TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

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1 TECNOLOGIA DE ALIMENTOS NUTRIÇÃO UNIC Profª Andressa Menegaz

2 ALTERAÇÕES DAS MATÉRIAS-PRIMAS E/OU PRODUTOS: CAUSAS E FATORES Os alimentos são constituídos por tecidos vivos e assim estão sujeitos a reações bioquímicas, biológicas e físicas. Objetivo tecnologia de alimentos retardar/suprimir estas reações, preservando o máximo possível a qualidade dos alimentos. CAUSAS DAS ALTERAÇÕES EM ALIMENTOS 1. Crescimento e atividade de microrganismos 2. Ação das enzimas presentes no alimento 3. Reações químicas não-enzimáticas 4. Alterações provocadas por insetos e roedores 5. Ação física e mecânica (frio, calor, desidratação, etc.).

3 ALTERAÇÕES DAS MATÉRIAS-PRIMAS E/OU PRODUTOS: CAUSAS E FATORES O homem busca métodos para preservar os alimentos, empregando técnicas empíricas que se mantém até hoje, como a secagem, a salga, a fermentação dentre outras. Processos utilizados requerem: - Amplo conhecimento a respeito dos microrganismos que atuam sobre o alimento em questão; - Ambiente que cerca este alimento; - Composição deste alimento.

4 FATORES QUE INFLUENCIAM O DESENVOLVIMENTO MICROBIANO EM ALIMENTOS: FATORES EXTRÍNSECOS: TEMPERATURA AMBIENTE ATMOSFERA UMIDADE DO AMBIENTE FATORES INTRÍNSECOS: NUTRIENTES ATIVIDADE DE ÁGUA ph

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6 Principais reações de perda de qualidade de alimentos Microbiológicas Crescimento ou presença de microrganismos que causam intoxicação: Staphylococcus aureus, Clostridium botulinum, Aspergillus flavus, Clostridium perfringens, Bacillus cereus; Crescimento ou presença de microrganismos que causam infecção: Salmonella, Listeria, Campylobacter, Shigella, Streptococcus, Vibrio, Proteus, Pasteurella; Crescimento de microrganismos deterioradores: Bactérias, bolores e leveduras: produtos metabólitos principais ou menores, secreção de enzimas, presença de biomassa.

7 MULTIPLICAÇÃO MICROBIANA Depende da interação dos fatores intrínsecos X extrínsecos; CONDIÇÕES FAVORÁVEIS ALIMENTOS PERECÍVEIS OU ALTERÁVEIS: são aqueles que contém um elevado teor de água (leite, carnes, pescados); possuem fatores intrínsecos favoráveis ao crescimento microbiano. ALIMENTOS SEMI-PERECÍVEIS OU SEMI-ALTERÁVEIS: são aqueles que, embora tenham bastante água esta é firmemente retida no interior pelo tecido envoltório de proteção (casca) que se rompido por qualquer meio os tornará vulneráveis como os perecíveis (ex.: beterraba, cenoura, batata, etc). ALIMENTOS NÃO PERECÍVEIS, ESTÁVEIS OU NÃO-ALTERÁVEIS: são aqueles que possuem baixo teor de umidade (açúcar, farinha, feijão).

8 Quando os microrganismos chegam ao alimento, se as condições forem favoráveis, iniciam sua multiplicação, passando por uma série de fases sucessivas CURVA DE CRESCIMENTO DOS MICRORGANISMOS. Esta curva contém 4 fases: A- Fase Lag ou de adaptação; B- Fase Log ou Exponencial; C- Fase Estacionária; D- Fase de Declínio.

9 CURVA DE CRESCIMENTO DOS MICRORGANISMOS:

10 CRESCIMENTO BACTERIANO: É a multiplicação rápida das bactérias que freqüentemente causam os problemas referentes à contaminação dos alimentos.

11 Sob condições ideais, uma bactéria dobra sua população a cada 20 minutos.

12 Diminuição ou inibição do crescimento microbiano Diminuição da temperatura (resfriamento, congelamento); Redução na atividade de água / aumento da concentração (secagem, desidratação, cura, salga, adição de açúcares); Diminuição do oxigênio (embalagem sob vácuo e nitrogênio).

13 Principais reações de perda de qualidade de alimentos Enzimáticas Reações hidrolíticas catalisadas por lipases e proteases; Oxidação (lipoxigenase); Escurecimento enzimático (fenolases).

14 AÇÃO DE ENZIMAS PRESENTES NO ALIMENTO As enzimas catalisam reações químicas; Lipases, peptidases, catalases, peroxidases, etc.; Algumas enzimas são desejáveis, outras não; Ex.: lipases agem sobre triglicerídeos e liberam ácidos graxos que sofrerão oxidação (reação química não enzimática autocatalítica) = radicais mal cheirosos; Desejáveis: Renina: formação da coalhada Papaína: amolecimento de carnes

15 REAÇÕES QUÍMICAS NÃO ENZIMÁTICAS Rancidez oxidativa Ocorre em lipídeos que contém ácidos graxos insaturados.

16 REAÇÕES QUÍMICAS NÃO ENZIMÁTICAS Ocorre em 3 fases: Inicial ou indução: formação de radicais livres; Propagação: aumento de peróxidos e outros produtos de decomposição. Início do cheiro e sabor; Terminação: há fortes alterações de cheiro, sabor, cor, viscosidade e da sua composição. É acelerada pelo calor, luz, umidade e metais (ferro ( cobre e

17 Mecanismo Aceleram: O 2, luz (UV), metais (Cu e Fe), temperatura; ex.: azeite de oliva. Retardam: antioxidantes físicos (embalagem) e (... tocoferóis químicos (carotenóides, ácido cítrico,

18 Principais reações de perda de qualidade de alimentos Químicas Rancidez oxidativa; Descoloração por oxidação e redução; Escurecimento não enzimático; Perdas de nutrientes.

19 ESCURECIMENTO QUÍMICO Escurecimento ou browning químico com formação de cor marrom ou semelhante (melanoidinas); Pode ser benéfica (crosta do pão), café torrado, chocolate, carne assada; Pode ser indesejável (leite tratado pelo calor e sucos); Promovem a perda de aminoácidos (triptofano, lisina, histidina) = redução do valor nutritivo das proteínas; Pode ser: - Caramelização; - Reação de Maillard: açúcar + proteínas = cor marrom; - Degradação do ác. Ascórbico: ác. Ascórbico aquecido = compostos de cor escura;

20 Caramelização Açúcar Água Calor 120 C ( HMF ) hidroximetilfurfural Intermediários incolores de baixo PM É o corante mais usado na indústria de alimentos. Melanoidinas

21 Reação de Maillard CO 2 Calor Açúcar + proteína Melanoidinas Principal causa de escurecimento não enzimático produzido durante o aquecimento e armazenamento prolongado.

22 Degradação do ácido ascórbico

23 Principais reações de perda de qualidade de alimentos Físicas Transferência de massa (absorção ou perda de umidade); Perda de textura crocante; Perda de aroma; Danos causados pelo congelamento.

24 MUDANÇAS FÍSICAS Escurecimento da carne na estocagem: oxidação da mioglobina; O 2 Sol, luz, calor, ph ácido, congelamento Carne fresca Transformação da mioglobina (vermelho púrpura) em oximioglobina (vermelho brilhante) Transforma-se em metamioglobina (vermelho ( enegrecida

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26 Princípios e métodos de conservação de alimentos PRINCÍPIOS a- Uso de temperaturas; b- Controle da quantidade de água; c- Controle da taxa de oxigênio; d- Uso de substâncias químicas; e- Uso de irradiações; f- Combinação de dois ou mais princípios.

27 Objetivos dotratamento Térmico ( TT ) ( deteriorantes Inativação m.o. (patogênicos e Redução da ação das enzimas Eficiência do TT Tempo Temperatura

28 Termorresistência dos Microrganismos Depende de fatores intrínsecos e extrínsecos: INTRÍNSECOS: BACTÉRIAS T ótima Termorresistência - + Psicrófilos, Mesófilos Termófilos esporos Psicrotróficos

29 Valores de resistência térmica de alguns microrganismos mais comumente encontrados em alimentos. ( MINUTOS ) ( TEMPO ºC MICRORGANISMOS TEMPERATURA ( Estreptococcus fecais 65,0 5,0-30,0 Salmonella spp 65,5 0,02-0,25 Staphylococcus aureus 65,5 0,02-2,0 Escherichia coli 65,0 0,10 Bolores e Leveduras 65,5 0,50-3,0 Clostridium botulinum 100,0 100,0-330,0

30 Termorresistência dos microrganismos EXTRÍNSECOS ph Importante Classificação dos alimentos: ( ph>4,5 ) Pouco ácidos ( 4<pH<4,5 ) Ácidos ( ph<4,0 ) Muito ácidos *não há germinação de esporo bacteriano em ph <4,0.

31 CONSERVAÇÃO PELO USO DO FRIO

32 USO DO FRIO REFRIGERAÇÃO Utiliza temperatura de 0 a 15 ºC; Mantém as características do produto in natura ; É um método temporário (dias ou semanas); Método eficiente para conservação de frutas; Os microrganismos psicrófilos são o maior problema; As temperaturas utilizadas não inativa enzimas, nem elimina os microrganismos, paralisa-os.

33 Refrigeração de alguns produtos alimentícios

34 USO DO FRIO CONGELAMENTO Utiliza temperaturas, em média, de -10 a -40ºC; Método caro exige a necessidade da cadeia do frio ; Método eficiente para conservação de carnes e pescados; Conservação por tempo mais prolongado (meses ou anos); Reduz as reações enzimáticas, porém não inativa. Reações como escurecimento de frutas não é solucionado somente com congelamento.

35 Diminuição ou inibição do crescimento microbiano

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37 CONGELAMENTO VANTAGENS E DESVANTAGENS COMO MÉTODO DE CONSERVAÇÃO VANTAGENS Não se acrescentam nem se eliminam componentes Não transmite nem altera o aroma natural Não reduz a digestibilidade Não causa perdas significativas do valor nutritivo DESVANTAGENS Os microrganismos não são destruídos, embora seu número diminua Os esporos são muito resistentes As toxinas não são destruídas Ocorre desidratação rápida e intensa quando não há acondicionamento adequado

38 USO DO FRIO Normalmente armazena-se os alimentos a 18ºC, assim os psicrófilos não resistem; Podemos ter dois métodos para o congelamento: Congelamento lento: demora de 3 a 12 horas para se congelar o produto, normalmente usa-se temperaturas na faixa de 25 ºC sem circulação de ar; Congelamento rápido: Demora menos de 3 horas para o congelamento, usa-se temperatura da ordem de 40 ºC a 25 ºC.

39 TEORIA DA CRISTALIZAÇÃO CONGELAMENTO Mudança de estado, de líquido a sólido, que sofre uma parte da água presente nos alimentos. Conservação durante longos períodos. Formação de cristais de gelo: modificações indesejáveis dos alimentos

40 TEORIA DA CRISTALIZAÇÃO CRESCIMENTO DOS CRISTAIS Velocidade de resfriamento lenta: cristais com forma alongada (agulhas). Velocidade de resfriamento rápida: cristais com forma mais arredondada.

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42 Evolução da temperatura durante o congelamento de alimento com resfriamento lento (a), rápido (b) e muito rápido (c).

43 CONGELAMENTO RELAÇÃO ENTRE TEMPERATURA, REAÇÕES DE DETERIORAÇÃO E CRESCIMENTO E PRODUÇÃO DE TOXINAS DE ALGUNS MICRORGANISMOS DE INTERESSE NOS ALIMENTOS. 10ºC: Produção de toxinas de Staphylococcus e Clostridium botulinum tipos A e B. 6,7ºC: Multiplicação de Staphylococcus. 6,5ºC: Multiplicação de Clostridium botulinium. 5,2ºC: Multiplicação de Salmonella 3,3ºC: Produçao de toxinas de Clostridium botulinium. Tipo E 0ºC: Risco devido a crescimento e atividade de bactérias causadoras de intoxicações alimentares -8ºC: Multiplicação de bactérias -10ºC: Multiplicação de leveduras -12ºC: Multiplicação de mofos -18ºC: Reações químicas (sua velocidade é ( nulas tão lenta que são considerados

44 DESCONGELAMENTO -Deve reduzir ao máximo a exsudação e os danos causados no alimento pelos cristais de gelo, na reversão do alimento à temperatura de consumo; -Além de perdas nutritivas, os alimentos perdem a aparência comercial; - Pode ser feito de 2 formas: LENTO e RÁPIDO -

45 DESCONGELAMENTO DESCONGELAMENTO LENTO: deve ser em câmaras entre 4 a 10ºC, UR de 95% e por cerca de 20 a 36 horas. Assim, o tecido não perde muito líquido pois tem tempo de absorvê-lo durante o processo. É o ideal. DESCONGELAMENTO RÁPIDO: Não adequado, em temperatura ambiente alta, em água quente, em microondas. Há grande perda de proteínas, pois as fibras musculares não conseguem reabsorvê-las.

46 Diferenças entre refrigeração e congelamento

47 CONSERVAÇÃO PELO USO DO CALOR

48 Métodos pelo uso do calor Pasteurização; Esterilização; Branqueamento; Evaporação; Defumação.

49 ( Pasteur Pasteurização (Louis Objetivos: Garantir a inocuidade pela eliminação total da flora microbiana patogênica (células vegetativas); Prolongar a vida útil dos alimentos pela destruição dos m.o. Deteriorantes (bactérias vegetativas, bolores e leveduras) ; Inativação de enzimas.

50 Temperatura: 100 C Objetivo principal: Pasteurização alimentos de baixa acidez (ph>4,5): destruição das bactérias patogênicas ;( vegetativa (forma alimentos com ph<4,5: destruição m.o. deterioradores e a inativação de enzimas (aumentar a vida de prateleira).

51 Pasteurização.( embalagens ) Cuidados no acondicionamento Aliada a outros métodos de preservação. Refrigeração: inibir o crescimento de m.o. sobreviventes; Aditivos químicos: manter o ph baixo; Embalagens herméticas: evitar a recontaminação. Alimentos: leite, creme de leite, manteiga, frutas, sucos, sorvetes, embutidos, compotas, cervejas, ovos líquidos, enlatados e outros alimentos termo-sensíveis.

52 Pasteurização Com relação ao tempo e à temperatura: Pasteurização lenta (baixas temperaturas e tempo longo): LTLT (low temperature long time) Temperaturas próximas a 65 C por 30min. Realizada em tanques, em batelada Aplicação: leite destinado a produção de derivados; polpa de frutas.

53 Pasteurização Pasteurização lenta (baixas temperaturas e longo tempo): LTLT (low temperature long time)

54 Pasteurização Pasteurização rápida a altas temperaturas: HTST (high temperature ( time short 72 C por 15s; Grandes indústrias; Trocadores de placas ou de tubos, sob alta pressão; Seguido de resfriamento.

55 Pasteurização Trocador de calor de placas

56 Pasteurização Trocador de calor de tubos

57 Características da pasteurização Método de conservação cujas temperaturas usadas são inferiores a 100ºC; Método de conservação temporário; Necessita de outro método de conservação complementar; Recomendado para eliminar certos grupos de m.o.

58 É indicada para: Produtos em que altas temperaturas possam causar danos a qualidade nutricional do alimento; Destruir m.o. patogênicos de baixa resistência ao calor. Ex: leite; Produtos que contêm m.o. deterioradores sensíveis ao calor. Ex: suco de frutas; Produtos em que os m.o. sobreviventes possam ser inibidos por outro método preservativo subsequente, ex: refrigeração; Para líquidos ácidos (ph<4,5); Destruir agentes competitivos;

59 Esterilização Objetivos: Eliminar todas as formas vegetativas e esporos patogênicos; Inativar enzimas; Temperatura: C; Utiliza-se pressão (autoclaves); ( microbiológica Esterilidade comercial (estabilidade Eliminação de todos microrganismos e esporos que poderiam se desenvolver nas condições normais de armazenamento do produto

60 Esterilização comercial está associado aos seguintes fatores: Ausência de m.o. capazes de deterioração do produto nas condições normais de armazenamento; Ausência de m.o. patogênicos capazes de proliferar no alimento.

61 Esterilização Pode ser realizada: Alimentos já embalados ;( Apertização ) No alimento não envasado com envase asséptico posterior.( indireto (UHT direto e

62 Esterilização: Apertização Esterilização do alimento já envasado; Embalagens: latas, garrafas de vidro ou embalagens plásticas/laminadas termoestáveis; Máquinas de enchimento; Espaço de cabeça: espaço vazio deixado entre a tampa e o alimento para permitir a expansão dos gases no interior da embalagem e facilitar a troca de calor. Espaço de cabeça gás

63 Ponto frio

64 Esterilização: Apertização Preenchimento Exaustão Fechamento TT Resfriamento Fluxograma Geral de Apertização de alimentos

65 Esterilização: Apertização

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67 Esterilização: ( Temperature UHT (Ultra High Alimentos líquidos ou semi-líquidos ;(. pures,etc (leite, sucos, nata, ;( intantâneo Aquecimento rápido (quase ;( C ) Altas temperaturas Garante vida de prateleira por 6 meses sem refrigeração; Período curto: 2-5 seg.

68 Esterilização UHT Processos: Diretos Indiretos

69 Esterilização: ( Temperature UHT (Ultra High UHT Indireto Trocadores de calor (placas ou ;( tubos Não há contato entre alimento e calefador.

70 Esterilização: ( Temperature UHT (Ultra High

71 Esterilização: ( Temperature UHT (Ultra High UHT direto Consiste na injeção de vapor d água no alimento ou do alimento em vapor d água ;( difusão ) Aquecimento quase instantâneo; Há contato íntimo entre alimento e calefador; - Incorporação de 10% de vapor no produto, eliminado por vácuo.

72 Esterilização: UHT - Direto

73 Esterilização: UHT Envase deve ser asséptico Embalagem tetra brik, tetra pack ou ( camadas longa vida (6 Polietileno, papel e alumínio Esterilização prévia embalagens: UV, H 2 O 2, etc.

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75 ALTERAÇÕES DOS ALIMENTOS ENVASADOS: Os alimentos envasados podem sofrer alterações microbiológicas, químicas e físicas: - Microbiológicas: gases liberados por microrganismos que acabam por estufar a lata. - Químicas: gases como o Hidrogênio e gás Sulfídrico vindos de reação enzimática entre lata e alimento. - Físicas: alteração na textura devido a manejo impróprio da lata, perfurações (contaminação cruzada) e amassamento (reação química da lata com o alimento).

76 Efeitos da esterilização nos constituintes dos alimentos Mudanças de cor, textura e sabor; Perda de vitaminas e desnaturação protéica; Oxidação de lipídeos (rancidez oxidativa); Reação de Maillard ou reação de caramelização de açúcar

77 Branqueamento Objetivos: inativação de enzimas remoção de gases dos tecidos redução da contaminação microbiana, abrandamento da textura dos vegetais Processo térmico de curto período Pré-tratamento

78 Branqueamento Realizado por: Imersão em água fervente; Vapor d água; Seguido de: Resfriamento; Adição de substâncias: 0,125% de óxido de cálcio: proteção a clorofila e solução salina a 2% de NaCl.: evitar o escurecimento enzimático ou Cloreto de cálcio: reduzir perdas de textura (pectato de cálcio)

79 Branqueamento Imersão em água fervente

80 O branqueamento no processo das batatas congeladas, realizado com o uso de vapor, influi na obtenção de características como: -cor uniforme, -crocância, -rápido preparo, -baixa absorção de gordura.

81 Alterações nutricionais e sensoriais dos alimentos submetidos a Sensoriais: tratamento térmico Cor - degradação de pigmentos, reações caramelização e de Maillard; Sabor, aroma - liberação ou formação de compostos; Textura - desnaturação proteínas, degradação carboidratos.

82 Alterações nutricionais e sensoriais dos alimentos submetidos a Nutricionais tratamento térmico Perda de vitaminas Vitamina C (ácido ascórbico): aumenta na presença de oxigênio e cobre tiamina (vitamina B1), vitaminas A e E. Aumento da digestibilidade de algumas proteínas: desnaturação.

83 DEFICIÊNCIA NO TRATAMENTO TÉRMICO:

84 OBRIGADA PELA ATENÇÃO!!! Profª Andressa Menegaz

85 Referências Bibliográficas: EVANGELISTA, J. Tecnologia de alimentos. 2. ed. Rio de Janeiro: Atheneu, Gava, A. Princípios de Tecnologia de Alimentos. 6. ed. São Paulo: Nobel, Ordóñez, J.A. Tecnologia de Alimentos: Componentes dos alimentos e processos. São Paulo: Artmed, REGITANO, Oetterer, M;. Fundamentos de ciência e tecnologia de alimentos. Barueri: Manole, 2006.