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Tecnologia dos

AlimentosProf. Dr. Rafael Fagnani

CRONOGRAMA - 60h• Constituintes do leite

• Propriedades físico-químicas do leite

• Microbiologia do leite

• Produção e beneficiamento de leite + Derivados

• Aula prática (tecnologia de queijos + requeijão)

• Aula Prática (derivados: Iogurte + doce de leite)

• Aula prática (microbiologia)

CRONOGRAMA

• Avaliações

– P1: 29/09/2016

– P2: 01/12/2016

– 2ª Chamada: 15/12/2015

– Exame: 22/12/2015

Bibliografia recomendada• ORDONEZ, J.A. Tecnologia de Alimentos:

Componentes dos Alimentos e Processos. v1. Porto

Alegre: Artmed, 2005.

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Bibliografia recomendada

• EVANGELISTA, J. Tecnologia de Alimentos. São

Paulo: Atheneu, 2001

• OETTERER, M.; REGITANO-D'ARCE, M.;

SPOTO, M.H.F. Fundamentos de ciência e

tecnologia de alimentos. Barueri: Manole, 2006.

Histórico

• Há 4 milhões de anos...

– Pré-hominídeos

• Florestas para Savanas

• Dieta Vegetariana para OnívoraImpacto evolutivo

Histórico• Pré-hominídeos

– Arcada dentária

• Ervas e gramíneas

• Poucas carnes

– Restos de grandes animais

– Roedores e répteis pequenos

Histórico

• Há 2 milhões de anos...

– Salto para espécie Homo

• Uso de utensílios mais elaborados

• Descoberta do fogo

– Modificações nos alimentos

Histórico

• Há 30 mil anos...

– Grande variedade de alimentos

• Ovos, sementes, mel, pescados

• Ainda não era agricultor

• Há 9 mil anos...

– Domesticação dos animais

– Agricultura rudimentar

– Aumento da diversidade de alimentos

• Queijos e fermentados de leite

Histórico

• Há 1500 anos...

– Cultivo alimentar e Alimentos processados (pão,

queijo, vinho, azeite...)

– Surgia a necessidade de conservação

• Vinagre, salmoura...

– Surgiam problemas de conservação

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Histórico

• Na idade média...

– Introdução de novos alimentos no velho mundo

• Trigo negro dos mongóis

• Massas da china

• Açúcar de cana

• Tomate, milho, batata...

Histórico

• No Renascimento...

– 1658: A. Kircher: sugere decomposição x

“vermes invisíveis”

– 1765: Spallanzani: tenta derrubar teoria geração

espontânea

– 1809: Appert: decreve processo de conservação

em carnes

– 1830 - 1870: Pasteur: derruba teoria geração

espontânea e comprova que bactérias são a causa

de doenças e deteriorações

Histórico• A partir daí os avanços tecnológicos não

pararam...

– Final do Sec XIX

• Frio industrial nos barcos

• Produção industrial de cerveja

• Invenção da Margarina

• Invenção da centrífuga DeLaval

• Patente da evaporação do leite

Histórico

• Sec XIX

– 1931: nascimento oficial da Tecnologia de

Alimentos como ciência

– Pioneiros: Estados Unidos e Grã-bretanha

– Termos:

• Food Science

Conceitos

• Ciência dos alimentos

– “É a disciplina que usa as ciências biológicas,

físicas, químicas e engenharia para o estudo da

natureza dos alimentos”

Conceitos

• Tecnologia dos alimentos

– “É a aplicação da ciência dos alimentos para

seleção, conservação, transformação,

acondicionamento, distribuição e uso de

alimentos nutritivos e seguros.”

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Conceitos

• Áreas de interesse

– Química

• Conhecer as transformações dos alimentos

• Mensurar os constituintes dos alimentos

(controle de qualidade laboratorial)

Conceitos

• Áreas de interesse

– Microbiologia

• Fornecer alimentos seguros

• Controlar alterações causadas por M.O

Conceitos

• Áreas de interesse

– Nutrição

• Bases para se saber quais as vantagens da

presença dos nutrientes e seus efeitos sobre o

organismo

Conceitos

• Áreas de interesse

– Engenharia

• Genética dos alimentos

• Projetos estruturais de equipamentos e

embalagens

Conceitos

• Alimento x Nutriente

– Sinônimos?

• Alimento

– Composição complexa, pode atender

necessidades nutritivas e satisfazer as sensoriais

• Nutrientes

– Substâncias que são metabolizadas para

• Proporcionar energia

• Estrutural

• Regular metabolosimo

Conceitos

• Nutrientes

– Carboidratos

• Energia (disponível ou acumulada)

– Gorduras

• Maior aporte energético em relação aos carboidratos

• Reserva energética

– Proteínas

• Aminoácidos para conformação e reparação tecidual

• Também pode ser usada como fonte energética

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Conceitos

• Nutrientes

– Minerais e Vitaminas

• Crescimento e reparação tecidual

• Regulam processos biológicos: osmose, e outras

atividades fisiológicas

• São chamados de OLIGONUTRIENTES

– grego oligos (ὀλίγος): "pouco“

– Nutrientes essenciais à fisiologia

Conceitos• E a água e o oxigênio?

– Não são considerados nutrientes

Conceitos• Como conceituamos um alimento?

• Bom ou ruim?

• Uso dos sentidos

– Visual

– Odor

– Sabor

– Textura

Análise Sensorial

Análise Sensorial Análise Sensorial

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Análise Sensorial Problemática e Objetivos• Alimentos são sazonais?

• Homem se alimenta sazonalmente?

• Alimentos são produzidos sempre nas imediações

dos centros urbanos?

• Sociedade está sempre próxima das indústrias de

alimentos?

Problemática e Objetivos• Homem se conforma em consumir reduzida

variedade de alimentos?

Problemática e Objetivos• Somos 7 bilhões de pessoas na Terra

• Produção alimentícia irá acompanhar o crescimento

populacional?

Problemática e Objetivos• Somos todos iguais?

• Alergias, diabetes, idosos, crianças, mulheres,

homens, etc

Objetivos• Garantir o abastecimento de alimentos para o

homem

– Controlar as alterações dos alimentos

– Aumentar vida útil (transporte e armazenamento)

• Diversificar os alimentos

• Obter novas fontes de alimentos

• Reaproveitar ao máximo os recursos nutritivos

• Preparar alimentos de acordo com necessidade do

consumidor

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Objetivo da disciplina

• “Conhecer os principais processos

empregados pela Indústria de Alimentos na

conservação e/ou transformação das

matérias-primas alimentícias, observando

as modificações causadas nos diversos

componentes dos alimentos”

Qual a importância da

tecnologia de alimentos na

medicina veterinária?

Operações Básicas da Tec. Alim.

Químicas

• Uso de aditivos

• Coagulações

• Controle pH

Químicas

• Uso de aditivos

• Coagulações

• Controle pH

Físicas

• Cristalização

• Desidratação

• Destilação

• Emulsificação

• Evaporação

• Controles temp.

Físicas

• Cristalização

• Desidratação

• Destilação

• Emulsificação

• Evaporação

• Controles temp.

Microbiológica

• Fermentações

Microbiológica

• Fermentações

ÁGUA

Água

• É a sustância mais abundante nos seres vivos

– E portanto nos alimentos

• Para entender o papel da água nos alimentos

é necessário conhecimento prévio de sua

estrutura e propriedades

Água e Gelo• Possuem propriedades físicas distintas

– Gelo

• Maior condutividade e difusão térmica

• Alimentos congelam mais rápido do que

descongelam

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Água

• Pontes de hidrogênio entre as moléculas

– Grande capacidade calorífica

– Alto ponto fusão

– Alto ponto ebulição

Água e interações

• É um ótimo solvente (pois é dipolar)

– Dissolve várias substâncias

• Compostos iônicos

• Sais cristalizados (NaCl)

– Dissolve compostos não iônicos polares

• Açúcares

• Alcool

• Cetonas

• Aldeídos

– Mas não dissolve compostos apolares

Água e interações

• Substâncias apolares

– Capacidade de DISPERSAR compostos apolares

– Formação de MICELAS

• Moléculas anfipáticas (fortemente polares)

Carboxilas

negativasHidrocarbonos

apolares

Água e interações• Micelas

– Grupos de moléculas com parte hidrófoba oculta na

estrutura micelar

• Quais substâncias formam micelas?

– Todos os Lipídeos

– e 40% das Proteínas

Água e interações

• Solutos

– Sais “rompem” a estrutura da água

– Cada íon estará circundado por uma camada de

dipolos de água

– Queda do ponto de congelamento

– Elevação ponto ebulição

– Gera pressão osmóticaCl-

Atividade de água

• Água disponível para

– Crescimento M.O

– Reações químicas

Aa = P (Pressão parcial vapor água no alimento)

Po (Pressão parcial vapor água pura)

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PROTEÍNAS

O que são?• Moléculas complexas

– CHONPS

– Aminoácidos unidos por lig. peptídicas

Proteínas

• Funções

– Estruturais

– Nutritivas

– Biológicas

• Possuem várias propriedades funcionais

• O que são propriedades funcionais?– Tudo o que não é nutritivo e amplamente explorado na

tecnologia de alimentos

Propriedades funcionais

• Solubilidade

– Porcentagem de proteínas em solução ou

dispersão coloidal, sem sedimentação

– Essencial na tecnologia de molhos, bebidas

desidratadas, etc

– Depende do pH, temperatura, tipo da molécula e

do tipo de solvente

Solubilidade e pH

• Meio ácido

– Solubiliza sais da molécula proteica

(desmineralização )

• Favorecendo a interação entre cargas

– Diminui cargas negativas micelares

» Diminui a força de repulsão entre micelas

» Coagulação

---- - -

-- ---- -

--

pH4,6

pH

Solubilidade e Temperatura

• Melhor solubilidade até 40º C

• Temperaturas maiores: solubilidade menor

– Desnaturação

– Grupos hidrófobos ficam mais superficiais

• Alteração de cargas repulsivas

• Coagulação

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Solubilidade e Solvente

• Soluções alcoólicas

– Diminui a constante dielétrica do meio

• Favorece a interação entre cargas

– Diminui cargas negativas micelares

» Diminui a força de repulsão entre micelas

» Coagulação

---- - -

-- ---- -

--

Álcool

E

Propriedades funcionais• Geleificação

– Capacidade de formar gel

• Rede proteica ordenada

– Importante para queijos, gelatinas, salsichas, colahadas,

iogurtes

– Para ocorrer a geleificação:

• Desnaturação e rearranjo estrutural de forma ordenada

Geleificação

Propriedades funcionais

• Texturização

– Transformação de proteínas globulares em

fibrilares

– Nova textura

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Texturização de proteínas

• Várias maneiras

– Extrusão

– Fiação

Propriedades funcionas

• Emulsificação

Propriedades funcionais

• Emulsificação– Emulsão: onde uma fase líquida está dispersa em

forma de glóbulos em outra fase líquida

• Normalmente as proteínas estão em

suspensão

– agregados moleculares de diâmetro variável

entre 10 nm e 1m

• Ou solução coloidal

– substâncias > 1nm sem agregação

• Mas podem funcionar estabilizando a

emulsão

Propriedades funcionais• Emulsificação

– Salsichas, sorvetes, maionese, manteiga

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Propriedades funcionais

• Para fazer proteínas funcionarem como

emulsificantes

– Proteína precisa ser solúvel

– Concentração proteica; qto maior melhor a

emulsão

– Outros fatores: pH, temepratura, tamanho das

moléculas, [] de sais, etc

Propriedades funcionais

• Fixação de aromas– Benéfico ou prejudicial?

LIPÍDEOS

Por que os lipídeos são importantes?

• Quantidade em todos os tipos de alimentos

• Principal fonte de energia - 37.7 kJ

– Dobro das proteínas e carboidratos

• Veículos de vitaminas lipossolúveis (A,D E e K)

• Melhoram o paladar

• Podem formar emulsões

– Eliminar? Estabilizar?

• Possuem características estabilizantes, texturizantes,

emulsificantes umectantes aromatizantes, etc

• São susceptíveis à rancificação e lipólise

Por que os lipídeos são importantes? Principais lipídeos...• Ácidos graxos

• Glicerídeos

• Fosfolipídeos

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Ácidos graxos• Formados por cadeias de átomos de Carbono

ligados ao Hidrogênio

• Podem ser classificados quanto ao

– Tamanho da cadeia

• Curta, média longa

– Tipo de ligação da cadeia

• Saturados

• Insaturados

Ác. Graxos Saturados• São encontrados geralmente na forma sólida

– P.O.A, côco, palma e algodão

– Láurico, Mirístico, Palmítico e Esteárico

• Possuem em média: 12 à 24 átomos de carbono

Ác. Graxos Insaturados• Geralmente encontrados na forma líquida

– Produtos de origem vegetal e peixes

• Possuem uma ou mais ligações duplas na cadeia

Mais frequente

Ác. Graxos Insaturados• Ácido Oleico

– 72% do azeite

– 40% da manteiga de cacau

– 30-40% gorduras bovinas e ovinas

• Palmitoléico

– Peixes

• Linoléico

– De 30 a 70% do óleo de Girassol

– E até 60% dos óleos de Milho,

Algodão, Linhaça

Ácidos graxos Insaturados• Trans

– Geralmente em produtos industrializados

• Margarina e Gordura vegetal hidrogenada

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Ac. Graxos - Outras terminologias

• Ác. Graxos polinsaturados

– Duas ou mais ligações duplas

• Ác. Graxos essenciais

– Polinsaturados não sintetizados pelo organismo humano

– Adquiridos apenas pela alimentação

– Omega 3 (linolênico) e Omega 6 (linoleico)

Glicerídeos• Uma molécula de glicerol com

– Uma molécula de ác. Graxo

• Monoglicerídeo

– Duas moléculas de ác. Graxo

• Diglicerídeo

– Três moléculas de ác. Graxo

• Triglicerídeo

• Os mais abundantes naturalmente

Emulsificantes

Glicerídeos

Fosfolipídeos• Terceira cadeia de ácido graxo é substituída por

glicerol ligado ao ácido fosfórico

Fosfolipídeos• Por conter partes hidrofílicas e hidrofóbicas, pode

ser explorado na tecnologia...

• Melhora a solubilidade...

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Lecitina em leite em pó... Fosfolipídeos• Importantes elementos da membrana celular, tecidos

e órgãos do sist. Nervoso

• Lecitina, cefalina, cardiolipina, etc

Modificações das gorduras• Napoleão III e a margarina

– Na Guerra Franco-Prussiana (1870)

– Quem pode substituir a manteiga?

• A tecnologia de alimentos pode modificar a

composição e estrutura dos lipídeos

– Hidrogenação

– Transesterificação

– Fracionamento

Hidrogenação de gorduras• Incorporação do Hidrogênio na ligação dupla dos

ácidos graxos insaturados

– Conversão de óleos em gorduras plásticas

• Benefícios

– Melhora da cor

– Menor susceptibilidade à oxidação

• Contras

– Ácidos graxos se reorganizam de cis para trans

– Perda dos ácido graxos essenciais

Hidrogenação de gorduras• Processo

– Ác. Graxo insaturado + H + catalisador metálico

– Pressão (3-7kg/cm2) , agitação e temperatura (100-200º C)

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E a manteiga?• É um produto exclusivo da gordura do leite

• Produto nobre

Manteiga• Transformar a emulsão de óleo em água em

emulsão de água em gordura

• Inversão de fases

– Os glob se aproximam rompe membrana

gordura forma liquida coalescência dos glob

expulsão água soro + sais proteicos

Malaxagem

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Transesterificação de gorduras

• Modificação da posição dos ácido graxos na

hidroxila

– No mesmo triglicerídeo (intramolecular)

– Em triglicerídeos diferentes (intermolecular)

• Utilizado na cristalização de gorduras

– Transformação de óleos em gorduras

• Vantagens

– Sem formação de gordura trans

– Substituto da hidrogenação

• Contras

– Alteração da digestibilidade

Transesterificação de gorduras

Fracionamento de gorduras• É a separação de uma gordura em frações de

propriedades diferentes

– Frações

• Oleínas quando líquidas

• Estearinas quando sólidas

• Objetivo: tornar as frações mais semelhantes

• Cristalização à baixas temperaturas

– Separação do líquido do sólido (filtração ou centrifugação)

Fracionamento de gorduras• Usado no tratamento de óleos comestíveis na

industrialização da maionese

– Indústria utiliza apenas a fração líquida

– Pois a cristalização desses óleos poderia romper a emulsão

Deterioração das gorduras• Rancificação auto-oxidativa

• Rancificação lipolítica

Rancificação auto-oxidativa• Quando os ácidos graxos insaturados são oxidados

– Formação de compostos de baixo peso molecular

• Aldeídos, cetonas, lactonas, Ác. Graxos de cadeia curta...)

• Resultado

– Odor e sabor de ranço

– Redução do valor nutritivo

• Oxidação do ác. linoléico

– Limita a vida de prateleira

• Reações ocorrem mesmo em alimentos com baixo conteúdo

de gordura (1%)

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Rancificação auto-oxidativa• Fatores que afetam a rancificação

– Qtd de O2

– Composição da gordura

• Qto mais insaturado mais rápida a reação

– Luz

– Temperatura

• A cada 10º C : duplica a velocidade da rancificação

– Aw

– Cobre e ferro aceleram a oxidação

– Alecrim

• Antioxidante natural

• Contém carnosol e ác. rosmarínico

Rancificação lipolítica• Quando enzimas rompem ligação ester dos lipídeos

• Enzimas provenientes de

– M.O

– Outros alimentos

• Leite, sementes, frutas

– Pâncreas

Concluindo...• Importância da Tec. de alimentos

• Principais nutrientes e componentes dos alimentos

• Interações e modificações nesses componentes são

fundamentais para a tecnologia de alimentos