Curso Ciências da Nutrição
Produtos Minimamente
Processados
Egídia José Pontes Vasconcelos Número de aluno: 000101025 2000/2005
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Agradecimentos
Agradeço a todos os que tornaram este trabalho possível, principalmente:
• Aos investigadores que me facultaram os seus artigos tão prontamente; • Ao Prof. Doutor Celso Moretti da Empresa Brasileira de Pesquisa
Agropecuária, Centro Nacional de Pesquisa de Hortaliças, Laboratório de Pós Colheita;
• À Mestre Maria Cecília de Arruda da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" da Universidade de São Paulo;
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Lista de Abreviaturas i
Resumo jjj 1. Introdução 1 2. Fisiologia 6 3. Processamento dos hortofrutícolas minimamente processados 7
3.1. Colheita & Grau de maturação 7 3.1.1. Factores Pré-colheita 8 3.2. Transporte 8 3.3. Pré-arrefecimento e armazenagem 9 3.4. Escolha e calibração 9 3.5. Primeira lavagem 9 3.6. Preparação 9 3.7. Lavagem e desinfecção 10 3.8. Escorrimento e centrifugação 11 3.9. Pesagem, mistura e acondicionamento 11
3.10. Armazenamento 11 3.11. Expedição e distribuição para o retalhista 12
4. Impacto das operações de processamento nos hortofrutícolas
minimamente processados 12
4.1. Síntese de etileno 12 4.2. Taxa de respiração 15 4.3. Alterações a nível nutricional 16
4.4. Escurecimento enzimático - Oxidativo 17
4.5. Alterações sensoriais 21
4.6. Linhificação 23 4.7. Alterações dos Atributos Químicos 23
4.8. Microbiologia 24
5. Métodos de preservação dos hortofrutícolas minimamente processados29
5.1. Temperatura 29 5.2. Composição atmosférica 31
5.4. Filmes edíveis 5.5. Humidade relativa 5.6. Desidratação osmótica 5.7. Radiação 5.8. Aditivos químicos 6. Análise Crítica 7. Conclusão 8. Bibliografia 9. Anexos 9.1 índice de Anexos
MP Minimamente Processados PPO Polifenoloxidase PAL Phenylalanine-amonia-lyase OD Osmoticamente Desidratada AA Ácido Ascórbico AC Ácido Cítrico
DAHH Ácido Dehidroascórbico
PET Embalagem Rígida de Polietileno Tereftalato N2 Azoto
PVC Policloreto de Vinil
PO Multicamada Coextrusado à Base de Poliolefinas LDPE Filme Polietileno de Baixa Densidade
OPP Filme Polipropileno Orientado AM Atmosfera Modificada
CFU Unidade Formadora de Colónias 1-MCP 1 Metil-Ciclopropeno
CaCI2 Coreto de Cálcio
AEW Água Electrolisada Ácida AVG Aminoetoxivinilglicina
aw Actividade da Água EPS Poliestireno Expandido
TSS Teor de sólidos solúveis totais
Produtos Minimamente Processados Egídia Vasconcelos
Os produtos hortofrutícolas minimamente processados (MP) constituem um dos segmentos do sector alimentar com maior crescimento.
No entanto, as dificuldades sentidas na preservação da sua qualidade durante longos períodos de tempo, continuam a motivar a elaboração de muitos estudos.
Esta monografia pretende apresentar resultados de estudos recentes sobre várias matérias, nomeadamente sobre o processamento, alterações por ele provocadas e meios de preservação da qualidade dos MP.
A chave para o sucesso da indústria dos produtos hortofrutícolas MP assenta em três pilares fundamentais nomeadamente boas matérias-primas, técnicas de processamento mínimo adequadas e um bom circuito comercial.
Produtos Minimamente processados 1
1. Introdução
Os produtos hortofrutícolas constituem uma componente importante da dieta humana e podem ser apresentados ao consumidor sob formas muito diversas, e com diferentes graus de transformação. Para além de constituírem uma fonte de energia e de vitaminas e da nossa alimentação, os produtos hortofrutícolas são ricos em fibras que apesar de não serem digeríveis pelo ser humano, são de extrema importância para a saúde.( 1 ) ( 2 )
Na sociedade moderna, os padrões de consumo de alimentos têm se alterado em resposta ao estilo de vida praticado. (3) (4) A entrada da mulher no
mercado de trabalho e consequentemente o menor tempo dedicado às actividades domésticas (principalmente à confecção de alimentos), as necessidades, os gostos, o maior tempo dedicado ao lazer, a percepção de segurança alimentar, o poder de compra dos consumidores, as refeições feitas fora de casa e até à publicidade são alguns dos factores sociais que afectam o modo de alimentação. A sociedade actual é caracterizada por um aumento da preocupação com a sua saúde e por um interesse crescente no papel da alimentação na manutenção ou melhoria do seu bem-estar e saúde. (2) Estas
mudanças conduziram a uma procura crescente de produtos hortofrutícolas de fácil utilização que mantêm as características de frescos. Estes são os produtos MP, vulgarmente designados por hortofrutícolas de IV gama e são apresentados aos consumidores embalados individualmente ou combinados em forma de saladas.
Os produtos MP são tecidos vivos que sofreram um leve processamento de modo a retirar as partes não edíveis, possuem frescura e mantêm a sua qualidade embora não apresentem a mesma resposta fisiológica do produto que lhe deu
origem. (5) (6) (7) Muitos autores já definiram o processamento mínimo. (5) (6) Por exemplo, Rolle e Chism (1987) sugeriram que o processamento mínimo "inclui todas as operações (lavagem, escolha, descasque, corte, entre outras.) que podem ser usadas antes do branqueamento numa linha de processamento convencional." (5) Para Wiley (1994) frutas e hortícolas MP são produtos constituídos por tecidos vivos, ou aqueles que sofreram leve modificação nas suas condições iniciais, mantendo condições de frescura e qualidade.(5)(6)
A finalidade dos produtos MP é oferecer ao consumidor final frutas ou hortícolas com segurança alimentar e com capacidade de retenção, quase na íntegra, das características nutricionais dos hortícolas frescos que lhes deram origem. Além das vantagens citadas, o processamento mínimo contribui para a redução do tempo necessário e da mão-de-obra dispendida na preparação de hortofrutícolas ao nível da restauração. Para além disso, ao serem preparados num único local, o volume de lixo acumulado pode ser facilmente canalizado para outros fins, como por exemplo o fabrico/produção de ração animal, (3)
A designação IV gama é de origem francesa e prende-se com o facto destes produtos serem resultado de uma determinada fase do desenvolvimento do mercado de produtos agro-industriais e não com o grau de transformação das matérias-primas.(1) De acordo com este critério, as restantes "gamas" são:
"I gama" - produtos hortofrutícolas que não foram submetidos a qualquer tipo de transformação, e que portanto comercializados como frescos. Estes produtos podem ou não ser embalados, mas no caso de o serem, a embalagem tem apenas função de protecção mecânica ou estética e nunca a função primária de conservação.(1)
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"II gama" - Esta categoria engloba todos os produtos hortofrutícolas comercializados em conserva, como por exemplo esterilizados, cristalizados e desidratados. Tratam-se de produtos que se apresentam ao consumidor com um grau de transformação variável, podendo atingir um grau de transformação em que a matéria-prima de origem se encontra completamente dissimulada. Por norma, são produtos estáveis à temperatura ambiente e em que a embalagem exerce uma função primária de conservação, para além das restantes funções de uma embalagem alimentar.(1)
"III gama" - Diz respeito aos produtos conservados por ultracongelação. Estes produtos podem ser apresentados ao consumidor com um grau de transformação variável mas que, nalguns casos, implicam alterações mínimas.(1)
"V gama" - Refere-se aos produtos pré-cozinhados, prontos a consumir como tal ou após um simples aquecimento e conservados sem congelação, uma vez que resultam de processos de produção que asseguram suficiente estabilidade após confecção.(1)
A fronteira entre as diferentes "gamas" nem sempre é fácil de delimitar, principalmente entre os produtos frescos e os MP. No mercado português encontram-se alguns casos de produtos hortofrutícolas que foram submetidos a processos mínimos de transformação e que não devem ser englobados na designação de MP porque não se encontram aptos para o consumo imediato. São exemplo os produtos vegetais cortados para o caldo verde ou para a sopa juliana, que por não terem sido submetidos a operações de lavagem, não devem ser consumidos tal qual como são comercializados.
Já está disponível no mercado português um enorme leque de opções de produtos MP, sejam eles prontos a consumir (saladas de hortícolas ou de frutos)
ou prontos a cozinhar (misturas de hortícolas para sopas). (Anexo 1) No que diz respeito à mistura de hortícolas, a selecção deve considerar sempre os hábitos alimentares do consumidor e as compatibilidades entre hortícolas. Este factor aliado a um período de vida útil não muito grande (< 20 dias) impõe uma certa exigência num estudo de mercado.(1)
São várias as vantagens na utilização dos produtos MP sob o ponto de vista do consumidor: apresentam-se prontos a comer ou utilizar; oferecem elevada qualidade higiénica e sanitária; mantêm a mesma qualidade sensorial e nutricional que as matérias-primas que lhe deram origem; garantem teores reduzidos ou nulos de aditivos alimentares; diminuem o volume de produtos a transportar para casa, bem como o volume de desperdícios.(1)
O consumidor belga particular característico deste tipo de produtos situa-se na faixa etária dos 30 aos 50 anos. (2) Trata-se de um grupo etário preocupado com o seu estado de saúde e geralmente com pouco tempo disponível para a preparação das refeições.(2)
Deste modo a comercialização dos produtos hortofrutícolas, até então pouco rentáveis, abriu enormes perspectivas não só para os agricultores como também para os distribuidores, em particular: permitiu uma produção e distribuição mais racional; os custos de manuseamento e armazenamento são mais baixos; uma redução das perdas durante o armazenamento. Todas estas vantagens reflectiram-se num aumento do lucro. (1)
Apesar do preço superior dos produtos MP em relação à matéria-prima que lhes serviu de base, a sua procura tem vindo a aumentar regularmente. (8) Para o consumidor, a comodidade de utilização é evidente. Para o produtor o aumento do consumo significa mais produção e redução drástica das perdas. As análises
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de mercado referem que as perspectivas são animadoras. Nos países industrializados, o mercado para os produtos MP tende a aumentar manifestando excelente procura, principalmente ao nível da restauração.(1)
Nos Estados Unidos o valor das vendas de produtos MP foi de 12 mil milhões de dólares em 2000, sendo a sua previsão para 2003 de 190 mil milhões de dólares. (3M9X2)(io) Na Europa ocidental, a fracção de produtos MP em relação ao total do mercado dos produtos frescos tem vindo a aumentar desde 1990. Na Bélgica mais de 50% dos vegetais frescos comercializados são já MP. (2) Em Portugal esta indústria ainda depende em muito das grandes superfícies, pois estas asseguram uma grande capacidade de rotação de stocks, embora esta tendência tenda a alterar-se. Actualmente existem pequenas unidades industriais que funcionam quase exclusivamente para o mercado da restauração e que asseguram encomendas regulares. (1) Muito do trabalho desenvolvido nesta área está a ser levado a cabo na Europa Ocidental, Japão e nos Estados Unidos da América, e surge como resposta à grande procura no mercado de novos tipos de produtos MP de alta qualidade.(5)
Face ao crescimento da indústria de produção de hortícolas MP e ao aumento do consumo deste tipo de produtos, torna-se extremamente importante conhecer os vários processamentos que lhe são aplicados, as alterações a que estes estão sujeitos e as formas de as minimizar, bem como o controlo de qualidade sobre todo o processo. A facilidade da sua utilização, a par dos pontos acima mencionados, deverá justificar o acréscimo de preço para o consumidor.
Constitui objectivo da presente monografia apresentar os diferentes processamentos mínimos conducentes à preparação de produtos hortofrutícolas
MP, as alterações que os mesmos implicam e os meios de minimizar essas alterações.
2. Fisiologia
Os hortofrutícolas frescos são muito sensíveis a danos mecânicos, à exposição a temperaturas elevadas ou baixas, à perda de água, à exposição a concentrações não óptimas de 02 e C02 e ao tratamento com energia ionizante acima do tolerado.(8)
Geralmente os produtos MP são mais perecíveis do que os produtos que lhes deram origem. (11) (12) (6) (13) (14) Isto deve-se fundamentalmente ao facto do processo de descasque e corte aumentar a vulnerabilidade dos produtos. Esta relação entre processamento e vulnerabilidade dos produtos é pouco usual pois normalmente o seu processamento tende a aumentar a sua preservação.(6)(13)
A perda de integridade celular na superfície de corte hortofrutícola destrói a compartementalização de enzimas e substratos. (12) (15) O maior obstáculo a contornar de modo a aumentar a vida útil dos MP é o controlo dos danos. (11) Os danos mecânicos aumentam a síntese de C02 e etileno (16) (7) (13) (17) (11), aumentam a perda de água, alteram sabores e aromas, aumentam a actividade enzimática relacionada com o escurecimento enzimático, nomeadamente
Phenylalanine-amonia-lyase (PAL) e polifenoloxidades (PPO). (13) (17) (11) Por exemplo, a cenoura em palitos apresenta uma taxa de produção de C02 muito superior à cenoura inteira. Este facto demonstra que taxa de respiração aumenta fortemente com a área de superfície.(1)(15)
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3. Processamento dos hortofrutícolas minimamente processados
O processamento depende do tipo de hortofrutícola, do tipo de produto desejado e da sua finalidade.(8)(2)
Os produtos MP podem ser manufacturados com base em diferentes princípios de trabalho. Estes princípios de trabalho referem-se ao intervalo de tempo entre preparação e o consumo dos produtos. Quanto maior o intervalo de tempo entre a preparação e o consumo mais elaborados terão que ser estes procedimentos.(8) (Anexo 2)
Os hortofrutícolas prontos a cozinhar, prontos a comer e prontos a utilizar requerem muitas operações de preparação. (5) A preparação de produtos MP envolve várias etapas. De uma forma simplificada, o seu fabrico pode resumir-se a 17 pontos principais: colheita, transporte, recepção, pré-arrefecimento, escolha, calibração, primeira lavagem, preparação, lavagem, higienização, escorrimento, secagem, pesagem, acondicionamento, conservação, expedição e distribuição para o retalhista. (1) (8) Cada uma destas etapas pós-colheita tem o potencial de manter ou reduzir a qualidade do produto final.(19)
3.1. Colheita & Grau de maturação
Uma colheita cuidada é essencial para minimizar danos físicos e manter a qualidade. (19) A colheita deverá ser manual. Se for mecânica deverá ser efectuada de modo a danificar o menos possível os tecidos vegetais. (1)
O principal factor que dita o momento da colheita é o grau de maturação. (20) Para avaliar objectivamente o grau de maturação podem ser efectuadas algumas análises rápidas durante a recepção, tais como: determinações químicas - teor de sólidos solúveis, acidez, teor de açúcares, entre outras; determinações físicas - textura e cor. (1) O estado de maturação dos produtos influencia
largamente os danos provocados pelas operações mecânicas, isto é, quanto maior for o estado de maturação, maiores são os danos provocados. Estudos concluíram que a taxa de produção de etileno na primeira semana de armazenamento de maçãs maduras foi o dobro da produção em maças menos maduras.(18)
3.1.1. Factores Pré-colheita
As matérias-primas para a preparação de produtos MP devem ser de primeira qualidade e de variedades seleccionadas. (1) (8) Um dos parâmetros de selecção das variedades deve ser a sua resistência a choques mecânicos com a finalidade de aumentar a resistência ao processamento. (1) (8) Um bom exemplo deste facto é a alface MP, cuja variedade tecnologicamente mais adequada é a
iceberg, devido à sua resistência aos danos mecânicos. (1) A estabilidade microbiológica, bioquímica e fisiológica durante o armazenamento de frutas MP também depende da variedade.(11)
A escolha da variedade e práticas agronómicas apropriadas de batatas, cenouras, cebolas e maçãs, são factores de sucesso na obtenção de produtos MP de qualidade. A escolha da variedade de batata para processamento mínimo influencia a produção de C02, as características sensoriais, as características químicas e o escurecimento enzimático.(13)
3.2. Transporte
Tal como a colheita, o transporte deverá ser efectuado com o máximo cuidado para evitar danos mecânicos.(1)
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3.3. Pré-arrefecimento e armazenagem
A rapidez com que o produto é arrefecido está claramente relacionada como o aumento de vida útil. A redução da temperatura ambiente (após a colheita) designa-se habitualmente como pré-arrefecimento. Existem vários processos para tal. (Anexo 3) (20) Esta operação tem por objectivo manter a turgescência dos tecidos e minimizar perdas vitamínicas (ex: vitamina C).(1)
3.4. Escolha e calibração
Esta etapa tem por objectivo retirar todo o material vegetal estranho ou de qualidade deficiente, bem como uniformizar calibres sempre que tal seja exigido. Os materiais a separar podem ser porções estranhas, outras variedades ou mesmo materiais não vegetais que possam estar presentes. Esta operação, normalmente manual, pode ser mecanizada, por exemplo através de células fotoeléctricas ou detectores de metais.(1)
3.5. Primeira lavagem
Esta primeira operação de lavagem tem por objectivo retirar alguns detritos que possam vir aderentes aos tecidos.(1)
3.6. Preparação
As operações de preparação dos produtos hortofrutícolas com vista à obtenção de produtos MP podem dividir-se em dois tipos unitários: operações de separação e operações de redução de tamanho. As primeiras visam sobretudo a limpeza e selecção dos materiais; as segundas têm como objectivo preparar as matérias-primas para as suas diferentes utilizações.(1)
Relativamente às operações de separação, o descasque era inicialmente efectuado de forma manual. Este método resultava em produtos de elevada
qualidade, pois eram pouco estimulados à resposta ao dano físico. Presentemente este método é impensável devido às grandes taxas de produção. Os métodos usados actualmente podem ser químicos ou físicos na separação da casca do parênquima. Actualmente, técnicas como a abrasão, alteração da pressão e utilização de químicos (cáusticos) são as mais utilizadas.(21)(8)
Entre as operações de redução de dimensões, destaca-se o corte, a raspagem e a ripagem. A redução de tamanho é imposta pelo tipo de apresentação pretendida para o produto final. A redução de dimensões constitui uma operação delicada, pois é nesta fase que os hortofrutícolas sofrem maiores danos mecânicos, o que contribui para um aumento da actividade enzimática e microbiana.(1)
Operações como descascar, descaroçar, cortar e/ou fatiar diminuem drasticamente a vida útil do produto. (18) (3) A remoção da casca (camada protectora) inicia reacções bioquímicas que envolvem a libertação de enzimas intracelulares (proteases, celulases, peroxidases e lipoxigenases) que afectam o sabor, a cor, e a textura dos produtos. São libertados também nutrientes que favorecem o crescimento microbiano. A taxa de respiração também aumenta aquando do descasque, isto deve-se à resposta ao dano físico e do aumento da disponibilidade de 02. (21) A taxa de produção de etileno também aumenta com a redução do tamanho. Esta questão põe-se com mais premência no caso dos hortofrutícolas climatéricos. O tamanho final e tipo de corte (manual ou mecânico) do produto influenciam a extensão dos danos.(21)
3.7. Lavagem e desinfecção
A água é a chave do sucesso destas duas operações. A qualidade da água deve ser garantida em todo o processo. A lavagem, para além de ter por objectivo
Il
retirar todos os materiais estranhos aderentes às matérias-primas, visa eliminar também resíduos de pesticidas.(1)
Após a operação de lavagem, os produtos são desinfectados com água clorada. Podem ser usadas duas formas de cloro: o cloro gasoso e os hipocloritos de cálcio ou sódio. (1) O cloro gasoso apresenta a vantagem de ser 100% activo, de fácil aplicação e controlo. No entanto, requer equipamento especializado.(1)
Depois do processo de desinfecção, impõe-se nalguns casos o uso de aditivos alimentares, nomeadamente antioxidantes. (1)
3.8. Escorrimento e centrifugação
Após a lavagem e desinfecção, os hortofrutícolas devem ser escorridos e centrifugados. (1)(20) Esta operação tem por finalidade eliminar o excesso de água que iria contribuir para uma degradação acelerada dos mesmos e deve ser realizada com o maior cuidado de modo a não provocar danos mecânicos nos produtos.(1)
3.9. Pesagem, mistura e acondicionamento
Os produtos podem ser pesados e embalados individualmente ou podem ser feitas misturas em proporções devidamente pré-estabelecidas.(1)
3.10. Armazenamento
A temperatura óptima depende do tipo de hortofrutícola, (5) sendo que a permanência nas câmaras deve ser a mais curta possível. (1) Este tema será discutido mais profundamente num capítulo adiante.
3.11. Expedição e distribuição para o retalhista
No que diz respeito à expedição e distribuição dos produtos MP, deve atender-se ao facto que todo o circuito deve ser efectuado a temperaturas de refrigeração.(1)
4. Impacto das operações de processamento nos hortofrutícolas minimamente processados
4.1. Síntese de etileno
O etileno é um hidrocarboneto cuja fórmula química é C2H4. Trata-se de uma hormona que é produzida naturalmente em muitos órgãos vegetais e que tem implicações marcadas quer no desenvolvimento quer no período de armazenamento e conservação dos produtos hortofrutícolas.(1)
A reacção dos produtos hortofrutícolas ao etileno varia sobretudo em função de se tratar de produtos climatéricos ou não-climatéricos. (Anexo 4) A maioria dos frutos climatéricos apresenta a particularidade de prosseguir o processo de amadurecimento mesmo depois da colheita. A produção de etileno aumenta à medida que a maturação aumenta.(1)
O etileno tem implicações bem marcadas na qualidade dos produtos hortofrutícolas frescos. Algumas das implicações positivas do etileno são: estimular o amadurecimento dos frutos, promover o desenvolvimento da cor nos frutos, estimular a senescência dos frutos, favorecer a abcisão dos frutos e promover a floração em bromeliáceas.(1)
Como exemplos de efeitos negativos induzidos pelo etileno podem referir-se o aparecimento de manchas acastanhadas na alface, o amarelecimento nos
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brócolos, na couve-flor e nos espinafres e o aumento da fibrosidade no espargo. O)
Os danos físicos causados pelo descasque e corte aumentam a taxa de produção de etileno. (22) O etileno tem um importante papel na regulação da
degradação da clorofila, (23) no sabor, na textura, na qualidade nutricional e na
susceptibilidade à desidratação. (22) Em particular no que diz respeito do efeito do
etileno na textura este aumenta a permeabilidade das membranas e consequentemente altera as estruturas celulares e a integridade da membrana. (24)
A produção de etileno pode ser diminuída através do armazenamento a baixas temperaturas, (24) pois a temperatura influencia positivamente a produção
de etileno.(1)
A vida útil dos produtos MP pode ser regulada pelo uso de compostos que inibam a acção do etileno. O antagonista gasoso do etileno é o 1 - metil-ciclopropeno (1-MCP), que tem um efeito inibitório eficaz mesmo a níveis extremamente baixos. As temperaturas, concentrações e momentos óptimos de aplicação de 1-MCP variam de acordo com os produtos. Enquanto que em morangos e tomates o estádio de maturação parece ser relevante para a sua aplicação, o mesmo não acontece nas maçãs.(25)
Nalguns casos o uso de 1-MCP pode não ter efeito significativo, como por exemplo na couve chinesa onde a sua aplicação não afecta a vida útil do produto.
(25> Able et ai (2005) concluíram que o etileno possui um papel mínimo no
amarelecimento da couve chinesa. O responsável pelo amarelecimento da couve chinesa é a taxa de degradação do açúcar. Se o etileno está envolvido na iniciação da degradação do açúcar (que regula o amarelecimento) é necessária
investigação a nível genético de modo a determinar quais as enzimas responsáveis pelo metabolismo do açúcar que reagem positivamente ao etileno. (23)
Por outro lado, a aplicação de 12ul I"1 de 1-MCP em brócolos aumentou significativamente a vida útil entre 14% a 23% e retardou o amarelecimento em todas as temperaturas testadas (2, 10, 15 e 20°C). Este aumento de vida útil pode ser aumentado tratando os brócolos com 1-MCP a 20°C e depois armazenando-osa 10°C.(25)
Efectuar reaplicações de 1-MCP ao longo do armazenamento, não aumenta o tempo de vida útil para além do conseguido com apenas uma única aplicação. Isto deve-se ao facto do 1-MCP não bloquear irreversivelmente os receptores de etileno. (25) Após algum tempo há geração de novos receptores de etileno.(26)
Em maçãs o 1-MCP tem a capacidade de manter uma boa textura do fruto durante o armazenamento e também de reduzir a incidência de algumas desordens decorrentes do armazenamento. Em bananas, a associação do 1-MCP (30ng/g) à atmosfera controlada ou à temperatura (13°C) de armazenamento aumenta a vida útil do produto em 6 semanas e 21 dias, respectivamente.(26)
A aminoetoxivinilglicina (AVG) possui capacidades inibitórias da síntese de etileno. Quando aplicado como spray antes da colheita, a AVG diminui a produção de etileno em maçãs e retarda o seu amadurecimento. Quando aplicado após a colheita de pêssegos e nectarinas diminui a taxa de amolecimento.(27) Palou et ai (2003) reportaram que a AVG actua satisfatoriamente na redução do amolecimento e aumenta a vida útil de damascos.(27)
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4.2. Taxa de respiração
Os frutos e hortícolas MP são tecidos vivos que continuam a respirar. (5)(21) A respiração dos produtos hortofrutícoias é um processo metabólico que fornece energia aos processos bioquímicos de manutenção da organização celular e da integridade das membranas. (28) A respiração é o processo metabólico mais importante que tem lugar nos produtos hortofrutícoias, mesmo na pós-colheita. Pode ser descrita como o processo oxidativo que conduz à quebra de macromoléculas presentes na célula (tais como o amido, açúcares e ácidos orgânicos) em moléculas mais simples, como o anidrido carbónico e a água. Nesta reacção ocorre libertação de energia e outras moléculas que podem ser usadas pela célula noutras reacções de síntese. (1) No caso de o substrato ser um hidrato de carbono, a respiração é normalmente descrita pela equação:
C6H1206 + 602 -> 6C02 + 6H20 + energia (686Kcal). (28)
A intensidade respiratória constitui um bom indicador da actividade fisiológica do hortofrutícola. (1) Os produtos hortícolas podem ser classificados segundo a sua taxa respiratória em 5 classes: baixa, média, alta, muito alta e extremamente alta. (21) (Anexo 5) A taxa de respiração depende de factores endógenos e exógenos. Os factores endógenos incluem o tipo de produto, a variedade, as condições de produção e o estágio de maturação. O pico de respiração dos produtos climatéricos está associado ao amadurecimento e à produção de etileno. Os factores exógenos incluem a temperatura, a composição atmosférica, a intensidade da luz, os danos mecânicos, a perda de água e a degradação.(28)
O conhecimento da taxa de respiração dos produtos hortícolas é importante dado que é inversamente proporcional à capacidade de conservação dos mesmos.(1)
Diversos estudos revelaram que o corte durante a preparação provoca um aumento da taxa de respiração 3 a 5 vezes maior do que o produto que lhe deu origem (5)(6) tornando os MP muito perecíveis.(29)
A taxa de respiração aumenta com a temperatura e com o teor de 02 na atmosfera envolvente. (1) Segundo Arruda et ai (2003) a taxa de respiração do melão MP cortado e armazenado a 3°C é 3 vezes superior à dos frutos inteiros e só normaliza (valores semelhantes àqueles verificados antes do processamento) após 24 horas.(30)
4.3. Alterações a nível nutricional
O teor de ácido ascórbico (AA) é afectado pela luz, oxigénio, calor, enzimas e metais. Perdas de AA podem determinar deterioração oxidativa.(31)
O estudo de Barry-Ryan C e 0'Beime D. (1999) que incide sobre alfaces
iceberg, os autores mostram que a armazenagem a 3°C é mais eficiente em
termos de preservação do AA do que quando efectuada a 8°C. Os níveis totais de AA diminuem em todos os tipos de corte.(31)
A quantidade de 02 na atmosfera modificada (AM) também influencia os teores totais de AA, pois na presença de 02 este converte-se na sua forma oxidada - ácido dehidroascórbico (DAHH). (31) Baixos níveis de 02 favorecem a manutenção do conteúdo em vitamina C. O teor total de vitamina C é dado pela soma da concentração de AA e DAHH.(22)
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Os figos da índia MP não evidenciaram alterações nas características nutricionais (AA e polifenois) nem nas suas capacidades antioxidantes quando armazenados a 4°C durante 9 dias.(32)
Nos citrinos o conteúdo de flavonoides varia de acordo com o processamento (preparação) aplicado. O teor de flavonoides diminui quando os citrinos são transformados em sumo e mantem-se após o corte de citrinos em fragmentos, excepto na da laranja Salustiana. (17)
Rocha et ai (2003) descrevem uma variação no conteúdo de frutose, que é um dos açúcares presentes nas maçãs. Naquele trabalho os autores observam um aumento do conteúdo de frutose nas maçãs entre o dia 0 e o dia 3 de armazenamento, e um decréscimo entre o T e o 10° dia. O aumento inicial pode estar relacionado com a diminuição da acidez, já que os ácidos orgânicos podem ser uma fonte adicional de açúcares. Pode estar também relacionado com a decomposição de polissacarídeos em monossacarídeos. O decréscimo entre o 7o e o 10° dia é justificado pela utilização da frutose como substrato nos processos metabólicos.(11)
A AM tem grande influência no conteúdo de açúcares nos aipos. Após o armazenamento refrigerado e ao ar, as concentrações de frutose e glicose diminuíram. O mesmo não aconteceu em AM, possivelmente devido à diminuição da taxa de respiração, o que retarda a perda de açúcares.(33)
4.4. Escurecimento enzimático - Oxidativo
O escurecimento enzimático é uma das principais causas de deterioração dos produtos MP. (34) (13) (ii) (24) (35) V á r i o s s ã 0 o s e s t u d o s q u e t ê m s i d o realizados de modo a reduzir o escurecimento enzimático e a consequente perda de qualidade (34) visual(36)(24) e nutricional(36)(37).
Do ponto de vista bioquímico, as reacções enzimáticas são as responsáveis por alterações sensoriais, tais como: odor e sabor desagradável, alteração da cor (escurecimento ou descoloração) e perda de firmeza dos produtos MP.(3)
São quatro os componentes básicos para o escurecimento enzimático: o 02, as enzimas, os iões metálicos e os substratos. A intensidade do escurecimento enzimático é afectada por factores como concentração de substratos e actividade das oxidases. (13)
Quando existe ruptura celular, os compostos fenólicos envolvem-se em reacções enzimáticas e não-enzimáticas de escurecimento. Nas primeiras, a oxidação dos substratos fenólicos são catalisados pela enzima PPO (38) e por peroxidades. (35) Nesta reacção formando-se quinonas, que fazem parte de reacções secundárias que dão origem a metabolitos secundários de cor castanha. Relativamente às reacções não enzimáticas, a maior causa de escurecimento enzimático são as reacções entre compostos fenólicos e iões pesados (ex: ferro), formando complexos de cor castanha. (38) Por exemplo, o escurecimento em maçãs é resultado da oxidação enzimática de compostos fenólicos em quinonas. (38) A reacção de escurecimento enzimático em maçãs é um processo muito complexo envolvendo vários factores, tais como níveis de substrato, actividade enzimática e presença de inibidores ou promotores. Mas a actividade da PPO e a concentração de substrato parecem ser os mais relevantes.(39)
São várias as enzimas que catalisam a oxidação dos compostos fenólicos, entre elas a PAL, a PPO e a catechol oxidase.(39) Os níveis de actividade da PPO após a colheita e durante o armazenamento são um bom indicador da susceptibilidade ao escurecimento enzimático. (24) Danos mecânicos e exposição
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ao etileno induzem a actividade de algumas enzimas envolvidas nas reacções do escurecimento enzimático e a síntese de substrato.(24)
O metabolismo fenólico alterado está envolvido no escurecimento enzimático da alface. O primeiro passo é a conversão do aminoácido L-fenilalanina em ácido cinâmico-frans através da acção da enzima PAL. Reacções posteriores dão origem a vários novos componentes relacionados com o escurecimento enzimático da alface. Os danos mecânicos e a exposição ao etileno desencadeiam um aumento da produção de compostos fenólicos.(24)
Os componentes fenólicos são metabolitos secundários com um papel relevante na determinação de sabor e cor dos frutos. Após a colheita, a concentração de compostos fenólicos mantém-se constante ou decresce ligeiramente.(38) A exposição da alface ao etileno ("lOul"1) a 5°C promove a síntese de PAL e aumenta a sua actividade. A remoção do etileno após 4 dias resulta num rápido declínio da actividade da PAL. Em folhas de alface MP cortadas observam-se dois picos de actividade da PAL, o primeiro no 1o dia de armazenamento e o segundo alguns dias depois. O primeiro pico refere-se à indução da actividade da PAL pelos danos mecânicos provocados pelo processamento, sendo que quanto maior for o dano mais cedo será o pico. O segundo pico deve-se provavelmente à indução pela acumulação de etileno na embalagem.(24) A síntese do etileno pode ser travada através do armazenamento a baixas temperaturas, mais especificamente a cerca de 0°C. (24)
A inibição do escurecimento enzimático pode ser conseguida pela remoção de um ou mais substratos (02 ou fenol) da reacção. A remoção total de 02 é a forma mais eficaz para controlar a oxidação fenólica catalisada pela PPO. No entanto, este recurso não pode ser aplicado em tecidos vivos devido à ocorrência
da respiração anaeróbia. (39) Este tipo de respiração provoca desordens fisiológicas (18>(5H21) como por exemplo, alterações do pH no citosol, produção de metabolitos intermediários e alteração do metabolismo dos compostos fenólicos. (5) As AM têm efeitos no metabolismo dos compostos fenólicos e nas enzimas responsáveis pela biossíntese de compostos fenólicos. (36) (40) As técnicas mais utilizadas de modo a retardar o escurecimento enzimático são baixas temperaturas (3°C) (24) (30) de armazenamento baixas, AM e antioxidantes. (24) A utilização de AM com baixa concentração em 02 e elevada em C02 mostrou ser eficiente na prevenção do escurecimento enzimático em alface iceberg. (36)
O uso de aditivos químicos e/ou AM são técnicas possíveis para reduzir o escurecimento enzimático de maçãs (cv. Jonagored). (11) Foi demonstrado que a utilização de AA preveniu o escurecimento enzimático em melão MP durante 25 dias a 4°C. (10) No entanto, outros autores concluíram que o AA não é eficiente no controle do escurecimento enzimático de couve chinesa. (3) O tratamento com elevadas concentrações de sais de cálcio, preveniu o escurecimento enzimático em maçãs MP durante 5 semanas a 5°C. (41)
A variedade utilizada, por exemplo em batata-doce, também tem influência no escurecimento enzimático. Algumas variedades possuem maiores teores de compostos fenólicos.(30)
A utilização de radiação gama acima de 1kGy reduziu significativamente o conteúdo dos compostos fenólicos em couve chinesa. Durante a exposição, os radicais livres formados podem actuar como sinais de stress desencadeando respostas dos tecidos, resultando num aumento da síntese de antioxidantes.(40)
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4.5. Alterações sensoriais
As reacções enzimáticas são as responsáveis pelas deteriorações sensoriais, tais como: odor e sabor desagradável, alteração da cor (escurecimento ou descoloração) e perda de firmeza dos hortofrutícolas MP.(3)
Os hortofrutícolas MP assemelham-se com o produto fresco, sendo assim as alterações sensoriais são mínimas e a aceitabilidade é grande. O sabor, o aroma, a textura e aparência são retidos.(20) A análise sensorial tem sido utilizada com sucesso para determinar a qualidade de alface MP. Nessa avaliação, a aparência exerce maior influência na apreciação, pois o escurecimento enzimático nas nervuras e extremidades cortadas são os factores que mais contribuem para a rejeição do produto.(42)
A AM preserva a textura e aroma de alfaces MP (36), aumentando a sua vida útil (42), mantém o aroma de melões (30), melhora a qualidade sensorial do aipo t33), mantém a textura de couves chinesas irradiadas (40), é o melhor tratamento para o armazenamento de abacaxi "Smooth Cayenne" MP.(43)
A peroxidação enzimática dos ácidos gordos insaturados é a modificação dos aromas naturais dos hortícolas que mais contribui para o aparecimento de aromas desagradáveis. (1)(3)
A retenção da cor verde é um indicador óbvio da qualidade dos hortícolas e tem um grande impacto nos consumidores no momento da aquisição. (29) A cor é considerada um parâmetro crítico de qualidade nas maçãs (cv. Jonagored) MP.
A temperatura ambiente, a maior causa de deterioração da couve chinesa e de brócolos é o rápido amarelecimento devido à degradação da clorofila. O etileno parece ter um papel importante na degradação da clorofila. (25)
As substâncias pécticas encontram-se depositadas principalmente na parede celular, actuando como material sólido e são responsáveis pela alteração da textura dos frutos. As pectinas em frutos encontram-se sob diferentes formas caracterizadas por diferentes solubilidades. A protopectina é uma forma insolúvel em água que, por hidrólise parcial, produz ácidos pectínicos ou ácidos pécticos (solúveis em água). A decomposição das moléculas poliméricas, como protopectinas, celuloses e hemiceluloses, amolece as paredes celulares, pois diminui a força coesiva que mantém as células unidas. Na banana é observado um decréscimo na protopectina e na pectina durante o amadurecimento, paralelamente ao aumento das pectinas solúveis. (26) As enzimas pectinolíticas mais importantes envolvidas neste processo são as pectinametilesterases e as poligalacturonases. Frutos tratados com 1-MCP apresentam teores reduzidos de pectina solúvel.(26)(44)
Os sais de cálcio, particularmente o cloreto de cálcio (CaCI2), são usados com a finalidade de conferir firmeza numa grande variedade de produtos. (41)(22) (45)(18) Q C£ |cj0 £ u m e|e m e nt0 muito importante para a estrutura e funcionamento da parede celular e membranas, sendo responsável por uma série de alterações como por exemplo a deterioração acentuada das membranas causada por uma deficiência de cálcio e a mudança na permeabilidade à passagem de água causada por modificações na estrutura das membranas. A presença de sais de cálcio no fruto tem grandes vantagens, como por exemplo: atraso da respiração celular e um aumento na firmeza. O tratamento de fatias de abacaxi com 1% de Ca2CI resulta numa melhor manutenção da textura, (45) o mesmo acontece com kiwis tratados com 2% de CaCI.(22)
23
4.6. Linhificação
Em resposta ao descasque, ou seja, à remoção da camada exterior de protecção do hortofrutícola, o produto produz uma nova camada de protecção -linhificação. Isto ocorre especialmente em cenouras descascadas por abrasão. A linhificação está directamente relacionada com a severidade do processamento e com a sensibilidade da estrutura do produto. (21) (8) O aipo MP também é susceptível a este tipo de alteração.(33)
4.7. Alterações dos Atributos Químicos
Comparando valores obtidos durante a colheita e após o armazenamento ao ar, os aipos mostram um decréscimo de pH, acidez titulável e teor de sólidos solúveis totais (TSS). Estes decréscimos estão provavelmente relacionados com a mobilização das reservas orgânicas para a obtenção da energia necessária e para a manutenção da actividade metabólica associada ao envelhecimento do produto. Enquanto que nas amostras armazenadas em AM não foram registadas estas alterações. (33)
Rocha et ai (2003) referiu um decréscimo na acidez de maçãs no momento do armazenamento. Este decréscimo pode dever-se ao aumento da taxa de respiração após os procedimentos da preparação. (11)Os ácidos orgânicos (11)e os açúcares são rapidamente usados durante a respiração comparativamente a outros compostos. (45)(11)
O tipo de processamento também influencia o teor de sólidos solúveis totais. Quanto maior a área de exposição menor o teor destes. Isto deve-se a um maior metabolismo, o que leva a um maior consumo de reservas.(10)
4.8. Microbiologia
As doenças causadas por bactérias patogénicas são uma potencial catástrofe para os produtores de MP e para todos os seus consumidores. Se contaminadas, as frutas MP serão veículo de bactérias causadoras de doença, pois serão consumidas cruas e não lavadas.(41)
O processamento mínimo cria condições favoráveis ao desenvolvimento de microrganismos devido ao aumento da superfície exposta e ao aparecimento de sucos e substratos intracelulares após as operações de redução de tamanho. (1) No entanto, Vitti et ai (2004) referem que condições higiénicas adequadas durante o processamento possibilitam a obtenção de um produto com contagens microbianas de bactérias psicrófilas e coliformes totais inferiores a 105 e 106 UFC /g.( 7 )
Os microrganismos mais frequentes em MP são: Flavobactería,
Pseudomonas, Lactobacillus, Actlnobacter e Corineformes. Microrganismos como Salmonella e Staphilococus aureus não foram detectados em MP, ao contrário da Pseudomonas marginalis, Pseudomonas aureaginosa e a Yersinia enterocolitica
que foram isoladas de uma salada MP.(35)
O desenvolvimento de microrganismos patogénicos em hortofrutícolas MP depende de vários factores, tais como: das características, das propriedades intrínsecas do hortícola, dos efeitos do processamento, da embalagem e do armazenamento. (9)
Relativamente ao efeito da temperatura sobre o crescimento microbiológico, um aumento da temperatura resulta numa diminuição da fase de latência do crescimento microbiano, e um aumento da fase exponencial. Este aspecto é mais evidente nas bactérias mesófilas acondicionadas ao ar, onde a
25
fase de latência demora 6 dias a uma temperatura de 4o, e apenas umas horas a 12°C. (49) Elevadas temperaturas resultam num aumento da taxa de respiração consequentemente elevadas taxas de crescimento de microrganismos.(35) Submeter frutas e hortícolas a AM a baixas concentrações de 02, favorece o crescimento de Clostridium botulinum. (35) Temperaturas baixas durante o processamento e armazenamento diminuem a actividade biológica e a proliferação microbiológica.(17)
Foram estudados os efeitos das condições das AM na estabilidade microbiológica dos MP e concluiu-se que são necessários mais estudos que permitam conhecer a influência das AM na segurança alimentar dos MP. Atmosferas com baixos níveis de 02 inibem o crescimento de microrganismos aeróbios, enquanto que o crescimento de patogénicos, especialmente anaeróbios psicrófilos é permitido ou até mesmo estimulado. (18> Segundo Gómez et ai (2005) a população microbiana aumentou em todos os tratamentos efectuados (ar e AM), no entanto, o crescimento microbiano foi menor sob AM. (56) A utilização de AM com filmes não permeáveis ao 02 e com concentração inicial de 02 de 100kPa revelaram uma redução significativa dos aeróbios mesofilos quando comparados com as amostras acondicionadas em embalagens perfuradas.(53)
Cenouras acondicionadas em atmosferas com concentrações de 02 inferiores a 3% e de C02 superiores a 20% apresentaram proliferação de bactérias ácido lácticas, particularmente Leuconostoc mesenteroides. Consequentemente verifica-se o aumento de metabolitos intermediários (ácido láctico e acético, e etanol) dando origem a um sabor ácido. Para evitar este desfecho, as cenouras devem ser acondicionadas em filmes de maior permeabilidade e a temperaturas inferiores (a 6°C).(35)
Estudos relatam a presença de toxinas Clostridium botulinum em melão MP após 9 dias de armazenamento à temperatura de 15°C sob AM passiva, não sendo detectada em amostras armazenadas a 7°C.(18)
O C02 é um agente bactericida e fungicida e a sua eficiência aumenta com a diminuição da temperatura. Este aumento da actividade bactericida deve-se à diminuição do pH do produto como consequência da maior capacidade de dissolução do C02 a baixas temperaturas. (35) (48) (Anexo 7) Embora alguns autores ponderem esta capacidade, outros afirmam que os níveis existentes de C02 não são suficientes para este actuar como agente bactericida.(48) No entanto, alguns autores defendem que a capacidade de inibição de microrganismos é devido às baixas concentrações de 02 e não às elevadas concentrações de C02. (48) A razão sugerida pela qual a AM não é eficaz a elevadas temperaturas é devido à baixa solubilidade do C02. No entanto, elevadas concentrações de C02 (superiores a 5-20kPa) podem provocar efeitos nefastos a nível fisiológico nos tecidos dos MP, desenvolvendo sabores e odores desagradáveis.(18)
Existe alguma controvérsia em relação ao uso de cloro, por exemplo alguns autores defendem que a desinfecção com cloro não é eficaz na eliminação de microrganismos patogénicos como por exemplo a Listeria monocytogenes. (49) No entanto, foi testado hipoclorito de sódio em L. monocytogenes, e foi concluído que os seus efeitos foram muito eficazes. A eficácia do cloro como desinfectante da
Listeria monocytogenes é influenciada não só pelo tempo de exposição e pela
concentração, como também pelo tipo de produto.(58)
Foi também testada a desinfecção de MP com uma solução experimental composta por agentes desinfectantes (100mM ácido isoascórbico, 10mM ascorbato de cálcio), conservantes (5mM propionato de cálcio) e um inibidor do
27
escurecimento enzimático (5mM de N-acetilcisteína), a pH 2. Esta solução mostrou-se eficaz na redução da população de 5 bactérias patogénicas (£. coli 0157:H7, Salmonella entérica, Shigella flexneri, Vibrio cholera e Listeria
monocytogenes).(41)
Wang et al (2004) testaram vários métodos de redução do número de microrganismos, tais como: água clorada, água electrolisada ácida (AEW), solução de ozono aquoso e um tratamento sequencial de solução de ozono aquoso seguido de AEW. O ozono é um desinfectante aquoso reconhecidamente seguro para entrar em contacto com os alimentos e tem a vantagem de se decompor rapidamente em oxigénio na água, sendo mais eficaz na redução de microrganismos do que o hipoclorito. A AEW tem um enorme efeito bactericida, mais eficaz do que o cloro, devido ao seu pH diminuído, elevado potencial oxidação-redução e presença de resíduos de cloro. Wang et ai (2004) concluíram que a lavagem sequencial (ozono aquoso seguido de AEW) é mais eficaz do que apenas ozono aquoso ou água clorada na redução de bactérias aeróbias e na manutenção de baixos níveis de microrganismos durante o armazenamento em coentros. No entanto, este método provocou maiores danos no tecido, influenciando a qualidade dos coentros. O tratamento com ozono mantém o aroma típico e a qualidade dos coentros MP.(59)
É necessária uma preocupação particular em relação à Listeria
monocytogenes devido à sua capacidade de se multiplicar a temperaturas de
refrigeração. A temperatura mínima de crescimento é de -0,4°C e por ser uma bactéria anaeróbia facultativa, é capaz de crescer em baixas concentrações de 02. O seu desenvolvimento pode portanto, ser favorecido em hortícolas MP e acondicionados em AM. Devido à L. monocytogenes ter ocorrência natural no
ambiente, encontra-se presente na maioria dos vegetais. A contaminação pode acontecer durante o corte, montagem e acondicionamento dos hortícolas. (9) Farber et ai (1998) estudaram as alterações na população de Listeria
monocytogenes inoculadas em hortícolas MP e chegaram à conclusão que é
necessário um controlo rigoroso da temperatura de modo a prevenir ou reduzir o desenvolvimento de Listeria monocytogenes em produtos MP. A Listeria
monocytogenes desenvolveu-se mais em produtos MP armazenados a 10°C do
que a 4°C.(60)
A bactéria Aeromonas é um patogénico oportunista, que apesar de em baixos números poder estar presente nos hortícolas MP (57) (9) A natureza psicrófila da bactéria permite o seu crescimento a temperaturas de refrigeração dos 4°C aos 7°C. (57) (9) É anaeróbia facultativa e capaz de crescer em atmosferas contendo baixas concentrações de 02. (9) Apesar dos factores intrínsecos e extrínsecos dos MP não serem inibitórios ao crescimento da Aeromonas, não ocorreu multiplicação (elevados níveis) durante o processamento e armazenamento em cenouras e salada de alface. (57) Uyttendaele et ai (2004) mostraram que o ácido láctico tem a potencialidade de reduzir a carga de
Aeromonas e prolongar a vida útil de MP sem afectar as propriedades sensoriais.
(57)
Tournas et ai (2005) identificaram bolores e leveduras nos MP. As leveduras foram os organismos predominantes nas saladas analisadas. O elevado crescimento de leveduras pode ser explicado pelo facto de estes produtos sofrerem um vasto manuseamento durante o corte e embalamento sendo possível que haja contaminação cruzada (utensílios, mãos, etc.). Por outro lado os danos mecânicos provocados nos produtos facilitam a migração de
29
leveduras nos hortofrutícolas. Os fungos mais encontrados nas saladas MP foram a Alternaria, o Cladosporium e o Penucillium, isolados de 10,3%, 23,3% e 5,1% das amostras, respectivamente.(61)
O propionato de cálcio, agente bactericida, mostrou ser mais eficiente no aumento da vida útil dos MP do que qualquer outro sal de cálcio testado.(41)
Especiarias e ervas aromáticas possuem actividade antimicrobiana natural devido ao teor de compostos fenólicos nos seus óleos essenciais. No entanto, o seu uso tem de ser limitado devido ao seu aroma, uma vez que a dose necessária para actuarem como substância antimicrobiana pode exceder os níveis aceitáveis do ponto de vista organoléptico. (62) A utilização destes pode ser uma alternativa na preservação natural. Óleos essenciais de eucalipto, anis, alecrim e cravinho são os mais eficazes no que diz respeito às características antimicrobianas, (62)(37) mas para Ponce et ai (2003) falta no entanto, desenvolver uma técnica exequível.
(62)
Microrganismos patogénicos como Listeria monocytogenes, Areomonas
hydrophila e Yersinia enterocolitica e mesofilos como Salmonella spp., Staphylococus spp. e microaerófilos como a Campylobacter jejuni necessitam de
mais estudos, pois um aparecimento em MP representa uma enorme preocupação.(18)
5. Métodos de preservação dos hortofrutícolas minimamente processados
5.1. Temperatura
A temperatura é o factor mais importante no controlo da deterioração dos produtos hortofrutícolas na pós-colheita, dado que afecta de forma bastante
pronunciada a taxa de respiração, a produção de etileno, a transpiração, (1)(5) (21) (47) (36) g actjvjdade microbiológica e a actividade enzimática. (35) Para este tipo de produtos a cadeia de frio deve começar, preferencialmente, após a colheita com o pré-arrefecimento.(47) Como foi mencionado anteriormente, as frutas e hortícolas MP são organismos vivos. Este processo de vida é regulado pela acção catalítica de enzimas. A actividade de uma enzima depende da temperatura e aumenta de duas a quatro vezes para cada aumento de 10°C.(3)
A gestão da temperatura ao longo da cadeia de distribuição é um dos parâmetros mais críticos. (28) (35) (48) Durante o transporte, manuseamento e armazenamento a temperatura é muitas vezes inadequada, resultando em deterioração, (20) pois flutuações na temperatura podem causar condensação de vapor de água no interior da embalagem, modificando a permeabilidade do filme e aumentado a taxa de respiração do produto. (35) (48) A temperatura de armazenamento varia de acordo com o tipo de produto (20) (5), o tratamento aplicado, a permeabilidade do filme e a tolerância do produto a diferentes concentrações gasosas.(35)(20)
As temperaturas óptimas são aquelas que atrasam a senescência e mantêm a qualidade sem causar danos pelo frio. (35) (20) Sendo assim, a temperatura óptima depende da concentração gasosa, pois elevados níveis de C02 reduzem os danos causados pelo frio.(35)(48)
O aumento da temperatura faz com que haja um aumento da taxa de respiração, resultando num grande volume de C02 originando numa atmosfera anaeróbia.(48) Como regra geral a taxa respiratória aumenta 2 a 3 vezes por cada 10°C de aumento de temperatura. (48)
31
A vida útil do figo da índia está directamente correlacionada com a temperatura da cadeia de refrigeração. (49) (50) Os atributos químicos e sensoriais do produto armazenado a 4°C permaneceram bons, ao invés dos armazenados a 15°C. (50)
Agar et ai (1999) mostram que a temperatura influencia a textura de kiwis MP. Os autores detectaram também um decréscimo na qualidade durante o armazenamento a 5°C, o mesmo não acontecendo durante o armazenamento a 0°C em que os kiwis exibiram uma textura firme durante 12 dias. (22) Arruda et ai (2003) mostram que a firmeza do melão armazenado a 3°C foi significativamente superior ao armazenado a 6°C e a 9°C.(10)
A temperatura influencia também a perda de peso. Sarzi et ai (2002) relatam que o abacaxi armazenado a 9°C apresentou maiores perdas de massa durante o armazenamento do que os armazenados a 3°C.(51)
5.2. Composição atmosférica
A técnica de acondicionamento em atmosferas modificadas foi descoberta ao acaso já no final do sec. XIX. (9) Os termos "atmosfera controlada" ou "AM" significam que a composição atmosférica dentro da embalagem é diferente da do ar atmosférico. (21) Para alcançar atmosferas modificadas é necessário o uso de filmes poliméricos com diferentes permeabilidades ao 02, C02, C2H4 e à humidade.(33)
O acondicionamento em AM baseia-se na criação e/ou manutenção de uma atmosfera mais pobre em 02 e mais rica em C02, reduzindo a taxa respiratória do produto, com o benefício de retardar a sua senescência, logo aumentar o seu tempo de vida útil.(28)
A composição da atmosfera deve ser seleccionada especificamente tendo em conta factores endógenos (o tipo de produto t1)(5)(28>, a taxa de respiração (21) (48), o peso do produto, (21)(30) a variedade, a origem e o estado de maturação) e factores exógenos (as condições ambientais - a temperatura e a concentração de gases;(28) a permeabilidade do material que constitui a embalagem (21H30>(48))
Os produtos MP são susceptíveis à perda de água, ao escurecimento enzimático, às elevadas taxas de respiração, ao aumento da taxa de síntese, à acção do etileno e ao crescimento microbiano.(52)(36) Assim sendo, a utilização de atmosferas modificadas é de extrema importância para a preservação da qualidade pós-colheita e para o prolongamento da vida útil de uma variedade de produtos MP.(33)(53)
A composição da atmosfera afecta de forma mais ou menos vincada as diferentes reacções de degradação dos produtos hortofrutícolas. Em grande parte, a deterioração dos produtos é devida a reacções de oxidação. Estas reacções podem estar directamente relacionadas com o metabolismo celular do próprio produto, podem resultar de reacções de catálise enzimática que utilizam o oxigénio como substrato ou ainda do desenvolvimento de microrganismos.(1)(33)
Normalmente a composição gasosa da AM apresenta um teor reduzido de 02 e elevado de C02 (53). Podem ser estabelecidos níveis que servem de padrão para os hortofrutícolas, como por exemplo 3-5% 02 e 3-10% C02.(21)
Na conservação de produtos MP pode proceder-se à modificação da composição da atmosfera de duas formas distintas: modificação passiva ou modificação activa.
No caso da modificação passiva da atmosfera, os hortofrutícolas são embalados em filmes mais ou menos permeáveis e com ar. Sendo tecidos vivos,
33 a modificação da composição da atmosfera resulta aqui de dois processos naturais da respiração do produto com libertação de C02 e consumo de 02 e da transferência de gases através do filme da embalagem. Verifica-se ainda a transpiração do produto com libertação de H20 que, por sua vez, sai através do f j |m e (1)(33)(53)(46)(28)(20)
O período que decorre entre o momento do acondicionamento e o momento a partir do qual se verifica o equilíbrio na composição gasosa do interior da embalagem tende a ser grande e varia em função das características da embalagem (área superficial, permeabilidade e espessura do filme), da taxa respiratória do produto, da massa do produto e do volume livre.(1)(52) Deste modo, existe um período transiente durante o qual a atmosfera na embalagem não é a mais adequada para o produto. (28) A selecção do filme e da temperatura são muito importantes para a obtenção e a evolução de uma AM passiva.(33)
No caso, da modificação activa da atmosfera, quando se procede ao acondicionamento dos hortofrutícolas, o ar atmosférico é substituído, utilizando o vácuo, por uma mistura de gases mais adequada. (1) (52) (28) Neste caso a embalagem tem apenas uma função exclusivamente mecânica. (28) A mistura de gases pode ser depois ajustada usando substâncias absorventes de 02, C02 ou etileno no interior da embalagem. (28)
A AM activa tem vindo a ser preferida devido à dificuldade em regular uma AM passiva (52)(48) e tem a vantagem de contribuir para um maior tempo de vida útil do produto. No entanto, tem o inconveniente de ser um processo bastante mais oneroso.(28)
Alterando a composição atmosférica (21% de oxigénio e 0,03% de dióxido de carbono), isto é, diminuindo o teor de 02 e/ou aumentando o teor de C02
obtém-se uma diminuição da taxa de respiração, uma diminuição da produção de etileno, uma inibição ou atraso nas reacções enzimáticas, uma diminuição das alterações fisiológicas ou seja, uma preservação da qualidade e maximização da vida útil do produto. No entanto, exposições a níveis de 02 e C02 fora dos limites de tolerância podem desencadear a respiração anaeróbia com consequente produção de metabolitos e desordens fisiológicas. (18H5H21> ^ t a x a ^ respiração diminui proporcionalmente à concentração de 02, no entanto um mínimo de 1 a 3% de 02 é necessário de modo a evitar a respiração anaeróbia.(;,4)
Um sistema de embalagem com AM convenientemente projectado deve reduzir a taxa respiratória do produto mas não interromper a respiração. A fronteira entre aumentar o tempo de vida útil do produto e criar uma atmosfera na qual o produto pelo contrário se deteriora mais rapidamente é muito ténue. (28) Elevadas concentrações de C02 aumentam a acidez do meio celular causando desordens fisiológicas, (18) (54) como por exemplo a inibição de várias enzimas do ciclo de Kreb's incluindo a succinato desidrogenase. Esta inibição irá resultar em respiração anaeróbia ou na acumulação de ácido succínico, tóxico para os tecidos (18) (54)^ foerr[ c o m o formação de etanol, acetaldeído, odores e sabores
desagradáveis. (48) Níveis demasiado baixos de 02 dão origem à produção de odores anormais e em alguns produtos facilita o crescimento e produção de toxinas da bactéria Clostridium botulinum, mesmo a temperaturas inferiores a 4°C. (21) A presença de 02 é indispensável, uma vez que inibe o crescimento de microrganismos patogénicos anaeróbios.(28)
A possibilidade de inibir o Clostridium botulinum com a incorporação de baixos níveis de 02 não é praticável. Pouco é sabido acerca dos efeitos da AM na produção de toxinas pelo Clostridium botulinum. Devlieghere et ai (2000)
35 detectaram a produção de toxinas em atmosferas com concentrações de 02
superiores a 10%.( 4 8 )
Concentrações elevadas de C 02 inibem a actividade da enzima PPO. (39)
Prado et ai (2003) concluem que a AM passiva é a melhor opção no armazenamento de abacaxi "Smooth Cayenne" MP, pois permite obter menor actividade da PPO. (43) O escurecimento enzimático de cubos de maçã
(cv.Jonagored) foi reduzido com o aumento da concentração de C 02 (2% de 02 e
12% de C02). (39) No entanto, elevados níveis de C 02 e/ou reduzidos de 02
(acima dos tolerados pelo hortofrutícola) podem causar escurecimento no produto MP, pois o aumento do teor de C 02 induz a actividade da fenilalanina amonialise
que, por sua vez, aumenta a produção de ácido cinâmico e seus derivados, que são metabolizados a compostos fenólicos solúveis e utilizados como substrato pela PPO, causando escurecimento.(43)
Baixas concentrações de 02 reduzem drasticamente a produção de etileno
(18)(54) e a sensibilidade dos hortofrutícolas a este. (54) Com concentrações de 02
na ordem dos 2,5% a produção de etileno reduz-se para metade e o amadurecimento é retardado. Concentrações elevadas de C 02 atrasam respostas
fisiológicas dos hortofrutícolas ao etileno. (54) Pensa-se que o 02 participa na
conversão do ácido 1-amino-cyclopropane-1-carboxylic para etileno. No entanto, este mesmo parâmetro foi avaliado em peras acondicionadas em concentrações de 02 entre os 0,5 e 2kPa, não sendo detectadas alterações na taxa de
respiração nem na produção de etileno. (18) A produção de etileno em amostras de
kiwis armazenadas ao ar é 3 a 4 vezes mais elevada do que acondicionadas em atmosferas com concentrações baixas em 02 e elevadas em C02.( 2 2 )
Sob condições de atmosfera controlada, as perdas de vitaminas antioxidantes são mínimas. (21)(54) As perdas de AA durante o acondicionamento de espinafres numa AM de 4% 02 e 9% C02 foram cerca de metade das perdas quando acondicionados ao ar.(54)
A perda de clorofila e a biossíntese de carotenóides e de antocianinas é retardada em frutos e hortícolas acondicionados sob AM. (54)
A utilização do gás árgon e do óxido nitroso está autorizada na União Europeia como mistura de aditivos.(34) O árgon quando integrado numa AM tem a capacidade de inibir o crescimento de certos microrganismos, diminuir a taxa de respiração, suprimir a actividade enzimática e controlar as reacções de degradação em produtos perecíveis, como por exemplo frutas MP.(34)
Uma AM com árgon, óxido nitroso e com baixo teor de 02 e C02, é a melhor mistura de gases em termos de inibição da PPO e da diminuição da actividade metabólica. As alterações de algumas propriedades como por exemplo pH, TSS e perda de peso, não foram significativas. São necessários mais estudos com o intuito de determinar a estabilidade microbiológica e sensorial. (34) No entanto, Kader et ai (2000) afirmam não existirem evidências no que diz respeito ao uso do árgon, hélio ou outro gás nobre em substituição do azoto (N2). (52) Relativamente ao tratamento com óxido nitroso (N20) os autores relatam também uma redução significativa no amadurecimento de tomates e abacates e na inibição da síntese e acção do etileno.<52)
Atmosferas com teores elevados de 02 (> 21%) podem ser usadas combinadas com concentrações elevadas de C02 (> 15%). Desta forma, o C02 tem a capacidade de actuar como fungicida e as concentrações de 02 reduzem os efeitos negativos de concentrações tão elevadas de C02. (52) Este tipo de AM
37 (70% a 100% 02 e 5% a 30% C02) é particularmente efectiva na inibição do escurecimento enzimático, prevenção do crescimento de bactérias aeróbias e anaeróbias. (20) (53) (48) O desenvolvimento de atmosferas "ricas" em 02 são uma mais valia para os produtos MP.(53)
A utilização de AM com concentrações de 100% C02 ou 25% C02/75% N2 mostraram ser eficientes na redução de bactérias aeróbias em couves chinesas, comparativamente ao acondicionamento aeróbio. Elevadas concentrações de C02 aumentam a fase de latência do crescimento bacteriano, logo diminuem a propagação bacteriana.(40)
O armazenamento sob vácuo constitui uma alternativa promissora para uma grande variedade de produtos.(21) A ausência de oxigénio evita a maioria das reacções de degradação destes produtos, tais como a oxidação, escurecimento, amolecimento e o desenvolvimento microbiano. (12) Neste caso é necessário um filme impermeável ao 02, o ar é retirado e a embalagem é selada. Os níveis de 02 são reduzidos para níveis inferiores a 1%.( 2 1 )
A diminuição da rapidez de refrigeração dos produtos embalados e o aumento do potencial de condensação de água na embalagem levando ao crescimento de fungos, são exemplos de efeitos negativos da AM.(52) (Anexo 6)
5.3. Embalagem
No caso dos produtos MP as principais funções da embalagem são a manutenção de uma atmosfera que diminua a taxa respiratória e o controlo das perdas de humidade. (12) (21) (46) Uma boa selecção das embalagens gera uma composição gasosa capaz de manter a qualidade dos produtos MP.(33)
O acondicionamento com AM usa sobretudo materiais poliméricos flexíveis, (21) (28)(46) c o m diferentes permeabilidades ao 02, C02, C2H4 e humidade de modo a aumentar o tempo de vida útil.(21)(28)
O tipo de filme a seleccionar é condicionado pela atmosfera que se quer estabelecer no interior da embalagem que depende por sua vez da composição da atmosfera exterior, da taxa respiratória do produto em termos de consumo de O2 e libertação de C02, da permeabilidade do filme ao 02 e ao C02 (Anexo 8), da espessura do filme, da área superficial da embalagem, da massa de produto e do volume livre na embalagem.
Outro aspecto importante a considerar no projecto da embalagem, é o tempo necessário para a atmosfera no seu interior se aproximar razoavelmente do seu equilíbrio, que depende do volume livre, uma vez que se este tempo for muito longo o produto sofrerá deterioração antes da atmosfera atingir a composição recomendada. O tempo necessário para se atingir o estado estacionário depende assim: das características da embalagem (área superficial do filme, permeabilidade e espessura do filme); da taxa respiratória do produto; da massa de produto e do volume livre; da concentração de gases no exterior e no interior da embalagem no equilíbrio. Na prática é possível limitar o tempo necessário para se atingir o estado estacionário através do volume livre na embalagem: quanto menor for este volume mais rapidamente se atingirá o estado estacionário. (28>(1><52>
A permeabilidade dos filmes aumenta com a temperatura. Presentemente estão em desenvolvimento filmes denominados filmes de compensação, cujas permeabilidades aumentam com a temperatura, de forma semelhante à variação da taxa respiratória com a temperatura. Deste modo, alterações nas taxas
39 respiratórias causadas por flutuações de temperatura na cadeia de distribuição são compensadas pela alteração da permeabilidade do filme, evitando-se situações de anaerobiose.(28)
A taxa de respiração tende a ser mais sensível à temperatura do que a permeabilidade dos filmes. No entanto, à medida que a taxa respiratória aumenta, menos 02 está disponível, o que por sua vez diminui a taxa respiratória. Deste modo, existe um efeito amortecedor devido à diminuição da concentração de 02. Regra geral, quando uma embalagem é suposta estar sujeita a variações de temperatura, deve ser projectada para a temperatura mais elevada a que estiver sujeita, uma vez que a taxa de respiração será mais elevada a esta temperatura e a alteração da composição atmosférica será mais rápida. (28) Contudo é de salientar que se houver flutuações de temperatura pode ocorrer condensação de água na embalagem criando condições favoráveis ao crescimento microbiano.(46)
Porém é necessário ter em consideração outros aspectos da embalagem, como por exemplo: a transparência, integridade de selagem, durabilidade e a capacidade de resistência às microondas. As embalagens são também uma barreira ao movimento do vapor de água e podem sustentar a elevada humidade relativa dos hortofrutícolas. (12)
O uso de filmes microperfurados ou de embalagens impermeáveis rígidas com perfurações tem igualmente vindo a ser considerado como uma alternativa potencial para alguns tipos de produtos que apresentam geralmente uma taxa respiratória elevada. Os filmes microperfurados apresentam algumas vantagens face aos filmes poliméricos. Embora não sejam tão selectivas ao 02 e C02, apresentam permeabilidade muito mais elevadas e permitem a utilização de embalagens de materiais mais resistentes a danos mecânicos.(46) Sendo assim, o
