Alimentação, Ambiente e Sustentabilidade

Transcrição

1 Alimentação, Ambiente e Sustentabilidade As estatísticas da Organização das Nações Unidas para a Agricultura e a Alimentação (FAO) indicam que 860 milhões de pessoas sofrem de malnutrição no mundo e que 300 milhões de crianças com menos de cinco anos morrem, em cada ano, em consequência de malnutrição ou de infecções que lhe estão ligadas. Segundo a OMS, 1,8 milhares de milhão de seres humanos têm falta de água potável.

2 Aumento da população mundial Aumento de procura de alimento

3 Últimos 50 anos o Aumento da poluição o Sobrexploração dos recursos naturais o Redução da biodiversidade

4 Produção de Alimentos e Sustentabilidade O planeta será incapaz de responder hoje à incessante procura de alimento provocada pelo crescimento exponencial da Humanidade e correrá o risco de entrar de novo numa época de grandes fomes?

5 Revolução verde * Consequências: diminuição drástica das espécies utilizadas; grande homogeneidade; plantas e animais menos resistentes; utilização crescente de fertilizantes e pesticidas. Actualmente Revolução tecnológica Revolução dos genes *Revolução verde: invenção e disseminação de novas sementes e práticas agrícolas que permitiram um vasto aumento na produção agrícola em países menos desenvolvidos durante as décadas de 60 e 70.

6 Microbiologia e Indústria Alimentar 7000 a.c. manufactura da cerveja 3500 a.c. fabrico de vinhos 3000 a.c. fabrico de manteiga e queijos e técnica da salga (peixe e carne) 1000 a.c. conservação de carnes e produtos do mar através da neve; melhoramento das técnicas de defumação e de produção de queijos e vinhos.

7 Louis Pasteur ( ) Pôs em evidência a actividade de microrganismos na alteração de alimentos. Ele demonstrou que: A produção do vinho é devida a uma fermentação produzida por leveduras; O azedar da cerveja e do vinho era causado por bactérias que contaminavam as bebidas alcoólicas (convertendo o álcool em ácido acético); O azedar do leite podia ser evitado pelo aquecimento que destruía as bactérias responsáveis.

8 Microrganismos Apresentam, geralmente, dimensões reduzidas; Podem apresentar-se: Na forma subcelular (ex.: vírus); Na forma celular (na totalidade do seu ciclo de vida ou em grande parte desse ciclo); Podem produzir estruturas pluricelulares observáveis a olho nu (ex.: certos fungos) mas sempre com baixo grau de diferenciação.

9 Actividade dos microrganismos sobre os alimentos Produção de certos alimentos com características específicas, como resultado de processos de fermentação; Deterioração dos alimentos, que se tornam impróprios para consumo humano, como resultado da utilização dos nutrientes para o crescimento dos próprios microrganismos; Podem representar um risco para a saúde quando são patogénicos e se instalam nos alimentos.

10 Fermentação e actividade enzimática A fermentação é uma das vias possíveis de degradação dos compostos orgânicos em ambiente anaeróbio que permite aos organismos, através de reacções catalisadas por enzimas, utilizar uma parte da energia armazenada nas diferentes ligações químicas das moléculas orgânicas que entram na constituição dos alimentos. Através da fermentação, vários alimentos podem ser transformados em excelentes especialidades gastronómicas (picles, queijos, pão, cerveja, etc.) Actividade 2 pág. 200

11 Processos fermentativos Exemplos tradicionais A acção das enzimas

12 Conservação, melhoramento e produção de novos alimentos A conservação, o melhoramento e produção de novos alimentos são essenciais para aumentar as reservas alimentares e melhorar a qualidade dos alimentos, quer em termos nutritivos, quer ao nível das condições sanitárias em que são consumidos.

13 Indústria alimentar Várias actividades Objectivos: produção de alimentos saborosos, disponíveis e seguros Processamento de matérias-primas para produzir alimentos estáveis; Utilização de microrganismos ou produtos da sua actividade; Distribuição de alimentos até ao consumidor final com garantias de qualidade.

14 Sabe o que come? Questões de hoje Actividade 6 das pág.s 216 e 217

15 Alimentos seguros Alimentos que não prejudicam a saúde do consumidor quando preparados e ingeridos de acordo com as condições correctas de utilização. A sua produção requer sistemas de controlo eficazes ao longo de toda a cadeia de fabrico e distribuição. Nestes alimentos, os constituintes ou os contaminantes que causam perigo à saúde estão ausentes ou abaixo do limite de risco. ASAE

16 Processos de conservação dos alimentos

17 Deterioração dos alimentos Crescimento e actividade de microrganismos; Insectos; Acção de enzimas do próprio alimento; Reacções químicas espontâneas não catalisadas por enzimas; Alterações físicas causadas pela temperatura, pressão e humidade, entre outras.

18 Deterioração por microrganismos Este tipo de deterioração é condicionada: Pelas características físicas e químicas dos alimentos; Pelas condições de armazenamento; Pela forma como os alimentos são manipulados.

19 Deterioração por microrganismos Se as condições forem favoráveis para todos, as bactérias têm um crescimento mais rápido do que as leveduras e estas têm um crescimento mais rápido do que os restantes fungos. É frequente um organismo criar condições para o desenvolvimento de outro.

20 Alimentos perecíveis Alimentos que se degradam com muita facilidade e, portanto, requerem cuidados especiais e armazenamento. São alimentos de curta duração (ex.: leite e derivados, pescado, etc.).

21

22

23 Alimentos não perecíveis São alimentos de consistência seca, como arroz, massas, açúcar, farinhas, e feijão uma vez que possuem um baixo teor de água.

24

25

26 Microrganismos contaminantes Podem ter diversas proveniências: Utensílios e recipientes utilizados; Solo; Água; Ar; Ser humano.

27 Cuidados a ter com os alimentos em casa Guardar separadamente alimentos cozinhados e alimentos não cozinhados; Não recongelar alimentos descongelados; Não expor os alimentos ao ar na superfície de trabalho.

28 Conservação de alimentos Vantagens: Dilatação do tempo durante o qual os alimentos podem ser consumidos com segurança; Desenvolvimento de características apreciadas; Dietas mais variadas e equilibradas, independentes da sazonalidade; Aumento da higiene alimentar; Facilidades na preparação dos alimentos.

29 Objectivos da conservação Prevenir a decomposição por microrganismos; Evitar ou retardar a auto-decomposição do alimento por acção das próprias enzimas ou de reacções químicas espontâneas não catalisadas por enzimas (como a oxidação); Impedir danos provocados por insectos e outros animais ou causas mecânicas.

30 Factores da conservação Assepsia: previne o acesso dos microrganismos aos alimentos; Remoção de microrganismos: retira microrganismos existentes; Calor: mata os microrganismos porque causa a desnaturação das proteínas e das enzimas necessárias ao metabolismo; Frio: retarda as reacções químicas e a acção das enzimas do alimento e inibe ou reduz o crescimento e a actividade dos microrganismos, mas não os mata;

31 Redução de água: inibe o crescimento dos microrganismos e a actividade enzimática no alimento; Efeitos osmóticos: em meio hipertónico, por adição de sal ou açúcar, ocorre a plasmólise dos microrganismos; Modificação da atmosfera: cria condições anaeróbias que impedem o crescimento de microrganismos, por desnaturação das enzimas;

32 Irradiação: radiações, como os raios UV e as radiações ionizantes, têm acção germicida e retardam a germinação de sementes e a maturação de frutos; Acidez: inibe ou reduz o crescimento e actividade de microrganismos, por desnaturação das enzimas; Aditivos: inibem o crescimento e actividade de microrganismos, a autólise do alimento e retardam a oxidação.

33 Factores da conservação A combinação de dois ou mais factores de conservação permite reduzir a intensidade de cada um, diminuindo os efeitos negativos associados a cada factor em particular.

34 Conservação de alimentos Ver quadro pág. 219 Estas técnicas nem sempre impedem a proliferação de microrganismos; Todos os métodos de conservação devem ser sujeitos a rigorosos controlos de qualidade.

35 Controlo de qualidade dos alimentos Os métodos de controlo de qualidade devem ser simples e rápidos (a maioria dos alimentos é perecível) e estar em contínua actualização porque: Novos agentes biológicos têm vindo a ser reconhecidos como patogénicos; Novos compostos químicos têm vindo a ser implicados em casos de intoxicação alimentar; Novas tecnologias industriais têm vindo a ser desenvolvidas, obrigando a novas necessidades de controlo.

36 Melhoramento e produção de novos alimentos Como produzir maior quantidade de alimentos? Qual o contributo da indústria na produção e processamento de alimentos?

37 Mais e melhores alimentos A população humana está a atingir os limites da superpopulação situando-se, actualmente, nos 6300 milhões de indivíduos. Muitos são os peritos que admitem não haver, em breve, recursos que cheguem sendo já muitas as carências alimentares, sobretudo em países menos desenvolvidos. As biotecnologias assumem particular destaque no melhoramento e na produção de alimentos em larga escala, podendo contribuir para uma resposta à procura mundial de alimentos.

38 Produtos do metabolismo dos microrganismos A selecção de estirpes de organismos fermentativos e a manipulação de condições, como temperatura, ph e composição atmosférica, tornam possível a obtenção de produtos fermentados de melhor qualidade, em maior quantidade e variedade.

39 Eficiência do processo microbiano Define-se por dois parâmetros: Rendimento: diz respeito ao grau de bioconversão do substrato; Produtividade: representa a rapidez com o processo ocorre.

40 A cultura de microrganismos em fermentadores, em condições controladas, permite produzir grandes quantidades de substâncias utilizadas como aditivos alimentares. Por exemplo: Aminoácidos usados como adoçantes (p.e. o ácido aspártico e o ácido glutâmico); Ácido cítrico (ácido orgânico) usado como regulador de acidez.

41 pág. 223

42 Imobilização de enzimas Consiste em circunscrever a acção das enzimas a uma região restrita do fermentador, assegurando a sua utilização de forma repetida ou contínua. Facilita a recolha dos produtos. Aumenta a pureza dos produtos. Permite a reutilização das enzimas. Protege as enzimas das variações de temperatura e ph. Ver fig. 31 e quadro pág. 224

43 Utilização das enzimas imobilizadas Produção de antibióticos; Redução dos níveis de lactose no leite; Conversão da glicose em frutose; Produção de biossensores.

44 Biossensores Têm a função de detectar e analisar tanto quantitativa como qualitativamente a presença de uma certa molécula num determinado meio, isto com resposta em tempo real e sem etapas intermediárias de processo. Para isso, os biossensores possuem sempre um agente biológico de reconhecimento que os diferencia de qualquer outro tipo de sensor. Exemplos: biossensores para detectar álcool, drogas, glicose

45 Transformações biotecnológicas dos alimentos Transformação por catálise microbiana Transformação por catálise enzimática Transformação genética

46 Exploração das potencialidades da Biosfera Biosfera: é a parte do planeta ocupada pelos seres vivos. Geralmente, o conceito inclui o conjunto de todos os ecossistemas 1 da Terra, ou seja, todos os organismos vivos e seus habitats. Relaciona-se com os conceitos de geosfera, hidrosfera e atmosfera. 1 Ver figuras 37, 38 e 39 das págs 233/4/5

47 Exploração da Biosfera A diversidade de elementos e de interacções na Biosfera possibilita as transformações de energia e a circulação de materiais entre o meio biótico e o abiótico que garante aos organismos a manutenção das suas funções vitais. O crescimento da população humana tem sido acompanhada por um aumento da exploração dos recursos da biosfera e pela introdução de desequilíbrios. Para fazer face à procura crescente de recursos alimentares, o Homem desenvolveu estratégias que permitem aumentar estes recursos.

48 Diversidade biológica aumenta a capacidade de resistência dos organismos Intervenção humana progressiva ao longo da história da Terra Sociedades tecnológicas diminuição da qualidade de vida da Terra 73% da superfície terrestre ameaçada pelas actividades humanas

49 Redução da biodiversidade Destruição de habitats; Introdução de espécies exóticas; Poluição; Comercialização de seres com valor comercial; Caça e pesca intensivas; Aumento da população humana.

50 Preservação da biodiversidade Protecção dos indivíduos de cada espécie; Protecção dos habitats.

51 Destruição de habitats Desflorestação (actividade 9 pág. 237) Obtenção de áreas para a agricultura e a pecuária; Construção de estradas; Urbanização; Sobrexploração de madeiras; Incêndios; Poluição atmosférica; Introdução de espécies invasoras. Agricultura: policultura vs monocultura (act. 10 pág. 239) Degradação dos solos Erosão (processo natural); Acção humana (potencia a erosão e pode levar à desertificação). ( degradação biológica)

52 Outras estratégias Intervenção humana na Biosfera alterações nos ecossistemas Soluções: Criação de áreas protegidas da sobrexploração Gestão integrada dos ecossistemas Cultivo de plantas e criação de animais Controlo de pragas

53 Cultivo de plantas e criação de animais Reprodução selectiva em plantas Clonagem de plantas; Clonagem por micropropagação; Regeneração de plantas a partir de protoplastos; Engenharia genética no melhoramento de plantas. Reprodução selectiva em animais Engenharia genética na criação de animais