engenharia de alimentos e bioquÍmica aula 3
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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