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Tecnologia dos alimentos INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS-V Ms. Naíra Moura Tecnologia dos Alimentos- conceito É a aplicação da ciência e da engenharia para a produção, processamento, embalagem, distribuição, preparação e usos dos alimentos(Institute of food technologist). • OBJETIVO - A mudança do alimento no tempo e no espaço. Permitir que se consumam alimentos sazonais em épocas diferentes da safra e também que se possibilite o consumo de determinados alimentos em locais onde não são produzidos. Operações básicas da tecnologia de alimentos • De ordem Física: • Ação mecânica: • Subdivisão • Mistura • Extração • Cristalização • Desidratação • Emulsificação • Evaporação • Fluxo de fluídos • Transmissão de calor e frio • Destilação Atomizador Operações básicas da tecnologia de alimentos • De ordem química: • Emprego de aditivos • Extração por solvente • Emprego de substâncias coadjuvantes (catalizadores, fermentos, gases) • Reguladores de pH Operações básicas da tecnologia de alimentos •De ordem biológica: •Ação de microrganismos •Ação de enzimas Evolução • Mas como tudo no mundo, essa área também se mantém em constante evolução, com isso os estudos em novos métodos de conservação de alimentos vêm se aprimorando cada vez mais, e se antes o foco eram métodos que proporcionassem um maior tempo de prateleira aos produtos, hoje a tendência é também por métodos que alterem o mínimo possível as características naturais dos alimentos. •Processos e Tecnologias Inovadoras •RADIAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS: Radiação MICROONDAS E RÁDIO FREQUÊNCIA • Estes processos são utilizados para conservação dos alimentos. • A rádio frequência é utilizada apenas ao nível industrial, enquanto que o processo por microondas pode ser utilizado tanto ao nível industrial como doméstico. • A energia dielétrica possui penetração mais profunda no alimento que o infravermelho. Em ambos os processos a ação antimicrobiana é proveniente do calor gerado no alimento. Radio Frequência • Entre dois eletrodos metálicos se coloca um material não condutor e nele se aplica radiofrequência (corrente alternada de elevada voltagem); pela passagem da corrente, o material é aquecido pelo movimento molecular que se opera (aquecimentos dielétrico).). A vantagem em utilizá-las é a velocidade e uniformidade com que o líquido é aquecido. RÁDIO FREQUÊNCIA • Método rápido de aquecimento, especialmente para o tratamento de alimentos sólidos nos quais a transferência de calor é predominantemente regida por condução. • Aquece o produto de forma mais uniforme que o aquecimento convencional. Processamentos Não Térmicos • Estabiliza os produtos processados, sem o emprego de calor e ainda preservam suas características; • O domínio do fogo e o emprego do calor representou grande avanço nesse setor; • Agora o domínio de técnicas não térmicas empregadas com o intuito de conservar os produtos representa um novo salto qualitativo na relação do homem com o alimento. • Período de tempo perdas possíveis e custo energético, econômico e ambiental. • Com o consumidor cada vez mais exigente e detentor de informações relacionadas a alimentos e a saúde, a demanda por produtos que sofram as menores alterações possíveis durante a manipulação e o processamento industrial, tem aumentado sensivelmente nas últimas décadas. Não Térmicos • Menores alterações na estrutura, nas características sensoriais e na qualidade nutricional dos alimentos, fazendo com que os produtos processados se aproximassem ao máximo do produto fresco. • Nesse contexto foram desenvolvidos processamentos não térmicos como, por exemplo, campos elétricos pulsantes, alta pressão hidrostática, luz de alta intensidade e ultrassom. Não Térmicos Campos elétricos pulsantes • Consiste na aplicação de um pulso elétrico sobre o alimento numa determinada frequência e intensidade, provocando a inativação de microrganismos e enzimas, sem degradação das propriedades sensoriais e nutricionais. Sistema de processamento por meio de aplicação de CEP. Campo Elétrico Pulsante de Alta Intensidade provoca: • Eletroporação (desestabilização da bicamada lipídica e das proteínas de membrana citoplasmática, levando a formação de poros); • Eletrofusão; • Ruptura dielétrica. Fatores a ser observado • Intensidade do pulso eléctrico: Se a intensidade do pulso for superior ao limite transmembranar ocorrerá, provavelmente, aumento da permeabilidade da membrana com formação de poros e eventual ruptura celular. • Tempo de tratamento: Define-se o tempo de tratamento como o produto entre o número e a duração dos pulsos. Maiores amplitudes requerem menores intensidades do pulso, que por sua vez resultam em maior inativação microbiana. Contudo, maior duração do pulso pode também resultar em aumento de temperatura indesejável no produto. Fatores a ser observado • Ruptura dielétrica do alimento : consiste numa descarga elétrica entre dois eletrodos da câmara, um processo análogo a um relâmpago. • Esta descarga de energia pode catalisar reações indesejáveis nos alimentos, ou em casos mais graves, a explosão da câmara de tratamento. A ocorrência desse fenômeno está relacionada à condutividade elétrica do alimento, assim, alimentos sólidos, apresentam maior probabilidade de ocorrência. Fatores a ser observado Vantagens • Pasteurização a baixa temperatura; • Método rápido, tempo de tratamento relativamente curto; • Eficiente para produtos líquidos; • Mantém as características nutritivas e sensoriais do alimento tratado; • Preserva cor, sabor e os nutrientes do alimento tratado. Limitações •Sem efeito em esporos. •Adequado somente para líquidos ou partículas em líquidos. PROCESSAMENTO POR ALTA PRESSÃO http://www6.pucpr.br/WorldClient.cgi/logopuc1.gif?Session=DCRMYKP&View=Attachment&Filename=logopuc1.gif Alta Pressão • Alta pressão utiliza pressões de 100 a 1000 Mpa(Megapascal) para provocar a destruição microbiológica e para retardar significativamente as taxas de reações enzimáticas. • O tratamento causa a inativação de microrganismos e enzimas, enquanto deixa intactas moléculas pequenas, como a maioria das vitaminas e os compostos voláteis, que conferem sabor aos alimentos. Existem dois métodos de processamento dos alimentos a altas pressões: • Método de homogeneização a alta pressão; • Método hidrostático. • É um processo contínuo que utiliza um homogeneizador de alta pressão com o intuito de romper as células. Método de Homogeneização • Neste processo, dois pistões operam simultaneamente. Enquanto um é preenchido com o alimento, o outro o empurra contra a válvula de homogeneização. Durante o processo, alta energia explosiva move-se no meio líquido e causa ruptura das proteínas miofibrilares encontradas no tecido muscular. • A destruição dos microrganismos ocorre pela ruptura da célula causada pelo aumento da pressão e tensão de cisalhamento. Esse processo é instantâneo e ocorre em milissegundos. Método de Homogeneização Método Hidrostático (UAP- Ultra Alta Pressão) • O alimento é acondicionado em embalagem flexível (geralmente filme plástico) e inserido no interior do equipamento que consiste basicamente de um vaso de compressão. O vaso de compressão contendo o produto é inicialmente preenchido com um fluido (geralmente água) e fechado. Com a aplicação da pressão, o sistema a transmite para o alimento. Vantagens • Elimina células vegetativas de bactérias (e esporos em temperaturas mais elevadas). • Preserva a cor, sabor e os nutrientes dos alimentos. • Reduz os tempos de processamento. • Podem ser tratados alimentos já embalados. • Possibilita a redução ou a eliminação de conservantes químicos. Desvantagens • Equipamento de alto custo. • Os alimentos devem ter em torno de 40% de água livre para o efeito antimicrobiano. Aplicação Industrial •Carnes •Frutas e Vegetais •Sucos •Molhos para saladas •Polpa de Abacate(Guacamole) Produtos de alta pressão Ultrassom • Existemdiferentes tipos de aparelhos de ultrassom que são utilizados para várias finalidades (como, por exemplo, homogeneizar, desintegrar, emulsificar, extrair e dispersar, entre outras finalidades) disponíveis comercialmente para empresas de pequena ou grande escala, incluindo reatores, banhos de ultrassom e sistemas de sonda. Ondas longitudinais e transversais • Os líquidos e gases não suportam tensão tangencial em condições normais, as ondas transversais podem se propagar através dos sólidos. • Nos meios líquidos, o efeito de ultra-som mais conhecido é a cavitação. Quando uma onda sonora intensa passa através de um líquido, que cria regiões de compressão e de rarefação . • A cavitação ocorre quando uma cavidade experimentando vibração aumenta de tamanho progressivamente ao longo do um número de ciclos de compressão e rarefação, até colapsar violentamente, causando alta pressão e mudança de temperatura. Vantagens •Efeito contra células vegetais, esporos e enzimas. •Redução do tempo e da temperatura do processo. •Necessidade de pouca adaptação da planta de processamento existente. •Operação contínua ou por batelada. Desvantagens •Modo complexo de ação. •Profundidade de penetração afetada pelos sólidos e pelo ar presente nos produtos. •Possível dano por radicais livres. •Modificação indesejada da estrutura e da textura do alimento. •Necessita ser usado em combinação com outros processos (calor, por exemplo). PROCESSOS DE SEPARAÇÃO POR MEMBRANAS • Osmose inversa • Nanofiltração • Ultrafiltração • Microfiltração • Em contraste à osmose inversa, que consiste em um processo de difusão, as demais consistem, essencialmente, de processos de fracionamento de soluções líquidas, nos quais os constituintes são separados de acordo com o seu peso molecular. PROCESSOS DE SEPARAÇÃO POR MEMBRANAS • Estes processos permitem uma separação ou concentração seletiva dos componentes de fluidos alimentícios. • Permite a padronização de produtos ; • Baixo consumo energético; • Podem ser operados de forma continua e automatizada. Nanotecnologia • O prefixo “nano” vem do grego e significa “anão”. Após toda a ciência na escala “micro” (pequeno em grego) desenvolvida a partir do século XVII, inaugura-se agora a era “nano”, um milímetro dividido por um milhão. • A grande promessa da nanotecnologia é permitir uma engenharia de ingredientes de forma que os nutrientes atuem de forma mais eficaz no corpo humano, enquanto que impedem a passagem de outros elementos prejudiciais e menos desejáveis. Processos sustentáveis, eficientes, que geram produtos de qualidade personalizada, baseados em sequencias de operações unitárias e demandas de produção; O design do processo de alimentos precisará explorar processos para otimizar valor e minimizar perdas. A utilização de um processo de fabricação ágil aumentará a vantagem competitiva; Perspectivas para processos no Brasil em 2021 Adoção de tecnologias para minimizar a quantidade de sub produtos e de resíduos, reduzindo os custos de processo; Implantação de métodos analíticos rápidos e online; Utilização de tecnologias emergentes sustentáveis para aumentar o tempo de vida útil, a qualidade sensorial e o valor nutricional dos alimentos. Perspectivas para processos no Brasil em 2021
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