UNIVERSIDADE ESTADUAL DO
SUDOESTE DA BAHIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA
AGRÍCOLA E SOLOS
TECNOLOGIA DE PRODUTOS DE
ORIGEM VEGETAL
Prof: Daniel M. Tapia T.
Eng. Agrônomo MSc
2006
Historia do mundo
O crescimento e a sobrevivência do
homem estiveram e estão em
absoluta e diretamente relacionados
Habilidade em alimentar a si mesmos
Homem
Alimentar-se diariamente
Alimento é produzido
sazonalmente
Encontrar meios para
preservar alimentos
Salga, secagem, fermentação
1809_ Nicolas Appert
Appertização
processo de esterilização
de alimentos pelo calor em
recipientes hermeticamente
fechados
Objetivos
Fornecer
alimentos
e
produtos
alimentícios, não apenas dotados de
qualidades nutritivas, organolépticas e
de palatabilidade normais, mas também
livres de microrganismos e suas toxinas
Can of roast veal taken on Parry's voyage
to the Arctic in 1824.
Qual a importância de se prolongar
a fase lag?
Lag phase
Conservação dos alimentos por
maior tempo
Maneiras de se prolongar a fase lag
™ Evitando/ reduzindo o grau de contaminação
inicial:
GMP e HACCP
™ Criando meios ambientais desfavoráveis aos
microrganismos, através de alterações de
fatores de crescimento.
pH, temperatura, atividade de água
• Crescimento Associativo
Sinergismo
Duas ou mais espécies de
microrganismo,
crescendo
juntas,
podem
ocasionar
alterações que nenhuma delas
apresentaria isoladamente
• Pseudomaonas synceana
• Streptococccus lactis
Coloração azul brilhante no leite
• Metabiótico
Condições favoráveis que um
microrganismo produz para outro
Fermentação ácida do leite:
Streptococcus lactis
Métodos de conservação de alimentos
Diferem em função de vários fatores:
‰ Natureza do alimento
‰ Tempo pelo qual se deseja conservá-lo
‰ Economia do processo
‰ Elementos de deterioração envolvidos
A_ Prevenção ou retardamento da
decomposição microbiana do
alimento
Mantendo-os livres
de microrganismos
Remoção de
microrganismos
Assepsia
Filtração
Inibindo o crescimento
e atividade dos
microrganismos
• Baixas temperaturas
• Secagem
• Condições anaeróbicas
• Produtos químicos
Destruição dos
microrganismos
Calor, radiações,
ou germicidas
B_ Prevenção ou retardamento de autodecomposição:
Por destruição
ou inativação de
enzimas
Por prevenção ou
retardamento das
reações químicas
Branqueamento
Prevenção da
oxidação por meio
de antioxidantes
C_ Prevenção das lesões ocasionadas
por insetos, animais superiores, causas
mecânicas, etc.
™ Assepsia
9 Forma de impedir que os microrganismos
cheguem ao alimento
9 Aplicada principalmente aos alimentos
crus
9 Importante saber a classe (de quem se
trata, se é patôgeno); o número (o tamanho
do perigo e do tratamento, a carga)
™ Eliminação de Microrganismos
9 Filtração (impenetráveis às bactérias) –
principal
9 Centrifugação, lavado, expurgo
™ Manter Condições Anaeróbicas
9 Em recipientes fechados à vácuo por ex.;
enlatados
9 Aeróbios termoresistentes não germinam
nem crescem na ausência de oxigênio,
mesmo tendo resistido às condições de
temperatura aplicada
Conservação pelo calor
Definição: do ponto de vista
bacteriológico
A bactéria esta morta quando perde
a capacidade de reproduzir-se
A morte das bactérias pelo calor úmido baseia-se na redução de
indivíduos capazes de reproduzir-se e é bastante ordenada.
A morte das bactérias pelo calor
úmido baseia-se na redução de
indivíduos capazes de reproduzirse e é bastante ordenada.
‰ O número de esporos se reduz
proporcionalmente em função do tempo
de exposição a uma temperatura letal.
Natureza
Natureza ou
ou ordem
ordem
logar
ítmica
logarítmica
Morte dos microorganismos
desnaturação de
proteínas necessária a
respiração e a
reprodução
Calor úmido
um único gen essencial
àqueles fenômenos é
destruído
Desde que a desnaturação é devida a
apenas um único fator ela é considerada
como uma reação de primeira ordem
Em qualquer população de um mesmo
microrganismo, a resistência das células
ou esporos não é a mesma, obedecendo
uma distribuição normal ou gaussiana
Figura1_ Curva típica de resistência térmica intrínseca,
de uma população de um dada microrganismo
Processo ttérmico
Processo
érmico
Aplicação de calor por
um determinado tempo a
uma dada temperatura, a
um alimento
Cozinhar o produto com o menor
dano às sua propriedades
organolépticas e nutritivas
Obter-se um grau calculado de
esterilização.
™O produto deve ser cozido
(palmito,
ervilha, presunto, feijoada em lata) mas
não sobrecozido.
™O produto não deve ser deteriorado por
microrganismos
enzimas
reações
químicas perder nutrientes, nem se tornar
um perigo à saúde do consumidor.
O que significa esse grau
calculado de esterilidade?
Esterilização
comercial
Para se obter esterilização comercial
Destruir os microrganismos patogênicos
e deterioradores mais resistentes ao
calor que durante o tempo normal de
armazenamento ou estocagem, poderiam
se desenvolver e deteriorar o produto.
Microrganismos
termofílicos não
serão destruídos
destruição das
propriedades
organolépticas e
nutritivas do produto
Clostridium botulinum mesófilo anaeróbico
sua toxina é extremamente tóxica 1x10 -8 g,
dose letal para matar um homem adulto.
Desenvolve-se em alimentos pouco ácidos
pHs > 4,5
™Clostridium sporogenes P. A. 3679
™Bacillus stearothermophillus (F.S.
1518) mais resistente.
™No caso de alimentos ácidos (pH < 4,0)
Bacillus coagulans é o mais resistente
Fatores que influenciam a
resistência dos esporos
Composição do meio no qual as células
ou esporos serão aquecidos
pH
¾Tolerância
dos microrganismos ao
calor
¾Decresce
proporcionalmente com o
pH, quanto mais baixo menor a
resistência dos microrganismos ao
calor.
‰ Muitos microrganismos patogênicos
são completamente inibidos de crescer,
mesmo sem tratamento térmico, em pH
ao redor de 3,0 - 3,5.
• Portanto a escolha do tratamento
térmico do alimento é dependente do
seu pH.
• Alimentos poucos ácidos pH pouco
acima de 4,5
• Alimentos ácidos pH baixo de 4,5.
• Umidade:
Calor úmido é muito mais efetivo
que o calor seco na destruição
dos microrganismos.
(15 - 30 min a 121 oC)
(3 - 4 horas a 160-180 oC)
Presença de sais inorgânicos, tais
como cloreto de sódio (até 4%) pode
aumentar a resistência, mas pode
também
decrescê-la
quando
a
concentração é maior que 8%.
Gorduras aumentam a resistência dos
esporos.
PROCESSOS TÉRMICOS NOS ALIMENTOS
• É necessário conhecer qual o efeito
ou efeitos das altas temperaturas
sobre os microorganismos
™ Compreender os mecanismos básicos
de transferência de calor do meio de
aquecimento (água ou vapor de água)
para os alimentos processados e no
interior do próprio alimento.
™ Produzindo desta forma produtos
alimentícios seguros à saúde do
consumidor.
Subprocessamento Térmico
Esse tipo de deterioração é devido a um
tratamento térmico inadequado; ou se
forneceu um aquecimento baixo ou o
tempo de aquecimento foi insuficiente
para a esterilização do alimento
Resfriamento Inadequado
• É a deterioração dos alimentos
embalados herméticamente, devido
ao processamento inadequado de
resfriamento após aquecimento,
geralmente feito com água corrente.
• Temperatura inadequada da água de
resfriamento
• Tratamento químico (cloração) da água
também insuficiente
• Tempo de exposição da embalagem no
resfriamento insuficiente,
• São fatores que podem proporcionar a
deterioração do alimento embalado.
Deterioração Pré-Processamento
• Devido a falhas durante o processamento do
alimento, propiciando o desenvolvimento de
microorganismos no alimento durante a sua
preparação e antes da esterilização.
• Experiências demonstram que durante
um intervalo de aproximadamente 2
horas entre a preparação e o cozimento
do alimento, a contagem bacteriana
aumentava
em
torno
de
50%.
CÁLCULO DAS TEMPERATURAS DE
ESTERILIZAÇÃO
Quando os microorganismos são
submetidos a temperaturas letais
e constantes, podemos observar
uma redução no número de
microorganismos sobreviventes.
Temperatura e tempo de
aquecimento
Aquecimento de uma
população conhecida
T oC
Tempo necessário para
destruir 90% da população
Valor D
(D T°C = min).
Tempo de redução decimal
Determinação do valor D
Qualquer
temperatura
Por convecção
100oC D100
121,1oC D121,1
Importância do valor D
Podemos calcular previamente a
percentagem de microrganismos que
destruiremos em função do tempo de
aquecimento.
Determinar o valor D a diversas
temperaturas e com estes valores
construir uma “Curva de valores
D” .
Valor que dentro das condições
conhecidas
destrói
todos
os
microrganismos.
Um valor mais elevado que o valor D a
uma dada temperatura.
• Um valor mais elevado que o valor D a
uma dada temperatura.
Valor F “ Thermal Death Time= TDT ”
Valor Z
Define a inclinação da curva e
é representado por oC ou oF
O número de graus centígrados
para a curva TDT atravessar um
ciclo logarítmico
• Número de graus centígrados que se
deve aumentar a temperatura para
que o tempo de morte pelo calor TDT
ou F seja reduzido dez vezes
• Método Geral para calcular o tempo do
tratamento
• t = F antilog (250 - T)/z ; onde t = tempo
em minutos
Tipos de Tratamentos
Térmicos
• Branqueamento
• Pasteurização
• Esterilização
PENETRAÇÃO DE CALOR NO ALIMENTO
DURANTE O TRATAMENTO TÉRMICO
Definida como sendo a mudança da
temperatura num determinado ponto do
produto, em virtude da influência da
temperatura dos pontos vizinhos do
mesmo.
• Essa penetração é resultante da
transferência de calor no produto, que
se processa por dois mecanismos
fundamentais que são:
• POR CONVECÇÃO
• POR CONDUÇÃO
Os tipos de tratamentos térmicos
podem ser resumidos em:
Branqueamento
Pasteurização
Esterilização.
ão
Branqueamento
‰ Aplicado a vegetais e frutas antes
do congelamento; desidratação ou
enlatamento.
enlatamento
• Objetivos: depende do processo que se
seguirá.
Antes do congelamento ou da desidratação
é utilizado principalmente para a inativação
de enzimas.
Mergulhar o alimento em água fervente
ou insuflar vapor sobre ele, durante um
certo tempo, após o que ele será
imediatamente resfriado em água fria
corrente
• Antes do enlatamento o branqueamento
preenche vários objetivos importantes
™ Remover gases dos tecidos
™ Inativar enzimas
™ Promover desinfecção externa do
produto
™ Fixar cor e textura
™ Pré-aquecer o produto
Polifenoloxidases
oxidação
Derivados do catecol
Ortoquinonas
Polimerização
Melanoidinas (cor parda)
Ácidos caféico,
gálico, clorogênico
Frutas e hortaliças
Gallic acid
MW: 170.12
Formula: C7H6O5
Caffeic acid
Formula: C9H8O4
Chlorogenic acid
Formula: C16H18O9
Tindalização
John Tyndall
(1820- 1893)
Processo pouco usado por ser muito
demorado oneroso, porém interessante.
A temperatura de trabalho varia de 60o a
90oC, durante alguns minutos.
As formas vegetativas serão destruídas,
porém esporos não.
.
• Depois do resfriamento,
entram em germinação e
24 horas é efetuado novo
e novo resfriamento
os esporos
no prazo de
aquecimento
• O número de operações varia de 3 a 12
para se obter a esterilização completa.
• A vantagem do processo é que são
mantidos os nutrientes e as qualidades
organolépticas
do
produto
em
proporções
maiores,
que
nos
processos anteriores.
Pasteurização
Descobriu nos meados do século XIX
que o aquecimento de certos alimentos
e bebidas acima de 60º C evitava a sua
deterioração, reduzindo de maneira
sensível o número de microorganismos
presentes na sua composição.
• No final do século XIX, os alemães
iniciaram a aplicação do procedimento
da pasteurização para o leite in natura,
comprovando que o processo era
eficaz para a destruição das bactérias
existentes neste produto
• É um tratamento térmico que destrói
parte,
mas
não
todos
os
microrganismos
presentes
no
alimento, é utilizado para alimentos
que
serão
posteriormente
armazenados em condições que
minimizam o crescimento microbiano
Quando tratamentos mais rigorosos
poderiam afetar as propriedades
organolépticas
e
nutritivas
do
alimento.
Para
destruir
microrganismos
patogênicos (do leite, por exemplo) ou
deterioradores de baixa resistência ao
calor (sucos, por exemplo)
Deve ser empregada em conjunto com
outros métodos de preservação, como:
refrigeração (para inibir crescimento
dos sobreviventes), aditivos químicos
(ácidos próprios ou adicionados, que
mantêm o pH do alimento em níveis
baixos); embalagens herméticas (para
evitar recontaminação).
Tempo e temperatura dependem da
resistência térmica do microrganismo a
ser destruído e da sensibilidade do
alimento ao calor.
• Processos antigos de aquecimento a
baixas temperaturas por longo estão
sendo substituídos por um rápido
aquecimento a altas temperaturas.
• O processo antigo de pasteurização
do leite utilizava 62,8oC por 30
minutos, hoje usa-se 71,7oC por 15
segundos
(1)-Leite Cru; (2)-Bomba; (3)-Água Fria; (4)-Água
Quente; (5)-Homogeneizador; (6)-Serpentina de
Controle; (7)-Água Superaquecida; (8)-Vapor de
Aquecimento; (9)-Leite Pasteurizado