Universidade Tecnológica Federal do Paraná � UTFPR

Tecnologia em Processos Químicos

5º Período � 1º sem. 2010

Tecnologia de Alimentos I:

Princípios de Conservação de Alimentos

Profa. Dra. Janesca Alban Roman

INTRODUÇÃO A TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

INTRODUÇÃO

Recentemente a indústria de alimentos destaca-se como um dos segmentos mais

importantes sob o aspecto econômico e social cuja expansão tem sido contínua ao longo do

processo de industrialização e classificada como uma das maiores dentre todas as de

transformação. É caracterizada por apresentar grande número de estabelecimentos, a

maioria dos quais de pequeno porte, gerar grande número de emprego, e apresentar

elevados valores de produção e de ICM,

quando comparada a outros segmentos industriais.

O item alimentação é um dos mais críticos e polêmicos do país o qual é caracterizado

por expressiva população de baixa renda sem acesso a alimentos básicos em quantidades

suficientes para eliminar o problema da subnutrição e desnutrição.

Os alimentos comumente consumidos podem ser classificados em quatro categorias

mais importantes:

"in natura" ou sem modificação

produtos alimentícios com pequena modificação

produtos alimentícios com grande modificação

produtos alimentícios transformados

Considerando-se os aspectos políticos, sociais e a disposição em alimentar

populações, é, recentemente inevitável fugir à industrialização de alimentos. O suprimento

de alimentos, uma questão complexa, exige adoção de medidas em longo prazo entre as

quais encontra-se a criação de tecnologia agrícola mais moderna, sua difusão e processos

mais eficientes e dinâmicos de industrialização, os quais devem contribuir para estabilizar a

demanda em nível do produtor e oferta em nível do consumidor.

A questão da industrialização de alimentos ganha espaço à medida que cresce a

importância de seu consumo entre a população de baixa renda. O aumento rápido da

população urbana do país, associado à importância dos gastos alimentares como proporção

de renda, indica a relevância cada vez maior em se agilizar meios eficientes e baratos para o

fornecimento de alimentos às populações de grandes centros urbanos. Além disso, é

praticamente impossível fugir a um processamento industrial, uma vez que parcela

significativa da população tem seus requerimentos nutricionais supridos fora de casa,

através de refeições industriais, cujo tipo de processamento aproxima-se muito mais do

industrial que do caseiro ou doméstico.

Outro fator importante na promoção de alimentos industrializados é que a indústria

desse segmento não apresenta muitos dos problemas associados ao setor de produtos "in

natura" tais como rede armazenadora, estoques reguladores (produtos de uma safra

distribuidora na entre safra para manter o mercado em condições normais).

Evidentemente, em se tratando de um setor empresarial com objetivos de lucro, o

suprimento de alimentos não é a única razão e talvez nem a mais importante que direciona a

id5533796 pdfMachine by Broadgun Software - a great PDF writer! - a great PDF creator! - http://www.pdfmachine.com http://www.broadgun.com

industrialização de alimentos.Um fenômeno que já não é recente constitui-se no

desenvolvimento de produtos alimentares altamente sofisticados e diferenciados para

atender um determinado perfil consumidor. Entre tais produtos podemos citar os constantes

iogurtes, leites gelificados, queijos de diferentes tipos, produtos cárneos diferenciados, de

panificação entre outros. O processamento de tais produtos implica na utilização de um

segmento altamente lucrativo da indústria alimentar que é a indústria de insumos incluindo,

corantes artificiais, aromatizantes, conservantes, espessantes, estabilizantes e toda espécie

de aditivos. Paralelamente a isso, com a concorrência crescente que dinamizou o setor,

houve a intensificação da promoção de produtos processados. Sob este aspecto dois fatores

são fundamentais para a implementação do setor: embalagem e marketing.

PRINCÍPIOS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS

INTRODUÇÃO

A tarefa de alimentar populações é uma responsabilidade que inclui a atuação de

diferentes áreas econômica, política, social e tecnológica. Na verdade, o fornecimento de

alimentos em quantidades necessárias para suprir os requerimentos de nutrientes da

população depende muito mais do que a simples disponibilidade de alimentos e recursos

tecnológicos para torná-los aptos ao consumo.

Considerando esses aspectos que por razões óbvias fogem ao objetivo desse estudo,

sem as práticas de processamento atualmente realizadas seria impossível proceder à

alimentação das populações.

Evidentemente durante a evolução histórica dos recursos tecnológicos, a indústria de

alimentos demonstrou ser um ramo muito lucrativo baseado não somente em prover

alimentos essenciais como também novos produtos diferenciados e diversificados para

atender determinadas elites, os quais requerem técnicas sofisticadas de preparação e

conservação.

Nesse sentido, pode-se resumir as principais razões pelas quais os alimentos são

industrializados:

1. Tornar acessível em qualquer época do ano produtos sazonais; (disponibilidade)

2. Otimizar o aproveitamento e rendimento das produções agrícola e pecuária. (Economia)

3. Conservar o valor nutricional e a qualidade global de alimentos através da destruição de

fatores antinutricionais, inativação de enzimas; inibição de processos oxidativos, inibição ou

destruição de microorganismos. (Conservação)

4. Diversificar e diferenciar produtos alimentícios como uma estratégia para tornar o

segmento mais competitivo. (Marketing)

5. Produzir alimentos para fins especiais para consumidores com restrições alimentares ou

necessidades nutricionais diferenciadas. (Nutrição e Saúde)

Alimentos são basicamente processados para prevenirem ou minimizarem alterações

químicas, bioquímicas, físicas e microbiológicas que ocorrem após a colheita e diminuem

seu tempo de vida útil, inviabilizam seu consumo imediato, levando a grandes perdas

econômicas e nutricionais. De um modo geral, os principais tratamentos aplicados aos

alimentos com esse objetivo são: ação de calor, frio, remoção de água através de

desidratação ou secagem, uso de substâncias químicas ou aditivos e processos

fermentativos. Muitos aspectos precisam ser considerados na definição e escolha de um

método de conservação, descritos a seguir.

1.1. Aspectos microbiológicos:

O crescimento de microrganismos em alimentos é função de uma série de parâmetros

que podem estar diretamente relacionados à natureza do próprio alimento, denominados

parâmetros intrínsecos ou independentes do alimento e relacionados com o meio ambiente e

nesse caso são chamados parâmetros extrínsecos. O tratamento térmico aplicado a um

determinado processo será função desses fatores.

Parâmetros intrínsecos

a) pH

O pH é o fator que exerce maior efeito seletivo sobre a microflora capaz de se

desenvolver. Numerosas classificações têm sido feitas para separar os alimentos em grupos

de acordo com o pH apresentado. A seguinte classificação tem sido proposta:

Alimentos pouco ácidos: pH 5,0 ou maior - produtos cárneos, alimentos de origem marinha,

leite e certos vegetais como milho, palmito, cenoura, etc. Alimentos meio ácidos: pH entre 4,5 e 5,0 - misturas de carnes e vegetais, sopas

desidratadas, molhos contendo carnes, etc.

Alimentos ácidos: pH entre 3,7 e 4,5 - tomate, pera, figo, abacaxi e outras frutas.

Alimentos muito ácidos: pH abaixo de 3,7 - picles, sucos cítricos, refrigerantes, bebidas

fermentadas, etc.

O valor de pH 4,5 é a linha de demarcação mais importante do ponto de vista prático,

uma vez que abaixo desse pH, o Clostridium botulinum, a bactéria patogênica mais

importante e mais resistente não se desenvolve. Todo tratamento térmico aplicado aos

diferentes grupos de alimentos tem por objetivo eliminar as bactérias patogênicas e o

Clostridium botulinum é a bactéria referência. Nessas condições produtos com pH acima de

4,5 são sempre tratados termicamente sob pressão, ou seja, são esterilizados e os

alimentos com pH menor que 4,5 são tratados sob calor a pressão atmosférica, sendo

pasteurizados.

De um modo geral, bactérias crescem a pHs entre 5,5 - 7,5; poucas a pH menor que

4,0; enquanto fungos e leveduras crescem a pHs mais baixos, com exceção de bactérias

lácticas que crescem a pH menor que 3,5.

Assim, frutas e muitos vegetais são deteriorados por fungos e leveduras enquanto

que carnes, leite, peixe e muitos vegetais, ovos são susceptíveis a ação de bactérias,

desenvolvendo-se também fungos e leveduras (Frazer, 1967).

b) Atividade de Água (aw)

Os microrganismos são altamente dependentes do teor de água livre ou disponível,

uma vez que requerem água como nutriente essencial ao seu desenvolvimento.

A atividade de água, expressa pelo símbolo aw (water activity) em alimentos, é,

dessa forma, um meio importante para controlar a deterioração, principalmente a

deterioração causada por microrganismos, uma vez que ela estabelece o menor limite de

água disponível para o crescimento bacteriano ou microbiano. A maioria das bactérias não

cresce abaixo de uma atividade de água menor que 0,91 e a maioria dos fungos cessa o

crescimento a 0,80.

Entretanto, existem espécies bastante resistentes a baixos aw tais como:

Bactérias halofílicas: conseguem se desenvolver a aw 0,80 ou até menos, necessitam de

NaCl para se desenvolverem e raramente estão envolvidas em deterioração de alimentos,

entretanto como contaminantes de sal marinho, podem causar problemas em peixes e

carnes salgadas, evidenciadas por coloração rósea, bem como pela sua aw proteolítica, são

prevenidas pela esterilização do sal, refrigeração e sal de fonte não marinha;

Leveduras osmofílicas: crescem em aw tão baixas quanto 0,70 - 0,68 e são bem conhecidas

como agentes deteriorantes em produtos com altos teores de açúcares, sucos de frutas

concentrados e xaropes, frutas secas ou parcialmente secas;

Fungos xerofílicos: são citados como os mais aptos para se desenvolverem em níveis baixos

de aw, em torno de 0,70, porém o crescimento ja foi reportado a 0,62. Neste grupo encontra-

se o microrganismo mais resistente aos menores teores de agua, Xeromyces bisporus.

Abaixo de 0,60 nenhum crescimento é provável. Dentre as bactérias, Micrococcus e

Staphylococcus aureus oferecem riscos pois conseguem se desenvolver a aw igual a 0,86

(Frazer, 1969).

A Tabela 1 abaixo mostra os valores médios de alguns alimentos de aw menor que 0,91.

Tabela 1 - Atividades de água de alguns alimentos com valores menores que 0,91.

Alimento

Atividade de Água

Queijo parmesão 0,80-0,88

Presunto cru 0,86

Salame 0,82-0,85

Catchup 0,88-0,90

Geléias 0,82-0,90

Ameixa seca 0,72-0,80

Suco de laranja concentrado 0,86-0,89

Pão de centeio integral 0,80-0,90

Bolos > 0,73

Recheios de doces 0,65-0,80

Leite condendado açucarado 0,85

Mel 0,75

Tabela 2 - Valores médios de aw que permite o desenvolvimento de microrganismos em

alimentos.

Microrganismo

Atividade de Água Mínima

Bactérias 0,91

Leveduras 0,88

S. aureus 0,85

Bolores 0,80

Bactérias halofílicas 0,75

Bolores xerolfílicos 0,61

Leveduras osmofílicas 0,60

c) Composição dos alimentos (nutrientes)

Além do pH e atividade de água, o crescimento microbiológico será função dos

nutrientes disponíveis no alimento para seu desenvolvimento. Dessa forma, produtos ricos

em proteínas, aminoácidos, sais, minerais, vitaminas propiciam o desenvolvimento de uma

flora microbiana mais complexa, especialmente os microrganismos patogênicos, mais

exigentes do ponto de vista nutricional.

Carnes, peixes, ovos e leite são principalmente susceptíveis a reações proteolíticas

pelos microrganismos liberando nutrientes essenciais ao seu desenvolvimento e constituem

no grupo de alimentos de risco. Não é por coincidência que o pH desse grupo de alimentos é

superior a 4,5 envolvendo portanto, o desenvolvimento de bactérias patogênicas, inclusive o

Clostridium botulinum. Por outro lado, muitos alimentos apresentam em sua composição

constituintes antimicrobianos, que auxiliam no processo de conservação. Por exemplo, leite

contém lactoperoxidase, lactoferrina, enzimas que agem como elementos antimicrobianos.

Ovos contêm lisozima que rompe paredes celular de muitas bactérias, cravo contém

eugenol, um reconhecido agente antibacteriano.

Estruturas biológicas dos alimentos tais como casca de frutas, couro e pele dos

animais, escamas de peixes, e proteção de sementes auxiliam na preservação primeira da

matéria-prima, implicando numa maior segurança no tratamento de preservação aplicada,

uma vez que quanto maior a carga microbiana inicial, maior a intensidade do tratamento a

ser aplicado.

d) Potencial de óxido redução:

O potencial de óxido redução (Eh) de um determinado meio pode ser definido como a

tendência de um substrato receber ou ceder elétrons (e-) nas reações de óxido redução.

Quando um substrato perde e-, se oxida e quando capta e-, reduz-se, sendo que oxidação também é adquirida pela adição de O2.

Microrganismos por sua vez podem requerer ou Eh+ ou Eh-. No primeiro caso são

aeróbios estritos e nos microrganismos com Eh-, anaeróbios.

Microrganismos aeróbios são Bacillus, Pseudomonas, bolores são estritamente

aeróbios, ao passo que leveduras podem ser facultativas, ou seja, crescer tanto na ausência

como presença de oxigênio.

Bactérias também podem ser facultativas em relação às necessidades de oxigênio,

desde que possuam diferentes rotas metabólicas.

Existem ainda as bactérias microaerófilas, tais como Lactobacillus e Streptococcus,

as quais não são anaeróbicas, porém não crescem bem em meio muito aerados,

necessitando de quantidades pequenas de O2 disperso no meio para se desenvolverem.

Anaeróbios estritos requerem ausência total de O2 e pertencem a este grupo os

Clostridium e muitas bactérias patogênicas, sendo um problema em enlatados e embalagens

a vácuo.

Parâmetros Extrínsecos

- Temperatura

Microrganismos necessitam de faixas adequadas de temperatura para se

desenvolverem e de acordo com as temperaturas envolvidas classificam-se:

a) Termófilos: Têm uma faixa de temperatura ótima entre 55 � 75ºC, mínima 40 - 45 e

máxima 60 - 90oC. Muitas bactérias deterioradoras de alimentos encontram-se nessa faixa

de temperatura e se não forem adequadamente destruídas durante tratamento térmico,

podem vir a se constituir um problema pós-processamento.

b) Mesófilos: Têm ótimo de crescimento entre 30 - 45oC, mínimo 5 - 15oC e máximo 35 -

47oC. Neste grupo estão incluídos todos os microrganismos patogênicos e a maioria dos

deterioradores de alimentos. Representam o maior grupo de risco ao processador de

alimentos.

c) Psicrófilas: São aqueles que crescem a 0oC, têm uma temperatura ótima em torno de 12 -

15oC, uma temperatura máxima entre 15 - 20oC e mínima entre (-5)-(+5)oC são muito

comuns na natureza e incluem grupos deterioradores de alimentos mantidos sob

refrigeração. Entretanto, devido a sua sensibilidade a altas temperaturas as psicrófilas são

de pouca importância em alimentos processados.

d) Psicotróficas: Também crescem a 0oC mas sua temperatura ótima esta entre 25 - 30oC e

temperatura máxima 30 - 35oC. Ao contrário das psicrófilas, pela sua capacidade de se

desenvolver tanto em temperatura de refrigeração como a temperatura ambiente são de

crucial importância no processamento de alimentos. Existem inúmeras espécies

pertencentes a esse grupo, os quais incluem aeróbios, anaeróbios e formadores de

esporos.

- Umidade relativa (UR)

Umidade relativa do ambiente desempenha papel fundamental na microflora que

pode se desenvolver no alimento, uma vez que existe a tendência do alimento equilibrar seu

próprio conteúdo de umidade como aquela do ambiente podendo ocorrer portanto, migração

de água livre da atmosfera para a composição do alimento.

Quando ocorre passagem de vapor de água para o alimento, eleva-se o teor de água

livre disponível propiciando um maior crescimento microbiológico. Nesse sentido alimentos

armazenados em embalagens que permitem migração de água devem ser submetidos a

rigoroso controle de UR da atmosfera de estocagem, como no caso de carnes, leite em pó e

ovo desidratado.

Locais com UR elevada podem levar ao crescimento de bactérias, bolores e

leveduras nas paredes, teto e pisos com circulação levando a sérias contaminações do

alimento armazenado.

Tanto os fatores intrínsecos como extrínsecos interrelacionam-se e conferem

diferentes graus de resistência aos microrganismos e portanto são essenciais no

dimensionamento do tratamento aplicado influenciando nas características do processo

aplicado.

Esporos são muito mais resistentes às temperaturas extremas que células

vegetativas, fungos e leveduras, os quais não sobrevivem a 100oC e são destruídos em

poucos minutos a 70 - 80oC em calor seco.

Quanto maior a carga microbiana inicial, maior será o tempo necessário para reduzir

esta população a níveis seguros para qualidade e saúde do consumidor. Quando ocorre

manipulação inadequada dos alimentos, ocorre um aumento excessivo no número de

microrganismos, o que afeta seriamente a efetividade do processo térmico aplicado. É o

caso específico da necessidade de refrigeração do leite antes da pasteurização.

Redução da aw, de um modo geral, aumenta a resistência térmica de esporos e

células vegetativas. Na temperatura ótima de crescimento os limites de aw onde o

microrganismo consegue se desenvolver são ampliadas, bem como na presença de

elementos nutritivos que enriquecem o meio de crescimento do microrganismo.

A presença de água facilita transmissão de calor e resulta em maior efetividade na

morte térmica dos microrganismos.

A composição do alimento afeta de modo marcante o crescimento microbiológico

observado. Em geral, presença de gordura, carboidratos, proteínas aumentam a resistência

térmica seja por um efeito protetor às bactérias, devido à presença de partículas de tamanho

coloidal, seja pela maior dificuldade à transmissão de calor.

USO DE TECNOLOGIAS CONVENCIONAIS

NA CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS

INTRODUÇÃO

Todos os alimentos são passíveis de se deteriorarem. A partir do momento em que

suas matérias-primas são obtidas, durante o processamento e mesmo durante sua vida-de-

prateleira, se iniciam alterações físicas, químicas e biológicas, que alteram qualidades

organolépticas e de sanidade.

O grau em que estas alterações ocorrem está condicionado a inúmeras causas, ligadas

à composição dos alimentos, à presença de enzimas e microrganismos e a outros fatores,

capazes de desencadear ou neutralizar ou refrear o processo de alteração.

Por estes fatores, a conservação dos alimentos deve ocorrer em toda a cadeia

produtiva, envolvendo Boas Práticas de Produção em todos os níveis do processo, da

obtenção da matéria-prima ao produto acabado.

Os processos de preservação dos alimentos acompanham o homem há muito tempo.

Processos como salga, fermentação, defumação, entre outros, são conhecidos há muito

tempo, e ainda hoje aplicados. Estes processos podem ser classificados de várias

maneiras. Do ponto de vista de engenharia de processos, a classificação a seguir pode ser

utilizada.

1. CONSERVAÇÃO PELO FRIO: Resfriamento e Congelamento

Quando as funções vitais de animais ou plantas são interrompidas como ocorre no

abate ou colheita de frutas e vegetais começam a ocorrer uma série de reações que levam à

putrefação do produto.

Certos produtos como vegetais, frutas, hortaliças não cessam sua atividade

metabólica e todo sistema metabólico continua em ação levando a um maior grau de

maturação, senescência e propiciando a invasão microbiológica tornando o produto

impróprio para consumo. No caso de produtos animais, como carne bovina, suína, aves,

peixe, após operação de abate são muito susceptíveis à contaminação microbiológica e em

poucas horas ocorrerá a deterioração do produto com crescimento de bactérias patogênicas

que comprometem a saúde do consumidor. Do ponto de vista químico, reações de oxidação

ocorrem desenfreadamente adulterando o produto com formação de off-flavors e sabor de

ranço.

A utilização de baixas temperaturas através da prática de refrigeração e

congelamento consideravelmente retarda esses fenômenos, inibindo crescimento da maioria

dos microrganismos e ação enzimática.

A) RESFRIAMENTO

O processo de conservação pela refrigeração compreende a utilização de temperaturas

da ordem de -1°C a 10°C. A refrigeração não tem ação esterilizante sobre microrganismos e,

por isso, não pode melhorar os alimentos em condições precárias de sanidade. Consegue,

no entanto, retardar o prosseguimento de atividades contaminantes já instaladas e impedir,

nos casos previstos, o surgimento de novos agentes deteriorantes, bem como reações

enzimáticas.

O sucesso do processo de resfriamento dependerá, portanto, da temperatura utilizada

e do tempo em que o alimento permanecerá armazenado.

O resfriamento de alimentos constitui-se no único método de conservação capaz de

manter as características organolépticas o mais próximo possível da matéria-prima original.

Se isto se constitui numa vantagem, por outro lado, o tempo de vida de prateleira para

alimentos refrigerados não é longo e sua qualidade será altamente dependente do manuseio

e estado da matéria-prima inicial a qual deve conter uma carga microbiana mais reduzida

possível, estar livre de injúrias mecânicas, fissuras, ser colhida em estágios ótimos de

maturação e no caso de produtos animais, o método de refrigeração e condições de

estocagem devem propiciar máxima qualidade possível ao produto.

Fatores que afetam a qualidade de alimentos refrigerados:

a) Parâmetros físicos do processo:

Fatores como temperatura inicial de refrigeração, tempo requerido para o produto

atingir a temperatura do local de estocagem refrigerada e o próprio método de refrigeração

são decisivos para qualidade do produto final.

b) Condições de armazenamento e umidade relativa:

As condições de armazenamento requeridas para o resfriamento são específicas para

cada produto. De modo geral, deve ser levado em consideração o tipo de armazenamento

(curto ou longo), gradiente de temperatura, tempo inicial e final de refrigeração, porcentagem

de umidade relativa recomendada, período máximo de armazenamento, umidade e

propriedades físicas do produto, movimentação de ar na câmara de estocagem.

O armazenamento de produtos perecíveis no seu estado natural (sem embalagem)

requer extremo controle da temperatura ambiente, umidade relativa e movimentação de ar

na câmara.

Uma das principais causas de deterioração de alimentos frescos como carnes, ovos,

peixes, aves, frutas e vegetais é a perda de umidade da superfície do produto por

evaporação no ar ambiente, levando à desidratação do produto com perdas do valor

nutricional, descoloração, murchamento, oxidação. A desidratação vai ocorrer sempre que a

pressão de vapor do produto for maior que a pressão de vapor do ar ambiente sendo a

perda de umidade proporcional à diferença nas pressões de vapor e a porção da superfície

do produto exposta.

A diferença entre pressão de vapor do produto e o ar é principalmente uma função da

umidade relativa e velocidade do ar no local de armazenamento.

De um modo geral, quanto mais baixa a umidade relativa e mais elevada a velocidade

do ar,

maior será o diferencial de pressão de vapor e maior a taxa de perda de umidade do

produto. Teoricamente 100% de umidade relativa e ar parado seriam condições ideais para

evitar desidratação do produto, porém estas são também condições ideais para crescimento

de fungos e bactérias nos alimentos. Dessa forma deve-se encontrar uma umidade relativa e

velocidade de ar intermediárias que garantam a qualidade sensorial e microbiológica do

produto.

Como regra geral, o teor de umidade deve ser mantido a um nível alto quando o

produto é passível de desidratação durante o processo de refrigeração e congelamento,

controle de umidade relativa e velocidade do ar durante estocagem. Por exemplo, aves e

peixes, são refrigerados com gelo em escamas até atingirem tempo correto para irem a

câmara de estocagem; frutas e vegetais passíveis de desidratar podem ser pré-refrigerados

com hidro refrigeração (pulverização do produto com água resfriada) ou refrigeração a

vácuo.

c) Qualidade inicial da matéria-prima e Maturação:

Outro fator determinante na eficiência do processo de refrigeração é as condições do

produto inicial. Somente vegetais e frutas em boas condições devem ser aceitos para

estocagem e devem colhidos antes de estarem completamente maduros. A duração do

armazenamento de frutas e vegetais muito maduros é extremamente curta, mesmo sob as

melhores condições de estocagem. Além disso, para assegurar a duração máxima de

armazenamento com mínima perda de qualidade, o produto deve ser resfriado à

temperatura ambiente de armazenamento, o mais rápido possível após colheita ou abate e o

transporte deve ser sempre refrigerado.

O processo de maturação em frutas e vegetais é um período crítico de transmissão

dos estágios de desorganização celular e morte. Maturação corresponde à aquelas

mudanças em fatores sensoriais de cor, textura e gosto produzindo produto aceitável para

consumo.

Estas mudanças incluem transformações nos pigmentos, pectinas, carboidratos,

ácidos orgânicos, taninos etc. A taxa e a natureza dessas mudanças variam entre diferentes

frutas mas a maioria dela mostra um perfil respiratório conhecido como climatério, ou seja, o

processo de respiração com a ingestão de O2 e produção de CO2 contínuo após colheita,

até amadurecimento, com declínio no consumo de O2 durante a fase de senescência ou

super-amadurecimento.

Reações que ocorrem nesta fase incluem depolimerização como por exemplo

hidrólise de amido a glicose na banana e quebra de protopectina a pectina em várias frutas e

vegetais; destruição de pigmentos com síntese de pigmentos clorofila e formação de

carotenóides, licopeno, etc, ação de enzimas hidrolíticas, oxidases, fosfatases, esterases,

etc.

Outras reações de biosíntese também são pré-formadas tais como incorporação de

aminoácidos a proteínas, metabolismos de ácidos nucleicos, fosforilação oxidativa, etc.

O conjunto dessas reações pós-colheita é responsável pelo adequado grau de

maturação de frutas e vegetais e somente vão ocorrer se submetidos a temperaturas

adequadas. Dessa forma, o manuseio e acondicionamento inadequados de frutas e vegetais

comprometem irreversivelmente a qualidade desses produtos.

B) CONGELAMENTO

Água é o principal componente na maioria dos alimentos, atingindo até 98%

em algumas frutas e vegetais frescos. As células vivas contêm muita água, cerca de 2/3 ou

mais de seu peso. No fluido celular existem substâncias orgânicas e inorgânicas, sais e

açúcares, ácidos e moléculas complexas como proteínas, enzimas e ainda gases

dissolvidos. Esse sistema quando congelado produz mudanças físicas, químicas e

biológicas.

O ponto de congelamento de um líquido é aquela temperatura onde o líquido

está em equilíbrio com o sólido. Uma solução com uma pressão de vapor menor que um

solvente puro não estará em equilíbrio com o solvente sólido em seu ponto normal de

congelamento. O sistema deverá ser resfriado à temperatura na qual a solução e o solvente

sólido tenham a mesma pressão de vapor. O ponto de congelamento de uma solução é

menor que a do solvente puro. Assim, a temperatura de congelamento do alimento é menor

que o da água pura. E a maioria deles congela-se em temperaturas entre 0-(-3)oC.

É um tratamento por frio mais intenso, para alimentos que necessitam maior período

de conservação. Permite conservar grande parte dos atributos organolépticos e nutritivos

além de dificultar ações desfavoráveis de microrganismos e enzimas.

A desvantagem do processo é o custo envolvido em toda uma cadeia ininterrupta de

frio. Dependendo do alimento envolvido esta cadeia de frio poderá utilizar equipamentos

resfriadores, congeladores, barcos, vagões, caminhões frigoríficos, geladeiras, "freezers",

veículos diversos, utilizados desde a obtenção da matéria-prima até sua distribuição e

consumo.

Apesar do congelamento apresentar-se como uma alternativa viável para o

abastecimento de mercado consumidor com redução de perdas e manutenção da qualidade

dos alimentos por longos períodos de estocagem, vários fatores afetam a qualidade do

produto e duração da armazenagem de qualquer produto congelado, os quais serão

discutidos a seguir.

a) Natureza e composição do alimento a ser congelado:

A porcentagem de água presente no alimento e a maneira como ela encontra-se

ligada a outros constituintes do alimento desempenhará um papel fundamental na qualidade

do produto final. Em tecidos animais ou vegetais, a estrutura celular contendo sistemas de

membranas que limitam fluidos sofrem efeitos do congelamento e descongelamento

podendo sofrer danos na estrutura causando mudanças no paladar, odor e textura. Em

geral, os vegetais são mais prejudicados na textura que tecidos animais pois possuem

células mais rígidas e de diferentes estruturas. A alta concentração de sólidos solúveis,

especialmente sais e ácidos, provocados pela formação de gelo intracelular ou por retirada

de água das células através da formação de gelo extracelular durante congelamento, serão

responsáveis por muitas alterações indesejáveis.

No caso de sistemas coloidais como géis, soluções de proteínas (gelatina e

albumina), polissacarídeos (amido), o congelamento leva a ocorrência do fenômeno de

sinerese que é liberação de água ou solução coloidal juntamente com redução do volume do

gel. Proteínas podem ser desnaturadas durante congelamento e o produto ao ser

descongelado perderá as características de qualidade inicial. Produtos emulsionados como

creme de leite, manteiga, sopas, molhos podem perder sua estabilidade durante estocagem

congelada de maneira irreversível. A tecnologia de alimentos hoje dispõe de agentes

espessantes, emulsificantes, estabilizantes adicionados a estes produtos congelados que

impedem esses problemas.

b) Cuidados na seleção, manipulação e preparo do produto para congelamento:

Um dos princípios básicos na indústria de alimentos é o de que não é possível a

obtenção de um produto de alta qualidade a partir de matéria-prima inferior ou mesmo

razoável. Além desse aspecto fundamental inerente à qualidade inicial na matéria-prima,

várias etapas devem der realizadas previamente ao congelamento dos alimentos.

Para batatas com alto teores de açúcares redutores deve-se realizar um

acondicionamento a temperaturas de 30oC para reduzir a níveis desejados estes açúcares

que poderão comprometer a cor do produto final durante a fritura.

Os aspargos perdem sua maciez e sabor natural logo após colheita, devendo ser

resfriado e processado o mais rápido possível. Limpeza, classificação, seleção e inspeção

da matéria-prima são etapas fundamentais ao congelamento. Alguns vegetais devem

receber um tratamento térmico brando denominado branqueamento prévio ao congelamento

para inativar enzimas que pode alterar o produto durante o processo de congelamento e

estocagem com escurecimento, odor e cor indesejável.

No caso de carnes e aves, previamente ao congelamento, o produto deve passar um

período de pré-resfriamento para que se processe uma série de reações bioquímicas, pois

se o animal for congelado imediatamente após abate ocorrerá endurecimento, perda de

suculência, maciez e encurtamento das fibras musculares com diminuição drástica da

qualidade do produto.

c) Métodos de congelamento:

Segundo a velocidade de congelamento, o processo pode ser lento ou rápido:

Congelamento lento é aquele onde os alimentos permanecem na câmara de

estocagem a baixas temperaturas até serem congelados, vagarosamente, em geral sob ar

parado. A transmissão de calor do produto varia de 3 horas a 3 dias, dependendo do volume

do produto, temperatura, tipo de alimento, tamanho e forma. Produtos tipicamente

congelados lentamente são meias carcaças de carne de vaca, porco, carne de aves

encaixotadas, peixes, frutas em caixas grandes e ovos.

Congelamento rápido é definido como o processo onde a temperatura do

alimento chega a 0-(-3)oC formando cristais de gelo em 30 minutos ou menos, com rápida

remoção de calor do alimento. Pode ser realizado por imersão, em solução refrigerantes,

contato indireto ou jato de ar.

Congelamento por imersão: Soluções usadas no congelamento por imersão

geralmente são salmouras que podem chegar até -25oC. Uma vez que o líquido refrigerante

é um bom condutor e está em contato térmico com todo o produto, a transmissão de calor

é rápida, o congelamento ocorre em muito pouco tempo. A grande desvantagem desse

método de imersão é que sucos celulares do produto tendem a ser extraídos por osmose, o

que resulta em contaminação e enfraquecimento da solução congelada. Pode haver

migração da solução de sal para o produto dando efeito indesejável. Produtos

freqüentemente congelados por este método são peixes e camarões.

Congelamento por jatos de ar: É realizado pelo uso de baixas temperaturas e alta

velocidade de circulação de ar para produzir uma taxa elevada de transmissão de calor ao

produto. É freqüentemente realizada em túneis isolados, com esteiras rolantes

transportadoras. O processo de congelamento é dimensionado de tal maneira que o

período decorrente entre a entrada no túnel e saída pela outra extremidade deve ser

suficiente para o produto atingir a temperatura de congelamento desejada. É indicado

para produtos congelados de dimensões e formas irregulares e não uniformes tais como

aves. Existe também o congelamento criogênico o qual envolve a exposição do produto

a uma atmosfera abaixo de -60oC utilizando-se nitrogênio líquido ou dióxido de

carbono, realizado em túneis ou em carrinhos em gabinetes. Oferecem um tempo rápido

de congelamento onde para os vegetais o tempo é de 1-6 minutos. Reduz perda de peso a menos de 1% e a exclusão de O2 e danos causados pela cristalização são

aparentemente menores.

Congelamento por contato indireto ou placas: É conseguido colocando o produto

em contato com chapas de metal através das quais é circulado um líquido refrigerante (-

35oC) e a transmissão de calor ocorre principalmente por condução de modo que a

eficiência do congelamento depende na maior parte da quantidade da superfície de

contato. Útil para congelamento de produtos em pequena quantidade e o tipo mais usado

é o congelador de chapa múltipla, o qual consiste de uma série de chapas refrigeradas

horizontais paralelas movimentadas por pressão hidráulica de modo que possam ser

abertas para receber o produto entre elas e depois fechadas sobre o produto. Uma vez

que todo o produto esteja em contato com as chapas de refrigeração, o coeficiente de

transmissão de calor é alto e o produto é rapidamente congelado.

Produtos congelados rapidamente são quase sempre superiores aos congelados

lentamente e a razão está na dimensão, número e localização dos cristais de gelo formados

no produto quando fluidos celulares são solidificados. A passagem da água presente nos

alimentos num estado líquido aleatório para o estado sólido ordenado é definida como

cristalização, a qual consiste de uma nucleação e crescimento de cristais. A nucleação é a

combinação de moléculas em partículas ordenadas de dimensão microscópicas, servindo

como local de crescimento do cristal. A cristalização é simplesmente o aumento do núcleo

pela adição ordenada de moléculas. Taxas de transmissão de calor e temperatura aplicada

controlam o processo de nucleação e cristalização.

Quando um produto é congelado lentamente, são formados grandes cristais de gelo,

o que resulta em danos sérios para tecido causando ruptura celular.

No congelamento lento ocorre, em geral, a formação de cristais grandes de gelo, no

interior das células e principalmente nos espaços intercelulares do alimento, com

conseqüente perda de qualidade (textura, sabor, valor nutritivo) por perda de material

exudado no descongelamento. O congelamento rápido favorece a produção de pequenos

cristais de gelo, principalmente no interior das células, com conseqüente ganho de qualidade

final do produto para o consumidor.

No congelamento rápido produz-se menos cristais de gelo que são formados quase

inteiramente dentro da célula, de modo que a ruptura celular é grandemente reduzida. No

descongelamento, produtos congelados lentamente perdem consideráveis quantidades de

líquido através de gotejamento piorando propriedades nutricionais e sensoriais.

De acordo com a teoria do cristal, crescimento dos cristais de gelo ocorre em

muito maior intensidade no congelamento lento. Células de carne, frango, peixe, frutas e

vegetais contem um líquido celular muito viscoso. Se congelamento rápido é realizado,

pequenos cristais de gelo são uniformemente formados através das células e no

descongelamento, a água á reabsorvida dentro dos tecidos quando os cristais fundem-se.

d) Condição de estocagem:

A temperatura e tempo de estocagem são os fatores mais importantes que

influem na qualidade do produto. Flutuações de temperatura na câmara levam a sensível

perda de qualidade pela alteração do perfil de cristais de gelo formados. A escolha da

temperatura ideal de estocagem é fundamental para permitir um máximo período de

estocagem, reduzir custos e minimizar as alterações de qualidade do produto. Condições do

ar de circulação na câmara e umidade relativa devem ser rigorosamente controlados. A

câmara será mantida a temperatura estipulada por meio de circulação de ar e previamente

resfriada, o qual deverá ter um máximo valor de umidade relativa para que quando lançada

sobre o produto, não provoque desidratação superficial. Para melhorar as condições de

estocagem e custos da circulação de ar e manutenção da câmara o produto deve ser

devidamente embalado e uniformemente distribuído ao longo da câmara de estocagem para

não bloquear a passagem de ar. Temperatura do produto que chegam a câmara nunca

devem ser superiores a aquelas que estão devidamente estocadas, pois caso contrário,

provocarão flutuações de temperatura. Finalmente, nada disso resultará em sucesso na

qualidade do produto se o transporte posterior não for adequado.

2. CONSERVAÇÃO PELO TRATAMENTO TÉRMICO

A utilização de calor ou aplicação de altas temperaturas no processamento de

alimentos é realizada com os seguintes objetivos:

destruição dos microrganismos deterioradores de alimentos e causadores de

toxinfecção alimentar bem como toxinas produzidas para estes microrganismos;

inativação da enzimas que levam a reações de escurecimento, oxidação,

hidrólise alterando a qualidade do produto final;

inibição de fatores antinutricionais e destruição de toxinas que podem estar

presentes e comprometer a sanidade dos alimentos.

Além desses fatores relacionados à saúde, aplicação do calor tem razões

tecnológicas óbvias tais como cozimento, melhorar a textura do produto, tornando-o

aceitável do ponto de vista de palatabilidade, aparência e conveniência ao consumidor ao

otimizar retenção de fatores de qualidade (cor, flavor, textura e nutrientes).

A natureza e intensidade do tratamento térmico aplicado e função de vários

parâmetros, enumerados a seguir:

1) pH, flora microbiológica e carga microbiológica inicial;

2) características organolépticas do alimento quanto à textura, maciez, cor, etc;

3) preservação de nutrientes e minimização de alteração de flavor, cor e sabor.

De todos estes, o pH é sem dúvida o parâmetro decisivo mais importante. De um modo

geral, alimentos ácidos com pH <4,5, pH limite de crescimento do Clostridium botulinum são

pasteurizados e alimentos com pH > 4,5 são esterilizados devido ao risco de crescimento

dessa bactéria patogênica.

Na indústria de alimentos, os processos térmicos são muito usados e a terminologia

compreende a descrição das etapas de aquecimento, retenção e resfriamento, suficientes

para eliminar um agente bacteriano nocivo à saúde.

BRANQUEAMENTO

O branqueamento ou escaldagem é um processo térmico de curto tempo de

aplicação, com características de pré-tratamento, pois precede o início de outros processo

de elaboração industrial de vegetais, como congelamento enlatamento e desidratação. Pode

ocorrer pela imersão do produto em água ou infusão de vapor.

Suas funções são:

ajudar na limpeza do alimento, reduzindo a carga microbiana na superfície

amolecer a pele dos vegetais para etapas posteriores de descascamento

uniformizar a massa do vegetal, facilitando o envase

eliminar os gases intracelulares antes do envase nas embalagens herméticas

inativar enzimas

impedir a despigmentação de frutas e hortaliças, fixando pigmentos

pode agir em combinação com tratamentos de sulfitação e adição de cálcio

B) PASTEURIZAÇÃO

Este termo tem amplo sentido na moderna tecnologia de alimentos. A designação

pasteurização provém do tratamento térmico brando que Pasteur aplicou a vinhos para

retardar ou prevenir a deterioração que ocorria.

A pasteurização consiste no extermínio parcial da flora total contaminante, porém

eliminando a níveis satisfatórios toda flora microbiana patogênica. Nos processos de

pasteurização a temperatura raramente ultrapassa os 100°C e pode ser obtida por água

quente, calor seco, vapor, corrente elétrica e radiação ionizante, diretamente ou

indiretamente sobre o alimentos, em equipamentos contínuos ou por batelada.

Pasteurização genericamente pode ser definida como a eliminação pelo uso de calor

das células vegetativas dos patógenos, devendo também destruir a maioria das formas

vegetativas dos microrganismos deterioradores que interferem em fermentações

indesejáveis.

Resistem à pasteurização, esporos, microrganismos termófilos como certas espécies

de Bacillus e Clostridium e alguns gêneros de Streptococcus e Lactobacillus. São destruídas

no processo de pasteurização, leveduras, bolores, bactérias Gram negativas e a maioria das

Gram positivas.

Considerando a variabilidade dos parâmetros de processo tempo/temperatura e as

características dos produtos, a pasteurização deve garantir a condição microbiológica

exigida e a destruição das enzimas prejudiciais, monitorando o processo pela condição mais

crítica: fungos termoresistenes na maioria dos sucos de frutas, pectinesterase no suco de

laranja, leveduras em xaropes de açúcar, etc.

Uma vez que pasteurização não elimina todos os microrganismos presentes, alguns

fatores de controle adicionais, devem ser adicionados para efetivar a conservação do

alimento. A pasteurização é normalmente seguida de outras formas de conservação, como

o frio (leite, creme de leite e manteiga pasteurizados), acidificação (picles, palmito em

conserva), utilização de conservantes (sucos de frutas, leite de coco, refrigerantes), entre

outras, tais como redução da aw, baixa temperatura de estocagem, acidez e sais de cura. É

o exemplo típico do leite fluido que após processo de pasteurização necessita ser

refrigerado, pois caso contrário, contaminações microbiológicas vão ocorrer deteriorando o

produto.

Certos vegetais como, por exemplo, palmito, cebola e alcachofra com pH >4,5 não

resistem as elevadas temperaturas de esterilização e portanto são acidificados a pH <4,5 e

posteriormente pasteurizados. Dessa forma assegura-se que esporos de Clostridium

botulinum não se desenvolvam e tratamento térmico será adequado para garantir a sanidade

do produto.

Alimentos comumente pasteurizados: vinagre, cerveja, sucos, picles e produtos

fermentados.

C) ESTERILIZAÇÃO

Esterilização pode ser definida como a destruição total de vida. Em alimentos essa

situação é impossível de ser alcançada e o termo comumente utilizado é esterilização

comercial, onde a aplicação dos parâmetros combinando tempo e temperatura asseguram

que nenhum microrganismo viável pode ser detectado por métodos convencionais de

análise microbiológica, ou ainda, o número de microrganismos é tão pequeno que perde

significância nas condições de enlatamento e armazenamento sendo incapazes de se

reproduzirem em condições adequadas de estocagem.

Por células viáveis, entende-se formas de bactérias, fungos e leveduras que possam

se reproduzir. Num produto comercializado estéril podem existir esporos, os quais só

germinarão quando o produto for estocado a altas temperaturas.

O processo de esterilização na indústria de alimentos deve ser rigorosamente

controlado. O dimensionamento dos parâmetros tempo e temperatura devem ser calculados

com ampla margem de segurança e é função da composição do alimento, carga microbiana

inicial, viscosidade e velocidade de penetração de calor, onde o tempo e a temperatura

estipulados devem ser tais que o calor seja distribuído e atinja o ponto mais frio da lata, e a

partir desse ponto conta-se o tempo de processo térmico. O processo de penetração de

calor pode ocorrer por conversão ou condução ou ambos combinados.

A esterilização visa a destruição das floras microbianas total e patogênica do

alimento, tendo como resultado um produto estável à temperatura ambiente. Para tanto,

utiliza temperaturas acima de 100°C, em equipamentos como autoclaves, ou trocadores de

calor, no processamento asséptico. Geralmente são esterilizados alimentos de baixa acidez:

pH > 4,6 e Aa > 0,85 (milho verde, ervilha, feijões e seleta de legumes em salmoura; leite

esterilizado; produtos cárneos enlatados, etc.), pois são susceptíveis à germinação e

crescimento dos esporos termoresistentes de Clostridium botulinum.

As autoclaves podem operar com vapor saturado, água quente e sobrepressão de

vapor, misturas de vapor/ar, spray de água, chuveiro de água, conforme o projeto do

equipamento. Podem ainda ser agitadas ou fixas, horizontais ou verticais, de fluxo contínuo

ou por batelada.

Os trocadores de calor podem ser de casco e tubo, a placas, superfície raspada,

injeção de vapor ou infusão de vapor, principalmente para produtos fluidos, pastosos, ou

mesmo particulados.

Vários parâmetros interferem no projeto do processamento térmico. Os principais são:

espécie, forma e contaminação inicial do microrganismo alvo

pH do produto

penetração de calor no alimento (propriedades físicas como difusividade térmica,

viscosidade, tamanho e forma da embalagem)

temperatura inicial

binômio tempo/temperatura de processo

tipo de equipamento

Durante a esterilização térmica de alimentos, a população dos microrganismos presente no

alimento decresce dependendo da temperatura do produto. Populações E.coli, Salmonella,

Listeria monocytogenes decrescerão de modo logarítmico. Esporos de bactérias obedecerão

o mesmo perfil, porém, apresentam um tempo de atraso denominado "lag time".

3. CONSERVAÇÃO PELA RETIRADA DE UMIDADE

A água é o principal fator que gera condições para o crescimento e desenvolvimento de

microrganismos nos alimentos. Por esta razão, alimentos com baixa atividade de água,

como os cereais possuem maior facilidade de conservação.

A redução de água livre do alimento eleva a pressão osmótica de seu meio e,

conseqüentemente, a proliferação de microrganismos é contida. Da mesma forma, enzimas

que provocam alterações nos alimentos são contidas. Além destas vantagens, esse

processo proporciona redução do peso e volume do material, com diminuição dos custos de

embalagem, transporte e estocagem, incluindo espaço disponível; maior facilidade de

armazenamento, desde que protegido da umidade; e normalmente necessita de uma menor

mão de obra.

A) SECAGEM E DESIDRATAÇÃO

A secagem ou remoção de água constitui-se num dos métodos mais antigos de

preservação de alimentos utilizada pela humanidade desde a antiguidade através do

processo natural de exposição ao sol de grãos, frutas e certas carnes. Falta de controle

microbiológico e higiênico, resultando em baixa qualidade do produto final inviabilizaram esta

técnica conduzindo a modernas operações de desidratação industrial onde secagem artificial

ocorre com evaporação de água do alimento através de equipamentos adequados.

A preservação dos alimentos por desidratação ou secagem baseia-se no fato de que

os microrganismos e enzimas necessitam de água para execução de suas atividades

metabólicas. Quando o teor de água livre é reduzido com conseqüente redução na aw inibe-

se o crescimento microbiano e atividade enzimática. Além disso, com remoção de água

ocorre redução de custos e espaços para embalagens e locais de estocagem levando

também à maior facilidade na distribuição e transporte em relação às matérias-primas

originais.

A secagem pode ocorrer por métodos naturais, ao sol e correntes de ar aquecidas, ou

em desidratadores artificiais. O tipo de secador empregado depende das características do

alimento; da facilidade de processamento; do volume, da quantidade, estado e condições do

produto; de fatores de origem econômica e da forma que se deseja dar ao produto

Alimentos podem ser desidratados por ar, vapor superaquecido a vácuo, em gás

inerte e por aplicação direta de vapor, sendo o ar o mais utilizado uma vez que é mais

abundante, conveniente, de baixo custo, e superaquecimento de alimento pode ser

controlado.

Princípio do Processo de Secagem: O ar conduz o calor até o alimento que vai ser

desidratado, causando evaporação da água e carrega a umidade deste vapor liberado do

alimento.

Secagem, portanto, é uma operação na qual ambas transferência de massa e calor

ocorrem. Calor é transferido à água do alimento sendo vaporizado e o vapor de água é

então removido.

Esta operação é feita através de secadores os quais podem ser de dois tipos:

a) adiabáticos: aquela onde o calor é levado ao alimento por um gás quente, o qual

pode ser produzido por combustão ou ar aquecido;

b) de condução: aqueles onde o calor é transferido através de uma superfície

sólida, como por exemplo uma placa aquecida e o produto é usualmente mantido sob vácuo

e o vapor de água e

removido por bomba de vácuo.

A eficiência do processo de secagem no primeiro caso vai depender das propriedades

do ar de secagem, temperatura, umidade relativa e velocidade de insuflagem e das

propriedades do produto, tais como porcentagem de umidade, tamanho e forma.

Frutas e vegetais são geralmente secos em secadores de carbono, túnel ou em

estufas através de passagem do ar quente.

Produtos líquidos e sensíveis como ovo inteiro, leite, albumina de soro, são

desidratados em secadores denominados "spray dryers", adiabáticos, porém, o produto não

é colocado em bandejas mas dispersos em pequenas gotículas as quais são suspensas no

ar seco, com a vantagem de oferecer tempos de secagem muito curtos. Quando operados

adequadamente retém boa parte de flavor, cor e valor nutritivo.

Pastas, massas, purês de frutas dependendo da qualidade do produto final desejada

podem ser secos ou nos secadores anteriores ou em tambores rotativos do tipo de

transferência de calor em contato com a superfície aquecida, sendo que o tambor pode ser

exposto a atmosfera ou a vácuo.

Considerando que os alimentos desidratados são consumidos diretamente após

prévia rehidratação ou então utilizados como ingredientes no preparo de outros alimentos

(condimentos, farinhas, chocolates, etc), torna-se de fundamental importância o

conhecimento do seu nível de contaminação particularmente em relação a presença de

bactérias patogênicas ou daquelas responsáveis por processos de deterioração. Além desse

aspecto microbiológico essencial, são requerimentos desejáveis em alimentos desidratados:

devem ser competitivos em custos;

devem ter características organolépticas, cor, sabor, flavor, textura

comparáveis ao alimento fresco;

ser rapidamente reconstituído;

reter seu valor nutricional;

ter boa estabilidade à estocagem.

O tipo de secador empregado depende das características do alimento; da facilidade

de processamento; do volume, da quantidade, estado e condições do produto; de fatores de

origem econômica e da forma que se deseja dar ao produto. Os principais tipos são:

OS SECADORES DE CABINE

Normalmente empregados em operações descontínuas, em uma ou mais unidades.

São flexíveis e de construção e manutenção econômica. Normalmente são destinados à

desidratação de frutas e hortaliças em pequena escala. Bandejas com alimento são

dispostas em prateleiras, facilitando o manejo. O ar quente é aquecido por resistências

elétricas, vapor, chama ou outro mecanismo e direcionado por ventiladores ao alimento.

Possui como inconveniente a dificuldade de uniformização da taxa de secagem em todo o

equipamento, o que pode gerar produtos heterogêneos.

Figura 1 Foto de um secador piloto de cabine

OS SECADORES DE TÚNEL

São uma variação dos secadores de bandeja, uma vez que estas agora percorrem um

túnel, pelo qual circula o ar quente em fluxo paralelo, em contra-corrente ou cruzado, em

relação ao produto. São utilizados para hortaliças, geralmente contínuos, com grande

capacidade de produção.

OS SECADORES EM SPRAY

Tem por finalidade pulverizar um líquido ou um sólido, em forma de suspensão fina,

que é arrastada por uma corrente de ar quente. Ocorre então uma secagem rápida de

soluções, suspensões e substâncias pastosas, capazes de serem atomizadas em glóbulos

de pequeno diâmetro. Comparado a outros sistemas de desidratação, os "Spray Dryers"

reúnem as melhores condições de rendimento técnico e econômico. O processo se

desenvolve com a pulverização do produto através do atomizador (os mais comuns são

discos giratórios de alta rotação); o ar quente (130-250°C) atinge o produto e um sistema de

exaustão arrasta o ar carregando a umidade do produto (50-80°C), pois o calor é

incorporado às partículas pulverizadas e a evaporação da água se processa imediatamente.

A figura a seguir ilustra as principais partes de um spray dryer.

Figura 2 � Esquema de um secador tipo Spray

Spray Drier

Cano de PVC

Bomba

Produto

Reservatório

Resistência

Ar úmido

Compressor de arAr comprimido

Ar seco

Ar quente

0 1

2

3

4 5

Atom.

Exaus-tor

Produto secoCiclone

Figura 3 Foto de um Spray Dryer piloto para evaporação de aproximadamente 50kg/h

de água

OS SECADORES DE TAMBOR

"Drum dryers", são compostos por um ou mais cilindros metálicos, encamisados com

vapor saturado (geralmente) ou água quente ou outro fluido térmico, que giram sobre seu

eixo horizontal. Uma camada delgada de produto se espalha sobre o cilindro giratório

aquecido; o produto permanece sobre o cilindro o tempo necessário para ser desidratado,

quando então é retirado por intermédio de facas ou raspadores; a película seca, após sua

raspagem, é moída, obtendo-se um produto desidratado em pó.

Figura 4 Foto de um drum dryer piloto

C) CONCENTRAÇÃO

Os processos de concentração visam a eliminação da água do alimento e a extensão

no seu prazo de validade. Dos equipamentos utilizados para concentração, os tachos

encamisados são um dos mais versáteis. São utilizados, além da concentração, para o

cozimento e formulação de alimentos, numa ampla faixa de viscosidade para alimentos

contendo ou não partículas. Porém, os tachos são especialmente indicados para concentrar

alimentos de viscosidade tão elevada que o seu processamento em outros evaporadores

seria difícil ou mesmo impossível.

D) LIOFILIZAÇÃO

Um processo de desidratação mais sofisticado é conseguido pelo uso de condições

de alto vácuo num processo denominado liofilização onde a água do alimento é removida

por meio de passagem direta do estado sólido para o gasoso.

Dependendo das condições de pressão e temperatura, qualquer substância pode se

apresentar nos estados sólido, líquido e gasoso. Em condições fixas e características, uma

substância pode coexistir em 3 fases, num ponto denominado ponto triplo, onde sólido,

líquido e gasoso estão juntos. Para água este ponto triplo ocorre a 0oC e 4,7 mm de Hg e

nessas condições água passa de estado sólido para gasoso sem passar pelo estado líquido.

A liofilização é um processo que opera em temperatura e pressão abaixo do ponto triplo da

água.

Liofilização apresenta muitas vantagens em relação ao processo de secagem

convencional tais como:

reduz alterações químicas de substâncias sensíveis ao calor em função da baixa

temperatura empregada no processo;

maior solubilidade e rehidratação;

reduz perdas de compostos voláteis;

evita desnaturação de proteínas;

reduz reações enzimáticas e microbiológicas; mantém a morfologia original do

produto.

A grande desvantagem é o elevado custo o que limita sua aplicação no Brasil.

O processo de liofilização passa pelas seguintes etapas:

1) Congelamento do material;

2) Secagem que ocorre em duas etapas:

- Secagem primária: efetuada a temperatura inferior àquela de fusão,

obtida pela sublimação do gelo.

- Secagem secundária: efetuada a temperatura inferior à de degradação

do produto, com finalidade de eliminar os últimos vestígios de água

retidos por adsorção.

Liofilização ou crioconcentração consiste na desidratação de uma solução ou produto

congelado, por sublimação do solvente. O processo é iniciado pelo alimento congelado,

seguido de sublimação, que ocorre numa câmara de alto vácuo. Como principais vantagens

do processo pode-se citar a manutenção da estruturado produto, retenção do valor nutritivo,

fácil rehidratação, baixa oxidação durante o processo. A maior desvantagem é o alto custo

da operação.

4. CONSERVAÇÃO POR OUTROS MÉTODOS

A) FERMENTAÇÃO

Ao contrário dos métodos citados até aqui que envolvem a destruição ou

retardamento microbiano, e enzimático, alimentos podem ser conservados se determinadas

espécies de microrganismos se desenvolverem sob condições muito controladas em

processos denominados de fermentações. Sob tais condições e possível utilizar certos

microrganismos que vão inibir o crescimento de outros indesejáveis, reter nutrientes e

produzir alimentos de características organolépticas altamente desejáveis.

Fermentação é o termo usado para descrever atividade microbiológica

especialmente evolução de CO2 durante crescimento celular. Entretanto, nem formação de

CO2 nem presença de células vivas é essencial à ação fermentativa como ocorre em

fermentações de ácido lático, onde nenhum gás é liberado e em fermentações monitoradas

somente com enzimas.

Fermentações industriais requerem microrganismos capazes de se

desenvolverem rapidamente em um substrato e serem de fácil cultivo e manipulação. Além

disso, não devem ter requisitos nutricionais e fisiológicos muito complexos e serem capazes

de manter suas características fisiológicas ao longo do ciclo fermentativo, pois caso

contrário, produziria produtos estranhos adulterando o produto final.

Os alimentos ou substratos de alimentos fornecem os nutrientes essenciais à

fermentação e, em ordem de utilização e mais comum os microrganismos atacarem

primeiramente carboidratos seguidos por proteínas e só então gordura. Em relação aos

carboidratos, eles atacam primeiramente açúcares, depois álcoois e finalmente ácidos. Os

principais tipos de fermentações comumente empregadas em alimentos são:

a. Fermentação alcoólica:

É realizada por leveduras, as quais conseguem eficientemente converter aldeídos a

álcool. Leveduras industriais produzem álcool em quantidades recuperáveis, sendo a mais

importante Saccharomyces cerevisiae que ocorre largamente na natureza, solos, uvas, cana

de açúcar e várias frutas. É essencial na fabricação de bebidas alcoólicas como vinho e

cervejas.

A principal reação da fermentação alcoólica é:

C6H12O6 + Saccharomyces cerevisiae 2C2H5OH + 2CO2

Na produção de álcool uma quantidade muito limitada de O2 é requerida uma

vez que a atividade de leveduras é controlada pelo suprimento de O2.

b. Fermentação lática:

São de grande importância na preservação de alimentos. O açúcar presente no

alimento é convertido a ácido lático e outros produto finais em concentrações tais que inibem

o crescimento de outras classes de microrganismos. Bactérias do ácido latico são eficientes

agentes de fermentação e em pouco tempo reproduzem-se tornando-se dominantes sobre a

microflora geral do alimento. São fundamentais em processamento de produtos lácteos

fermentados como iogurte, queijos, coalhadas, etc. São importantes do ponto de vista

nutricional uma vez que metabolizam lactose e portanto, pessoas com intolerância a esse

açúcar podem obter produtos lácteos na dieta através dessa fonte.

c. Fermentação butírica:

É menos importante que aquelas citadas previamente na preservação de

alimentos. É realizada por microrganismos anaeróbios os quais podem melhorar sabores

indesejáveis e odores nos alimentos. Produzem CO2, H2, ácido acético e álcoois sendo

importante na maturação de determinados queijos.

d. Fermentação acética:

É realizada por bactérias acéticas na presença de O2, as quais produzem

ácido acético após oxidação de álcool previamente formado. Essas bactérias ao contrário

daquelas produtoras de álcool requerem uma elevada concentração de O2 para seu

crescimento e atividade. A reação de fermentação é:

C2H5OH + O2 __________ C3COOH + H2O

álcool ac. acético

A taxa de conversão de álcool a ácido acético depende da atividade do

microrganismo, da concentração de álcool presente, temperatura e exposição ao oxigênio.

O vinagre é o melhor exemplo na indústria de alimentos do uso de fermentação

acética. É processado a partir de carboidratos (amido ou açúcares), sofrendo fermentação

alcoólica, seguido por fermentação acética. Deve-se observar que a fermentação acética

não deve iniciar-se antes da fermentação alcoólica ter se concluído e ao término da

fermentação acética, o vinagre não deve mais ser exposto ao ar, uma vez que o processo de

oxidação continuará resultando em CO2 e H2O, o que é evitado envasando hermeticamente

o produto após pasteurização.

Todas as fermentações citadas acima devem ser rigorosamente controladas

nos seguintes pontos: pH do alimento, pH final da fermentação, disponibilidade de oxigênio,

temperatura e concentração de substrato ou fonte de energia a ser fermentada.

B) AGENTES QUÍMICOS � ADITIVOS

Um conservante químico é adicionado aos alimentos para prevenir ou retardar

deterioração microbiana, enzimática e/ou mudanças físicas ou químicas indesejáveis tais

como escurecimento não enzimático e oxidação lipídica.

A eficácia ou eficiência de um preservativo químico é largamente dependente

de uma variedade de parâmetros tais como concentração do agente químico, temperatura,

tempo de estocagem, tipo e concentração da flora microbiana e características físicas e

químicas do próprio alimento (pH e conteúdo de umidade) (Robinson, 1983).

Conservantes químicos devem satisfazer vários requerimentos para poderem

ser aceitos:

a) não devem ter propriedades carcinogênicas;

b) não devem ser tóxicos a concentrações apropriadas e realísticas;

c) devem ser solúveis e não alterar propriedades organolépticas do alimento;

d) devem exibir propriedades antimicrobianas no produto no qual serão usados;

e) ser economicamente viável.

Adição de conservantes químicos em alimentos deve ser um processo rigorosamente

controlado. Além dos conservantes, outras definições se fazem importante:

Germicida: agente químico capaz de destruir organismos patogênicos mas não

necessariamente esporos bacterianos;

Antissépticos: agente químico capaz de prevenir ou interromper o desenvolvimento de

microrganismos, seja pela sua destruição ou pela inibição e podendo ser aplicado em

tecidos vivos;

Desinfetante: agente químico de destruir bactérias patogênicas ou outros germes

prejudiciais (não necessariamente esporos bacterianos) e aplicado apenas em superfície

inerte;

Fungicida: agente químico capaz de destruir fungos;

Fungistático: agente químico capaz de inibir ou interromper o desenvolvimento fúngico,

sem necessariamente causar a destruição;

Bactericida: agente químico capaz de destruir bactérias;

Bacteriostático: agente químico capaz de impedir a multiplicação de bactérias, sem

necessariamente causar a destruição.

Em vários alimentos, numerosos agentes químicos são empregados como

conservantes, isolados ou conjugados a um tratamento moderado, visando a mais eficiente

conservação do produto final.

Em produtos ácidos, uma variedade de ácidos, seus sais e derivados são usados

como conservantes químicos, sempre em combinação com outros métodos de preservação

tais como pasteurização, refrigeração ou congelamento. Entre os mais comumente usados

estão:

a) Ácido benzóico e benzoato:

Amplamente utilizado em alimentos normalmente na forma de benzoato de sódio,

devido à pequena solubilidade do ácido benzóico em água. Quando em solução o benzoato

de sódio se converte na forma ácida que é a forma ativa. O mecanismo de ação do benzoato

não está devidamente esclarecido, porém parece que a molécula ácida não dissociada

penetra mais rapidamente na célula microbiana. Tem sido demonstrado que o ácido era

introduzido na célula bacteriana no processo respiratório bloqueando a oxidação da glucose

e piruvato ao nível de acetato. O valor de pKa do benzoato é 4,2 e portanto é somente útil

em produtos ácidos como sucos, bebidas e derivados de tomate no intervalo de pH 4-4,5.

Apresenta a vantagem de custo reduzido, entretanto, quando incorporados em alguns

alimentos tais como sucos de frutas pode originar sabores desagradáveis. É considerado ser

mais ativo contra leveduras e bactérias e menos ativo no controle de fungos.

b) Ésteres de ácido p-hidroxibenzóico:

Os ésteres do ácido p-hidroxibenzóico (metil, etil, propil, butil e heptil parabéns), têm

uma faixa de pH bem mais ampla de atuação que ácido benzóico, com valor de pKa igual

8,47 e assim é muito efetivo em alimentação pouco ácida ou neutra. São ativos

principalmente contra leveduras e fungos e menos ativos contra as bactérias particularmente

as G-.

c) Ácido sórbico e sorbatos:

São comumente usados como inibidor de fungos em produtos de panificação e queijo e

atualmente está sendo intensamente examinado como possível subdiluente ou coadjuvante

ao nitrito.

Ácido sórbico tem valor pKa igual a 4,8 e é mais eficiente em alimentos com valores

de pH <6,0. Os valores de pH 4-6,0 são mais efetivos que benzoato de sódio e a valores de

pH abaixo de 3,0 é um pouco mais efetivo que propionato mais similar ao benzoato de sódio.

São mais ativos contra leveduras e fungos, sendo menos eficientes contra bactérias.

Também no caso do ácido sórbico, a molécula não dissociada parece ser a forma

mais efetiva razão pela qual a eficiência do preservativo cresce com a redução do pH no

meio.

O mecanismo de ação de ácido sórbico em fungos parece ser devido à inibição de

desidrogenase, interferindo com a assimilação oxidativa. O ácido sórbico é metabolizado no

organismo animal como outros ácidos graxos encontrados em alimentos, com produção de

CO2 ou H2O.

É utilizado em chocolates, conservas de carne (no revestimento de embutidos),

conservas vegetais (exceto os submetidos à esterilização), doces em massa, leite de coco,

maionese, margarina, queijos (revestimentos), refrigerantes, produtos de confeitaria, vinhos

e sucos de frutas.

d) Dióxido de enxofre ou sulfitos (SO2):

Além da atividade antimicrobiana, apresenta também outras vantagens, como por

exemplo, a prevenção ao escurecimento enzimático ou não enzimático de alguns alimentos.

Tem também atividade antioxidante. É proibido em alimentos que são fontes de tiamina,

como carnes, pois o teor dessa vitamina e ingestão de SO2 pode causar completa depleção

dos níveis de tiamina na dieta. Vários compostos podem gerar SO2 e são eles: sulfito de sódio (Na2SO3), sulfito de

potássio (K2SO3), bissulfito de sódio (NaHSO3), bissulfito de potássio (KHSO3),

metabissulfito de sódio (Na2S2O5) e metabissulfito de potássio (K2S2O5). Os metabissulfito

são mais estáveis que os sulfitos.

Todos os sais de enxofre parecem atuar de maneira análoga, inibindo o crescimento

de leveduras, fungos e bactérias, sendo seletivos com as leveduras, sendo mais resistentes

do que as bactérias láticas e acéticas bem como muitos fungos.

O ácido não dissociado representa a atividade com maior atividade antimicrobiana e

enzimática. Assim, quanto mais baixo o pH, maior será a eficiência do tratamento. Possíveis

mecanismos de ação descritos Lindsay (1976) incluem: a) reação com acetaldeído na célula;

b) redução de ligações dissulfídicas essenciais e c) formação de compostos de bissulfito os

quais podem interferir com o processo respiratório envolvendo nicotinamida dinucleotídeo

(NAD).

Uma outra propriedade desses compostos de enxofre, a qual tem atraído

considerável atenção dos biologistas moleculares é sua interação com ácidos nucleicos,

levando a modificações químicas no DNA transportador. Nesse sentido, não há dúvida de

que SO2 deve ser utilizado com rigoroso controle, constituindo num perigoso preservativo

químico. Além do mais o uso de SO2 encontra algumas restrições tecnológicas: o ácido

sulfuroso entra em combinação com açúcares na forma aldeídica tornando-se inativo; o SO2

é volátil e tende a desaparecer em sistemas abertos, além de causar problemas no ar em

concentrações altas, acima de 100 ppm.

É corrosivo, e se presente em alimentos enlatados pode causar problemas de

corrosão devido a formação de sulfeto de ferro (FeS). É utilizado em geléias artificiais,

pectina líquida, sucos de frutas concentrados, vinagres, vinhos, produtos de frutas, legumes

e verduras desidratadas.

e) Compostos usados na sanitização e pasteurização de alimentos e embalagens:

Alguns compostos químicos tem sido utilizados em certos processos denominados de

"esterilização ou pasteurização a frio", uma vez que em contato com alimentos ou

embalagens tem a capacidade de destruir células vegetativas, esporos, bolores e leveduras.

Possuem propriedades de hidrólise, vaporização que após produzirem o efeito desejado,

não deixam traços nos alimentos.

Entre os mais utilizados na indústria de alimentos estão:

Peróxido de hidrogênio (H2O2): É um forte agente oxidante capaz de inativar uma larga

variedade de células vegetativas de microrganismos e esporos bacterianos. O efeito do

H2O2 é dependente do valor de pH, com máxima eficiência a pH 6,7, temperatura elevada e

cobre e cobalto aumentam sua efetividade. É usado em sinergismo com irradiação

ultravioleta e tratamento com catalase, sendo permitida na embalagem asséptica de leite e

outros produtos lácteos.

Dietilpirocarbonato (DEPC): Apresenta uma ampla faixa de atividade contra microrganismos,

sendo particularmente eficiente no controle de leveduras. Seu maior uso é no

processamento de vinhos. Os níveis adicionados são estabelecidos pela legislação (max.

200 ppm) e o vinho tratado 5 dias após engarrafamento não deve conter mais DEPC. Em

soluções aquosas hidrolisa-se dando origem a etanol e CO2. É efetivo na inativação de

leveduras e bolores tais como Saccharomyces cerevisiae e Aspergillus niger.

Ozônio: É utilizado na esterilização de locais de estocagem de ambiente, sendo efetivos na

inativação de microrganismos contaminadores de ar, mas não tem nenhum efeito sobre os

microrganismos presentes nas superfícies dos alimentos ou protegidos por matéria orgânica.

Outros agentes utilizados nessa classificação são etileno e o óxido de propileno, agentes

antimicrobianos usados na esterilização gasosa de especiarias e condimentos, metil

brometo e halogêneos tais como cloro e hipocloreto usados como sanitizantes e agentes de

desinfecção em embalagens e plantas de alimentos.

Os agentes conservadores são de grande relevância na indústria alimentícia, dentro de

seus limites de ação e do conceito de que qualquer método de conservação confere apenas

proteção parcial ou temporária, nunca definitiva.

O emprego do aditivo conservador deve contemplar:

as características do alimentos, pois alimentos ricos em água e nutrientes são mais

vulneráveis às contaminações.

a forma de elaboração: por exemplo, alimentos forneados ficam mofados em ambientes

úmidos e quentes.

o tipo de embalagem: vários produtos necessitam de embalagens adequadas, que

ofereçam barreiras à entrada de agentes deteriorantes.

o tempo e condições de armazenamento devem ser avaliados

a qualidade dos microrganismos, pois o aditivo será empregado segundo a espécie e

variedade a ele sensível.

Para serem utilizados, os conservadores devem possuir, preferencialmente, os seguintes

requisitos: não tornar possível o emprego de métodos imperfeitos na elaboração de

alimentos; não danificar a saúde do consumidor; não ser irritante; não retardar a ação de

enzimas digestivas; não facilitar o uso de matéria-prima inadequada; ser eficaz em sua

quantidade mínima, em sua ação preservadora; ser facilmente identificável pelo controle

analítico; ser incolor, inodoro, insípido, solúvel em água e estável.

Os principais conservadores adotados pela legislação nacional vigente e sua ação

antimicrobiana estão descritos a seguir:

Aditivo Fungos Leveduras Bactérias

ácido benzóico e sais X X

ácido propiônico e sais X X

ácido sórbico e sais X X X

anidrido sulfuroso X X

BIBLIOGRAFIA

Barbosa-Cánovas, G.V. et al. Food Engineering Laboratory Manual. Technomic Pub. Com.

1997.

Cain, R.F. 1967. Changes during processing and storage of fruits and vegetables. Food

Technol., 21(7): 60-62.

Desrosier, N.W. & Desrosier, J.N. 1977. The Technology of Food Preservation. AVI

Publishing Company, Inc., Westport, Connecticut.

Desrosier, N.W. & Tressler, D.K. 1977. Fundamentals of Food Freezing. AVI Publishing

Company, Inc., Westport, Connecticut.

Evangelista, J. Tecnologia de Alimentos. 2a Ed. Atheneu. 2003.

ITAL � Instituto de Tecnologia de Alimentos. Reações de Transformação e vida-de-prateleira

de alimentos processados. 2a Ed. 1996.

Kramer, 1973. Storage retention of nutrition. Food Technol., 28(1): 50-67.

Labuza, T. http://www.fsci.umn.edu/Ted_Labuza/tpl.html

Labuza, T.P. 1973. Effects of dehydration and storage. Food Technol., 27(1): 20-26.

Reichert, J.E. Tratamento Térmico de los Productos Cárnicos. Ciencia y Tecnologia de la

carne. Teoria y Práctica, 13. Editora ACRIBIA S.A. 1988.

Rose, A.H. 1982. Fermented Foods. Academic Press, Inc. Harcourt Brace Jovanovich, Eds.

New York.

Singh, R.P. Introduction to Food Engineering. 2nd Ed. Academic Press. 1993.

Stumbo, C.R. 1973. Thermobacteriology in Food Processing, 2nd Ed. Academic Press, New

York.

USO DE TECNOLOGIAS NÃO CONVENCIONAIS

NA CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS

INTRODUÇÃO

Com o desenvolvimento tecnológico, tem sido freqüente o surgimento de novas

tecnologias de processamento, que podem aumentar a qualidade dos alimentos de diversas

formas. Isto inclui padrões de segurança, características nutricionais, características

sensoriais e também aspectos de custo. Esta novas tecnologias são normalmente referidas

a processos não térmicos de preservação de alimentos, em contraposição aos tradicionais

processos térmicos.

Na verdade, grande parte das novas tecnologias usam princípios bastante antigos e

conhecidos, muitos dos quais se remetem ao início do século XX, como é o caso das altas

pressões e da Irradiação. Outras tecnologias são mais recentes, e vieram como

conseqüência do desenvolvimento tecnológico em outras áreas, como é o caso das

microondas ou luz pulsante. O fato é que o ser humano, pela sua criatividade e necessidade,

estará sempre inovando.

Principais desafios a serem vencidos e discussão crítica sobre a viabilidade e

implementação das tecnologias não convencionais no segmento de alimentos

O processamento convencional de alimentos tem sido usado há tempos para produzir

alimentos seguros. Porém, os nutrientes podem degradar e atributos sensoriais podem

sofrer perdas consideráveis durante estes processamentos. As novas tecnologias vieram

para explorar estas desvantagens. Os objetivos destes processamentos são a produção de

alimentos seguros, com aspecto fresco e saudáveis. Enquanto estas tecnologias

emergentes podem ser utilizadas para destruir bolores, leveduras e bactérias não

esporuladas dos alimentos, a maioria delas é menos efetiva na destruição de esporos

bacterianos. Os tratamentos brandos nos alimentos, que estes novos processos provocam,

muitas vezes causam a injúria ou o stress das células microbianas ao invés de sua morte.

Quando as condições são favoráveis, estas células injuriadas podem desenvolver uma

resposta adaptativa que protege estas células contra tratamentos mais severos. Processos

convencionais moderados podem sinergisticamente aumentar a ação antimicrobiana de

novos fatores de preservação. Assim, tratamentos de alimentos integrando novos e

convencionais fatores de preservação podem resultar numa nova geração de alimentos mais

seguros e saudáveis.

Na verdade, o tema segurança alimentar é um dos mais importantes assuntos

comentados atualmente, e é imprescindível em todos os desenvolvimentos de novos

produtos e processos. Em muitos casos, os aspectos de custo relacionados à segurança

alimentar podem responder por boa parte dos investimentos em novos produtos ou

equipamentos.

Além disso, apesar dos distintos mecanismos de ação destas tecnologias não

térmicas, tais como o tratamento com altas pressões hidrostáticas, pulsos de campos

elétricos de alta intensidade, dióxido de carbono supercrítico, e ultra-som, as mesmas

também podem causar efeitos na permeabilidade de membranas biológicas, afetando a

estrutura das matrizes dos alimentos, além de suas propriedades de transferência de calor e

massa. Assim, o impacto da aplicação industrial das novas tecnologias de conservação de

alimentos tem sido superestimado, se levarmos em consideração o estágio insipiente da

maioria delas. Enfim, o maior obstáculo na implementação de uma nova tecnologia está na

sua transferência do ambiente acadêmico, em escala laboratorial ou mesmo piloto, para o

ambiente industrial. Observações e modelos experimentais normalmente são difíceis de se

replicar num ambiente industrial, normalmente focado em produtividade, padrões

econômicos e de qualidade. Como conseqüência desta realidade, a aplicação das novas

tecnologias de conservação de alimentos tem ocorrido freqüentemente de uma forma

combinada, complementar às tecnologias tradicionais de conservação, ou as vezes utilizada

de forma isolada, para aplicações ou produtos específicos.

A) PROCESSAMENTO SOB ALTAS PRESSÕES (HIGH PRESSURE PROCESSING -

HPP)

A inativação de microrganismos pelas altas pressões já foi notada desde o início do

século XX, mas somente na década passada os pesquisadores começaram a estudar o

potencial da comercialização de alimentos processados por esta tecnologia. Sob pressões

de 4000-9000 atmosferas enzimas e bactérias são inativadas, mas o sabor e aromas

continuam preservados. Devido à uniformidade da pressão, a preservação dos alimentos é

uniforme, sem ponto algum escapar da preservação. Ao contrário do tratamento térmico, o

tratamento por pressão não apresenta dependência de tempo/massa, reduzindo o tempo de

processo.

A aplicação deste tipo de processamento leva a produtos onde alguns atributos são

melhorados em detrimento a outros. De modo geral, as características sensoriais do

alimentos são superiores aos convencionais.

Existem trabalhos que mostram a redução da contagem microbiana de carnes e

produtos marinhos, com tratamentos da ordem de 150MPa a 450MPa (1MPa = 9,87atm). Na

verdade, há vários parâmetros de controle, necessários para otimização destes processo,

como pressão, tempo, e dióxido de carbono, capazes de prevenir o crescimento de

microrganismos e inibir alterações enzimáticas. Outro fator é o efeito de constituintes dos

alimentos, combinado à altas pressões. Neste caso, trabalhos de aplicação de altas

pressões, visando a eliminação de ascosporos de Sacharomyces cerevisiae em sucos de

frutas, adicionados de diversos tipos de ácidos, em quantidades diferentes, apresentaram

efeitos muito semelhantes, indicando que a pressão exerce o maior impacto.

Apesar dos regulamentos constantes no Food and Drug Administration (FDA) para

Alimentos de Baixa Acidez Processados Termicamente e Acondicionados em Embalagens

Herméticas (21,113 CFR) não se referir diretamente aos alimentos HPP, é implícito sua

aplicação uma vez que alimentos processados sob altas pressões tem uma forte

contribuição do componente térmico.

O FDA requer para aprovação de qualquer processo, o estabelecimento de um

programa para o controle do processo, realizado por um indivíduo ou organização com

conhecimento no processo (autoridade em processamento), que é sempre baseado em

evidências científicas. A validação com sucesso de um processamento sob altas pressões

requer uma abordagem multidisciplinar, integrando aspectos de microbiologia básica,

princípios físicos, químicos e engenharia de processo, para demonstrar a uniformidade e

esterilidade do processo.

Vários estudos têm sido realizados com o intuito de se validar processos sob altas

pressões, porém, o procedimento mais lógico seria aquele de demonstrar que o

processamento sob altas pressões possui um perfil de acordo com as equações

estabelecidas para o processamento térmico convencional, com um terceiro termo

adicionado à equação: pressão.

Os efeitos biológicos das altas pressões sobre microrganismos são vários e incluem

alterações morfológicas, bioquímicas, genéticas, na parede celular e na membrana

plasmática. Em geral, as bactérias Gram (-) são mais frágeis.

A geração da pressão pode ocorrer por

compressão direta, num sistema de pistões; no qual uma bomba de baixa pressão impele

o terminal de maior diâmetro, pressurizando o terminal de menor diâmetro do pistão. Este

método conduz a uma compressão rápida, mas limitada pelo anel de vedação entre a

câmara e o pistão.

compressão indireta, utilizando bombeamento de um líquido como meio de pressão. A

maioria dos sistemas de pressão isostáticos industriais utilizam este método.

aquecimento do meio de pressão, que utiliza a expansão do meio de pressão pelo

aumento de temperatura para gerar altas pressões. Neste caso ocorrem tratamentos

combinados de pressão e temperatura. Necessita de controle de temperatura bastante

precisos.

As figuras abaixo ilustram os sistemas.

Figura 5 � Compressão direta

Figura 6 � Compressão indireta

Os sistemas de pressão isostática podem operar como sistemas frios, mornos ou

quentes:

A pressão isostática fria é basicamente a técnica utilizada nas indústrias de metal,

cerâmica, carbono/grafite e plástica. Materiais na forma de pó são depositados num

molde elastômero e submetidos às altas pressões, da ordem de 500 a 6000 atm, por

alguns minutos. É a técnica mais promissora no ramo de alimentos.

A pressão isostática morna é uma técnica na qual a pressão é combinada com

temperaturas entre ambiente e 200°C. Este sistema é utilizado nas situações onde

reações químicas se desenvolvem durante a pressurização.

A pressão isostática quente é utilizada principalmente nas indústrias cerâmica e de

metais. A temperatura empregada chega a 2200°C e a pressão da rodem de 1000 a

4000 atem. O meio depressão utilizado é o argônio, nitrogênio, hélio ou ar. O tempo do

ciclo varia de 6 a 12 horas.

A indústria japonesa lidera a confecção de vasos de alta pressão. A maior companhia

japonesa neste setor é a Mitsubishi Heavy Industries Ltd. A Tabela a seguir ilustra alguns

equipamentos disponíveis no mercado.

Tabela 1 Especificação de vasos para altas pressões manufaturados pela Mitsubishi

Heavy Industries Ltd.

Mitsubishi Diâmetro Comprimento Volume Máxima Pressão

Model (m) (m) (m3) (atm)

MFP 700 0.06 0.2 0.6 7000

MCT 150 0.15 0.3 6.0 4200

FP 30V 3.0 7.0 50 4200

FP 40L 4.0 17.0 210 4000

Os processamentos sob altas pressões ocorrem principalmente em sistemas por

bateladas. Nestes sistemas o alimento é pressurizado em bateladas, uma após a outra. Este

tipo de processamento reduz os riscos de contaminação de grandes quantidades de

alimentos por lubrificantes ou partículas do equipamento. Diferentes tipos de alimentos

podem ser processados em bateladas sem o perigo de contaminação cruzada ou

necessidade de limpeza do equipamento após cada processo. Além disso existe a vantagem

técnica da simplicidade do modelo construtivo quando comparado aos sistemas contínuos. A

taxa de operação de um sistema por bateladas pode ser aumentada utilizando vários vasos

de pressão em seqüência.

B. OZÔNIO

O Ozônio tem sido utilizado há mais de 100 anos no tratamento de água de diversas

cidades e gradualmente tem ganhado aceitação como um agente oxidante de múltiplo uso.

Recentemente, o ozônio foi reconhecido como GRAS pelo FDA. Como agente microbiocida,

o ozônio é caracterizado pela sua rapidez e eficácia, e não é conhecido nenhum

microrganismo com resistência ao seu efeito germicida.

No processamento de alimentos, o ozônio pode ser utilizado na forma gasosa, como

um fumigante, ou quando dissolvido em água, numa solução aquosa, com poder germicida

para lavagem ou enxágüe sanitário de alimentos, equipamentos e acessórios. Porém, o uso

do ozônio ainda é limitado ao pouco conhecimento que existe de suas formas de aplicação

mais eficazes.

Carnes, frutas vegetais, raízes, cereais são diversos alimentos que podem se

beneficiar de sua aplicação, porém cada um deles apresentará uma resposta diferente à

exposição. A Tabela a seguir ilustra vantagens e desvantagens do uso do ozônio em

alimentos.

Tabela 2 Vantagens e desvantagens do uso do ozônio

Vantagens Desvantagens

Retarda o crescimento de mofos e

bactérias, em pequenas concentrações

(3ppm), em temperatura de refrigeração

Em temperaturas de refrigeração,

conserva a carne, com aplicação diária

de ozônio a 2,5 a 3 ppm, durante 2

horas

É potente bactericida dos

microrganismos do ar e da água

A atividade do ozônio se torna maior

quanto menor for a temperatura e a

umidade superficial

Como forte agente oxidante, mesmo em

concentração menor que 3ppm, produz

rancidez da manteiga, creme, ovos em

pó, bacon, embutidos e outros produtos

ricos em gordura.

É tóxico para o homem.

A ação bacteriostática ou bactericida do

ozônio diminui bastante quando os

microrganismos se acham ligados à

matéria orgânica ou a meios complexos.

Ao contrário dos ácidos orgânicos e do

dióxido de carbono, o ozônio é mais

atuante sobre as bactérias anaeróbias

ou facultativas, do que sobre

microrganismos aeróbios.

C. PROCESSAMENTO COM CAMPOS DE PULSO ELÉTRICO DE ALTA INTENSIDADE

O campo elétrico é aplicado a alimentos fluidos na forma de pulsos curtos com

duração entre microsegundos e milisegundos. O alimento pode ser processado à

temperatura ambiente ou mesmo refrigerado. No tratamento de alimentos por campos

elétricos pulsados o tempo de processo é curto e a energia gasta no aquecimento do

produto é mínima.

A preservação do alimento requer a inativação dos microrganismos patogênicos e

deterioradores, além das enzimas responsáveis pelas reações indesejáveis no alimento. Os

campos elétricos de pulsos de alta intensidade podem inativa microrganismos e enzimas.

Contudo, a tecnologia está baseada num conceito denominado potencial transmembrana,

que quando alcança um valor crítico, provoca a formação de poros nas membranas

celulares, aumentando a permeabilidade celular e provocando a morte do microrganismo. A

inativação dos microrganismos aumenta com o aumento da força do campo elétrico, com o

número de pulsos, com a duração dos pulsos, com a forma do pulso, temperatura do meio,

maturidade das bactérias e força iônica do meio. Apesar das células vegetativas das

bactérias serem inativadas por pulsos elétricos, esporos são bem mais resistentes, sendo

sensíveis somente após a germinação. Os pulsos elétricos não induzem à germinação e,

desta forma, não inativa os esporos. Porém, se a germinação dos esporos for induzida por

outros métodos (como adição de lisozimas), os pulsos elétricos podem ser utilizados para

eliminar as células vegetativas resultantes.

Os primeiros estudos de eletricidade no processamento de alimentos usaram campos

elétricos de corrente contínua ou corrente alternada. Mais tarde, os campos elétricos

pulsantes foram utilizados em áreas da biologia celular e biotecnologia para eletroporação e

eletrofusão. Eletroporação é a permeabilização de membranas celulares sob influência de

um campo elétrico para manipulação genética ou introdução de materiais estranhos na

célula. Eletrofusão é a fusão de células quando submetidas a um campo elétrico. A

aplicação dos campos elétricos pulsantes na biologia celular esta sendo estendida à

inativação microbiológica com a função de preservação de alimentos.

Na verdade, este tipo de processamento ainda está sob desenvolvimento em escala

laboratorial ou planta piloto, partindo para escalas de produção maiores. O foco desta

tecnologia está na pasteurização de alimentos líquidos de alta acidez, como sucos de fruta.

Neste sentido, sucos de laranja, maçã e tomate já demonstraram qualidade superior ao

tradicional processo térmico. O alimento pode ser processado à temperatura ambiente ou

mesmo congelado.

Com o objetivo de validar esta tecnologia, vários estudos têm sido realizados para

garantir a homogeneidade de temperatura e campo elétrico dentro das câmaras de

processo. Quanto aos aspectos de custo, o processamento por pulso elétrico ainda é

semelhante ao processo térmico tradicional. Porém, acredita-se que com a otimização dos

equipamentos e das condições operacionais o processo por pulso elétrico se torne mais

barato que o convencional.

D. CAMPOS MAGNÉTICOS OSCILANTES

A utilização de campos magnéticos oscilantes tem o potencial de pasteurizar alimentos

com um aumento na sua qualidade e vida-de-prateleira, se comparado aos processos

convencionais de pasteurização.

A região na qual um corpo magnético é capaz de magnetizar partículas a sua volta é

denominada campo magnético. Quando a susceptibilidade à magnetização é igual ao longo

dos três eixos ortogonais x, y e z, a partícula é dita isotrópica (apresenta as mesmas

propriedades físicas em todas as direções). Por outro lado, quando a partícula é dita não

isotrópica, a susceptibilidade ao campo magnético não é igual ao longo dos eixos x, y e z.

Átomos de carbono exibem isotropia, enquanto dois átomos de carbono em ligações

simples, duplas ou triplas são não isotrópicos.

Em geral os campos magnéticos são diferenciados como estáticos ou oscilantes. Os

campos magnéticos são geralmente gerados por suprimentos de corrente em bobinas

elétricas. A inativação de microrganismos requer fluxos magnéticos de densidade de 5 a 50

tesla (T). Campos magnéticos oscilantes podem ser gerados usando-se bobinas

supercondutoras, bobinas que produzam campos de corrente contínua, ou bobinas

energizadas pela descarga de energia armazenada num capacitor.

E) RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA

O processo por radiação ultravioleta oferece como maiores benefícios os aspectos de

custo e menor impacto ambiental. É uma tecnologia que tem sido utilizada há muito tempo

para purificar água, superfícies de contato com alimentos e produtos frescos. A eficiência e

custos competitivos dos equipamentos atuais têm favorecido a aplicação também em

cervejarias, indústrias de refrigerantes, sucos e laticínios. O comprimento de onda na faixa

de 250-260nm tem potencial de aplicação nas principais aplicações das indústrias de

alimentos, porém com efeito superficial e alta resistência dos esporos.

Alguns dos pontos críticos referentes ao uso da luz ultravioleta na conservação de

alimentos são:

Potência da lâmpada

Tempo de retenção, que está relacionado com o comprimento do equipamento e a vazão

do produto, que oscila entre 1-400m3/h

Presença de partículas, que causam sombras, protegendo microrganismos

Vida útil da lâmpada, que varia entre 5000 a 11000 horas

Paradas de energia, que requerem sistemas de desvio de fluxo

F) IRRADIAÇÃO

A radiação é um excelente método que pode ser utilizado como meio direto para a

conservação de alimentos e como complemento para reforçar a ação de outros processos

aplicados com a mesma finalidade.

As fontes de energia para radiação de alimentos podem ser de origem radioativa,

como o Cobalto 60 (mais utilizado) e o Césio 137, ou de origem mecânica como a obtida

pelos aceleradores de elétrons.

Algumas das finalidades da radiação dos alimentos estão descritas a seguir:

aumentar o tempo de vida útil de alimentos em geral

exercer ação equivalente à pasteurização e esterilização

complementar a atuação de outros processos de conservação de alimentos

impedir o brotamento de vegetais (cebolas)

destruir insetos e infestações de vegetais

melhorar caracteres organolépticos, como aroma, sabor e cor

promover ou incrementar colheitas através do tratamento de sementes

facilitar o armazenamento de produtos estocados em baixas temperaturas

As unidades de radiação, que constituem a medida da intensidade das radiações,

foram criadas para limitar as doses, evitando efeitos inconvenientes (principalmente

alterações no sabor e aroma) e aproveitando sua ação benéfica. A unidade mais utilizada é

o Rad e suas unidades múltiplas, o kiloRad (kRad) e o megaRad (MRad). O MRad

corresponde a 2 calorias.

A irradiação é considerada um dos meios mais efetivos no controle de

microrganismos patogênicos encontrados especificamente nos alimentos cárneos. Apesar

dos esforços realizados para prevenir casos de toxinfecção em produtos de origem animal,

vários surtos têm ocorrido, em vários países. As pessoas favoráveis à utilização da radiação

ionizante pregam que as boas práticas de fabricação e os procedimentos de higiene, mesmo

bem conduzidos, podem reduzir bastante a contaminação de patógenos, mas dificilmente

poderá eliminá-los por completo, uma vez que estes microrganismos, como a Salmonella

ssp, fazem parte da flora natural de diversos animais e estabelecimentos onde animais são

criados.

O conceito deste processo é baseado no efeito danosos da irradiação no DNA dos

microrganismos, inativando-os. A irradiação de microrganismos patógenos é influenciada

pela dose de irradiação, composição do alimentos, temperatura, número de microrganismos,

estado fisiológico dos microrganismos, e composição da atmosfera.

Quanto à aplicação de irradiação em produtos cárneos, recentemente descobriu-se

que as bactérias Gram (-), envolvidas na deterioração de produtos cárneos refrigerados são

bastante sensíveis. Em contrapartida, as bactérias Gram (+), como os lactobacilos e

lactococos, responsáveis pela fermentação de produtos cárneos, são mais resistentes. Isso

possibilita a aplicação de doses baixas na seleção de flora microbiana de produtos

fermentados.

O FDA aprova doses de irradiação na faixa de 1,5-3,0kGy para aves e doses de 4,5 e

7,0 kGy para carnes vermelhas não congeladas e congeladas, respectivamente.

G) ATMOSFERA MODIFICADA

O uso de atmosfera modificada para conservação de carnes é muito antigo, porém o

conhecimento dos mecanismos de preservação, a otimização do processo e os mecanismos

de controle têm evoluído muito atualmente.

As principais vantagens no uso de embalagens com atmosfera modificada são a

manutenção das características originais, a diminuição do uso de preservativos químicos e

melhor controle nos sistemas de distribuição, principalmente pelo aumento da vida útil e

diminuição das perdas de comercialização.

As principais desvantagens estão associadas ao custo dos equipamentos,

embalagens e dos próprios gases. As temperaturas de processo, comercialização e

armazenamento também são bastante críticas. A tecnologia não substitui a estocagem

refrigerada.

O sucesso da tecnologia baseia-se na qualidade inicial da matéria-prima, da mistura

gasosa, da temperatura, das propriedades de barreira da embalagem, da relação espaço-

livre frente à massa do produto e do equipamento de acondicionamento.

Os gases ozônio, cloro, SO2 e CO são gases potenciais, mas ainda com dificuldades

de aplicação. O maior interesse ocorre pela utilização do CO2, N2 e O2. O CO2 é o gás mais

utilizado e possui efeito bacteriostático e fungistático, agindo pela inibição direta das

enzimas ou diminuição da velocidade das reações.

H) LUZ PULSANTE

A tecnologia de pulsos de luz consiste em flashes de luz no mesmo comprimento de

onda da luz solar, porém 20.000 vezes mais intensos.

O conceito reside no acúmulo de grande quantidade de energia elétrica, armazenada

em capacitores, por períodos de tempo relativamente longos (1/10 segundos), sendo então

descarregada em frações de segundos (1/1.000.000 ou 1/100.000 segundos), liberando

altas doses de energia, com efeitos danosos a microrganismos, resultando num aumento da

vida-de-prateleira de alimentos.

A energia liberada não possui poder ionizante. A Energia luminosa é medida por

energia de luz incidente por unidade de área, normalmente em Joules por centímetro

quadrado. Existem trabalhos que se referem a tratamentos da ordem de 1,5J/cm2 capazes

de eliminar 107UFC/cm2 de S.aureus em placas de petri.

O tratamento de produtos utilizando pulsos de luz de alta intensidade e curta duração

é baseado na penetração da luz através do produto.

Como resultado do gradiente de temperatura entre a superfície e as camadas internas

do material, a energia dissipada como calor é transferida para as camadas mais internas do

material por condução térmica. Calor transferido por condução é descrito como:

A transferência de calor continua até que o estado estacionário é atingido e a

temperatura do material torna-se constante. O tempo requerido para atingir uma temperatura

constante depende da quantidade de calor dissipado e das propriedades térmicas do

material. Como alimento sempre contém água, um bom condutor térmico, o aquecimento da

superfície é rapidamente conduzido para dentro do alimento. Porém, se a duração dos

pulsos de luz é curta se comparada à condutividade térmica do material, a energia dos

pulsos pode ser depositada na superfície por um período muito curto, durante o qual pouco

ou nenhum aquecimento por condução ocorre. Isto resulta num substancial aquecimento

instantâneo de uma fina camada da superfície à temperaturas muito altas.

I) MICROONDAS

A radiação eletromagnética é classificada pelo comprimento de onda ou freqüência. O

espectro eletromagnético entre as freqüências de 300MHz e 300GHz é representado pelas

microondas, o mesmo comprimento de onda utilizado em radares, equipamentos de

navegação e equipamentos de comunicação.

As microondas penetram no alimento e o aquecem totalmente. Assim, a taxa de

aquecimento é mais rápida que nos processos convencionais. A geração de calor ocorre

pela interação das microondas com os componentes do alimentos, em especial materiais

dielétricos, pela polarização iônica e pela rotação dipolar destes componentes. Não tem

poder ionizante, assim nenhum efeito não térmico é produzido.

As principais vantagens do processamento são a alta velocidade no aquecimento e

rapidez no descongelamento. As principais dificuldades residem naqueles alimentos de

forma, densidade e composição não uniformes, que resultam em processos não

homogêneos.

As maiores aplicações industriais se resumem no aumento da temperatura de

alimentos congelados, tais como carnes, peixes, frutas e manteiga; na secagem de grãos,

ervas e pastas; no cozimento de bacon, carnes e batatas; na secagem sob vácuo de carnes

e grãos.

Um forno microondas consiste nos seguintes maiores componentes, conforme

descrito na Figura a seguir.

Fonte de energia: sua função é fornecer energia elétrica da rede e convertê

voltagem requerida pelo magnetron, que requer, em geral, milhares de volts de corrente

contínua.

Magnetron: é um oscilador capaz de converter a potência fornecida em energia na forma

de microondas. O magnetron emite energia radiante de alta freqüência. A polaridade da

radiação emitida alterna entre positiva e negativa a altas freqüências (ex. 24,5 bilhões de

vezes por segundo para um magnetron operando a freqüência de 2450MHz, a freqüência

mais comum dos fornos domésticos).

Guia de onda ou seção de transmissão: tem a função de propagar, radiar ou transferir a

energia gerada pelo magnetron para o forno

de onda possui poucos centímetros de comprimento; no entanto, em equipamentos

industriais pode alcançar alguns metros. A energia perdida nesta seção é geralmente

pequena.

Agitador: geralmente é um ventilador que g

forno.

Cavidade do forno: a cavidade engloba o alimento que vai ser aquecido

Figura 7 - Esquema de um forno microondas

A energia transferida entre as microondas e o material expo

propriedades elétricas do material. A distribuição de energia dentro de um material é

determinada pelo fator de atenuação

campo elétrico no material, valor Z.

A profundidade Z abaixo da superfície do material até onde penetra o campo elétrico

pode ser definida como:

1

2]

)1tan1('

2[

2

Z

onde é o comprimento de onda em metros, sendo que

hertz e v = velocidade (300 x 10

constante dielétrica do material.

Fonte de energia: sua função é fornecer energia elétrica da rede e convertê

voltagem requerida pelo magnetron, que requer, em geral, milhares de volts de corrente

um oscilador capaz de converter a potência fornecida em energia na forma

de microondas. O magnetron emite energia radiante de alta freqüência. A polaridade da

radiação emitida alterna entre positiva e negativa a altas freqüências (ex. 24,5 bilhões de

s por segundo para um magnetron operando a freqüência de 2450MHz, a freqüência

mais comum dos fornos domésticos).

Guia de onda ou seção de transmissão: tem a função de propagar, radiar ou transferir a

energia gerada pelo magnetron para o forno ou cavidade. Num forno doméstico, o guia

de onda possui poucos centímetros de comprimento; no entanto, em equipamentos

industriais pode alcançar alguns metros. A energia perdida nesta seção é geralmente

Agitador: geralmente é um ventilador que gira e distribui a energia transmitida através do

Cavidade do forno: a cavidade engloba o alimento que vai ser aquecido

Esquema de um forno microondas

A energia transferida entre as microondas e o material exposto é influenciada pelas

propriedades elétricas do material. A distribuição de energia dentro de um material é

determinada pelo fator de atenuação ', que é inversamente proporcional à penetração do

campo elétrico no material, valor Z.

baixo da superfície do material até onde penetra o campo elétrico

2/1

é o comprimento de onda em metros, sendo que = v/f

= velocidade (300 x 108 m/s). O valor tan é a tangente de perda; e

constante dielétrica do material.

Fonte de energia: sua função é fornecer energia elétrica da rede e convertê-la á alta

voltagem requerida pelo magnetron, que requer, em geral, milhares de volts de corrente

um oscilador capaz de converter a potência fornecida em energia na forma

de microondas. O magnetron emite energia radiante de alta freqüência. A polaridade da

radiação emitida alterna entre positiva e negativa a altas freqüências (ex. 24,5 bilhões de

s por segundo para um magnetron operando a freqüência de 2450MHz, a freqüência

Guia de onda ou seção de transmissão: tem a função de propagar, radiar ou transferir a

ou cavidade. Num forno doméstico, o guia

de onda possui poucos centímetros de comprimento; no entanto, em equipamentos

industriais pode alcançar alguns metros. A energia perdida nesta seção é geralmente

ira e distribui a energia transmitida através do

Cavidade do forno: a cavidade engloba o alimento que vai ser aquecido

sto é influenciada pelas

propriedades elétricas do material. A distribuição de energia dentro de um material é

', que é inversamente proporcional à penetração do

baixo da superfície do material até onde penetra o campo elétrico

= v/f, f = freqüência em

angente de perda; e ' é a

Tabela 3- Propriedades dielétricas da água e do gelo a 2450MHz

Constante dielétrica

relativa, '

constante de perda dielétrica

relativa, "

tangente de perda,

tan

Gelo 3,2 0,0029 0,0009

Água 78 12,48 0,16

J) AQUECIMENTO ÔHMICO

O efeito deste processamento sobre alimentos é explicado de acordo com a Lei de

Ohm. O alimento funciona como uma resistência à passagem da corrente elétrica e é

aquecido. A profundidade de penetração é ilimitada e a extensão do aquecimento é

governada pela uniformidade espacial da condutividade elétrica do produto, e seu tempo de

residência no aquecedor.

Uma da principais vantagens é o aquecimento praticamente simultâneo da porção

líquida e sólida do alimento, o que evita processar o líquido em excesso, a fim de assegurar

a esterilidade do componente sólido, resultando em menores danos ao alimento.

As principais aplicações são processamento de refeições pré-preparadas para

estocagem e distribuição à temperatura ambiente; pasteurização de produtos que

contenham partículas, por enchimento a quente; pré-aquecimento de alimentos antes da

esterilização, em latas; produção de refeições prontas para estocagem e posterior

distribuição à temperatura de resfriamento.

REFERÊNCIAS

Barbosa-Canovas, G.V.; Pothakamury, U.R.; Palou, E.; Swanson, B.G. Nonthermal

Preservation of Foods. Marcel Dekker Inc. 1997.

Beraquet, N.J. Novos Processos para a Indústria de Alimentos. Revista Engenharia de

Alimentos, 1(1)14-16, 1995.

Book of Abstracts. IFT Annual Meeting Technical Program; 2002.

Dunn, J.; Ott, T.; Clark, W. Pulsed-Light Treatment of Food and Packaging. Food

Technology; September; 95-98; 1995.

Fito, P.; Ortega-Rodriguez, E.; Barbosa-Canovas, G.V. Food Engineering 2000. ITP �

International Thompson Publishing, 1997.

Sizer, C.E., Balasubramaniam, V.M.; Ting, E. Validating High-Pressure Process for Low Acid

Foods. Food Technology; 56(2)36-42; 2002.

Ting, E.; Balasubramaniam, V.M.; Raghubeer E. Determining Thermal Effects in High-

Pressure Processing. Food Technology; 56(2)31-35; 2002.

Yousef, A.E. Stresses, Stress-Adaptative Responses and Safety of Minimally Processed

Foods - An Overview. Book of Abstracts. IFT Annual Meeting Technical Program; 1999.

Zook, C.D.; Parish, M.E.; Braddock, R.J.; Balaban, M.O. High Pressure Inactivation Kinetics

of Saccharomyces cerevisiae Ascospores in Orange and Apple Juices. Journal of Food

Science, 64(3)533-535, 1999.