Tecnologia De Alimentos 000
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  • este material tem bastante qualidade. foi me muito util no meu tema. estou fazendo um trabalho semestral cujo tema e conservacao de alimentos por esterilizacao. e aqui encontrei informacoes basicas com as quais tracei as linhas mestras na elaboracao do trabalho. sou estudante do curso de agronomia, em maputo Mozambique. o trabalho e da cadeira de tecnologias pos colheita.
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Tecnologia De Alimentos 000 Presentation Transcript

  • 1. Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR INTRODUÇÃO A TECNOLOGIA DE ALIMENTOS Tecnologia em Processos Químicos 5º Período – 1º sem. 2010 INTRODUÇÃO Recentemente a indústria de alimentos destaca-se como um dos segmentos mais importantes sob o aspecto econômico e social cuja expansão tem sido contínua ao longo do processo de industrialização e classificada como uma das maiores dentre todas as de transformação. É caracterizada por apresentar grande número de estabelecimentos, a maioria dos quais de pequeno porte, gerar grande número de emprego, e apresentar elevados valores de produção e de ICM, quando comparada a outros segmentos industriais. O item alimentação é um dos mais críticos e polêmicos do país o qual é caracterizado por expressiva população de baixa renda sem acesso a alimentos básicos em quantidades suficientes para eliminar o problema da subnutrição e desnutrição. Os alimentos comumente consumidos podem ser classificados em quatro categorias mais importantes:  "in natura" ou sem modificação  produtos alimentícios com pequena modificação  produtos alimentícios com grande modificação  produtos alimentícios transformados Considerando-se os aspectos políticos, sociais e a disposição em alimentar populações, é, recentemente inevitável fugir à industrialização de alimentos. O suprimento de alimentos, uma questão complexa, exige adoção de medidas em longo prazo entre as quais encontra-se a criação de tecnologia agrícola mais moderna, sua difusão e processos mais eficientes e dinâmicos de industrialização, os quais devem contribuir para estabilizar a demanda em nível do produtor e oferta em nível do consumidor. A questão da industrialização de alimentos ganha espaço à medida que cresce a importância de seu consumo entre a população de baixa renda. O aumento rápido da população urbana do país, associado à importância dos gastos alimentares como proporção de renda, indica a relevância cada vez maior em se agilizar meios eficientes e baratos para o fornecimento de alimentos às populações de grandes centros urbanos. Além disso, é praticamente impossível fugir a um processamento industrial, uma vez que parcela significativa da população tem seus requerimentos nutricionais supridos fora de casa, através de refeições industriais, cujo tipo de processamento aproxima-se muito mais do Tecnologia de Alimentos I: industrial que do caseiro ou doméstico. Outro fator importante na promoção de alimentos industrializados é que a indústria Princípios de Conservação de Alimentos desse segmento não apresenta muitos dos problemas associados ao setor de produtos "in natura" tais como rede armazenadora, estoques reguladores (produtos de uma safra distribuidora na entre safra para manter o mercado em condições normais). Evidentemente, em se tratando de um setor empresarial com objetivos de lucro, o Profa. Dra. Janesca Alban Roman suprimento de alimentos não é a única razão e talvez nem a mais importante que direciona a
  • 2. industrialização de alimentos.Um fenômeno que já não é recente constitui-se no Alimentos são basicamente processados para prevenirem ou minimizarem alterações desenvolvimento de produtos alimentares altamente sofisticados e diferenciados para químicas, bioquímicas, físicas e microbiológicas que ocorrem após a colheita e diminuem atender um determinado perfil consumidor. Entre tais produtos podemos citar os constantes seu tempo de vida útil, inviabilizam seu consumo imediato, levando a grandes perdas iogurtes, leites gelificados, queijos de diferentes tipos, produtos cárneos diferenciados, de econômicas e nutricionais. De um modo geral, os principais tratamentos aplicados aos panificação entre outros. O processamento de tais produtos implica na utilização de um alimentos com esse objetivo são: ação de calor, frio, remoção de água através de segmento altamente lucrativo da indústria alimentar que é a indústria de insumos incluindo, desidratação ou secagem, uso de substâncias químicas ou aditivos e processos corantes artificiais, aromatizantes, conservantes, espessantes, estabilizantes e toda espécie fermentativos. Muitos aspectos precisam ser considerados na definição e escolha de um de aditivos. Paralelamente a isso, com a concorrência crescente que dinamizou o setor, método de conservação, descritos a seguir. houve a intensificação da promoção de produtos processados. Sob este aspecto dois fatores são fundamentais para a implementação do setor: embalagem e marketing. 1.1. Aspectos microbiológicos: PRINCÍPIOS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS O crescimento de microrganismos em alimentos é função de uma série de parâmetros que podem estar diretamente relacionados à natureza do próprio alimento, denominados INTRODUÇÃO parâmetros intrínsecos ou independentes do alimento e relacionados com o meio ambiente e A tarefa de alimentar populações é uma responsabilidade que inclui a atuação de nesse caso são chamados parâmetros extrínsecos. O tratamento térmico aplicado a um diferentes áreas econômica, política, social e tecnológica. Na verdade, o fornecimento de determinado processo será função desses fatores. alimentos em quantidades necessárias para suprir os requerimentos de nutrientes da população depende muito mais do que a simples disponibilidade de alimentos e recursos Parâmetros intrínsecos tecnológicos para torná-los aptos ao consumo. Considerando esses aspectos que por razões óbvias fogem ao objetivo desse estudo, a) pH sem as práticas de processamento atualmente realizadas seria impossível proceder à O pH é o fator que exerce maior efeito seletivo sobre a microflora capaz de se alimentação das populações. desenvolver. Numerosas classificações têm sido feitas para separar os alimentos em grupos Evidentemente durante a evolução histórica dos recursos tecnológicos, a indústria de de acordo com o pH apresentado. A seguinte classificação tem sido proposta: alimentos demonstrou ser um ramo muito lucrativo baseado não somente em prover Alimentos pouco ácidos: pH 5,0 ou maior - produtos cárneos, alimentos de origem marinha, alimentos essenciais como também novos produtos diferenciados e diversificados para leite e certos vegetais como milho, palmito, cenoura, etc. atender determinadas elites, os quais requerem técnicas sofisticadas de preparação e conservação. Alimentos meio ácidos: pH entre 4,5 e 5,0 - misturas de carnes e vegetais, sopas Nesse sentido, pode-se resumir as principais razões pelas quais os alimentos são desidratadas, molhos contendo carnes, etc. industrializados: Alimentos ácidos: pH entre 3,7 e 4,5 - tomate, pera, figo, abacaxi e outras frutas. 1. Tornar acessível em qualquer época do ano produtos sazonais; Alimentos muito ácidos: pH abaixo de 3,7 - picles, sucos cítricos, refrigerantes, bebidas (disponibilidade) fermentadas, etc. 2. Otimizar o aproveitamento e rendimento das produções agrícola e pecuária. (Economia) O valor de pH 4,5 é a linha de demarcação mais importante do ponto de vista prático, 3. Conservar o valor nutricional e a qualidade global de alimentos através da destruição de uma vez que abaixo desse pH, o Clostridium botulinum, a bactéria patogênica mais fatores antinutricionais, inativação de enzimas; inibição de processos oxidativos, inibição ou importante e mais resistente não se desenvolve. Todo tratamento térmico aplicado aos destruição de microorganismos. diferentes grupos de alimentos tem por objetivo eliminar as bactérias patogênicas e o (Conservação) 4. Diversificar e diferenciar produtos alimentícios como uma estratégia para tornar o Clostridium botulinum é a bactéria referência. Nessas condições produtos com pH acima de segmento mais competitivo. 4,5 são sempre tratados termicamente sob pressão, ou seja, são esterilizados e os (Marketing) 5. Produzir alimentos para fins especiais para consumidores com restrições alimentares ou alimentos com pH menor que 4,5 são tratados sob calor a pressão atmosférica, sendo necessidades nutricionais diferenciadas. pasteurizados. (Nutrição e Saúde)
  • 3. De um modo geral, bactérias crescem a pHs entre 5,5 - 7,5; poucas a pH menor que A Tabela 1 abaixo mostra os valores médios de alguns alimentos de aw menor que 0,91. 4,0; enquanto fungos e leveduras crescem a pHs mais baixos, com exceção de bactérias lácticas que crescem a pH menor que 3,5. Tabela 1 - Atividades de água de alguns alimentos com valores menores que 0,91. Assim, frutas e muitos vegetais são deteriorados por fungos e leveduras enquanto que carnes, leite, peixe e muitos vegetais, ovos são susceptíveis a ação de bactérias, desenvolvendo-se também fungos e leveduras (Frazer, 1967). Alimento Atividade de Água Queijo parmesão 0,80-0,88 b) Atividade de Água (aw) Presunto cru 0,86 Salame 0,82-0,85 Os microrganismos são altamente dependentes do teor de água livre ou disponível, Catchup 0,88-0,90 uma vez que requerem água como nutriente essencial ao seu desenvolvimento. Geléias 0,82-0,90 A atividade de água, expressa pelo símbolo aw (water activity) em alimentos, é, Ameixa seca 0,72-0,80 dessa forma, um meio importante para controlar a deterioração, principalmente a Suco de laranja concentrado 0,86-0,89 deterioração causada por microrganismos, uma vez que ela estabelece o menor limite de Pão de centeio integral 0,80-0,90 água disponível para o crescimento bacteriano ou microbiano. A maioria das bactérias não Bolos > 0,73 cresce abaixo de uma atividade de água menor que 0,91 e a maioria dos fungos cessa o Recheios de doces 0,65-0,80 crescimento a 0,80. Leite condendado açucarado 0,85 Entretanto, existem espécies bastante resistentes a baixos aw tais como: Mel 0,75 Bactérias halofílicas: conseguem se desenvolver a aw 0,80 ou até menos, necessitam de NaCl para se desenvolverem e raramente estão envolvidas em deterioração de alimentos, entretanto como contaminantes de sal marinho, podem causar problemas em peixes e carnes salgadas, evidenciadas por coloração rósea, bem como pela sua aw proteolítica, são Tabela 2 - Valores médios de aw que permite o desenvolvimento de microrganismos em prevenidas pela esterilização do sal, refrigeração e sal de fonte não marinha; alimentos. Leveduras osmofílicas: crescem em aw tão baixas quanto 0,70 - 0,68 e são bem conhecidas como agentes deteriorantes em produtos com altos teores de açúcares, sucos de frutas Microrganismo Atividade de Água Mínima concentrados e xaropes, frutas secas ou parcialmente secas; Bactérias 0,91 Fungos xerofílicos: são citados como os mais aptos para se desenvolverem em níveis baixos Leveduras 0,88 de aw, em torno de 0,70, porém o crescimento ja foi reportado a 0,62. Neste grupo encontra- 0,85 se o microrganismo mais resistente aos menores teores de agua, Xeromyces bisporus. S. aureus Abaixo de 0,60 nenhum crescimento é provável. Dentre as bactérias, Micrococcus e Bolores 0,80 Staphylococcus aureus oferecem riscos pois conseguem se desenvolver a aw igual a 0,86 Bactérias halofílicas 0,75 (Frazer, 1969). Bolores xerolfílicos 0,61 Leveduras osmofílicas 0,60
  • 4. c) Composição dos alimentos (nutrientes) Parâmetros Extrínsecos Além do pH e atividade de água, o crescimento microbiológico será função dos - Temperatura nutrientes disponíveis no alimento para seu desenvolvimento. Dessa forma, produtos ricos em proteínas, aminoácidos, sais, minerais, vitaminas propiciam o desenvolvimento de uma Microrganismos necessitam de faixas adequadas de temperatura para se flora microbiana mais complexa, especialmente os microrganismos patogênicos, mais desenvolverem e de acordo com as temperaturas envolvidas classificam-se: exigentes do ponto de vista nutricional. Carnes, peixes, ovos e leite são principalmente susceptíveis a reações proteolíticas a) Termófilos: Têm uma faixa de temperatura ótima entre 55 – 75ºC, mínima 40 - 45 e pelos microrganismos liberando nutrientes essenciais ao seu desenvolvimento e constituem máxima 60 - 90oC. Muitas bactérias deterioradoras de alimentos encontram-se nessa faixa no grupo de alimentos de risco. Não é por coincidência que o pH desse grupo de alimentos é de temperatura e se não forem adequadamente destruídas durante tratamento térmico, superior a 4,5 envolvendo portanto, o desenvolvimento de bactérias patogênicas, inclusive o podem vir a se constituir um problema pós-processamento. Clostridium botulinum. Por outro lado, muitos alimentos apresentam em sua composição constituintes antimicrobianos, que auxiliam no processo de conservação. Por exemplo, leite b) Mesófilos: Têm ótimo de crescimento entre 30 - 45oC, mínimo 5 - 15oC e máximo 35 - contém lactoperoxidase, lactoferrina, enzimas que agem como elementos antimicrobianos. 47oC. Neste grupo estão incluídos todos os microrganismos patogênicos e a maioria dos Ovos contêm lisozima que rompe paredes celular de muitas bactérias, cravo contém deterioradores de alimentos. Representam o maior grupo de risco ao processador de eugenol, um reconhecido agente antibacteriano. alimentos. Estruturas biológicas dos alimentos tais como casca de frutas, couro e pele dos animais, escamas de peixes, e proteção de sementes auxiliam na preservação primeira da c) Psicrófilas: São aqueles que crescem a 0oC, têm uma temperatura ótima em torno de 12 - matéria-prima, implicando numa maior segurança no tratamento de preservação aplicada, 15oC, uma temperatura máxima entre 15 - 20oC e mínima entre (-5)-(+5)oC são muito uma vez que quanto maior a carga microbiana inicial, maior a intensidade do tratamento a comuns na natureza e incluem grupos deterioradores de alimentos mantidos sob ser aplicado. refrigeração. Entretanto, devido a sua sensibilidade a altas temperaturas as psicrófilas são de pouca importância em alimentos processados. d) Potencial de óxido redução: d) Psicotróficas: Também crescem a 0oC mas sua temperatura ótima esta entre 25 - 30oC e O potencial de óxido redução (Eh) de um determinado meio pode ser definido como a temperatura máxima 30 - 35oC. Ao contrário das psicrófilas, pela sua capacidade de se tendência de um substrato receber ou ceder elétrons (e-) nas reações de óxido redução. desenvolver tanto em temperatura de refrigeração como a temperatura ambiente são de Quando um substrato perde e-, se oxida e quando capta e-, reduz-se, sendo que crucial importância no processamento de alimentos. Existem inúmeras espécies oxidação também é adquirida pela adição de O2. pertencentes a esse grupo, os quais incluem aeróbios, anaeróbios e formadores de Microrganismos por sua vez podem requerer ou Eh+ ou Eh-. No primeiro caso são esporos. aeróbios estritos e nos microrganismos com Eh-, anaeróbios. Microrganismos aeróbios são Bacillus, Pseudomonas, bolores são estritamente - Umidade relativa (UR) aeróbios, ao passo que leveduras podem ser facultativas, ou seja, crescer tanto na ausência como presença de oxigênio. Umidade relativa do ambiente desempenha papel fundamental na microflora que Bactérias também podem ser facultativas em relação às necessidades de oxigênio, pode se desenvolver no alimento, uma vez que existe a tendência do alimento equilibrar seu desde que possuam diferentes rotas metabólicas. próprio conteúdo de umidade como aquela do ambiente podendo ocorrer portanto, migração Existem ainda as bactérias microaerófilas, tais como Lactobacillus e Streptococcus, de água livre da atmosfera para a composição do alimento. as quais não são anaeróbicas, porém não crescem bem em meio muito aerados, Quando ocorre passagem de vapor de água para o alimento, eleva-se o teor de água necessitando de quantidades pequenas de O2 disperso no meio para se desenvolverem. livre disponível propiciando um maior crescimento microbiológico. Nesse sentido alimentos Anaeróbios estritos requerem ausência total de O2 e pertencem a este grupo os armazenados em embalagens que permitem migração de água devem ser submetidos a Clostridium e muitas bactérias patogênicas, sendo um problema em enlatados e embalagens rigoroso controle de UR da atmosfera de estocagem, como no caso de carnes, leite em pó e a vácuo. ovo desidratado.
  • 5. Locais com UR elevada podem levar ao crescimento de bactérias, bolores e USO DE TECNOLOGIAS CONVENCIONAIS leveduras nas paredes, teto e pisos com circulação levando a sérias contaminações do NA CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS alimento armazenado. Tanto os fatores intrínsecos como extrínsecos interrelacionam-se e conferem diferentes graus de resistência aos microrganismos e portanto são essenciais no INTRODUÇÃO dimensionamento do tratamento aplicado influenciando nas características do processo aplicado. Todos os alimentos são passíveis de se deteriorarem. A partir do momento em que Esporos são muito mais resistentes às temperaturas extremas que células suas matérias-primas são obtidas, durante o processamento e mesmo durante sua vida-de- vegetativas, fungos e leveduras, os quais não sobrevivem a 100oC e são destruídos em prateleira, se iniciam alterações físicas, químicas e biológicas, que alteram qualidades poucos minutos a 70 - 80oC em calor seco. organolépticas e de sanidade. Quanto maior a carga microbiana inicial, maior será o tempo necessário para reduzir O grau em que estas alterações ocorrem está condicionado a inúmeras causas, ligadas esta população a níveis seguros para qualidade e saúde do consumidor. Quando ocorre à composição dos alimentos, à presença de enzimas e microrganismos e a outros fatores, manipulação inadequada dos alimentos, ocorre um aumento excessivo no número de capazes de desencadear ou neutralizar ou refrear o processo de alteração. microrganismos, o que afeta seriamente a efetividade do processo térmico aplicado. É o Por estes fatores, a conservação dos alimentos deve ocorrer em toda a cadeia caso específico da necessidade de refrigeração do leite antes da pasteurização. produtiva, envolvendo Boas Práticas de Produção em todos os níveis do processo, da Redução da aw, de um modo geral, aumenta a resistência térmica de esporos e obtenção da matéria-prima ao produto acabado. células vegetativas. Na temperatura ótima de crescimento os limites de aw onde o Os processos de preservação dos alimentos acompanham o homem há muito tempo. microrganismo consegue se desenvolver são ampliadas, bem como na presença de Processos como salga, fermentação, defumação, entre outros, são conhecidos há muito elementos nutritivos que enriquecem o meio de crescimento do microrganismo. tempo, e ainda hoje aplicados. Estes processos podem ser classificados de várias A presença de água facilita transmissão de calor e resulta em maior efetividade na maneiras. Do ponto de vista de engenharia de processos, a classificação a seguir pode ser morte térmica dos microrganismos. utilizada. A composição do alimento afeta de modo marcante o crescimento microbiológico observado. Em geral, presença de gordura, carboidratos, proteínas aumentam a resistência térmica seja por um efeito protetor às bactérias, devido à presença de partículas de tamanho 1. CONSERVAÇÃO PELO FRIO: Resfriamento e Congelamento coloidal, seja pela maior dificuldade à transmissão de calor. Quando as funções vitais de animais ou plantas são interrompidas como ocorre no abate ou colheita de frutas e vegetais começam a ocorrer uma série de reações que levam à putrefação do produto. Certos produtos como vegetais, frutas, hortaliças não cessam sua atividade metabólica e todo sistema metabólico continua em ação levando a um maior grau de maturação, senescência e propiciando a invasão microbiológica tornando o produto impróprio para consumo. No caso de produtos animais, como carne bovina, suína, aves, peixe, após operação de abate são muito susceptíveis à contaminação microbiológica e em poucas horas ocorrerá a deterioração do produto com crescimento de bactérias patogênicas que comprometem a saúde do consumidor. Do ponto de vista químico, reações de oxidação ocorrem desenfreadamente adulterando o produto com formação de off-flavors e sabor de ranço. A utilização de baixas temperaturas através da prática de refrigeração e congelamento consideravelmente retarda esses fenômenos, inibindo crescimento da maioria dos microrganismos e ação enzimática.
  • 6. A) RESFRIAMENTO A diferença entre pressão de vapor do produto e o ar é principalmente uma função da umidade relativa e velocidade do ar no local de armazenamento. O processo de conservação pela refrigeração compreende a utilização de temperaturas De um modo geral, quanto mais baixa a umidade relativa e mais elevada a velocidade da ordem de -1°C a 10°C. A refrigeração não tem ação esterilizante sobre microrganismos e, do ar, por isso, não pode melhorar os alimentos em condições precárias de sanidade. Consegue, maior será o diferencial de pressão de vapor e maior a taxa de perda de umidade do no entanto, retardar o prosseguimento de atividades contaminantes já instaladas e impedir, produto. Teoricamente 100% de umidade relativa e ar parado seriam condições ideais para nos casos previstos, o surgimento de novos agentes deteriorantes, bem como reações evitar desidratação do produto, porém estas são também condições ideais para crescimento enzimáticas. de fungos e bactérias nos alimentos. Dessa forma deve-se encontrar uma umidade relativa e O sucesso do processo de resfriamento dependerá, portanto, da temperatura utilizada velocidade de ar intermediárias que garantam a qualidade sensorial e microbiológica do e do tempo em que o alimento permanecerá armazenado. produto. O resfriamento de alimentos constitui-se no único método de conservação capaz de Como regra geral, o teor de umidade deve ser mantido a um nível alto quando o manter as características organolépticas o mais próximo possível da matéria-prima original. produto é passível de desidratação durante o processo de refrigeração e congelamento, Se isto se constitui numa vantagem, por outro lado, o tempo de vida de prateleira para controle de umidade relativa e velocidade do ar durante estocagem. Por exemplo, aves e alimentos refrigerados não é longo e sua qualidade será altamente dependente do manuseio peixes, são refrigerados com gelo em escamas até atingirem tempo correto para irem a e estado da matéria-prima inicial a qual deve conter uma carga microbiana mais reduzida câmara de estocagem; frutas e vegetais passíveis de desidratar podem ser pré-refrigerados possível, estar livre de injúrias mecânicas, fissuras, ser colhida em estágios ótimos de com hidro refrigeração (pulverização do produto com água resfriada) ou refrigeração a maturação e no caso de produtos animais, o método de refrigeração e condições de vácuo. estocagem devem propiciar máxima qualidade possível ao produto. c) Qualidade inicial da matéria-prima e Maturação: Fatores que afetam a qualidade de alimentos refrigerados: Outro fator determinante na eficiência do processo de refrigeração é as condições do produto inicial. Somente vegetais e frutas em boas condições devem ser aceitos para a) Parâmetros físicos do processo: estocagem e devem colhidos antes de estarem completamente maduros. A duração do Fatores como temperatura inicial de refrigeração, tempo requerido para o produto armazenamento de frutas e vegetais muito maduros é extremamente curta, mesmo sob as atingir a temperatura do local de estocagem refrigerada e o próprio método de refrigeração melhores condições de estocagem. Além disso, para assegurar a duração máxima de são decisivos para qualidade do produto final. armazenamento com mínima perda de qualidade, o produto deve ser resfriado à temperatura ambiente de armazenamento, o mais rápido possível após colheita ou abate e o b) Condições de armazenamento e umidade relativa: transporte deve ser sempre refrigerado. As condições de armazenamento requeridas para o resfriamento são específicas para O processo de maturação em frutas e vegetais é um período crítico de transmissão cada produto. De modo geral, deve ser levado em consideração o tipo de armazenamento dos estágios de desorganização celular e morte. Maturação corresponde à aquelas (curto ou longo), gradiente de temperatura, tempo inicial e final de refrigeração, porcentagem mudanças em fatores sensoriais de cor, textura e gosto produzindo produto aceitável para de umidade relativa recomendada, período máximo de armazenamento, umidade e consumo. propriedades físicas do produto, movimentação de ar na câmara de estocagem. Estas mudanças incluem transformações nos pigmentos, pectinas, carboidratos, O armazenamento de produtos perecíveis no seu estado natural (sem embalagem) ácidos orgânicos, taninos etc. A taxa e a natureza dessas mudanças variam entre diferentes requer extremo controle da temperatura ambiente, umidade relativa e movimentação de ar frutas mas a maioria dela mostra um perfil respiratório conhecido como climatério, ou seja, o na câmara. processo de respiração com a ingestão de O2 e produção de CO2 contínuo após colheita, Uma das principais causas de deterioração de alimentos frescos como carnes, ovos, até amadurecimento, com declínio no consumo de O2 durante a fase de senescência ou peixes, aves, frutas e vegetais é a perda de umidade da superfície do produto por super-amadurecimento. evaporação no ar ambiente, levando à desidratação do produto com perdas do valor Reações que ocorrem nesta fase incluem depolimerização como por exemplo nutricional, descoloração, murchamento, oxidação. A desidratação vai ocorrer sempre que a hidrólise de amido a glicose na banana e quebra de protopectina a pectina em várias frutas e pressão de vapor do produto for maior que a pressão de vapor do ar ambiente sendo a vegetais; destruição de pigmentos com síntese de pigmentos clorofila e formação de perda de umidade proporcional à diferença nas pressões de vapor e a porção da superfície carotenóides, licopeno, etc, ação de enzimas hidrolíticas, oxidases, fosfatases, esterases, do produto exposta. etc.
  • 7. Outras reações de biosíntese também são pré-formadas tais como incorporação de podendo sofrer danos na estrutura causando mudanças no paladar, odor e textura. Em aminoácidos a proteínas, metabolismos de ácidos nucleicos, fosforilação oxidativa, etc. geral, os vegetais são mais prejudicados na textura que tecidos animais pois possuem O conjunto dessas reações pós-colheita é responsável pelo adequado grau de células mais rígidas e de diferentes estruturas. A alta concentração de sólidos solúveis, maturação de frutas e vegetais e somente vão ocorrer se submetidos a temperaturas especialmente sais e ácidos, provocados pela formação de gelo intracelular ou por retirada adequadas. Dessa forma, o manuseio e acondicionamento inadequados de frutas e vegetais de água das células através da formação de gelo extracelular durante congelamento, serão comprometem irreversivelmente a qualidade desses produtos. responsáveis por muitas alterações indesejáveis. No caso de sistemas coloidais como géis, soluções de proteínas (gelatina e albumina), polissacarídeos (amido), o congelamento leva a ocorrência do fenômeno de B) CONGELAMENTO sinerese que é liberação de água ou solução coloidal juntamente com redução do volume do gel. Proteínas podem ser desnaturadas durante congelamento e o produto ao ser Água é o principal componente na maioria dos alimentos, atingindo até 98% descongelado perderá as características de qualidade inicial. Produtos emulsionados como em algumas frutas e vegetais frescos. As células vivas contêm muita água, cerca de 2/3 ou creme de leite, manteiga, sopas, molhos podem perder sua estabilidade durante estocagem mais de seu peso. No fluido celular existem substâncias orgânicas e inorgânicas, sais e congelada de maneira irreversível. A tecnologia de alimentos hoje dispõe de agentes açúcares, ácidos e moléculas complexas como proteínas, enzimas e ainda gases espessantes, emulsificantes, estabilizantes adicionados a estes produtos congelados que dissolvidos. Esse sistema quando congelado produz mudanças físicas, químicas e impedem esses problemas. biológicas. O ponto de congelamento de um líquido é aquela temperatura onde o líquido b) Cuidados na seleção, manipulação e preparo do produto para congelamento: está em equilíbrio com o sólido. Uma solução com uma pressão de vapor menor que um Um dos princípios básicos na indústria de alimentos é o de que não é possível a solvente puro não estará em equilíbrio com o solvente sólido em seu ponto normal de obtenção de um produto de alta qualidade a partir de matéria-prima inferior ou mesmo congelamento. O sistema deverá ser resfriado à temperatura na qual a solução e o solvente razoável. Além desse aspecto fundamental inerente à qualidade inicial na matéria-prima, sólido tenham a mesma pressão de vapor. O ponto de congelamento de uma solução é várias etapas devem der realizadas previamente ao congelamento dos alimentos. menor que a do solvente puro. Assim, a temperatura de congelamento do alimento é menor Para batatas com alto teores de açúcares redutores deve-se realizar um que o da água pura. E a maioria deles congela-se em temperaturas entre 0-(-3)oC. acondicionamento a temperaturas de 30oC para reduzir a níveis desejados estes açúcares É um tratamento por frio mais intenso, para alimentos que necessitam maior período que poderão comprometer a cor do produto final durante a fritura. de conservação. Permite conservar grande parte dos atributos organolépticos e nutritivos Os aspargos perdem sua maciez e sabor natural logo após colheita, devendo ser além de dificultar ações desfavoráveis de microrganismos e enzimas. resfriado e processado o mais rápido possível. Limpeza, classificação, seleção e inspeção A desvantagem do processo é o custo envolvido em toda uma cadeia ininterrupta de da matéria-prima são etapas fundamentais ao congelamento. Alguns vegetais devem frio. Dependendo do alimento envolvido esta cadeia de frio poderá utilizar equipamentos receber um tratamento térmico brando denominado branqueamento prévio ao congelamento resfriadores, congeladores, barcos, vagões, caminhões frigoríficos, geladeiras, "freezers", para inativar enzimas que pode alterar o produto durante o processo de congelamento e veículos diversos, utilizados desde a obtenção da matéria-prima até sua distribuição e estocagem com escurecimento, odor e cor indesejável. consumo. No caso de carnes e aves, previamente ao congelamento, o produto deve passar um Apesar do congelamento apresentar-se como uma alternativa viável para o período de pré-resfriamento para que se processe uma série de reações bioquímicas, pois abastecimento de mercado consumidor com redução de perdas e manutenção da qualidade se o animal for congelado imediatamente após abate ocorrerá endurecimento, perda de dos alimentos por longos períodos de estocagem, vários fatores afetam a qualidade do suculência, maciez e encurtamento das fibras musculares com diminuição drástica da produto e duração da armazenagem de qualquer produto congelado, os quais serão qualidade do produto. discutidos a seguir. c) Métodos de congelamento: a) Natureza e composição do alimento a ser congelado: Segundo a velocidade de congelamento, o processo pode ser lento ou rápido: A porcentagem de água presente no alimento e a maneira como ela encontra-se ligada a outros constituintes do alimento desempenhará um papel fundamental na qualidade  Congelamento lento é aquele onde os alimentos permanecem na câmara de do produto final. Em tecidos animais ou vegetais, a estrutura celular contendo sistemas de estocagem a baixas temperaturas até serem congelados, vagarosamente, em geral sob ar membranas que limitam fluidos sofrem efeitos do congelamento e descongelamento parado. A transmissão de calor do produto varia de 3 horas a 3 dias, dependendo do volume
  • 8. do produto, temperatura, tipo de alimento, tamanho e forma. Produtos tipicamente Produtos congelados rapidamente são quase sempre superiores aos congelados congelados lentamente são meias carcaças de carne de vaca, porco, carne de aves lentamente e a razão está na dimensão, número e localização dos cristais de gelo formados encaixotadas, peixes, frutas em caixas grandes e ovos. no produto quando fluidos celulares são solidificados. A passagem da água presente nos alimentos num estado líquido aleatório para o estado sólido ordenado é definida como  Congelamento rápido é definido como o processo onde a temperatura do cristalização, a qual consiste de uma nucleação e crescimento de cristais. A nucleação é a alimento chega a 0-(-3)oC formando cristais de gelo em 30 minutos ou menos, com rápida combinação de moléculas em partículas ordenadas de dimensão microscópicas, servindo remoção de calor do alimento. Pode ser realizado por imersão, em solução refrigerantes, como local de crescimento do cristal. A cristalização é simplesmente o aumento do núcleo contato indireto ou jato de ar. pela adição ordenada de moléculas. Taxas de transmissão de calor e temperatura aplicada  Congelamento por imersão: Soluções usadas no congelamento por imersão controlam o processo de nucleação e cristalização. geralmente são salmouras que podem chegar até -25oC. Uma vez que o líquido refrigerante Quando um produto é congelado lentamente, são formados grandes cristais de gelo, é um bom condutor e está em contato térmico com todo o produto, a transmissão de calor o que resulta em danos sérios para tecido causando ruptura celular. é rápida, o congelamento ocorre em muito pouco tempo. A grande desvantagem desse No congelamento lento ocorre, em geral, a formação de cristais grandes de gelo, no método de imersão é que sucos celulares do produto tendem a ser extraídos por osmose, o interior das células e principalmente nos espaços intercelulares do alimento, com que resulta em contaminação e enfraquecimento da solução congelada. Pode haver conseqüente perda de qualidade (textura, sabor, valor nutritivo) por perda de material migração da solução de sal para o produto dando efeito indesejável. Produtos exudado no descongelamento. O congelamento rápido favorece a produção de pequenos freqüentemente congelados por este método são peixes e camarões. cristais de gelo, principalmente no interior das células, com conseqüente ganho de qualidade final do produto para o consumidor.  Congelamento por jatos de ar: É realizado pelo uso de baixas temperaturas e alta No congelamento rápido produz-se menos cristais de gelo que são formados quase velocidade de circulação de ar para produzir uma taxa elevada de transmissão de calor ao inteiramente dentro da célula, de modo que a ruptura celular é grandemente reduzida. No produto. É freqüentemente realizada em túneis isolados, com esteiras rolantes descongelamento, produtos congelados lentamente perdem consideráveis quantidades de transportadoras. O processo de congelamento é dimensionado de tal maneira que o líquido através de gotejamento piorando propriedades nutricionais e sensoriais. período decorrente entre a entrada no túnel e saída pela outra extremidade deve ser De acordo com a teoria do cristal, crescimento dos cristais de gelo ocorre em suficiente para o produto atingir a temperatura de congelamento desejada. É indicado muito maior intensidade no congelamento lento. Células de carne, frango, peixe, frutas e para produtos congelados de dimensões e formas irregulares e não uniformes tais como vegetais contem um líquido celular muito viscoso. Se congelamento rápido é realizado, aves. Existe também o congelamento criogênico o qual envolve a exposição do produto pequenos cristais de gelo são uniformemente formados através das células e no a uma atmosfera abaixo de -60oC utilizando-se nitrogênio líquido ou dióxido de descongelamento, a água á reabsorvida dentro dos tecidos quando os cristais fundem-se. carbono, realizado em túneis ou em carrinhos em gabinetes. Oferecem um tempo rápido de congelamento onde para os vegetais o tempo é de 1-6 minutos. Reduz perda de peso d) Condição de estocagem: a menos de 1% e a exclusão de O2 e danos causados pela cristalização são A temperatura e tempo de estocagem são os fatores mais importantes que aparentemente menores. influem na qualidade do produto. Flutuações de temperatura na câmara levam a sensível perda de qualidade pela alteração do perfil de cristais de gelo formados. A escolha da  Congelamento por contato indireto ou placas: É conseguido colocando o produto temperatura ideal de estocagem é fundamental para permitir um máximo período de em contato com chapas de metal através das quais é circulado um líquido refrigerante (- estocagem, reduzir custos e minimizar as alterações de qualidade do produto. Condições do 35oC) e a transmissão de calor ocorre principalmente por condução de modo que a ar de circulação na câmara e umidade relativa devem ser rigorosamente controlados. A eficiência do congelamento depende na maior parte da quantidade da superfície de câmara será mantida a temperatura estipulada por meio de circulação de ar e previamente contato. Útil para congelamento de produtos em pequena quantidade e o tipo mais usado resfriada, o qual deverá ter um máximo valor de umidade relativa para que quando lançada é o congelador de chapa múltipla, o qual consiste de uma série de chapas refrigeradas sobre o produto, não provoque desidratação superficial. Para melhorar as condições de horizontais paralelas movimentadas por pressão hidráulica de modo que possam ser estocagem e custos da circulação de ar e manutenção da câmara o produto deve ser abertas para receber o produto entre elas e depois fechadas sobre o produto. Uma vez devidamente embalado e uniformemente distribuído ao longo da câmara de estocagem para que todo o produto esteja em contato com as chapas de refrigeração, o coeficiente de não bloquear a passagem de ar. Temperatura do produto que chegam a câmara nunca transmissão de calor é alto e o produto é rapidamente congelado. devem ser superiores a aquelas que estão devidamente estocadas, pois caso contrário,
  • 9. provocarão flutuações de temperatura. Finalmente, nada disso resultará em sucesso na  ajudar na limpeza do alimento, reduzindo a carga microbiana na superfície qualidade do produto se o transporte posterior não for adequado.  amolecer a pele dos vegetais para etapas posteriores de descascamento  uniformizar a massa do vegetal, facilitando o envase  eliminar os gases intracelulares antes do envase nas embalagens herméticas  inativar enzimas 2. CONSERVAÇÃO PELO TRATAMENTO TÉRMICO  impedir a despigmentação de frutas e hortaliças, fixando pigmentos pode agir em combinação com tratamentos de sulfitação e adição de cálcio A utilização de calor ou aplicação de altas temperaturas no processamento de alimentos é realizada com os seguintes objetivos: B) PASTEURIZAÇÃO  destruição dos microrganismos deterioradores de alimentos e causadores de toxinfecção alimentar bem como toxinas produzidas para estes microrganismos; Este termo tem amplo sentido na moderna tecnologia de alimentos. A designação  inativação da enzimas que levam a reações de escurecimento, oxidação, pasteurização provém do tratamento térmico brando que Pasteur aplicou a vinhos para hidrólise alterando a qualidade do produto final; retardar ou prevenir a deterioração que ocorria.  inibição de fatores antinutricionais e destruição de toxinas que podem estar A pasteurização consiste no extermínio parcial da flora total contaminante, porém presentes e comprometer a sanidade dos alimentos. eliminando a níveis satisfatórios toda flora microbiana patogênica. Nos processos de pasteurização a temperatura raramente ultrapassa os 100°C e pode ser obtida por água Além desses fatores relacionados à saúde, aplicação do calor tem razões quente, calor seco, vapor, corrente elétrica e radiação ionizante, diretamente ou tecnológicas óbvias tais como cozimento, melhorar a textura do produto, tornando-o indiretamente sobre o alimentos, em equipamentos contínuos ou por batelada. aceitável do ponto de vista de palatabilidade, aparência e conveniência ao consumidor ao Pasteurização genericamente pode ser definida como a eliminação pelo uso de calor otimizar retenção de fatores de qualidade (cor, flavor, textura e nutrientes). das células vegetativas dos patógenos, devendo também destruir a maioria das formas A natureza e intensidade do tratamento térmico aplicado e função de vários vegetativas dos microrganismos deterioradores que interferem em fermentações parâmetros, enumerados a seguir: indesejáveis. Resistem à pasteurização, esporos, microrganismos termófilos como certas espécies 1) pH, flora microbiológica e carga microbiológica inicial; de Bacillus e Clostridium e alguns gêneros de Streptococcus e Lactobacillus. São destruídas 2) características organolépticas do alimento quanto à textura, maciez, cor, etc; no processo de pasteurização, leveduras, bolores, bactérias Gram negativas e a maioria das 3) preservação de nutrientes e minimização de alteração de flavor, cor e sabor. Gram positivas. De todos estes, o pH é sem dúvida o parâmetro decisivo mais importante. De um modo Considerando a variabilidade dos parâmetros de processo tempo/temperatura e as geral, alimentos ácidos com pH <4,5, pH limite de crescimento do Clostridium botulinum são características dos produtos, a pasteurização deve garantir a condição microbiológica pasteurizados e alimentos com pH > 4,5 são esterilizados devido ao risco de crescimento exigida e a destruição das enzimas prejudiciais, monitorando o processo pela condição mais dessa bactéria patogênica. crítica: fungos termoresistenes na maioria dos sucos de frutas, pectinesterase no suco de Na indústria de alimentos, os processos térmicos são muito usados e a terminologia laranja, leveduras em xaropes de açúcar, etc. compreende a descrição das etapas de aquecimento, retenção e resfriamento, suficientes Uma vez que pasteurização não elimina todos os microrganismos presentes, alguns para eliminar um agente bacteriano nocivo à saúde. fatores de controle adicionais, devem ser adicionados para efetivar a conservação do alimento. A pasteurização é normalmente seguida de outras formas de conservação, como  BRANQUEAMENTO o frio (leite, creme de leite e manteiga pasteurizados), acidificação (picles, palmito em conserva), utilização de conservantes (sucos de frutas, leite de coco, refrigerantes), entre O branqueamento ou escaldagem é um processo térmico de curto tempo de outras, tais como redução da aw, baixa temperatura de estocagem, acidez e sais de cura. É aplicação, com características de pré-tratamento, pois precede o início de outros processo o exemplo típico do leite fluido que após processo de pasteurização necessita ser de elaboração industrial de vegetais, como congelamento enlatamento e desidratação. Pode refrigerado, pois caso contrário, contaminações microbiológicas vão ocorrer deteriorando o ocorrer pela imersão do produto em água ou infusão de vapor. produto. Suas funções são:
  • 10. Certos vegetais como, por exemplo, palmito, cebola e alcachofra com pH >4,5 não Vários parâmetros interferem no projeto do processamento térmico. Os principais são: resistem as elevadas temperaturas de esterilização e portanto são acidificados a pH <4,5 e  espécie, forma e contaminação inicial do microrganismo alvo posteriormente pasteurizados. Dessa forma assegura-se que esporos de Clostridium  pH do produto botulinum não se desenvolvam e tratamento térmico será adequado para garantir a sanidade  penetração de calor no alimento (propriedades físicas como difusividade térmica, do produto. viscosidade, tamanho e forma da embalagem) Alimentos comumente pasteurizados: vinagre, cerveja, sucos, picles e produtos  temperatura inicial fermentados.  binômio tempo/temperatura de processo  tipo de equipamento C) ESTERILIZAÇÃO Durante a esterilização térmica de alimentos, a população dos microrganismos presente no alimento decresce dependendo da temperatura do produto. Populações E.coli, Salmonella, Esterilização pode ser definida como a destruição total de vida. Em alimentos essa Listeria monocytogenes decrescerão de modo logarítmico. Esporos de bactérias obedecerão situação é impossível de ser alcançada e o termo comumente utilizado é esterilização o mesmo perfil, porém, apresentam um tempo de atraso denominado "lag time". comercial, onde a aplicação dos parâmetros combinando tempo e temperatura asseguram que nenhum microrganismo viável pode ser detectado por métodos convencionais de análise microbiológica, ou ainda, o número de microrganismos é tão pequeno que perde 3. CONSERVAÇÃO PELA RETIRADA DE UMIDADE significância nas condições de enlatamento e armazenamento sendo incapazes de se reproduzirem em condições adequadas de estocagem. A água é o principal fator que gera condições para o crescimento e desenvolvimento de Por células viáveis, entende-se formas de bactérias, fungos e leveduras que possam microrganismos nos alimentos. Por esta razão, alimentos com baixa atividade de água, se reproduzir. Num produto comercializado estéril podem existir esporos, os quais só como os cereais possuem maior facilidade de conservação. germinarão quando o produto for estocado a altas temperaturas. A redução de água livre do alimento eleva a pressão osmótica de seu meio e, O processo de esterilização na indústria de alimentos deve ser rigorosamente conseqüentemente, a proliferação de microrganismos é contida. Da mesma forma, enzimas controlado. O dimensionamento dos parâmetros tempo e temperatura devem ser calculados que provocam alterações nos alimentos são contidas. Além destas vantagens, esse com ampla margem de segurança e é função da composição do alimento, carga microbiana processo proporciona redução do peso e volume do material, com diminuição dos custos de inicial, viscosidade e velocidade de penetração de calor, onde o tempo e a temperatura embalagem, transporte e estocagem, incluindo espaço disponível; maior facilidade de estipulados devem ser tais que o calor seja distribuído e atinja o ponto mais frio da lata, e a armazenamento, desde que protegido da umidade; e normalmente necessita de uma menor partir desse ponto conta-se o tempo de processo térmico. O processo de penetração de mão de obra. calor pode ocorrer por conversão ou condução ou ambos combinados. A esterilização visa a destruição das floras microbianas total e patogênica do alimento, tendo como resultado um produto estável à temperatura ambiente. Para tanto, A) SECAGEM E DESIDRATAÇÃO utiliza temperaturas acima de 100°C, em equipamentos como autoclaves, ou trocadores de calor, no processamento asséptico. Geralmente são esterilizados alimentos de baixa acidez: A secagem ou remoção de água constitui-se num dos métodos mais antigos de pH > 4,6 e Aa > 0,85 (milho verde, ervilha, feijões e seleta de legumes em salmoura; leite preservação de alimentos utilizada pela humanidade desde a antiguidade através do esterilizado; produtos cárneos enlatados, etc.), pois são susceptíveis à germinação e processo natural de exposição ao sol de grãos, frutas e certas carnes. Falta de controle crescimento dos esporos termoresistentes de Clostridium botulinum. microbiológico e higiênico, resultando em baixa qualidade do produto final inviabilizaram esta As autoclaves podem operar com vapor saturado, água quente e sobrepressão de técnica conduzindo a modernas operações de desidratação industrial onde secagem artificial vapor, misturas de vapor/ar, spray de água, chuveiro de água, conforme o projeto do ocorre com evaporação de água do alimento através de equipamentos adequados. equipamento. Podem ainda ser agitadas ou fixas, horizontais ou verticais, de fluxo contínuo A preservação dos alimentos por desidratação ou secagem baseia-se no fato de que ou por batelada. os microrganismos e enzimas necessitam de água para execução de suas atividades Os trocadores de calor podem ser de casco e tubo, a placas, superfície raspada, metabólicas. Quando o teor de água livre é reduzido com conseqüente redução na aw inibe- injeção de vapor ou infusão de vapor, principalmente para produtos fluidos, pastosos, ou se o crescimento microbiano e atividade enzimática. Além disso, com remoção de água mesmo particulados. ocorre redução de custos e espaços para embalagens e locais de estocagem levando
  • 11. também à maior facilidade na distribuição e transporte em relação às matérias-primas Considerando que os alimentos desidratados são consumidos diretamente após originais. prévia rehidratação ou então utilizados como ingredientes no preparo de outros alimentos A secagem pode ocorrer por métodos naturais, ao sol e correntes de ar aquecidas, ou (condimentos, farinhas, chocolates, etc), torna-se de fundamental importância o em desidratadores artificiais. O tipo de secador empregado depende das características do conhecimento do seu nível de contaminação particularmente em relação a presença de alimento; da facilidade de processamento; do volume, da quantidade, estado e condições do bactérias patogênicas ou daquelas responsáveis por processos de deterioração. Além desse produto; de fatores de origem econômica e da forma que se deseja dar ao produto aspecto microbiológico essencial, são requerimentos desejáveis em alimentos desidratados: Alimentos podem ser desidratados por ar, vapor superaquecido a vácuo, em gás  devem ser competitivos em custos; inerte e por aplicação direta de vapor, sendo o ar o mais utilizado uma vez que é mais  devem ter características organolépticas, cor, sabor, flavor, textura abundante, conveniente, de baixo custo, e superaquecimento de alimento pode ser comparáveis ao alimento fresco; controlado.  ser rapidamente reconstituído;  reter seu valor nutricional; Princípio do Processo de Secagem: O ar conduz o calor até o alimento que vai ser  ter boa estabilidade à estocagem. desidratado, causando evaporação da água e carrega a umidade deste vapor liberado do O tipo de secador empregado depende das características do alimento; da facilidade alimento. de processamento; do volume, da quantidade, estado e condições do produto; de fatores de Secagem, portanto, é uma operação na qual ambas transferência de massa e calor origem econômica e da forma que se deseja dar ao produto. Os principais tipos são: ocorrem. Calor é transferido à água do alimento sendo vaporizado e o vapor de água é então removido. OS SECADORES DE CABINE Normalmente empregados em operações descontínuas, em uma ou mais unidades. Esta operação é feita através de secadores os quais podem ser de dois tipos: São flexíveis e de construção e manutenção econômica. Normalmente são destinados à desidratação de frutas e hortaliças em pequena escala. Bandejas com alimento são a) adiabáticos: aquela onde o calor é levado ao alimento por um gás quente, o qual dispostas em prateleiras, facilitando o manejo. O ar quente é aquecido por resistências pode ser produzido por combustão ou ar aquecido; elétricas, vapor, chama ou outro mecanismo e direcionado por ventiladores ao alimento. Possui como inconveniente a dificuldade de uniformização da taxa de secagem em todo o b) de condução: aqueles onde o calor é transferido através de uma superfície equipamento, o que pode gerar produtos heterogêneos. sólida, como por exemplo uma placa aquecida e o produto é usualmente mantido sob vácuo e o vapor de água e removido por bomba de vácuo. A eficiência do processo de secagem no primeiro caso vai depender das propriedades do ar de secagem, temperatura, umidade relativa e velocidade de insuflagem e das propriedades do produto, tais como porcentagem de umidade, tamanho e forma. Frutas e vegetais são geralmente secos em secadores de carbono, túnel ou em estufas através de passagem do ar quente. Produtos líquidos e sensíveis como ovo inteiro, leite, albumina de soro, são desidratados em secadores denominados "spray dryers", adiabáticos, porém, o produto não é colocado em bandejas mas dispersos em pequenas gotículas as quais são suspensas no ar seco, com a vantagem de oferecer tempos de secagem muito curtos. Quando operados adequadamente retém boa parte de flavor, cor e valor nutritivo. Pastas, massas, purês de frutas dependendo da qualidade do produto final desejada podem ser secos ou nos secadores anteriores ou em tambores rotativos do tipo de Figura 1 Foto de um secador piloto de cabine transferência de calor em contato com a superfície aquecida, sendo que o tambor pode ser OS SECADORES DE TÚNEL exposto a atmosfera ou a vácuo. São uma variação dos secadores de bandeja, uma vez que estas agora percorrem um túnel, pelo qual circula o ar quente em fluxo paralelo, em contra-corrente ou cruzado, em
  • 12. relação ao produto. São utilizados para hortaliças, geralmente contínuos, com grande capacidade de produção. OS SECADORES EM SPRAY Tem por finalidade pulverizar um líquido ou um sólido, em forma de suspensão fina, que é arrastada por uma corrente de ar quente. Ocorre então uma secagem rápida de soluções, suspensões e substâncias pastosas, capazes de serem atomizadas em glóbulos de pequeno diâmetro. Comparado a outros sistemas de desidratação, os "Spray Dryers" reúnem as melhores condições de rendimento técnico e econômico. O processo se desenvolve com a pulverização do produto através do atomizador (os mais comuns são discos giratórios de alta rotação); o ar quente (130-250°C) atinge o produto e um sistema de exaustão arrasta o ar carregando a umidade do produto (50-80°C), pois o calor é incorporado às partículas pulverizadas e a evaporação da água se processa imediatamente. A figura a seguir ilustra as principais partes de um spray dryer. Ar comprimido Compressor de ar Produto Figura 3 Foto de um Spray Dryer piloto para evaporação de aproximadamente 50kg/h Atom. de água Ar quente OS SECADORES DE TAMBOR 2 Bomba Reservatório "Drum dryers", são compostos por um ou mais cilindros metálicos, encamisados com vapor saturado (geralmente) ou água quente ou outro fluido térmico, que giram sobre seu Spray Drier eixo horizontal. Uma camada delgada de produto se espalha sobre o cilindro giratório 3 Ar seco Ciclone Produto seco aquecido; o produto permanece sobre o cilindro o tempo necessário para ser desidratado, 0 1 Resistência Exaus- quando então é retirado por intermédio de facas ou raspadores; a película seca, após sua tor Cano de PVC Ar úmido 4 5 raspagem, é moída, obtendo-se um produto desidratado em pó. Figura 2 – Esquema de um secador tipo Spray Figura 4 Foto de um drum dryer piloto
  • 13. C) CONCENTRAÇÃO Liofilização ou crioconcentração consiste na desidratação de uma solução ou produto congelado, por sublimação do solvente. O processo é iniciado pelo alimento congelado, Os processos de concentração visam a eliminação da água do alimento e a extensão seguido de sublimação, que ocorre numa câmara de alto vácuo. Como principais vantagens no seu prazo de validade. Dos equipamentos utilizados para concentração, os tachos do processo pode-se citar a manutenção da estruturado produto, retenção do valor nutritivo, encamisados são um dos mais versáteis. São utilizados, além da concentração, para o fácil rehidratação, baixa oxidação durante o processo. A maior desvantagem é o alto custo cozimento e formulação de alimentos, numa ampla faixa de viscosidade para alimentos da operação. contendo ou não partículas. Porém, os tachos são especialmente indicados para concentrar alimentos de viscosidade tão elevada que o seu processamento em outros evaporadores seria difícil ou mesmo impossível. 4. CONSERVAÇÃO POR OUTROS MÉTODOS D) LIOFILIZAÇÃO A) FERMENTAÇÃO Um processo de desidratação mais sofisticado é conseguido pelo uso de condições Ao contrário dos métodos citados até aqui que envolvem a destruição ou de alto vácuo num processo denominado liofilização onde a água do alimento é removida retardamento microbiano, e enzimático, alimentos podem ser conservados se determinadas por meio de passagem direta do estado sólido para o gasoso. espécies de microrganismos se desenvolverem sob condições muito controladas em Dependendo das condições de pressão e temperatura, qualquer substância pode se processos denominados de fermentações. Sob tais condições e possível utilizar certos apresentar nos estados sólido, líquido e gasoso. Em condições fixas e características, uma microrganismos que vão inibir o crescimento de outros indesejáveis, reter nutrientes e substância pode coexistir em 3 fases, num ponto denominado ponto triplo, onde sólido, produzir alimentos de características organolépticas altamente desejáveis. líquido e gasoso estão juntos. Para água este ponto triplo ocorre a 0oC e 4,7 mm de Hg e Fermentação é o termo usado para descrever atividade microbiológica nessas condições água passa de estado sólido para gasoso sem passar pelo estado líquido. especialmente evolução de CO2 durante crescimento celular. Entretanto, nem formação de A liofilização é um processo que opera em temperatura e pressão abaixo do ponto triplo da CO2 nem presença de células vivas é essencial à ação fermentativa como ocorre em água. fermentações de ácido lático, onde nenhum gás é liberado e em fermentações monitoradas Liofilização apresenta muitas vantagens em relação ao processo de secagem somente com enzimas. convencional tais como: Fermentações industriais requerem microrganismos capazes de se  reduz alterações químicas de substâncias sensíveis ao calor em função da baixa desenvolverem rapidamente em um substrato e serem de fácil cultivo e manipulação. Além temperatura empregada no processo; disso, não devem ter requisitos nutricionais e fisiológicos muito complexos e serem capazes  maior solubilidade e rehidratação; de manter suas características fisiológicas ao longo do ciclo fermentativo, pois caso  reduz perdas de compostos voláteis; contrário, produziria produtos estranhos adulterando o produto final.  evita desnaturação de proteínas; Os alimentos ou substratos de alimentos fornecem os nutrientes essenciais à  reduz reações enzimáticas e microbiológicas; mantém a morfologia original do fermentação e, em ordem de utilização e mais comum os microrganismos atacarem produto. primeiramente carboidratos seguidos por proteínas e só então gordura. Em relação aos A grande desvantagem é o elevado custo o que limita sua aplicação no Brasil. carboidratos, eles atacam primeiramente açúcares, depois álcoois e finalmente ácidos. Os O processo de liofilização passa pelas seguintes etapas: principais tipos de fermentações comumente empregadas em alimentos são: 1) Congelamento do material; a. Fermentação alcoólica: 2) Secagem que ocorre em duas etapas: - Secagem primária: efetuada a temperatura inferior àquela de fusão, É realizada por leveduras, as quais conseguem eficientemente converter aldeídos a obtida pela sublimação do gelo. álcool. Leveduras industriais produzem álcool em quantidades recuperáveis, sendo a mais - Secagem secundária: efetuada a temperatura inferior à de degradação importante Saccharomyces cerevisiae que ocorre largamente na natureza, solos, uvas, cana do produto, com finalidade de eliminar os últimos vestígios de água de açúcar e várias frutas. É essencial na fabricação de bebidas alcoólicas como vinho e retidos por adsorção. cervejas.
  • 14. A principal reação da fermentação alcoólica é: oxidação continuará resultando em CO2 e H2O, o que é evitado envasando hermeticamente o produto após pasteurização. C6H12O6 + Saccharomyces cerevisiae 2C2H5OH + 2CO2 Todas as fermentações citadas acima devem ser rigorosamente controladas nos seguintes pontos: pH do alimento, pH final da fermentação, disponibilidade de oxigênio, Na produção de álcool uma quantidade muito limitada de O2 é requerida uma temperatura e concentração de substrato ou fonte de energia a ser fermentada. vez que a atividade de leveduras é controlada pelo suprimento de O2. b. Fermentação lática: B) AGENTES QUÍMICOS – ADITIVOS São de grande importância na preservação de alimentos. O açúcar presente no Um conservante químico é adicionado aos alimentos para prevenir ou retardar alimento é convertido a ácido lático e outros produto finais em concentrações tais que inibem deterioração microbiana, enzimática e/ou mudanças físicas ou químicas indesejáveis tais o crescimento de outras classes de microrganismos. Bactérias do ácido latico são eficientes como escurecimento não enzimático e oxidação lipídica. agentes de fermentação e em pouco tempo reproduzem-se tornando-se dominantes sobre a A eficácia ou eficiência de um preservativo químico é largamente dependente microflora geral do alimento. São fundamentais em processamento de produtos lácteos de uma variedade de parâmetros tais como concentração do agente químico, temperatura, fermentados como iogurte, queijos, coalhadas, etc. São importantes do ponto de vista tempo de estocagem, tipo e concentração da flora microbiana e características físicas e nutricional uma vez que metabolizam lactose e portanto, pessoas com intolerância a esse químicas do próprio alimento (pH e conteúdo de umidade) (Robinson, 1983). açúcar podem obter produtos lácteos na dieta através dessa fonte. Conservantes químicos devem satisfazer vários requerimentos para poderem ser aceitos: c. Fermentação butírica: a) não devem ter propriedades carcinogênicas; É menos importante que aquelas citadas previamente na preservação de b) não devem ser tóxicos a concentrações apropriadas e realísticas; alimentos. É realizada por microrganismos anaeróbios os quais podem melhorar sabores c) devem ser solúveis e não alterar propriedades organolépticas do alimento; indesejáveis e odores nos alimentos. Produzem CO2, H2, ácido acético e álcoois sendo d) devem exibir propriedades antimicrobianas no produto no qual serão usados; importante na maturação de determinados queijos. e) ser economicamente viável. d. Fermentação acética: Adição de conservantes químicos em alimentos deve ser um processo rigorosamente controlado. Além dos conservantes, outras definições se fazem importante: É realizada por bactérias acéticas na presença de O2, as quais produzem Germicida: agente químico capaz de destruir organismos patogênicos mas não ácido acético após oxidação de álcool previamente formado. Essas bactérias ao contrário necessariamente esporos bacterianos; daquelas produtoras de álcool requerem uma elevada concentração de O2 para seu Antissépticos: agente químico capaz de prevenir ou interromper o desenvolvimento de crescimento e atividade. A reação de fermentação é: microrganismos, seja pela sua destruição ou pela inibição e podendo ser aplicado em tecidos vivos; C2H5OH + O2 __________ C3COOH + H2O Desinfetante: agente químico de destruir bactérias patogênicas ou outros germes álcool ac. acético prejudiciais (não necessariamente esporos bacterianos) e aplicado apenas em superfície inerte; A taxa de conversão de álcool a ácido acético depende da atividade do Fungicida: agente químico capaz de destruir fungos; microrganismo, da concentração de álcool presente, temperatura e exposição ao oxigênio. Fungistático: agente químico capaz de inibir ou interromper o desenvolvimento fúngico, O vinagre é o melhor exemplo na indústria de alimentos do uso de fermentação sem necessariamente causar a destruição; acética. É processado a partir de carboidratos (amido ou açúcares), sofrendo fermentação Bactericida: agente químico capaz de destruir bactérias; alcoólica, seguido por fermentação acética. Deve-se observar que a fermentação acética Bacteriostático: agente químico capaz de impedir a multiplicação de bactérias, sem não deve iniciar-se antes da fermentação alcoólica ter se concluído e ao término da necessariamente causar a destruição. fermentação acética, o vinagre não deve mais ser exposto ao ar, uma vez que o processo de
  • 15. Em vários alimentos, numerosos agentes químicos são empregados como organismo animal como outros ácidos graxos encontrados em alimentos, com produção de conservantes, isolados ou conjugados a um tratamento moderado, visando a mais eficiente CO2 ou H2O. conservação do produto final. É utilizado em chocolates, conservas de carne (no revestimento de embutidos), Em produtos ácidos, uma variedade de ácidos, seus sais e derivados são usados conservas vegetais (exceto os submetidos à esterilização), doces em massa, leite de coco, como conservantes químicos, sempre em combinação com outros métodos de preservação maionese, margarina, queijos (revestimentos), refrigerantes, produtos de confeitaria, vinhos tais como pasteurização, refrigeração ou congelamento. Entre os mais comumente usados e sucos de frutas. estão: d) Dióxido de enxofre ou sulfitos (SO2): a) Ácido benzóico e benzoato: Além da atividade antimicrobiana, apresenta também outras vantagens, como por Amplamente utilizado em alimentos normalmente na forma de benzoato de sódio, exemplo, a prevenção ao escurecimento enzimático ou não enzimático de alguns alimentos. devido à pequena solubilidade do ácido benzóico em água. Quando em solução o benzoato Tem também atividade antioxidante. É proibido em alimentos que são fontes de tiamina, de sódio se converte na forma ácida que é a forma ativa. O mecanismo de ação do benzoato como carnes, pois o teor dessa vitamina e ingestão de SO2 pode causar completa depleção não está devidamente esclarecido, porém parece que a molécula ácida não dissociada dos níveis de tiamina na dieta. penetra mais rapidamente na célula microbiana. Tem sido demonstrado que o ácido era Vários compostos podem gerar SO2 e são eles: sulfito de sódio (Na2SO3), sulfito de introduzido na célula bacteriana no processo respiratório bloqueando a oxidação da glucose potássio (K2SO3), bissulfito de sódio (NaHSO3), bissulfito de potássio (KHSO3), e piruvato ao nível de acetato. O valor de pKa do benzoato é 4,2 e portanto é somente útil metabissulfito de sódio (Na2S2O5) e metabissulfito de potássio (K2S2O5). Os metabissulfito em produtos ácidos como sucos, bebidas e derivados de tomate no intervalo de pH 4-4,5. são mais estáveis que os sulfitos. Apresenta a vantagem de custo reduzido, entretanto, quando incorporados em alguns Todos os sais de enxofre parecem atuar de maneira análoga, inibindo o crescimento alimentos tais como sucos de frutas pode originar sabores desagradáveis. É considerado ser de leveduras, fungos e bactérias, sendo seletivos com as leveduras, sendo mais resistentes mais ativo contra leveduras e bactérias e menos ativo no controle de fungos. do que as bactérias láticas e acéticas bem como muitos fungos. O ácido não dissociado representa a atividade com maior atividade antimicrobiana e b) Ésteres de ácido p-hidroxibenzóico: enzimática. Assim, quanto mais baixo o pH, maior será a eficiência do tratamento. Possíveis Os ésteres do ácido p-hidroxibenzóico (metil, etil, propil, butil e heptil parabéns), têm mecanismos de ação descritos Lindsay (1976) incluem: a) reação com acetaldeído na célula; uma faixa de pH bem mais ampla de atuação que ácido benzóico, com valor de pKa igual b) redução de ligações dissulfídicas essenciais e c) formação de compostos de bissulfito os 8,47 e assim é muito efetivo em alimentação pouco ácida ou neutra. São ativos quais podem interferir com o processo respiratório envolvendo nicotinamida dinucleotídeo principalmente contra leveduras e fungos e menos ativos contra as bactérias particularmente (NAD). as G-. Uma outra propriedade desses compostos de enxofre, a qual tem atraído considerável atenção dos biologistas moleculares é sua interação com ácidos nucleicos, c) Ácido sórbico e sorbatos: levando a modificações químicas no DNA transportador. Nesse sentido, não há dúvida de São comumente usados como inibidor de fungos em produtos de panificação e queijo e que SO2 deve ser utilizado com rigoroso controle, constituindo num perigoso preservativo atualmente está sendo intensamente examinado como possível subdiluente ou coadjuvante químico. ao nitrito. Além do mais o uso de SO2 encontra algumas restrições tecnológicas: o ácido Ácido sórbico tem valor pKa igual a 4,8 e é mais eficiente em alimentos com valores sulfuroso entra em combinação com açúcares na forma aldeídica tornando-se inativo; o SO2 de pH <6,0. Os valores de pH 4-6,0 são mais efetivos que benzoato de sódio e a valores de é volátil e tende a desaparecer em sistemas abertos, além de causar problemas no ar em pH abaixo de 3,0 é um pouco mais efetivo que propionato mais similar ao benzoato de sódio. concentrações altas, acima de 100 ppm. São mais ativos contra leveduras e fungos, sendo menos eficientes contra bactérias. É corrosivo, e se presente em alimentos enlatados pode causar problemas de Também no caso do ácido sórbico, a molécula não dissociada parece ser a forma corrosão devido a formação de sulfeto de ferro (FeS). É utilizado em geléias artificiais, mais efetiva razão pela qual a eficiência do preservativo cresce com a redução do pH no pectina líquida, sucos de frutas concentrados, vinagres, vinhos, produtos de frutas, legumes meio. e verduras desidratadas. O mecanismo de ação de ácido sórbico em fungos parece ser devido à inibição de desidrogenase, interferindo com a assimilação oxidativa. O ácido sórbico é metabolizado no e) Compostos usados na sanitização e pasteurização de alimentos e embalagens:
  • 16. Alguns compostos químicos tem sido utilizados em certos processos denominados de  a qualidade dos microrganismos, pois o aditivo será empregado segundo a espécie e "esterilização ou pasteurização a frio", uma vez que em contato com alimentos ou variedade a ele sensível. embalagens tem a capacidade de destruir células vegetativas, esporos, bolores e leveduras. Para serem utilizados, os conservadores devem possuir, preferencialmente, os seguintes Possuem propriedades de hidrólise, vaporização que após produzirem o efeito desejado, requisitos: não tornar possível o emprego de métodos imperfeitos na elaboração de não deixam traços nos alimentos. alimentos; não danificar a saúde do consumidor; não ser irritante; não retardar a ação de enzimas digestivas; não facilitar o uso de matéria-prima inadequada; ser eficaz em sua Entre os mais utilizados na indústria de alimentos estão: quantidade mínima, em sua ação preservadora; ser facilmente identificável pelo controle analítico; ser incolor, inodoro, insípido, solúvel em água e estável. Peróxido de hidrogênio (H2O2): É um forte agente oxidante capaz de inativar uma larga variedade de células vegetativas de microrganismos e esporos bacterianos. O efeito do Os principais conservadores adotados pela legislação nacional vigente e sua ação H2O2 é dependente do valor de pH, com máxima eficiência a pH 6,7, temperatura elevada e antimicrobiana estão descritos a seguir: cobre e cobalto aumentam sua efetividade. É usado em sinergismo com irradiação ultravioleta e tratamento com catalase, sendo permitida na embalagem asséptica de leite e Aditivo Fungos Leveduras Bactérias outros produtos lácteos. ácido benzóico e sais X X ácido propiônico e sais X X Dietilpirocarbonato (DEPC): Apresenta uma ampla faixa de atividade contra microrganismos, ácido sórbico e sais X X X sendo particularmente eficiente no controle de leveduras. Seu maior uso é no anidrido sulfuroso X X processamento de vinhos. Os níveis adicionados são estabelecidos pela legislação (max. 200 ppm) e o vinho tratado 5 dias após engarrafamento não deve conter mais DEPC. Em soluções aquosas hidrolisa-se dando origem a etanol e CO2. É efetivo na inativação de leveduras e bolores tais como Saccharomyces cerevisiae e Aspergillus niger. Ozônio: É utilizado na esterilização de locais de estocagem de ambiente, sendo efetivos na inativação de microrganismos contaminadores de ar, mas não tem nenhum efeito sobre os microrganismos presentes nas superfícies dos alimentos ou protegidos por matéria orgânica. Outros agentes utilizados nessa classificação são etileno e o óxido de propileno, agentes antimicrobianos usados na esterilização gasosa de especiarias e condimentos, metil brometo e halogêneos tais como cloro e hipocloreto usados como sanitizantes e agentes de desinfecção em embalagens e plantas de alimentos. Os agentes conservadores são de grande relevância na indústria alimentícia, dentro de seus limites de ação e do conceito de que qualquer método de conservação confere apenas proteção parcial ou temporária, nunca definitiva. O emprego do aditivo conservador deve contemplar:  as características do alimentos, pois alimentos ricos em água e nutrientes são mais vulneráveis às contaminações.  a forma de elaboração: por exemplo, alimentos forneados ficam mofados em ambientes úmidos e quentes.  o tipo de embalagem: vários produtos necessitam de embalagens adequadas, que ofereçam barreiras à entrada de agentes deteriorantes.  o tempo e condições de armazenamento devem ser avaliados
  • 17. BIBLIOGRAFIA USO DE TECNOLOGIAS NÃO CONVENCIONAIS NA CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS Barbosa-Cánovas, G.V. et al. Food Engineering Laboratory Manual. Technomic Pub. Com. 1997. INTRODUÇÃO Cain, R.F. 1967. Changes during processing and storage of fruits and vegetables. Food Com o desenvolvimento tecnológico, tem sido freqüente o surgimento de novas Technol., 21(7): 60-62. tecnologias de processamento, que podem aumentar a qualidade dos alimentos de diversas formas. Isto inclui padrões de segurança, características nutricionais, características Desrosier, N.W. & Desrosier, J.N. 1977. The Technology of Food Preservation. AVI sensoriais e também aspectos de custo. Esta novas tecnologias são normalmente referidas Publishing Company, Inc., Westport, Connecticut. a processos não térmicos de preservação de alimentos, em contraposição aos tradicionais processos térmicos. Desrosier, N.W. & Tressler, D.K. 1977. Fundamentals of Food Freezing. AVI Publishing Na verdade, grande parte das novas tecnologias usam princípios bastante antigos e Company, Inc., Westport, Connecticut. conhecidos, muitos dos quais se remetem ao início do século XX, como é o caso das altas pressões e da Irradiação. Outras tecnologias são mais recentes, e vieram como Evangelista, J. Tecnologia de Alimentos. 2a Ed. Atheneu. 2003. conseqüência do desenvolvimento tecnológico em outras áreas, como é o caso das microondas ou luz pulsante. O fato é que o ser humano, pela sua criatividade e necessidade, ITAL – Instituto de Tecnologia de Alimentos. Reações de Transformação e vida-de-prateleira estará sempre inovando. de alimentos processados. 2a Ed. 1996. Principais desafios a serem vencidos e discussão crítica sobre a viabilidade e Kramer, 1973. Storage retention of nutrition. Food Technol., 28(1): 50-67. implementação das tecnologias não convencionais no segmento de alimentos Labuza, T. http://www.fsci.umn.edu/Ted_Labuza/tpl.html O processamento convencional de alimentos tem sido usado há tempos para produzir alimentos seguros. Porém, os nutrientes podem degradar e atributos sensoriais podem Labuza, T.P. 1973. Effects of dehydration and storage. Food Technol., 27(1): 20-26. sofrer perdas consideráveis durante estes processamentos. As novas tecnologias vieram para explorar estas desvantagens. Os objetivos destes processamentos são a produção de Reichert, J.E. Tratamento Térmico de los Productos Cárnicos. Ciencia y Tecnologia de la alimentos seguros, com aspecto fresco e saudáveis. Enquanto estas tecnologias carne. Teoria y Práctica, 13. Editora ACRIBIA S.A. 1988. emergentes podem ser utilizadas para destruir bolores, leveduras e bactérias não esporuladas dos alimentos, a maioria delas é menos efetiva na destruição de esporos Rose, A.H. 1982. Fermented Foods. Academic Press, Inc. Harcourt Brace Jovanovich, Eds. bacterianos. Os tratamentos brandos nos alimentos, que estes novos processos provocam, New York. muitas vezes causam a injúria ou o stress das células microbianas ao invés de sua morte. Quando as condições são favoráveis, estas células injuriadas podem desenvolver uma Singh, R.P. Introduction to Food Engineering. 2nd Ed. Academic Press. 1993. resposta adaptativa que protege estas células contra tratamentos mais severos. Processos convencionais moderados podem sinergisticamente aumentar a ação antimicrobiana de Stumbo, C.R. 1973. Thermobacteriology in Food Processing, 2nd Ed. Academic Press, New novos fatores de preservação. Assim, tratamentos de alimentos integrando novos e York. convencionais fatores de preservação podem resultar numa nova geração de alimentos mais seguros e saudáveis. Na verdade, o tema segurança alimentar é um dos mais importantes assuntos comentados atualmente, e é imprescindível em todos os desenvolvimentos de novos produtos e processos. Em muitos casos, os aspectos de custo relacionados à segurança alimentar podem responder por boa parte dos investimentos em novos produtos ou equipamentos.
  • 18. Além disso, apesar dos distintos mecanismos de ação destas tecnologias não Herméticas (21,113 CFR) não se referir diretamente aos alimentos HPP, é implícito sua térmicas, tais como o tratamento com altas pressões hidrostáticas, pulsos de campos aplicação uma vez que alimentos processados sob altas pressões tem uma forte elétricos de alta intensidade, dióxido de carbono supercrítico, e ultra-som, as mesmas contribuição do componente térmico. também podem causar efeitos na permeabilidade de membranas biológicas, afetando a O FDA requer para aprovação de qualquer processo, o estabelecimento de um estrutura das matrizes dos alimentos, além de suas propriedades de transferência de calor e programa para o controle do processo, realizado por um indivíduo ou organização com massa. Assim, o impacto da aplicação industrial das novas tecnologias de conservação de conhecimento no processo (autoridade em processamento), que é sempre baseado em alimentos tem sido superestimado, se levarmos em consideração o estágio insipiente da evidências científicas. A validação com sucesso de um processamento sob altas pressões maioria delas. Enfim, o maior obstáculo na implementação de uma nova tecnologia está na requer uma abordagem multidisciplinar, integrando aspectos de microbiologia básica, sua transferência do ambiente acadêmico, em escala laboratorial ou mesmo piloto, para o princípios físicos, químicos e engenharia de processo, para demonstrar a uniformidade e ambiente industrial. Observações e modelos experimentais normalmente são difíceis de se esterilidade do processo. replicar num ambiente industrial, normalmente focado em produtividade, padrões Vários estudos têm sido realizados com o intuito de se validar processos sob altas econômicos e de qualidade. Como conseqüência desta realidade, a aplicação das novas pressões, porém, o procedimento mais lógico seria aquele de demonstrar que o tecnologias de conservação de alimentos tem ocorrido freqüentemente de uma forma processamento sob altas pressões possui um perfil de acordo com as equações combinada, complementar às tecnologias tradicionais de conservação, ou as vezes utilizada estabelecidas para o processamento térmico convencional, com um terceiro termo de forma isolada, para aplicações ou produtos específicos. adicionado à equação: pressão. Os efeitos biológicos das altas pressões sobre microrganismos são vários e incluem alterações morfológicas, bioquímicas, genéticas, na parede celular e na membrana A) PROCESSAMENTO SOB ALTAS PRESSÕES (HIGH PRESSURE PROCESSING - plasmática. Em geral, as bactérias Gram (-) são mais frágeis. HPP) A geração da pressão pode ocorrer por compressão direta, num sistema de pistões; no qual uma bomba de baixa pressão impele A inativação de microrganismos pelas altas pressões já foi notada desde o início do  o terminal de maior diâmetro, pressurizando o terminal de menor diâmetro do pistão. Este século XX, mas somente na década passada os pesquisadores começaram a estudar o método conduz a uma compressão rápida, mas limitada pelo anel de vedação entre a potencial da comercialização de alimentos processados por esta tecnologia. Sob pressões câmara e o pistão. de 4000-9000 atmosferas enzimas e bactérias são inativadas, mas o sabor e aromas compressão indireta, utilizando bombeamento de um líquido como meio de pressão. A continuam preservados. Devido à uniformidade da pressão, a preservação dos alimentos é  maioria dos sistemas de pressão isostáticos industriais utilizam este método. uniforme, sem ponto algum escapar da preservação. Ao contrário do tratamento térmico, o tratamento por pressão não apresenta dependência de tempo/massa, reduzindo o tempo de  aquecimento do meio de pressão, que utiliza a expansão do meio de pressão pelo aumento de temperatura para gerar altas pressões. Neste caso ocorrem tratamentos processo. A aplicação deste tipo de processamento leva a produtos onde alguns atributos são combinados de pressão e temperatura. Necessita de controle de temperatura bastante melhorados em detrimento a outros. De modo geral, as características sensoriais do precisos. alimentos são superiores aos convencionais. As figuras abaixo ilustram os sistemas. Existem trabalhos que mostram a redução da contagem microbiana de carnes e produtos marinhos, com tratamentos da ordem de 150MPa a 450MPa (1MPa = 9,87atm). Na verdade, há vários parâmetros de controle, necessários para otimização destes processo, como pressão, tempo, e dióxido de carbono, capazes de prevenir o crescimento de microrganismos e inibir alterações enzimáticas. Outro fator é o efeito de constituintes dos alimentos, combinado à altas pressões. Neste caso, trabalhos de aplicação de altas pressões, visando a eliminação de ascosporos de Sacharomyces cerevisiae em sucos de frutas, adicionados de diversos tipos de ácidos, em quantidades diferentes, apresentaram efeitos muito semelhantes, indicando que a pressão exerce o maior impacto. Apesar dos regulamentos constantes no Food and Drug Administration (FDA) para Alimentos de Baixa Acidez Processados Termicamente e Acondicionados em Embalagens
  • 19.  A pressão isostática morna é uma técnica na qual a pressão é combinada com temperaturas entre ambiente e 200°C. Este sistema é utilizado nas situações onde reações químicas se desenvolvem durante a pressurização.  A pressão isostática quente é utilizada principalmente nas indústrias cerâmica e de metais. A temperatura empregada chega a 2200°C e a pressão da rodem de 1000 a 4000 atem. O meio depressão utilizado é o argônio, nitrogênio, hélio ou ar. O tempo do ciclo varia de 6 a 12 horas. A indústria japonesa lidera a confecção de vasos de alta pressão. A maior companhia japonesa neste setor é a Mitsubishi Heavy Industries Ltd. A Tabela a seguir ilustra alguns equipamentos disponíveis no mercado. Tabela 1 Especificação de vasos para altas pressões manufaturados pela Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Mitsubishi Diâmetro Comprimento Volume Máxima Pressão Model (m) (m) (m3) (atm) MFP 700 0.06 0.2 0.6 7000 MCT 150 0.15 0.3 6.0 4200 Figura 5 – Compressão direta FP 30V 3.0 7.0 50 4200 FP 40L 4.0 17.0 210 4000 Os processamentos sob altas pressões ocorrem principalmente em sistemas por bateladas. Nestes sistemas o alimento é pressurizado em bateladas, uma após a outra. Este tipo de processamento reduz os riscos de contaminação de grandes quantidades de alimentos por lubrificantes ou partículas do equipamento. Diferentes tipos de alimentos podem ser processados em bateladas sem o perigo de contaminação cruzada ou necessidade de limpeza do equipamento após cada processo. Além disso existe a vantagem técnica da simplicidade do modelo construtivo quando comparado aos sistemas contínuos. A taxa de operação de um sistema por bateladas pode ser aumentada utilizando vários vasos de pressão em seqüência. B. OZÔNIO O Ozônio tem sido utilizado há mais de 100 anos no tratamento de água de diversas cidades e gradualmente tem ganhado aceitação como um agente oxidante de múltiplo uso. Figura 6 – Compressão indireta Os sistemas de pressão isostática podem operar como sistemas frios, mornos ou Recentemente, o ozônio foi reconhecido como GRAS pelo FDA. Como agente microbiocida, quentes: o ozônio é caracterizado pela sua rapidez e eficácia, e não é conhecido nenhum  A pressão isostática fria é basicamente a técnica utilizada nas indústrias de metal, microrganismo com resistência ao seu efeito germicida. cerâmica, carbono/grafite e plástica. Materiais na forma de pó são depositados num No processamento de alimentos, o ozônio pode ser utilizado na forma gasosa, como molde elastômero e submetidos às altas pressões, da ordem de 500 a 6000 atm, por um fumigante, ou quando dissolvido em água, numa solução aquosa, com poder germicida alguns minutos. É a técnica mais promissora no ramo de alimentos. para lavagem ou enxágüe sanitário de alimentos, equipamentos e acessórios. Porém, o uso
  • 20. do ozônio ainda é limitado ao pouco conhecimento que existe de suas formas de aplicação C. PROCESSAMENTO COM CAMPOS DE PULSO ELÉTRICO DE ALTA INTENSIDADE mais eficazes. Carnes, frutas vegetais, raízes, cereais são diversos alimentos que podem se O campo elétrico é aplicado a alimentos fluidos na forma de pulsos curtos com beneficiar de sua aplicação, porém cada um deles apresentará uma resposta diferente à duração entre microsegundos e milisegundos. O alimento pode ser processado à temperatura ambiente ou mesmo refrigerado. No tratamento de alimentos por campos exposição. A Tabela a seguir ilustra vantagens e desvantagens do uso do ozônio em elétricos pulsados o tempo de processo é curto e a energia gasta no aquecimento do alimentos. produto é mínima. A preservação do alimento requer a inativação dos microrganismos patogênicos e Tabela 2 Vantagens e desvantagens do uso do ozônio Vantagens Desvantagens deterioradores, além das enzimas responsáveis pelas reações indesejáveis no alimento. Os Retarda o crescimento de mofos e Como forte agente oxidante, mesmo em campos elétricos de pulsos de alta intensidade podem inativa microrganismos e enzimas. bactérias, em pequenas concentrações concentração menor que 3ppm, produz Contudo, a tecnologia está baseada num conceito denominado potencial transmembrana, (3ppm), em temperatura de refrigeração rancidez da manteiga, creme, ovos em que quando alcança um valor crítico, provoca a formação de poros nas membranas pó, bacon, embutidos e outros produtos celulares, aumentando a permeabilidade celular e provocando a morte do microrganismo. A Em temperaturas de refrigeração, ricos em gordura. inativação dos microrganismos aumenta com o aumento da força do campo elétrico, com o conserva a carne, com aplicação diária número de pulsos, com a duração dos pulsos, com a forma do pulso, temperatura do meio, de ozônio a 2,5 a 3 ppm, durante 2 É tóxico para o homem. maturidade das bactérias e força iônica do meio. Apesar das células vegetativas das horas A ação bacteriostática ou bactericida do bactérias serem inativadas por pulsos elétricos, esporos são bem mais resistentes, sendo É potente bactericida dos ozônio diminui bastante quando os sensíveis somente após a germinação. Os pulsos elétricos não induzem à germinação e, microrganismos do ar e da água microrganismos se acham ligados à desta forma, não inativa os esporos. Porém, se a germinação dos esporos for induzida por matéria orgânica ou a meios complexos. outros métodos (como adição de lisozimas), os pulsos elétricos podem ser utilizados para A atividade do ozônio se torna maior eliminar as células vegetativas resultantes. quanto menor for a temperatura e a Ao contrário dos ácidos orgânicos e do Os primeiros estudos de eletricidade no processamento de alimentos usaram campos umidade superficial dióxido de carbono, o ozônio é mais elétricos de corrente contínua ou corrente alternada. Mais tarde, os campos elétricos atuante sobre as bactérias anaeróbias pulsantes foram utilizados em áreas da biologia celular e biotecnologia para eletroporação e ou facultativas, do que sobre eletrofusão. Eletroporação é a permeabilização de membranas celulares sob influência de microrganismos aeróbios. um campo elétrico para manipulação genética ou introdução de materiais estranhos na célula. Eletrofusão é a fusão de células quando submetidas a um campo elétrico. A aplicação dos campos elétricos pulsantes na biologia celular esta sendo estendida à inativação microbiológica com a função de preservação de alimentos. Na verdade, este tipo de processamento ainda está sob desenvolvimento em escala laboratorial ou planta piloto, partindo para escalas de produção maiores. O foco desta tecnologia está na pasteurização de alimentos líquidos de alta acidez, como sucos de fruta. Neste sentido, sucos de laranja, maçã e tomate já demonstraram qualidade superior ao tradicional processo térmico. O alimento pode ser processado à temperatura ambiente ou mesmo congelado. Com o objetivo de validar esta tecnologia, vários estudos têm sido realizados para garantir a homogeneidade de temperatura e campo elétrico dentro das câmaras de processo. Quanto aos aspectos de custo, o processamento por pulso elétrico ainda é semelhante ao processo térmico tradicional. Porém, acredita-se que com a otimização dos
  • 21. equipamentos e das condições operacionais o processo por pulso elétrico se torne mais F) IRRADIAÇÃO barato que o convencional. A radiação é um excelente método que pode ser utilizado como meio direto para a conservação de alimentos e como complemento para reforçar a ação de outros processos D. CAMPOS MAGNÉTICOS OSCILANTES aplicados com a mesma finalidade. As fontes de energia para radiação de alimentos podem ser de origem radioativa, A utilização de campos magnéticos oscilantes tem o potencial de pasteurizar alimentos como o Cobalto 60 (mais utilizado) e o Césio 137, ou de origem mecânica como a obtida com um aumento na sua qualidade e vida-de-prateleira, se comparado aos processos pelos aceleradores de elétrons. convencionais de pasteurização. Algumas das finalidades da radiação dos alimentos estão descritas a seguir: A região na qual um corpo magnético é capaz de magnetizar partículas a sua volta é denominada campo magnético. Quando a susceptibilidade à magnetização é igual ao longo  aumentar o tempo de vida útil de alimentos em geral dos três eixos ortogonais x, y e z, a partícula é dita isotrópica (apresenta as mesmas  exercer ação equivalente à pasteurização e esterilização propriedades físicas em todas as direções). Por outro lado, quando a partícula é dita não  complementar a atuação de outros processos de conservação de alimentos impedir o brotamento de vegetais (cebolas) isotrópica, a susceptibilidade ao campo magnético não é igual ao longo dos eixos x, y e z.  destruir insetos e infestações de vegetais Átomos de carbono exibem isotropia, enquanto dois átomos de carbono em ligações  melhorar caracteres organolépticos, como aroma, sabor e cor simples, duplas ou triplas são não isotrópicos.  promover ou incrementar colheitas através do tratamento de sementes Em geral os campos magnéticos são diferenciados como estáticos ou oscilantes. Os  facilitar o armazenamento de produtos estocados em baixas temperaturas campos magnéticos são geralmente gerados por suprimentos de corrente em bobinas  elétricas. A inativação de microrganismos requer fluxos magnéticos de densidade de 5 a 50  tesla (T). Campos magnéticos oscilantes podem ser gerados usando-se bobinas As unidades de radiação, que constituem a medida da intensidade das radiações, supercondutoras, bobinas que produzam campos de corrente contínua, ou bobinas foram criadas para limitar as doses, evitando efeitos inconvenientes (principalmente alterações no sabor e aroma) e aproveitando sua ação benéfica. A unidade mais utilizada é energizadas pela descarga de energia armazenada num capacitor. o Rad e suas unidades múltiplas, o kiloRad (kRad) e o megaRad (MRad). O MRad corresponde a 2 calorias. A irradiação é considerada um dos meios mais efetivos no controle de microrganismos patogênicos encontrados especificamente nos alimentos cárneos. Apesar E) RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA dos esforços realizados para prevenir casos de toxinfecção em produtos de origem animal, O processo por radiação ultravioleta oferece como maiores benefícios os aspectos de vários surtos têm ocorrido, em vários países. As pessoas favoráveis à utilização da radiação custo e menor impacto ambiental. É uma tecnologia que tem sido utilizada há muito tempo ionizante pregam que as boas práticas de fabricação e os procedimentos de higiene, mesmo para purificar água, superfícies de contato com alimentos e produtos frescos. A eficiência e bem conduzidos, podem reduzir bastante a contaminação de patógenos, mas dificilmente custos competitivos dos equipamentos atuais têm favorecido a aplicação também em cervejarias, indústrias de refrigerantes, sucos e laticínios. O comprimento de onda na faixa poderá eliminá-los por completo, uma vez que estes microrganismos, como a Salmonella de 250-260nm tem potencial de aplicação nas principais aplicações das indústrias de ssp, fazem parte da flora natural de diversos animais e estabelecimentos onde animais são alimentos, porém com efeito superficial e alta resistência dos esporos. criados. O conceito deste processo é baseado no efeito danosos da irradiação no DNA dos Alguns dos pontos críticos referentes ao uso da luz ultravioleta na conservação de microrganismos, inativando-os. A irradiação de microrganismos patógenos é influenciada alimentos são: pela dose de irradiação, composição do alimentos, temperatura, número de microrganismos,  Potência da lâmpada estado fisiológico dos microrganismos, e composição da atmosfera. Tempo de retenção, que está relacionado com o comprimento do equipamento e a vazão Quanto à aplicação de irradiação em produtos cárneos, recentemente descobriu-se  do produto, que oscila entre 1-400m3/h que as bactérias Gram (-), envolvidas na deterioração de produtos cárneos refrigerados são  Presença de partículas, que causam sombras, protegendo microrganismos bastante sensíveis. Em contrapartida, as bactérias Gram (+), como os lactobacilos e Vida útil da lâmpada, que varia entre 5000 a 11000 horas lactococos, responsáveis pela fermentação de produtos cárneos, são mais resistentes. Isso   Paradas de energia, que requerem sistemas de desvio de fluxo
  • 22. possibilita a aplicação de doses baixas na seleção de flora microbiana de produtos quadrado. Existem trabalhos que se referem a tratamentos da ordem de 1,5J/cm 2 capazes fermentados. de eliminar 107UFC/cm2 de S.aureus em placas de petri. O FDA aprova doses de irradiação na faixa de 1,5-3,0kGy para aves e doses de 4,5 e O tratamento de produtos utilizando pulsos de luz de alta intensidade e curta duração 7,0 kGy para carnes vermelhas não congeladas e congeladas, respectivamente. é baseado na penetração da luz através do produto. Como resultado do gradiente de temperatura entre a superfície e as camadas internas do material, a energia dissipada como calor é transferida para as camadas mais internas do material por condução térmica. Calor transferido por condução é descrito como: G) ATMOSFERA MODIFICADA A transferência de calor continua até que o estado estacionário é atingido e a O uso de atmosfera modificada para conservação de carnes é muito antigo, porém o temperatura do material torna-se constante. O tempo requerido para atingir uma temperatura conhecimento dos mecanismos de preservação, a otimização do processo e os mecanismos constante depende da quantidade de calor dissipado e das propriedades térmicas do material. Como alimento sempre contém água, um bom condutor térmico, o aquecimento da de controle têm evoluído muito atualmente. As principais vantagens no uso de embalagens com atmosfera modificada são a superfície é rapidamente conduzido para dentro do alimento. Porém, se a duração dos manutenção das características originais, a diminuição do uso de preservativos químicos e pulsos de luz é curta se comparada à condutividade térmica do material, a energia dos melhor controle nos sistemas de distribuição, principalmente pelo aumento da vida útil e pulsos pode ser depositada na superfície por um período muito curto, durante o qual pouco diminuição das perdas de comercialização. ou nenhum aquecimento por condução ocorre. Isto resulta num substancial aquecimento As principais desvantagens estão associadas ao custo dos equipamentos, instantâneo de uma fina camada da superfície à temperaturas muito altas. embalagens e dos próprios gases. As temperaturas de processo, comercialização e armazenamento também são bastante críticas. A tecnologia não substitui a estocagem I) MICROONDAS refrigerada. O sucesso da tecnologia baseia-se na qualidade inicial da matéria-prima, da mistura A radiação eletromagnética é classificada pelo comprimento de onda ou freqüência. O gasosa, da temperatura, das propriedades de barreira da embalagem, da relação espaço- espectro eletromagnético entre as freqüências de 300MHz e 300GHz é representado pelas microondas, o mesmo comprimento de onda utilizado em radares, equipamentos de livre frente à massa do produto e do equipamento de acondicionamento. navegação e equipamentos de comunicação. Os gases ozônio, cloro, SO2 e CO são gases potenciais, mas ainda com dificuldades de aplicação. O maior interesse ocorre pela utilização do CO2, N2 e O2. O CO2 é o gás mais As microondas penetram no alimento e o aquecem totalmente. Assim, a taxa de utilizado e possui efeito bacteriostático e fungistático, agindo pela inibição direta das aquecimento é mais rápida que nos processos convencionais. A geração de calor ocorre enzimas ou diminuição da velocidade das reações. pela interação das microondas com os componentes do alimentos, em especial materiais dielétricos, pela polarização iônica e pela rotação dipolar destes componentes. Não tem poder ionizante, assim nenhum efeito não térmico é produzido. H) LUZ PULSANTE As principais vantagens do processamento são a alta velocidade no aquecimento e rapidez no descongelamento. As principais dificuldades residem naqueles alimentos de A tecnologia de pulsos de luz consiste em flashes de luz no mesmo comprimento de forma, densidade e composição não uniformes, que resultam em processos não onda da luz solar, porém 20.000 vezes mais intensos. homogêneos. O conceito reside no acúmulo de grande quantidade de energia elétrica, armazenada As maiores aplicações industriais se resumem no aumento da temperatura de em capacitores, por períodos de tempo relativamente longos (1/10 segundos), sendo então alimentos congelados, tais como carnes, peixes, frutas e manteiga; na secagem de grãos, descarregada em frações de segundos (1/1.000.000 ou 1/100.000 segundos), liberando ervas e pastas; no cozimento de bacon, carnes e batatas; na secagem sob vácuo de carnes altas doses de energia, com efeitos danosos a microrganismos, resultando num aumento da e grãos. vida-de-prateleira de alimentos. Um forno microondas consiste nos seguintes maiores componentes, conforme A energia liberada não possui poder ionizante. A Energia luminosa é medida por descrito na Figura a seguir. energia de luz incidente por unidade de área, normalmente em Joules por centímetro
  • 23.  Fonte de energia: sua função é fornecer energia elétrica da rede e convertê convertê-la á alta Tabela 3- Propriedades dielétricas da água e do gelo a 2450MHz voltagem requerida pelo magnetron, que requer, em geral, milhares de volts de corrente Constante dielétrica constante de perda dielétrica tangente de perda, contínua. relativa, ' relativa, " tan  Magnetron: é um oscilador capaz de converter a potência fornecida em energia na forma Gelo 3,2 0,0029 0,0009  de microondas. O magnetron emite energia radiante de alta freqüência. A polaridade da 78 12,48 0,16 radiação emitida alterna entre positiva e negativa a altas freqüências (ex. 24,5 bilhões de Água vezes por segundo para um magnetron operando a freqüência de 2450MHz, a freqüência s mais comum dos fornos domésticos). J) AQUECIMENTO ÔHMICO Guia de onda ou seção de transmissão: tem a função de propagar, radiar ou transferir a O efeito deste processamento sobre alimentos é explicado de acordo com a Lei de  energia gerada pelo magnetron para o forno ou cavidade. Num forno doméstico, o guia Ohm. O alimento funciona como uma resistência à passagem da corrente elétrica e é de onda possui poucos centímetros de comprimento; no entanto, em equipamentos aquecido. A profundidade de penetração é ilimitada e a extensão do aquecimento é industriais pode alcançar alguns metros. A energia perdida nesta seção é geralmente governada pela uniformidade espacial da condutividade elétrica do produto, e seu tempo de pequena. residência no aquecedor. Agitador: geralmente é um ventilador que gira e distribui a energia transmitida através do gira Uma da principais vantagens é o aquecimento praticamente simultâneo da porção  forno. líquida e sólida do alimento, o que evita processar o líquido em excesso, a fim de assegurar Cavidade do forno: a cavidade engloba o alimento que vai ser aquecido a esterilidade do componente sólido, resultando em menores danos ao alimento.  As principais aplicações são processamento de refeições pré-preparadas para estocagem e distribuição à temperatura ambiente; pasteurização de produtos que contenham partículas, por enchimento a quente; pré-aquecimento de alimentos antes da esterilização, em latas; produção de refeições prontas para estocagem e posterior distribuição à temperatura de resfriamento. Figura 7 - Esquema de um forno microondas A energia transferida entre as microondas e o material exposto é influenciada pelas exposto propriedades elétricas do material. A distribuição de energia dentro de um material é determinada pelo fator de atenuação ', que é inversamente proporcional à penetração do ', campo elétrico no material, valor Z. A profundidade Z abaixo da superfície do material até onde penetra o campo elétrico baixo pode ser definida como: 2 [ ]1 / 2  2  ' ( 1  tan 2   1) Z onde  é o comprimento de onda em metros, sendo que  = v/f f = freqüência em v/f, hertz e v = velocidade (300 x 108 m/s). O valor tan  é a tangente de perda; e ' é a angente constante dielétrica do material.
  • 24. REFERÊNCIAS Barbosa-Canovas, G.V.; Pothakamury, U.R.; Palou, E.; Swanson, B.G. Nonthermal Preservation of Foods. Marcel Dekker Inc. 1997. Beraquet, N.J. Novos Processos para a Indústria de Alimentos. Revista Engenharia de Alimentos, 1(1)14-16, 1995. Book of Abstracts. IFT Annual Meeting Technical Program; 2002. Dunn, J.; Ott, T.; Clark, W. Pulsed-Light Treatment of Food and Packaging. Food Technology; September; 95-98; 1995. Fito, P.; Ortega-Rodriguez, E.; Barbosa-Canovas, G.V. Food Engineering 2000. ITP – International Thompson Publishing, 1997. Sizer, C.E., Balasubramaniam, V.M.; Ting, E. Validating High-Pressure Process for Low Acid Foods. Food Technology; 56(2)36-42; 2002. Ting, E.; Balasubramaniam, V.M.; Raghubeer E. Determining Thermal Effects in High- Pressure Processing. Food Technology; 56(2)31-35; 2002. Yousef, A.E. Stresses, Stress-Adaptative Responses and Safety of Minimally Processed Foods - An Overview. Book of Abstracts. IFT Annual Meeting Technical Program; 1999. Zook, C.D.; Parish, M.E.; Braddock, R.J.; Balaban, M.O. High Pressure Inactivation Kinetics of Saccharomyces cerevisiae Ascospores in Orange and Apple Juices. Journal of Food Science, 64(3)533-535, 1999.