apostila conservacao de alimentos

Apostila de Conservao de Alimentos

CAPTULO 1 ALERAES EM ALIMENTOSOs alimentos so constitudos por tecidos vivos e assim esto sujeitos a reaes

bioqumicas, biolgicas e fsicasO que se busca na tecnologia de alimentos retardar/suprimir estas reaes,

preservando o mximo possvel s qualidades do alimento.Dentre as causas que provocam alteraes nos alimentos, pode-se citar:

a) Crescimento e atividade de microrganismosb) Ao das enzimas presentes no alimentoc) Reaes qumicas no-enzimticasd) Alteraes provocadas por seres superiores como insetos e roedorese) Ao fsica e mecnica (frio, calor, desidratao, etc)

Neste trabalho pretende-se enfocar as alteraes nos alimentos que causam escurecimento, destacando-se as reaes enzimticas (oxidases) e as reaes qumicas (caramelizao, reao de Maillard, degradao do cido ascrbico)

ESCURECUMENTO ENZIMATICOINTRODUO

Quando a maioria das frutas e dos vegetais amassada, cortada ou triturada, rapidamente se toma escura. Esta descolorao oriunda de reaes catalisadas por uma enzima genericamente conhecida como polifenol oxidase (PPO). A ao desta enzima em vrias frutas e vegetais in natura acarreta perdas econmicas considerveis, alm de diminuio da qualidade nutritiva e alteraes do sabor.

O escurecimento de frutas e de certos vegetais iniciado pela oxidao enzimtica de compostos fenlicos pelas polifenis oxidases (PPOs). O produto inicial da oxidao a quinona, que rapidamente se condensa, formando pigmentos escuros insolveis, denominados melanina (figura 1), ou reage no-enzimaticamente com outros compostos fenlicos, aminocidos e protenas, formando tambm melanina.

As reaes de escurecimento enzimtico ocorrem no tecido vegetal quando h ruptura da clula e a reao no controlada, muito embora, no tecido intacto de frutas e vegetais, possa tambm ocorrer o escurecimento, como, por exemplo, em situaes de inibio da respirao durante o armazenamento em atmosfera controlada, uso de embalagem imprpria, deficincia de cido ascrbico no tecido vegetal, armazenamento a frio e radiao ionizante.

A reao de escurecimento em frutas, vegetais e bebidas um dos principais problemas na indstria de alimentos. Estima-se que em torno de 50,0% da perda de frutas tropicais no mundo devida enzima polifenol oxidase. A ao desta enzima resulta na formao de pigmentos escuros, freqentemente acompanhados de mudanas indesejveis na aparncia e nas propriedades organolpticas do produto, resultando na diminuio da vida til e do valor de mercado.Tabela 1 Substratos end[ogenos para PPO em vegetaisProduto SubstratoBanana 3,4-diidroxifenilamina (dopamina)Maa Acido clorogenico, O-catequinaCacau CatequinasCaf Acido clorogenico, acido cafeicoBerinjela Acido cafeico, acido cinamicoAlface TirosinaCogumelo TirosinaBatata Tirosina, Acido clorogenico, flavonoidesCha Flavonoides, catequinas, taninos

Prof. Raul Vicenzi - Qumica Indutrial de Alimenos - UNIJUI

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Pssego TaninosPra Acido clorogenico

A O-quinona formada pode interagir com grupos amina e tiol, reduzindo a disponibilidade da lisina, metionina, tiamina e de outros nutrientes essenciais. Os substratos mais comuns em tecidos vegetais so a tirosma e o cido clorognico (Tabela 1).

A enzima PPO encontrada praticamente em todos os tecidos vegetais, em concentraes especialmente altas em cogumelo, batata, pssego, ma, banana, manga, folhas de ch, abacate e caf. Sua atividade pode ser variada em funo da variedade, do estdio de maturao e das condies de cultivo; to logo ocorra a ruptura do tecido, inicia-se a reao de escurecimento.

Embora indesejvel na maioria dos casos, em virtude da alterao da colorao, perda de nutrientes e formao de sabor indesejvel, o escurecimento oxidativo em ch, caf, cacau e ameixa seca desejvel. Graas especificidade de vrios substratos, a enzima PPO , s vezes, denominada tirosinase, polifenolase, fenolase, catecol oxidase, catecolase e cresolase. A enzima ocorre tambm em animais, e o substrato a tirosina, responsvel pela cor da pele (melanina).


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Figura 1 mecanismos de formao de melaninas

MECANISMO DA ACAO ENZIMTICAA polifenol oxidase est presente em algumas bactrias e fungos, na maioria das

plantas, em alguns artrpodes e nos mamferos. Em todos estes casos, a enzima est associada com a pigmentao escura do organismo.

O PM para as diferentes PPOs varia de 57 a 62 Kda, exceo para a PPO de cogumelo, com PM de 128 Kda. Todas possuem habilidade para converter a forma O-diidroxifenol em O-benzoquinona, utilizando o oxignio como substrato secundrio (atividade catecolase), mas nem todas as PPOs so capazes de hidroxilar os monofenis.

A enzima polifenol oxidase (l,2-benzenodiol : oxignio oxidorredutase) possui cobre (Cu++) no centro ativo e funciona como oxidases de funo mista, catalisando dois diferentes tipos de reao:

(1) monoxigenase, que atua na hidroxilacao de monofenois para diidroxifenois:

(2) Oxidase, que atua oxidando os difenois para O-quinona:

A formao da quinona dependente do oxignio e da enzima. Uma vez formadas, as reaes subseqentes ocorrem espontaneamente, no dependendo mais da enzima nem do oxignio. Em geral, a configurao qumica mais apropriada para a atividade da PPO (Figura 2) a estrutura o-diidroxilada, resultando em reao mais rpida.

Figura 2 Compostos fenlicos encontrados em vegetais

Os derivados contendo metil no funcionam como substratos para as PPOs. Em contraste com os o-difenis, os m-difenis so raramente utilizados como substratos e alguns deles possuem efeito inibitrio.


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MTODOS DE CONTROLEVrias maneiras de inibio da PPO so conhecidas, muito embora os mtodos

utilizados pelas indstrias sejam relativamente poucos. Isto se deve ao aparecimento de flavor desagradvel e toxidez e a questes econmicas. Trs componentes devem estar presentes para que a reao de escurecimento enzimtico ocorra: enzima, substrato e oxignio. No caso de ausncia ou bloqueio na participao de um destes na reao (seja por agentes redutores, temperatura ou abaixamento do pH), esta no prosseguir.

O pH timo de atuao da PPO varia com a fonte da enzima e a natureza do substrato. Na maioria dos casos, o pH timo de atuao encontra-se na faixa entre 6 e 7, sendo a enzima inativada em pH 4,0 ou abaixo.

O escurecimento enzimtico uma reao oxidativa que pode ser retardada eliminando-se o oxignio da superfcie danificada do vegetal. Entretanto, isto nem sempre possvel, ocorrendo escurecimento to logo o oxignio seja reincorporado. Portanto, a maneira mais prtica de prevenir o escurecimento a adio de agentes qumicos capazes de bloquear a reao (Fig. 1). Essas substncias atuam diretamente sobre a enzima ou sobre os intermedirios da formao do pigmento.

Durante a preparao de diversas frutas e diversos vegetais para enlatamento ou para outras operaes de processamento, a preveno de escurecimento catalisada por enzimas o principal problema; infelizmente, a maioria dos inibidores enzimticos discutidos a seguir no so adequados ou eficientes para uso em alimentos. O escurecimento de frutas e vegetais catalisados pela PPO pode ser prevenido de vrias formas:

(1) Inativao trmica da enzima pelo uso do calor, muito embora algumas sejam relativamente termoestveis (meia-vida de 12 min a 70 C). Alm disso, necessrio tomar algumas providncias para prevenir o escurecimento oxidativo, at que ocorra a desnaturao da enzima.

(2) Excluso ou remoo de um ou ambos os substratos [oxignio (atmosfera controlada), embalagens adequadas e fenis (adio de ciclodextrinas em sucos)].

(3) Abaixamento do pH em duas ou mais unidades abaixo do pH timo (~6,0), pela adio de cido ctrico, por exemplo.

(4) Adio de substncias redutoras que inibam a ao da PPO ou previnam a formao da melanina.

Substncias redutoras, como cido ascrbico, sulfito e tiis, previnem o escurecimento, pela reduo do o-benzoquinona de volta para a forma o-diidroxifenol ou pela inativao irreversvel da PPO, sendo, portanto, consumidas no processo. O sulfito, alm de atuar como agente redutor, pode tambm interagir com a quinona, formando sulfoquinona, ou, irreversivelmente, inibir a enzima. Problemas de corroso e aparecimento de sabor estranho podem ocorrer, se utilizado em excesso. Mais recentemente, tem sido implicado no aparecimento de algumas formas de asma. Mesmo assim, sulfitos e, ou, ascorbatos so os mais utilizados no controle do escurecimento em operaes de processamento de alimentos.

Em contraste, compostos sulfidrilas (-SH) combinam-se quimicamente com o-quinonas, formando produto estvel e incolor, prevenindo adicional oxidao e, conseqentemente, pigmentos escuros.

O cido ascrbico e seus derivados, utilizados isoladamente ou em combinao com cido ctrico, so muito empregado na preveno do escurecimento oxidativo em sucos, antes da pasteurizao. Em ma, a polifenol oxidase se encontra ligada a partculas suspensas no suco; portanto, a centrifugao ou filtrao elimina a possibilidade de escurecimento. Entretanto, para prevenir o escurecimento do suco antes da etapa de clarificao, necessrio imergir a ma fatiada/cortada em soluo de 1% de cido ascrbico antes da extrao. O produto final, embalado com o mnimo de espao livre, mantm-se inalterado por diversas semanas em condies de refrigerao, at que se torne amarelado, em razo do escurecimento no-enzimtico ocasionado pela adio do


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cido ascrbico. De forma semelhante, o sulfito utilizado no controle do escurecimento de frutas e vegetais antes da secagem. O tratamento do alho amassado com cido ctrico (10 g/l), mantido sob refrigerao (4C), efetivo no controle do escurecimento oxidativo. A banana e o abacate tratados com L-cisteina na concentrao 5,0 e 0,32 mM, respectivamente, proporcionam 100% de inibio do escurecimento

Dentre as substncias qumicas redutoras de uso mais freqente na indstria de alimentos, o sulfito o mais utilizado. Os agentes redutores (sulfito e cido ascrbico) promovem a reduo qumica dos precursores do pigmento (Fig 1). Tal efeito temporrio, graas oxidao irreversvel desses agentes na reao, os quais, no sendo especficos, podem provocar mudanas na colorao e no flavor.

APLICAO DO CALORA PPO no pertence classe de enzimas termorresistentes. Exposio por curto

perodo de tempo do tecido temperatura de 70 a 90 C suficiente, na maioria dos casos, para a destruio completa de suas funes catalticas. A aplicao do calor em alimentos (temperatura elevada por tempo adequado) inativa a PPO e todas as outras enzimas. O aquecimento aplicado no processamento (branqueamento, temperatura elevada/tempo curto) utilizado em pr-tratamentos de frutas e vegetais para enlatamento, congelamento e desidratao.

Diversos problemas aparecem em funo do uso do calor. Frutas e vegetais tomam-se cozidos, e isto leva a mudanas desfavorveis na textura e no desenvolvimento de flavor desagradvel. Existe, entretanto, uma relao muito prxima entre a temperatura e o tempo com respeito ao aquecimento do alimento. Tais fatores, entretanto, dependem da quantidade de enzima no produto e do pH deste.

APLICAO DO DIOXIDO DE ENXOFRE E SULFITONumerosas reaes catalisadas por enzimas podem ser inibidas pelo sulfito,

incluindo PPO, lipoxigenase e ascorbato oxidase. O sulfito no inibe irreversivelmente o escurecimento enzimtico, de forma que a concentrao requerida tambm dependente do perodo de tempo em que a reao deve estar sob controle. Por exemplo, o nvel de sulfito necessrio para prevenir o escurecimento enzimtico depende da natureza do substrato disponvel. Quando somente monofenis como a tirosina est presente, quantidade menor de sulfito o bastante; batata um exemplo desta situao. Quando difenis esto presentes, concentraes de sulfito mais elevadas so necessrias; exemplo desta situao seria o abacate. O processo de inibio, portanto, consome o sulfito, conferindo temporria proteo descolorao, a menos que utilizado em alta concentrao.

A polifenoloxidase catalisa a oxidao de mono e orto-difenis para quinonas, com subseqente interao com grupos aminas, formando pigmentos escuros. O mecanismo da ao do sulfito na preveno do escurecimento enzimtico no bem conhecido, mas provavelmente envolve diferentes tipos de aes: Inibio direta sobre a enzima. Interao direta com intermedirios formados durante a ao enzimtica, impedindo sua participao na reao de formao do pigmento escuro. Por exemplo, o sulfito pode combinar com a quinona, bloqueando sua participao em oxidao e condensao adicionais (Fig 2). De forma alternativa, o sulfito pode atuar simplesmente como agente redutor (Fig 1), retornando a quinona para a forma de fenol reduzido.


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Figura 2 - Mecanismo da ao do sulfito bloqueando o escurecimento enzimticoO sulfito evita a oxidao do ascorbato pela ascorbato-oxidase e outras enzimas.

Os nveis de ascorbato diminuem rapidamente aps a macerao do tecido vegetal graas ao da ascorbato-oxidase. A adio de sulfito, conseqentemente, previne a destruio do ascorbato. A lipoxigenase pode ser tambm inibida pela ao do sulfito, evitando a formao de flavor desagradvel durante o armazenamento de vegetais.

Em alguns produtos, o sulfito atua como antioxidante, muito embora no seja utilizado com este propsito; em cerveja, inibe o desenvolvimento do flavor oxidado durante o armazenamento. O dixido de enxofre, ou sulfito - geralmente sulfito de sdio, bissulfito de sdio e metabissulfito de sdio -, poderoso inibidor das PPOs (na forma de gs ou de soluo). Pode ser utilizado em casos em que a aplicao do calor resulta em mudanas desfavorveis da textura e no desenvolvimento de flavor estranho ao produto. O sulfito contm propriedades anti-spticas e ajuda na preservao da vitamina C. Por outro lado, sua utilizao pode resultar em flavor desagradvel, degradao da cor natural do alimento, destruio da vitamina B1 e corroso da embalagem (lata), sendo txico se usado em nveis elevados.

APLICAO DE CIDOSOs cidos normalmente aplicados esto entre aqueles de ocorrncia natural: ctrico,

fosfrico, mlico e ascrbico. Em geral, sua ao d-se pelo abaixamento do pH do tecido, diminuindo, assim, a velocidade da reao de escurecimento.

O pH timo de atuao da PPO est entre 6 e 7, e abaixo de 3,0 no h virtualmente nenhuma atividade enzimtica. O cido ctrico, em conjunto com o cido ascrbico ou o sulfito de sdio, muito utilizado como inibidor qumico do escurecimento enzimtico. Tambm, apresenta efeito inibitrio duplo sobre as PPOs no somente pelo abaixamento do pH do meio, mas tambm complexando com o cobre do centro ativo da enzima. Entretanto, o cido ctrico por si s no muito efetivo como inibidor das PPOs. O cido mlico muito mais efetivo, e o ascrbico apresenta efeito inibidor muito mais acentuado.

O cido ascrbico preferencialmente oxidado em relao aos outros substratos, e, to logo seja consumido, ocorre o escurecimento; portanto, o produto deve ser tratado com quantidades adequadas de cido ascrbico, caso contrrio seu efeito mnimo, em face de sua oxidao. Quantidades de at 300 mg de cido ascrbico/500 g controlam o escurecimento e reduzem o oxignio dissolvido no espao livre em frutas enlatadas.

O escurecimento em batata, por exemplo, pode ser controlado, utilizando-se a seguinte soluo: 0,2% de sorbato de potssio, 0,3 a 1,0% de cido ctrico e 0,3 a 1,0% de cido ascrbico. As batatas descascadas so imersas na soluo durante o tempo de um minuto e podem ser armazenadas a 4 C em embalagens plsticas por perodos de 20 Prof. Raul Vicenzi - Qumica Indutrial de Alimenos - UNIJUI

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dias.

REMOO DO OXIGENIOA enzima PPO requer oxignio para iniciar a reao de escurecimento. Portanto,

procedimentos capazes de eliminar ou de evitar o contato do produto com o oxignio, como a utilizao de embalagens impermeveis, a excluso do oxignio em sucos e bebidas pelo nitrognio e a preveno do acesso do oxignio aos tecidos provocado por danos mecnicos durante o transporte e armazenamento de frutas, so teis na preveno do escurecimento.

UTILIZAO DA VITAMINA C EM PROCESSAMENTO DE ALIMENTOS1 - Preveno do escurecimento em frutas e vegetais. Na presena do cido ascrbico, os compostos do tipo O-quinona so reduzidos para a forma fenlica (Fig. 3). Aps a exausto do cido ascrbico, as O-quinonas se acumulam e polimerizam, formando pigmentos escuros.2 - Inibio da oxidao em cerveja, vinho, leite e derivados.3 - Estabilizao da colorao em carnes e fixao da cor em carnes curadas. O cido ascrbico atua como redutor na formao do xido nitroso e da nitrosomioglobina..4 - Melhoria das caractersticas reolgicas da massa. A adio de 2 a 6 g de cido ascrbico/l 00 kg de farinha melhora a fora e o volume da massa (elasticidade e reteno de gs). O efeito do cido ascrbico est relacionado com a rpida converso da glutationa (GSH) endgena para a forma de dissulfeto durante a movimentao da massa. O glten se torna mais macio na presena da glutationa, uma vez que as molculas da protena (PTN-SS-PTN) so despolimerizadas pela troca dos grupos tiol/dissulfeto (Figura 3):

PTN-SS-PTN + 2GSH > 2PTN-SH + G-SS-G

Com a adio do cido ascrbico, parte desta glutationa removida da reao, resultando em glten mais forte e, conseqentemente, mais resistente. O efeito do cido ascrbico ocorre em dois estdios (Figura 3).

Figura 3 Competio pela oxidao de grupos tiois entre vitamina C e a protena da farinha

Primeiro, oxidado para deidro cido ascrbico pelo oxignio presente na massa. Esta reao catalisada por traos de ons metlicos ou compostos heme, como enzimas catalase e peroxidase. O segundo estdio a oxidao da glutationa para a forma dissulfeto pelo DAA, catalisada pela glutationa deidrogenase presente na farinha.

De forma semelhante, o bromato de potssio , s vezes, utilizado para o mesmo propsito (Figura 4).


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Figura 4 Competio pela oxidao de grupos tiois entre o bromato de potssio e a protena da farinha

REAES DE ESCURECIMENTO QUMICOA formao de pigmentos escuros nos alimentos durante o processamento e

armazenamento e um fenmeno muito comum. O tema e de interesse j que no s modifica a cor e o aspecto do alimento, mas tambm seu sabor e valor nutritivo. Em certos casos como no processamento de caf, cacau, nozes, cozimento do po, tostagem de cereais, etc., a produo de cor escura e as mudanas que ocorrem no sabor so desejveis. Porem, como regra geral, o escurecimento dos alimentos e um sinal de deteriorao dos mesmos. O escurecimento e o fator limitante mais importante na vida de prateleira e pode acarretar a perda do valor comercial de muitos alimentos.

Apesar dos resultados serem os mesmos, as reaes que conduzem ao escurecimento so variadas e complexas. As reaes que provocam o escurecimento dos alimentos podem ser oxidativas ou no oxidativas. O escurecimento oxidativo ou enzimtico uma reao entre o oxignio e um substrato fenlico catalisado pela enzima polifenoloxidase e no envolve carboidratos. O escurecimento no oxidativo ou no enzimtico muito importante em alimentos, envolve o fenmeno de caramelizao e/ou a interao de protenas ou aminas com carboidratos (reao de Maillard).

A intensidade das reaes de escurecimento no enzimtico em alimentos depende da quantidade e do tipo de carboidrato presente.Apesar da reao de escurecimento no enzimtico ocorrer principalmente entre acares redutores e aminocidos, a degradao do acar, bem como a degradao oxidativa do cido ascrbico e adicional condensao de compostos carbonlicos formados com grupos amina presentes, resulta na formao de pigmentos escuros.

As reaes de escurecimento no enzimtico em alimentos esto associadas com aquecimento e armazenamento e podem ser subdivididas em trs mecanismos, conforme apresentado na Tabela 2.TABELA 2 Mecanismos das reaes de escurecimento no enzimticoMecanismo Requerimento

de oxignioRequerimento de NH2

pH timo Produto final

Maillard No Sim >7,0 MelanoidinasCaramelizao No No 3,0 a 9,0 CarameloOxidao de cido ascrbico

Sim No 3,0


protenas. Os acares no estado slido so relativamente estveis ao aquecimento moderado, mas em temperaturas maiores que 120 C so pirolisados para diversos produtos de degradao de alto peso moleculares e escuros, denominados caramelos.

A composio qumica do pigmento complexa e pouco conhecida, embora caramelos obtidos de diferentes acares sejam similares em composio. As fraes de baixo peso moleculares presentes na mistura caramelizada contm, alm do acar que no reagiu, cido pirvico e aldedos.

O mecanismo dessa reao ainda desconhecido. Inicia-se pela desidratao do acar redutor provocando a quebra de ligaes glicosdicas, quando elas existem como na sacarose, abertura do anel hemiacetlico, formao de novas ligaes glicosdicas. Como resultado ocorre a formao de polmeros insaturados, os caramelos. (Figura 5)

Essa reao facilitada por pequenas quantidades de cidos (pH: 2-4) e de certos sais, porm, sua velocidade maior em meios alcalinos (pH: 9-10). A utilizao de diferentes catalisadores permite a obteno de corantes especficos de caramelo. Vrios compostos podem atuar como catalisadores dessa reao: fosfatos, citratos, fumarato, tartarato e malato.

Figura 5 Mecanismo de caramelizao de acares.O caramelo um corante marrom e, com limitaes, tambm um agente

flavorizante preparado atravs da pirlise do acar. Quando a caramelizao ocorre sem qualquer catalisador a 200-240 C, caramelos de baixa intensidade de cor so obtidos e so mais teis como agentes flavorizantes do que como corantes. Os caramelos obtidos a partir do uso de catalisadores necessitam de temperaturas mais baixas (130 - 200 C) e apresentam uma alta intensidade de cor, sendo utilizados como corantes alimentcios. A utilizao de sais de amnio, como catalisador, resulta em caramelos mais escuros.

A sacarose usada para produo de aromas e corantes de caramelo, via reao de caramelizao. Ela aquecida em soluo com cido ou sais de amnio para a produo de vrios produtos usados em alimentos e bebidas, como por exemplo, refrigerante tipo cola e cervejas.

REAO DE MAILLARDEssa reao extremamente desejvel em alguns alimentos como caf, cacau,

carne cozida, po, bolos, pois confere o sabor, aroma e cor caractersticos a esses alimentos mas extremamente indesejvel em outros como leite em p, ovos e derivados desidratados. Essa reao pode resultar na perda de nutrientes como os aminocidos do alimento. E uma reao extremamente complexa, muito estudada, mas cujo mecanismo ainda no foi totalmente elucidado.

Como resultado dessa reao so produzidos muitos produtos diferentes que iro conferir sabor e aroma ao alimento. O escurecimento devido produo de melanoidinas, polmeros insaturados, e cuja cor mais intensa quanto maior for seu peso molecular. A cor pode variar de marrom-claro at preto.Prof. Raul Vicenzi - Qumica Indutrial de Alimenos - UNIJUI

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A reao ocorre entre acares redutores e aminocidos (unidade estrutural das protenas). A reao de Maillard compreende trs fases: inicial, intermediria e final.

Fase inicialA reao inicial ocorre entre acares redutores e aminocidos, na proporo de 1:1

e resulta em produtos ainda incolores e sem sabor e aroma. O produto dessa fase tem maior poder redutor em soluo alcalina.

As reaes envolvidas so de condensao, enolizao e rearranjo de Amadori ou de Heyns. A reao inicial entre o acar redutor, e o aminocido uma reao de condensao, unio de duas molculas com perda de uma molcula de gua. O rearranjo de Amadori uma reao catalisada por cidos e bases, tem como produto inicial uma aldose e como produto final uma cetose. No rearranjo de Heyns, o produto inicial uma cetose e o produto final uma aldose amina, sendo que esta reao ocorre de forma mais lenta que o de Amadori.

FIGURA 6 - Representao da fase inicial da reao de Maillard.

Fase intermediriaNa fase intermediria da reao de Maillard, inicia-se a percepo de aromas. A cor

torna-se amarelada. Desenvolve-se o poder redutor em soluo e o pH diminui. O produto final da fase inicial, uma cetose amina, pode sofrer vrios tipos de reaes e seguir diferentes caminhos.

As redutonas so componentes com caractersticas de agentes redutores, sendo, portanto, facilmente oxidveis. A formao de redutonas resulta no aumento do poder de xido-reduo e conseqentemente em aumento de reatividade. E a mesma reao de oxidao do cido ascrbico a cido dehidroascrbico.

A degradao de Strecker ocorre em compostos dicarbonilicos por sua interao com aminocidos. So formados CO2 e um aldeido, contendo um tomo de carbono a menos que o aminocido original. A produo de CO2 pode ser to intensa, que em tanques de melaos expostos luz solar podem explodir, devido ao aumento de presso.

Fase finalEtapa em que ocorre o desenvolvimento de cor, aroma e sabor. Diferentes sabores

e aromas so produzidos nessa reao, em funo de diferentes aminocidos. Os aminocidos definem o sabor e aroma, independente do tipo de acar redutor.

FATORES QUE AFETAM A REAO DE MAILLARDTemperatura

A reao inicialmente ocorre preferencialmente em temperaturas maiores que 70 C, porm continua em temperaturas da ordem de 20 C e durante o processamento ou armazenamento. A elevao de temperatura resulta em um rpido aumento da velocidade de escurecimento, aumentando de 2 a 3 vezes para cada aumento de 10 C. Os alimentos congelados so pouco afetados pela reao de Maillard.pH

A velocidade da reao mxima em pH prximo a neutralidade (pH 6-7). Em meio cido, predomina a forma protonada do grupo NH2 do aminocido, eliminando a Prof. Raul Vicenzi - Qumica Indutrial de Alimenos - UNIJUI

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nucleofilicidade desse grupo e, dessa forma, retardando a reao com o grupo carbonila do acar. Em meio alcalino, ocorre rpida degradao de carboidratos independentemente da presena de aminocidos. Em valores de pH abaixo de 5 e na presena de cido ascrbico, ocorre a reao de escurecimento provocada pela oxidao do cido ascrbico (vitamina C).Tipo de acar

A presena do acar redutor e essencial para a interao da carbonila com os grupos amina livres. A natureza do acar determina a reatividade, pentoses so mais reativas que hexoses e essas mais que dissacardeos. Os dissacardeos no redutores somente so utilizados na reao aps a hidrolise da ligao glicosdica.

Atividade de guaEm aw, > 0,9 a velocidade da reao diminui, devido diluio dos reagentes. E em

aw


de alteraes verificadas post mortem.

CEREAIS E DERIVADOSAs reaes durante o processamento de cereais resultam na destruio da lisina,

mas, por outro lado, ocorre a formao de flavor e de colorao desejveis, em razo das reaes de Maillard e de caramelizao. As reaes podem ser induzidas pela adio de acares redutores ou, naturalmente, pela hidrlise do amido.

Os gros so estveis quando intactos, mas com a moagem iniciam-se as reaes. Secagem de macarro, cozimento de po etc. resultam em alta destruio da lisina, especialmente em temperatura elevada e baixo teor de umidade.

VEGETAIS E DERIVADOSNo processamento de frutas e vegetais, as reaes de deteriorao resultantes so

importantes em produtos concentrados e desidratados, principalmente em vegetais no-cidos ou com baixa acidez e ricos em acares e aminocidos. O controle do processo de secagem critico para a qualidade do produto final, e o escurecimento atinge o mximo na faixa de Aw entre 0,53 e 0,55.

Em produtos esterilizados como frutas enlatadas no ocorre escurecimento significativo, em razo do elevado teor de gua e da acidez do meio (pH: 3-4). Nestas condies, as reaes de escurecimento no-enzimtico no so importantes, exceto se estas contiverem antocianinas, como em picles e sucos.

CAFNa torrefao de caf, os gros so submetidos a condies variveis de

temperatura, para se obterem sabor, cor e flavor agradveis. Dependendo da temperatura, do tempo e da luminosidade, um produto final escuro ou mais claro pode ser obtido.

Vrios componentes, como acares redutores e polissacardios, so os precursores da reao. Os acares redutores so decompostos rapidamente a temperaturas mais baixas, enquanto os polissacardios no-redutores (amido, celulose e outros componentes) so inicialmente hidrolisados com o aquecimento para acares redutores e, subseqentemente, transformados em pigmentos escuros. Em condies de temperatura mais amena, a hidrlise para monossacaridios mais rpida que sua decomposio e o produto final mais claro. Em temperatura mais elevada, a degradao do acar redutor mais rpida e o produto final, mais escuro.

O gro verde no possui o aroma tpico de caf, e somente aps o tratamento trmico o sabor caracterstico ento percebido. O sabor do caf devido a cafena, cidos (actico, frmico, clorognico e ctrico), substncias fenlicas e de volteis formados durante o tratamento trmico do gro. Este processo caracterizado pela diminuio de substncias velhas e formao de novas. A temperatura utilizada, na faixa de 200 a 250 C (5-l5min), promove diversas alteraes: expanso do gro (50 a 80%), alteraes na estrutura e colorao. A cor esverdeada toma-se escura com o aparecimento do aroma tpico e ocorre perda de 13 a 20% em peso. Quatro fases distintas podem ser distinguidas:(1) A alterao inicial ocorre em temperatura igual ou acima de 500C, com o incio da desnaturao da protena e a evaporao de gua.(2) O escurecimento do gro ocorre acima de 1 000C, devido decomposio trmica e pirlise de compostos orgnicos.(3) Liberao de produtos volteis (CO2, CO, H2O) temperatura de 150C, resultando no aumento de volume do gro;(4) A fase final de decomposio, que inicia entre 180-200C, caracterizada pela liberao do aroma tpico.. O ter de umidade neste ponto de 1,5 a 3,5 .


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RANCIDEZ OXIDATIVAA rancidez oxidativa a principal responsvel pela deteriorao de alimentos ricos

em lipdeos, porque resulta em alteraes indesejveis de cor, sabor, aroma e consistncia do alimento.

A oxidao lipidica envolve uma serie extremamente complexa de reaes qumicas, que ocorre entre o oxignio atmosfrico e os cidos graxos insaturados dos lipdeos. Essa reao ocorre em trs estgios (iniciao, propagao e terminao). Estes estgios so descritos a seguir.

IniciaoOcorre quando um tomo de hidrognio retirado do grupo metileno de um cido

graxo insaturado, levando formao de um radical livre: RH > R + H.O oxignio adiciona-se ao radical livre e forma um radical perxido: R + O2 > RO.

Cada radical perxido pode retirar um H de uma molcula de cido graxo no oxidada. Esses perxidos formados podem participar de reaes de decomposio e de formao de novos radicais livres.

Para que ocorra a reao de oxidao, necessria a presena de oxignio e de uma certa energia inicial. Se o oxignio, normalmente na forma triplet, passa para o estado excitado, oxignio singlet, a energia inicial necessria para ocorrncia da reao torna-se disponvel. Essa passagem do oxignio triplet para singlet ocorre na presena de fotossensibilizadores como clorofila, mioglobina ou hemoglobina e luz. Normalmente, os alimentos contm traos de oxignio singlet.

O hidrognio retirado de um dos carbonos adjacentes dupla ligao, pois estes so mais lbeis que os demais devido distribuio de eltrons na dupla ligao, formando um dos dois possveis radicais, e cada um dos radicais pode assumir duas formas diferentes pela ressonncia.

Com a adio de O2, possvel ocorrer a formao de radicais perxidos. Cada radical perxido pode retirar um hidrognio de outra molcula de cido graxo no oxidada. Esses perxidos formados podem participar de reaes de decomposio e formao de novos radicais livres.

Este processo pode ser iniciado por uma srie de iniciadores diferentes existentes naturalmente no alimento, como, por exemplo, ons metlicos, enzimas e presena de luz ultravioleta. As caractersticas dessa etapa so a formao de radicais livres (R e ROO), consumo pequeno e lento de oxignio, baixo nvel de perxidos, aroma e sabor do alimento inalterados.

PropagaoUma vez formado o radical livre, este reage com o oxignio para formar um radical

perxido. Esses radicais so extremamente reativos e podem retirar tomos de hidrognio de outros lipdeos insaturados e, dessa maneira, propagar a reao de oxidao. Essa etapa caracteriza-se pela reao em cadeia de radicais livres, pelo alto consumo de oxignio, pelo alto teor de perxidos e pelo inicio de alteraes de aroma e sabor.

Cada radical perxido pode retirar H de uma molcula no oxidada formando hidroperxidos. E os hidroperxidos podem ser decompostos em radicais livres.Essa seqncia de reaes resulta em um aumento do nmero de radicais livres, e a reao em cadeia se propaga por toda a massa de lipdeos. Novos radicais livres R sero rapidamente formados pela reao de qualquer um dos oxi-radicais com molculas de O2 (Figura 7).

R + O2 R OO

ROO + R1H ROOH + R1

ROOH RO + OHROOH ROO + H


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FIGURA 7- Representao da reao de oxidao lipdica na fase de propagao.

Os hidroperxidos so decompostos por: Alta energia de radiao; Energia trmica; Metais catalisadores; Atividade enzimtica.

A decomposio dos hidroperxidos inicia-se imediatamente aps sua formao. Os compostos formados, a partir dessa quebra, so tpicos do hidroperxido especfico e dependem da sua posio na molcula. Esses produtos podem sofrer, posteriormente, reaes de oxidao e decomposio, contribuindo assim para a formao de uma quantidade grande e variada de radicais livres. No incio da reao de rancidez oxidativa, a velocidade de formao de perxidos maior que a de decomposio, e o inverso ocorre no final.

Os pr-oxidantes metlicos ons multivalentes (Cu+, Cu2+, Fe2+, Fe3+), auxiliam na formao adicional de radicais livres, decompondo os hidroperxidos e aumentando os radicais livres.

TerminaoOcorre quando dois radicais livres interagem entre si, para formar diversas

substncias, terminando assim o papel deles como propagadores da reao. A caracterstica dessa etapa e a diminuio do consumo de oxignio e a reduo da concentrao de perxidos. Nessa fase, o alimento apresenta alteraes de aroma, sabor, cor e consistncia.

Os hidroperxidos no tm importncia direta na deteriorao do odor e sabor das gorduras. Contudo, eles so muito instveis e se decompem, com rompimento da cadeia hidrocarbonada, gerando uma variedade de aldedos, lcoois e cetonas, dentre os quais incluem-se os agentes de sabor e odor indesejveis. Uma grande variedade de substancias incluindo aldedos, lcoois, cidos de baixo peso molecular, oxicidos, cetocidos, cetonas e outros so encontrados nas gorduras rancificadas. Mas o cheiro caracterstico e desagradvel do rano parece ser devido, principalmente, presena de aldedos de baixo peso molecular. A viscosidade aumenta devido formao de polmeros de alto peso molecular, e o aparecimento da cor devido formao de polmeros insaturados.

Vrias determinaes analticas so realizadas para avaliar o estado da oxidao (rancidez) de uma gordura sendo que as mais usadas so as determinaes dos ndices do perxido e de TBA.

ndice de perxido: a medida do teor de oxignio reativo, em termos de miliequivalentes de oxignio por 1000 gramas de gordura. Indica o grau de oxidao da gordura. Quando as duplas ligaes dos cidos graxos insaturados so oxidadas, formam-se perxidos, que oxidam o iodeto de potssio adicionado, liberando iodo. A quantidade de iodo liberado uma medida da quantidade de perxidos existentes, que esto relacionados com o grau de oxidao do leo e, conseqentemente, com a tendncia a rancificao oxidativa. ndice de TBA: a determinao do ndice de perxidos utilizada para acompanhar o desenvolvimento da rancidez em um alimento, porm, na fase final da oxidao, como o ndice de perxidos baixo, necessrio utilizar um outro ndice. O mais usado o indico do TBA, que se baseia na reao do cido tiobarbitrico (TBA) como malonaldeido (produto da fase de terminao).

FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DE OXIDAOA reao de oxidao para os lipdeos tem uma energia de ativao alta. Por isso,


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necessria a presena de compostos qumicos ou fatores fsicos, que forneam energia s molculas ou ainda baixem o nvel de energia para valores que viabilizem a ocorrncia da reao. Presena de cidos graxos livres, metais, oxignio, pigmentos fotossensveis alm de outros fatores podem contribuir para o aumento da velocidade da oxidao. cidos graxos constituintes: quantidade, posio e geometria das ligaes. Quanto maior o nmero de cidos graxos insaturados, maior a velocidade de oxidao. Quanto mais disponvel estiver esses cidos graxos, maior tambm ser a velocidade de oxidao. As ligaes em cis so mais facilmente oxidveis que as ligaes em trans. cidos graxos livres e acilgliceris: os cidos graxos livres sofrem mais rapidamente o processo de oxidao que os cidos esterificados ao glicerol, porque esto mais acessveis. Concentrao de oxignio: quanto maior a concentrao de oxignio disponvel, maior a velocidade de oxidao. rea de superfcie: quanto maior a rea cio superfcie, maior a exposio ao O2 e, portanto, maior a velocidade de oxidao. Por exemplo, a carne moda apresenta uma superfcie exposta ao oxignio muito maior que a carne em pedaos. Atividade de gua: em baixos teores de atividade cio gua, a taxa de oxidao muito alta, devido ao maior contato entre substrato e reagentes. A oxidao lipidica e, por isso, a nica reao que ocorre em alimentos com baixos valores de atividade de gua. Em valores de ativtdlade de gua intermedirios (aw - 0,30), a velocidade de oxidao reduzida devido ao efeito de diluio. Nos valores de atividade gua mais elevados (aw - 0,55 a 0,85), a velocidade de oxidao aumenta novamente devido ao aumento da atividade dos metais catalisadores. Catalisadores: ons metlicos, radiaes ultravioleta, pigmentos como clorofila e mioglobina, catalisam a reao de rancidez oxidativa.

ANTIOXIDANTESA intensidade da oxidao lipdica pode ser minimizada pelas condies adequadas

de processo. O oxignio molecular pode ser excludo do processo, transporte e armazena-monto do leo pela utilizao da atmosfera modificada de nitrognio.

Por meios fsicos, como uso de embalagens adequadas e o emprego de temperaturas mais baixas, durante o processo e armazenamento, pode-se retardar a reao. A diminuio da exposio do leo luz e a eliminao de pigmentos fotossensveis (clorofila e riboflavina), reduzem sensivelmente a evoluo da rancidez. Traos de metais podem ser eliminados pela adio de complexantes de ons, tais como cido ctrico, cido etilenodiaminotetractico (EDTA). Alm dos fatores e condies descritas para minimizar a oxidao lipdica, a aduo de antioxidantes bastante empregada.

Os antioxidantes naturais ou sintticos interferem na participao do oxignio sin-glet ou, principalmente, atuam como inibidores da reao, fazendo papel ou de doadores de hidrognio ou aceptores de radicais livres dos cidos graxos. Os aceptores de radicais livres (AH) reagem primeiramente com RO2 e no com radicais R. Em sntese, esse mecanismo sugere uma competio entre esses antioxidantes (AH) e a propagao da reao em cadeia com a presena do substrato normal da reao, o cido graxo (RH). So produtos que interferem na fase de iniciao da reao, produzindo compostos que no participam da reao em cadeia de radicais livres e, com isso, tm excelente efeito retardador.

ROO + AH ROOH + A

ROO + RH ROOH + ROs antioxidantes utilizados em alimentos so compostos fenlicos sintticos ou

produtos naturais como os tocoferis, que so lentamente destrudos durante sua ao conservadora, e, por isso, perdem sua eficincia com o tempo. Um melhor efeito dos an-tioxidantes fenlicos obtido pela utilizao de misturas que atuam de forma sinrgica e Prof. Raul Vicenzi - Qumica Indutrial de Alimenos - UNIJUI

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tambm pela presena de quelantes de metais pr-oxidanres. O efeito dos antioxidantes fenlicos devido formao de radicais mais estveis, os quais reduzem a velocidade da reao e o nmero de radicais livres reativos.

Os compostos fenlicos so excelentes doadores de hidrognio ou eltrons. A eficcia dos antioxidantes fenlicos est relacionada com a estabilidade relativa de seus radicais intermedirios devido ressonncia e falta de posies adequadas na estrutura para ataque pelo oxignio molecular. Entre os antioxidantes naturais, alm dos tocoferis, alguns leos essenciais tambm apresentam capacidade de retardar a rancificao, sendo o leo essencial de alecrim o mais ativo desses produtos. O tocoferol, composto com atividade de vitamina E, o mais ativo entre os antioxidantes naturais.

So compostos lbeis a altas temperaturas, e, conseqentemente, quando os leos so utilizados para frituras (temperaturas superiores a 180 C), ocorre perda.Os principais antioxidantes sintticos utilizados na indstria de alimentos so:Palmitato de ascorbila: um composto sinttico obtido, a partir de dois produtos naturais: o cido palmtico e o cido ascrbico. Seu mecanismo de ao ainda desconhecido. A legislao permite a adio de at 0,02 % do teor de gordura.Galato de propila (PG): O galato de propila um antioxidante que perde sua eficincia sob stress trmico e em meio bsico. Forma compostos escuros com ons metlicos, especialmente ferro. Butil hidroxianisol (BHA): solvel em leo e solventes orgnicos. Apresenta pouca atividade antioxidante era leos vegetais, principalmente quando estes so ricos em antioxidantes naturais.Quando aquecido na presena de gua, sua eficincia perdida, mas quantidades substanciais cio antioxidante so transferidas para os produtos processados, aumentando a vida til desses produtos. Tem efeito aumentado quando usado em combinao com galato de propila e com BHT.Butil hidroxitolueno (BHT): E o antioxidante mais ativo em gorduras animais apresenta as mesmas caractersticas que o BHA. A legislao permite a adio de, no mximo, 0,01% para os antioxidantes PG, BHT e BHA em relao ao teor de gordura do alimento. Se for adicionado mais de um antioxidante, o limite mximo de 0,02% da mistura, sendo que o teor mximo permitido de cada um 0,01%.


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CAPTULO 2 - MTODOS DE CONSERVAO DE ALIMENTOS

A maior parte dos alimentos de origem vegetal e animal tem a propriedade de se deteriorar com facilidade.

No decurso dos sculos sempre existiu uma tcnica emprica de preservao de alimentos. Uma parte dessa tcnica sobreviveu em nossa poca: a secagem, a defumao, o emprego do sal, do vinagre e do lcool lembram com bastante exatido os processos empregados no passado. Foi preciso esperar at o incio do sculo XIX para assistir apario do que podemos chamar de tcnica moderna de conservao de alimentos. Em 1809 Nicolas Appert tira patente do processo de conservao de alimentos pelo calor em recipientes hermeticamente fechados.

Os alimentos, para serem conservados, devem impedir toda alterao devida aos microrganismos. O desenvolvimento dos microrganismos possvel somente em ambiente nutritivo, com taxa de umidade, oxignio, temperatura e outras condies favorveis, segundo a espcie microbiana.

Assim os processos de conservao so baseados na eliminao total ou parcial dos agentes que alteram os produtos ou na modificao ou supresso de um ou mais fatores essenciais, de modo que o meio se tome no propcio a qualquer manifestao vital. Isso ainda pode ser conseguido pela adio de substncias em qualidade e quantidade, que impeam o desenvolvimento dos microrganismos.

Muitas vezes so usados tratamentos simultneos de destruio e modificao das condies ambientais.

Dentro desses princpios se situam os processos ou mtodos de conservao, difceis s vezes de serem convenientemente classificados, em face das variaes que apresentam.

Alguns, como a esterilizao e a pasteurizao, agem diretamente, destruindo total ou parcialmente a flora microbiana; outros lanam mo de meios que dificultam a proliferao, tais como o emprego do frio ou a reduo do teor de gua, diretamente como na secagem, ou indiretamente, como no emprego do sal e do acar. Em outras modalidades, subtrai-se o contato com o ar (embalagem a vcuo), ou lana-se mo de substncias nocivas ao desenvolvimento microbiano (defumao, aditivos), ou ainda, submetem-se o produto a fermentaes especiais, como a ltica (chucrute, picles) e a alcolica (vinhos), que os transformam e garantem uma melhor conservao. Muitas vezes, como j referimos, so empregados processos mistos, como nos concentrados, gelias, doces em massa, picles, leite condensado, etc.

Como regra geral, os melhores processos so aqueles que, garantindo uma satisfatria conservao, alteram menos as condies naturais dos produtos. Aps os tratamentos, a conservao assegurada pelo uso de uma embalagem apropriada.

Para facilidade de estudo, iremos agrupar os mtodos de conservao de alimentos pelo uso de:

Uso de temperaturas [calor, frio]Controle da quantidade de gua [secagem/desidratao, concentrao]Controle da taxa de oxignio [vcuo, atmosfera modificada e controlada]Uso de substncias qumicas [produzidas em fermentaes ou aditivos]Uso de irradiaes [raios gama, raios UV]Outros mtodos

1) CONSERVAO DE ALIMENTOS PELO USO DO FRIOA conservao por baixas temperaturas se baseia na lei de WantHoff, que diz que

a reduo de 10 C na temperatura do meio reduz de 2 a 3 vezes a velocidade das reaes. Podemos utiliza a refrigerao e/ou o congelamento:

As temperaturas baixas so utilizadas para retardar as reaes qumicas e a


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atividade enzimtica bem como para retardar ou inibir o crescimento e a atividade dos microrganismos nos alimentos. Quanto mais baixa for a temperatura tanto mais reduzida ser a ao qumica, enzimtica e o crescimento microbiano e uma temperatura suficientemente baixa inibir o crescimento de todos os microrganismos.

Sabemos que o alimento contm um nmero varivel de bactrias, leveduras e mofos que poderio provocar alteraes, dependendo de condies adequadas de crescimento. Cada microrganismo presente possui uma temperatura tima de crescimento e uma temperatura mnima, abaixo da qual no pode multiplicar-se. medida que a temperatura vai decrescendo, o ritmo de crescimento tambm diminui, sendo mnimo na temperatura de crescimento mnimo. As temperaturas mais frias podem inibir o crescimento, porm a atividade metablica continua, ainda que lentamente, at um certo limite. Portanto, o decrscimo da temperatura dos alimentos produz efeitos nos microrganismos presentes. Uma diminuio de 10C pode deter o crescimento de alguns microrganismos e retardar o de outros. Sabemos que certos microrganismos conseguem crescer, se bem que em ritmo muito lento, em temperaturas abaixo de 0 C. A congelao alm de impedir que a maior parte da gua presente seja aproveitada devido formao de gelo, aumentar a concentrao das substncias dissolvidas na gua no congelada.

As enzimas presentes nos alimentos continuam atuando durante o armazenamento. Quanto menor a temperatura de armazenamento, menor ser a atividade enzimtica. Porm, esta atividade encontrada ainda, se bem que muito lenta, em temperaturas abaixo do ponto de congelao da gua pura.

Entre alguns microrganismos que conseguem crescem em baixas temperaturas, poderemos citar os gneros Cladosporium e Sporotrichum que suportam 7C, Penicillium e Monilia 4C. Certas leveduras conseguem viver de 2 a 4C, enquanto que certas bactrias o fazem de 4 a 7 C. Os gneros Pseudomonas, Achromobacter e Micrococcus podem viver em baixas temperaturas (4 a 7 C) e, por isso, tambm fazem parte das chamadas bactrias psicrfilas.

Portanto, na utilizao do frio estamos retardando ou inibindo a atividade microbiana e as reaes qumicas, incluindo os processos metablicos normais da matria-prima. Conforme a temperatura desejada, poderemos lanar mo da refrigerao ou da congelao.

Na refrigerao, a temperatura da cmara onde se encontram os produtos a conservar no to baixa e quase nunca inferior a 0C, obtendo-se assim uma conservao por dias ou semanas, dependendo do produto.

Na congelao ocorre a formao de gelo, necessitando-se assim de temperaturas mais baixas (-1 a 40C), obtendo-se assim uma conservao do produto por perodos longos (meses ou anos).

O uso do frio, associado a outras tcnicas de conservao, largamente utilizado em pases desenvolvidos por causa da manuteno da qualidade do produto a ser conservado. um processo bastante caro porque o produto deve ser mantido em baixas temperaturas desde sua produo at o seu consumo, obedecendo chamada cadeia do frio.

Instalaes MecnicasOs mecanismos de produo de frio tm evoludo bastante nos ltimos tempos,

mas o mtodo mais difundido um sistema baseado na compresso, liquefao e expanso de um gs. A substncia refrigerante sofre mudanas de estado ao percorrer o interior das 3 partes distintas do sistema: o compressor, o condensador e o evaporador.

A) REFRIGERAOCaractersticas:

Utiliza temperatura de 0 a 15 C;O produto se mantm vivo, conservando as caractersticas do produto in natura;


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um mtodo temporrio (dias ou semanas);Mtodo eficiente para conservao de frutas;Os microrganismos psicrfilos so o maior problema;As temperaturas utilizadas no inativa enzimas.

O armazenamento por refrigerao utiliza temperaturas um pouco acima do ponto de congelao. A refrigerao pode ser usada como meio de conservao bsica ou como conservao temporria at que se aplique outro mtodo de conservao. A maior parte dos alimentos alterveis pode ser conservada por refrigerao durante um tempo limitado, onde no se evitam, porm se retardam as atividades microbianas e enzimticas.

Cada alimento reage ao armazenamento refrigerado de sua prpria maneira, havendo certos alimentos adversamente afetados, como a banana e tomates verdes. Nestes, os padres metablicos so modificados de maneira a impedir o amadurecimento normal ou a estimular a atividade imprpria de enzimas especficas.

O abaixamento da temperatura da matria-prima deve ser feito imediatamente aps a colheita do vegetal ou a morte do animal. Algumas horas de atraso na colheita ou no matadouro podero ocasionar perdas na conservao do produto. Isto particularmente importante em vegetais que estejam num metabolismo ativo, podendo haver liberao de energia por causa da respirao e, assim, transformao de um produto metablico em outro.

Para evitar certas perdas, aconselhvel fazer o resfriamento da matria-prima imediatamente aps a colheita. Entre os mtodos utilizados, podemos mencionar o resfriamento a ar, resfriamento a vcuo (ao evaporar, a gua provoca o resfriamento do produto) e resfriamento a gua (hidro-resfriamento). Ultimamente, o nitrognio lquido tem sido usado tambm para esse objetivo, em certos pases.

A temperatura utilizada na refrigerao tem importncia na conservao do produto. Assim, a 5C, temperatura comum de refrigerao, um produto poder ser conservado por 5 dias, ao passo que, a 15C, poder ser deteriorado em 1 dia. A tabela a seguir nos d uma idia do que acabamos de dizer.TABELA 1 - Vida til de produtos de origem vegetal e animal, a vrias temperaturas.ALIMENTO Dias de vida til mdia, sob armazenamento

refrigerado a0C 22C 38C

Carne de vaca 6 - 8 1 < 1Pescado 2 - 7 1 < 1Aves 5 - 18 1 < 1Carnes e peixes secos 1.000 ou mais 350 ou mais 100 ou maisFrutas 2 - 180 1 - 20 1 - 7Frutas secas 1.000 ou mais 350 ou mais 100 ou maisHortalias de folhas 3 - 20 1 - 7 1 - 3Razes e tubrculos 90 - 300 7 - 50 2 - 30Fonte: Desrosier

Alguns fatores devem ser considerados no armazenamento por refrigerao: a temperatura, a umidade relativa, circulao de ar e a composio da atmosfera no interior da cmara de armazenamento.

TemperaturaA temperatura de refrigerao a ser escolhida depende do tipo de produto e do

tempo e condies do armazenamento. Algumas vezes, mesmo variedades diferentes tero temperaturas de armazenamento diferentes. Assim, para a ma Mc Intosh, a melhor temperatura oscila entre 2,5 e 4,5 C, ao passo que a ma Delicious melhor conservada a 0 C. Certos produtos, como a banana e tomate, no podem ser Prof. Raul Vicenzi - Qumica Indutrial de Alimenos - UNIJUI

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armazenados em temperatura inferiores a 13 C porque prejudicam o processo de maturao atravs da influncia sobre certas enzimas.

As cmaras de refrigerao devem ser projetadas de tal maneira que no permitam oscilaes maiores que 1C. Para isto toma-se necessrio fazer um bom isolamento e conhecer os fatores que podero fornecer calor ao ambiente. Entre os materiais isolantes temos a cortia, madeira sinttica, o poliestireno e a poliuretana. Entre os fatores que podem influenciar a temperatura interna, podemos citar as lmpadas e motores eltricos, nmero de pessoas trabalhando no interior da cmara, quantas vezes ser aberta a porta de entrada e tipo e quantidade de produtos que sero armazenados na rea de refrigerao. Esse ltimo fator importante porque cada produto possui o seu calor especfico e uma certa taxa de respirao, com conseqente produo de calor. Todos esses fatores so necessrios para o clculo da refrigerao total, que corresponde quantidade de calor que dever. ser removido do produto e da cmara para ir da temperatura inicial at a temperatura final e que deve ser mantida por um determinado tempo.

Para a manuteno de uma temperatura uniforme, a circulao de ar deve estar bem regulada, pois pode desidratar os produtos.

Umidade relativaA umidade do ar dentro da cmara varia com o alimento conservado e est

diretamente relacionada com a qualidade do produto. Uma umidade relativamente baixa determinar perda de umidade do alimento, podendo ocorrer uma desidratao, ao passo que uma umidade relativamente alta facilitar o crescimento microbiano. A umidade relativa tima de cada alimento j perfeitamente conhecida. Para perodos de armazenamento longo, recomenda-se o uso de embalagens apropriadas.

Circulao do arA circulao do ar ajudar na distribuio de calor dentro da cmara, permitindo

assim manter uma temperatura uniforme. A umidade relativa desse ar deve ser adequadamente controlada. O ar da cmara deve ser renovado diariamente, principalmente por causa dos maus odores formados quando diferentes produtos so armazenados no mesmo local.

Atmosfera de armazenamentoNa respirao de um produto, que continua aps a colheita, oxignio consumido,

havendo produo de gs carbnico. A diminuio na temperatura e no oxignio disponvel aliado e um aumento do teor de gs carbnico iro afetar o ritmo da respirao e outros processos fisiolgicos. A temperatura tima, umidade relativa e composio da atmosfera variam para as diferentes frutas e mesmo entre variedades da mesma fruta. Uma composio ideal, de carter geral, constituda de 3% de oxignio, 5% de gs carbnico e 92% de nitrognio.

B) CONGELAMENTOCaractersticas:- Utiliza temperaturas menores de 0C;- O produto no resiste, pois ocorre morte de tecidos;- Mtodo eficiente para conservao de carnes, hortalias e pescado;- A conservao por tempos mais prolongados (meses ou anos);- Reduz as reaes enzimticas, porm no inativa. Reaes como escurecimento de frutas no solucionado somente com congelamento- O congelamento pode destruir microrganismos, pois durante o armazenamento eles queimam as reservas e morre de inanio.- Normalmente armazena-se os alimentos a 18C, assim os psicrfilos no resistem e Prof. Raul Vicenzi - Qumica Indutrial de Alimenos - UNIJUI

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morrem;Na congelao utilizamos temperaturas mais baixas do que na refrigerao, e, por

isso, inibimos o crescimento microbiano e retardamos praticamente todo o processo metablico. Quanto menor a temperatura de armazenamento, mais lenta ser a atividade enzimtica, at um determinado ponto, onde ocorre uma paralisao total. Este fato alcanado atravs de temperaturas extremas e um pouco difcil de ser avaliado porque, quando um tecido animal ou vegetal congelado lentamente, mesmo a -200C ou temperaturas inferiores, existiro zonas com alta concentrao de solutos no congelados.

Mas, em termos prticos, a congelao bastante usada porque as caractersticas naturais dos produtos so relativamente mantidas. um mtodo caro porque existe necessidade da chamada cadeia do frio, isto , o produto deve ser conservado baixa temperatura desde a produo at o seu consumo.

A escolha da temperatura de armazenamento vai depender do aspecto econmico e do tipo de produto. Na prtica, usam-se em mdia, temperaturas de -10 C a -40C. Entre os produtos que se prestam para a congelao podemos incluir as carnes, ervilha, morango, milho e hortalias de modo geral.

atravs da congelao que se consegue obter alimentos mais convenientes, isto , prontos ou semiprontos para consumo. Os alimentos supergelados, como so chamados, so utilizados principalmente no mercado institucional (fbricas, hospitais, restaurantes, etc.).

Mtodos de congelaoJ sabemos que o ponto de congelao de um lquido a temperatura na qual o

lquido est em equilbrio com o slido. O ponto de congelao de uma soluo mais baixo do que o do solvente puro e, portanto, o ponto de congelao dos alimentos mais baixo do que o da gua pura. De modo geral, os alimentos congelam-se entre 00C e -40C.

A congelao pode ser feita de modo lento ou rpido:Congelamento Lento: processo demorado (3 a 12 horas), a temperatura vai decrescendo gradativamente at chegar ao valor desejado. Normalmente usa-se temperaturas na faixa de 25 C sem circulao de ar. Neste processo, os primeiros cristais de gelo so formados nos espaos intercelulares forando a migrao de gua do interior da clula para os espaos intercelulares, aumentando os cristais de tamanho causando ruptura de algumas paredes celulares. Ao descongelar os alimentos, grandes quantidades dos fludos celulares acabam sendo liberados e o alimento fica mais flcido. No caso da carne a protena que possui maior teor de gua. O suco liberado rico em sais, vitaminas hidrossolveis e protenas.

Congelamento Rpido: Demora menos de 3 horas para o congelamento, usa-se temperatura da ordem de 25 C com circulao de ar ou 40 C com ou sem circulao de ar. A velocidade de congelao vai depender do quociente entre a diferena de temperatura do produto e do lquido refrigerante e fatores de resistncia, tais como velocidade do ar, tamanho do produto, geometria do sistema e composio do produto. A circulao de ar um meio que se utiliza para acelerar as trocas de calor. Neste processo a gua no migra, congelando onde se encontra, com isto tem-se maior nmero de cristais de gelo distribudos com menor dano s clulas, evitando o rompimento de membranas. O produto armazenado a 18C ou menos. A oscilao trmica uma das maiores causas de alteraes, causando movimentos fsicos como dilatao e contrao, provocando formao de grandes cristais de gelo.

O descongelamento deve ser lento para que o alimento possa reabsorver o lquido proveniente do descongelamento pelos sais, protenas, acares etc. No so recomendados o congelamento e descongelamento sucessivo porque causaria problemas com microrganismos e ativaria algumas enzimas.


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OBS.: O congelamento lento mais letal para os microrganismos, mas recomenda-se o rpido porque altera menos os alimentos

Entre os mtodos de congelao pode-se incluir:- Congeladores por ar;- Congeladores por contato indireto;- Congeladores por imerso.

Congeladores por arPodemos utilizar o ar sem movimento ou o ar insuflado (forado). No mtodo sem

movimentao do ar, os produtos ficam na cmara at a congelao. O tempo necessrio para a congelao depende da temperatura da cmara, da qualidade do alimento, da temperatura inicial do alimento (ao entrar na cmara) e do tipo, tamanho e forma do produto a congelar. E um mtodo mais barato, porm muito lento. E o tipo encontrado nos congeladores domsticos (freezer), onde a temperatura final varia de -10 a -200C. O tempo de congelao, que pode levar vrias horas, pode ser reduzido drasticamente pelo uso de ventiladores na cmara de congelao. O ar bastante frio movimenta-se alta velocidade, produzindo assim uma congelao relativamente rpida. Este sistema de ar insuflado poder ocorrer dentro de uma cmara, em um tnel, adaptado em esteira ou no, etc. A movimentao do ar poder ser paralela ou oposta ao movimento do produto. A desidratao um problema srio nesses tipos de congeladores.

Quando a velocidade do ar tal que excede a velocidade de cada das partculas, tem-se a impresso de uma fluidizao e o processo dito congelao em leito fluidizado. Aqui as partculas so congeladas individualmente e, por isso, so chamadas na forma IQF (em ingls quer dizer individually quick frozen). O tempo de congelao na ordem de minutos.

Congeladores por contato indiretoAparece quando o alimento a ser congelado colocado em contato com uma placa

resfriada por uma substncia refrigerante; quando colocado dentro de uma lata que ser submersa no refrigerante ou ainda quando colocado dentro de caixas de papelo ou cartolina colocadas em placas de metal resfriado. Essas placas podem ser fixas ou mveis e a salmoura refrigerante imvel ou com movimento turbulento. Dependendo da temperatura do lquido refrigerante, tamanho da embalagem, grau de contato e tipo de alimento, o tempo de congelao de 1 a 2 horas, para embalagens de 1,5 a 2,0 cm de espessura.

H sistemas de congelao por contato indireto como o trocador de calor de superfcie raspada que congela substncias lquidas ou purs muito rapidamente.

Congeladores por imersoAqui ocorre imerso direta dentro do meio refrigerante ou a pulverizao do lquido

sobre o produto, havendo assim uma congelao quase que instantnea (ultra-rpida).O lquido refrigerante deve ter certos requisitos, como no txico, puro, ausncia

de odores e sabores, limpo, etc.Lquidos com baixo ponto de congelao tm sido usados para contato com

alimentos no embalados, como solues de cloreto de sdio, acar e glicerol. Uma mistura de 23,3% de NaCI e 76,7% de gua ir congelar a -210C (mistura euttica). Hoje em dia, seu uso est restrito congelao de peixes.

Soluo de acar tem sido usada para congelar frutas, mas a dificuldade est baseada no fato de que, para alcanar uma temperatura de -200C, precisamos de uma soluo com 62% de sacarose, muito viscosa a baixas temperaturas. Com uma soluo a 67% de glicerol em gua se consegue chegar a -450C, mas existem problemas na sua aplicao em produtos que no devem ser adocicados. Tanques especiais so utilizados Prof. Raul Vicenzi - Qumica Indutrial de Alimenos - UNIJUI

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para a congelao, que pode ser alcanada em 30 minutos.A congelao por lquidos criognicos (gases liquefeitos, com ponto de ebulio

muito baixo) tem se desenvolvido bastante. Entre os lquidos temos o nitrognio (-1950C), o dixido de carbono lquido (-800C), etc. O nitrognio lquido, apesar do seu preo elevado, bastante utilizado porque possui um baixo ponto de ebulio, no txico e inerte para os constituintes do alimento, e o mtodo que fornece um produto de melhor qualidade por causa do seu tempo de congelao ultra-rpido (1 a 3 minutos). Ele tambm bastante utilizado no transporte de alimento congelado.

Embalagem dos Alimentos CongeladosTodos os alimentos congelados devem ser embalados principalmente para evitar a

desidratao, durante a congelao por meio do ar ou outro sistema qualquer. Em caso contrrio, poder haver uma queimadura de congelao que altera irreversivelmente a cor, textura, sabor e o valor nutritivo dos alimentos congelados. Por outro lado, uma cobertura qualquer (embalagem) no alimento evitar que sofra uma oxidao e contaminao da atmosfera no interior da cmara. Uma alterao substancial na qualidade poder ocorrer em produtos no protegidos no armazenamento congelado. A madeira, o metal, o vidro, o papel e materiais plsticos so usados com bastante xito como embalagens para alimentos congelados.

Associao de Outras Tcnicas de Conservao CongelaoSabemos que os alimentos congelados no so esterilizados e, por isso, podem

conter enzimas ativas que, embora retardadas na atividade, no so completamente inativas. As principais categorias de alimentos apresentam problemas diferentes e s podemos discuti-los ligeiramente.

Algumas frutas e carnes podem ser congeladas e armazenadas por longos perodos de tempo, sem tratamento especial para deter a atividade da enzima. A maioria das hortalias e muitos produtos derivados do leite devem ser aquecidos para destruir as enzimas que, caso contrrio, tornariam os produtos congelados inaceitveis. Ervilha, feijo, etc., contm oxidases que podem ocasionar problemas e esses alimentos devem ser aquecidos a 800C ou 900C em gua quente ou vapor antes da congelao. Se no o forem, os alimentos perdero seu sabor normal e adquiriro um sabor forte, semelhante ao feno velho. Frutas, como morango e cereja, podem ser congeladas, embora algumas variedades sejam melhores do que outras. Nos alimentos altamente proticos, como a carne e o peixe, a congelao feita sem prvio aquecimento porque as protenas desnaturadas pelo calor no congelam bem. Certas frutas, como pssego e ma, contm oxidases (polifenoloxidases) que podem ocasionar escurecimento na presena do oxignio. Isto pode ser impedido pelo aquecimento, mas, nesse caso, perdemos as vantagens do sabor de fruta fresca.

O escurecimento pode ser impedido tratando-se a fruta cortada em fatias, antes da congelao, com gs sulfuroso, cido ascrbico, com ou sem acar.

O emprego de radiao ultravioleta, ultra-som e secagem tem sido modernamente associado congelao.

A desidratao-congelao (dehydro-freezing) e a congelao-desidratao (freeze-drying) ou liofilizao so duas tcnicas empregadas em pases desenvolvidos. Na dehydro-freezing o produto parcialmente desidratado at 50% de umidade e depois congelado. Cenoura, ervilha, damasco, ma, pimenta, etc, so assim conservados em alguns pases.

Influncia da Congelao sobre os Microrganismos e EnzimasSabemos que a maioria dos microrganismos pode ser classificada por suas

temperaturas timas de crescimento. Alguns microrganismos conseguem viver em temperaturas abaixo do ponto de congelao da gua. Em geral, os mofos e leveduras Prof. Raul Vicenzi - Qumica Indutrial de Alimenos - UNIJUI

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adaptam-se melhor do que as bactrias em baixas temperaturas. A congelao prejudica a populao microbiana, principalmente as formas vegetativas, enquanto que os esporos so pouco afetados.

A temperatura de descongelao do alimento apresenta uma importncia enorme sobre o crescimento dos microrganismos.

A atividade de uma enzima ou sistema de enzimas depende da temperatura. Essa atividade poder ser destruda a 95 0C, enquanto que a baixa temperatura a retarda apenas.

As melhores velocidades de reaes das enzimas esto em torno de 350C. Portanto, a congelao retarda a velocidade enzimtica, devendo-se lanar mo de um outro tratamento (trmico, por exemplo) para inativar as enzimas antes da congelao e armazenamento.

Influncia da Congelao sobre o Valor Nutritivo dos AlimentosO processo de congelao em si no altera o valor nutritivo do alimento. Quanto

menor for a temperatura, melhor ser a reteno das substncias nutritivas. Porm, sempre dado ao alimento um certo tratamento a fim de prepar-lo para a operao de congelao. Assim a lavagem, corte, branqueamento, etc., so operaes necessrias ao produto a congelar. Nesse processamento podero ocorrer perdas de certos nutrientes, principalmente das vitaminas.

A exposio dos tecidos atmosfera traz como resultado perdas de vitaminas devido oxidao. Em geral, as perdas de vitamina C ocorrem no corte da matria-prima e sua conseqente exposio ao ar. Das vitaminas, a C a que maiores perdas sofre nos produtos congelados. A vitamina B1 sensvel ao calor e parcialmente destruda no branqueamento. Perdas pequenas ocorrem tambm, no armazenamento congelado de frutas, hortalias, carnes e aves. A vitamina B2 sofre muito pouco com a congelao. Das vitaminas lipossolveis, o caroteno (precursor da vitamina A) alterado ligeiramente com a congelao do alimento.

O armazenamento de alimentos sem uma proteo externa (embalagem) conduz oxidao e destruio de muitos nutrientes, inclusive das vitaminas.

As gorduras podem ser decompostas por oxidao, principalmente nos alimentos de origem animal. comum encontrar-se o rano em peixes congelados no protegidos por embalagens.

Algumas protenas podem ser desnaturadas, principalmente quando ocorrerem operaes sucessivas de congelao e descongelao.

Alteraes Durante a Congelao-DescongelaoA organizao celular, incluindo o ncleo, mitocndria, ribossomos, lisossomos e

outras organelas, afetada em vrios graus pela operao congelao-descongelao repetida. Destes, o lisossomo parece ser a estrutura celular mais afetada. Com o rompimento da membrana, as enzimas hidrolticas (nucleases, catepsinas, fosfatases, sulfatases, etc.) que estavam ento compartimentadas passam a atacar o prprio material celular, havendo assim uma autodigesto.

No armazenamento dos produtos congelados, as reaes qumicas e enzimticas continuam lentamente.

A deteriorao oxidativa (rano) poder alterar os alimentos, fornecendo um sabor desagradvel.

Poder aparecer, em produtos congelados no embalados, um lquido viscoso chamado de lquido metacritico, que favorecer o desenvolvimento dos microrganirmos.

As variaes de temperatura do armazenamento podem determinar um aumento do tamanho dos cristais de gelo, que alterar fisicamente o alimento.

Variaes de temperatura do congelador podero originar queimaduras do alimento, devidas secagem lenta do alimento congelado por sublimao. Produz um


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sabor inaceitvel, alm da mudana de textura, sendo evitada pelo uso de embalagem adequada.

Os produtos animais, destacando-se a carne, no so afetados pela congelao. No caso da carne parece ser benfico, pois a carne congelada mais macia que a natural, em certos casos. Os tecidos vegetais, destacando-se as frutas, so mais sensveis. O suco de laranja, congelado e descongelado vrias vezes, pouco se parece ao suco natural em odor e sabor.

Portanto, a congelao-descongelao repetida prejudicial maioria dos alimentos. Assim, a descongelao deve ser cuidadosa, devendo-se fazer uso imediato do produto congelado.

2) CONSERVAO DE ALIMENTOS PELO USO DE ALTAS TEMPERATURAS

A escolha da temperatura e do tempo a serem usados no tratamento de um alimento depender do efeito que o calor exera sobre o alimento e dos outros mtodos de conservao que sero empregados conjuntamente.

Cada alimento diferente, sendo as exigncias para processamento tambm diferentes. Se no chegar a destruir todos os microrganismos, deve o tratamento trmico destruir aqueles mais prejudiciais e retardar ou prevenir o crescimento dos sobreviventes.

O simples ato de cozinhar, fritar ou outras formas de aquecimento empregadas nos alimentos antes do seu consumo, alm de afetar a textura e palatabilidade, ir destruir grande parte da flora microbiana e inativar sistemas enzimticos.

Entretanto, quando mencionamos conservao de alimentos pelo calor, estamos nos referindo aos processos controlados realizados comercialmente, tais como pasteurizao, esterilizao, branqueamento, etc.

Resistncia dos microrganismos ao calorA resistncia dos microrganismos causadores de deteriorao, ao lado da

velocidade de transmisso de calor ao interior da lata, constitui um dos principais fatores que afetam a durao de um processamento trmico.

O tratamento trmico dos alimentos aps o fechamento hermtico dos recipientes tem como finalidade evitar atividades microbiolgica e enzimtica, durante o perodo de armazenamento.

Acredita-se que a destruio dos microrganismos pelo calor devida coagulao de suas protenas e especialmente inativao dos sistemas enzimticos, necessrios ao metabolismo. O tratamento trmico necessrio para destruio dos microrganismos ou dos seus esporos funo de seu tipo, estado e de certas condies ambientais. Algumas das diferenas na termorresistncia so fatores que podem ser controlados; outros, no entanto, so prprios dos microrganismos e no podem ser sempre explicados.

As leveduras e os mofos, bem como suas formas de resistncia, no apresentam maiores problemas, pois no resistem a temperaturas da ordem dos 1000C. Igualmente as formas vegetativas das bactrias so facilmente destrudas nessa faixa de temperatura. O mesmo j no acontece com os esporos de bactrias, que necessitam de temperaturas bem mais elevadas para serem destrudos.

O esporo uma forma de resistncia do microrganismo unicelular, ao redor do qual se forma uma espessa camada protetora tomando-o resistente ao calor e a outros fatores externos. O esporo o produto terminal de uma srie de processos enzimticos, porm no existe ainda unanimidade de opinio sobre a funo do esporo na natureza ou sobre os fatores envolvidos na sua formao. Sabe-se tambm que a protena do esporo diferente daquela da forma vegetativa. Alguns atribuem a alta resistncia dos esporos ao calor presena do sal do cido dipiconilico (DPA).

A resistncia do esporo varia com o tipo de bactria. A maioria dos esprios de Prof. Raul Vicenzi - Qumica Indutrial de Alimenos - UNIJUI

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importncia na deteriorao dos alimentos appertizados capaz de resistir a diversas horas de aquecimento em gua fervendo, mas destruda em poucos minutos se a temperatura elevada a 115 120C.

O tempo e a temperatura do processamento foram estabelecidos, fundamentalmente, tendo em vista a resistncia ao calor de esporos de Clostridium botulnum. A destruio dos esporos desse microrganismo considerada, em geral como o mnimo de processamento trmico para os alimentos apertizados. Em meio anaerbio, em pH acima de 4,5, condies que so as mais favorveis, a forma vegetativa de C. botulinum produz uma toxina poderosa que poder ocasionar intoxicao alimentar violenta, na maioria das vezes fatal. A toxina no produzida pelos esporos e tanto ela, como a forma vegetativa que a produz, no so resistentes ao calor. Embora os esporos no produzam a toxina, sua destruio importantssima pois, em condies favorveis, podem germinar e a forma vegetativa poder produzir a toxina. A toxina facilmente eliminada pelo calor, mas os esporos so mais resistentes, precisando de vrias horas a 100 0C para sua destruio. O tempo necessrio para destruio dos esporos nos alimentos de pH maior do que 4,5 demasiado longo, prejudicando conseqentemente as caractersticas organolpticas dos appertizados, tornando-os inaceitveis. medida, porm, que a temperatura aumenta, mais rpido se torna o efeito da esterilizao e, baseado nesse princpio, o processamento dos alimentos de baixa acidez se faz em temperaturas na ordem de 115 a 125C, sob presso, em autoclave, sem prejudicar , assim, demasiadamente, a qualidade dos produtos

Ordem de destruio da bactria submetida ao calor midoO microbiologista define morte como impossibilidade de reproduo.Apesar das divergncias, existe bastante evidncia para mostrar a morte

logartmica das bactrias quando submetidas ao calor. Algumas vezes, uma curva obtida, mas isso poder ser devido a flora variada, agrupamento de clulas, floculao durante aquecimento, etc.

Na morte em ordem logartmica, se as condies trmicas so constantes, a mesma percentagem de bactrias ser destruda num dado intervalo de tempo, no importando o nmero de bactrias sobreviventes. Em outras palavras, se uma certa temperatura destri 90% da populao em 1 minuto, 90% da populao remanescente sero destrudos no segundo minuto, 90% do que resta sero destrudos no terceiro minuto, e assim por diante.

Curva de Sobrevivncia TrmicaTambm conhecida com o nome de Survivor curve, thermal death-rate curve e

thermal destruction curve. obtida no grfico em escala semilogaritmica que possui na ordenada, em escala

logartmica, o nmero de clulas vivas remanescentes de uma suspenso de bactrias (ou esporos) e na abscissa o tempo de aquecimento a uma temperatura constante.

Sendo uma destruio em ordem logartmica, os vrios pontos formam uma linha reta, cuja inclinao (siope) chamada de tempo de reduo decimal (decimal reduction time - DRT) ou simplesmente conhecida por D. O valor D pode ser definido como o tempo em minutos, a uma certa temperatura, necessrio para destruir 90% dos organismos de uma populao, ou para reduzir uma populao a um dcimo do nmero original. Tambm pode ser definido como o tempo em minutos necessrio para a curva atravessar um ciclo logartmico na escala de sobrevivncia trmica.


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Figura 1 Curva de sobrevivncia trmica Figura 2 Curva de resistncia trmica

Como a morte logartmica, poderemos descrev-la matematicamente como uma reao qumica unimolecular ou bimolecular de primeira ordem. Em uma reao unimolecular, apenas uma substncia reage e sua velocidade de decomposio diretamente proporcional sua concentrao, sendo a decomposio do pentxido de fsforo um exemplo. Na reao bimolecular de primeira ordem um reagente est em grande excesso, de modo que a variao de sua concentrao desprezvel e a velocidade de decomposio do segundo reagente diretamente proporcional sua concentrao, sendo a hidrlise da sacarose em exemplo, quando a gua est presente em excesso.

Algumas concluses podem ser tiradas da curva de sobrevivncia trmica:1) Impossibilidade de destruio (esterilizao) dos microrganismos. A aumento da relao tempo-temperatura somente diminui a probabilidade de ocorrncia de clulas vivas.2) A populao inicial tem importncia na probabilidade da existncia de sobreviventes para uma mesma quantidade de alimento.

Portanto a anlise da ordem de morte das bactrias indica que jamais poderemos ter certeza da destruio de todas as bactrias no tratamento trmico. Poderemos apenas reduzir as chances de sobrevivncia de um organismo. Assim, deveremos decidir arbitrariamente a probabilidade de sobrevivncia a ser tolerada em um determinado processo. A margem de segurana comercialmente aceitvel depende do objetivo do tratamento, pois a chance de alterao de um alimento por um microrganismo no patognico s vezes aceitvel, o que no admissvel com um microrganismo patognico.

Um tratamento aceitvel para alimentos enlatados aquele que no deixa sobreviventes por mililitros quando aplicado sobre uma contaminao inicial de 1012 esporos/mililitros de Putrefactive anaerobe. Portanto o tratamento deve ter mais de 12 redues decimais ou mais de 12 D.

Foi assim introduzido o conceito de 12 D, aceito no processamento trmico para esporos de Clostridium botulinum. Os esporos de C. botulinum mais resistentes so caracterizados por um valor D250 de aproximadamente 0,21. Para efeito de comparao os esporos de Bacillus stearothermophilus tm valor D250 de 4,0 a 5,0 e as bactrias lcticas (Lactobacilus, Leuconostoc, etc), mofos e leveduras tem valor D150 (66C) variando de 0,5 a 1,0.

Para alimentos cidos (pH < 4,5) enlatados, um tratamento trmico igual e 5 D e, na maioria dos casos, com temperaturas inferiores a 100C so adequados. Na pasteurizao usa-se normalmente um tratamento de 4D, que significa morte de 99,99% dos microrganismos.Prof. Raul Vicenzi - Qumica Indutrial de Alimenos - UNIJUI

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O valor D usado comumente para comparar a resistncia trmica dos microrganismos. Clostridium botulinum um dos microrganismos patognicos mais resistentes ao calor e ocupa o lugar de destaque nos alimentos conservados em condies anaerbias (appertizados). Entretanto, existem bactrias no patognicas como Putrefactive anaerobe e Bacillus stearothermophilus, que so mais resistentes ao calor que C. botulinum. Caso essas ltimas bactrias sejam utilizadas no clculo do processamento trmico, poderemos ter certeza de que a bactria responsvel pelo botulismo e outros patgenos encontrados nos alimentos sero destrudos.

O mtodo mais utilizado para determinar a resistncia trmica dos microrganismos no processamento de alimentos appetizados pode citar e mtodo do tubo simples, que consiste em aquecer (em temperatura constante) uma quantidade definida de microrganismo ou esporos em tubo de vidro (250 mm de comprimento, 7 mm de dimetro intermo e parede de 1 mm) e fazer contagem dos sobreviventes de tempos em temposCurva de resistncia trmica

A curva de resistncia trmica, ou curva de morte trmica, reflete a resistncia relativa das bactrias temperaturas letais diferentes. construda demarcando na ordenada o logaritmo de D (ou algum mltiplo de D) determinado para um microrganismo em vrias temperaturas letais, usando as mesmas condies e na abscissa, a temperatura correspondente. O termo z empregado numericamente igual ao nmero de F necessrios para a curva de resistncia trmica atravessar um ciclo logartmico (Figura 2).Tabela 2 - Resistncia de microrganismos ao calor

Leveduras e seus esporos Fungos e seus esporos

Bactrias e seus esporos

Esporos: 5 a 10 C mais do que as clulas.A maioria dosascosporos destruda a 60 C/10-15min, alguns so mais resistentes. Destruio total a 100 C.Clulas vegetativas: destrudas a 50-58 C. Totalidade de leveduras e esporos no resiste pasteurizao.

Na sua maioria so destrudos a 60 C/10-15 min.Esporos de fungos so altamente resistentes ao calor seco. Maioria das clulas e esporos no resistem pasteurizao

Muito varivel. Clulas determfilos requerem 80-90 C por muitos minutos.Esporos: a 100 C podem variar de 1 minuto at mais de 20 horas

Fonte: Frazier

PASTEURIZAOCaractersticas:

- Aplicao de temperaturas inferiores a 100 C;- Destruio de formas vegetativas de microrganismos;- Mtodo de conservao temporrio;- Necessita de outro mtodo de conservao complementar como a refrigerao;- Recomendado para produtos sensveis ao calor como sucos de frutas, leite, etc.;- recomendado para eliminar certos grupos de microrganismos;Um tratamento trmico que elimina a grande maioria dos microrganismos

existentes no alimento.A temperatura no passa dos 1000C, podendo este aquecimento ser produzido por

vapor, gua quente, radiaes ionizantes, calor seco, microondas, etc.Empregamos a pasteurizao quando os tratamentos trmicos mais elevados

prejudicam a qualidade do produto (leite, sucos); quando os agentes microbianos de alteraes no so muito termorresistentes, como as leveduras nos sucos de frutas, e quando destrumos os agentes competitivos, permitindo uma fermentao benfica, que geralmente se realiza pela adio de um inculo (fermento), como na elaborao de


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queijos, etc.Geralmente complementa-se o processo de pasteurizao com um outro mtodo,

como a refrigerao (no caso do leite); adicionando concentraes altas de acar (leite condensado); criando condies anaerbias pelo fechamento de recipientes a vcuo, etc.

Os alimentos pasteurizados devem ser consumidos dentro de um certo espao de tempo.

Os tempos e as temperaturas de pasteurizao dependem do mtodo e do produto a ser tratado.

O mtodo de pasteurizao rpida temperatura alta, tempo curto (HTST high temperature, short time) usa uma temperatura relativamente alta num tempo curto (por exemplo, leite 720C durante 15 segundos). O mtodo de pasteurizao lenta temperatura baixa, tempo longo (LTLT low temperature, long time) emprega uma temperatura mais baixa num tempo maior (por exemplo, leite a 620C durante 30 minutos), recomendada para destruio da flora microbiana a posterior inoculao de uma cultura selecionada, como o caso da fabricao de derivados de leite ou para produtos cidos como sucos de frutas.

PROCESSOS TRMICOS MAIS UTILIZADOS PARA CONSERVAO DE ALIMENTOS

Alimentos pouco cidospH > 4,5, como leite, carnes, hortalias

Pasteurizao

Alimentos suscetveis de alterao pelo calor.Morrem principalmente os psicrfilos, leveduras e fungos.Sobrevivem muitos mesfilos e os termfilos, que podem ser inibidos pelo frio e, portanto, deve ser seguida de armazenamento refrigerado.

Esterilizao

A 100 C No usada, pois os esporos das bactrias so muito resistentes em pH acima de 4,5 e o tempo necessrio para destru-los seria muito longo, o que inutilizaria os alimentos.A + 100 C a utilizada em autoclaves. As temperaturas usadas vo, em autoclaves comuns, at 125 C, e em autoclaves com dispositivos para rotao das embalagens (latas), que evita o superaquecimento localizado, vo at 140 C.

Alimentos cidospH < 4,5 como frutasem geral

Pasteurizao

Alimentos suscetveis de alteraes pelo calor (sucos de frutas);Morrem principalmente os psicrfilos, leveduras e fungos.Sobrevivem muitos mesfilos e os termfilos, que podem ser inibidos pelo frio ou, neste caso, pelo pH baixo, bastando que os alimentos estejam hermeticamente envasados para evitar contaminao. mais eficiente em pH baixo e pode-se usar tempo e/ou temper

apostila conservacao de alimentos

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