AGROINDÚSTRIA, ALIMENTOS E NUTRIÇÃO ESALQ - USP CONSERVAÇÃO DE HORTALIÇAS PELO CALOR E FERMENTAÇÃO Profa. Marta H. F. Spoto
CONSERVAÇÃO DE HORTALIÇAS PELO CALOR ENLATAMENTO DE HORTALIÇAS DE BAIXA ACIDEZ ALIMENTOS DE BAIXA ACIDEZ Quaisquer alimentos com aw > 0,85 e ph > 4,6 (FDA) Possibilitam o crescimento de microrganismos patogênicos (C. botulinum) nas condições normais de armazenamento Ex. milho verde, ervilha, vagem, aspargo, etc.
ENLATAMENTO DE HORTALIÇAS DE BAIXA ACIDEZ MÉTODOS DE PRESERVAÇÃO APERTIZAÇÃO: enlatamento seguido de processamento térmico, visando a esterilização comercial do produto embalado. ESTERILIDADE COMERCIAL: destruição de microrganismos patogênicos e deteriorantes resistentes ao calor que, durante o período de comercialização não possam se desenvolver.
Fatores que afetam a resistência de microrganismos ao calor 1. Umidade: Calor úmido > eficiência que calor seco Calor úmido: Destruição de enzimas por hidrólise Calor seco: Destruição de moléculas vitais por oxidação
Fatores que afetam a resistência de microrganismos ao calor 2. Atividade de água: Disponibilidade de água para os microrganismos combinação da desidratação parcial do alimento com adição de solutos como sal, tornando a água não disponível à atividade microbiana.
Fatores que afetam a resistência de microrganismos ao calor 2. Relação entre a atividade de água (a w ) e a inibição do crescimento de microrganismos: Faixa de a w Inibição de microrganismos 0,95-1,00 Pseudomonas, Escherichia, C. perfringens, esporos de bactérias, algumas leveduras. 0,91-0,95 Salmonella sp., C. botulinum, Lactobacills, alguns fungos. 0,87-0,91 Quase todas as leveduras, Micrococcus. 0,80-0,87 Quase todos os fungos, Staphylococcus aureus, Sacharomyces sp. 0,75-0,80 Quase todas as bactérias halofílicas 0,65-0,75 Fungos xerofílicos
Fatores que afetam a resistência de microrganismos ao calor 3. ph: A tolerância dos microrganismos ao tratamento térmico decresce com o ph combinação de íons H + e moléculas dissociadas com proteínas e enzimas microbianas, causando a desnaturação. As proteínas são menos estáveis à medida que o ph se afasta do intervalo 5,5-6,5.
3. ph: Fatores que afetam a resistência de microrganismos ao calor Alimentos pouco ácidos ph > 4,5: Deteriorantes: Pseudomonas Patogênicas: Salmonella sp, Campylobacter jejuni, Listeria Monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Clostridium botulinum: bactéria mesofílica esporulada, anaeróbica, produtora de neurotoxina principal problema usada como padrão na esterilização de alimentos com ph>4,5.
Fatores que afetam a resistência de microrganismos ao calor 3. ph: Alimentos ácidos ph < 4,5: Ex: tomate e derivados (suco, purê, polpa, concentrado), chucrute, picles. Bacillys coagulans (+ resistente); B. polymixa; B. macerans; C. pasteurianum.
Fatores que afetam a resistência de microrganismos ao calor 3. ph de algumas hortaliças: Faixa de ph Hortaliças 5,5-6,0 Espinafre, batata, aipo, couve-flor, nabo, aspargos, berinjelas 6,1-6,3 milho 6,9 azeitonas 3,5 chucrute
Fatores que afetam a resistência de microrganismos ao calor 4. Ácidos presentes: São ácidos relacionados com a parte não dissociada: resistência do microrganismo varia em função do ácido: ácido lático > ácido cítrico > ácido acético
Fatores que afetam a resistência de microrganismos ao calor 5. Sais: O sal tem influência variável sobre a resistência térmica dependendo de sua concentração, da composição do meio e do tipo de microrganismo. Determinados tipos de sais (NaCl e nitratos) diminuem a atividade de água. Nitratos e nitritos inibem a germinação dos esporos que sobreviveram ao tratamento térmico.
FLUXOGRAMA DO PROCESSO DE ENLATAMENTO DE HORTALIÇAS DE BAIXA ACIDEZ Matéria Prima Limpeza e seleção Classificação Corte e descascamento Branqueamento Acondicionamento Exaustão Esterilização Prova de esterilização Mercado consumidor
PROCESSAMENTO DE HORTALIÇAS Esterilização: Esterilização comercial: destruição de microrganismos patogênicos e deteriorantes resistentes ao calor que durante o período normal de comercialização não possam se desenvolver. Esterilização a T acima de 100 C, pois o ph está acima de 4,5. Binômio tempo/temperatura calculado.
RESISTÊNCIA E DESTRUIÇÃO TÉRMICA DE MICRORGANISMOS PATOGÊNICOS Formas mais resistentes esporos Gêneros mais importantes Clostridium botulinum (anaeróbico); Bacillus coagulans (alimentos ácidos) Valor D: tempo (minutos) necessário para destruir 90% da população a uma dada temperatura (D T ) Tempo necessário para que a curva de resistência térmica atravesse um ciclo logarítmico Curva de Sobreviventes. Produtos apertizados de baixa acidez recomendado tratamento térmico com mais de 12D.
N de células sobreviventes CURVA DE DESTRUIÇÃO TÉRMICA DE MICRORGANISMOS 1000 100 10 D 1 0 5 10 15 Tempo de Aquecimento
CURVA DE DESTRUIÇÃO TÉRMICA DE MICRORGANISMOS Valor Z número de graus centígrados requeridos para atravessar 1 ciclo logarítmico na Curva de Destruição Térmica (TDT) Aplicar valor 12D para Clostridium botulinum (ph > 4,5), sendo D = 2,45 min. Para alimentos ácidos, 5D, visando Bacillus coagulans Autoclaves que atingem de 115,5 a 121 C; contínuas ou descontínuas, com ou sem agitação
Tempo de Redução Decimal D (min) CURVA DE DESTRUIÇÃO TÉRMICA DE MICRORGANISMOS (TDT) 1000 100 10 F111 = 40 Z F121 = 4 1 0 111 121 130 Temperatura ( C)
PROCESSAMENTO DE HORTALIÇAS Resfriamento: 35-37 C para evitar condensação da água na superfície externa da lata. Prova de esterilização: manter as latas a 32-35 C por 15 dias ou a 25 por 30 dias e verificar se alterou a forma liberar para comercialização Latas a 52-55 C por 10 a 15 dias para checar a presença de Bacillus stearothermofilus
PROCESSAMENTO DE HORTALIÇAS Aparência das latas com alimentos deteriorados: Fliper - 2 lados planos. Convexo após pancada leve ou aumento de temperatura Springer - 2 lados levemente convexos, mais de um lado que do outro Soft-swell dois lados convexos pressão baixa pode abaixar com os dedos Haro-swell pressão alta, 2 lados convexos inalterados com forte pressão Finalmente estouro da lata
ACIDIFICAÇÃO NO PROCESSO TÉRMICO DE HORTALIÇAS FUNDAMENTO: abaixar o ph < 4,5 inibição do C. botulinum. Ex. palmito (ph = 6,0 a 6,2) VANTAGENS: < temperatura e tempo do tratamento térmico (80-100 C - banho-maria); < descoloração e preserva textura, ácidos atuam como melhoradores de sabor. Importante para fábricas de pequeno porte
ACIDIFICAÇÃO NO PROCESSO TÉRMICO DE HORTALIÇAS Ácidos orgânicos lático, cítrico, málico, tartárico, acético e misturas de acético com lático Curva de acidificação para abaixar o ph para 4,3. Procedimento: 1. Pesar 200g de amostra e transferir para liquidificador; 2. Adicionar 400 ml de água destilada e triturar por 3 min.; 3. Pesar 100g e determinar o ph inicial; 4. Fazer a titulação com o ácido (5%) de 1 em 1ml fazendo-se leituras correspondentes até ph = 3,8; 5. Anotar o ph para cada volume adicionado e fazer o cálculo da [ ] de ácido por 100g do material; 6. Traçar a curva (ph na ordenada e [ ] ácido na abscissa) Cálculo: [ ] ácido = 0,05 x 3 x V Onde: V = volume do ácido gasto na bureta
FLUXOGRAMA DO PROCESSO DE ENLATAMENTO DE HORTALIÇAS ACIDIFICADAS Matéria Prima Limpeza e seleção Classificação Corte e descascamento Branqueamento Acondicionamento (vidros ou latas, salmoura 2-3% + ÁCIDO) Exaustão Tratamento Térmico (banho-maria 80-100 C) e resfriamento (35-37 C) Prova de pasteurização (32-35 C/15 dias; mesófilos: B. coagulans) Mercado consumidor
FERMENTAÇÃO Processo bioquímico em que os microrganismos retiram do meio em que sobrevivem o material de que necessitam, ao mesmo tempo em que, sob ação catalítica de suas próprias enzimas, elaboram substancias como ácidos, álcoois, ésteres, etc.
ASSIMILAÇÃO E DESASSIMILAÇÃO Processos realizados por todos os seres vivos, com produção ou consumo de diferentes quantidades de energia. ASSIMILAÇÃO CO 2 + H 2 O + Energia glicose + O 2 DESASSIMILAÇÃO Respiração: glicose + O 2 CO 2 + H 2 O + Energia Fermentação: decomposição parcial dos produtos formados (álcool, ácidos, vitaminas, CO 2 ) liberando Energia.
FERMENTAÇÃO INDUSTRIAL Processo que utiliza o crescimento controlado de microrganismos selecionados, capazes de modificar a textura do alimento, sabor e aroma, como também suas propriedades nutricionais.
CONTROLE DAS FERMENTAÇÕES EM ALIMENTOS As fermentações são utilizadas pelo homem mediante escolha adequada dos microrganismos, dos substratos, da temperatura de trabalho e valores de ph adequados.
FATORES QUE AFETAM AS FERMENTAÇÕES ph: frutas ph entre 3,0 e 4,5; hortaliças 4,6 a 6,5. O ph para picles deve estar entre 3,0 e 3,5 Disponibilidade de Oxigênio: - presença de O 2 leveduras e fungos se multiplicam - ausência de O 2 fermentação de leveduras e bactérias Temperatura: faixa ótima: leveduras: 26 a 32 C bactérias acéticas: 34 a 36 C bactérias láticas: 45 C bactérias láticas na fermentação de vegetais (picles) (Leuconostoc e Lactobacillus): 18 a 25 C
FATORES QUE AFETAM AS FERMENTAÇÕES Cloreto de Sódio: - reduz a competição dos microrganismos prejudiciais, favorecendo a fermentação ácida; - seleciona os microrganismos que irão crescer bactérias láticas; - responsável pela estabilidade da conserva de picles, chucrute e azeitonas. Açúcares: - determinam a acidez produzida.
PICLES Legumes e hortaliças conservados em salmoura ou vinagre, com ou sem casca, com ou sem fermentação, açúcar e especiarias Picles em salmoura: fermentados, não fermentados. Picles em vinagre - ácidos, agri-doces e aromatizados
PICLES FERMENTADO PRINCÍPIO DO MÉTODO Conservação por ação conjugada do sal adicionado e da acidez formada pela fermentação - Fase inicial: Microrganismos contaminantes: Aerobacter aerogenes, Escherichia intermedium, Bacillus polymixa, Bacillus macerans - Fase intermediária: Microrganismo principal heterofermentativo: Leuconostoc mesenteroides; (início de Lactobacillus plantarum, L. brevis e L. fermenti). Início da fermentação lática produção de CO 2, ácido acético, ácido lático, dextranas e manitol - Fase final: Microrganismos principais: Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermenti. Fermentação final Lactobacillus plantarum, L. brevis e Pediococcus cerevisae (homofermentativas) Produção de ácido lático.
PICLES FERMENTADO - PROCESSAMENTO Legumes e hortaliças branqueados ou não Adição de NaCl (8-10 Bé) Manter sempre nessa proporção durante a fermentação *Adição de fermento lático (1% do NaCl) Adição de açúcar (glicose ou dextrose 1%) Fermentação anaeróbica Leuconostoc mesenteróides (3-7 dias 18-23 C) ác. acético, ác. lático, CO 2 e dextranas Anaerobiose Lactobacilus plantarum e L. brevis (4-6 semanas 18-23 C) aumento do ácido lático (0,5 a1,0%) Adição de sal (até 15 Bé) Final da Fermentação
MODIFICAÇÕES QUÍMICAS Típicas de fermentação mista: Conversão de açúcares em gases, ácidos voláteis fixos, álcool, manitol, dextranas Formação de ácido lático: 0,5 a 1,0% Ácido acético: 0,05 a 0,15% Etanol: 0,5 a 2,0%
PROBLEMAS DE DETERIORAÇÃO DURANTE A FERMENTAÇÃO -Películas esbranquiçadas: Filmes de leveduras (Debaromyces, Mycoderma e Pichia) - destruição do ácido lático redução na acidez deterioração. Solução: escumagem, óleo mineral (lâmina de 3mm), ou ácido acético (0,4-1,0%), benzoato de sódio (0,01-0,06%), exposição ao sol - Amolecimento: Bacillus vulgaris - baixa concentração de sal Solução: concentração acima de 8% de sal -Escurecimento da salmoura: -Formação de sulfeto de ferro - gás sulfídrico (proteína) + sais de ferro (equipamento) Bacillus nigrificans - cresce em açúcar + meio alcalino
ARMAZENAMENTO E PROCESSAMENTO PICLES FERMENTADO Armazenamento: 3 a 6 meses após a fermentação - processo de cura - cloreto de sódio a 15% Processamento - dessalinização: - a quente: aquecer a 45-55 C por 10-14 horas sob agitação - mais duas lavagens igual T C por 6 hs - CaCl na última lavagem - a frio: T C ambiente por 1-2 dias - 2-3 trocas de água / dia aquecimento 44-45 C por 10-12hs.
PICLES EM VINAGRE Principio do Método Matéria prima: Hortaliças frescas com branqueamento; Adição de vinagre, sal, açúcar ou condimentos, conforme o tipo de picles: ácido, doce ou aromatizado; Acondicionamento em vidros ou latas e pasteurização em banho-maria a 90 C por 20 segundos.
PICLES ÁCIDO Hortaliças branqueadas acondicionadas em vidros Adição de Vinagre de álcool, branco - 4,5% ácido acético a 90-95 C + 2,5 a 4% de sal Pasteurização (100 C/15min) Armazenamento
PICLES AGRI-DOCE Hortaliças branqueadas acondicionadas em vidros Adição de Vinagre de álcool, branco - 4,5% ácido acético a 90-95 C + 2,5 a 4% de sal + 2-3% AÇÚCAR Pasteurização (100 C/5min) Armazenamento
PICLES CONDIMENTADO Hortaliças branqueadas acondicionadas em vidros Adição de Vinagre de álcool, branco - 4,5% ácido acético a 90-95 C + 2,5 a 4% de sal + 2-3% de açúcar + ervas e especiarias - noz moscada, pimenta, cravo, canela, louro, cominho, páprica, cebola, alho sachês fervidos por 10-15 min. no vinagre Pasteurização (100 C/5min) Armazenamento
CHUCRUTE Produto resultante da fermentação lática do repolho Matéria prima: repolhos var. doce, cabeça branca e sólida - armazenadas / 1-2 dias em local fresco e sombreado - murchamento Preparo: - remoção das folhas externas - retirada do caule - corte em tiras finas (2-3mm diam.) Adição de sal: 2-3% misturado com o repolho picado camadas compactado (ambiente anaeróbico) tampado (falsa tampa + peso - compressão)
CHUCRUTE Fermentação: sal + compactação suco crescimento de L. mesenteróides 2 a 4 dias CO 2, ácido acético, ácido lático e álcool L. brevis L. plantarum 4 a 6 semanas ácido lático fermentação completa (10% sal; 0,8 a 1,5%) adição de temperos Acondicionamento em salmoura, 15-17 Bé, sem esterilização, em barris 12 a 15 kg - venda no atacado Enlatamento: tacho encamisado, aquecido sob agitação (85 C) enlatamento exaustão fechamento Tratamento térmico.
PROBLEMAS DE DETERIORAÇÃO DURANTE A FERMENTAÇÃO Flora natural variada: reações paralelas - compostos orgânicos - alterações no sabor e aroma Solução: culturas puras de Leuconostoc (1% fermento lático) inoculadas no repolho picado Temperatura muito alta (>25-30 C): fermentação rápida, contaminantes > acidez, < aroma e sabor, chucrute < qualidade - Temp. Muito baixa (<15 C) : não fermenta - fermentação demorada Temp. Ideal: 18-23 C Formação de película: degradação de ácido lático - diminuição acidez - deterioração Cuidados: remoção da película, adição de ácido sórbico ou óleo mineral Descolorações: rosa - leveduras pigmento rosado, na presença de ar e alta concentração de sal: marrom: exposição ao ar - oxidação Solução: consumo ou processamento imediato na saída do tanque Chucrute viscoso: Lactobacillus cucumeris chucrute mole, viscoso - < comercialização, temperatuas muito altas, distribuição desuniforme de sal, pouca compactação
PROCESSAMENTO DE AZEITONAS Variedades Mission: fruto médio, ablongo, rico em óleo, polpa firme, bom para azeitonas pretas, ruim para azeitonas verdes Manzanillo: forma de cereja, na Espanha como azeitona verde recheada Sevillano (Queen): frutos grandes, picles de azeitonas verdes, teor de óleo Ascolano: conserva textura fresca, sabor agradável, teor de óleo, coloração pálida, azeitonas pretas
Pré-Processamento Colheita: colheita de uma única vez, frutos maduros - produção de óleo, frutos verdes - picles Transporte: cestos de lona caixas de madeira - frutos sensíveis Seleção: defeitos; cor - verdes (picles ou pretas Califórnia), vermelho cereja (azeitonas pretas), pretas (óleo e sub produtos); tamanho (família - 200 a 230 frutos / kg; rei - 100-115 frutos / kg; real - 75 frutos / kg)
PROCESSAMENTO DE AZEITONAS VERDES Tratamento em Lixívia Azeitonas verdes sol. soda -NaOH 1,25-2% + fenolftaleína 1% - 4-12 hs até penetrar 2/3 espessura da polpa - remoção oleuropeína (amargor) Lavagem Trocas frequentes de água, até 75-80% não apresentar reação com fenolftaleína - azeitonas ao abrigos do ar (evitar escurecimento) Fermentação Azeitonas embarriladas e acrescidas de salmoura (6-8%) ácido lático (1%) e glicose (1%) - osmose diluição - acrescentar + sal - Temp. ideal 24 C- Tempo: 6 a 10 semanas Final de Fermentação ph = 3,8; acidez = 0,8-1,25% ácido lático, cor verde amarelada Acondicinamento Vidros com salmoura 7-7,5%, lavagens prévias e adição de ácido lático 2,5-0,5%
PROBLEMAS DE DETERIORAÇÃO Formação de gases: pústulas de gás separam casca da polpa, Aerobacter aerogenes, Aerobacter cloacae, Clostridium, decomposição de frutose, manitol e glicose hidrogênio Condições que favorecem: salmoura 5%; ph 4,5 a 8,5; Temp. 24 a 30 C; produção fermento lático Medidas preventivas de higiene, água limpa,.. Fermentações indesejáveis: Butírica: Clostridium butyricum, formação de ácido butírico, odor de ranço odor fecal. Cuidados: controle fase inicial fermentação lática - ph 3,8-4,0 Zapatera: C. butyricum e Propionibacterium - fermentação indesejável - odor de queijo - odor fecal Amolecimento dos frutos: Bacillus, Penicillium, Aspergillus, destruição substâncias pécticas. Também pode ser por concentração soda, geada ou aquecimento.
PROCESSAMENTO DE AZEITONAS PRETAS Azeitonas verdes ou vermelho-cereja claro Etapa 1: Frutos colocados em tanques de madeira com fundo de ar comprimido - soda (1%) injetando ar ao mesmo tempo 4 hs Etapa 2: Lavagem cuidadosa e arejamento Repetição das etapas 1 e 2 por 4 a 5 dias seguidos até o penetrar no caroço (eliminar a oleuropeína) lavagens com ácido sulfúrico (remoção da soda) controle com fenolftaleína 1% Injeção de vapor 68 /10-15 min (pasteurização e inativação de enzimas) Enlatamento com salmoura 2,5% - exaustão e esterilização autoclave 121 C (ph 7,0) - resfriamento rápido