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MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO EM ALIMENTOS Uso do Calor Profª Drª. Denise Andrade Disciplina: Tecnologia dos Alimentos PROCESSOS CONVENCIONAIS • USO CALOR ✓Branqueamento ✓Pasteurização ✓Esterilização BRANQUEAMENTO INTRODUÇÃO ▪ Alterações nos alimentos: física, química ou biológica; ▪ Físicas: cortes, perfurações, ar, luz, calor... ▪ Química: enzimáticas e não enzimáticas, degeneração ( cor, sabor); ▪ Biológica: insetos, roedores, microrganismos (doenças); ▪ AGEM EM CONJUNTO. ▪ MÉTODO DE CONSERVAÇÃO: natureza do alimento (líquido, pastoso), período de tempo a conservar, custo do processo e os agentes de deterioração envolvidos. ▪ Conservação de frutas e hortaliças: BRANQUEAMENTO. BRANQUEAMENTO ▪ Após colheita, seleção e lavagem das frutas e hortaliças; ▪ Inativa enzimas, fixa cor, remove gases, diminui microorganismos; ▪ Método: mergulhar os frutos em água ou vapor; ▪ Relação tempo-temperatura depende: ✓ matéria-prima; ✓ carga microbiana inicial; ✓ tipo de enzima. ▪ Enzimas: lipoxigenase, polifenoloxidase, galacturonase, clorofilase. ▪ Catalase e Peroxidase (termorresistentes): MARCADORES; ▪ Sua ausência = BRANQUEAMENTO EFICIENTE. 2.1. Branqueamento ▪ vegetais (inteiros ou pedaços): imersos em solução aquosa aquecida; ▪ com ou sem solutos; ▪ intervalo de tempo varia de acordo: ▪ tamanho das amostras; ▪ tipo de matéria-prima; ▪ temperatura do processo. Branqueamento ✓ Justifica a necessidade de inativar as enzimas: ▪ No caso de produtos a serem congelados, a temperatura de congelamento geralmente utilizada durante a estocagem (-18ºC) não inibe totalmente a atividade enzimática; ▪ Os processos de desidratação, geralmente, não utilizam temperaturas suficientes para inativar enzimas, requerendo um branqueamento prévio para inativá-las; ▪ Nos processos de esterilização, o tempo necessário para que a temperatura de processo seja atingida, especialmente quando se utilizam recipientes de grandes dimensões, pode NÃO ser suficiente para permitir que ocorra atividade enzimática. Branqueamento: PRÉ-TRATAMENTO Branqueamento – EFEITOS: ✓ Produz a inativação de enzimas que afetam a qualidade dos produtos durante e depois do processamento. A peroxidase e a catalase são as enzimas mais resistentes ao calor, servindo como indicadores de um bom branqueamento. ✓ Ajuda a limpeza do alimento, reduzindo a quantidade de microrganismos de sua superfície. ✓ Amolece e incha os tecidos vegetais, para, com isso, dar massa mais uniforme ao alimento dentro do recipiente determinado. ✓ Amolece a pele dos vegetais que sofrerão descascamento. ✓ Desprende os gases contidos nos tecidos vegetais, reduzindo a corrosão das latas e facilitando a obtenção de vácuo no espaço livre. Branqueamento – EFEITOS: ✓ Favorece a fixação da coloração de certos pigmentos de vegetais. ✓ Conduz a perda de vitaminas sensíveis ao calor e de nutrientes solúveis em água. Quando em excesso, danifica a textura (FASANO, 2004). Branqueamento ▪ Duração do tratamento: ✓ consistência; ✓ tamanho do material. ▪ Duração: 2 a 10 minutos; ▪ Temperatura: 70 a 80ºC ▪ Branqueamento: por água ou vapor; ▪ Água: maiores perdas de nutrientes; ▪ Quando fervente: ruptura da casca – amolecimento. ▪ Logo após = resfriamento = evita amolecimento excessivo; ▪ Branqueamento: antes ou depois do descascamento. Alimentos conservados pelo branqueamento ➢ O branqueamento é uma das operações do processamento de: Alimento infantil à base de maçã e banana Antepasto de Berinjela Batata pré-frita congelada Catchup Cogumelo em conserva Ervilha congelada Laranja cristalizada Milho em Conserva Seleta de legumes Alimentos conservados pelo branqueamento ▪ Milho em conserva: ✓ Objetivo: geleificar o amido antes de sua perda; ✓ Melhora a extração do milho na degranagem; ✓ Degranagem: separar os grãos de milho da espiga. Alimentos conservados pelo branqueamento ▪ Branqueamento pelo vapor; ▪ Obtenção de características: ✓ Cor uniforme; ✓ Crocância; ✓ Rápido preparo; ✓ Baixa absorção de gordura Porém, altas temperaturas= aumento de gordura. ▪ Remoção de açucares redutores: Reação de Maillard (durante fritura) ▪ Controlar e aperfeiçoar a qualidade do produto final; ▪ Batatas pré-fritas: Alimentos conservados pelo branqueamento ▪ Alimentos infantis: ▪ Purê de frutas ou sobremesa de frutas; ▪ FLUXOGRAMA: ▪ Colheita e recepção – seleção – lavagem – Branqueamento – descascamento – despolpagem – mistura – envase – fechamento com vapor de água – pasteurização – resfriamento. Alimentos conservados pelo branqueamento ▪ Cogumelos: FLUXOGRAMA: ✓ Recepção – seleção – classificação – lavagem – Branqueamento – envase – adição de salmoura – Exaustão à vapor – fechamento das embalagens – Pasteurização – resfriamento. ▪ São colocados em cestas perfuradas; ▪ 85ºC por 8 a 10 minutos; ▪ 1ª etapa: submersos em água até 80ºC por 2-3 min; ▪ 2ª etapa: 85ºC + suco extraído na 1ª etapa. (acentuar o sabor) Alimentos conservados pelo branqueamento ▪ Açaí: ✓ 80 ºC por 10 segundos; ✓ Reduz a carga microbiana; ✓ Não inativa todas as enzimas; ✓ Temperaturas superiores = Separação das matérias graxas; Modifica propriedades organolépticas. Alimentos conservados pelo branqueamento ▪ Alho: Branqueamento (dentes de alho) – envase (potes de vidro) – Pasteurização. ✓ líquido de cobertura: salmoura a 2% de NaCl; ✓ Antioxidantes e acidulantes (permitidos pela Legislação). Equipamentos ▪ Dois métodos comerciais: Passagem do alimento através de uma atmosfera: ✓ vapor saturado; ✓ banho de água quente. ▪ Equipamentos relativamente simples e econômicos; ▪ Resfriamento = perdas de produto e nutrientes; ▪ Vapor: retenção de nutrientes (resfriamento por ar frio ou jato de água fria); ▪ Resfriamento por água corrente: perdas por lixiviação; ▪ Porém pode ganhar peso pela absorção de água; ▪ Resfriamento com ar: perda de peso por evaporação. Branqueadores a vapor ▪ Esteira transportadora – leva o alimento (túnel) – atmosfera de vapor; ▪ Combinação tempo-temperatura necessária para inativar enzimas = Causa superaquecimento nas extremidades = perda de textura. BRANQUEAMENTO RÁPIDO INDIVIDUAL IQB (individual quick blanching) Dois estágios: 1º) alimento aquecido em uma única camada – Tº alta – inativa enzimas. 2º) Estabilização adiabática: o alimento é mantido por tempo suficiente para assegurar o aumento da Tº no centro de cada porção até a inativação enzimática. Branqueadores a água quente ▪ 70 a 100ºC por um tempo específico – remoção da água – resfriamento; ➢ Branqueadores a água quente baseados no IQB: Reduzem consumo de energia; Minimizam a produção de efluentes. ➢ Branqueadores resfriadores (3 estágios): Preaquecimento; Branqueamento; Resfriamento. Equipamento Vantagens Desvantagens Branqueadores a vapor convencionais • Menores perdas de componentes solúveis em água. • Volumes menores de efluente e menores cargas do que branqueadores a água, particularmente com ar de resfriamento no lugar de água. • Fáceis de limpar e esterilizar. • Limpeza limitada do alimento, sendo que também é necessária uma lavagem. • Branqueamento desigual se o alimento é empilhado muito alto no transportador. • Algumas perdas de massa no alimento. Branqueadores a água quente convencionais • Menores custos iniciais e maior eficiência de energia do que branqueadores a vapor. • Maior consumo de água e gastos para o tratamento de grandes volumes de efluente diluído. • Riscos de contaminação por bactérias termófilas. Efeito do Branqueamento a depender do Método e do Tempo Efeitos nos alimentos ▪ O calor causa inevitavelmente danos em sua qualidade sensorial e nutricional. Nutrientes ▪ perde minerais, vitaminas e outros componentes solúveis; ▪ Perda de vitaminas devido à: lixiviação, destruição térmica e oxidação. Efeitos nos alimentos ➢ Nutrientes Efeitos nos alimentos ✓ Perda de vitaminas depende: ✓ Maturidade do alimento; ✓ Grau de corte; ✓ área exposta (área superficial por volume);✓ Método de branqueamento (menores perdas em Tº mais altas por menos tempo); ✓ Método de resfriamento;Relação entre a quantidade de água e alimento. Efeitos nos alimentos Cor e Sabor ▪ Clareia alguns alimentos (remoção de poeira); ▪ Carbonato de sódio ou óxido de cálcio na água: protege clorofila; ▪ Porém o aumento do pH – perda de ácido ascórbico; ▪ escurecimento enzimático de maçãs e batatas cortadas: salmoura antes do branqueamento. Textura ▪ Amolece os vegetais para facilitar enchimento; ▪ Perda excessiva de textura em alguns alimentos: batatas e pedaços grandes. ▪ O cloreto de cálcio (1 a 2%) na água forma complexos insolúveis de Pectato de cálcio = manter firmeza dos tecidos. Textura IMPORTANTE!!!! Relativamente simples e barato; Pré-tratamento; Relação tempo-temperatura. PASTEURIZAÇÃO PASTEURIZAÇÃO • 1860, Pasteur utilizou o aquecimento lento a baixas temperaturas para destruir microrganismos indesejáveis que estariam estragando vinhos franceses (HASHIMOT, 2005); • Visa destruir os microrganismos patogênicos não- esporulados e reduzir significativamente a microbiota banal (PEREDA et al., 2005); • Temperaturas abaixo de 100ºC. • Condições de controle: estocagem sob refrigeração, redução da acidez, redução da atividade de água (POLIANA, 2007); PASTEURIZAÇÃO • Baixa acidez (pH > 4,5 como o leite): utilizada para minimizar possíveis riscos à saúde devido à contaminação com microrganismos patogênicos e para aumentar a vida de prateleira de alimentos por diversos dias; • Ácidos (pH < 4,5 como conservas de frutas): utilizada para aumentar a vida de prateleira por vários meses pela destruição de microrganismos deteriorantes (fungos e leveduras) e/ou inativação de enzimas (FELLOWS, 2006). PASTEURIZAÇÃO • Binômio tempo–temperatura: garantir a eliminação da microbiota patogênica, a inativação enzimática e a segurança alimentar do produto; • Teste para controle da pasteurização: - Pectinaesterase e poligalacturonase – sucos de frutas; - Fosfatase alcalina – leite; - α-amilase – ovo-líquido. ➢ Obs.: A inativação enzimática garante estabilidade microbiológica. • Duas modalidades: - Pasteurização Lenta (LTH – Low Temperature Holding); - Pasteurização Rápida (HTST – High Temperature Short Time). PASTEURIZAÇÃO • Pasteurização Lenta - Pasteurização lenta ou baixa; - Sistema descontínuo; - Utilizada para pequenos volumes (100 a 500 L); - Emprega tempos longos (30min); - temperaturas baixas (62 a 68ºC); - Processada em Tacho encamisado; - Agitação lenta; - Recomendado para pequenas unidades de produção. (PEREDA et al., 2005) PASTEURIZAÇÃO Pasteurizador tipo LTH • Pasteurização Rápida - Pasteurização alta; - Sistema de fluxo contínuo com trocadores de calor (tubulares ou de placas); - Temperaturas elevadas (72 a 85°C); - Tempos curtos (15 a 20 segundos); PEREDA et al. (2005) PASTEURIZAÇÃO Pasteurizador tipo HTST Pasteurizador de placas Pasteurizador tubular • Vantagens HTST: - controle e segurança do processo; - mais eficaz; - processo contínuo, com muita rapidez; - maior volume de leite pasteurizado; - processo automático de limpeza; - economia de mão-de-obra; - menor espaço para instalação; - economia de energia (GUERREIRO, 2005). • Desvantagens: - alto custo de aquisição e manutenção do equipamento (LEITE et al., 2006). PASTEURIZAÇÃO Binômios tempo x temperatura de pasteurização em alimentos Alimento Condições de processo Suco de frutas 65ºC por 30min; 77ºC por 1min; 88ºC por 15s Cerveja 65-68ºC por 20min (em garrafas); 72-75ºC por 1 a 4min a 900 a 1.000 KPa Leite 63ºC por 30min; 71,5ºC por 15s Ovo líquido 64,4ºC por 2,5min; 60ºC por 3,5min Sorvete 65ºC por 30min; 71ºC por 10min; 80ºC por 15s FELLOWS (2006) Binômios tempo x temperatura de pasteurização para o leite fluido utilizado em diversos países País Binômio Temperatura/Tempo Alemanha 62- 65ºC/30 min. no mínimo; 71-74ºC/30 s no mínimo; aquecimento instantâneo a 85ºC Austrália 61-65ºC/30 min. no mínimo; 72-73,5ºC/15 s no mínimo Brasil 62-65ºC/30 min.; 72-75ºC/15 s Canadá 62,8ºC/30 min.; 72,8ºC/16 s França 63ºC/30 min. no mínimo; 72-75ºC/15 s; aquecimento instantâneo a 95ºC Índia 63ºC/30 min. no mínimo; 71,5ºC/15 s Suíça 65ºC/30 min. no mínimo; 72-75ºC/15-30 s; 80-90ºC/4-15 s Reino Unido 62,8-65,6ºC/30 min.; 71,7ºC/15 s USA 63ºC/30 min.; 72ºC/15 s; 89ºC/1,0 s; 90ºC/0,5 s; 94ºC/0,1 s; 96ºC/0,05 s; 100ºC/0,01 s GEORGIANA (2007) Efeitos da pasteurização nos alimentos • Sucos de frutas - perda de compostos aromáticos voláteis causa redução na qualidade e pode causar sabor de “cozido”; • Leite – brancura associada a homogeneização, perdas de compostos voláteis remove aroma que lembra feno; perda de 5% das proteínas do soro e pequenas mudanças na qualidade nutricional durante a estocagem de leite pasteurizado. (FELLOWS, 2006) Efeitos da pasteurização nos alimentos Efeitos da pasteurização nos alimentos ESTERILIZAÇÃO ESTERILIZAÇÃO PELO CALOR OBJETIVO: Destruir os microrganismos presentes no alimento (esporulados ou não). A esterilização pelo calor é a operação unitária na qual o alimento é aquecido a uma temperatura alta o suficiente por um tempo adequadamente longo para destruir a atividade microbiana e enzimática. VANTAGEM:Produtos com vida de prateleira elevada. ESTERILIZAÇÃO PELO CALOR Esterelização comercial É o processo que inativa substancialmente todos os microrganismos e esporos que, se presentes, seriam capazes de desenvolver-se nos alimentos sob condições de armazenamento definidas.(Brennan et al. 1990). Requisito para esterelização térmica: ✓ Destruição do Clostridium botulinium Alimentos c/ pH > 4,5 Clostridium botulinium Alimentos 3,7<pH < 4,5 Leveduras, fungos e enzimas termoressistentes Alimentos pH < 3,7 Enzimática ESTERILIZAÇÃO PELO CALOR TIPOS: • Processo convencional • Processo asséptico FATORES QUE INFLUENCIAM NO TEMPO DE ESTERELIZAÇÃO: • Resistência do MO ou da enzima; • Condições de aquecimento; • pH; • Tamanho do recipiente; • Estado físico do alimento; • Taxa de penetração do calor. • A vida de prateleira dos alimentos esterilizados depende, em parte, da habilidade do recipiente de isolar por completo o alimento do ambiente. Esterilização de alimentos acondicionados Tipos de embalagens: * Latas metálicas * Potes ou garrafas de vidro * Bandejas rígidas * Embalagem flexíveis (retort pouch) ESTERILIZAÇÃO PELO CALOR RESISTÊNCIA TÉRMICA DOS MICRORGANISMOS Destruição térmica ocorre do forma logaritmica. Taxa de penetração de calor ✓ Tipo de produto ✓ Temperatura do autoclave ✓ Tipo do recipiente ✓ Tamanho do recipiente ✓ Agitação do recipiente Esterilização de alimentos acondicionados ❖ Processamento: • Enchimento das embalagens (deixar o espaço de cabeça); • Remoção do ar; • Processamento (aquecimento por vapor saturado, aquecimento por água quente e aquecimento por chama). ❖ Tipos de operação dos autoclaves: ➢ Batelada Horizontais: são mais fáceis de carregar e descarregar, permite a agitação dos recipientes e necessitam de maior área superficial. Verticais ➢ Contínuo: Permite um controle minucioso do processo o que resulta em produtos mais uniformes. Tipos de autoclaves ➢ Túnel ➢ Rotatória ➢ Hidrostática Variáveis monitoradas: ✓ Temperatura da matéria prima; ✓ Temperatura da água de aquecimento e resfriamento; ✓ Temperatura do vapor; ✓ Tempo de processamento; ✓ Taxas de aquecimento e de resfriamento O processamento é monitorado mediante controles computadorizados. Que fornece a taxa de letalidade acumulada e controla as taxas de fluxo de ar, vapor e água para produzir a esterilização desejada. Nos diversos alimentos embalados acima, o tratamento térmico deve ser: -ALIMENTOS 1 e 2: Aquecimento por conveccão. -ALIMENTO 3: Aquecimento por convecção e também por condução. -ALIMENTOS 4 e 5: Aquecimento por condução. TIPOS DE AQUECIMENTOS ESTERILIZAÇÃO ALIMENTOS SEM ACONDICIONAR ➢Ultra alta temperatura –UHT; ➢As embalagens são previamente esterilizadas; ➢Processo asséptico; ➢Utilizado para alimentos líquidos e/ou com pequenas partículas. Alterações no valor nutricional do leite Nutriente UHT (% perda) Convencional (% perda) Tiamina 10 35 Ác. ascórbico 25 90 Vitamina B12 10 90 Piridoxina 10 50 Ác. fólico 10 50 Proteína de soja 12 - 40 87 AVANÇOS TECNOLÓGICOS Embalagem flexível esterilizável – Retort pouche Vantagens: ✓ Redução do tempo e da temperatura do tratamento térmico; ✓ Baixo peso da embalagem; ✓ Menor volume para transportar as embalagens vazias e cheias; AVANÇOS TECNOLÓGICOS Embalagens “retorts pouches” ✓ Embalagens com mais proteção (nove camadas); ✓ Alimentação para situação de contigência das Forças Armadas. Importante: ❖ A embalagem flexível esterilizável “retort pouche” permite a redução do tempo e da temperatura de processo o que proporciona produto de melhor qualidade. ❖ A esterilização UHT tem maior efeito esporicida do que a esterilização convencional, além de minimizar as alterações sensoriais e nutricionais. Por Hoje é Só!!!!!!!!
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