Indústria de alimentos utiliza-se das operações unitárias (os processos físicos, químicos e biológicos) separados ou associados, com o objetivo de transformar matérias-primas alimentares em produtos adequados ao consumo humano e de longa vida de prateleira. Pode-se também, a partir da linha de produção existente na fábrica, fazer uma visita e apresentar as operações unitárias daquela linha de produção. Mesopotâmia Meridional Região do Médio Oriente situada entre os rios Tigre e Eufrates, na Ásia Ocidental. Foi o berço das primeiras civilizações, nomeada- mente a civilização suméria e a babilônica. Um dos desenvolvi- mentos mais importantes na história humana – o surgimento das primeiras cidades – teve lugar na Mesopotâmia Meridional, no quarto milênio a.C., em fins do período Uruk. As primeiras cidades resul- taram do aumento das populações e das potencialidades da agricul- tura, que tinham ocorrido desde a adoção da exploração agrícola. Mas, além do aumento do número de habitantes, as alterações radicais na sociedade, na religião, na política, na experiência inte- lectual e, sem dúvida, em quase todos os aspectos da vida também contribuíram para o seu desen- volvimento. A vida na árida planície dependia da irrigação, da agri- cultura e dos contatos comerciais com o exterior, podendo ter sido esses requisitos que eventual- mente produziram não somente uma administração peculiar e uma técnica organizacional, mas TAM- bém excedentes econômicos suficientes para suportar uma pó- pulação concentrada em grandes aglomerados. Operações unitárias Conceito estabelecido pelo pesqui- sador Arthur Little segundo o qual um processo químico seria dividido em uma série de etapas que podem incluir: transferência de massa, transporte de sólidos e líquidos, destilação, filtração, Cris- talização, evaporação, secagem, etc. Em outras palavras: são sequências de operações físicas necessárias à viabilização econô- mica de um processo químico. No processamento do leite, por exem- plo, homogeneização, pasteu- rização, resfriamento, e empaco- tamento são as operações unitárias que estão interligadas a fim de criar o processo como um todo. Um processo tem várias operações unitárias presentes para que se possa obter o produto desejado. Tecnologia do Processamento de Alimentos 27 Educador, nos links abaixo você encontrará vídeos com possíveis explicações que associam a evolução humana à alimentação e hábitos alimentares. Os vídeos ajudarão a entender melhor o conteúdo trabalhado. Vídeo 1 – http://www.youtube.com/watch?v=fkkokTuUQWo&feature=related Vídeo 2 – http://www.youtube.com/watch?v=yje0ebtDbnU&feature=related Vídeo 3 – http://www.youtube.com/watch?v=etjMnwdxP84&feature=related Vídeo 4 – http://www.youtube.com/watch?v=fMq5J41UNr4&feature=mfu_in_order&list=UL Vídeo 5 – http://www.youtube.com/watch?v=NJHtwGiJ234&feature=related Utilize o link abaixo para explorar mais o assunto. Ele ajudará a entender melhor o conteúdo trabalhado. http://books.google.com.br/books?id=WIRtCO08aiQC&pg=PA215&dq=hist%C3%B3ria+da+alimenta%C3%A7% C3%A3o&hl=pt- BR&ei=EhFATdkXhoqXB8Tk9MID&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2&ved=0CDYQ6AEwATgK#v=one page&q=hist%C3%B3ria%20da%20alimenta%C3%A7%C3%A3o&f=false Característica da matéria-prima Entende-se por matéria-prima toda substância de origem animal, vegetal ou mineral, em estado bruto, que, para ser utilizada como alimento, precisa sofrer um tratamento e/ou transformação de natureza química, física ou biológica. Não haverá produto de qualidade, se ele for fabricado com matéria-prima inadequada. As matérias- primas podem ser classificadas de acordo com sua estabilidade em: Perecíveis São as matérias-primas que se alteram rapidamente (rápida deterioração em condições ambientes), a menos que sejam submetidas a processos de conservação. Essa rápida alteração/deterioração está associada a um Segunda Aula Nessa aula será apresentado ao aluno as características das matérias primas a partir das suas características de perecibilidade e de origem para que ao final o aluno seja capaz de classificar a matéria- prima quanto a sua origem e perecibilidade e também à maior ou menos vida de prateleira do alimento. 30 min Passo 1 / Aula teórica 28 Tecnologia do Processamento de Alimentos alto teor de umidade e, consequentemente, a uma elevada atividade de água (Aw). Exemplos de alguns alimentos perecíveis: leite, carnes, frutas, verduras, mel, etc. Semiperecíveis São as matérias-primas que têm sua estabilidade aumentada em decorrência de técnicas aplicadas em seu processamento. Apresentam maior resistência às alterações, pois possuem menor Aw. Exemplos de alguns alimentos semiperecíveis: beterraba, batata, cenoura, nabo, pera, maçã, plantas aromáticas e especiarias, sacarínicas, etc. Não perecíveis São as matérias-primas que podem ser estocadas à temperatura ambiente por um período de tempo prolongado, sem que haja crescimento microbiano suficiente para se caracterizar a deterioração. Apresentam grande resistência ao ataque de microrganismos, por possuírem baixo teor de umidade e baixa Aw. Exemplos de alguns alimentos não perecíveis: açúcar, farinhas, leguminosas secas, cereais, etc. As matérias-primas podem ainda ser divididas em três grupos: • Matéria-prima de origem animal – Fazem parte desse grupo as carnes de animais terrestres e aquáticos, ovos e leite, dentre outros. • Matéria-prima de origem vegetal – Fazem parte desse grupo os grãos de cereais e leguminosas, frutas, castanhas, nozes, vegetais folhosos, tubérculos e raízes, algas, entre outros. • Matéria-prima de origem mineral – Fazem parte desse grupo as matérias-primas de origem mineral. Podem ser líquidas ou sólidas. As matérias-primas líquidas são as águas e as sólidas estão representadas pelo sal marinho, dentre outros. Atividade de água (Aw ou Aa) Indica a disponibilidade de água para o desenvolvimento e o crescimento microbiano e influencia marcadamente a deterioração dos alimentos (expressa o seu grau de perecibilidade). Quanto maior a atividade de água, maior a tendência de deterioração micro- biológica. A expressão matemática que melhor a representa é a razão da pressão de vapor de água do soluto pela pressão de vapor de água do solvente (água pura). Matérias-primas sacarínicas São provenientes fundamental- mente de dois vegetais diferentes usados para o mesmo fim, obten- ção da sacarose. Uma delas é o caule da cana-de-açúcar de onde se extrai o açúcar de cana ou sacarose de cana. A outra é a beterraba, cultivada em zonas mais frias. Trata-se de uma raiz que for- nece o açúcar de beterraba ou a sacarose de beterraba. Plantas aromáticas e especiarias Nesse grupo incluem-se os vegetais utilizados principalmente como aromatizantes dos alimentos preparados. São exemplos: açafrão, baunilha, canela, cravo, cúrcuma, gengibre, louro, mostarda, etc. Tecnologia do Processamento de Alimentos 29 Educador, você poderá explorar como exemplo o fato de que alimentos desidratados se conservam mais eficientemente e possuem elevada vida de prateleira ou prazo de validade (shelf life). Pode-se trabalhar com o exemplo dos alimentos em pó (leite, sopas, purê de batata), frutas desidratadas e carnes, peixes e queijos defumados. Um exemplo bastante interessante foi o plano alimentar feito pela nutricionista Flora Lys Spolidoro para o projeto Travessia do Atlântico Sul a Remo (junho de 1984) pelo navegador Amyr Klink. Nesse projeto houve todo o desenvolvimento de alimentos desidratados de fácil preparo e consumo rápido e que tiveram a necessidade de ser prensados (para reduzir espaço de armazenamento). Educador, utilize o link abaixopara explorar mais o assunto. Ele ajudará a entender melhor o conteúdo trabalhado. http://books.google.com.br/books?id=l_uUf0KEY0YC&printsec=frontcover&dq=tecnologia+de+alimentos&hl=pt- BR&ei=d19ATdH8HoWdlgeu7YCAAw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2&ved=0CDgQ6AEwAQ#v=onep age&q&f=false. Capítulo I, página 32. Educador, divida os jovens em grupos. Com base na classificação dos alimentos e nos seus grupos peça a eles que: 1 relacionem os alimentos que fizeram parte do cardápio da última refeição feita na fábrica; 2 categorizem esses alimentos segundo a classificação perecíveis, semiperecíveis e não perecíveis; 3 agrupem os alimentos de acordo o grupo de alimentos de origem animal, vegetal ou mineral; 4 tentem relacionar técnicas ou práticas que ajudem a conservar os alimentos descritos quando eles estavam disponíveis para consumo. Exemplo: se estavam refrigerados, aquecidos, em temperatura ambiente, embalados, etc.; 5 façam uma rápida apresentação aos demais; Esses dados deverão ser apresentados na forma de relatório na aula seguinte, e necessitam ser guardados, pois servirão como fonte de exemplos para que, em momento oportuno do curso, você os relacione com os diferentes métodos de conservação dos alimentos. 20 min Passo 2 / Exercício 30 Tecnologia do Processamento de Alimentos Preparação de matérias-primas – Limpeza, seleção, classificação e descascamento A preocupação com a qualidade e a sanidade do produto inicia-se na origem da matéria-prima, passa pela manipulação industrial, artesanal e/ou comercial, segue pelo transporte e completa-se nos setores de armazenamento, estocagem e exposição para a venda ao consumidor. O correto procedimento na preparação da matéria-prima com a utilização das técnicas adequadas de preparo e manipulação permite a preservação da pureza, da palatabilidade e da qualidade microbiológica dos alimentos. Assim sendo, contribui de maneira bastante eficaz para a obtenção de um produto de melhor qualidade nutricional e sensorial, garante que o alimento tenha boas condições higiênico/sanitárias e, dessa forma, não ofereça riscos à saúde do consumidor. Uma das maneiras de se garantir a qualidade nutricional e sensorial dos alimentos pela indústria de alimentos é a realização de uma ou mais operações básicas na matéria-prima; essas operações básicas são o que comumente se denominam operações unitárias. São inúmeras as operações unitárias para cada matéria- prima, e, ainda, dependendo do tipo de produto/alimento a ser fabricado/processado há uma série de operações unitárias que devem ser levadas em consideração. Nessa aula serão estudadas quatro clássicas operações unitárias bastante aplicadas na indústria de alimentos, a saber: • limpeza; • seleção; 50 min Passo 1 / Aula teórica Nessa aula serão apresentadas técnicas de preparo da matéria-prima com o objetivo de garantir que o produto produzido seja seguro e também possua qualidade e uniformidade. Terceira Aula Tecnologia do Processamento de Alimentos 31 • classificação; • descascamento. Limpeza Toda a matéria-prima deve passar por um processo de limpeza antes do seu processamento. O propósito é remover os contaminantes, areia, insetos, etc. Isso é essencial para proteção do processo e dos equipamentos, assim como para um produto final seguro para o consumo. A limpeza deve ocorrer tão logo seja possível, pois a rápida remoção de partes do alimento contaminado por microrganismos ou outros contaminantes evita perdas subsequentes do material remanescente. Dessa forma, a limpeza é, portanto, um procedimento eficaz para reduzir perdas, diminuir desperdício de alimentos e custos de produção e aumentar o rendimento do processamento de alimentos. Os procedimentos de limpeza são classificados em secos e úmidos. Secos Geralmente utilizados para produtos pequenos com maior resistência (menos sensíveis) e menores teores de umidade. Geralmente esse procedimento tem custos mais baixos, produzindo efluente concentrado seco. Os principais grupos de equipamentos utilizados nesse procedimento podem ser: separação por jato de ar por meio de peneiras e magnetismo ou métodos físicos. Úmidos Procedimento mais efetivo que o anterior para a remoção de, por exemplo, terra de tubérculos e outros legumes ou pós e resíduos de pesticidas e agrotóxicos de frutas macias e/ou hortaliças. Tem a desvantagem da produção e maior volume de efluentes, o que obriga o tratamento desses efluentes, aumentando custos. Os principais grupos de equipamentos utilizados nesse procedimento podem ser: lavagem por imersão, spray de água em esteiras de roletes, lavagem por flotação e limpeza ultrassônica. Efluentes São geralmente resíduos (líquidos, sólidos e/ou gasosos) produzidos por indústrias ou resultantes dos esgotos domésticos urbanos, que são lançados no meio ambiente. Podem ser tratados ou não tratados. É cada vez mais frequente o uso de sistemas de tratamento de efluentes visando à reutilização de insumos (água, óleo, metais, etc.), reduzindo o descarte para o meio ambiente e minimizando o impacto ambiental. 32 Tecnologia do Processamento de Alimentos A escolha do procedimento mais adequado irá depender, dentre outros fatores, do produto a ser limpo e do tipo de contaminante, e deve ser avaliado a cada necessidade. Figura 1 – Procedimento de limpeza úmida por spray (a) e por imersão (b). Seleção É o processo de verificação e separação das matérias- primas impróprias ou não desejáveis e que devem ser descartadas ou reprocessadas. A seleção tem como objetivo a padronização e a uniformidade da matéria- prima para a melhor adequação durante o processamento. Ela é feita a partir de propriedades Figura 2 – Desenho esquemático de separação de resíduos de grãos por limpeza com aspiração. Fonte - http://w w w .feagri.unicam p.br/unim ac/fotos/beneficiam ento5.jpg Fonte – Fellow s, 2006 Tecnologia do Processamento de Alimentos 33 físicas mensuráveis que são: (a) tamanho, (b) forma, (c) peso e (d) cor. Figura 5 – Seleção por roletes longitudinais (a) e transversais (b). Figura 3 – Desenho esquemático do classificador de esteira e roletes. Figura 4 – Peneira horizontal multiestágios. Fo nt e - h ttp :// w w w .fe ag ri. un ic am p. br /u ni m ac /fo to s/ be ne fic ia m en to 8. jp g Fo nt e – Fe llo w s, 2 00 6 Fo nt e – Fe llo w s, 2 00 6 34 Tecnologia do Processamento de Alimentos Classificação É a operação de separação dos lotes diferentes, mas que estão perfeitamente sadios para processamento ou consumo. Em outras palavras significa “a avaliação da qualidade global de um alimento”. Geralmente esse procedimento é realizado por operadores treinados para avaliar simultaneamente uma série de variáveis. Por exemplo, avaliação de ovos contra lâmpadas de tungstênio para verificar até 20 fatores e remover aqueles que, por exemplo, estão fecundados ou mal formados, que contêm manchas de sangue ou podridão. Figura 7 – Classificação feita segundo a cor por operadores. Figura 6 – Sistema de seleção conduzida por longas esteiras. Fonte - http://w w w .feagri.unicam p.br/unim ac/fotos/beneficiam ento7.jpg http://w w w .feagri.unicam p.br/unim ac/fotos/beneficiam ento11.jpg Tecnologia do Processamento de Alimentos 35 Descascamento Utilizado no processamento da matéria-prima in natura de hortaliças e frutas com o objetivo de remover partes indesejáveis ou não comestíveis, e também para melhorar a aparência do produto final. O descascamento pode ser por jato de vapor, por facas, por abrasão, por lixiviação e por chama. Figura 8 – Classificação feita por peso. Figura 9 – Descascador de cebola e alho por abrasão. Lixiviação É o processo de extração de uma substânciapresente em compo- nentes sólidos por meio da sua dissolução em um líquido. É um termo utilizado em vários campos da ciência, tal como a geologia, ciências do solo, metalurgia e química. O termo original refere-se à ação solubilizadora de água misturada com cinzas dissolvidas (lixívia) constituindo uma solução alcalina eficaz na limpeza de objetos, mas, em geoquímica ou geologia de modo geral, usa-se para indicar qualquer processo de extração ou solubilização seletiva de constituintes químicos de uma rocha, mineral, depósito sedi- mentar, solo, etc. pela ação de um fluido percolante. ht tp :// w w w .fe ag ri. un ic am p. br /u ni m ac /fo to s/ be ne fic ia m en to 12 .jp g Fo nt e - ht tp :// w w w .p or to se gu ro .c ef et ba .b r/d oc _p ro fe ss or es /m ar cu s_ an dr ad e/ A ul as _T P O V/ A U LA % 20 02 % 20 -2 0O P ER A% C 3% 87 % C 3% 95 E S% 20 D E % 20 P R % C 3% 89 P R O C ES S AM E N TO % 20 D A S% 20 M A T% C 3% 89 R IA S- PR IM A S% 20 VE G ET AI S. pd fg 36 Tecnologia do Processamento de Alimentos Figura 10 – Tipos de descascamento: manual (a), físico (b) e químico (c). Educador, você poderá explorar como, por exemplo, é feito o descascamento de laranjas e maçãs com a utilização de facas, a retirada da pele do tomate com o auxílio do fogo (chama do gás de cozinha). Educador, utilize o link abaixo para explorar mais o assunto. Ele ajudará a entender melhor o conteúdo trabalhado. http://www.portoseguro.cefetba.br/doc_professores/marcus_andrade/Aulas_TPOV/Aulas%2003%20e%2004_Te cnologia%20de%20Frutas%20e%20Hortali%C3%A7as.pdf Processos de redução de tamanho I Em muitos processos na indústria de alimentos pode haver a necessidade de redução do tamanho (ou cominuição) da matéria-prima (sólida, semilíquida), utilizando para isso forças mecânicas por meio de equipamentos sólidos. Por exemplo, moagem do trigo para a produção de farinha, moagem da cana para a produção de garapa e a posterior produção de açúcar mascavo, e depois o refino e clarificação do açúcar refinado. 30 min Passo 1 / Aula teórica Quarta Aula Nessa aula são apresentadas técnicas de redução de tamanho das matérias-primas utilizadas durante o processamento. Muitas vezes esses procedimentos de redução se tornam necessários durante o processamento tecnológico. Fo nt e -h ttp :// w w w .p or to se gu ro .c ef et ba .b r/d oc _p ro f es so re s/ m ar cu s_ an dr ad e/ A ul as _T PO V/ AU LA % 20 02 % 20 % 20 O P E R A % C 3% 87 % C 3% 95 E S % 20 D % 2 0P R % C 3% 89 PR O C ES S A M EN TO % 20 D A S% 20 M AT % C 3% 89 R IA S- PR IM A S % 20 V EG ET AI S. pd fg Tecnologia do Processamento de Alimentos 37 Com esse procedimento de redução a superfície do sólido é aumentada, o que facilita outros processos como a secagem, extração, homogeneização, entre outros. Em alguns alimentos, o processo de redução pode promover a degradação de compostos pela liberação de enzimas naturais preexistentes nos tecidos vegetais ou por ação microbiana, processos de oxidação na área aumentada das superfícies expostas. O processo de redução da matéria-prima, também como outros processos, deve levar em consideração as características do produto a ser processado bem como as dos equipamentos empregados. A matéria-prima pode ser reduzida pela utilização de vários métodos, como, por exemplo: (1) compressão – compactação e esmagamento; (2) impacto – choque; (3) atrito superficial (esfregar); (4) corte por facas (cisalhamento agudo). Os processos de redução de tamanho da matéria-prima são classificados de acordo com a faixa de tamanho das partículas produzidas em: Trituração, corte, fatiamento e corte em cubos: • Grande a médio: pedaços de carne, queijo e frutas fatiadas para enlatamento, • Médio a pequeno: bacon, vagens fatiadas e cenouras em cubo, • Pequeno a granular: carne moída ou triturada, nozes e vegetais triturados. Moagem a pós ou pastas: • Produtos ralados, temperos, farinhas, néctar de frutas, açúcar, amidos, pastas lisas. Emulsificação ou homogeneização: • Maionese, leite, óleos essenciais, manteiga, sorvete e margarina. Existe no mercado uma variedade de equipamentos utilizados para reduzir o tamanho de alimentos e transformar polpas e particulados secos em pó. Cisalhamento É um tipo de tensão gerado por forças aplicadas em sentidos opostos, porém em direções semelhantes no material analisado. Exemplo: a aplicação de forças perpendiculares, mas em sentidos opostos. Corte ou cortar. Exemplo: cortar com tesoura. 38 Tecnologia do Processamento de Alimentos A seguir apresentam-se para certos grupos de alimentos alguns equipamentos, bem como o mecanismo de redução de tamanho da matéria-prima: Redução de tamanho de alimentos fibrosos A maioria das carnes, frutas e hortaliças entra na categoria geral de alimentos fibrosos. Para esse grupo de alimentos existem quatro tipos principais de equipamentos e podem ser classificados como se segue: Equipamentos para fatias e flocos O rápido desenvolvimento do mercado de sanduíches resfriados estimulou a indústria de fatiadores de alta velocidade, tanto para o corte preciso do pão do início ao fim, como para o fatiamento dos recheios. São utilizados no fatiamento de bacon e carnes cozidas com a velocidade de até 2 mil fatias por minuto, no fatiamento de vegetais com a capacidade de até 6 toneladas por hora, e em uma gama de produtos tais como: queijos, recheios de pizza, carnes cozidas, pepinos, tomates. Frutas mais duras como maçãs podem ser simultaneamente fatiadas e ter sua parte central retirada. Muitos são controlados por computadores e podem ser manuseados facilmente por operadores para fatiar e também fazer o empilhamento do material fatiado. Equipamentos para cubos São utilizados em frutas e carnes para cortes em cubos. Inicialmente os alimentos são cortados em fatias para depois, pela ação de lâminas rotatórias, serem cortados em tiras e, na sequência, no formato final de cubos. Equipamentos para tiras ou fiapos Utiliza-se comumente do moinho de martelo modificado. Facas são utilizadas no lugar de martelos, realizando, dessa forma, o corte que é feito ao longo do comprimento, produzindo as tiras ou fiapos. Tecnologia do Processamento de Alimentos 39 Equipamentos para despolpamento Equipamentos que associam a combinação de compressão e cisalhamento para a extração de suco de frutas e hortaliças, produção de óleo de cozinha e para a produção de patês de carnes. Existem vários modelos no mercado, mas de um modo geral os aparelhos consistem em um cilindro perfurado em que o alimento é forçado por escovas e pás contra sua parede, ocorrendo assim o despolpamento. Outros tipos de despolpadores tipo prensa de rolos ou roscas são utilizados para a extração de óleo de cozinha a frio. Desenhos esquemáticos de alguns equipamentos: Figura 11 – Desenho esquemático de moinhos de martelos. Figura 12 – Moinhos de rolos – (1) Rolo triplo, (2) Rolo único. Fonte - http://abgtecalim .yolasite.com /resources/R edu% C 3% A 7% C 3% A 3o% 20de% 20Tam anho% 20dos% 20A lim entos.pdf Fonte - http://abgtecalim .yolasite.com /resources/R edu% C 3% A 7% C 3% A 3o% 20de% 20Tam anho% 20dos% 20Alim entos.pdf 40 Tecnologia do Processamento de Alimentos Figura 13 – Moinhos de facas. Saiba mais sobre operações de redução de tamanho em: http://abgtecalim.yolasite.com/resources/Redu%C3%A7%C3%A3o%20de%20Tamanho%20dos%20Alimentos.pdf Educador, visite a linha de produção que utiliza os processos de redução descritos anteriormente. O objetivo dessa visita é a aproximação do jovem com o procedimento de redução para que o conhecimento seconsolide. Caso a empresa não possua na sua linha de produção nenhum processo descrito anteriormente, a sugestão é a reprodução do vídeo que se encontra no link disponibilizado. Peça aos jovens que, divididos em grupos, apresentem um relatório em que são mostrados o processo de redução envolvido e, se possível, o equipamento utilizado. Sites: http://www.youtube.com/watch?v=NZ-7Y_8rnd8 http://www.youtube.com/watch?v=ZK28Z0CpbFs&feature=related 20 min Passo 2 / Atividade sugerida Fo nt e - ht tp :// ab gt ec al im .y ol as ite .c om /re so ur ce s/ R ed u% C 3% A7 % C 3% A 3o % 20 de % 20 Ta m an ho % 20 do s% 20 Al im en to s. pd f Tecnologia do Processamento de Alimentos 41 Processos de redução de tamanho II Redução de tamanho de alimentos secos Para alimentos secos os tipos mais comuns de equipamentos utilizados estão descritos a seguir. Moinhos de bolas Equipamentos constituídos por um cilindro de aço horizontal que gira lentamente, existindo no seu interior bolas de aço. Com a rotação do cilindro o tamanho do material é reduzido pela ação dessas bolas de aço sob o alimento. Utilizados para produzir pós finos, como, por exemplo, corantes. Moinhos de disco Existe uma grande variedade de moinhos de discos que empregam ou forças de cisalhamento, obtendo material de moagem fina, ou forças de cisalhamento e impacto, obtendo material de moagem mais grosseira. Moinhos de martelos Os moinhos de martelo são usados para reduzir o material de tamanho entre intermediário e pequeno. O material é quebrado pelo impacto dos martelos e pulverizado entre os martelos e a cobertura. O pó, então, passa por uma grelha ou a tela de arame na descarga. Quinta Aula 50 min Passo 1 / Aula teórica Nessa aula dar-se-á continuidade ao estudo das técnicas de redução de tamanho das matérias-primas utilizadas durante o processamento 42 Tecnologia do Processamento de Alimentos Moinhos de rolos Podem ser divididos em dois tipos – (1) moinhos de rolo liso típico onde os rolos giram em direções opostas e a velocidades diferentes. Sua superfície sofre muito desgaste (2) moinhos de rolos únicos que giram contra uma superfície fixa. Os rolos dentados também são bastante usados. Como apresentado anteriormente, o processo de redução de tamanho para alimentos sólidos bem como os equipamentos possuem uma série de particularidades e especificações que vão depender, dentre outros fatores, do tipo de alimento a ser utilizado, do tipo de equipamento disponível e do tamanho/forma final médio que se deseja obter ao término do processo. Na tabela 1 é mostrado um resumo da relação de tipos de equipamentos, tipo de produto e tamanho das partículas no processo de redução. Tipo de produto1 Finura2 Equipamento 1 2 3 4 5 a b c d Fatiadores * * * * Cubetadores * * * * Esfiadores * * * * Picadores de cubas * * * * * Moinhos de martelo * * * * * * Moinhos de bola * * Moinhos de disco * * * Moinhos de rolos * * * * * Despolpadeiras * * * Tabela 1 – Aplicações de equipamentos, aplicações e tamanho da partícula no processo de redução. 1 1 = cristalino macio quebradiço; 2 = abrasivo duro; 3 = cortável elástico resistente; 4 = fibroso; 5 = gorduroso sensível ao calor. Fo nt e – A da pt ad a de F el lo w s, 2 00 6 Tecnologia do Processamento de Alimentos 43 2 a = grumos graúdos; b = grãos grosseiros; c = médio a fino; d = ultrafino. Na tabela 2 é mostrado um resumo da relação de tipos de equipamentos, tipos de força e produtos alimentares típicos no processo de redução. Tipo de equipamento Tipo(s) de forças(s) Produtos típicos Moinho de disco e pino Impacto Açúcar, amido, cacau, noz- moscada, pimenta, nozes tostadas, cravos. Moinho de pás Impacto e cisalhamento Alginatos, pimenta, pectina, páprica, vegetais desidratados. Moinho de disco Impacto e cisalhamento Leite em pó, lactose, cereais, soro desidratado. Moinho de disco dentado Cisalhamento Extrato de café congelado, moagem grosseira de centeio, milho, trigo, erva-doce, pimenta, zimbro. Moinho de martelos Impacto Açúcar, mandioca, hortaliças desidratadas, leite desidratado, temperos, pimenta. Moinho de rolos Compressão e cisalhamento Refinação de chocolates. Tabela 2 – Relação de tipos de equipamentos, tipos de força e produtos alimentares típicos no processo de redução. Desenhos esquemáticos de alguns equipamentos. Figura 14 – Moinho horizontal de bolas. Fonte: Adaptada de Fellow s, 2006 Fonte - http://abgtecalim .yolasite.com /resources/R edu% C 3% A 7% C 3 % A3o% 20de% 20Tam anho% 20dos% 20A lim entos.pdf Alginato É um sal orgânico derivado de carboidratos do tipo fibra e extraído de algas marrons encontradas em mares e oceanos frios. É um hidrocoloide e agente geleificante. Devido às suas propriedades químicas, o alginato reage com o cálcio (ou com outros elementos parecidos) o que resulta na formação da película que reveste as esferas resultantes da esterificação. É usado na indústria alimentícia como aditivo estabilizante para alterar a viscosidade em sorvetes, leite com chocolate, molhos de saladas, glacês e em outras variedades semelhantes, como geleificante em geleias e pudins, como agente de suspensão e espessante em sucos de frutas e outras bebidas, como estabilizante de espuma em cerveja, como emulsificante em molho (maionese). Zimbro Especiaria picante e levemente adocicada, semelhante à pimenta- rosa, o zimbro é um frutinho roxo e redondo utilizado na cozinha europeia, especialmente na Escandinávia. É a única especiaria que pertence à família dos pinheiros. Sua árvore possui até 5 metros de altura e cresce nas zonas temperadas da Europa e da Ásia. 44 Tecnologia do Processamento de Alimentos Figura 15 – Desenho esquemático de moinhos de discos. Fo nt e - ht tp :// ab gt ec al im .y ol as ite .c om /re so ur ce s/ R ed u% C 3% A7 % C 3% A 3o % 20 de % 20 Ta m an ho % 20 do s% 20 A lim en to s. pd f Figura 16 – Desenho esquemático de moinho de facas. Figura 17 – Desenho esquemático de moinho de martelo. Fonte – Fellow s, 2006 Tecnologia do Processamento de Alimentos 45 Efeito nos alimentos Os processos de redução de tamanho são normalmente utilizados durante o processamento com o objetivo de controlar as propriedades reológicas ou de textura. Podem estar, e normalmente estão, relacionadas a um efeito indireto no aroma e no sabor de alguns alimentos. Os processos de redução de tamanho favorecem o rompimento de células (desorganização celular) bem como o aumento da área superficial; propiciam, ainda, reações de deterioração oxidativa e maiores taxas de atividade microbiana e enzimática. Aos processos de redução de tamanho, pouca ou nenhuma relação com a conservação dos alimentos está associada. Essa relação de conservação está mais intimamente ligada à atividade de água, indicando que alimentos mais secos (com baixa atividade de água) possuem conservação mais prolongada que os produtos com maiores teores de umidade (atividade de água mais elevada). Característica sensorial e valor nutricional As características sensoriais (cor, sabor, aroma), dependendo do tipo de alimentos e do método escolhido de redução de tamanho, podem favorecer em maior ou menor grau alterações nas suas características sensoriais. Oxidação de compostos, perda de componentes voláteis e perdas de vitaminas contribuem para a redução do valor nutricional dos alimentos, podendo estar associadas e diretamente potencializadas pelo tipo e pela duração do procedimento de redução de tamanho e também pelo tipo de alimento utilizado. Redução de tamanho em alimentos líquidos – Emulsificação e homogeneização. Quando existe
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