TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

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TECNOLOGIA DE

ALIMENTOS

NUTRIÇÃO – UNIC

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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

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• 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.

ALTERAÇÕES DAS MATÉRIAS-PRIMAS

E/OU PRODUTOS: CAUSAS E FATORES

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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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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.

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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).

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■ 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;

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CURVA DE CRESCIMENTO DOS

MICRORGANISMOS:

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CRESCIMENTO BACTERIANO:

É a multiplicação rápida das bactérias que

freqüentemente causam os problemas

(11)

Sob condições ideais, uma bactéria dobra sua

população a cada 20 minutos.

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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

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Principais reações de perda de

qualidade de alimentos

Enzimáticas

• Reações hidrolíticas catalisadas por

lipases e proteases;

• Oxidação (lipoxigenase);

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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

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Rancidez oxidativa



Ocorre em lipídeos que contém ácidos

graxos insaturados.

REAÇÕES QUÍMICAS NÃO

ENZIMÁTICAS

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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 e cobre)‏

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Mecanismo

Aceleram: O

₂

, luz (UV), metais (Cu e Fe),

temperatura; ex.: azeite de oliva.

Retardam: antioxidantes físicos (embalagem) e

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Principais reações de perda de

qualidade de alimentos

Químicas

• Rancidez oxidativa;

• Descoloração por oxidação e redução;

• Escurecimento não enzimático;

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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 =

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Caramelização

• Açúcar

hidroximetilfurfural (HMF)‏

É o corante mais usado na indústria de

alimentos.

Água Calor 120°C

Melanoidinas

Intermediários incolores de baixo PM

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Reação de Maillard

• Açúcar + proteína

Melanoidinas

Principal causa de escurecimento não enzimático

produzido durante o aquecimento e armazenamento

prolongado.

CO₂ Calor

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Principais reações de perda de

qualidade de alimentos

Físicas

• Transferência de massa (absorção ou

perda de umidade);

• Perda de textura crocante;

• Perda de aroma;

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MUDANÇAS FÍSICAS

• Escurecimento da carne na estocagem:

oxidação da mioglobina;

Carne fresca

Transformação da

mioglobina (vermelho púrpura) em oximioglobina (vermelho brilhante) Transforma-se em metamioglobina (vermelho enegrecida)‏

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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;

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Eficiência do TT

Tempo Temperatura

Inativação m.o. (patogênicos e deteriorantes)‏ Redução da ação das enzimas

Objetivos doTratamento Térmico

(TT)‏

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Termorresistência dos Microrganismos

Depende de fatores intrínsecos e extrínsecos:

INTRÍNSECOS:

BACTÉRIAS

•T

_ótima Termorresistência - + Psicrófilos, Psicrotróficos

(29)

MICRORGANISMOS TEMPERATURA ( ºC )‏ TEMPO (MINUTOS)‏ 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

Valores de resistência térmica de alguns microrganismos mais comumente encontrados em alimentos.

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Termorresistência dos

microrganismos

• EXTRÍNSECOS

•pH

•Importante

•Classificação dos alimentos:

•Pouco ácidos (pH>4,5)‏

•Ácidos (4<pH<4,5)‏

•Muito ácidos (pH<4,0)‏

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CONSERVAÇÃO PELO USO DO

FRIO

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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

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Refrigeração de alguns produtos

alimentícios

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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.

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Diminuição ou inibição do crescimento microbiano

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CONGELAMENTO

VANTAGENS E DESVANTAGENS COMO

MÉTODO DE CONSERVAÇÃO

Ocorre desidratação rápida e intensa quando não há acondicionamento

adequado Não causa perdas significativas do

valor nutritivo

As toxinas não são destruídas Não reduz a digestibilidade

Os esporos são muito resistentes Não transmite nem altera o aroma

natural

Os microrganismos não são destruídos, embora seu número diminua

Não se acrescentam nem se eliminam componentes

DESVANTAGENS VANTAGENS

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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.

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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

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CRESCIMENTO DOS CRISTAIS

TEORIA DA CRISTALIZAÇÃO



Velocidade de resfriamento lenta: cristais com

forma alongada (agulhas).



Velocidade de resfriamento rápida: cristais

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(42)

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

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CONGELAMENTO

• 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

tão lenta que são considerados nulas)‏

RELAÇÃO ENTRE TEMPERATURA, REAÇÕES DE DETERIORAÇÃO E

CRESCIMENTO E PRODUÇÃO DE TOXINAS DE ALGUNS MICRORGANISMOS DE INTERESSE NOS ALIMENTOS.

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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;

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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.

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Diferenças entre refrigeração e

congelamento

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CONSERVAÇÃO PELO USO DO

CALOR

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Métodos pelo uso do calor

• Pasteurização;

• Esterilização;

• Branqueamento;

• Evaporação;

• Defumação.

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Pasteurização (Louis Pasteur)‏

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) ;

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Pasteurização

•Temperatura: 100°C •Objetivo principal:

•alimentos de baixa acidez (pH>4,5):

• destruição das bactérias patogênicas (forma vegetativa)‏;

• alimentos com pH<4,5: destruição m.o. deterioradores e a inativação de enzimas (aumentar a vida de prateleira).

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• Cuidados no acondicionamento (embalagens)‏. • 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.

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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.

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Pasteurização

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

(54)

Pasteurização

•Pasteurização

rápida

a

altas

temperaturas: HTST (high temperature

short time)‏

• 72°C por 15s;

• Grandes indústrias;

• Trocadores de placas ou de tubos, sob alta

pressão;

(55)

Pasteurização

(56)

Pasteurização

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Características da pasteurização

• Método de conservação cujas

temperaturas usadas são inferiores a

100ºC;

• Método de conservação temporário;

• Necessita de outro método de

conservação complementar;

• grupos de m.o.

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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);

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Esterilização

Objetivos:

•Eliminar todas as formas vegetativas e esporos patogênicos; • Inativar enzimas;

•Temperatura: 115-150°C;

•Utiliza-se pressão (autoclaves);

Esterilidade comercial (estabilidade microbiológica)‏

Eliminação de todos microrganismos e esporos que poderiam se desenvolver nas condições normais de

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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

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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.

gás Espaço de cabeça

(63)

(64)

Esterilização: Apertização

Preenchimento Exaustão Fechamento TT Resfriamento

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(67)

Esterilização:

UHT (Ultra High Temperature)‏

• Alimentos líquidos ou semi-líquidos

(leite, sucos, nata, pures,etc.)‏;

• Aquecimento rápido (quase intantâneo)‏;

• Altas temperaturas (135-150°C)‏;

• Garante vida de prateleira por 6 meses

sem refrigeração;

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Esterilização UHT

• Processos:

–

Diretos

–

Indiretos

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Esterilização:

UHT (Ultra High Temperature)‏

• UHT Indireto

–

Trocadores de calor (placas ou

tubos)‏;

–

Não há contato entre alimento

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Esterilização:

(71)

Esterilização:

UHT (Ultra High Temperature)‏

• 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

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Esterilização:

UHT

• Envase deve ser asséptico

–

Embalagem

tetra brik , tetra pack

ou

longa vida (6 camadas)‏

• Polietileno, papel e alumínio

• Esterilização prévia embalagens:

UV, H

₂

O

₂

, etc.

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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).