Otimização dos testes de estabilidade de bebidas para a determinação do prazo aconselhável para consumo

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outubro de 2013

Universidade do Minho

Escola de Engenharia

Carla Marisa Martins Lopes

Otimização dos testes de estabilidade de

bebidas para a determinação do prazo

aconselhável para consumo

UMinho|20

13

Carla Marisa Mar

tins Lopes

Otimização dos tes

tes de es

tabilidade de bebidas para a de

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Dissertação de Mestrado

Mestrado Integrado em Engenharia Biológica

Ramo da Tecnologia Química e Alimentar

Trabalho realizado sob a orientação do

Professor Doutor António Vicente

e da

Doutora Isabel Ávila

Universidade do Minho

Escola de Engenharia

Carla Marisa Martins Lopes

Otimização dos testes de estabilidade de

bebidas para a determinação do prazo

aconselhável para consumo

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“Há um tempo em que é preciso abandonar as roupas usadas, que já tem a

forma do nosso corpo, e esquecer os nossos caminhos, que nos levam sempre

aos mesmos lugares. É o tempo da travessia: e, se não ousarmos fazê-la,

teremos ficado, para sempre, à margem de nós mesmos.”

(5)

(6)

A

GRADECIMENTOS

Em primeiro lugar quero agradecer a excelente oportunidade que a Unicer me proporcionou. Estagiar nesta empresa foi uma experiência gratificante tanto a nível profissional como pessoal.

À Isabel Ávila, minha orientadora, por todo profissionalismo, dedicação, paciência, amizade, e conhecimentos partilhados. Sem dúvida que foi o meu grande pilar ao longo destes 5 meses de estágio.

Agradeço também ao meu orientador da Universidade do Minho, Doutor António Vicente, pela prontidão com que sempre me presenteou e pelas palavras de incentivo.

A todo o pessoal do laboratório, em especial à Conceição Mendes e à Rita Cunha pela paciência, ajuda e companheirismo. Um obrigado especial ao José Beira pela disponibilidade e o incentivo que me deu todos os dias.

Um obrigado especial aos meus colegas de estágio pela amizade criada, apoio diário e por todos os momentos que passamos juntos.

O meu muito obrigada às minhas amigas, em especial à Andreia Martins por me apoiar incondicionalmente e, por me ajudar sempre sem hesitar.

À minha mãe e ao meu irmão por serem o meu suporte ao longo de toda a minha vida e por acreditarem em mim. Dedico também ao Eduardo pela ajuda, apoio e muita compreensão. O meu muito obrigado a todos que de uma forma ou de outra me ajudaram nestes intensos meses.

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Otimização dos testes de estabilidade de bebidas para a determinação do prazo aconselhável para consumo

R

ESUMO

A Unicer S.A assegura que todos os seus produtos são elaborados com elevado nível de segurança alimentar. Sendo que, os consumidores estão cada vez mais informados sobre os riscos associados aos diferentes produtos que consomem. Compreende-se assim a necessidade de testes, para aferição dos prazos de validade dos produtos de acordo com metodologias mais precisas. No entanto, o fator competitivo dos mercados de consumo atuais impõem que a aferição das validades seja realizada de forma expedita e suficientemente rápida para que não se prejudique o “time-to-market” dos produtos a lançar. Este trabalho tem como principal objetivo a otimização de testes de estabilidade de bebidas (refrigerantes e cervejas) para determinação do prazo aconselhável para o seu consumo. Esta proposta de projeto surgiu devido à clara necessidade de encontrar testes laboratoriais acelerados (ASLT) para prever validades. Ao longo do estágio foram propostas outras tarefas como a aprovação de concentrados alternativos. Dos concentrados alternativos propostos foram aprovados para um sumo sem gás o concentrado alternativo de maçã e de laranja, assim como para um sumo com gás um concentrado alternativo de laranja. Para um concentrado alternativo de maracujá foram aprovados os testes laboratoriais, estando a aguardar o teste industrial. O objetivo principal foi testar um novo método para substituir o método moroso existente atualmente, método de Arrhenius, porém o método encontrado, método de Q10, não se revelou um método coerente. Paralelamente a estes ensaios realizaram-se testes com luz xénon e luz fluorescente. A luz xénon simula a luz solar e a luz fluorescente simula a luz dos supermercados. Das três garrafas submetidas ao no Xénon-teste, verificou-se que a garrafa âmbar e a garrafa branca com proteção UV são as que protegem mais a bebidas da foto degradação. Na garrafa branca sem proteção UV o produto degrada muito mais rapidamente.Com os testes realizados com a emissão de luz fluorescente apurou-se que a garrafa âmbar protege mais o produto, seguida da garrafa branca sem proteção ultravioleta e a que menos protege é a garrafa branca com proteção ultravioleta. Estes métodos foram implementados na Unicer e com eles consegue-se estudar o comportamento das bebidas quando expostas a condições abusivas de luz.

P

ALAVRAS

-C

HAVE

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aconselhável para consumo

A

BSTRACT

Unicer S. A. assures all their products are elaborated with the maximum level of food safety. Since consumers are more informed regarding the risks of the various products they consume, we understand the need to apply tests in order to determine the products exact shelf life according to more precise methodologies. However, the competitive factor of the consumer markets nowadays imply that the determination of shelf lives are as quick and fast as possible, in order to not compromise the time-to-market of the products to launch. This work’s main purpose is to optimize the stability tests of drinks (soft drinks and beer) to determine the advisable expiration dates. The proposition to develop this project emerged due to the evident need to find Accelerated Shelf Life Tests (ASLT) to predict the expiration dates.

During the course of the internship other duties were proposed such as the approval of alternative compounds. Two of them were approved for use on two soft drinks, of apple and orange flavors, and one other for use on an orange soda. A passion fruit alternative compound was also proposed, however its approval is still pending waiting for an Industrial Test.

The main purpose was to test a new method to replace the one currently used. However, the Arrhenius method was found to take too much time and the new method Q10 didn’t prove to be coherent. Alongside with these studies, tests were applied with xenon light and fluorescent light. The xenon light simulates the solar light and the fluorescent light test simulates the light at the supermarkets. Of the three bottles exposed to the Xenon-Test it was shown that the amber and white bottle with UV protection are the ones that better protects the drinks from photo degradation. The white bottle with ultraviolet protection proved to be more effective than the white bottle without ultraviolet protection. With the tests conducted with fluorescent light emission it was proven that the amber bottle protects the product better, followed by the white bottle without ultraviolet protection. The one that is less efficient protecting the product is the white bottle with ultraviolet protection. These methods were implemented at Unicer and they allow us to study the behavior of drinks when exposed to abusive conditions of light.

K

EYWORDS

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Í

NDICE Agradecimentos ... vii Resumo ... ix Abstract ... xi iÍndice ... xiii

Índice de Figuras ... xvii

Índice de Tabelas ... xix

Índice de Equações ... xxiii

Lista de Abreviaturas, Siglas e Acrónimos ... xxv

1Introdução ... 1

1.1 Enquadramento do projeto ... 1

1.2 Estrutura da tese ... 1

1.3 Apresentação da empresa Unicer Bebidas S.A ... 2

2.RevisãoBibliográfica ... 5

2.1 Desenvolvimento de produtos ... 5

2.2 Fases de desenvolvimento de produtos ... 5

2.2.1 Escala laboratorial ... 6

2.2.2 Escala Piloto ... 6

2.2.3 Escala Industrial ... 7

2.3 Produção de Refrigerantes ... 7

2.4 Produção de Cerveja ... 8

2.5 Parâmetros de Controlo de Qualidade ... 10

2.5.1 Análise Sensorial ... 11

2.5.2 Características organoléticas ... 12

2.6 Estabilidade das Bebidas ... 12

2.6.1 Estabilidade dos Refrigerantes ... 13

2.6.2 Estabilidade de Cervejas ... 13

2.6.3 Efeito da Luz ... 14

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xiv

2.7 Prazo de Validade ... 15

2.7.1 Fatores que afetam a validade do produto ... 16

2.8 Testes Acelerados para determinar o prazo de validade (ASLT) ... 17

2.9 Métodos para determinar o prazo de validade de Bebidas ... 18

2.9.1 Método Cinético ... 18

2.9.2 Método Q10 ... 20

2.9.3 Método de Weibull ... 20

2.10 Métodos para determinar o prazo de validade com a variável luz ... 21

2.10.1 Xenon-Test ... 21

2.10.2 Teste com luz fluorescente. ... 22

3.Método/Parte Experimental ... 25

3.1 Aprovação de concentrados alternativos ... 25

3.2 Determinação do prazo de validade de novos produtos e de alteração de formulações………...26

3.2.1 Estudos de estabilidade de refrigerantes ... 26

3.2.2 Método Cinético ... 26

3.2.3 Método Q10 ... 27

3.2.4 Estudos de estabilidade de cervejas... 27

3.2.5 Ensaios com luz fluorescente ... 27

3.2.6 Ensaios com luz Xénon ... 28

3.3 Estudos dos produtos ao longo do seu prazo aconselhável ... 28

4.Resultados ... 29

4.1 Desenvolvimento de refrigerantes com concentrados alternativos ... 29

4.2 Determinação de prazos de validade ... 30

4.2.1 Método de Arrhenius e Método Q10 ... 30

4.3 Ensaios de estabilidade à Luz ... 38

4.3.1 Ensaios com luz Xénon (simulação da luz solar) ... 39

(14)

4.4 Acompanhamento dos produtos ao longo do tempo ... 44

4.4.1 Inspeção visual ... 44

4.4.2 Determinação da correspondência da estabilidade de produto à temperatura ambiente e em estufa a 37ºC e 47ºC ... 46

5.Conclusão ... 49

6.Bibliografia ... 51

Anexo B – Pedidos ao laboratório ... 55

Anexo C – Terminologia adotada na análise sensorial de águas e refrigerantes ... 56

Anexo D – Boletim da análise sensorial ... 57

Anexo E – determinação dos prazos de validade ... 58

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Í

NDICE DE

F

IGURAS

Figura 1 - Estrutura acionista da Unicer bebidas de Portugal ... 2

Figura 2 - Produtos produzidos pela Unicer S.A ... 3

Figura 3 - Organigrama da Unicer bebidas de Portugal ... 3

Figura 4 - Diferentes escalas de produção... 6

Figura 5 - Mini-laboratorio da sala de fabrico na Rical, Santarém ... 8

Figura 6 - Processo de produção de cerveja ... 10

Figura 7 - Passos envolvidos na determinação dos prazos de validade ... 16

Figura 8 - Representação do modelo Cinético de Arrhenius... 19

Figura 9 - Xenon-Test utilizado para realizar os ensaios sob efeito da luz xénon ... 22

Figura 10 - Simulação das condições de luz dos supermercados com luz fluorescente ... 23

Figura 11 - Refrigerantes preparados à escala laboratorial ... 29

Figura 12 - Análise sensorial do produto submetido às diferentes temperaturas em diferentes tempos ... 30

Figura 13 - Gráfico que descreve o modelo de Arrhenius ... 31

Figura 14- Resultados da prova sensorial do produto submetido às diferentes temperaturas em estufa ... 32

Figura 15 – Lei de Arrhenius ... 33

Figura 16 - Análise sensorial do produto submetido às diferentes temperaturas em diferentes tempos em estufa ... 34

Figura 17 - Lei de Arrhenius ... 35

Figura 18- Análise sensorial do produto submetido às diferentes temperaturas em diferentes tempos em estufa ... 36

Figura 19 - Gráfico de Arrhenius ... 37

Figura 20 - Resultados obtidos da prova sensorial da amostra A após o produto ter sido submetido à luz xénon ... 39

Figura 21 - Resultados da prova sensorial da amostra B após o produto ter sido submetido à luz Xénon ... 40

Figura 22 - Classificação atribuída pelo painel de provadores depois do produto ser submetido a testes com luz fluorescente ... 41

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xviii

Figura 23- Intensidade da cor da água sem gás com sabor a frutos vermelhos ao longo do

tempo de exposição de luz fluorescente ... 43

Figura 24 - Água sabores depois de submetida a um ensaio com luz fluorescente ... 43

Figura 25- Produto assinalado no fundo da garrafa após inspeção visual... 46

Figura 26 - Avaliação sensorial ao longo do tempo de armazenamento de um produto ... 48

Figura C.1 Terminologia adotada pela Unicer Bebidas de Portugal para descrever as impressões de gosto/aroma das águas, refrigerantes e sumos………...54

Figura D.1 - Boletim da análise sensorial, onde os provadores descrevem as suas impressões sobre os produtos de acordo com a terminologia adotada………..55

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Í

NDICE DE

T

ABELAS

Tabela 1 - Pontuação atribuída pelo painel de provadores ... 25

Tabela 2 - Declives das retas às diferentes temperaturas ... 31

Tabela 6 - Validades estimadas a partir do método de Arrhenius e método Q10 para diferentes produtos ... 38

Tabela 7 - Principais termos atribuídos pelo painel de provadores após o produto ter sido submetido a 10h e 20h à luz Xénon ... 40

Tabela 8 - Principais termos associados aos tipos de garrafas depois de submetidos a testes com luz fluorescente ... ..42

Tabela 9 - Principais alterações verificadas durante o acompanhamento dos produtos ao longo do tempo ... 44

Tabela 10 - Inspeção Visual realizada aos diferentes produtos ... 45

Tabela 11 - Correspondência da estabilidade dos produtos à temperatura ambiente e em estufa a 37ºC e 47ºC... 47

Tabela A.1- Plano de controlo industrial de refrigerante com gás. ... 52

Tabela B.1- Pedido ao laboratório das análises necessárias a realizar após o refrigerante com gás a ser produzido industrialmente ... 55

Tabela B.2 - Pedido ao laboratório das análises necessáras a realizar após o refrigerante sem gás a ser produzido industrialmente ... 55

Tabela B.3 - Pedido ao laboratório das análises necessárias a realizar após a cerveja ser produzida industrialmente ... 55

Tabela E.1 - Classificações atribuídas, por painel de oito provadores, relativamente ao produto fresco ... 58

Tabela E.2 - Classificações atribuídas, por painel de oito provadores, relativamente ao produto, produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de uma semana... 58

Tabela E.3 - Classificações atribuídas, por painel de oito provadores, relativamente ao produto, produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de duas semanas... 59

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xx

Tabela E.4 - Classificações atribuídas, por painel de oito provadores, relativamente ao produto, produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de três semanas.……...59 Tabela E.5 - Classificações atribuídas, por um painel de oito provadores, relativamente ao produto, produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de quatro semana……58 Tabela E.6 - Parâmetros para o calculo do prazo de validade pela equação de Arrhenius…...58 Tabela E.7 - Parâmetros para o cálculo do prazo de validade pela equação de Arrhenius. …….58 Tabela E.8 - Prazos de validade (ShelfLife) determinados, pelo método de Arrhenius, para a água com aroma de Maçã. ... 59 Tabela E.9 - Resultado obtido da formila do método Q10. ... 59 Tabela E.10 - Prazos de validade (Shelf Life) determinados pelo método Q10 para o refrigerante sem gás de laranja e cenoura……….………60 Tabela E.11 - Classificações atribuídas, por painel de seis provadores, relativamente ao produto fresco ... .60 Tabela E.12 - Classificações atribuídas, por painel de seis provadores, relativamente ao produto, produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de uma semana... 60 Tabela E.13 - Classificações atribuídas, por painel de seis provadores, relativamente ao produto, produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de duas semanas... 61 Tabela E.14 Classificações atribuídas, por painel de seis provadores, relativamente ao produto, produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de três semanas. ... .61 Tabela E.15 - Classificações atribuídas, por painel de seis provadores, relativamente ao produto, produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de quatro semanas………...61 Tabela E.16 - Parâmetros para o cálculo do prazo de validade pela equação de Arrhenius………...62 Tabela E.17 – Parâmetros para o cálculo do prazo de validade pela equação de Arrhenius……….…..62

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Tabela E.18 - Prazos de validade (ShelfLife) determinados, pelo método de Arrhenius, para a água com aroma de Maçã. ... 62 Tabela E.19 - Resultados obtidos para a fórmula do método do Q10 ... 63 Tabela E.20 - Prazos de Validade (ShelfLife) determinados, pelo método de Q10, para a água sem gás com aroma de Maçã………...63 Tabela E.21 - Classificações atribuídas pelo painel de seis provadores, relativamente ao produto fresco ………...64 Tabela E.22 – Classificações atribuídas, pelo painel de seis provadores, relativamente ao produto produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de uma semana………...64 Tabela E.23 – Classificações atribuídas, pelo painel de seis provadores, relativamente ao produto produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de duas semanas……….64 Tabela E.24 - Classificações atribuídas, por painel de seis provadores, relativamente ao produto, produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de três semanas……..67 Tabela E.25 - Classificações atribuídas, por painel de seis provadores, relativamente ao produto, produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de quatro semanas….67 Tabela E.26 - Parâmetros para o cálculo do prazo de validade pela equação de Arrhenius. ..67 Tabela E.27 - Parâmetros para o cálculo do prazo de validade pela equação de Arrhenius………...68 Tabela E.28 - Prazos de validade (ShelfLife) determinados, pelo método de Arrhenius, para a água com aroma de Maça……….……….68 Tabela E.29 - Resultados obtidos para a fórmula do método do Q10 ... 68 Tabela E.30 Prazos de Validade (ShelfLife) determinados, pelo método de Q10, para a água sem gás com aroma de Maçã ... 68 Tabela E.31 - Classificações atribuídas, por painel de oito provadores, relativamente ao produto fresco. ... 69

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xxii

Tabela E.32 - - Classificações atribuídas, por painel de oito provadores, relativamente ao produto, produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de uma semana... 69 Tabela E.33- Classificações atribuídas, por painel de oito provadores, relativamente ao produto, produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de duas semanas... 70 Tabela E.34 - Classificações atribuídas, por painel de oito provadores, relativamente ao produto, produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de três semanas……….68 Tabela E.35 - Classificações atribuídas, por painel de oito provadores, relativamente ao produto, produzido industrialmente, sujeito a teste de estufa ao final de quatro semanas71 Tabela E.36 - Parâmetros para o cálculo do prazo de validade pela equação de Arrhenius .... 71 Tabela E.37 - Parâmetros para o cálculo do prazo de validade pela equação de Arrhenius .... 71 Tabela E.38 - Parâmetros para o cálculo do prazo de validade pela equação de Arrhenius .... 72 Tabela E.39 - Resultados obtidos para a fórmula do método do Q10. .. ………72 Tabela E.40 - Prazos de validade (ShelfLife) determinados, pelo método de Q10, para o refrigerante sem gás de aranja maracujá ………...70 Tabelas F.1 - Dimensões, temperatura interior e potência das lâmpadas da câmara onde se colocaram as amostras ... ..73

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Í

NDICE DE

E

QUAÇÕES Equação 1 ... 19 Equação 2 ... 19 Equação 3 ... 19 Equação 4 ... 20 Equação 5 ... 60 Equação 6 ... 61

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(24)

L

ISTA DE

A

BREVIATURAS

,

S

IGLAS E

A

CRÓNIMOS

ASLT–TESTES ACELERADOS DE PREVISÃO DE VALIDADE –Accelerated ShelfLife Testing

AS–ANÁLISE SENSORIAL

BRIX –PERCENTAGEM MÁSSICA DE SÓLIDOS DISSOLVIDOS EM SOLUÇÃO,

CO–CONTROLO ORGANOLÉTICO

PA– PRODUTO FRESCO

TT–TESTE TRIANGULAR

UV-ULTRA VIOLETA

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(26)

1. I

NTRODUÇÃO

1.1 Enquadramento do projeto

Este estágio curricular realizou-se durante o primeiro semestre do ano letivo 2012/2013, no âmbito da Dissertação em Engenharia Biológica na empresa Unicer Bebidas S.A., de 18 de Fevereiro até 31 de Julho. Este estágio teve como principal objetivo a otimização de testes de estabilidade de bebidas (refrigerantes, águas com sabores e cervejas) para determinação do prazo aconselhável para o seu consumo.

Neste âmbito foram realizados testes de estabilidade em diferentes fases de projeto:

 Na aprovação de concentrados alternativos;

 Em processos a decorrer com alterações de fórmulas e desenvolvimento de novos produtos;

 Com o estudo dos produtos ao longo do prazo aconselhável para consumo.

1.2 Estrutura da tese

Esta tese é composta por 5 capítulos em que são descritos os fatores que influenciam o tempo de vida de prateleira dos produtos e são apresentados métodos acelerados para determinar a sua validade.

No presente capítulo - Introdução, encontra-se descrito o propósito do projeto e uma resumida apresentação da empresa Unicer onde se realizou o estágio.

No segundo capítulo - Revisão Bibliográfica, descreveu-se como foi realizado o desenvolvimento de produtos nas três escalas existentes. Detalha-se a produção de refrigerantes e de cerveja a nível industrial. Define-se estabilidade de bebidas e introduz-se um tema crucial neste projeto, a influência da luz e da temperatura na validade das bebidas. E por fim define-se o conceito de ‘‘ShelfLife’’ ou seja, prazo de validade.

No capítulo 3 – Métodos Utilizados, explicam-se as metodologias adotadas durante o estágio para a realização dos ensaios. Descreve-se o método de Arrhenius e o método de Q10. Tal como a descrição dos ensaios realizados à luz xénon e à luz fluorescente.

No quarto capítulo - Resultados, são apresentados e discutidos os resultados obtidos. No último capítulo - Conclusões, expõe-se as principais conclusões retiradas através dos resultados.

(27)

2

1.3 Apresentação da empresa Unicer Bebidas S.A

A Unicer S.A. é a maior empresa do setor das bebidas em Portugal e promove a sua atividade nos negócios das cervejas, águas, sumos, refrigerantes e vinhos. Está presente na produção e comercialização de malte e no negócio do turismo, através da gestão das infraestruturas turísticas do Parque de Vidago e do Parque de Pedras e da gestão das termas de Melgaço e Envendos. É uma empresa de capital maioritariamente português, detida em 56% pelo Grupo VIACER (BPI, Arsopi e Violas) e em 44% pelo Grupo Carlsberg., figura 1.

Figura 1 - Estrutura acionista da Unicer bebidas de Portugal(DSI, 2013)

A nível internacional, a Unicer está presente em mais de 50 países. A Unicer distingue-se com a qualidade dos produtos, com o valor das marcas, que muito contribui para reforçar a fidelização dos seus consumidores, e com o máximo empenho de todos os colaboradores.

A nível de produtos a Unicer oferece aos seus consumidores as seguintes marcas:

Cervejas: Super Bock, Super Bock Stout, Super Bock Sem Álcool, Super Bock Abadia Gourmet, Super Bock Classic, Super Bock Green, Super Bock Abadia, Cheers, Carlsberg, Cristal, Clock, Marina, Kronemburg, Gimbergen Blond.

Águas: Vitalis, Vitalis Sabores, Caramulo, Água das Pedras, Água das Pedras Levíssima, Água das Pedras Sabores, Vidago e Melgaço.

Refrigerantes: Frutis Natura, Frutis, Frutea Ice Tea, Frisumo, Guaraná Brasil, Snappy, Rical Gasosa.

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Vinhos: Quinta do Minho, Campo da Vinha, Porta Nova, Vinha das Garças, Vinha de Mazouco, Vinha de Mazouco Reserva, Planura,Planura Reserva, Planura Syrah, Monte Sacro, Vini , Vini Sangria e Tulipa.

Sidras e outros: Somersby eTchill.

Todas estas marcas se encontram na figura 2, a seguir representada.

Figura 2 - Produtos produzidos pela Unicer S.A(DSI, 2013)

Internamente a estrutura da empresa encontra-se dividida de acordo com o organigrama representado na figura 3.

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4

A área funcional do Supply Chain abrange um leque de processos. É nesta área funcional que se insere o Serviço de Qualidade em Leça do Balio local onde se realizou o projeto.

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2. R

EVISÃO

B

IBLIOGRÁFICA

2.1 Desenvolvimento de produtos

Face à concorrência entre as empresas e à crescente valorização dos consumidores por produtos mais ricos e variados é de todo necessário apostar em novos produtos assim como reformular os produtos já existentes. Isto, com o objetivo das empresas conseguirem fidelizar os consumidores às suas marcas, assim como, atrair novos nichos de mercado. Durante as últimas décadas os consumidores tornaram-se mais preocupados com alimentação, e consequentemente mais exigentes e atentos ao que compram e consomem. As empresas devem estar constantemente atentas aos produtos que os consumidores preferem. (Bruhn, 1997)

Nos últimos tempos as bebidas tornaram-se mais complexas e diversificadas, sendo que atualmente os consumidores optam por produtos mais naturais, com sabores diferentes, calorias reduzidas, ou mesmo sem adição de açúcares. Numa empresa um novo produto pode surgir de diversas formas, sendo que, o marketing tem sempre um papel importantíssimo. Existem estudos de mercado para verificar qual os produtos que em determinado momento tem tendência para vingar. A partir daí são propostos novos produtos ao departamento de inovação e desenvolvimento e inicia-se o estudo para verificar se tal produto é ou não viável. Uma outra forma de surgir um novo produto é a tentativa em laboratório de compilar sabores para ver se resultam.

Por vezes, existe a necessidade de reformular determinados produtos, pode ser feito um pedido externo, com vista a otimizar os custos, por exemplo. Os produtos surgem assim com o contributo do departamento de marketing, departamento de Inovação e desenvolvimento de produtos, e com as necessidades atuais do consumido. (FIB, 2011)

2.2 Fases de desenvolvimento de produtos

O desenvolvimento de produtos e/ou reformulação dos produtos já existentes é sempre algo que deve ser muito bem pensado. Os produtos vão surgindo conforme as necessidades do mercado, para isso são realizados diversos estudos para averiguar as preferências dos consumidores. Depois de pensado e formulado é necessário fazer o desenvolvimento de

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6

produtos a uma escala que seja possível e através de análises físico-químicas, microbiológicas e análises sensoriais, averiguar como é que o produto se comporta em termos de estabilidade e sabor. Se for aprovado a nível microbiológico, físico-químico e pelo painel de provadores pode então dar-se seguimento numa escala industrial. Os produtos podem assim passar por diferentes escalas dentro de uma indústria, escala laboratorial, piloto e por fim industrial. A figura que se segue, figura 4, representa o desenvolvimento de diferentes bebidas em diferentes escalas.

2.2.1 Escala laboratorial

É num laboratório que um novo refrigerante começa a dar os ‘’primeiros paços’’. Tudo se inicia com ensaios laboratoriais para verificar se determinados produtos resultam. Os estudos conduzidos em laboratório caracterizam-se pela utilização de volumes reduzidos e por vários testes de tentativa erro. O processamento de sumos em laboratório resulta da mistura das matérias-primas definidas previamente numa fórmula. Posteriormente, procede-se o enchimento manual em garrafas e por fim o produto é pasteurizado. A pasteurização confere ao produto a estabilidade microbiológica (Portno, 1968).Excecionalmente, não se pasteurizam produtos com elevada carbonatação, baixo pH e produtos com reduzida percentagem de sumo, pois produtos com estas características não possuem um meio favorável ao crescimento microbiano.

2.2.2 Escala Piloto

As Instalações Piloto são um apoio fundamental à área de desenvolvimento de novos produtos e processos de fabrico, em particular às cervejas.

(32)

Através da reprodução, a uma escala pré-industrial, das condições de produção de cervejas, a instalação piloto permite realizar testes de novos materiais, novas condições de fabrico assim como aperfeiçoamento e melhoramento de processos produtivos. A escala piloto assemelha-se mais à escala industrial do que a escala laboratorial, é possível trabalhar com maiores volumes, assim como todo o processo já é mais automatizado.

2.2.3 Escala Industrial

Todas as empresas trabalham com grandes escalas de produção. Só assim se consegue dar vazão a todos os pedidos e encomendas. Um produto transita para a escala industrial só depois de passar pela escala laboratorial ou piloto, ou seja, só depois de ser avaliado se determinado produto é ou não viável para comercialização. É crucial para a empresa testar anteriormente todas as condições de produção com menores gastos de matérias-primas e recursos, com vista à otimização dos custos.

2.3 Produção de Refrigerantes

Os refrigerantes são bebidas constituídas por água contendo em solução, emulsão ou suspensão concentrada de frutos. Esta bebida é rica em calorias, as quais são obtidas do açúcar utilizado para a sua produção e, por norma, são gaseificados com dióxido de carbono. A produção de refrigerantes tem início na sala de xaropes onde as matérias-primas são misturadas dando origem a um xarope muito concentrado.

Nesta fase é retirada uma amostra para verificar se o pH e a acidez se encontram dentro das especificações, caso não estejam dentro dos parâmetros desejados são realizadas algumas retificações até que o produto se encontre dentro das especificações. Por vezes é necessário diluir mais o concentrado. A figura 5 é uma imagem do ‘mini-laboratório’ dentro da sala de fabrico de refrigerantes na Rical em Santarém.É neste mini-laboratório onde se determina qual a diluição necessária para a produção dos refrigerantes. Posteriormente decorre a fase de enchimento, e o refrigerante é devidamente embalado. O tratamento térmico, a pasteurização, é a uma das fases mais importantes, que pode ocorrer antes ou após o embalamento do produto, dependendo de se tratar de pasteurização flash ou em túnel. Esta etapa tem como objetivo evitar o desenvolvimento de microrganismos indesejáveis, garantindo assim a estabilidade desejada.

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8

Figura 5 - Mini-laboratorio da sala de fabrico na Rical, Santarém

Durante todo o processo, desde a receção das matérias-primas até ao produto acabado é efetuado um controlo apertado, para garantir a máxima qualidade dos produtos. No processamento e armazenamento dos refrigerantes é necessário ter em atenção fatores como a temperatura e a luz. Uma vez, que estes dois parâmetros podem afetar a qualidade do refrigerante. Para se conservar as características desejáveis e a qualidade dos refrigerantes deve-se armazenar estas bebidas em locais com temperaturas inferiores a 20ºC e que sejam arejados, não se deve expor a bebida à luz solar demasiado tempo e, quando transportados devem ser em veículos que reúnam condições para o fazer. (Marth, 1998)(Maurice, 2005)(Lacasse, 1998).

2.4 Produção de Cerveja

A cerveja é uma bebida tradicional produzida industrialmente por fermentação alcoólica, mediante leveduras selecionadas do género Sacharomyces, de um mosto preparado a partir de malte de cereais e outras matérias-primas. Hoje em dia existem vários tipos de cerveja e processos industriais capazes de fazer chegar este produto a nossa casa com a melhor qualidade possível. (Dragone, 2008)

O processo de fabrico de cerveja inclui várias etapas, sendo elas a Moagem, Brassagem, Filtração do mosto, Ebulição do mosto, Fermentação, Maturação, Estabilização, Clarificação e por fim o Enchimento. A primeira etapa, a moagem, tem uma influência direta sobre a

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rapidez das transformações físico-químicas, o rendimento, a clarificação e a qualidade do produto final. Na Brassagem a farinha que vem dos cereais é submetida, após mistura com água, a condições operatórias em que as variáveis tempo, temperatura e pH são utilizadas de forma a obter-se um mosto de composição adequada ao tipo de cerveja a produzir. A filtração do mosto é efetuada num filtro prensa ou numa cuba filtro, onde todo o volume é sujeito a uma filtração para separar a parte insolúvel (drêche) do filtrado (mosto). É na fase de ebulição do mosto que é adicionado o lúpulo. Esta etapa tem como objetivos transformar as substâncias amargas do lúpulo, eliminar substâncias indesejáveis, esterilizar o mosto, precipitar proteínas de peso molecular elevado e ficar uma concentração final do mosto. A etapa que se segue, a fermentação, tem como principal objetivo a conversão de açúcares em etanol e dióxido de carbono pela levedura sob condições anaeróbicas. Durante a fermentação desenvolvem-se muitos sub-produtos. Todos os compostos envolvidos com a assimilação, formação de produtos e sub-produtos influenciam no aroma, paladar e nas características finais da cerveja. A influência das condições de fermentação, tais como a concentração e a composição do mosto, temperatura e duração do processo fermentativo, sobre as características organoléticas da cerveja tem sido objeto de estudo de vários pesquisadores. (Anderson & Scott, 1991)(Olaniran, Maharaj, & Pillay, 2011)

A maturação corresponde ao período de estacionamento da cerveja a temperaturas adequadas com o objetivo de permitir a libertação dos componentes voláteis indesejáveis ao produto final. De seguida ocorre a estabilização coloidal que consiste na estabilização da cerveja, a temperaturas na gama dos 0 ºC e os 2 ºC, permitindo o seu assim equilíbrio coloidal. (François et al., 2006)

A clarificação é a etapa que confere à cerveja a sua limpidez eliminando possíveis elementos de turvação. A cerveja é filtrada e armazenada em tanques (TCF). Por fim o enchimento é a etapa onde de se procede ao acondicionamento do líquido nas embalagens.(Dragone, 2008)(Sakamoto & Konings, 2003). (Mosqueda-Melgar, Raybaudi-Massilia) A figura 6, representa todo o processo de fabricação de cerveja.(Storgards, 2000)

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Figura 6 - Processo de produção de cerveja

2.5 Parâmetros de Controlo de Qualidade

Ao longo de todo o processamento, desde a receção das matérias-primas até à sua expedição, todo o processo é sujeito a um controlo de qualidade com o objetivo de garantir que o produto final chega ao consumidor em ótimas condições. A qualidade alimentar refere-se ao grau de excelência de um alimento e inclui todas as características ou atributos que influenciam na sua aceitabilidade pelo cliente ou consumidor. É do interesse das próprias empresas terem um bom controlo de qualidade dos seus produtos, uma vez que a perda de confiança dos consumidores pode significar um fracasso comercial. Por isso as medidas preventivas e controlo dos produtos são realizados em todas as empresas agroalimentares nas várias fases do processo, tendo como base o código de boas práticas de fabricação.

Os refrigerantes caracterizam-se pelo ºBrix, acidez e pH;

O grau Brix (°B) é a medição da percentagem de sólidos da bebida. A escala de Brix é utilizada na indústria alimentar para medir quantidades de açúcares em bebidas e em outras soluções. Uma unidade de brix corresponde a 1g de sólidos solúveis em suspensão em 100g de solução (% m/m ou %m/v) a uma determinada temperatura. (Kilcast & Subramaniam, 2010)

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A Acidez e o pH são também dois parâmetros que são medidos para averiguar se os ácidos da bebida estão dentro das especificações. Quando se trata de um refrigerante com gás, é também quantificado o CO2 presente na bebida. Depois dependendo da fórmula do produto podem ser pedidos ao laboratório outras análises como por exemplo teor em conservantes e edulcorantes. Os principais testes físico-químicos realizados às cervejas são: Extrato primitivo, aparente e real; Teor em álcool; Coloração; Turvação a 20ºC;Amargor;SO2 total;CO2.

Também é necessário avaliar a estabilidade microbiológica das bebidas, pois existem microrganismos capazes de acelerar o processo de deterioração da cerveja e dos refrigerantes. São realizados testes microbiológicos durante todo o processo. Existem especificações rigorosas para a microbiologia que devem ser cumpridas. São essencialmente efetuadas análises microbiológicas a bactérias totais, bolores, leveduras, e bactérias lácticas(Kilcast& Subramaniam, 2010)

2.5.1 Análise Sensorial

A análise sensorial é uma ferramenta utilizada para analisar, medir e interpretar reações causadas pelas características dos alimentos e bebidas ao entrarem em contacto com os órgãos dos sentidos. Todas as sensações olfativas gustativas e táteis percebidas durante a degustação podem ser reunidas num único termo de propriedade sensorial, o sabor. O aroma pode ser definido como uma propriedade organolética percetível pelo órgão olfativo durante a degustação. Os instrumentos analíticos são eficazes a detetar características físico-químicas na indústria alimentar, porém estes instrumentos não são capazes de medir a perceção humana. A análise sensorial refere-se à ação dos sentidos humanos e estes não são recetores passivos, mas funcionam integrada mente. A análise do produto não depende exclusivamente do sentido afetado. Geralmente os sentidos funcionam em simultâneo e completam-se. A Análise sensorial é um método imprescindível, pois esta é a única forma de medir a intensidade de um sabor, de um aroma, avaliar a aceitação ou fornecer respostas para quantificar características sensoriais do produto. (Lacasse, 1998)

A qualidade das bebidas é a soma de todas as características que possibilitam atender às necessidades do mercado, ou seja, satisfazer e atrair o consumidor, sendo que, a avaliação sensorial é uma tarefa essencial para o estabelecimento de vida de prateleira de produtos alimentares. A análise sensorial é um campo muito importante na indústria alimentar, pois contribui direta ou indiretamente para diversas atividades como controle de qualidade,

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formulação de novos produtos e relação entre condições de processo. As metodologias dos testes sensoriais dividem-se em duas classes os testes analíticos e os testes hedónicos/afetivos. Os testes analíticos são usados para medir as características organoléticas dos produtos, já os testes hedónicos / afetivos são utilizados para medir a resposta do consumidor às características sensoriais dos produtos

2.5.2 Características organoléticas

As propriedades organoléticas das bebidas são a cor, o sabor, o aroma, a transparência, a estabilidade da espuma (no caso das cervejas) e o brilho. Estas características dependem muito da matéria-prima utilizada durante o processo. O sucesso comercial, depende muito da atracão dos consumidores pelo produto, sendo o aroma e o sabor fatores cruciais, torna-se assim necessário a sua medição para melhor conhece-los e controlá-los no produto. O aroma e o sabor são fenómenos complexos e o sistema deve conter termos suficientes que permitam aos membros das equipas utilizar uma terminologia adequada acessível a todos os usuários, independentemente do grau de treino e experiência.(Kilcast& Subramaniam, 2010)

As características organoléticas ao longo do tempo de armazenamento vão sofrendo inevitavelmente algumas alterações, a perda de qualidade dos produtos, a alteração da cor, o aumento da turvação e sólidos em suspensão são características de fácil perceção. É igualmente notório o aparecimento de sabores desagradáveis, como a oxidação e sabores desequilibrados.

Existem fatores como a luz e a temperatura que aceleram a degradação das bebidas. Tanto a luz solar, como a luz fluorescente dos supermercados, podem causar danos sensoriais nos produtos, quando estes são expostos a longos períodos de tempo à luz. Temperaturas elevadas são igualmente prejudiciais para a qualidade das bebidas. (Vanderhaegen, Neven, Verachtert, & Derdelinckx, 2006)

2.6 Estabilidade das Bebidas

A estabilidade é definida como a capacidade do produto manter as características originais de acordo comas suas especificações. O estudo da estabilidade realiza-se numa fase prévia da comercialização de um produto novo, ou quando se efetuam mudanças no processo de fabrico. São diversas as alterações que podem ocorrer em bebidas, mesmo depois do seu

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engarrafamento. O transporte e armazenamento são processos críticos no que diz respeito à degradação de bebidas.

2.6.1 Estabilidade dos Refrigerantes

Os fatores que afetam a estabilidade e os prazos de validade de sumos e refrigerantes podem ser convencionalmente divididos em três áreas: microbiológicos, físicos e químicos. Os microrganismos encontram muitas barreiras no seu desenvolvimento: pH baixo (Max 3,7) e em algum CO2. Pelo que, havendo o cumprimento das boas práticas de fabrico, a probabilidade de ocorrer contaminação e depois desenvolvimento é remota. A estabilidade física dos refrigerantes refere-se à aparência do produto (sedimentos, flóculos, partículas e mudanças de cor). As alterações físicas estão normalmente associadas a reações químicas ou bioquímicas. Os principais agentes para estas alterações são as enzimas, presença de oxigénio dissolvido e temperatura de armazenamento. (Lima & Afonso, 2009)

2.6.2 Estabilidade de Cervejas

A instabilidade biológica da cerveja envolve a contaminação por bactérias, leveduras e fungos micelares. A contaminação por microrganismos é sempre um risco. Contudo a cerveja não é um meio muito favorável ao crescimento microbiano, devido ao pH baixo (pH=4) e presença de etanol numa gama de concentrações. As matérias-primas como a cevada podem conter fungos do género Fusarium que podem liberar micotoxinas e pode levará deterioração da cerveja. Da microflora encontrada na cerveja, as bactérias gram-positivas produtoras de ácido láctico são as mais temidas. Além de serem um potencial de esporos na cerveja, as bactérias lácticas são de difícil deteção, recuperação e identificação.(Nimubona, Blanco, Caballero, Rojas, & Andrés-Iglesias, 2013)

Na cerveja é armazenada, há probabilidade, de esta perder ao longo do tempo brilho e ganhar uma certa ‘neblina’. Quando a cerveja é refrigerada a 0ºC a ’neblina’ que se forma é devido a uma polimerização de polifenóis e proteínas. (Rakcejeva, Skorina, Karklina, & Skudra, 2013)(FIB, 2011)

Quando a cerveja é submetida a temperaturas normais, a neblina dissolve e a cerveja volta a ter o brilho. Porém esta neblina pode não desaparecer quando submetida a altas temperaturas

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(temperaturas por volta dos 30ºC).O equilíbrio entre os flavonoides polifenóis e as proteínas sensíveis dita a estabilidade coloidal do produto. A neblina que surge pode ser devido a vários fatores, mas a temperatura de armazenamento é a que mais influencia, pois o aumento da temperatura aumenta a taxa reação.(Kilcast& Subramaniam, 2010).(Dragone, 2008)

A estabilidade do sabor depende primariamente do oxigénio contido na embalagem da bebida. Porém todas as etapas do processamento cervejeiro interferem na estabilidade do ‘flavour’ da cerveja.

Os efeitos adversos da oxidação sobre o sabor da cerveja do produto acabado são conhecidos. Ao longo do tempo e alguns bissulfitos cervejeiros são adicionados, ou outros antioxidantes, como o ácido ascórbico, à cerveja antes do embalamento para fornecer proteção contra o oxigénio, podendo melhorar a estabilidade do sabor. (Kilcast & Subramaniam, 2010)

2.6.3 Efeito da Luz

Os raios ultravioletas (UV) aceleram a oxidação dos ácidos gordos, que produzem odores e sabores desagradáveis. Os raios UV degradam o aspartame, matéria-prima maioritária dos refrigerantes, resultando numa perda de doçura ao longo do tempo. A luz UV e visível degradam a vitamina D, o ácido fólico, vitamina B6, riboflavina e vitamina C.

A presença de luz pode aumentar a taxa de oxidação da cerveja, pois quando expostos à luz, os compostos aromáticos do lúpulo são degradados e combinam-se com os compostos sulfurosos, conferindo um dos aromas mais desagradáveis na cerveja.

Contudo, esses compostos, como o tetra (lúpulo isomerizado), são fundamentais para uma boa qualidade de cerveja, sendo por isso importante adiciona-los à cerveja para se obter uma maior resistência à luz.(Escobar & Meeker, 2006)(Brennan, Fedor, & Pausch, 1988)

2.6.4 Efeito da temperatura

Uns dos principais causadores da deterioração de bebidas durante o armazenamento são as temperaturas elevadas. Efeito da temperatura é um dos parâmetros mais difíceis de controlar pela indústria, pois depende das cadeias de distribuição. As temperaturas elevadas não são aconselháveis, assim como armazenar o produto em locais expostos à luz. A temperatura de armazenamento afeta as características do envelhecimento das bebidas, afetando as muitas reações químicas envolvidas. A taxa de reação aumenta por um determinado aumento de temperatura que depende da energia de ativação da reação. Esta energia de ativação difere

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consoante o tipo de reação, o que significa que as taxas de diferentes reações não aumentam igualmente com o aumento da temperatura. (Vanderhaegen et al., 2006)

2.7 Prazo de Validade

Segundo o IFT, Institute of Food Technologists, a definição mais viável “de prazo de validade” pode ser definida como o tempo durante o qual o produto vai:

I. Permanecer seguro;

II. Reter as características químicas, sensoriais, físicas e microbiológicas desejadas; III. Cumprir com as declarações de rótulos dos dados nutricionais quando armazenadas

sob as condições recomendadas. (IFT, 2013)

As mudanças químicas e biológicas que ocorrem ao longo da cadeia alimentar geralmente levam à deterioração do produto e essas mudanças podem ao longo do tempo comprometer o valor nutricional, a qualidade microbiológica e sensorial do alimento.(R. C. Martins, Lopes, Vicente, & Teixeira, 2008)

Cada vez mais, os consumidores são exigentes com os produtos que consomem tendo a expectativa de que a qualidade dos produtos será mantida em elevado nível até ao momento do consumo final. A melhor forma de definir a vida útil é de entender as mudanças que ocorrem na qualidade do produto ao longo do tempo. A deterioração dos alimentos é um processo que nem sempre é percetível e pode iniciar mesmo antes do embalamento dos produtos. Fatores como a temperatura, a humidade, qualidade das matérias-primas e o próprio processamento são decisivos para a durabilidade do produto. Sendo que, a vida de prateleira do produto é controlada basicamente por três fatores: características do produto, o ambiente para o qual o produto é exposto e as propriedades da embalagem. (Moura & Berbari, 2007)(Kilcast & Subramaniam, 2010)

A estimativa da validade de um produto é a garantia de que o produto enviado para o mercado é seguro e possui a qualidade desejável até ao ato do consumo. Aceitabilidade do consumidor é geralmente determinada por meio de testes de consumo, utilizando um grande número de provadores não treinados em que analisam diferentes amostras.(R. C. Martins et al., 2008)(Wild, 2007)

São utilizados essencialmente dois métodos para determinar as validades:  Métodos Diretos

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Os métodos diretos são os mais comuns e implicam o armazenamento do alimento em condições previamente selecionadas, durante um certo intervalo de tempo superior à vida útil expectável, no decurso do qual o alimento é verificado em intervalos regulares para determinar quando se iniciam as alterações.

 Métodos Indiretos

Os métodos indiretos utilizam os estudos acelerados e, ou modelos de microbiologia predicativa, de certa forma estes métodos encurtam o tempo necessário para que os ensaios ocorram. Este método é aplicado para os produtos produzidos à escala laboratorial.

Na figura 7, encontra-se descrito os passos envolvidos na determinação dos prazos de validade.

Figura 7 - Passos envolvidos na determinação dos prazos de validade

2.7.1 Fatores que afetam a validade do produto

São muitos os fatores que podem influenciar o período de vida útil, e podem ser classificados em fatores intrínsecos e extrínseco.(IFT, 2013)

Os fatores intrínsecos são as propriedades do produto final. Eles incluem o pH, acidez, oxigénio, nutrientes, bioquímica natural da formulação do produto e os conservantes utilizados na formulação do produto. Os fatores intrínsecos são influenciados por variáveis como tipo de matéria-prima, qualidade e composição do produto e da estrutura.

Os fatores extrínsecos incluem o perfil tempo-temperatura durante o processamento, o controle da temperatura, humidade relativa do ar (HR), processamento e distribuição,

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exposição à luz (UV e IR), composição da atmosfera dentro da embalagem e manuseamento por parte do consumidor.

Todos esses fatores podem operar de forma interativa e muitas vezes imprevisível, e a possibilidade de interações deve ser investigada. A interação desses fatores intrínsecos e extrínsecos pode inibir ou estimular um certo número de processos que limitam a vida útil. (Valero, Carrasco, &García-Gimeno, 2000)

2.8 Testes Acelerados para determinar o prazo de validade (ASLT)

A determinação experimental do período de vida útil pode exigir uma quantidade considerável de experimentação, com consequentes custos e exigências sobre o tempo. A necessidade dos testes acelerados de produtos alimentares é simples de entender uma vez que muitos alimentos têm vida de prateleira longa (meses ou até mesmo anos), ou seja, para verificar o tempo de prateleira destes produtos, é necessário em laboratório encurtar esse tempo. É crucial a implementação de técnicas que acelerem o processo de deterioração. (Kilcast & Subramaniam, 2010)

Há uma série de pontos durante o processamento do produto, onde os fabricantes podem influenciar no mix de fatores intrínsecos e extrínsecos que afetam o prazo de validade. Estes incluem as matérias-primas, o processamento, as técnicas de conservação, tipo de embalagem, armazenamento e distribuição.(K. Galic, 2009)

Uma grande variedade de técnicas de processamento são usadas na indústria alimentar para alcançar o nível desejado de qualidade sensorial e microbiológica. Os testes de aceleração do prazo de validade, ASTL, podem ser realizados em condições de armazenamento abusivas, temperatura elevada e aumento do oxigénio no meio, para que a deterioração dos alimentos seja mais rápida, e assim, o tempo que os testes demoram a ser realizados é menor, comparativamente aos testes normais. Estes testes baseiam-se em princípios da cinética química.

A deterioração acelerada é o resultado das reações químicas e do crescimento microbiano que ocorrem durante o armazenamento. Estes testes têm a vantagem de poderem ser realizados em fases distintas do processo(R. Martins, Lopes, & Silva, 2005)(Kilcast & Subramaniam, 2010)

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Submeter o produto a temperaturas elevadas constitui o principal modo de aceleração da degradação de produtos. Uma vez que, a velocidade de degradação da maioria dos produtos ocorre devido ao aumento da temperatura, de acordo coma equação de Arrhenius.

Em estudos de determinação do prazo de validade, a energia de ativação define a sensibilidade térmica de um parâmetro de qualidade do produto, sendo que quanto maior a energia de ativação, mais sensível é a propriedade em estudo sensível a alterações de temperaturas. Este aspeto é muito importante, pois, o produto pode ser comercializado em vários sítios, cujas condições climáticas podem variar muito.

Apesar de todas as vantagens e benefícios da aceleração de vida útil existem algumas limitações, como:

 Podem surgir questões ligadas à segurança do alimento se houver alteração da ecologia microbiana;

 É necessário executar um teste de vida útil em condições normais de armazenamento paralelamente para ser possível a aplicação destes modelos.

2.9 Métodos para determinar o prazo de validade de Bebidas

Nos últimos anos, diversos procedimentos foram descritos para o estabelecimento do período devida útil, principalmente com base na deteção de alteração microbiana, bem como propriedades físico-químicas e alterações sensoriais. (Valero, 2000)

Na conceção de um estudo de vida de prateleira devem ser focadas questões como o tempo de duração do estudo, a frequência do estudo, e os ensaios que iram ser realizados, até que o alimento apresente alguma deterioração. Os métodos devem ser simples, fáceis de conseguir e fáceis de ser interpretados por operadores do sector alimentar.

2.9.1 Método Cinético

O método tradicional obedece a uma cinética de ordem zero ou primeira ordem. Sendo que uma cinética de ordem zero implica que a taxa de perda de qualidade, f(A), é constante ao longo do tempo. Já uma cinética de primeira ordem resulta numa perda exponencial da qualidade do produto, em função do tempo. Estas funções pode, ser expressas pelas seguintes equações 1 e 2:

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Equação 1

Equação 2

A equação 1 descreve a cinética de ordem zero e a equação 2 descreve a cinética de primeira ordem. A constante, k, é a constante da velocidade da reação em dias e t é o tempo expresso em dias. (Labuza, 1992)(Athinoula L. Petrou, 2002)

Com este modelo pode-se estudar o processo de deterioração medindo a taxa de perda de qualidade do produto para três ou mais temperaturas. O efeito da temperatura na velocidade de reação neste tipo de cinética pode ser descrito segundo a equação de Arrhenius, equação 3:

Equação 3

Em que:

 Ka é a constante da equação de Arrhenius;  Ea é a energia de ativação (J/mol);

 R é constante dos gases ideais ( 8,314 J/molK);  T é temperatura (K)

Posteriormente obtém-se uma representação gráfica de Arrhenius, figura 8, a partir do logarítmico da constante de reação em função do inverso da temperatura, sendo assim possível prever a taxa de deterioração à temperatura ambiente.(Raymond Chang, 2005)

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A equação de Arrhenius expressa a influência da temperatura sobre a taxa de reação nos estudos de vida dos alimentos. Através desta equação e expressões com as cinéticas das diferentes ordens de reação, pode-se construir um modelo matemático que descreve a cinética de deterioração durante o armazenamento de alimentos, tendo em conta a influência da temperatura sobre os diferentes processos de degradação. O desenvolvimento destes modelos permite obter energia de ativação de processos concretos de deterioração dos valores experimentais de parâmetros indicadores destes processos. Estes dados permitem prever o tempo de vida de armazenamento a diferentes temperaturas. (Nimubona et al., 2013)

O prazo de validade pode ser determinado através do estudo da cinética química observada em temperaturas diferentes (27ºC, 37ºC e 47ºC). Para garantir a eficiência deste método, é necessário garantir a ordem da reação e a correta monitorização das temperaturas em estudo.(Labuza, 1992)((Anderson & Scott, 1991)(Labuza, 1999)

2.9.2 Método Q10

O método Q10 pode ser definido como o rácio entre as constantes de reação onde as temperaturas diferem entre si 10ºC.

Equação 4

A energia de ativação é normalmente determinada por estudos da variação das constantes para um determinado intervalo de temperaturas, e o valor encontrado é considerado constante para o outro intervalo de temperatura. O valor de Q10 apresenta variação significativa consoante o intervalo de temperatura em questão. (R. C. Martins etal., 2008)(Moura &Berbari, 2007)

2.9.3 Método de Weibull

Este método foi desenvolvido originalmente em 1939 pelo Weibull-Hazard e começou a ser essencialmente utilizado, na indústria química e farmacêutica, como uma aproximação da avaliação sensorial utilizando a análise de perigos para responder essencialmente á questão: ‘’O produto é aceitável? “Este modelo, avalia um determinado número de alimentos e, em seguida, determina o momento temporal a partir do qual cada unidade da amostra deixou de ser aceitável. Os dados da análise são convertidos em gráfico temporal, utilizando a distribuição Weibull-Hazard para determinar o momento em que 50% dos consumidores

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consideram o produto inaceitável. (Labuza, 1992)(Manso, 2000)A distribuição de Weibull-Hazard é uma das muitas funções de probabilidade de distribuição utilizadas para descrever o comportamento de sistemas que têm algum grau de variabilidade. Este método combina as metodologias de aceleração – ASTL e as metodologias sensoriais. (Labuza, 1992)(Cardelli & Labuza, 2001).

Uma das principais vantagens de utilizar este método é que ele apenas utiliza duas temperaturas de aceleração. Porém à medida que o teste decorre são necessários cada vez mais provadores sendo que por temperatura de aceleração são necessários por norma numa prova cerca de dezassete provadores. O painel de provadores não tem de ser necessariamente treinado, apenas é necessário garantir que os provadores consumam regularmente o produto em teste.

2.10 Métodos para determinar o prazo de validade com a variável luz

2.10.1 Xenon-Test

O Xénon Teste é efetuado numa câmara onde ocorrem testes sob efeito da luz xénon. Pode-se simular e acelerar condições, utilizando a recente tecnologia de arco de xénon. As lâmpadas de arco de xénon produzem a reprodução mais realista da luz solar de espectro completo, incluindo ultravioleta, luz visível e radiação infravermelha. Para muitos materiais, a exposição ao espectro total é necessária para fornecer uma simulação correta, especialmente quando o teste para a mudança de cor e resistência à luz.(Brennan et al., 1988)

Esta ferramenta é eficaz como controlo de qualidade para materiais que são expostos à luz direta do sol e à luz solar através do vidro de janela. O Xénon teste, figura 9, é utilizado por várias entidades em todo o mundo para ajudar na seleção de novos materiais ou melhoria dos materiais existentes. A Luz de xénon deve ser devidamente filtrada para se conseguir obter o espectro apropriado para cada aplicação em particular. Diferenças em espectros podem afetar tanto a velocidade como o tipo de degradação. Existem diferentes tipos de filtros disponíveis para simular um determinado ambiente. O método de ensaio determina quais os filtros que devem ser utilizados. Nos ensaios realizados o filtro utilizado foi o ‘daylight Filter’, ou seja, os filtros de luz do dia. Estes filtros são utilizados para simular luz direta do sol ao meio-dia num dia de verão, eles oferecem uma ótima correlação com exposições naturais para a maioria das aplicações.

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Figura 9 - Xenon-Test utilizado para realizar os ensaios sob efeito da luz xénon

Os materiais que são normalmente utilizados ao ar livre como coberturas ou revestimentos exteriores devem ser testados usando filtros deste tipo. Após os ensaios realizados o produto deve seguir para análise sensorial ou para avaliação de alteração de cor.(Brennan et al., 1988)Existe uma relação entre o prazo de validade e o tempo de exposição á luz xénon sendo que dez horas de exposição à luz xénon são o equivalente a 6 meses e vinte horas a 12 meses de validade, considerando as condições médias ambientais de Portugal.

2.10.2 Teste com luz fluorescente.

Este método acelerado simula as condições de armazenamento dos produtos nas prateleiras dos supermercados, figura 10. Esta abordagem é eficaz, por causa de curto comprimento de onda do visível sendo possível observar quase todos os danos do produto e a durabilidade do material exposto. Consequentemente os testes com lâmpadas fluorescentes confinam a emissão de luz unicamente à porção do espectro de radiação que corresponde ao visível. (Brennan et al., 1988)

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Figura 10 - Simulação das condições de luz dos supermercados com luz fluorescente

A longo prazo a luz fluorescente provoca degradação da cor do produto ou alterações sensoriais. A foto oxidação é uma das consequências diretas deste tipo de exposição, diminuindo o tempo de vida de prateleira dos alimentos.

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3. M

ÉTODO

/P

ARTE

E

XPERIMENTAL

3.1 Aprovação de concentrados alternativos

I- Preparação laboratorial de amostras

Nesta etapa foram preparadas amostras com o concentrado atual e o concentrado alternativo, onde se procedeu à mistura das matérias-primas de acordo com a fórmula de cada bebida. Após a preparação das duas bebidas procedeu-se ao enchimento em garrafas de vidro que foram capsuladas e seguidamente pasteurizadas num programa de pasteurização de refrigerantes (T=75ºC durante 20 min). Com vista a verificar se as características físico-químicas das bebidas estão dentro das especificações, foram medidos parâmetros como o Brix, pH, acidez e CO2.

II- Análise Sensorial

O produto atual e o produto produzido com o concentrado alternativo foram levados a prova sensorial ao painel de provadores de refrigerantes:

 O primeiro passo foi efetuar um teste triangular de significância para averiguar se haveria diferenças significativas entre os dois produtos;

 Não havendo diferenças significativas levou-se os produtos a prova de perfil aromático para a caracterização do produto fresco;

 Foram ainda realizados testes de estabilidade do produtos submetidos a 37ºC durante 3 semanas para comparar o envelhecimento dos dois produtos.

A escala sensorial para pontuação dos produtos pelo painel de provadores é a seguinte:

Tabela 1 - Pontuação atribuída pelo painel de provadores

+1 Produto de ótima qualidade

0 Produto padrão

-1 Produto com defeitos aceitáveis

-2 Produto com defeitos não aceitáveis