engenharia de alimentos e bioquÍmica aula 3

Prof. Dr. Estevãn Martins de Oliveira

Aumento da conservação dos alimentos

Relação tempo x temperatura ◦ Fatores intrínsecos e extrínsecos relacionados

com os M.O. pH

Efeito do calor sobre o alimento

Outros processos de conservação posterior

Tempo de aquecimento

Dimensões e forma da embalagem

Velocidade de penetração do calor(tipo de embalagem e alimento)

1. BRANQUEAMENTO ◦ Métodos de Branqueamento - Escaldado -

Blanching ◦ H2O quente: 80oC - 100°C / tempo

determinado ◦ Vapor : 100oC (requer de 30 a 50%

mais tempo que branqueamento por água aquecida)

◦ Outros: InfraVermelho - Microondas - Eletrocondutividade

2. PASTEURIZAÇÃO 3. ESTERILIZAÇÃO

Defeitos da Qualidade Enzimas Responsáveis

Desenvolvimento Aroma Atípico Lipoxigenase (oxidação) – Lípase

(liberam ácidos graxos livres) –

Protease (liberam H2S)

Modificações Textura Enzimas Pécticas – Amilase –

Celulase

Modificações Cor Polifenoloxidase – Clorofilas

Peroxidase ( extensão)

Modificações Nutricionais Ácido Ascórbico Oxidase – Tiaminase

Fonte: Williams et alii (1986)

Imersão em H2O Vapor

Produção de Efluentes

Perda por Lixiviação

Lavagem completa produto

Consumo H2O

Consumo Energia

Trocas Térmicas

Eficácia Térmica

Controle Temperatura

Homogeneidade

Possibilidade incorporação aditivos

químicos

Facilidade Manutenção Equipamento

Custo Tratamento

Fonte: Philippon (1994)

Parâmetros do Branqueamento dependem: ◦ atividade enzimática da matéria-prima ◦ estrutura histológica do vegetal determina a capacidade transmissora

de calor aos tecidos - resistência específica frente a ação de temperaturas elevadas

Vantagens do Branqueamento

◦ Principal: destruição do sistema enzimático ◦ Secundárias

redução contaminação microbiana (destruição da flora vegetativa da superfície do produto)

tornar os produtos mais plásticos facilitando acomodação em recipientes

fixação de cor, sabor e aroma facilitar a remoção do ar ocluso nos tecidos vegetais liberar do produto de certas substâncias indesejáveis

responsáveis pelo “gosto picante” de hortaliças cruas e o “gosto verde” adquirido pelas ervilhas devido ao mau manuseio, assim como a coloração violácea da ponta de aspargos

Operações Colheita- menor manuseio – processamento rápido Transporte – caixas – cestos – limpos – veículos com refrigeração Descarregamento – danos mecânicos- cortes, quebras, amassadura Seleção e limpeza – impurezas grosseiras –defeitos – doenças –

insetos – materiais estranhos – esteiras c/ ventilação ou agitação – seleção manual Limpeza – peneiras –escovas e água (clorada) ou ( detergentes)

tubérculos, bulbos.

Classificação –tamanho uniformidade produto ; rigor tempo/temperatura no

branqueamento e esterilização regulagem equipamentos preparação da M.P.

Preparo – retirada de película (cenouras e batatas) – descascamento

(ervilhas e feijões)- debulhamento (milho), cortes (cenouras, vagens)

Branqueamento e resfriamento – água quente ou vapor (eliminação de gases dos tecidos, inativar enzimas (peroxidase e catalase), fixar cor, aroma e sabor, remover subst. Gelatinosas ou amargas, desinfecção superficial ( fungos e leveduras), amaciar o produto. Resfriamento imediato por imersão ou aspersão.

deve ser realizado imediatamente e o mais rápido possível após o tratamento térmico

Objetivo: interromper a ação do calor - o que permite controlar melhor a duração do tratamento térmico ◦ Zona Térmica entre 50oC e 10oC - Fase Crítica para

Qualidade do Produto ◦ susceptibilidade a recontaminação com microrganismos ◦ modificação de cor ◦ grande perda de nutrientes ◦ principalmente perda no valor vitamínico ◦ deterioração do aroma

Acondicionamento – latas ou vidros limpos c/ água quente ou vapor ou jatos de ar Mecânico – vegetal coberto com água pura ou c/ ingredientes

(complementos de sabor e aroma, textura ou cor do produto) sacarose, ácidos, sal, especiarias, espessantes.

Exaustão e fechamento hermético – retirada do ar – aquecimento 80 – 85oC ou vácuo Espaço livre – substituído por vapor – condensado = vácuo de 305

a 480 mmHg. – reduz oxidações, evita tensões excessívas na esterilização e impede estufamento ( altitudes)

Condições de anaerobiose – extremidade de latas ligeiramente convexas ou planas – mudanças forma = alteração do alimento; Fechamento manual ou por recravadeiras ( latas e vidros)

Esterilização – pH > 4,5 – temperatura > de 100oC = retortas ou autoclaves (BM > tempo = dano) Produtos ricos amido = autoclave rotatória Produtos ácidos – temperatura baixa em B.M. ( tomate pH< 4,5 e

palmito pH corrigido a 4,3 c/ ác. cítrico) Resfriamento – água fria c/ 1 a 2 ppm cloro ativo. – lote – amostra

prova de esterilização = frutas.

Operações Colheita- menor manuseio – processamento rápido Transporte – caixas – cestos – limpos – veículos com refrigeração Descarregamento – danos mecânicos- cortes, quebras, amassadura Seleção e limpeza – impurezas grosseiras –defeitos – doenças –

insetos – materiais estranhos – esteiras c/ ventilação ou agitação – seleção manual Limpeza – peneiras –escovas e água (clorada) ou ( detergentes)

tubérculos, bulbos. Classificação –tamanho uniformidade produto ; rigor tempo/temperatura no

branqueamento e esterilização regulagem equipamentos preparação da M.P.

Preparo – retirada de película (cenouras e batatas) – descascamento (ervilhas e feijões)- debulhamento (milho), cortes (cenouras, vagens)

Branqueamento e resfriamento – água quente ou vapor (eliminação de gases dos tecidos, inativar enzimas (peroxidase e catalase), fixar cor, aroma e sabor, remover subst. Gelatinosas ou amargas, desinfecção superficial( fungos e leveduras), amaciar o produto. Resfriamento imediato por imersão ou aspersão.

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Acondicionamento – latas ou vidros limpos c/ água quente ou vapor ou jatos de ar Mecânico – vegetal coberto com água pura ou c/ ingredientes

(complementos de sabor e aroma, textura ou cor do produto) sacarose, ácidos, sal, especiarias, espessantes.

Exaustão e fechamento hermético – retirada do ar – aquecimento 80 – 85oC ou vácuo Espaço livre – substituído por vapor – condensado = vácuo de 305

a 480 mmHg. – reduz oxidações, evita tensões excessívas na esterilização e impede estufamento ( altitudes)

Condições de anaerobiose – extremidade de latas ligeiramente convexas ou planas – mudanças forma = alteração do alimento; Fechamento manual ou por recravadeiras ( latas e vidros)

Esterilização – pH > 4,5 – temperatura > de 100oC = retortas ou autoclaves (BM > tempo = dano) Produtos ricos amido = autoclave rotatoria Produtos ácidos – temperatura baixa em B.M. ( tomate pH< 4,5 e

palmito pH corrigido a 4,3 c/ ác. cítrico) Resfriamento – água fria c/ 1 a 2 ppm cloro ativo. – lote – amostra

prova de esterilização = frutas.

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agrava as alterações de textura, consecutivas as operações de congelamento, descongelamento e cozimento

redução do valor nutricional perda de nutrientes poluição dos mananciais

branqueamento “as vezes” provoca um sabor de

cozido no produto branqueamento em água quente – provoca uma

perda importante de elementos solúveis, sobretudo, quando o resfriamento é feito por imersão em água

Enzima

Indicador

A Favor Contra

Peroxidase

(POD)

Ampla distribuição no tecido vegetal, leite e

leucócitos

Correlação com qualidade ainda não

completamente esclarecida

Resistente a destruição pelo calor –

Enzima de maior Termoestabilidade

Inativação pode requerer super-branqueamento [deterioração cor e sabor,

valor nutricional (perda de vitaminas,

proteínas e aminoácidos)]

Oxidoredutase Indice Eficiência do Tratamento

Térmico

Regeneração da atividade enzimática

Teste quantitativo simples e rápido Diferentes isoenzimas termicamente estáveis em

vegetais diferentes

POD residual de 1 – 10% é termicamente estável

em muitos vegetais

Lipoxigenase

(LOX)

Ampla distribuição em plantas (particularmente

legumes e cereais)

Análise rápida não disponível ou não utilizada

Envolvimento no desenvolvimento de aroma

atípico e da perda de cor

Interferências comuns na análise

espectrofotométrica

Sensível ao calor Método Polarográfico não sensível

Enzima Chave do Desenvolvimento de

Aroma Indesejável Oxidação lipídica pode ocorrer sem a catálise

enzimática

LIPOXIGENASE Ácido Graxo Poliinsaturado Esteres de Ácido Graxo [dupla ligação posição Cis]

Complexo Enzima-Substrato Hidroperóxidos Acilgliceróis Peróxidos Radicais Livres

Ação dos Radicais Livres Desenvolvimento de aroma atípico Destruição de clorofila α, carotenóides e xantofilas perda

cor e destruição de vitaminas(derivados oxigenados de hidrocarbonetos

PEROXIDASE é uma oxidoredutase capaz de catalisar reações de oxidação em

plantas. tem um número de isoenzimas (formas eletroforéticas

diferentes de uma enzima com função idêntica) com estabilidade ao calor em muitos vegetais, e a sua completa inativação pode requerer um tratamento térmico maior que o necessário para a inativação de outras enzimas.

inativação de 90% da peroxidase: conseque-se qualidade ótima de vegetais congelados

Peroxidase perda e-

O2 / ROOH + AH2 H2O + ROH + Aoxidado

Peróxido peróxido reduzido O2 / ROOH: aceptor de hidrogênio AH2 (doador e-): ascorbato, fenóis, aminas e

outros compostos orgânicos Ação da Polifenoloxidase benzoquinonas e

melaninas amino grupo da Lisina-resíduos de Proteína afetando valor nutricional e solubilidade de proteínas

Ervilhas verde 0,3 – 1,4 %

Feijão 0,7 – 3,2 %

Couve-flor 3,8 -5,7 %

Espinafre 2,8 – 3,7 %

Cenouras até 6,9 %

VEGETAL ÁGUA VAPOR

95°C / 4 minutos 4 minutos

BRÓCOLIS MAÇO

BRÓCOLIS

CABEÇA

BATATA BRANCA Traços ou Leve + Negativo

BATATA ROSA Leve + Traços ou Leve +

MAÇÃ ARGENTINA Traços ou Leve + Negativo

MAÇÃ FUGI Leve + Negativo

MILHO Leve +

Definição: Tempo em minutos à temperatura constante requerido para destruir 90% dos microrganismos presentes.

Tempo requerido para que a Curva de Sobreviventes atravesse 1 ciclo logarítmico.

Dada a uma ToC de morte de 90% da população no 1o minuto

de aquecimento, 90% da população restante será morte no 2o minuto....

D varia ToC, concentração de microrganismos e composição

do meio Destruição Térmica de Microrganismos – reação cinética de 1o

ordem, porque é diretamente proporcional ao número de microrganismos presentes

Conceito 12 D e 5D Para promover uma substancial margem de segurança em

alimentos de baixa acidez, assume-se que formadores de esporos altamente resistentes ao calor como o Clostridium botulinum estão presentes e sua população é grande.

Conceito 12 D: Tratamento Térmico 12 D (D121 2,5 minutos)

está baseado na destruição do Clostridium botulinum, Indústria de Enlatamento de Conservas Vegetais – 12 D significa

que inicial de microrganismos foi em 90% 12 x (12 ciclos logarítmicos), ou seja, uma redução de 10-12 x na população inicial de microrganismos

Conceito 5 D: Tratamento Térmico em alimentos de baixa

acidez, baseado na destruição do Anaeróbico Putrefativo 3679 (PA 3679) e do Bacillus stearothermophillus (FS 1518), considerado equivalente ao valor 12 D.

Fo D121 log No - log N)

No. de D Tempo

min

No.

Bactérias

vivas

No.

Bactérias

mortas

Total

bactérias

mortas

% mortas

0 0 1.000.000 0 0 0

1D 2 100.000 900.000 900.000 90

2D 4 10.000 90.000 990.000 99

3D 6 1.000 9.000 999.000 99,9

6D 12 1 9 999.999 99,9999

8D 16 0,01 0,09 999.999,99 99,999999

10

1

0,1

100 105 110 115 120 125

D110 = 10 min

D115 = 3 min

D121 = 0,8min

Tem

po

de a

quecim

ento

(min

) (

escala

logaritm

ica)

Temperatura (oC)

1 ciclo

logaritmico

Definição: Intervalo de temperatura que ocasiona uma

variação de 10 x na velocidade de uma transformação.

Número de Graus requeridos para que uma Curva de Tempo de Destruição Térmica específica, passe por 1 ciclo logarítmica (modificado por um fator de 10).

Índice de Inclinação Negativo da Curva de Tempo

de Destruição Térmica.

100

10

0,1

100 105 110 115 120 125

F111 = 40 min

Tem

po

de a

quecim

ento

(min

) (

escala

logaritm

ica)

Temperatura (oC)

1 ciclo

logaritmico

111 121

Z F121 = 4 min

Z = 10oC

40 F10121 = 4 min

Definição: Número de Minutos para que ocorra a diminuição da população com um valor de Z específico a uma Temperatura específica.

Medida da facilidade ou dificuldade com a qual o alimento pode ser esterilizado, ou a, medida da capacidade de um tratamento térmico para esterilizar um alimento. Conhecido como “valor de esterilização”.

Fo (valor de referência): Número de minutos a 121oC (250oF) requeridos para destruir um número específico de microrganismos, com um valor de Z de 10oC (18oF).

Definição: quociente entre a “velocidade de uma transformação a uma dada temperatura e a velocidade 10oC abaixo da primeira”.

Destrói parte mas não todas as células vegetativas dos M.O. presentes ◦ Utilizados para alimentos armazenados em condições que

minimizam crescimento ◦ Tratamentos + rigorosos > afetam propriedades

organolépticas e nutritivas do alimento ◦ Destrói M.O. patogênicos (leite) ou deterioradores de baixa

resistência ao calor( sucos) ◦ Empregada em conjunto com outros métodos de

preservação ( refrigeração, aditivos químicos, embalagens herméticas)

◦ Tempo e temperatura dependem da resistência térmica do M.O. e da sensibilidade do alimento ao calor

◦ Processos antigos 62,8oC 30 min, depois 71,7 oC 15 segundos.

Produto comercialmente estéril ◦ Depende da natureza do alimento(pH) ◦ Armazenamento posterior ◦ Resistência térmica dos M.O.

Aquecimento ~ de 100oC, pH < 4,5, T PE da água variável de altitude, tempo t = “estéreis” ◦ M.O. e esporos – (acidez) não desenvolvem-se ◦ Devem ser aquecidos em ambalagens herméticas

( BM – frutas em geral)

Aquecimento > 100oC – (pH > 4,5) esporos resistentes, > tempo

Aplicação de vapor

em autoclaves ou retortas (T = 110 a 125 oC) retortas rotativas)

CONSERVAS VEGETAIS

CARMARGO, R. et alii. Tecnologia dos Produtos Agropecuários. São Paulo Livraria Nobel S/A 1984

http://www.daken.co.uk/spares.htm http://www.vmbrasil.com/alfalaval.htm?gcli

d=CJXvz_Sgg50CFU1M5QodtBaVcA http://www.tetrapak.com/br/Pages/home.a

spx http://www.refrisul.com.br/index2.htm http://cidadesaopaulo.olx.com.br/estufa-

para-esterilizacao-e-secagem-industrial-iid-23355684