conservaÇÃo de alimentos - usp

USP -

CENA/PCLQ

DIVULGAÇÃO DA TECNOLOGIA DE IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS

E OUTROS MATERIAISConservação de alimentos

Texto: Adriano Costa de CamargoOrientação: Prof. Dr. Júlio Marcos Melges Walder

Laboratório de Irradiação de Alimentos e Radioentomologia

Como grande ícone do processamento tecnológico, conservação é a arte que consiste em manter o alimento o mais estável possível, mesmo em condições nas quais isso não seria viável. Quando falamos em conservar os alimentos precisamos pensar em três características, são elas: físicas, químicas e biológicas.

Assim, dizemos que conservar é manter as características do alimento estáveis, por isso, é importante ressaltar que o alimento a ser conservado precisa chegar à etapa de conservação com boa qualidade, uma vez que o processo de conservação não reverte o quadro de deterioração já iniciado, podendo apenas retardá-lo.

O ponto de partida, então, para um processo de conservação ideal, é o recebimento de matérias-primas de boa qualidade. Por exemplo, para produtos de origem vegetal, a qualidade física depende principalmente dos estágios finais do processo produtivo (a colheita e o transporte), além de suas condições de armazenamento antes e depois da ação das etapas conservativas.

A colheita pode ser feita de forma manual ou mecânica, mas independente do tipo, podem ocorrer danos físicos aos produtos alimentícios, tais como rachaduras, amassamento, quebra ou formação de fissuras. Neste momento, além da integridade física ser modificada, ocorrem também alterações químicas e microbiológicas prejudiciais aos alimentos.

A quebra, as rachaduras e as fissuras abrem a "porta" de entrada para contaminações. A partir daí, a conservação só pode agir na parte microbiológica, retardando o processo de proliferação dos microorganismos com o controle de variáveis como a temperatura, o pH e a umidade. Alternativa é o emprego de esterilização por meio do processo de irradiação de alimentos, que elimina completamente a carga microbiológica do mesmo, inclusive ovos e larvas de insetos e artrópodes presentes no interior dos alimentos e tratamento pelo calor que também trabalha com a morte dos microorganismos termossensíveis.

As alterações químicas nos alimentos são geralmente causadas pela presença de microorganismos deterioradores. Os carboidratos, por exemplo, são utilizados como fonte de energia, além de gerarem produtos que alteram sensorialmente os alimentos. As proteínas são hidrolisadas a aminoácidos e peptídeos e a degradação de aminoácidos resulta na formação de compostos como aminas biogênicas que causam odor pútrido (podre) aos alimentos. E os lipídeos são quebrados por enzimas específicas produzidas por algumas bactérias provocando o aparecimento de compostos menores, como os ácidos graxos livres, dos quais alguns conferem odor desagradável aos produtos.

As alterações microbiológicas são relativas à parte de microbiologia de alimentos. Silva Junior (2002) define a microbiologia de alimentos como a ciência que estuda as toxinfecções alimentares e as deteriorações. Neste caso o problema está na presença dos microorganismos no alimento, ou de toxinas produzidas por eles, uma vez que ambos irão causar doenças de ordem alimentar nos consumidores.

O fator econômico é muito importante quando se escolhe o método a ser empregado, pois existem processos que são muito caros para determinados tipos de alimentos, por exemplo a refrigeração, que tem alto custo devido à necessidade de se manter a cadeia

do frio. Logo, a indústria pode não conseguir repassar este custo para o preço final, uma vez que o preço do produto ficaria muito alto. Como o consumidor não tem percepção sobre o valor agregado dos processos, ele não consegue visualizar os benefícios.

Existem vários métodos para conservar os alimentos. O que difere um do outro é a forma pela qual o alimento é tratado. A adequação do tipo de conservação ao tipo de alimento é extremamente importante. Sabemos, porém, que, na maioria das vezes, o ideal é o emprego de processos combinados. Por exemplo, no leite que é tratado com o processo de pasteurização (conservação pelo calor) necessitamos de posterior refrigeração (conservação pelo frio) para conservá-lo bom para o consumo o maior tempo possível.

Os métodos utilizados atualmente para aumentar a vida útil dos alimentos são os seguintes:

Conservação pelo calor; Conservação pelo frio; Conservação pelo controle de umidade; Conservação por adição de solutos; Conservação por defumação; Conservação por fermentação; Conservação por aditivos químicos; Conservação por irradiação.

Bibliografia

SILVA JUNIOR, E.O. Manual de controle higiênico-sanitário em alimentos. 5.ed. São Paulo. Livraria Varela, 2002. 479 p.

© USP-CENA/PCLQ. Todos os direitos reservados. Lançamento: Setembro/2002 - Reformulado em Abril/2006

Conservação pelo calor



O uso de calor para conservar alimentos tem por objetivo a redução da carga microbiana e a desnaturação de enzimas. Vários tipos de tratamento térmico podem ser aplicados, a depender da termossensibilidade do alimento e da sua suscetibilidade à deterioração, bem como da estabilidade requerida do produto final. Um tratamento térmico seguro deve ser selecionado com base no binômio tempo-temperatura requerido para inativar os microorganismos patogênicos e deterioradores mais termorresistentes em um dado alimento e da embalagem (Azeredo, 2004).

Existem diferentes tipos de tratamento pelo calor, desde os mais conhecidos, como a pasteurização e esterilização, até os menos conhecidos da grande população, como o branqueamento.

Pasteurização

O método da pasteurização leva este nome em homenagem a Louis Pasteur, o primeiro a perceber que havia a possibilidade e inativação de microorganismos deterioradores em vinho por meio da aplicação de calor.

A pasteurização tem como objetivo principal a destruição de microorganismos patogênicos associados ao alimento em questão. Um objetivo secundário é aumentar a vida de prateleira do alimento, reduzindo as taxas de alterações microbiológicas e enzimáticas. Os produtos pasteurizados podem conter, ainda, muitos organismos vivos capazes de crescer, o que limita sua vida de prateleira. Assim, a pasteurização é, muitas vezes, combinada com outros métodos de conservação e muitos produtos pasteurizados são estocados sob refrigeração (Potter & Hotchkiss, 1995).

Microorganismos patogênicos são os que causam doenças a quem ingere o alimento, por meio da ingestão de alimento contendo carga microbiana ou toxinas produzidas pelos microorganismos.

Existem três tipos de pasteurização

pasteurização lenta, na qual utilizamos temperaturas menores durante maior intervalo de tempo. Este tipo é melhor para pequenas quantidades de leite, por exemplo o leite de cabra. A temperatura utilizada é de 65˚C durante trinta minutos.

pasteurização rápida, na qual utilizamos altas temperaturas durante curtos intervalos de tempo. É mais utilizada para leite de saquinho, do tipo A, B e C. A temperatura utilizada é de 75˚C durantes 15 a 20 segundos, na literatura, freqüentemente encontramos este tipo de pasteurização com a denominação HTST (High Temperature and Short Time), alta temperatura e curto tempo.

pasteurização muito rápida, na qual as temperaturas utilizadas vão de 130˚C a 150˚C, durante três a cinco segundos, este tipo é mais conhecido como UHT (Ultra High Temperature) ou longa vida.

Esterilização Comercial

Para alimentos, quando dizemos esterilização estamos nos referindo, na verdade, à esterilização comercial, ou seja, não atingimos a temperatura que tornaria o alimento completamente estéril. Se isso ocorresse, o alimento tratado não se tornaria interessante para o consumo do ponto de vista nutricional e sensorial.

Segundo Potter & Hotckiss (1995), a esterilização comercial refere-se a um tratamento térmico que inativa todos os microorganismos patogênicos e deterioradores que possam crescer sob condições normais de estocagem. Os alimentos comercialmente estéreis podem conter um pequeno número de esporos bacterianos termorresistentes, que não se multiplicam no alimento. A maior parte dos alimentos enlatados é comercialmente estéril, tendo uma vida de prateleira de pelo menos dois anos. Mesmo após períodos mais longos de estocagem, sua deterioração, geralmente, ocorre devido a alterações não microbiológicas.

Para reduzirmos os danos sensoriais e nutricionais aos alimentos tratados pelo calor, o melhor é submetermos os alimentos ao menor tempo de exposição ao calor que for possível e utilizarmos temperaturas mais altas. Isso minimiza as possíveis perdas nutricionais e sensoriais e atinge bons resultados no que se refere à segurança microbiológica.

Branqueamento

Na parte de frutas e hortaliças o branqueamento é freqüentemente utilizado. Este tratamento térmico tem a finalidade de inativar enzimas que poderiam causar reações de deterioração, como o escurecimento. As reações enzimáticas são responsáveis por alterações sensoriais e nutricionais, principalmente no período de estocagem.

Algumas das razões que justificam a necessidade de inativação enzimática previamente a diferentes tipos de processamento são as seguintes (Fellows, 1998):

No caso de produtos a serem congelados, a temperatura de congelamento geralmente utilizada durante a estocagem (-18ºC) não inibe totalmente a atividade enzimática.

Os processos de desidratação, geralmente, não utilizam temperaturas suficientes para inativar enzimas, requerendo um branqueamento prévio para inativá-las.

Nos processos de esterilização, o tempo necessário para que a temperatura de processo seja atingida, especialmente quando se utilizam recipientes de grandes dimensões, pode ser suficiente para permitir que ocorra atividade enzimática.

O branqueamento tem, também, outros efeitos, como o de reduzir a carga microbiana inicial do produto. Além disso, o branqueamento promove amaciamento de tecidos vegetais, facilitando envase, e remove ar dos espaços intercelulares, auxiliando, assim, a etapa de exaustão (retirada do ar do produto e do espaço livre das embalagens, antes do fechamento). A remoção de ar pode, ainda, alterar o comprimento da onda da luz refletida no produto, como ocorre em ervilhas, que adquirem uma cor verde mais brilhante (Azeredo, 2004).

Bibliografia AZEREDO, Henriette Monteiro Cordeiro de. Fundamentos de estabilidade de alimentos. Fortaleza: Embrapa Agroindústria Tropical, 2004. 195 p.

FELLOWS, P.J. Food processing technology: principles and pratice. New York: Ellis Horwood, 1988. 505 p.

POTTER, N.N.; HOTCHIKISS, J.H. Food Science. 5.ed. New York: Chapman & Hall, 1995. 608 p.

Conservação pelo frio



A conservação pelo frio é uma das mais utilizadas no dia-a-dia da população. Os congelados vêm se tornando cada vez mais freqüentes na mesa do brasileiro e a refrigeração doméstica é a principal arma da população contra a deterioração dos alimentos e conseqüente desperdício.

Enquanto na conservação pelo calor trabalhamos com a morte de microorganismos e inativação de enzimas, na conservação pelo frio o fator que controlamos é a proliferação microbiana e reações químicas, como as reações enzimáticas.

Sabemos que existem microorganismos que podem estar presentes nos alimentos em contagens toleráveis. Isso significa que, dependendo do tipo de alimento e do tipo de microorganismo, podemos consumí-lo com certa carga microbiológica sem prejuízos para a qualidade do alimento e, em conseqüência, para a nossa saúde.

Todos os microorganismos têm temperaturas ótimas para o seu crescimento e reprodução, sendo assim, o princípio básico da conservação pelo frio é manter a temperatura abaixo da ideal para o crescimento e proliferação microbiana. Da mesma, forma as reações químicas ocorrem em temperaturas ideais, sendo assim, o princípio para minimizá-las é o mesmo, manter a temperatura abaixo da ideal.

Existem dois tipos de conservação pelo frio: a refrigeração e o congelamento. Cada um se adequando ao tipo de alimento e ao tempo de conservação que se deseja atingir.

Refrigeração

Para que os alimentos estejam refrigerados é necessário mantê-los sob temperaturas entre 0˚C e 7˚C. Neste caso os impactos sobre as propriedades nutricionais e sensoriais são mais brandos, com estas temperaturas, porém, conseguimos atingir menores tempos de conservação.

Congelamento

Para o congelamento ser eficiente, necessitamos de temperaturas de -18˚C ou inferiores. Existem microorganismos que ainda crescem a temperaturas de -10˚C o que acarreta um perigo para o congelamento mal monitorado. Sabemos porém que sob temperatura de -18˚C ou menores ocorre a inibição total de microorganismos.

Conservação pelo controle de umidade



A disponibilidade de água é um dos fatores mais importantes para a manutenção da vida no nosso planeta, assim como a presença de macronutrientes como carboidratos, proteínas, lipídeos; micronutrientes como vitaminas e minerais e a qualidade do ar. O conjunto desses fatores, em quantidade e qualidade adequadas, é responsável pela manutenção do equilíbrio fisiológico da vida.

Assim como nós, os microorganismos necessitam de água para a sua manutenção. Ela, como solvente universal, serve, por exemplo, para transportar os nutrientes para todo o espaço intracelular e para solubilizar nutrientes que na sua forma original não poderiam ser aproveitados pelos microorganismos.

A conservação por controle de umidade consiste na retirada de água do alimento, ou seja, a sua desidratação. Azeredo (2004), afirma que o objetivo principal da redução da atividade de água de alimentos é a redução das taxas de alterações microbiológicas. Existem, ainda, outros objetivos adicionais, como a redução de alterações químicas, a redução de custos com embalagem, transporte e distribuição, além da conveniência.

A remoção de água dos alimentos pode ser feita das seguintes formas:

Secagem por ar aquecido

A secagem convencional por ar aquecido é realizada em secadores cujo sistema baseia-se na circulação de ar aquecido, combinando, dessa forma, transferência de calor (aquecimento do produto) e de massa (remoção da umidade) (Azeredo, 2004). Este método porém causa alterações indesejáveis para os alimentos principalmente o endurecimento da parte externa do mesmo, o que é percebido pelo consumidor e que causa o desprezo do mesmo pelo produto. Para atingir o mesmo objetivo com menores graus de alteração nutricional e sensorial podemos utilizar a liofilização, a atomização e a desidratação osmótica.

Liofilização

O processo de liofilização é composto por duas etapas, congelamento rápido e sublimação da água presente no congelado a vácuo. A sublimação da água é o processo de passagem da mesma do estado sólido (gelo) para o gasoso, sem passar pelo estado líquido. Isso é feito devido a combinação de pressão e temperatura adequadas. O processo é rápido e causa poucas alterações de ordem sensorial e nutricional aos produtos devido, também, às baixas temperaturas requeridas. A principal limitação deste processo é a econômica, uma vez que este é o processo mais caro dentre os processos de desidratação.

Atomização (Spray-drying)

A secagem por atomização envolve a pulverização de um alimento líquido, formando gotículas que são lançadas em uma câmara fechada. As gotículas entram em contato com uma corrente de ar aquecido (em fluxo concorrente ou contracorrente), que supre o calor necessário à evaporação, havendo, assim, formação de partículas secas (Azeredo, 2004).

O diferencial deste processo é o tempo de permanência do produto no secador, de 5 a 100 segundos, o que é bom para produtos termossensíveis.

Desidratação Osmótica

A desidratação osmótica é bastante utilizada como um pré-processo de desidratação, uma vez que a água removida é da ordem de 40% a 70%. A água restante pode ser retirada por exemplo por atomização, diminuindo bastante os custos com energia.

O processo consiste na imersão do alimento (geralmente frutas e hortaliças) em solução supersaturada de soluto. O que ocorre é a “captura” da água do alimento pelo soluto. Os solutos geralmente são pouco absorvidos pelos produtos, uma vez que a permeabilidade das membranas celulares a este tipo de composto é pequena.

Bibliografia

AZEREDO, Henriette Monteiro Cordeiro de. Fundamentos de estabilidade de alimentos. Fortaleza: Embrapa Agroindústria Tropical, 2004. 195 p.

Conservação pela adição de solutos



A adição de solutos é outra forma de controle de umidade, entretanto, neste método não há retirada de água. O que ocorre quando adicionamos um soluto no alimento é a “captura” da água livre no alimento pelo soluto, tornando a água indisponível para a sua utilização por microorganismos e reações químicas.

Os solutos mais utilizados com esta finalidade são o açúcar e o sal. No dia-a-dia utilizamos este tipo de conservação, mas nem sempre sabemos os princípios físico-químicos presentes nos métodos.

Na produção de geléias caseiras utilizamos a adição de açúcar, além do caráter conservativo, este método é, também, forma de produção de outro alimento, que, muitas vezes, se torna o meio de ganhar dinheiro para muitas pessoas.

Já o sal, é utilizado, por exemplo, para a produção da carne de sol e carne seca. Um método utilizado em grande parte das vezes pela carência de refrigeração e congelamento, hora por parte de equipamentos, hora por parte de disponibilidade energética.

A carne é um dos principais alimentos que supre as necessidades nutricionais de proteínas, portanto, quando não se pode lançar mão da refrigeração e do congelamento, se faz necessário encontrarmos alternativas para a conservação da mesma para que haja disponibilidade para o consumo freqüente.

Conservação por defumação

Texto: Adriano Costa de CamargoOrientação: Prof. Dr. Júlio Marcos Melges WalderLaboratório de Irradiação de Alimentos e Radioentomologia

O processo de defumação baseia-se na exposição do alimento à fumaça proveniente da queima incompleta de madeira, serragem, carvão, etc. Este processo é utilizado, principalmente, para carnes bovinas, pescado e embutidos.

A fumaça resultante da queima da madeira contém compostos químicos formados durante o processo, como os aldeídos, fenóis e ácidos alifáticos, que têm poder bactericida.

Além do efeito dos compostos químicos formados durante o processo, a exposição do alimento a altas temperaturas tem papel coadjuvante, uma vez que age como tratamento pelo calor e como desidratante, diminuindo, portanto, o teor de água dos alimentos. Ocorre também a formação de uma “casca” externa que atua como um “isolante” que dificulta a entrada de novos contaminantes.

A seguir algumas das vantagens da defumação citadas por Evangelista (2000):

durante o processo, a camada superficial do produto fica impregnada dos componentes da fumaça, que lhe dão certa proteção contra os microorganismos;

confere marcado poder conservador, devido ao calor alcançado e a penetração, no produto, dos componentes da fumaça; a combinação da fumaça e do elevado grau de calor (60 graus), pode diminuir cerca de dez mil vezes, a população bacteriana da superfície;

o sal presente e a desidratação resultante da defumação, ajudam a conservação do alimento.

Bibliografia

Evangelista, José. Tecnologia de alimentos. São Paulo. Editora Atheneu, 2000. 652 p.

Conservação por fermentação



A conservação por fermentação baseia-se no antagonismo entre espécies microbianas, em que uma ou mais espécies inibem as demais, por meio da competição por nutrientes e da produção de metabólitos antimicrobianos a partir de substratos presentes no alimento. Tais metabólitos, geralmente ácidos orgânicos, álcoois e CO2, limitam o crescimento da flora patogênica e/ou deterioradora (Ross et al., 2002).

A fermentação necessita, em alguns casos, de métodos complementares de conservação como a pasteurização, no caso da cerveja, e no caso de laticínios há necessidade de armazenamento em refrigeração.

Além do objetivo de conservação a produção dos ácidos, álcoois e CO2 são responsáveis por conferir características sensoriais agradáveis aos alimentos. A partir da percepção disso o mercado passou a utilizar a fermentação em maior escala para este fim, em detrimento da finalidade conservativa.

Bibliografia

ROSS, R.P.; MORGAN, S.; HILL, C. Preservation and fermentation: past, present and future. International Journal of Food Microbiology, Amsterdam, v.79, n.1/2, p. 3-16, 2002.

Conservação por aditivos químicos



A ação antimicrobiana dos conservantes baseia-se em efeitos sobre um ou mais dos seguintes componentes/atividades: DNA, membrana plasmática, parede celular, síntese protéica, atividade enzimática, transporte de nutrientes (Luck & Jager, 1997).

Os conservantes mais utilizados são os ácidos orgânicos, porém os nitritos e nitratos e os sulfitos também são utilizados em menor escala.

Segundo (Brul & Coote, 1999), os ácidos orgânicos são compostos que inibem o crescimento tanto de bactérias quanto de fungos e Blocher & Busta (1985) citam que existem relatos sobre a inibição de germinação e do crescimento de esporos de bactérias.

Os sulfitos são mais efetivos contra bactérias que contra bolores e leveduras (Luck & Jager, 1997).

A maior limitação ao uso dos sulfitos diz respeito a efeitos adversos sobre a saúde, como episódios de asma em indivíduos sensíveis a essa classe de compostos (Taylor et al., 1986). Segundo o FDA (Food and Drug Administration), 1% das pessoas é sensível aos sulfitos; entre os asmáticos, essa proporção aumenta para 5% (Papazian, 2003).

Os nitritos (NO2-) e nitratos (NO3-) têm sua ação antimicrobiana dirigida exclusivamente contra

bactérias. O principal objetivo de sua utilização é a inibição do crescimento e a formação de toxinas por Clostridium botulinum (Luck & Jager, 1997; Epley et al., 2002).

Bibliografia BLOCHER, J.C.; BUSTA, F.F. Multiple modes of inhibition of spore germination and outgrowth by reduced pH and sorbate. Journal of Applied Bacteriology, Oxford, v.59, n.5, p. 469-478, 1985.

BRUL, S.; COOTE, P. Preservative agents in foods: mode of action and microbial resistence mechanisms. International Journal of Food Microbiology, Amsterdam, v. 50, n. 1/2, p. 1-17, 1999.

EPLEY, R.J., ADDIS, P.B.; WARTHESEN, J.J. Nitrite in meat. University of Minnesota Extension Service. Disponível em: http://www.extension.umn.edu/distribution/nutrition/DJ0974.html. Acesso em: 29 mar. 2006.

LUCK, E.; JAGER, M. Antimicrobial food additives: characteristics, uses, effects. 2nd.ed. Berlin: Springer-Verlag, 1997. 260 p.

PAPAZIAN, R. Sulfites: safe for most, dangerous for some. Disponível em: http://www.fda.gov/fdac/features/096_sulf.html. Acesso em 29 mar. 2006.

TAYLOR, S.L.; HIGLEY, N.A.; BUSH, R.K. Sulfites in foods: uses, analytical methods, residues, fate, exposure assessment, metabolism, toxicity, and hypersensivity. Advances in Food Research, San Diego, v. 30, p. 1-76, 1986.

Conservação por irradiação



Quando irradiamos os alimentos, na verdade, estamos submetendo-os a doses minuciosamente controladas de uma radiação particular, a radiação ionizante.

O objetivo é aumentar a vida útil (shelf life) de produtos alimentícios para auxiliar em processos de distribuição e comercialização. Além disso, o incremento em tempo de conservação também é sentido pelo principal ator no cenário comercial, o consumidor.

A irradiação de alimentos não causa prejuízos ao alimento no que tange a formação de novos compostos químicos que poderiam transmitir doenças ao ser humano quando da sua ingestão. Porém, como em todo processo de conservação, existem perdas no alimento de ordem nutricional e organoléptica.

A propriedades organolépticas são as propriedades que podem ser percebidas pelos sentidos do consumidor, como a cor, o sabor, a texturas, e o odor.

As pesquisas são necessárias, então, para determinarmos a dose de irradiação, que deve ser aplicada a cada tipo de alimento que maximize o seu tempo de conservação e, ao mesmo tempo, minimize as perdas de ordem nutricional e organoléptica.

Para medir as perdas nutricionais podemos lançar mão da bromatologia, que estuda as quantidades de nutrientes como os carboidratos, proteínas, lipídeos, cinzas (minerais) e vitaminas e para as propriedades organolépticas trabalhamos com as análises sensoriais. Para

Silva Junior (2002), análise sensorial é a disciplina científica usada para evocar, medir, analisar e interpretar reações das características dos alimentos e materiais como são percebidas pelos sentidos da visão, olfato, gosto, tato e audição.

Quando irradiamos os alimento, a primeira coisa que analisamos é qual é o alimento que vai ser tratado por irradiação e qual o objetivo que queremos alcançar no final do processo.

O tratamento por irradiação pode ser aplicado para inibir brotamento, (para bulbos e tubérculos), retardar a maturação e senescência, ou seja, envelhecimento (frutas e legumes), redução de carga microbiológica (carnes, frutas e legumes), eliminação de parasitas e pragas (grãos, cereais, frutas e especiarias) e esterilização (alimentos prontos para o consumo, conservados em temperatura ambiente). Na figura temos o exemplo de cebolas não irradiadas e cebolas irradiadas, esta foto foi tirada depois de seis meses da irradiação.

Bibliografia SILVA JUNIOR, E.O. Manual de controle higiênico-sanitário em alimentos. 5.ed. São Paulo, Livraria Varela. 2002. 479 p.

http://www.cena.usp.br/irradiacao/cons_alim.html acesso em 28 de fevereiro de 2009

http://www.cena.usp.br/irradiacao/cons_alim.html

conservaÇÃo de alimentos - usp

Documents