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Conservação pelo uso de calor Faculdade de Farmácia Departamento de Bromatologia Tecnologia de Alimentos Profª. Josiane Roberto Domingues 1 Transferência de calor Transferência de calor do alimento ou para ele. Condução: transferência direta de energia molecular dentro dos sólidos (através de recipientes de metal ou alimentos sólidos) Convecção: transferência por grupo de moléculas que se movem como resultado de diferenças na densidade (ar aquecido) 2 Transferência de calor 3 Efeito do calor nos MO Desnaturação de proteínas que destroem a atividade enzimática e os metabolismos controlados por enzimas nos Mo. Ordem logarítmica de morte Pela a aplicação de calor, a mesma porcentagem de Mos morre em um determinado intervalo de tempo, independente do número presente no começo. 4 Curva da taxa de letalidade 5 Valor D = 5 minutos Tempo de redução decimal ou valor D Tempo necessário para destruir 90% dos microrganismos. Valores D variam para diferentes espécies microbianas. Um maior valor D indica maior resistência ao calor. 6 Implicações do tempo de redução decimal Quanto maior for o número de microrganismos presentes na matéria-prima, mais tempo leva- se para reduzi-los ao nível especificado. Como a destruição microbiana ocorre logaritmicamente, o processamento objetiva reduzir o número de Mo sobreviventes por uma quantidade predeterminada Esterilidade comercial 7 Tempo de destruição térmica A destruição dos Mo depende da temperatura as células morrem mais rapidamente em temperaturas mais elevadas. Valor D em diferentes temperaturas (Curva de Tempo de Destruição Térmica) ⇩ Valor Z número de graus Celsius necessários para alterar 10 vezes o tempo de redução decimal. 8 Curva de tempo de destruição térmica 9 A destruição microbiana é mais rápida em temperaturas mais elevadas: 100 min a 102,5°C = 10 min a 113°C Valor Z = 10,5°C Fatores que determinam a resistência Tipo de Mo (esporos > vegetativas) Condições de incubação Temperatura (esporos produzidos em temperatura mais alta são mais resistentes) Idade das células (estágio de crescimento) Meio de cultura (sais e AG influenciam) 10 Fatores que determinam a resistência Condições durante o processamento pH do alimento Atividade de água Composição do alimento 11 Tratamentos térmicos recomendados Pouco ácidos (pH ≥ 4,5) Reduzir a probabilidade de sobrevida de esporos de Clostridium botulinum. Ácidos (3,7 < pH > 4,5) Controle do crescimento de microrganismos formadores de esporos. Muito ácidos (pH ≤ 3,7) Controle de bactérias não-esporuladas, leveduras e bolores. 12 Pasteurização Louis Pasteur – químico francês – criação da pasteurização em 1864 Inativação de microrganismos em vinhos com aplicação de temperaturas abaixo do ponto de ebulição Pasteurização Processo térmico criado por Louis Pasteur Objetiva a eliminação de microrganismos patogênicos Destruição de microrganismos patogênicos e deterioradores na forma vegetativa Inativação enzimática 14 Pasteurização Os termófilos resistem e devem ser controlados através da combinação com métodos adicionais. Métodos de conservação suplementares à pasteurização Refrigeração Acondicionamento em recipiente hermeticamente fechado Alta concentração de açúcar Uso de aditivos químicos 15 Tipos de pasteurização A pasteurização se desenvolve em diferentes tempos e temperaturas e através de processos contínuos e descontínuos. 16 Tipos de pasteurização Pasteurização lenta (baixa, descontínua ou LTLT – Low Temperature Long Time) 63-65oC por 30 minutos A legislação não permite a utilização da pasteurização lenta visando beneficiamento de leite “para consumo” Equipamento: Tanques de pasteurização 17 Tanque de pasteurização 18 Tanque de pasteurização Pasteurização em batelada (em vasilhames) Tipos de pasteurização Pasteurização rápida (alta, contínua ou HTST – High Temperature Short Time) 72-75oC por 15 segundos Equipamento: Pasteurizador de placas (seção de aquecimento, resfriamento e regeneração) 21 Pasteurizador de placas 22 Envase em sistema fechado Alimento Objetivos Binômio t x T° Vida-de- prateleira ALIMENTO COM pH<4,5 Sucos de frutas Destruição de microrganismos deteriorantes e inativação enzimática 65°C/30 min 77°C/1 min 88°C/15 seg 90-95°C/15-60 seg 30 dias Cerveja Destruição de microrganismos deteriorantes (leveduras selvagens, espécies de Lactobacillus e Saccharomyces) 65°C-68°C/20 min (em garrafas) 72°C – 75°C/1 a 4 min 4 a 6 meses Alimento Objetivos Binômio t x T° Vida-de- prateleira ALIMENTO COM pH> 4,5 Leite Destruição de microrganismos patogênicos e enzimas 63°C/30 min 71,5°C/15 seg 3 a 6 dias Ovo líquido Destruição de microrganismos patogênicos e deterioradores 64,4°C/2,5 min 60°C/3,5 min 7 dias Sorvete 65°C/ 30 min 71°C/10 min 80°C/15 seg Pasteurização do leite 26 Doenças provocadas por bactérias que podem se desenvolver no leite → Tifo, Tuberculose, Difteria, Salmonelose, Febre Q, Infecções estreptocócicas e estafilocócicas Mycobacterium tuberculosis Coxiela burnetti Avaliação da adequacidade da pasteurização 27 Fosfatase alcalina → Resistência térmica superior ao Mycobacterium tuberculosis e Coxiela burnetti Leite → Substrato Fenilfosfato dissódico dihidratado (C 6 H 5 Na 2 O 4 P . 2H 2 O) → Aquecimento → Reagente 2,6-dicloroquinona cloroimida (C 6 H 2 Cl 3 NO) + Catalisador Sulfato de cobre pentahidratado (CuSO 4 . 5H 2 O) → Aquecimento Resultado → Coloração azul intensa: Fosfatase ativa Coloração cinza: Fosfatase inativa Avaliação da adequacidade da pasteurização 28 Peroxidase → Maior resistência térmica Enzima oxidante capaz de liberar oxigênio do peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) e de ser destruída a 80 o C por alguns segundos. Leite → Guaiacol 1% + H 2 O 2 0,5% → Agitar Resultado → Aparecimento de um anel marrom: Peroxidase ativa Nenhuma coloração: Peroxidase inativa Avaliação da adequacidade da pasteurização 29 Fosfatase alcalina Peroxidase Leite cru + + Leite pasteurizado - + Leite esterilizado - - Pasteurização – Ovo Líquido Destruição de Salmonella; 64°C – 65°C / 2 a 20 minutos Tempo ideal – abaixo de 8 minutos Evitar a coagulação da clara (55°C – 60°C) 68°C/1 minuto – binômio ideal Pasteurização de Suco de Frutas ETAPAS DE PRÉ- PREPARO DAS AMOSTRAS Eliminação do ar dissolvido no suco resulta em melhor qualidade do produto final Minimiza as perdas de ácido ascórbico Evita o escurecimento do suco Evita alteração de sabor e aroma Destruição de microrganismos e inativação enzimática; 90-95°C/15 a 60 seg; Trocador de calor de placas; Envase é realizado a 85-93°C em latas pré-esterilizadas ou em garrafas; Conservação complementar – refrigeração ou aditivos químicos; Determinação do tempo de tratamento térmico Conceito 12 D Alimento pouco ácido (Clostridium botulinum) D121 Bacillus stearothermophilus 1518 4,0 a 5,0 D121 Putrefactive anaerobe 3679 1,5 a 3,0 D121 Clostridium botulinum 0,21 36 Esterilização comercial Refere-se ao tratamento térmico aplicado na indústria de alimentos envasados, necessário para reduzir o número de esporos sobreviventes de Clostridium botulinum a 10-12 1 esporo viável a cada 1 bilhão de embalagens Multiplicação do Clostridium botulinum nos alimentos Bactériaanaeróbica pH > 4,5 (alimentos pouco ácidos) Conservas – pode crescer e multiplicar-se Aplicação de tratamento térmico 12D 37 Esterilização Pode ser realizada Na embalagem (conservas) Autoclavagem Antes do acondicionamento (UHT) Processo asséptico Se na embalagem, antes do tratamento térmico: Acondicionamento do alimento: com precisão Evacuação do ar Fechamento hermético 38 Esterilização APERTIZAÇÃO (alimento + embalagem hermética) UHT (alimento + envase asséptico) Esterilização na embalagem 40 Formas de evacuação da embalagem PROCESSO DE EXAUSTÃO A QUENTE PROCESSO DE EXAUSTÃO POR CORRENTE DE VAPOR Embalagem metálica 42 Primeiras latas Latas recravadas Fechamento de embalagens metálicas - Recravação Recravação é a parte da lata formada pela junção dos componentes do corpo, da tampa e do fundo, cujos ganchos se engatam formando uma forte estrutura mecânica. Primeira operação O encurvamento da tampa é enganchado com a pestana do corpo da lata. Segunda operação Para pressionar os ganchos pré- formados conjuntamente e distribuir o vedante na recravação e determinar a espessura da recravação. 43 Recravação 44 Transferência de calor Tipo de produto: líquido X sólido Tamanho do recipiente: penetração mais rápida em embalagens menores Agitação: otimiza a penetração de calor Temperatura da autoclave: diferença entre o alimento e a autoclave Tipo de recipiente: metal > vidro e plástico (condutividade térmica) 45 Transferência de calor Para se atingir a esterilização comercial é necessário que o ponto frio atinja a temperatura desejada por um tempo suficiente, garantindo a destruição de microrganismos. 46 Autoclavagem 47 Autoclavagem 48 Autoclave horizontal Autoclavagem 49 Autoclave vertical Autoclavagem 50 Cozedores rotativos Temperatura ultra alta (UHT) Processo Asséptico UHT (Ultra High Temperature) Tempo: 2-4 segundos Temperatura: 130-150ºC Permite a utilização de temperaturas mais altas por tempos mais curtos pelo alimento ainda não estar envasado. 51 Processo UHT Aplicação Alimentos líquidos leite, sucos, cremes, iogurte, molhos para salada e outros. Alimentos que contenham pequenas partículas alimentos infantis, produtos de tomate 52 Processamento asséptico No processo asséptico é importante garantir que tanto o alimento como os materiais de embalagem estejam livres de bactérias nocivas quando houver o envase do alimento. Toda a cadeia de produção precisa ser comercialmente estéril. Isso inclui o alimento, o material de embalagem, todo o maquinário e o ambiente em que ocorre o envase. 53 Embalagem asséptica 54 Embalagem asséptica (Ex: Tetra Pak®) Embalagens 55 Equipamento 56 Equipamento 57 Autoclavagem X UHT Valor nutricional Maior retenção de nutrientes e características sensoriais pelo processo UHT. Tamanho da embalagem. 58
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