ZAZ 0417 – Industrialização de produtos de origem animal Características dos produtos de origem animal Prof. Saulo da Luz e Silva Departamento de Zootecnia Agosto de 2010 Histórico A carne tem sido utilizada como alimento pelo homem desde a pré-história; Animais domesticados para produção de alimentos – Cabras e ovelhas: ~12.000 anos na Pérsia – Gado de corte: ~ 6 a 8.000 anos Carne como alimento, ossos como armas e couro como roupas e proteção. Histórico Comércio de carne: 6.000 A.C no oriente médio Abatedouro: ~ 2.000 A.C. Processamento: 5.000 A.C. (salgados e curados) Higiene e segurança: 1.266 ma Inglaterra Comércio internacional: final do século XIX Consumo de produtos de origem animal Carne vermelha e de frango correspondem a cerca de 1/6 da proteína consumida pelos humanos; Se peixe, leite e ovos são incluídos, produtos de origem animal correspondem a 1/3. Importância da carne na nutrição humana A carne é uma excelente fonte de nutrientes: – – – – proteínas de alta qualidade; minerais (ferro, zinco) ácidos graxos essenciais, vitaminas do complexo B (tiamina, riboflavina, niacina, biotina, ácido pantotênico, folacina, vitaminas B6 e B12). Composição química da carne Composição química (g/100g) e conteúdo energético (kcal/100g) médio da carne magra, crua e da gordura de alguns animais de abate (Fonte: Roça, s.d.). Composição química da carne Composição química (g/100g) e conteúdo energético (kcal/100g) médio de alguns alimentos preparados (Fonte: Roça, s.d.). Composição química de produtos cárneos Fonte: Laboratório de Tecnologia de Produtos de Origem Animal (Roça, s.d.) Composição dos produtos de origem animal ÁGUA Varia entre 60 a 90% da composição dos tecidos; Meio de transporte de substâncias e onde ocorre a maioria das reações metabólicas; Guarda estreita relação com a proteína (água:proteína = constante biológica); Influencia na qualidade da carne (suculência, textura, cor e sabor) Água A água presente nos tecidos pode ser encontrada mais ou menos “disponível”; – Água livre ou ligada; Água ligada – Mais ou menos fortemente unida Teor de água não-ligada (Aw) Atividade de água (aw ou aa) Indica a disponibilidade de água nos alimentos; Relacionada com sua capacidade de conservação; Permite o conhecimento da quantidade de água presente nos alimentos e também: – Classe e quantidade de substância dissolvidas (eletrólitos, açúcares, nitrogenados solúveis) Aa= Pa / Pao (a uma temperatura de equilíbrio) Pa= pressão de vapor de água de uma solução ou de um alimento Pao = pressão de vapor de água pura a idêntica temperatura Valores de aw de alguns alimentos e a multiplicação dos microorganismos Valores mínimos de aw para a multiplicação de alguns microorganismos Composição dos produtos de origem animal MINERAIS Variam de 0,8 a 1,8%; Ca e Mg – função importante na contração muscular; P, K, Zn e Fe Carne é uma importante fonte de minerais para a nutrição humana Ferro nas carnes vermelhas Hemoproteínas (hemoglobina e mioglobina) Carne – Fe heme (40% do Fe da carne) alta absorção Vegetais – Fe não-heme – menor absorção – influenciado pela dieta – chás, cafés – pólifenóis – Cereais integrais e farelos – fitatos – Aumento da absorção pela combinação com alimentos ricos em vitamina C e proteína animal Proteínas Segundo maior componente da carcaça (16 a 22%); Maior parte nos músculos e tecido conjuntivo; Importantes funções estruturais e metabólicas (enzimas); – – – – – – – Colágeno – função estrutural; Contrátil – actina e miosina Enzimas – creatina-kinase; Hormônios – insulina Anticorpos Transporte – Hemoglobina/mioglobina Funções osmóticas – albumina plasmática Proteína na carne bovina 100g de carne magra cozida – 20 a 30g de proteína – 50% das exigências diárias de um humano adulto Proteína de alto valor biológico – Contém todos os aminoácidos considerados essenciais Classificação das proteínas De acordo com a solubilidade: – Solúveis em água ou solução salina fraca • Proteínas sarcoplasmáticas (cerca de 50) • Mioglobina – Solúveis em solução salina concentrada • Proteínas miofibrilares (actina, miosina, actomiosina) – Insolúveis em soluções salinas concentradas • Proteínas do tec. conjuntivo (colágeno, elastina e reticulina) e enzimas da respiração e fosforilação oxidativa; • Colágeno – principal componente do tecido conjuntivo (pele, tendões e músculo esquelético); • Temperatura acima de 80oC converte-se gelatina, solúvel em água Carbohidratos O organismo animal é pobre em CHO, carboidratos sendo a maior parte deles encontrada nos músculos e fígado. O mais abundante é o glicogênio: 2 a 8% do peso do fígado 1,5% no músculo 0,1% na carne Importantes no metabolismo energético e nos tecidos estruturais. Lipídeos Formado por cadeias de ácidos graxos (422); Tecido mais variável na carcaça (5-50%); Funções estruturais (parede celular); fornecimento de energia para as células; hormônios, vitaminas e participantes das reações metabólicas; C16 e C18 são os mais abundantes na carcaça; Lipídeos Lipídeos Ácidos graxos cis - Normalmente encontrados na natureza Ácidos graxos trans – (bio)hidrogenação Ômega 3 / ômega 6 Outras nomenclaturas: n-3; n6; Ω 3; Ω 6 Ácidos graxos polinsaturados; Ligação dupla a partir do grupo metil (CH3); Ex.: ácido linoléico (n-6) Ômega 3 / ômega 6 EPA e DHA (n-3) - peixes Carne vermelha – baixos níveis Composição em ácidos graxos e triacilgliceróis em depósitos de gordura subcutânea (em % do total de AG ou de triacilgliceróis) Composição de ácidos graxos em gorduras e óleos Vitaminas Vitaminas hidrossolúveis do grupo B (carne) – B1, B2, B6 e B12 Lipossolúveis do grupo A e D (vísceras e fígado) Vitamina C (fígado) Perdas/alterações devido ao cozimento; Armazenamento do carne sob refrigeração e ausência de luz; Processo de curo destrói a vitamina C; Considerações No Inicio, a alimentação era baseada nos abundantes recursos da natureza. O homem passou a plantar, criar animais e produzir seus alimentos. Com o surgimento dos alimentos preparados doenças transmitidas devido a deterioração (conservação inadequada). Deterioração dos alimentos Alimento deteriorado: São aqueles danificados por agentes microbiológicos, químicos ou físicos de modo que seja inaceitável para o consumo humano. Os agentes causadores de deterioração podem ser bactérias, fungos e leveduras; sendo as bactérias e os fungos os mais importantes. As carnes são os alimentos mais facilmente deteriorados. Durante o processo da deterioração é selecionado uma população ou tipo predominante de microrganismos. Deterioração O tipo de deterioração depende: – tipo de alimento – microrganismo envolvido – número de microrganismos presentes Classificação dos alimentos quanto a facilidade de alteração/deterioração Alimentos estáveis ou não perecíveis - não são alterados facilmente (açúcar, farinha). Alimentos semiperecíveis - conservando e manipulando de forma apropriada permanecem sem alteração (batatas, maçãs, nabos, nozes sem casca). Alimentos perecíveis - incluem os alimentos mais importantes do consumo cotidiano, os quais se alteram com facilidade (carnes, pescados, a maioria das frutas, hortaliças, ovos, leite). Principais fatores relacionados a alteração/deterioração dos alimentos Intrínsecos – – – – Composição dos alimentos Atividade de água pH Potencial de óxido-redução Extrínsecos – – – – Temperatura ambiente Umidade relativa Luz Atmosfera Fatores intrínsecos Quantidade de Água: o microrganismo necessita de água para sua sobrevivência. (metabolismo e multiplicação.) Acidez (pH): a maioria das bactérias se desenvolvem em pH em torno de 6,5 a 7,5. Algumas em pH acido, como as bactérias lácticas. Bactérias patogênicas em pH em torno de 7,0. Fungos e leveduras variável. Fatores intrínsecos Composição Química: Água, fonte de energia, fonte de nitrogênio, vitaminas e sais maneirais Deve estar disponível para multiplicação microbiana. Fonte de Energia: Açucares, álcoois e aminoácidos, Amido, celulose. Lipídeos. Fatores intrínsecos Fonte de nitrogênio: Aminoácidos, Nucleotídeo, peptídeo. Vitaminas: Complexo B. Biotina e acido pantatênico. Minerais: Sódio, potássio, cálcio, magnésio, ferro, cobre, zinco etc.. Fatores intrínsecos • Fatores antimicrobianos Naturais: • Mantém a estabilidade de alguns alimentos contra ataques de microrganismos, retardando ou inibindo a multiplicação bacteriana. • Condimentos: óleos essências (eugenol no cravo, alicina no alho, isotimol no orégano etc..) • Ovo: A clara contem diversos agente antimicrobianos (lisozima, avidina etc..) além do pH desfavorável a multiplicação (9 a 10). • Leite : Contém substancias antimicrobianas naturais, especificas e inespecíficas (Imunoglobulinas, macrófagos e linfócitos) Fatores intrínsecos Estruturas biológicas que funcionam como barreira mecânicas para penetração de microrganismos. – Ex: casca das frutas e ovos. Fatores extrínsecos Temperatura Ambiental: – Os microrganismos podem se multiplicar em uma faixa q que varia de -35ºC a 90ºC Umidade Relativa do Ambiente: – Há necessidade de uma certa concentração de água para multiplicação do microorganismo. Composição Gasosa do ambiente: – Aeróbios, anaeróbios, microaerófilos e anaeróbios facultativos. – Atmosfera com 10% de CO2. – Monóxido de carbono, óxido nitroso etc. Principais causas de contaminação Colheita e obtenção inadequadas Falhas no processamento Embalagem inadequada Transporte inadequado da matéria-prima ou dos produtos acabados Estocagem inadequada Causas das alterações em alimentos 1. Crescimento e atividade microbiana 2. Ação de enzimas presentes nos alimentos 3. Insetos e roedores 4. Reações químicas não enzimáticas 5. Mudanças físicas (causadas por congelamento, desidratação, pressão, etc.) Alterações nos alimentos Microbianas – Alterações visíveis como bolores ou apodrecimento de parte de frutas e vegetais; – Alteração do gosto, cheiro ou textura Alterações nos alimentos Enzimáticas – do próprio produto • Maturação da carne (Calpaínas) • Oxidação da gordura (Lipase) – elaborada por microrganismos • Leveduras • basctérias Alterações nos alimentos Insetos ou roedores – Alterações na aparência; – Deposição de pelos de ratos e fragmentos de insetos; – Favorece um posterior ataque dos microrganismos no alimento Alterações nos alimentos Alterações químicas (não enzimáticas) – Ranço oxidativo ou autooxidação Cadeias insaturadas dos ácidos graxos se rompem Peróxidos, aldeídos, álcool, cetonas, hidrocarbonetos odor desagradável • O Ranço oxidativo é acelerado por oxigênio, luz, temperatura, metais, enzimas (lipoxidase), presença de oxidantes naturais. Reação de Maillard Reação desencadeada pelas altas temperaturas, também conhecida como “escurecimento nãoenzimático”; Há formação de compostos voláteis, responsáveis pelo cheiro característico; É caracterizada pela junção do grupo carbonila dos açúcares redutores com o grupo amínico das proteínas, peptídeos ou aminoácidos, As alterações ocorridas durante essa reação reduzem a solubilidade e o valor nutritivo das proteínas. Alterações nos alimentos Químicas – Alterações na cor (metamioglobina, desoximioglobina) Alterações nos alimentos Alterações físicas ou mecânicas – Causadas por choques ou pressões físicas ou mecânicas – Ex. Amassamento de latas em conserva, rachadura na casca do ovo, perda de umidade por evaporação da água, queima pelo frio, exposição a luz, etc. Principais processos de deterioração dos alimentos ► Ranço: • Alimentos ricos em gordura • Microrganismos lipolíticos, principalmente bactérias • Quebra das gorduras ácidos graxos glicerol ► Putrefação: • Alimentos ricos em proteínas (p.ex. carnes) • Bactérias proteolíticas • Proteínas Putrescina, cadaverina, H2S, NH3 ► Azedamento e coagulação: • Leite • Bactérias do ácido lático • Lactose ácido lático + outros ácidos Considerações finais Ao longo do tempo todos os alimentos sofrem alterações físicas e químicas que modificam suas características e acabam por provocar a deterioração A grande variabilidade na composição da carne faz dela um ambiente ideal para o crescimento e propagação de microrganismos; Desenvolvimento de métodos para conservação dos alimentos.