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UNIJUI - UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RS DCSA – DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE CURSO DE NUTRIÇÃO INDICE CAUSAS, OBJETIVOS E CONSEQUENCIAS DA INDUSTRIALIZAÇÃO DE ALIMENTOS...................................................................................................................................................3 ALIMENTOS: CONCEITO, FUNÇOES, COMPOSIÇÃO E CLASSIFICAÇÀO ...................................... 4 ALTERAÇÕES DAS MATÉRIAS-PRIMAS E/OU PRODUTOS: CAUSAS E FATORES........................ 6 PRINCÍPIOS E MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS.................................................. 2121 TECNOLOGIA DE FRUTAS E HORTALIÇAS......................................................................................... 34 TECNOLOGIA DE LEITE E DERIVADOS ............................................................................................... 54 TECNOLOGIA DE CARNES ...................................................................................................................... 74 PROCESSAMENTO, MANIPULAÇÃO E PRESERVAÇÃO DO PESCADO.......................................... 90 BENEFICIAMENTO DO ARROZ............................................................................................................... 97 TECNOLOGIA DA PANIFICAÇÃO.......................................................................................................99 ADITIVOS EM ALIMENTOS................................................................................................................... 104 Capítulo 1 – Introdução a Tecnologia de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 3 INTRODUÇÃO De acordo com a Sociedade Brasileira de Ciência e Tecnologia de Alimentos, a Tecnologia de Alimentos se preocupa com a aplicação de métodos e da técnica para o preparo, armazenamento, processamento , controle, embalagem, distribuição e utilização dos alimentos. Também se pode dizer que é o estudo da aplicação da Ciência e da Engenharia na produção, processamento, embalagem, distribuição e utilização dos alimentos. A Tecnologia de Alimentos inclui o a seqüência de operações desde a seleção da matéria prima até o processamento, preservação e distribuição. Para o futuro, a Tecnologia de Alimentos deverá se orientar segundo duas direções: por um lado haverá o início, a continuação ou o incremento da produção de alimentos mais sofisticados, mais nutritivos, mais convenientes e mais atrativos; por outro lado, o desenvolvimento dos processos tecnológicos se orientará para o aproveitamento de subprodutos ou excedentes e para a produção de alimentos mais nutritivos, que sejam oferecidos a baixo preço e possam ser utilizados por grande parte da população mundial, hoje carente de alimentos. CAUSAS, OBJETIVOS E CONSEQUÊNCIAS DA INDUSTRIALIZAÇÃO DE ALIMENTOS 1) CAUSAS – aquilo que precede. perecibilidade dos alimentos; periodicidade das produções (diferenças entre safras nos anos); continuidade doe consumo; impossibilidade de consumo in natura de certos produtos ou partes; sazonalidade das produções (diferentes épocas); distribuições geográficas das produções e dos centros de consumo. 2) OPBJETIVOS – Aquilo que se busca aumento da durabilidade dos alimentos; regularizar oferta e demanda dos alimentos; reduzir espaços, economizando em embalagens, transporte, etc.; sanidade e qualidade dos alimentos; lucro (produtos in natura o preço é mais baixo); tecnificação (produtos mais atraentes, etc.) aproveitamento de excedentes das produções. 3) CONSEQUÊNCIAS - Aquilo que se obtém manutenção da qualidade; desenvolvimento de atividades correlatas; transporte e comunicação; Capítulo 1 – Introdução a Tecnologia de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 4 treinamento de mão-de-obra; geração de empregos diretos e indiretos; ganhos ambientais; implantações de agroindústrias no interior, fixando o homem no campo. ALIMENTOS: CONCEITO, FUNÇOES, COMPOSIÇÃO E CLASSIFICAÇÀO Conceito: É toda a substância que captada do meio exterior seja capaz de cumprir as funções fisiológicas, psicológicas e sociais Funções Fisiológicas: quando fornece ao organismo energia e materiais plásticos de modo a formar e regenerar tecidos e fluídos e quando for capaz de regular o metabolismo Psicológica: diz respeito a reação o indivíduo frente ao alimento Social: é a inter-relação frente aos alimentos, ou o papel que um determinado alimento cumpre na comunidade Composição: glicídios, protídeos, lipídios, minerais, água, fibras e outros microelementos Classificação Os alimentos podem ser classificados quanto à origem, quanto à composição, quanto à durabilidade, etc. Uma das classificações citadas na bibliografia está descrita a seguir: GRUPOS BÁSICOS DE ALIMENTOS LEITE E DERIVADOS: Proteínas, Lactose, Cálcio e Fósforo; CARNES: Proteínas, Ferro e Vitamina B; OVOS: Proteínas, Gordura, Vitamina A e Riboflavina; LEGUNINOSAS: Proteínas, Glicídios. Fósforo, Ferro e Niacina; FRUTAS SECAS OLEAGINOSAS: Proteínas e Lipídios FRUTAS E VEGETAIS: Vitaminas, Minerais, Fibras, Pigmentos (caroteno); CEREAIS E DERIVADOS: Proteínas vegetais, Fósforo, Niacina, Tiamina, Lisina; AÇÚCAR: Glicídios; ÓLEOS: Ácidos graxos insaturados (óleos vegetais); GORDURAS: Ácidos graxos saturados (banha); OBJETIVO DA DIVISÃO: INDICAÇÃO DE FORMA PRÁTICA DE UMA ALIMENTAÇÃO ADEQUADA E DESEJÁVEL Capítulo 1 – Introdução a Tecnologia de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 5 TRIANGULO EQUILÁTERO DOS ALIMENTOS ACEITABILIDADE PREÇO QUALIDADE (Composição e Sanidade) Um alimento é aceito e consumido pelos consumidores se atender a esses três fatores representados na figura. Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 6 ALTERAÇÕES DAS MATÉRIAS-PRIMAS E/OU PRODUTOS: CAUSAS E FATORES 1) INTRODUÇÃO: Os alimentos são constituídos por tecidos vivos e assim estão sujeitos a reações bioquímicas, biológicas e físicas. O que se busca na tecnologia de alimentos é retardar/suprimir estas reações, preservando o máximo possível às qualidades do alimento. 2) CAUSAS DAS ALTERAÇÕES EM ALIMENTOS 1. Crescimento e atividade de microrganismos 2. Ação das enzimas presentes no alimento 3. Reações químicas não-enzimáticas 4. Alterações provocadas por seres superiores como insetos e roedores 5. Ação física e mecânica (frio, calor, desidratação, etc.). a) MICRORGANISMOS Fatores que levam os microrganismos a serem a principal causa de alterações em alimentos : - Competem com o homem pelo alimento - Rápido crescimento, exemplo de Bactérias que tem ciclo vital de 15 minutos - Encontram-se em todos os ambientes, como ar, água e solo. - Podem provocar sérios problemas de saúde no homem Muito do que se conhece hoje sobre microrganismos devemos a Pasteur (1857) A.1) CRESCIMENTO MICROBIANO Ao chegarem no alimento, em condições favoráveis, os microrganismos iniciam a multiplicação e crescimento, passando por uma série de fases sucessivas: Figura 1- Curva de crescimento de microrganismos (Fonte: Disponível em <http://www.unb.br/ib/cel/microbiologia/crescimento/crescimento.html> Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 7 Na fase lag, também chamada de fase de adaptação, o microrganismo se adapta ao novo ambiente. Esta fase é influenciada diretamente pela natureza dos substratos de origem do microrganismo e do alimento contaminado, e será tanto mais longa quanto mais dísperes forem estes substratos. Por exemplo, se um microrganismo presente originalmente no solo contaminar um alimento, esta fase tenderá a ser mais longa, ao passo que se este microrganismos passar de um alimento a outro de composição semelhante, esta fase tenderá a ser mais curta. O que se conclui, portanto, é que a contaminaçãocruzada entre os alimentos é a mais perigosa para a segurança destes. A fase lag também é observada quando as células sofrem traumas físicos (choque térmico, radiações) ou químicos (produtos tóxicos), ou quando são transferidas de um meio rico para outro de composição mais pobre, devido à necessidade de síntese de várias enzimas. Assim, durante este período observa-se um aumento na quantidade de proteínas, no peso seco e no tamanho celular. Na fase log, a multiplicação dar-se-á exponencialmente e em ritmo constante. Nesta fase, define-se tempo de geração de microrganismo, que é o tempo necessário para dobrar o número de células. Nesta etapa, as células estão plenamente adaptadas, absorvendo os nutrientes, sintetizando seus constituintes, crescendo e se duplicando. Deve ser levado em conta também que neste momento, a quantidade de produtos finais de metabolismo ainda é pequena. A taxa de crescimento exponencial é variável, de acordo com o tempo de geração do organismo em questão. Geralmente, procariotos crescem mais rapidamente que eucariotos. Nesta fase são realizadas as medidas de tempo de geração. Geralmente, ao final da fase log, as bactérias passam a apresentar fenótipos novos, decorrentes do processo de comunicação denominado "quorum sensing". Na fase estacionária, a multiplicação microbiana normalmente cessa, devido a limitação de nutrientes. Nesta fase, os nutrientes estão escasseando e os produtos tóxicos estão tornando-se mais abundantes. Nesta etapa não há um crescimento líquido da população, ou seja, o número de células que se divide é equivalente ao número de células que morrem. Na fase estacionária que são sintetizados vários metabólitos secundários, que incluem antibióticos e algumas enzimas. Nesta etapa ocorre também a esporulação das bactérias. Foram detectados alguns genes (sur) que são necessários à sobrevivência das células na fase estacionária. Além destes, existem outros genes (fatores s alternativos da RNA polimerase, proteínas protetoras contra dano oxidativo). Na fase de declínio ou morte, a população dos microrganismos decresce, seja em função da limitação de nutrientes, modificação das condições do meio, causada pelo próprio crescimento microbiano, ou ainda pela presença de metabólitos tóxicos excretados pelos próprios microrganismos. A maioria das células está em processo de morte, embora outras ainda estejam se dividindo. A contagem total permanece relativamente constante, enquanto a de viáveis cai lentamente. Em alguns casos há a lise celular. Culturas descontínuas tendem a sofrer mutações que podem repercutir na população como um todo. As próprias condições ambientais tendem a promover variações de caráter fenotípico (reversível) nas culturas. Em condições ideais, as bactérias são os microrganismos com maior velocidade de multiplicação, chegando a dobrar a sua população entre 15 a 20 minutos. As leveduras, fungos unicelulares, apresentam um tempo de geração entre 30 minutos e 3 horas; portanto, multiplicam-se mais lentamente que as bactérias. Os bolores, fungos multicelulares filamentosos, multiplicam-se ainda mais lentamente que as leveduras. Objetivo que se tem na tecnologia de alimentos: Prolongar a fase de latência. Como podemos fazer isso? Reduzindo o grau de contaminação inicial através de princípios higiênicos de obtenção de alimentos. Proporcionando condições ambientais desfavoráveis, como mudanças do pH, redução da taxa de oxigênio, baixas temperaturas, etc. Efetuando tratamentos físicos como calor, irradiação, etc; Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 8 FATORES QUE INFLUEM NO CRESCIMENTO MICROBIANO A multiplicação de microrganismos nos alimentos é afetada por fatores ambientais, ou parâmetros extrínsecos, e por condições inerentes ao próprio alimento, ou parâmetros intrínsecos. Podemos citar como fatores extrínsecos a temperatura, umidade relativa e a presença de gases no meio. Já os parâmetros intrínsecos são o pH, a disponibilidade de nutrientes, a atividade de água (Aa), o potencial redox, constituintes antimicrobianos e estruturas de proteção dos alimentos. ASSOCIAÇÕES: As associações dos microrganismos entre si intervêm nas alterações e fermentações da maioria dos alimentos. A concorrência entre distintos tipos de bactérias, fungos e leveduras de um alimento determina geralmente o que predominará e ocasionará uma alteração que lhe é característica. Se as condições são favoráveis para todos, as bactérias geralmente crescem mais rapidamente que as leveduras e estas mais que os mofos. Portanto, as leveduras predominarão sobre as bactérias somente quando existirem originalmente em maior número ou quando as condições são tais que impedem o crescimento bacteriano. Os mofos somente predominarão quando as condições ambientais são desfavoráveis para as leveduras e bactérias. As diversas espécies de bactérias competem entre si sobressaindo-se uma sobre as demais; do mesmo modo se as condições são favoráveis às leveduras, uma espécie superará as outras, e o mesmo para os mofos. Os microrganismos nem sempre são antagônicos entre si, comportando-se as vezes como simbióticos, isto é, ajudam-se mutuamente. Podem também crescer simultaneamente sem favorecimento ou inibição entre si. Há vezes em que aparece o sinergismo entre dois microrganismos; o crescimento conjunto poderá ocasionar certas transformações que não poderiam ser realizadas isoladamente. O efeito mais importante de um organismo sobre outro é o metabiótico, onde um favorece condições favoráveis para o crescimento do outro. Em alguns casos, ambos poderia crescer ao mesmo tempo, porém o fazem separadamente,. A maioria das fermentações e decomposições dos alimentos constitui exemplos de metabiose. EFEITO DAS CONDIÇÕES AMBIENTAIS O meio ambiente determina qual dos microrganismos presentes no alimento sobrepujará os outros e assim produzirá uma alteração ou transformação que lhe pe característica. Os fatores do meio ambiente estão relacionados entre si e seus efeitos combinados determinam quais os microrganismos que dominarão. Entre os fatores principais, temos: 1. Propriedades físicas dos alimentos; 2. Propriedades químicas dos alimentos; 3. Disponibilidade de oxigênio; 4. Temperatura; Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 9 PROPRIEDADES FÍSICAS DOS ALIMENTOS O estado físico do alimento, sua natureza coloidal ou o estado após ter sido congelado, aquecido umedecido ou secado, junto com sua estrutura biológica determina se pode alterar-se ou não e qual o tipo de alteração que sofrerá. ÁGUA – o que interessa mais nesse fator é a atividade de água (Aw ou aa), que é aquela água efetivamente utilizada pelos microrganismos. É a quantidade de água livre presente no substrato. Pode ser representa pela equação: Aw = URE/100. Essencial a qualquer microrganismo, embora as necessidades sejam variadas. É o solvente universal, mas sua disponibilidade é variável (soluções com açúcares ou sais têm menos água disponível). a Aw varia de 0 a 1. Os organismos que vivem em ambientes onde a disponibilidade de água é baixa desenvolvem mecanismos para extrair água do ambiente, pelo aumento da concentração de solutos internos, seja bombeando íons para o interior ou sintetizando ou concentrando solutos orgânicos (solutos compatíveis), que podem ser açucares, álcoois ou aminoácidos (prolina, betaine, glicerol). As bactérias normalmente são mais exigentes quanto aos teores de atividade de água, necessitando de valores superiores a 0,90 para se desenvolver. As leveduras e bolores são mais tolerantes a teores mais baixos de atividade de água. Em valores de Aa abaixo de 0,60, não há crescimento microbiano, o que não significa que estes sejam eliminados, apenas nestas condições eles não podem se multiplicar. A tabela 1 mostra os valores mínimos de As que permitem o crescimento de cada tipo de microrganismo. Tabela 1: Valores mínimos de Aw o crescimentode cada tipo de microrganismos (Fonte: Introdução à Segurança Alimentar Fernandes, P.H.S. ) ESTRUTURA BIOLÓGICA: Apresenta importância na alteração dos alimentos. A menos que os microrganismos penetrem, a parte interna dos alimentos é praticamente livre de contaminantes. Geralmente os alimentos possuem ma proteção externa como as cascas das frutas, ovos, tegumento, etc. Essa proteção não somente protege o alimento como também determina o tipo, velocidade e desenvolvimento da alteração. PROPRIEDADES QUÍMICAS DOS ALIMENTOS A composição química do alimento determina sua idoneidade com o meio de cultura microbiano. Cada microrganismo utiliza certas substâncias como alimento energético e outras para o seu crescimento, havendo um máximo relacionado com a umidade disponível e a concentração de hidrogênio. Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 10 Nutrientes: energéticos (CHO), crescimento (N) e complementares. Bactérias aproveitam melhores as proteínas enquanto os fungos e as leveduras são especialistas em utilizar o açúcar. Não produzem todas as vitaminas que necessitam, por isso, devem ser buscadas no alimento. pH: Os ambientes naturais tem uma faixa de pH de 5 a 9, o que comporta o crescimento de diferentes tipos de microrganismos. Bactérias - faixa entre 7, com algumas acidófilas (Thiobacillus de 0,5 a 6,0 com ótimo entre 2 e 3,5) e outras alcalifílicas (Bacillus e Archaea). Fungos - tendem a ser mais acidófilos que as bactérias (pH <5). Figura 2 - Distribuição de alguns microrganismos, de acordo com o pH (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003) De acordo com a concentração de ácidos, os alimentos podem ser classificados em dois grupos básicos: - alimentos ácidos pH <4,5 - alimentos pouco ácidos pH> 4,5 O pH altera a permeabilidade das membranas celulares: em baixo pH a membrana está saturada de H+ dificultando a passagem de cátions. Em pH alto a membrana está saturada de OH-, inibindo a passagens de ânions. Em pH alcalino, alguns íons tornam-se insolúveis, bem como as moléculas não dissociadas de ácidos e bases que penetram nas células podem ser tóxicas. O pH 4,5 é utilizado em função de que nestes valores e em anaerobiose pode ocorrer o desenvolvimento da bactéria Clostridium botulinum, podendo produzir a toxina do botulismo. Abaixo do pH 3,0 praticamente não ocorrem microrganismos Para bactérias o pH ótimo se aproxima de 7,0 (4,0 a 9,0) Leveduras: o pH ótimo está entre 4,5 a 5,5 (1,5 a 8,5) Mofos: o pH ótimo está entre 4,0 e 5,0 (1,5 a 11,0) Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 11 Substâncias Inibidoras: do próprio alimento (ácido benzóico em certas frutas) e adicionados (aditivos como sorbatos, benzoatos, SO2, etc) TENSÃO DE O2: Extremamente importante no desenvolvimento, uma vez que os microrganismos comportam-se de forma bastante distinta, sendo classificados como aeróbios, anaeróbios facultativos, anaeróbios estritos, anaeróbios aerotolerantes e microaerófilos (requerem concentrações baixas de O2). As condições de anaerobiose podem ser conseguidas pelo uso de agentes redutores nos meios de cultura, tais como o tioglicolato de sódio, que reage com o oxigênio, formando água; pela remoção mecânica do oxigênio, sendo substituído por nitrogênio e CO2; pelo uso de sistemas comerciais do tipo "GasPak", que gera hidrogênio e CO2 com um catalisador de paládio. Adiciona- se água ao sistema, a qual gera hidrogênio, que reage com o oxigênio na superfície do catalisador, formando água; ou ainda pelo uso de "glove box" anaeróbias ou a mesa inoculadora desenvolvida pelo VPI. Do ponto de vista de aproveitamento de oxigênio livre, os microrganismos podem ser classificados em: aeróbios anaeróbios facultativos microaerófilos Os mofos são estritamente aeróbios, as leveduras se desenvolvem melhor aerobicamente mas podem viver na ausência de oxigênio, enquanto as bactérias podem ser aeróbias, anaeróbias e facultativas. Figura 3 - Classes de organismos, em relação à tensão de oxigênio (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003) Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 12 TEMPERATURA A temperatura é um fator de extrema importância para o desenvolvimento dos microrganismos. A maioria dos microrganismos que causam problemas em alimentos desenvolve- se bem em temperaturas em torno de 35ºC, embora alguns específicos consigam se desenvolver em temperaturas bem abaixo ou acima destas. A temperatura ambiente exerce influência decisiva na duração da fase de latência (fase lag) e também na velocidade de multiplicação dos microrganismos (tempo de geração). A medida que há um aumento da temperatura, as reações químicas e enzimáticas na célula tendem a tornar-se mais rápidas, acelerando a taxa de crescimento. Entretanto, em determinadas temperaturas inicia-se o processo de desnaturação de proteínas e ácidos nucléicos, inviabilizando a sobrevivência celular. Assim, todos os microrganismos apresentam uma faixa de temperatura onde desenvolvem-se plenamente. Nesta faixa de temperatura podemos determinar as temperaturas mínima, ótima e máxima (temperaturas cardeais), para cada microrganismo. A temperatura máxima provavelmente reflete os processos de desnaturação mencionados acima, enquanto os fatores que determinam a temperatura mínima ainda não são bem conhecidos, embora certamente a fluidez da membrana seja um dos fatores determinantes destes níveis térmicos baixos Os microrganismos se classificam em mesófilos, termófilos, psicrófilos e psicrotróficos, de acordo com a temperatura ótima para o seu desenvolvimento. A seguir, tem-se na tabela 2 e na figura 4 a classificação dos microrganismos em relação à temperatura. As possibilidades de alterações dos alimentos por microrganismos estão compreendidas numa faixa de temperatura que pode variar entre –15 a + 90 ºC. O termo termodúrico é algumas vezes empregado para aqueles microrganismos resistentes ao calor. Todo organismo termófilo é termodúrico, mas nem todo termodúrico é termófilo. Tabela 2: Classificação de microrganismos em relação à temperatura T = temperatura (Fonte: Introdução à Segurança Alimentar FERNANDES, P.H.S. ) Psicrófilos: os ambientes frios são predominantes na Terra (oceanos, pólos, solos) entretanto este grupo (bactérias, fungos e algas) é muito pouco estudado. Destes, os mais conhecidos são as algas que crescem sob o gelo ou em geleiras (Chlamydomonas nivalis), dando coloração vermelha. Há os microrganismos psicrotolerantes que são aqueles cujo ótimo encontra-se entre 20 e 40°C e que sobrevivem a 0°C. São um grupo amplo (bactérias, fungos, algas e protozoários) que podem contaminar alimentos e outros substratos refrigerados. Mesófilos: crescem numa faixa de 20 a 40°C, com um ótimo em torno de 37°C, sendo os principais microrganismos encontrados em animais de sangue quente. Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 13 Figura 4 - Tipos de bactérias em relação à temperatura (Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003) Termófilos e Hipertermófilos: ótimos de 45 e ≥ 80°C, respectivamente. São encontrados nos solos, silagem, fontes termais e no fundo oceânico, em fontes. Geralmente são procariotos, sendo as Archaea as mais resistentes, apresentando enzimas e proteínas termoestáveis, provavelmente devido à substituição de aminoácidos, conferindo um novo folding. Têm também uma maior concentração de ácidos graxos saturados na MC. As Archaea não tem ácidos graxos na MC, mas sim hidrocarbonetos de cadeias com diferentes comprimentos, compostas por unidades repetitivas de 5 C (fitano), ligadas a glicerol fosfato, por ligação éter. Os termófilos e hipertermófilos têm grande interesse biotecnológico porque tendem a fazer os processos mais rapidamente, com menor contaminação por outros microrganismos e possuem enzimas mais termoestáveis.MICROORGANISMOS MAIS IMPORTANTES EM ALIMENTOS MOFOS – Alguns gêneros importantes são: Phytium – decomposição de hortaliças, raízes; Mucor – maturação de queijos, sacarificação do amido; Rhizopus – alteração de frutas, hortaliças, pão, etc; Aspergillus – produção de sakê, aflotoxina; Penicillium – alteração em frutas, maturação de queijos; Botrytis – ataca a uva; LEVEDURAS: Alguns gêneros importantes são Saccharomyces – produção de pão, cerveja, glicerina Kleyveromyces – deterioração de laticínios Pichia e Hansenula – contaminação de salmouras Zigosaccharomyces – alteração de mel, xaropes, etc Candida – produção de proteína microbiana Mycoderma – alteração em vinhos, cervejas e queijos Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 14 BACTÉRIAS: Alguns gêneros importantes são Pseudomonas – deterioração de pescados e laticínios Acetobacter – ácido acético Escherichia e Enterobacter – índice de higiene e sanidade (coliformes) Samonella – infecção alimentares(tifo, paratifo) Micrococcus – contaminação de leite Staphilococcus – intoxicações alimentares Lactobacillus – elaboração de laticínios Streptococcus – contaminação e produção de laticínios Pediococcus – problemas na cerveja (diacetil) Leuconostoc – diacetil e acetoína Bacillus – intoxicações alimentares Clostridium – intoxicações alimentares A.2) AÇÕES DE ENZIMAS PRESENTES NO ALIMENTO As enzimas são também chamadas de diástases, são proteínas que apresentam a capacidade de catalisar reações químicas e as alterações enzimáticas se caracterizam por modificar o produto através de enzimas. A atividade enzimática é influenciada pela presença de determinados compostos, chamados cofatores enzimáticos (coenzimas, grupos prostéticos e ativadores enzimáticos) e pelas condições ambientais (pH, concentração de enzima, inibidores, temperatura, atividade de água, substrato, presença de oxigênio). A primeira enzima a ser cristalizada foi a UREASE por Summer em 1926. Existem pelo menos 1.000 enzimas em cada célula. A principal característica das enzimas é sua especificidade, ou seja, cada enzima atua em um único substrato. A obtenção de enzimas pode ser a partir de vegetais, animais e microrganismos Classificação das Enzimas: o As enzimas podem ser classificadas de acordo com vários critérios. O mais importante foi estabelecido pela União Internacional de Bioquímica (IUB), e estabelece 6 classes: Exemplo substituição de método químico pelo enzimática, caracterizando a especificidade da enzima - Hidrólise do amido Calor + Ácidos Amido glicose ou Enzimas Amido glicose Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 15 1. Oxidorredutases: São enzimas que catalisam reações de transferência de elétrons, ou seja: reações de oxi-redução. São as Desidrogenases e as Oxidases 2. Transferases : Enzimas que catalisam reações de transferência de grupamentos funcionais como grupos amina, fosfato, acil, carboxil, etc. Como exemplo temos as Quinases e as Transaminases 3. Hidrolases : Catalisam reações de hidrólise de ligação covalente. Ex: As peptidades 4. Liases è Catalisam a quebra de ligações covalentes e a remoção de moléculas de água, amônia e gás carbônico. As Dehidratases e as Descarboxilases são bons exemplos 5. Isomerases è Catalisam reações de interconversão entre isômeros ópticos ou geométricos. As Epimerases são exemplos. 6. Ligases è Catalisam reações de formação e novas moléculas a partir da ligação entre duas já existentes, sempre à custa de energia (ATP). São as Sintetases. Propriedades das Enzimas: São catalisadores biológicos extremamente eficientes e aceleram em média 109 a 1012 vezes a velocidade da reação, transformando de 100 a 1000 moléculas de substrato em produto por minuto de reação. o Atuam em concentrações muito baixas o Atuam em condições suaves de temperatura e pH o Possuem todas as características das proteínas o Podem ter sua atividade regulada o Estão quase sempre dentro da célula, e compartimentalizadas. Na tecnologia de alimentos as enzimas são muito importantes. A seguir são menciondas algumas delas e sua respectiva atuação. AMILASE- hidrolisam o amido a moléculas menores α-amilase (hidrolisa amido a dextrina) β-amilase (hidrolisa amido a maltose) * Usada na industria de bebidas, panificação, etc., sendo prejudicial no armazenamento de grãos. INVERTASE: hidrolisa a sacarose a glicose + frutose. α-glucosidase- reconhece o resíduo glicose. β-frutofuranosidase – reconhece o resíduo frutose. * São usadas na produção de álcool. PROTEASAES – hidrolisam as proteínas a peptídeos e aminoácidos. Ex.: papaína, ficina, bromelina, quimosina, renina, pepsina, etc. PECTINASES – Hidrolisam a pectina a compostos menores. Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 16 pectinesterase (PE) poligalacturonase (PG) * São usadas na produção de geléias, sucos de frutas e vinhos. LIPASES- catalisam reações de oxidações de ácidos graxos * São problemáticas no armazenamento de grãos oleaginosas e provocam o ranço hidrolítico. OXIDASES: são as que provocam reações de oxidações, principalmente as responsáveis pelo escurecimento enzimático, detalhado a seguir. ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO Quando a maioria das frutas e dos vegetais é amassada, cortada ou triturada, rapidamente se toma escura. Esta descoloração é oriunda de reações catalisadas por uma enzima genericamente conhecida como polifenol oxidase (PPO). A ação desta enzima em várias frutas e vegetais in natura acarreta perdas econômicas consideráveis, além de diminuição da qualidade nutritiva e alterações do sabor. O escurecimento de frutas e de certos vegetais é iniciado pela oxidação enzimática de compostos fenólicos pelas polifenóis oxidases (PPOs). O produto inicial da oxidação é a quinona, que rapidamente se condensa, formando pigmentos escuros insolúveis, denominados melanina, ou reage não-enzimaticamente com outros compostos fenólicos, aminoácidos e proteínas, formando também melanina. A reação de escurecimento em frutas, vegetais e bebidas é um dos principais problemas na indústria de alimentos. Estima-se que em torno de 50,0% da perda de frutas tropicais no mundo é devida à enzima polifenol oxidase. A ação desta enzima resulta na formação de pigmentos escuros, freqüentemente acompanhados de mudanças indesejáveis na aparência e nas propriedades organolépticas do produto, resultando na diminuição da vida útil e do valor de mercado SUBSTRATO – Tirosina (animais) e Ácido Clorogênico (vegetais); MECANISMO: Atuação de duas diferentes atividades catalíticas, ambas envolvendo o oxigênio: Monoxigenase (cresolase) – Oxidação de monofenóis (tirosina, fenol, ortocresol, etc) para formar dihidróxifenois. Os dois elétrons são fornecidos pelo cobre, sempre associado à enzima. Catecolase – Envolve a remoção de 2 H+ de fenóis diidroxilados (catecol, diidroxifenilalanina), para dar uma ortoquinona correspondente. Estas, por polimerização, produzem malanoidinas CONTROLE: Várias maneiras de inibição da PPO são conhecidas, muito embora os métodos utilizados pelas indústrias sejam relativamente poucos. Isto se deve ao aparecimento de “flavor” desagradável e Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 17 toxidez e a questões econômicas. Três componentes devem estar presentes para que a reação de escurecimento enzimático ocorra: enzima, substrato e oxigênio. No caso de ausência ou bloqueio na participação de um destes na reação (seja por agentes redutores, temperatura ou abaixamento do pH), esta não prosseguirá. 1) pH: em valores menores de 4, diminui bastante a atividade enzimática 2) O2 – o oxigênio é imprescindível na reação; 3) Inibidores químicos (SO2 e Acido ascórbico) – reduzem o substrato, porém é temporário; 4) Temperatura: acima de 70ºC ocorre a inativação enzimática 5) Ácidos – atuam reduzido o pH. Exemplos: a)Ácido Ascórbico– dosagem 0.06% em frutas enlatadas b) Sorbato de K(0,2%) + Ácido Cítrico (0,3 a 1,0%) + Ácido Ascórbico (0,3 a 1,0%): Batatas descascadas conservam a 4ºC por 20 dias TESTE DA CATALASE E PEROXIDASE Pode-se avaliar efetividade do tratamento térmico na inativação da enzima responsável pelo escurecimento através do teste da catalase ou peroxidase. Razões para realizar os testes: 1. Presentes em todos os tecidos 2. Facilidade de encontrá-las 3. Resistentes ao calor até 60 –70 ºC TESTE DA CATALASE A catalase desdobra a água oxigenada em água e oxigênio. Em presença de enzima catalase e de água oxigenada começa e borbulhar. É o teste mais seguro. catalase H2O2 H2O + ½ O2 TESTE DA PEROXIDASE Observa-se a coloração que aparece no produto, se houver presença de peroxidase vai ficar marrom. O guaicol garante o substrato devido a sua estrutura que pode sofrer oxidação igual aos compostos fenólicos. Colando-se um redutor com o substrato, retarda-se e escurecimento enzimático do produto, um exemplo é o ácido ascórbico. Todo o produto que for congelado deve ser branqueado anteriormente. Resultado: se após o branqueamento os testes da catalase e/ou da peroxidase são positivos, conclui- se que a inativação não foi completada. Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 18 A.3) REAÇÕES QUÍMICAS NÃO ENZIMÁTICAS a) REAÇÃO DE OXIDAÇÃO Os centros de insaturações dos ácidos graxos são facilmente oxidados por agentes oxidantes com formação de vários compostos (aldeídos, cetonas, ácidos, álcoois , etc) Rompimento das cadeias insaturados de ácidos graxos, originando diversos carbonilados de peso molecular mais baixo, responsáveis pelo odor desagradável. REAÇÃO: Só ocorre com ácidos insaturados. Mecanismo de radicais livres, através de três etapas ou fases: 1ª fase - é a da indução. Não ocorre cheiro de ranço e forma-se os primeiros radicais livres 2ª fase - é a propagação. Já apresenta cheiro e sabor que tendem a aumentar. Ocorre a formação de peróxidos e de seus produtos de degradação. São as reações em cadeia. 3ª fase - terminação. Os radicais reagirão entre si formando moléculas inativas. Caracteriza-se pela formação de sabor e odor fortes, alterações de cor e viscosidade do lipídio e alteração de sua composição. MECANISMO - Ocorre à formação de radicais livres que reagiria com O2 atmosférico formando um radical peróxido. Inicialmente necessita de uma fonte de energia externa (radiação, Calor, luz, íons metálicos). Após a formação suficiente de radicais livres a reação é propagada pela remoção do H+ da dupla ligação. A adição do Oxigênio nesta posição resulta um radical peroxil (ROO-), este radical remove novamente o H+ da dupla ligação produzindo o peróxido (ROOH) e radicais livres e estes reagem com o oxigênio e a reação e repete ou formam produtos inativos. ACELERAM A REAÇÃO: O2, luz (UV), metais (Cu e Fe), enzimas (lipoxidases) e oxidantes naturais, temperatura INIBEM A REAÇÃO: Antioxidantes físicos (embalagem / luz e temperatura) Químicos (carotenóides, ácido Cítrico, tocoferóis, BHT, BHA) RH R* (radical livre) R* + O2 ROO- (radical peroxil) ROO- + RH R* + ROOH (peróxido) ROO* + ROO* ROO* + R* R* + R* Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 19 b) ESCURECIMENTO QUÍMICO Também chamado de “browning químico”. É o nome de uma série de reações químicas que culminam com a formação de pigmentos escuros chamados de MALANOIDINAS, que são polímeros insaturados, coloridos e de composição variada Desejável : Doce de leite, café churrasco, caramelo, cerveja, batata-frita, Indesejável: frutas secas, sucos de frutas b.1) CARAMELIZAÇÃO Compostos polihidroxicarbonilados são aquecidos a temperaturas altas, ocorrendo desidratação com a formação de aldeídos muito ativos. HMF é intermediário da reação. Degradação de açúcares na ausência de proteínas ou aminoácidos, a + de 120 ºC REAÇÃO: Desidratação do açúcar redutor e rompimento das ligações, introdução da dupla ligação e formação de intermediários incolores de baixo PM. Os dissacarídeos são hidrolisados a monossacarídeos para participar da reação. Reação é iônica, pode ser catalisada por ácidos (pH: 2-4) ou bases (pH: 9-11) A velocidade é maior em meio alcalino É o corante mais usado na indústria de alimentos b.2) REAÇÃO DE MAILLARD É a Reação entre um açúcar redutor e um grupo amina de aminoácidos, formando pigmentos escuros de composição variada denominados MELANOIDINAS Principal causa de escurecimento não enzimático produzido durante o aquecimento e armazenamento prolongado. QUANDO A REAÇÃO É INDESEJÁVEL : Escurece os produtos. Reduz digestibilidade de proteínas. Inibe a ação de enzimas digestivas. Destrói nutriente (aminoácidos essenciais e Vitamina C). Interfere no metabolismo de minerais por complexação com metais. água Açúcar redutor melanoidinas calor 120 ºC CO2 Açúcar redutor + proteínas melanoidinas calor Capítulo 2 – Alterações de Alimentos Prof. Raul Vicenzi 20 UTILIZAÇÃO DE INIBIDORES: a) Dióxido de enxofre (SO2): porém leva ao odor desagradável e a destruição da vitamina B1. b) Remoção do açúcar: remover a glicose enzimaticamente (ovo em pó). c) Através de condições adversas. CONDIÇÕES PARA A REAÇÃO OCORRER TEMPERATURA: entre 40 -70 ºC, aumenta 2 a 3 vezes a velocidade da reação a cada aumento de 10 ºC. pH - 3 a 8, descoloração maior 9 a 10. Ótimo entre 6 e 7. TIPO DE AMINA: Aminoácido básico (lisina)> ácido (glutâmico) >neutro (glicina) . TIPO DE AÇÚCAR : açúcar redutor > pentoses > hexoses > lactose TEOR DE UMIDADE: velocidade máxima com aa entre 0,5 e 0,8). b.3) DEGRADAÇÃO DO ÁCIDO ASCÓRBICO c) ALIMENTOS X METAIS Reação de produtos enlatados ou alimentos contaminados com metais c.1) Alimentos x embalagens: embalagens metálicas o ácido pode encontrar um microfuro e ocorrer um contato com o estanho. Alimentos ácidos + metais = passam para o meio; Alimentos de natureza protéica, com desnaturação forma os aminoácidos, continuando a degradação produzem o radical –SH, que com FeS2 torna o produto com coloração escura , neste caso usa-se verniz tipo C (ZnO ou AlO) que em presença de –SH forma ZnS2 ou AlS2 que é incolor, mas o gosto de lata permanece. c.2) Casses vínicas: vinhos com metais quando conservado a frio, precipitam formando uma borra no fundo, escurecendo e alterando o sabor do vinho. A.4) ALTERAÇÕES FÍSICAS E MECÂNICAS Alterações provocadas pelas temperaturas baixas (dano fisiológico do frio, desnaturação protéica e dano por congelamento), pelas temperaturas altas (desnaturação protéica), remoção de água, pela exposição à luz e alterações mecânicas (quebra, trituração, perfuração etc.). A.5) ALTERAÇÕES POR SERES SUPERIORES: Principalmente por roedores e insetos; os primeiros muito importantes em produtos derivados de cereais e os segundos relacionados a produtos derivados de cereais e frutas. Meio ácido Ácido ascórbico melanoidinas calor Capítulo 3 – Métodos para conservação de alimentos Prof. Raul Vicenzi 21 PRINCÍPIOS E MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PRINCÍPIOS a- Uso de temperaturas b- Controle da quantidade de água c- Controle da taxa de oxigênio d- Uso de substâncias químicas e- Uso de irradiações f- Combinação de dois ou mais princípios USO DE TEMPERATURAS As temperaturas usadas podem ser baixas ou altas temperaturas A) USO DE BAIXAS TEMPERATURAS Diminuem as reações químicas, microbiológicas e enzimáticas. Reduz ou elimina seres superiores A conservação por baixas temperaturas se baseia na lei de Want’Hoff, que diz que a redução de 10 ºC na temperatura do meio reduz de 2 a 3 vezes a velocidade das reações. Podemos utiliza a refrigeração e/ou o congelamento: A.1) REFRIGERAÇÃO Utiliza temperatura de 0 a 15 ºC;O produto se mantém vivo, conservando as características do produto “in natura”; È 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. A.2) CONGELAMENTO Utiliza temperaturas menores de ºC; O produto não resiste pois ocorre morte de tecidos; Método eficiente para conservação de carnes, hortaliças e pescado; A conservação é por tempos mais prolongados (meses ou anos); Reduz as reações enzimáticas, porém não inativa. Reações como escurecimento de frutas não é solucionado somente com congelamento O congelamento pode destruir microrganismos, pois durante o armazenamento eles queimam as reservas e morre de inanição Normalmente armazena-se os alimentos a –18ºC , assim os psicrófilos não resistem e morrem; Podemos ter dois métodos para o congelamento: Capítulo 3 – Métodos para conservação de alimentos Prof. Raul Vicenzi 22 Congelamento Lento: demora mais de três horas para se congelar o produto, normalmente usa-se temperaturas na faixa de –25 ºC sem circulação de ar. Neste processo, os primeiros cristais de gelo são formados nos espaços intercelulares forçando a migração de água do interior da célula para os espaços intercelulares, aumentando os cristais de tamanho causando ruptura de algumas paredes celulares. Ao descongelar os alimentos, grandes quantidades dos fluídos celulares acabam sendo liberados e o alimento fica mais flácido. No caso da carne a proteína é que possui maior teor de água. O suco liberado é rico em sais, vitaminas hidrossolúveis e proteínas. Congelamento Rápido: Demora menos de 3 horas para o congelamento, usa-se temperatura da ordem de –25 ºC com circulação de ar ou –40 ºC com ou sem circulação de ar. A circulação de ar é um meio que se utiliza para acelerar as trocas de calor. 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 –18ºC ou menos. A oscilação térmica é uma das maiores causas de alterações, causando movimentos físicos como dilatação e contração, provocando formação de grandes cristais de gelo. Para a eficiência do congelamento é necessário o uso de embalagens apropriadas. 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 sucessivo 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. Vida útil de produtos de origem vegetal e animal, a várias temperaturas: Dias de vida útil média, sob armazenamento refrigerado a ALIMENTO 0ºC 22ºC 38ºC Carne de vaca 6 - 8 1 < 1 Pescado 2 - 7 1 < 1 Aves 5 - 18 1 < 1 Carnes e peixes secos 1.000 ou mais 350 ou mais 100 ou mais Frutas 2 - 180 1 - 20 1 - 7 Frutas secas 1.000 ou mais 350 ou mais 100 ou mais Hortaliças de folhas 3 - 20 1 - 7 1 - 3 Raízes e tubérculos 90 - 300 7 - 50 2 - 30 Fonte: Desrosier B) ALTAS TEMPERATURAS As grandes características destes processos são: Destruição de microrganismos e seres superiores Inativação de enzimas Capítulo 3 – Métodos para conservação de alimentos Prof. Raul Vicenzi 23 Resistência de microrganismos ao calor Leveduras e seus esporos Fungos e seus esporos Bactérias e seus esporos Esporos: 5 a 10 ºC mais do que as células.A maioria dos ascosporos destruída a 60 ºC/ 10-15min, alguns são mais resistentes. Destruição total a 100 ºC. Células vegetativas destruídas a 50-58 ºC. Totalidade de leveduras e esporos não resiste à pasteurização Na sua maioria são destruídos a 60 ºC/10-15 min. Esporos de fungos são altamente resistente ao calor seco. Maioria das células e esporos não resistem à pasteurização Muito variável. Células de termófilos requerem 80-90 ºC por muitos minutos. Esporos: a 100 ºC podem variar de 1 minuto até mais de 20 horas Fonte: Frazier B.1) ESTERILIZÇÃO: Aplicação de temperaturas superiores a 100 ºC; 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; Necessita de embalagens apropriadas, não permitindo a recontaminação dos alimentos; Pode ser realizado através de vários processos, como: appertização (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). Figura 5 - Autoclave para esterilização de alimentos embalados Capítulo 3 – Métodos para conservação de alimentos Prof. Raul Vicenzi 24 B.2) 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; B.3) PASTEURIZAÇÃO Aplicação de temperaturas inferiores a 100 ºC; 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; Pasteurização lenta (65 ºC/ 30 minutos), que é recomendada para destruição da flora microbiana a posterior inoculação de uma cultura selecionada, como é o caso da fabricação de derivados de leite ou para produtos ácidos como sucos de frutas; Pasteurização rápida (73 a 75 ºC / 15 segundos), usada para o leite que é comercializado na forma fluída. Figura 6 - Pasteurizador Tubular para Produtos Líquidos e Pastosos PROCESSOS TÉRMICOS MAIS UTILIZADOS PARA CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS Pasteurização Alimentos suscetíveis de alteração pelo calor. Morrem principalmente os psicrófilos, leveduras e fungos. Sobrevivem muitos mesófilos e os termófilos, que podem ser inibidos pelo frio e, portanto, deve ser seguida de armazenamento refrigerado. Capítulo 3 – Métodos para conservação de alimentos Prof. Raul Vicenzi 25 Alimentos pouco ácidos pH > 4,5, como leite, carnes, hortaliças Esterilização A 100 ºC – Não é usada, pois os esporos das bactérias são muito resistentes em pH acima de 4,5 e o tempo necessário para destruí-los seria muito longo, o que inutilizaria os alimentos A + 100 ºC – É a utilizada em autoclaves .As temperaturas usadas vão, em autoclaves comuns, até 125 ºC, e em autoclaves com dispositivos para rotação das embalagens (latas), que evita o superaquecimento localizado, vão até 140 ºC. Pasteurização Alimentos suscetíveis de alterações pelo calor (sucos de frutas) Morrem principalmente os psicrófilos, leveduras e fungos. Sobrevivem muitos mesófilos e os termófilos, que podem ser inibidos pelo frio ou, neste caso, pelo pH baixo, bastando que os alimentos estejam hermeticamente envasados para evitar contaminação. É mais eficiente em pH baixo e pode-se usar tempo e/ou temperaturas menores Alimentos ácidos pH < 4,5 como frutas em geral Esterilização A 100 ºC – É a usada, pois, com o pH baixo, os esporos das bactérias têm pouca resistência ao aquecimento. A + 100 ºC – Eventualmente usada para produtos específicos como, por exemplo, pêras ao xarope. B.4) TINDALIZAÇÃO Caracteriza-se pela aplicação de uma série de tratamentos térmicos brandos ao produto intercalados pela exposição à temperatura ambiente.Esta exposição faz com que os esporos dos microrganismos que não foram eliminados pelo calor germinem e posteriormente as formas vegetativas são destruídas pelo uso de temperaturas da ordem de 60 ºC; Na realidade 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; B.5) MICROONDAS As microondas são ondas eletromagnéticas curtas e altas freqüências, na ordem de 300 a 3000 MHz, obtidas de determinadas fontes de energia. O fundamento da geração de calor por microondas é centrado no fato de que ondas curtas promovem fricções e oscilações de moléculas dipolares como a água, gerando calor. Promove o aquecimento de dentro para fora. O aquecimento é mais rápido e mais uniforme que por condução e convecção. Utilizado para descongelamento e cocção de alimentos; Pode ser utilizada para realizar esterilizações e/ou pasteurização de alimentos. Capítulo 3 – Métodos para conservação de alimentos Prof. Raul Vicenzi 26 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, também chamada atividade de água (aa), que é a quantidade de umidade que está disponível para reações químicas, enzimáticas e microbianas. 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). Podemos utilizar vários métodos para realizar este controle de umidade: * Secagem/Desidratação: efetuar a retirada quase que total da água, em torno de 2/3 da água * Concentração: para produtos ricos em açúcar, onde se retira pequena quantidade de água; * Pressão osmótica: Ao invés de retirar água, acrescenta-se solutos como o açúcar ou sal. A) SECAGEM E DESIDRATAÇÃO A secagem é um dos processos mais antigo utilizados pelo homem na conservação de alimentos, copiado da natureza e aperfeiçoado. Todos os cereais são conservados por secagem. Há inúmeras vantagens na aplicação destes métodos: - Melhor conservação do produto; - Redução do 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 Os processos de secagem podem estar em dois grupos: A.1 - 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) Para um melhor resultado convém que a secagem seja dividida em duas etapas: a primeira iniciada ao sol e continuada até que os alimentos tenham perdido 50 a 70% da umidade, e a segunda à sombra, para que os produtos não se ressequem a não percam o sabor e o aroma naturais. Com a secagem total ao sol, freqüentemente as frutas escurecem e tornam-se coriáceas. Antes de expor o alimento ao sol deve-se fazer um tratamento antioxidante para evitar escurecimento enzimático; Capítulo 3 – Métodos para conservação de alimentos Prof. Raul Vicenzi 27 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 a secagem natural não apresenta muita importância prática. 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 e pescado. A.2 - DESIDRATAÇÃO É a secagem pelo calor produzido artificialmente em condições de temperatura, umidade e circulação de ar, cuidadosamente controlado. 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. 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. 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). A secagem inicial é mais rápida na corrente paralela e a secagem final é mais rápida na contra corrente. O produto fica mais seco e de melhor qualidade na contra corrente, pois seca devagar o produto sem deixar formar casca dura (crosta). É o sistema mais difundido para frutas e hortaliças. Em termos de aplicação é um sistema flexível, pois permite a secagem simultânea de vários produtos. É relativamente econômico. Na operação do secador de túnel é conveniente a renovação do ar, recirculando o ar utilizado (economia de energia) e eliminar um pouco de ar utilizado b) SECAGEM POR ATOMIZAÇÃO (Spray dryer) Muito usado para produtos como leite, café, sucos de frutas, etc. É um método bastante eficiente e mantém bastante as características do produto. O alimento líquido pode ser concentrado previamente, pois a concentração é um método mais barato e mais eficiente de retirada de água. Podemos dividir a secagem por atomização nas seguintes etapas: a) 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. O tamanho da gota formada é função da pressão nos bicos ou velocidade de rotação nas turbinas, e resulta em um produto de granulometria maior ou menor, influenciando a hidratação final do alimento. b) mistura da névoa com ar quente: pode ser em corrente paralela ou contra corrente.. Capítulo 3 – Métodos para conservação de alimentos Prof. Raul Vicenzi 28 c) secagem: A alimento atomizado entra em contato com ar aquecido, geralmente com temperaturas ao redor de 150 ºC, evaporando a água rapidamente, cerca de 3 a 5 segundos, o que não permite que a temperatura interna do alimento ultrapasse os 70 ºC d) 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. O alimento mais leve (pó) e retirado junto com o ar através de exaustores, que devem ser separado por meio de ciclones e depois incorporado ao restante do produto seco no setor de embalagem. Figura 7 – esquema e fotografia de um secador tipo spray dryer 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). Usado para alimentos que apresentam facilidade de oxidações. Não é um processo caro, custo manutenção é baixo e é bastante versátil. Pode ser usado para formulações de alimentos Figura 7 – Esquema de um secador tipo Drum-dryer Capítulo 3 – Métodos para conservação de alimentos Prof. Raul Vicenzi 29 d) DESIDRATAÇÃO POR LIOFILIZAÇÃO (Freezer dryer) Baseia-se no ponto tríplice da água, que ocorre com a pressão em 4,6 mmHg e temperaturas menor de 0ºC. Abaixo desses valores a água para 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 ºC) e vácuo parcial do sistema. 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; 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. Figura 9 - esquema de um secador tipo Frezze Dryer (Liofilizador) Capítulo 3 – Métodos para conservação de alimentos Prof. Raul Vicenzi 30 B- CONCENTRAÇÃO Retirar parte da água: (1/3 a 2/3). Ex. doce de leite, geléias, sucos concentrados, massa de tomate Razões: • 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 • Necessita outros métodos de conservação EVAPORADOR (partes) Trocador de calor — aquecimento indireto Separador — separa o vapor da fase líquida Condensador — Condensa o vapor produzido (não necessita se for a pressão atmosférica) Evaporador a vácuo: Evaporador simples e múltiplos efeitos 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 “LUWA” EVAPORADOR CÓNICO ROTATIVO Figura 10 – Esquema de um evaporador de triplo efeito de tubos curtos D1, D2 e D3 saída do condensado. F1, F2 e F3 entrada de alimentação de Produto e transferência para os outros efeitos. S1 entrada de vapor da Caldeira. V1, V2 e V3 válvula para condensado. Ps, p1, p2 e p3 são as Pressões. Ts, T1, T2 e T3 são as temperaturas de ebulição. Capítulo 3 – Métodos para conservação de alimentos Prof. Raul Vicenzi 31 ALTERAÇOES NOS ALIMENTOS 1. Altera propriedades nutricionais e sensoriais 2. Escurecimento - aparecimento de sabor e aroma queimado 3. Cristalização de açúcares (são solúveis em água) 4. Desnaturação de proteínas (altera textura no leite condensado) 5. A 100 ºC destrói formas vegetativas mas não os esporos dos microrganismos 6. Desenvolvimento de microrganismos no concentrador que utiliza temperaturas baixas 3- USO DE IRRADIAÇÕES A radiação ionizante pode conservar os alimentos inibindo ou destruindo as bactérias e outros microorganismos responsáveis pelo apodrecimento. A radiação é excelente método, que pode ser utilizado como meio direto para a conservação de alimentos e como complemento para reforçar a ação de outros processos aplicados com a mesma finalidade. O emprego da radiação, sob o ponto de vista técnico, satisfaz plenamente o objetivo de proporcionar aos alimentos, estabilidade nutritiva, condições de sanidade e de mais longo período de armazenamento. As principais vantagens da radiação são as seguintes: - 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; - 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. A principal desvantagem deste método é o elevado custo de instalação. Alguns autores têm manifestado cuidados ao consumo de alimentos irradiados. Pelas seguintes razões: * As eventuais perdas do valor nutritivo. * 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. A radiação de alimentos tem por objetivo, conservar o produto protegendo-o contra agentes de deterioração. - 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; - Impedir o brotamento inconveniente de vegetais; Capítulo 3 – Métodos para conservação de alimentos Prof. Raul Vicenzi 32 - Destruir insetos infestantes de vegetais; - Retardar o ciclo de maturação de frutas - Facilitar o armazenamento de produtos estocados em baixas temperaturas Os materiais para a radiação de alimentos provêm de duas fontes: radioativa (Cobalto 60 e Césio 137) e mecânica (Radiações obtidas através de aparelhos aceleradores de elétrons). Os íons radioativos produzidos pela irradiação dos alimentos danificam ou destroem os microorganismos de forma imediata já que mudam a estrutura da membrana celular e afetam as suas atividades enzimáticas e metabólicas. No entanto, um efeito todavia mais importante é aquele que produz sobre as moléculas de DNA e RNA do núcleo celular, ambos compostos essenciais para seu crescimento e proliferação. Os efeitos da irradiação não se manifestam até o término de algum tempo em que a dupla hélice de DNA é incapaz de desprender-se impedindo a duplicação celular. A rapidez com que uma célula morre por efeito das radiações depende da velocidade em que os íons são gerados e interagem com o DNA. A redução de uma determinada população microbiana depende da dose recebida. Em teoria, se espera que a medida em que se aumenta a dose radiante a população microbiana se reduza logaritmicamente. Algumas espécies de bactérias contêm mais de uma molécula de DNA e outras, são incapazes de reparar os danos que a radiação produz. Os vírus são muito resistentes às radiações e é improvável que 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. 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 nenhuma 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. As radiações ionizantes, que se diferenciam entre si por seu poder de penetração nos substratos são produzidas por partículas (raios alfa) e ondas eletromagnéticas (raios X e gama). Elas exercem sobre os alimentos atividades bactericida e, por não causar aumento da temperatura no produto, são indicadas para a esterilização de alimentos ácidos. O emprego das radiações ionizantes em doses esterilizantes, além de sua ação bactericida, gera, nos alimentos, reações secundárias inconvenientes, em menor ou maior grau, de acordo com as doses utilizadas e o tempo de exposição dos produtos aos raios. 4 - CONTROLE DA TAXA DE OXIGÊNIO Reduzindo a taxa de O2 inibi-se ou evita-se reações de oxidações (química ou enzimáticas) Evita-se o crescimento de microrganismos aeróbios; Pode ser executado pelos seguintes métodos; a) Vácuo - remoção do ar para produtos enlatados a vácuo Capítulo 3 – Métodos para conservação de alimentos Prof. Raul Vicenzi 33 b) Envasamento em atmosfera asséptica: onde o ambiente de embalagens está saturado comum gás inerte como nitrogênio 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) 5 - 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. Serão estudados posteriormente. Substâncias químicas naturais: Principalmente aquelas substâncias produzidas pelas fermentações, como as provocadas por: Bactérias: acética (vinagre); láctica (iogurte, chucrute, picles, azeitonas); propiônicas (queijos) Leveduras: alcoólicas (cervejas, vinhos, álcool) Mofos: cítrica (produção do ácido cítrico) glucônica (ácido glucônico, usado para evitar rancificações, escurecimentos) Fermentação láctica: C6H12O6 CH3-CHOH-COOH Streptococcus lactis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacullus casei Favorável: Iogurtes, queijos, etc. Desfavorável: vinhos, sucos, cervejas, etc. Fermentação acética C6H12O6 leveduras 2 C2H5OH + 2 CO2 C2H5OH Acetobacter aceti CH3COOH + H2O Fermentação Alcoólica C12H22O11 invertase/+ H2O C6H12O6 C6H12O6 Saccharomyces cerevisae C2H5OH + 2 CO2 Capítulo 4 – Frutas e Hortaliças 34 TECNOLOGIA DE FRUTAS E HORTALIÇAS 1 - INTRODUÇÃO: Na conservação de frutas e hortaliças desejamos paralisar e/ou retardar um processo vivo, em uma determinada fase do desenvolvimento do vegetal. Para isso utilizam-se princípios e métodos de conservação, que tem por objetivos: • Retardar a senescência; • Transformar a matéria-prima em sub-produtos de aceitação; • Aumentar a durabilidade dos produtos. Conservar mais tempo; • Melhorar a apresentação dos mesmos com adequados processos tecnológicos; • Manter a qualidade e a sanidade dos produtos; 2- CONSERVAÇÃO DE FRUTAS E HORTALIÇAS PELO EMPREGO DE ALTAS TEMPERATURAS APPERTIZAÇÃO: Aquecimento do produto, convenientemente preparado, em recipientes fechados, na ausência relativa de ar, até uma certa temperatura e num tempo suficiente para a destruição dos Mo, porém sem alterar de forma sensível o alimento O processamento térmico é influenciado, pelo menos, pelos seguintes fatores: a - pH do produto - A acidez determina o processamento térmico requerido, podemos ter duas situações: • Produtos ácidos - com pH abaixo de 4,5 (100 ºC) • Produtos pouco ácidos - Com pH igual ou maior que 4,5 (>100ºC) ** Clostridium botulinum b - Velocidade de penetração e propagação do calor A penetração de calor no tratamento térmico em alimentos embalados hermeticamente, é definida como sendo a mudança da temperatura num determinado ponto do produto, em virtude da influência da temperatura dos pontos vizinhos do mesmo. Essa penetração é resultante da transferência de calor no produto, que se processa por dois mecanismos fundamentais que são: POR CONVECÇÃO E POR CONDUÇÃO. O esquema dos dois processos de aquecimento é ilustrado na figura a seguir e depende dos seguintes fatores: • Forma, tamanho e condutibilidade dos recipientes • Tipo de alimento (líquido, sólido, misto) • Composição da salmoura ou xarope • Recipientes em movimento ou estáticos Capítulo 4 – Frutas e Hortaliças 35 Figura 11 – Formas de propagação de calor durante aquecimento de alimentos embalados c - Temperatura inicial do produto • Pré-aquecimento do produto na embalagem • Acondicionamento do produto já aquecido d - Resistência dos microorganismos ao calor • Um dos principais fatores que afetam a duração do tratamento térmico O tempo e a temperatura do processamento é função da resistência térmica doe esporos do Clostridium botulinum. Essa destruição é o mínimo do processamento para alimentos apertizados. Fatores que influem na termorresistência: • Referente ao organismo (espécie, nº de esporos, condições de crescimento, idade) • Referente ao ambiente (pH, composição do meio, concentração de componentes) • Natureza do calor (úmido ou seco, tempo x temperatura) Morte dos microrganismos - impossibilidade de reprodução CÁLCULO DO TEMPO DA DESTRUIÇÃO TÉRMICA As temperaturas que provoca a morte dos microrganismos são denominadas temperaturas letais. Quando os esporos de uma bactéria são submetidos à temperaturas letais e constantes, observa-se uma redução no número de sobreviventes que é em geral, proporcional ao número total dos esporos vivos. A destruição dos microrganismos nos alimentos se dá em ordem logarítmica. A avaliação da resistência térmica de células vegetativas e de esporos, é fundamental na determinação de dois parâmetros, que são os valores "D" e "z". O valor D é chamado de tempo de redução térmica, corresponde ao tempo em minutos, a uma temperatura capaz de causar uma redução em 90% dos microrganismos presente em um meio alimentício. No gráfico a seguir é mostrada a curva de sobrevivência térmica. Valor D - tempo em minutos, a uma dada temperatura constante, necessário para destruir 90% dos organismos de uma população ou para reduzir uma população em 1/10 do nº original. Capítulo 4 – Frutas e Hortaliças 36 O valor “D” é usado para comparar a resistência térmica dos Mo. O valor "z" corresponde ao intervalo da temperatura que ocasiona uma variação de 10 vezes no valor D, sendo numericamente igual ao número de graus necessário para a curva de resistência térmica atravessar um ciclo logaritmo. É a resistência relativa do microrganismo. Figura 13 - Curva típica para a sobrevivência térmica de patógenos em uma dada temperatura Figura 14 - Curva de destruição térmica ETAPAS DO PROCESSAMENTO DE FRUTAS E HORTALIÇAS APPERTIZADAS a) Colheita: Observar o ponto de maturação específico para cada espécie e variedade, tendo em vista os produtos a serem elaborados. De ser feita, preferencialmente, nas primeiras horas do dia devido à temperatura amena. b) Transporte: O tempo decorrido entre a colheita e o processamento afeta sobre maneira a qualidade do produto final, por esta razão o transporte da matéria-prima deve ser feito o mais rápido possível. A temperatura durante o transporte também afeta a qualidade do produto, devendo-se lançar mão de transporte refrigerado sempre que possível, ou então transportar os produtos nas horas mais frescas do dia. Quando não processados imediatamente devem permanecer estocados em locais bastante arejados ou, preferencialmente, armazenadas a frio. As embalagens para transporte devem estar higienizadas para diminuir ou retardar a deterioração, durante transporte e/ou estocagem. c) Seleção: Tem por finalidade separar as impurezas ou matérias-primas de qualidade inferior como defeituosas, verde, manchadas ou de coloração diferente, para permitir o processamento com matéria-prima de qualidade; Capítulo 4 – Frutas e Hortaliças 37 d) Limpeza e lavagem: Frutas e hortaliças quando chegam na indústria trazem uma carga grande de impurezas, microrganismos e terra acumulada durante a colheita e/ou transporte. A limpeza é feita, normalmente com o auxílio de água, que pode ser através de banhos de imersão, jatos d’água ou através de correntes de ar ou peneiras. A água utilizada deve estar tratada, pois além de retirar as sujidades, faz uma assepsia superficial. O teor de cloro livre varia com a maturação das matérias- primas, mas em geral se utilizam dosagens da ordem de 20 ppm de cloro livre. e) Classificação: a classificação é uma das etapas mais importantes no resultado final da conserva e/ou compotas. Classifica-se quanto ao tamanho, ponto de maturação, coloração, ausência de defeitos e manhas, etc. A classificação quanto ao tamanho objetivando obter lotes uniformes, além de permitir uma melhor apresentação dos produtos, garante a demarcação rigorosa do tempo e temperatura do tratamento térmico e melhor aproveitamento dos equipamentos, quando a indústria é automatizada;f) Descascamento: Pode ser realizado de várias maneiras f.1) Manual: baixa produtividade e muito dispendioso. Com esse método obtém-se muitas perdas de matéria-prima e também ocorrem alterações enzimáticas e microbianas; f.2) Vapor: usado para certos produtos como tomate e pêssego. A exposição é de cerca de 30 segundos e posteriormente retira-se à casca manualmente ou com jatos de água; f.3) Abrasão: a superfície abrasiva arranca a casca que em seguida é levada por corrente de água. Tem baixo custo pois é feito em temperatura ambiente. Para produtos com formato irregular deve- se fazer acabamento a mão (batata). Ocorrem grandes perdas por descarte (25% em hortaliças); a produção de grandes volumes de efluentes; produtividade baixa. f.4) Mecânico: usado para abacaxi, pêra, maça, pêssego, etc. f.5) Química: utiliza uma solução de NaOH, com altas temperaturas. A casca é atacada pela solução e posteriormente retirada com jatos de água. A concentração varia de 1 a 2,5% com temperatura próxima a 100 C. Posteriormente deve-se fazer a fruta passar por jatos de água clorada ou solução de ácido cítrico. f.6) Pelagem a chama: utilizado para cebolas. Através de uma correia sem fim, o produto passa por um forno com temperaturas próximas a 1000 ºC, que queima a casca e raízes finas. A pele chamuscada é retirada com jatos d’água em alta pressão. Ocorrem perdas médias de 9%. g) Branqueamento: Neste tratamento, o produto passa por banhos de água quente ou jatos de vapor com objetivo de inativar enzimas, remover o ar do interior dos tecidos, fazer assepsia superficial e promover a manutenção da cor e textura dos produtos. A duração do tratamento térmico varia com a consistência e com o tamanho do material, podendo variar de 2 a 10 minutos a temperatura de 70 a 80 ºC. h) Acondicionamento: O acondicionamento pode ser manual, semiautomático ou totalmente automático. Pode ser acondicionado em lata, vidros ou laminados de forma e tamanho adequados e posteriormente coberto com água pura, suco, xarope ou salmoura; A quantidade de produto dentro do recipiente deve ser constante, pois o enchimento está relacionado com tratamento térmico. O peso do material deve ser inferior a 60% do peso do recipiente com água a 20ºC; Capítulo 4 – Frutas e Hortaliças 38 i) Adição do líquido de enchimento: adiciona-se salmoura ou xarope a temperatura ambiente ou aquecida previamente (85 ºC); j) Exaustão: O objetivo da exaustão é retirar o ar do interior do produto e o ar que ficar preso no interior do recipiente. Como conseqüência a pressão no interior da embalagem será menor e dizemos que vácuo (pressão reduzida) foi formado. Podemos atingir este objetivo utilizando meios mecânicos (recravadeira a vácuo, retirada do ar por injeção de vapor antes da recravação) ou através de calor (túnel de exaustão, enchimento com produto pré-aquecido a temperaturas maiores de 85 ºC); Figura 17 - Fotografia de um túnel de exaustão k) Fechamento: pode ser feito manual ou mecanicamente tanto em latas como em vidros ou embalagens multifoliadas. l) Tratamento térmico: dependendo do pH do produto utiliza-se temperatura maior ou menor de 100 ºC em tempos variados. Quando a temperatura usada for inferior a 100 ºC a esterilização é em pressão atmosférica, também chamada de “banho-maria”; pode-se efetuar o tratamento térmico a pressões elevadas com autoclaves pois os produtos já estão embalados. Capítulo 4 – Frutas e Hortaliças 39 Figura 18 = Fotografias de dois equipamentos utilizados para realizar a esterilização de alimetnos (Túnel e autoclave) m) Resfriamento: deve ser feito o mais rápido possível após o tratamento térmico, para evitar o sobrecozimento dos produtos. Outro objetivo do resfriamento é evitar o desenvolvimento de microrganismos termófilos. As embalagens devem ser resfriadas até 38 – 40 ºC para evitar acúmulo de água na superfície e provocar a corrosão das latas. n) Empacotamento e armazenamento: Devem ser armazenados em locais secos e arejados, com temperaturas não muito superiores a 40 ºC. ALTERAÇÕES DOS ALIMENTOS APPERTIZADOS Podem ser de origem microbiana, física e química: a) Microbianas: pode ter origem nos seguintes fatores: Deterioração antes do tratamento térmico; contaminação devido ao vazamento; subprocessamento; crescimento de termófilos. b) Químicas: devido a fatores como: corrosão interna da lata; reação da lata com o SO2; desenvolvimento de cor rosada (pêssego, pêras); c) Físicas: devido ao superenchimento; estufamento devido ao baixo vácuo; exposição à luz; INFLUENCIA DA APPERTIZAÇÃO SOBRE A QUALIDADE DOS PRODUTOS Cor: reação de caramelização, Maillard e modificações estruturais de certas substâncias; Proteínas: Desnaturação; Carboidratos: reações de escurecimento; Vitaminas: algumas vitaminas são muito sensíveis ao calor (C, B1), outras são relativamente estáveis (B2, A, D, E, K); Textura: quanto maior o tempo de exposição ao calor, maior será as perdas na textura; 3 - PROCESSAMENTO DE GELÉIAS E DOCES EM MASSAS 3.1. DEFINIÇÃO: Geléia é o produto elaborado a partir de sucos de frutas e concentrado até aspecto gelatinoso, podendo ser acrescentado de outros ingredientes permitidos pela legislação. Doce em massa e o produto elaborado com todas as partes comestíveis das frutas e concentrado de maneira que permita o corte (em pasta) ou que permita o espalhamento (cremoso). A formação do gel se dá graças ao equilíbrio entre ácidos, pectinas, açúcar e água. Em meio ácido a pectina está carregada negativamente e a adição do açúcar altera este equilíbrio, desestabilizando a pectina que forma uma rede de fibras que compõe o gel, cuja estrutura é capaz de suportar líquidos. A densidade e continuidade desta rede são afetadas pelo teor de pectina. A rigidez da estrutura é afetada pela concentração de açúcar e ácidos (pH). Capítulo 4 – Frutas e Hortaliças 40 Os ácidos enrijecem as fibras desta rede. A alta acidez afeta a elasticidade (gel duro), formando a SINERESE que é o excesso de ácidos, onde as cadeias de aproximam demais e a água é expulsa da rede. Valores de pH superiores a 3,6 não ocorre a geleificação, pois as cadeias não se aproximam. Quanto mais açúcar menos água a estrutura suportará. 3.2. CONSTITUIÇÃPO DA GELÉIA a) FRUTAS: quando maduras tem menor teor de pectina, porém tem mais aroma, sabor e açúcares; quando estão verdes tem maior teor de ácidos e pectinas. O ideal é o equilíbrio entre esses constituintes. b) PECTINA: Cadeias longas de ácido galacturônico parcialmente esterificados com grupos metílicos. Este grau de metoxilação é importante para a formação do gel, pois pectinas com alto teor metílico forma gel com grandes quantidades de açúcares e mais rapidamente. O comprimento da cadeia também é importante, pois somente cadeias com mais de 250 unidades conseguem formar o gel. GRAU DA PECTINA (graus SAG), é a quantidade de açúcar que 1 grama da pectina consegue geleificar, sob condições de acidez e sólidos solúveis adequadas. O ideal é que tenhamos cerca de 1% de pectina na formulação. c) ÁCIDOS: baixar o pH para ter uma geleificação adequada e manter / realçar o aroma natural da fruta. Para a formação do gel o que interfere diretamente é a intensidade dos ácidos, ou seja a acidez livre, que é dado pelo pH. O valor ótimo de pH está em torno de 3,2 (3,0 a 3,6). Ácidos mais usados são o cítrico e o láctico. d) AÇÚCARES: tem efeito desidratante. O teor varia conforme o tipo de produto a ser elaborado. Para geléias comuns são usadas 40 partes de frutas e 60 partes de açúcares; para geléias extras são usados 50:50; para doces em massa são usados em torno de 40 a 50 partes de açúcares para 60 a 50 partes de frutas. A concentração final deve ser de mais de 65% de sólidos solúveis totais. O teor de açúcares redutores é de 354-40% do total de açúcares. Normalmente se adiciona em torno de 15 a 20% de glicose porque melhora a qualidade final do produto. Quanto maior o teor de pectina e
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