Deterioração: altamente perecíveis f (% H 2

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1 Processo Térmico Em um processo térmico com alimento, o principal objetivo é reduzir a atividade de materiais biológicos indesejáveis, como microorganismos e enzimas. Em alguns processos mudanças nas propriedades físicas também é desejada. Em ambos os casos uma destruição de nutrientes essenciais e outras mudanças indesejáveis tomam lugar.

2 Deterioração: altamente perecíveis f (% H 2 O) Grau de perecibilidade (à Temp. ambiente) Altamente perecíveis (1 7 dias) Moderadamente perecíveis (1 + semanas) Levemente perecíveis (1 + anos) Conteúdo de água Médio a alto Médio Baixo Tipo de produto Tecidos animais, tecidos vegetais, frutas com alta taxa respiratória, vegetais folheados. Raízes, ovos. Grãos, nozes.

3 Outras causas de deterioração do alimento: crescimento microbiano, metabolismo normal de tecidos vegetais, perda de água e outras atividades fisiológicas normais (envelhecimento precoce, autólise, oxidação, danos mecânicos) Preservação comercial: prevenir ou eliminar contaminação e/ou reduzir mudanças químicas, fisiológicas e físicas indesejáveis.

4 Métodos de preservação de alimentos: 1) Meios químicos Aditivos: sal, açúcares, ácidos Conservantes 2) Meios físicos Aumento do nível de energia Aquecimento Irradiação Redução do nível de energia Resfriamento por imersão Refrigeração Congelamento Redução do conteúdo de água Desidratação Concentração Embalagem 3) Meios biológicos Fermentação Engenharia genética Seleção genética

5 A preservação, processamento e distribuição de alimentos é um campo multidisciplinar, requerendo competente conhecimento em muitas áreas: propriedades biológicas de alimentos tais como microbiologia, reações bioquímicas. propriedades físicas de biomateriais tais como termofísica, ligação de água e propriedades estruturais. conceitos no campo da engenharia: transferência de calor e massa, separação e mistura de materiais e cinética.

6 Processos de Cozimento, Branqueamento e Pasteurização: Cozimento: principal objetivo: produzir um alimento mais palatável (assar, grelhar) aquecimento em um envolvimento à quente: usualmente 100 C: fervura; e > 100 C: fritura em óleo; redução do n microorganismos destruição ou inativação de enzimas destruição de toxinas alteração de cor, flavor e textura aumento da digestibilidade de componentes degradação do valor nutritivo

7 Branqueamento: é usualmente um pré-tratamento, no qual os alimentos são submetidos antes de operações de congelamento, secagem e enlatamento. enzimas resistentes ao calor: peroxidase e catalase. Podem ser usadas como indicadores enzimáticos remover gases dos tecidos: O 2, alto vácuo na lata aumenta a temperatura do tecido limpar o tecido de sujeiras amolece o tecido inativa enzimas Vegetal Aspargos 0,8 cm esp. 1,7 cm esp. Vagens Pequenas Médias Grandes Brócolis Milho Ervilhas Espinafre Tempo de branqueamento (min) em água à 100ºC 2 4 1,5 2,5 3,5 2,5 2,5 1,5 1,5

8 Pasteurização: é o tratamento térmico que destrói alguns, mas não todas as formas vegetativas presentes. O objetivo principal é eliminar bactérias patogênicas, mas não deterioradoras. Se o objetivo é prevenir deterioração, a pasteurização deve ser seguida por outros tratamentos como: refrigeração, aditivos químicos, embalagem, fermentação. Retorno produto cru

9 ESTERILIZAÇÃO: A esterilização resulta em nenhum MO viável no alimento. Portanto, o alimento poderia ser armazenado indefinidamente, e nenhuma deterioração microbiana deveria ocorrer: é possível produzir um recipiente selado absolutamente estéril pelo aquecimento a temperatura suficientemente alta por um longo tempo. Entretanto, isto é caro em detrimento da qualidade do alimento e desnecessário.

10 Conceito de Esterilização comercial Situação: se um esporo muito resistente ao calor necessita temperatura de 65 a 71 C para germinar e causar problemas; se um alimento enlatado jamais será armazenado a esta T a qualquer tempo; então mesmo que os esporos não sejam eliminados pelo processo térmico, não haverá deterioração em condições normais de armazenamento! Esterilização comercial É o fato que um alimento enlatado pode conter esporos termofílicos resistentes ao calor viáveis sem deterioração sob condições de armazenamento normais.

11 Condições de processo para alcançar a esterilização comercial: natureza do alimento: ph, força iônica, potencial redox, nível de O 2 condições de armazenamento após o processo transferência de calor de MO ou esporos de interesse características térmicas do alimento: k, o meio aquecedor, modo de transferência de calor, tamanho e forma da embalagem N o : população inicial µ a Cinética: as propriedades dos alimentos variam devido a reações químicas que ocorrem como resultado de variações de T, a w, ph propriedades físicas e propriedades de qualidade mudam durante o processo Afim de projetar e optimizar processo térmico é necessário conhecer que mudanças tomam lugar e a que taxa.

12 Inclinação das curvas de inativação microbiana: N (UFC/g) T = 110,0 ºC T = 98,9 ºC T = 121,1 ºC Tempo de aquecimento isotérmico (min)

13 Inclinação das curvas de inativação microbiana: T = 98,9 ºC Log (N) T = 110,0 ºC T = 121,1 ºC Tempo de aquecimento isotérmico (min)

14 Inclinação das curvas de inativação microbiana:

15 Inclinação das curvas de inativação microbiana:

16 Esterilização comercial: Implica na inativação de MO significativos sob o aspecto de saúde pública. Para alimentos enlatados: Clostridium botulinum; O conceito 12 D: processo mínimo para inativação do C. botulinum em alimentos enlatados, estipulado por agências regulatórias. O valor 12 D é referente a carga inicial: N 0

17 N e N 0 usados para obter valores (N 0 /N) para esterilização comercial de alimentos enlatados Fator N N 0 D 0 (min) Saúde pública 10-9 Geral 10 0,2 Carnes 10 2 Cogumelos 10 4 Embalagem 10-5 Deterioração por mesofílicos 10-6 Geral 10 0,5 Carnes 10 3 Deterioração por termofílicos 10-2 Geral ,5

18 Efeito da temperatura sobre a inativação térmica microbiana: A inativação microbiana é uma reação química de 1ª ordem, e a dependência da temperatura sobre a constante da taxa pode ser expressa em termos de energia de inativação ou o valor de z. Tempo de morte térmica D (min) ou F (min) Temperatura (ºC)

19 Valores de F 0 usados na esterilização comercial: O tipo de substrato e o ambiente afetam a resistência do MO: F 0 deve ser baseado no MO que envolve uma deterioração comercial. Deve ser baseado em MO deteriorador mais resistente que o C. botulinum. MO Produto D 0 (min) z (ºC) C. botulinum 213 B ervilhas 0,22 8 C. spp. PA 3679 ervilhas 2,55 10 B. stearothermophillus FS 1518 ervilhas 6,16 11

20 Curvas de penetração de calor: convecção convecção condução e condução Alimento Partículas Partículas Alimento Alimento líquido no líquido no meio compactado sólido viscoso D e z Taxa de penetração de calor: h, k, c p, η, driving-force, tamanho da embalagem

21 Processo em batelada: caso: lata em autoclave Condução Convecção S e F 0

22 Exemplo : o processo foi adequado? Temperatura T (ºC) Tempo t (min) (T 0 T) (ºC) F i t x F i (min) Temperatura (ºC) Tempo (min) ,9 x , ,9 x ,5 x , ,9 x ,0156 2,5 x , ,0 x ,3012 6,3 x ,306 7,9 x ,508 4,0 x ,3417 7,9 x ,082 7,9 x ,0162 7,9 x , , ,9 x , Total: 2,64 min

23 Autoclaves:

24 Autoclaves:

25 O método geral: 140,0 120,0 100,0 Curva T x t Temperatura (ºC 80,0 60,0 40,0 20,0 Tempo (min) Temperatura (ºC) Tempo (min) Temperatura (ºC) 0, Tempo (min) 0 60, ,4 5 60, , , , , , , , , ,6 * 30 93, , , , , , , , , ,2

26 Parâmetros de calor: Log ( T T) = log( j I ) r h h t f h Tempo (min) Temperatura (ºC) ,2 87,8 98,9 100 Tp i Aquecimento , ,8 116,1 (Tr - T) , , ,8 79,4 54, tp i Tempo (min) 50 38,3

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