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.INTRODUÇÃO À TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

CIÊNCIA X TECNOLOGIA DE ALIMENTOS . - A ciência dos alimentos consiste no estudo das características físico-químicas dos alimentos - A tecnologia dos alimentos consiste na aplicação de métodos e da técnica para o preparo, armazenamento, processamento, controle, embalagem, distribuição e utilização dos alimentos; basicamente inclui a sequência de operações que vão desde a seleção da matéria-prima até o consumo do alimento SEGURANÇA ALIMENTAR X SEGURANÇA . DE ALIMENTOS . - Segurança alimentar está relacionada à implantação de políticas públicas que garantam o acesso universal aos alimentos de qualidade e em quantidades suficientes para uma vida saudável - Segurança de alimentos/ alimento seguro é aquele que não contém agentes ou substâncias nocivas que possam causar danos à saúde do consumidor - A tecnologia de alimentos entra na segurança alimentar no sentido de poder preservar melhor os alimentos, e na parte de segurança de alimentos, para garantir um alimento seguro em termos de higiene e controle de qualidade INDUSTRIALIZAÇÃO DOS ALIMENTOS . - A industrialização pode contribuir para a melhora da dieta de um país - Alguns benefícios são: ● Aplicação de técnicas que aumentam a vida útil do alimento, resultando no seu melhor aproveitamento e no aumento da sua disponibilidade ● Melhora nas qualidades sensoriais (sabor, aroma, consistência) ● Surgimento de produtos especializados para dietética infantil e adulta ● Expansão da elaboração de produtos regionais ● Presença de produtos fora de safra ● Obtenção de padrões alimentares ● Acondicionamento de embalagens adequadas

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- Apesar da informação de que a industrialização destrói, em pequena proporção, os nutrientes, nos últimos tempos vem sendo utilizadas técnicas que minimizem essas perdas, além de haver a possibilidade de aumentar o valor nutritivo de certos alimentos (FORTIFICAÇÃO) FASES DA PRODUÇÃO DE UM ALIMENTO . INDUSTRIALIZADO . 1) BENEFICIAMENTO - Relacionado com a limpeza, higienização, retirada das partes não comestíveis 2) ELABORAÇÃO - Envolve: Processos físicos: moagem, prensagem, trituração, calor… Processos químicos: extração por solvente, acidificação, aditivos, salga… Processos físico-químicos: refinação, caramelização, dissolução, emulsificação… Processos biológicos: fermentação, maturação… 3) PRESERVAÇÃO - Eliminação de microrganismos e inativação de enzimas, para evitar a degradação do alimento 4) ARMAZENAMENTO - Relacionado com o aumento de vida útil do alimento, mantendo ele livre de deterioração - Alterações provocadas por temperatura, umidade ou ar contribuem para diminuir seu tempo de prateleira ALIMENTO SEGURO . - Aquele alimento que não causa danos à saúde pois está livre de agente ou substâncias nocivas, conhecidos com perigos - Esses perigos podem ser físicos, químicos ou biológicos (estes estão presentes em utensílios, manipuladores, ar, poeira, água, pragas) CAUSAS DA DETERIORAÇÃO DE ALIMENTOS

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1) REAÇÕES QUÍMICAS ● Rancidez oxidativa - As gorduras desenvolvem sabor e odor desagradáveis quando expostas ao ar em temperatura ambiente e à luz - Ocorre por hidrólise ou por oxidação - Oxidação (presença de O2; Iniciação, em que forma radicais livres – Propagação, em que há a conversão em outros radicais livres – Término, em que há a combinação de 2 radicais livres) ● Escurecimento enzimático e não enzimático - Pode acontecer de maneira desejável ou indesejável - Compreendem uma série de reações que resulta na formação de pigmentos escuros nos alimentos, além de promoverem mudanças no aroma e no sabor - NÃO ENZIMÁTICO: reação de Maillard (açúcar + aminoácido; formação de melanoidinas), caramelização (açúcar + calor; formação de caramelo; se cozinhar demais forma humina, que dá sabor amargo) e oxidação do ácido ascórbico (forma furfural) - ENZIMÁTICO: ocorre na presença de enzimas (glicosidases, proteolíticas, oxidases, esterases) 2) AÇÃO DE MICRORGANISMOS ● Contaminantes: podem representar perigo ao alimento ao à saúde do consumidor; podem ser deteriorantes, patogênicos ou indicadores ● Úteis: por exemplo, aqueles usados na panificação - Diversos fatores influenciam na multiplicação dos microrganismos, podendo ser intrínsecos ou extrínsecos 3) INSETOS E ROEDORES - Geram contaminação e abrem caminho para a entrada de microrganismos 4) DANOS FÍSICOS - Quebras, deformações, amassados, cortes

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.CONSERVAÇÃO PELO FRIO

- Desde muito tempo atrás as pessoas fazem o uso do frio para conservar alimentos VANTAGENS - Mantém a qualidade do produto - Aumenta a vida de prateleira - Retarda o metabolismo das enzimas - Paralisa o crescimento dos microrganismos - Inibe as reações dos alimentos - Prolonga a vida útil sem modificar suas características organolépticas e o valor nutritivo REFRIGERAÇÃO X CONGELAMENTO . - A refrigeração consiste na redução e na manutenção da temperatura dos alimentos acima do seu ponto de congelamento (geralmente fica entre 8ºC e -1ºC) - Esse mecanismo retarda o crescimento dos microrganismos, das reações químicas e da perda de umidade OBS: esses mecanismos não são totalmente evitados, portanto, a conservação tem um limite de dias ou semanas - Já o congelamento seria a redução da temperatura abaixo do seu ponto de congelamento (geralmente abaixo dos 0ºC), onde ocorre a formação de gelo - Esse mecanismo detém o crescimento dos microrganismos e reduz as reações, visto que a água fica imobilizada (produtos conservados por meses ou ano) PRINCÍPIOS - O alimento deve estar sadio (frio não restitui qualidade) - Aplicar o frio o quanto antes (após colheita ou preparo do alimento) - A temperatura precisa estar constante - O processo não deve ser interrompido . EFEITO DA REFRIGERAÇÃO NAS . . .REAÇÕES QUÍMICAS E . . . . . . .MICRORGANISMOS. . .. . - A refrigeração reduz a velocidade das reações químicas e enzimáticas e ajuda a diminuir as perdas na qualidade dos alimentos .

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- Além disso, a temperatura influencia no crescimento e na atividade metabólica dos microrganismos - Antes, pensava-se que os alimentos refrigerados eram seguros do ponto de vista microbiológico, entretanto, alguns microrganismos patogênicos são capazes de se proliferar em temperaturas de refrigeração IMPORTÂNCIA DAS CARACTERÍSTICAS . . . . .DOS ALIMENTOS . . . . - É importante levar em conta as peculiaridades de cada produto para haver uma refrigeração adequada pois, em algumas situações, quando há a refrigeração acentuada, podem acontecer alterações indesejadas Carne: quando a carne é refrigerada antes do rigor mortis ocorre o encurtamento pelo frio, onde a carne endurece e possui menor capacidade de retenção de água Frutas e hortaliças: quando expostas a uma temperatura inferior à de armazenamento ótimo sofrem danos pelo frio, como escurecimento, manchas, falha no amadurecimento, que provavelmente são ocasionados por falha no metabolismo . . . . CONGELAMENTO . . . . . - O congelamento é um dos métodos mais empregados para a conservação a longo prazo poois ajuda a conservar os aspectos organolépticos e nutritivos dos alimentos - Entretanto, não é um processo reversível, pois modifica o produto (p. ex. danifica a estrutura coloidal dos vegetais e a estrutura celular) - No processo de cristalização ou formação de fase sólida organizada ocorrem 2 etapas: nucleação e crescimento dos cristais Nucleação - O ponto em que começa a ocorrer é chamado de ponto frio - Associação de moléculas de água para formar uma pequena partícula ordenada e estável (cristal-mãe)

- A temperatura de fusão da água é de 0ºC, então para que o processo ocorra a temperatura precisa estar abaixo de 0ºC - Existem 2 tipos de nucleação: Homogênea: ocorre na água pura Heterogênea: os núcleos se formam sobre partículas suspensas Crescimento dos cristais - Adição de moléculas de água aos núcleos formados, aumentando seu tamanho - A velocidade do congelamento influencia no tamanho dos cristais:

RÁPIDO

LENTO

Muitos núcleos

Poucos núcleos

Pequenos

Grandes

Arredondados

Alongados/agulha

Sem rompimento celular

Com rompimento celular

Sem soluções hipertônicas

Estrutura desorganizada

EFEITO DO FRIO SOBRE FRUTAS E . . . .HORTALIÇAS . . . Danos pelos cristais de gelo - A formação dos cristais de gelo sempre afeta as características do alimento (a magnitude depende da velocidade de congelamento) - Os alimentos derivados de tecidos são mais propensos a sofrerem congelamento - Nos tecidos vegetais, quando o congelamento é lento, os cristais se formam no exterior - Com isso, há a concentração de solutos, que leva à saída de água intracelular por osmose, levando à desidratação Aumento da concentração de solutos - O congelamento imobiliza a água do alimento, resultando no aumento da concentração de solutos - Pela lei de ação de massas, a velocidade das reações aumenta proporcionalmente à concentração dos solutos

Ação sobre os microrganismos - O congelamento não destrói totalmente os microrganismos, embora eles sofram danos pelo choque térmico - O efeito depende da velocidade de congelamento - Os alimentos não são bons substratos para o crescimento microbiano Ação sobre as enzimas - Redução da atividade Variações do volume - Desidratação - Quando a velocidade de congelamento é rápida ocorre a queima pelo frio, ou seja, a desidratação irreversível da superfície do produto Aspectos nutricionais - Perda de vitamina C, B1 e B2 MODIFICAÇÃO DOS ALIMENTOS . .DURANTE O ARMAZENAMENTO EM . . . . .CONGELAMENTO . . . . . Recristalização - Mudanças metamórficas dos cristais de gelo - Ocorre quando há oscilação da temperatura e resulta em cristais grandes Sublimação - Acontece quando parte do gelo sublima - Ocorre quando há diferença de pressão entre o produto e o ar da câmara de armazenamento - Essa desidratação resulta na redução do peso do alimento - Queima pelo frio: desidratação irreversível da superfície do produto Modificações químicas - Rancificação por conta da auto-oxidação dos lipídeos - Alteração de cor - Perda de vitaminas .MÉTODOS E EQUIPAMENTOS PARA O . . .CONGELAMENTO .. - A escolha do método depende: ● Custo ● Composição do alimento ● Tempo de preservação ● Finalidade do processo - Tipos de métodos:

CONDUÇÃO

CONVECÇÃO

Alimentos sólidos/pastosos

Alimentos líquidos

Troca de calor por contato

Troca de calor pelo ar

Placas: por contato

Líquidos refrigerantes, ar circulante, nitrogênio líquido

Armários: ar parado ou em circulação

● SISTEMAS MECÂNICOS - Sistemas fechados que atuam como uma bomba para extrair calor - Utilizam líquidos refrigerantes - Ocorre transformação de líquido em vapor e vice-versa - Elementos: evaporador (líquido em vapor), compressor (comprime para condensar), condensador, tanque de manutenção e válvula de expansão Métodos: ar, condução, fluidização, líquidos criogênicos Equipamentos: câmaras frigoríficas, congelador de caixas com ventilação, congelador de leito em espiral, congelador em leito fluidizado, congelador de contato ou em placa, congelador criogênico ● LIOFILIZAÇÃO - Desidratação a vácuo - Empregado o aquecimento suave do alimento (características semelhantes à do alimento original) VANTAGENS

DESVANTAGENS

Mantém características

Perda de peso e volume

Mantém nutrientes

Tende a sofrer oxidações

Alta digestibilidade

Alto custo

Fácil reidratação Impede microrganismos anaeróbios

● CRIOGENIA - Conservação de alimentos a partir da utilização de líquidos criogênicos Vantagens - Cristais menores (mantém propriedades originais) - Menor perda dos produtos - Equipamentos com menor custo - Menor espaço requerido - Higiene na manutenção - Simplificação das operações Desvantagens - Inadequado para certos alimentos

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.CONSERVAÇÃO PELO CALOR

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- O calor é utilizado com o objetivo de destruir ou prevenir o crescimento de todos os microrganismos presentes nos alimentos - Entretanto o emprego do calor depende do tipo de alimento, do efeito que o calor vai causar e de quais outros métodos vão ser utilizados conjuntamente

Utilização - Quando os microrganismos forem pouco termorresistentes - Quando os microrganismos competitivos possam ser destruídos sem que o alimento passe por fermentação

. .BRANQUEAMENTO . . - Método térmico com características de pré-tratamento que visa inativar enzimas de frutas e hortaliças que serão secadas e congeladas

- Existem 2 tipos de pasteurização: ● Pasteurização lenta: 63ºC por 30 min ● Pasteurização rápida: 72-75ºC por 15-20s

Outros objetivos - Retirar ar e gases - Diminuição da carga bacteriana - Amolecimento da casca - Fixação da cor

- Normalmente, a pasteurização é complementada com outro método, como adição de açúcar, vácuo e refrigeração - Outros processos complementares: ● Termização: aquecimento entre 63-65ºC por 15s no caso do leite ● Ultrapasteurização: 125-130ºC por 2-4s

Processamento - Os produtos são aquecidos à temperatura de 70 a 90ºC durante alguns minutos para inativar enzimas - Os tecidos ficam amolecidos, retirando o ar

- Quando pH > 4,5: eficácia contra patogênicos - Quando pH < 4,5: eficácia contra deteriorantes

Métodos de realizar o branqueamento

- Uma das vantagens da pasteurização é que o alimento pode ser pasteurizado a granel ou embalado

● Branqueamento por fervura em água - Frutas colocadas em água fervente de 1 a 5 min ● Imersão em solução antioxidante - A fruta é mergulhada em uma solução antioxidante, que consome o oxigênio e evita a formação de pigmentos ● Permeação por gás dióxido de enxofre - Estabiliza a cor pois remove o O2 e conserva ● Sulfitação - Estabiliza a cor (mergulha a fruta por 5 min na solução de bissulfeto de sódio) ● Micro-ondas - 5 minutos em potência máxima (rendimento superior ao branqueamento em água) . .PASTEURIZAÇÃO . . - Processo térmico criado por Pasteur que tem como objetivo eliminar totalmente os microrganismos patogênicos e parcialmente os deteriorantes - Temperatura máxima de 100ºC

. .ESTERILIZAÇÃO . . - Visa a destruição completa de microrganismos patogênicos e deteriorantes - Os produtos enlatados não adquirem esterilidade completa, então são chamados “comercialmente estéreis” - Apertização: É a esterilização da embalagem e do produto conjuntamente a partir da utilização de processamento térmico em embalagens hermeticamente fechadas - Diversas alterações podem ocorrer: ● Contaminações microbiológicas: em qualquer fase do processo, por exemplo, provocando estufamento da lata ● Danos físicos: durante a autoclavagem, manejo, transporte, movimentação, resultando em amassamento da lata ou quebra do vidro ● Danos químicos: incidência de luz no vidro

.PROCESSAMENTO TÉRMICO . - Aplicação do calor durante um período de tempo visando alcançar a esterilidade comercial - Diversos fatores podem interferir no processamento térmico, como espécie, forma e quantidade de microrganismos - pH > 4,5: água fervente, onde alta acidez elimina microrganismos e suas toxinas - pH < 4,5: requer alta temperatura de vapor e adição de substâncias para baixar o pH, visto que podem acontecer alterações na qualidade - Quanto maior for a temperatura ou mais longo for o cozimento, maior frequência da esterilização, que está relacionada com a desnaturação de proteínas dos microrganismos - A velocidade de penetração do calor do meio externo até o centro é influenciada pela quantidade de líquido, tipo de alimento e do recipiente (OBS: ponto frio é o ponto onde demora a chegar o calor) - O mínimo do processamento térmico para alimentos apertizados é o estabelecimento do tempo e da temperatura com base na resistência dos esporos de Clostridium botulinum - Em meio anaeróbio e com pH > 4,5 ocorre a produção da sua toxina , que pode ser fatal - É preciso ajustar a temperatura para que os esporos não deem origem à forma vegetativa e à toxina - Os recipientes de lata e vidro são os mais utilizados, pois oferecem resistência considerável e, atualmente, estão sendo utilizadas embalagens laminadas .PROCESSAMENTO ASSÉPTICO . - Aquecimento a altas temperaturas (130-150ºC) e imediatamente resfriar em baixa temperatura (