Apostila Conservação de Alimentos

Apostila de Conservação de Alimentos

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CAPÍTULO 1 – ALERAÇÕES EM ALIMENTOS Os alimentos são constituídos por tecidos vivos e assim estão sujeitos a reações bioquímicas, biológicas e físicas O que se busca na tecnologia de alimentos é retardar/suprimir estas reações, preservando o máximo possível às qualidades do alimento. Dentre as causas que provocam alterações nos alimentos, pode-se citar: a) Crescimento e atividade de microrganismos b) Ação das enzimas presentes no alimento c) Reações qu químicas nã não-enzimáticas d) Altera erações provocada dass po por se seres superi eriore ores co como in insetos e ro roed edoores e) Ação fífísica e mecânica (f (frio, ca calor, de desidratação, et etc) Neste Neste trabalh trabalhoo pretende pretende-se -se enf enfocar ocar as alt alteraç erações ões nos alimen alimentos tos que cau causam sam escurecimento, destacando-se as reações enzimáticas (oxidases) e as reações químicas (caramelização, reação de Maillard, degradação do ácido ascórbico)

ESCURECUMENTO ENZIMATICO INTRODUÇÃO Quando a maioria das frutas e dos vegetais é amassada, cortada ou triturada, rapidamente se toma escura. Esta descoloração é oriunda de reações catalisadas por uma enzima genericamente conhecida como polifenol oxidase (PPO). A ação desta enzima em várias frutas e vegetais in natura acarreta perdas econômicas consideráveis, além de diminuição da qualidade nutritiva e alterações do sabor. O escurecimento de frutas e de certos vegetais é iniciado pela oxidação enzimática de compostos fenólicos pelas polifenóis oxidases (PPOs). O produto inicial da oxidação é a quino qu inona na,, qu quee rapid rapidam amen ente te se co cond ndens ensa, a, form forman ando do pigm pigmen ento toss es escu curos ros inso insolúv lúvei eis, s, denominados melanina (figura 1), ou reage não-enzimaticamente com outros compostos fenólicos, aminoácidos e proteínas, formando também melanina. As reaçõ reações es de escur escurec ecim iment entoo en enzi zimá mátitico co oc ocor orre rem m no teci tecido do ve vege geta tall qua quand ndoo há ruptura da célula e a reação não é controlada, muito embora, embora, no tecido intacto de frutas e vegetais, possa também ocorrer o escurecimento, como, por exemplo, em situações de inibi inibiçã çãoo da respi respira raçã çãoo du dura rant ntee o arma armaze zenam namen ento to em atmo atmosf sfera era co cont ntrol rolada ada,, us usoo de embalagem imprópria, deficiência de ácido ascórbico no tecido vegetal, armazenamento a frio e radiação ionizante. A reaçã reaçãoo de es escu curec recim imen ento to em frut frutas as,, ve vege geta tais is e be bebi bidas das é um do doss princi principa pais is problemas na indústria de alimentos. Estima-se que em torno de 50,0% da perda de frutas tropicais no mundo é devida à enzima polifenol oxidase. A ação desta enzima resulta na form formaç ação ão de pigm pigmen ento toss es escu curo ros, s, freq freqüe üent ntem emen ente te ac acom ompa panh nhad ados os de mu muda danç nças as indesejáveis na aparência e nas propriedades organolépticas do produto, resultando na diminuição da vida útil e do valor de mercado. Tabela 1 – Substratos end[ogenos para PPO em vegetais Produto Substrato Banana 3,4-diidroxifenilamina (dopamina) Maça Acido clorogenico, O-catequina Cacau Catequinas Café Acido clorogenico, acido cafeico Berinjela Acido cafeico, acido cinamico Alface Tirosina Cogumelo Tirosina Batata Tirosina, Acido clorogenico, flavonoides Cha Flavonoides, catequinas, taninos Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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CAPÍTULO 1 – ALERAÇÕES EM ALIMENTOS Os alimentos são constituídos por tecidos vivos e assim estão sujeitos a reações bioquímicas, biológicas e físicas O que se busca na tecnologia de alimentos é retardar/suprimir estas reações, preservando o máximo possível às qualidades do alimento. Dentre as causas que provocam alterações nos alimentos, pode-se citar: a) Crescimento e atividade de microrganismos b) Ação das enzimas presentes no alimento c) Reações qu químicas nã não-enzimáticas d) Altera erações provocada dass po por se seres superi eriore ores co como in insetos e ro roed edoores e) Ação fífísica e mecânica (f (frio, ca calor, de desidratação, et etc) Neste Neste trabalh trabalhoo pretende pretende-se -se enf enfocar ocar as alt alteraç erações ões nos alimen alimentos tos que cau causam sam escurecimento, destacando-se as reações enzimáticas (oxidases) e as reações químicas (caramelização, reação de Maillard, degradação do ácido ascórbico)

ESCURECUMENTO ENZIMATICO INTRODUÇÃO Quando a maioria das frutas e dos vegetais é amassada, cortada ou triturada, rapidamente se toma escura. Esta descoloração é oriunda de reações catalisadas por uma enzima genericamente conhecida como polifenol oxidase (PPO). A ação desta enzima em várias frutas e vegetais in natura acarreta perdas econômicas consideráveis, além de diminuição da qualidade nutritiva e alterações do sabor. O escurecimento de frutas e de certos vegetais é iniciado pela oxidação enzimática de compostos fenólicos pelas polifenóis oxidases (PPOs). O produto inicial da oxidação é a quino qu inona na,, qu quee rapid rapidam amen ente te se co cond ndens ensa, a, form forman ando do pigm pigmen ento toss es escu curos ros inso insolúv lúvei eis, s, denominados melanina (figura 1), ou reage não-enzimaticamente com outros compostos fenólicos, aminoácidos e proteínas, formando também melanina. As reaçõ reações es de escur escurec ecim iment entoo en enzi zimá mátitico co oc ocor orre rem m no teci tecido do ve vege geta tall qua quand ndoo há ruptura da célula e a reação não é controlada, muito embora, embora, no tecido intacto de frutas e vegetais, possa também ocorrer o escurecimento, como, por exemplo, em situações de inibi inibiçã çãoo da respi respira raçã çãoo du dura rant ntee o arma armaze zenam namen ento to em atmo atmosf sfera era co cont ntrol rolada ada,, us usoo de embalagem imprópria, deficiência de ácido ascórbico no tecido vegetal, armazenamento a frio e radiação ionizante. A reaçã reaçãoo de es escu curec recim imen ento to em frut frutas as,, ve vege geta tais is e be bebi bidas das é um do doss princi principa pais is problemas na indústria de alimentos. Estima-se que em torno de 50,0% da perda de frutas tropicais no mundo é devida à enzima polifenol oxidase. A ação desta enzima resulta na form formaç ação ão de pigm pigmen ento toss es escu curo ros, s, freq freqüe üent ntem emen ente te ac acom ompa panh nhad ados os de mu muda danç nças as indesejáveis na aparência e nas propriedades organolépticas do produto, resultando na diminuição da vida útil e do valor de mercado. Tabela 1 – Substratos end[ogenos para PPO em vegetais Produto Substrato Banana 3,4-diidroxifenilamina (dopamina) Maça Acido clorogenico, O-catequina Cacau Catequinas Café Acido clorogenico, acido cafeico Berinjela Acido cafeico, acido cinamico Alface Tirosina Cogumelo Tirosina Batata Tirosina, Acido clorogenico, flavonoides Cha Flavonoides, catequinas, taninos Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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Pêssego Taninos Pêra Acido clorogenico A O-qu O-quin inon onaa fo form rmad adaa po pode de inte intera ragi girr co com m grup grupos os amin reduzin indo do a amina a e tiol tiol,, reduz dispon dis ponib ibililida idade de da lisi lisina, na, me metition onina ina,, tiam tiamina ina e de out outros ros nu nutr trie iente ntess essenc essencia iais is.. Os substratos mais comuns em tecidos vegetais são a tirosma e o ácido clorogênico (Tabela 1). A en enzi zima ma PPO PPO é en enco cont ntra rada da prat pratic icam amen ente te em todo todoss os teci tecido doss ve vege geta tais is,, em concentrações especialmente altas em cogumelo, batata, pêssego, maçã, banana, manga, folhas de chá, abacate e café. Sua atividade pode ser variada em função da variedade, do estádio de maturação e das condições de cultivo; tão logo ocorra a ruptura do tecido, inicia-se a reação de escurecimento. Embora indesejável na maioria dos casos, em virtude da alteração da coloração, perda de nutrientes e formação de sabor indesejável, o escurecimento oxidativo em chá, café, cacau e ameixa seca é desejável. Graças à especificidade de vários substratos, a enzima PPO é, às vezes, denominada tirosinase, polifenolase, fenolase, catecol oxidase, catecolase e cresolase. A enzima ocorre também em animais, e o substrato é a tirosina, responsável pela cor da pele (melanina).

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Figura 1 – mecanismos de formação de melaninas

MECANISMO DA ACAO ENZIMÁTICA A polifenol oxidase está presente em algumas bactérias e fungos, na maioria das plantas, em alguns artrópodes e nos mamíferos. Em todos estes casos, a enzima está associada com a pigmentação escura do organismo. O PM para as diferentes PPOs varia de 57 a 62 Kda, à exceção para a PPO de cogumelo, com PM de 128 Kda. Todas possuem habilidade para converter a forma Odiidr diidrox oxififen enol ol em O-be O-benzo nzoqui quinon nona, a, uti utiliz lizan ando do o ox oxig igêni ênioo co como mo su subst bstrat ratoo se secu cundá ndári rioo (atividade catecolase), mas nem todas as PPOs são capazes de hidroxilar os monofenóis. A enzima polifenol oxidase (l,2-benzenodiol : oxigênio oxidorredutase) possui cobre ++ (Cu ) no ce cent ntro ro at ativo ivo e fun funci cion onaa co como mo oxi oxida dases ses de fun funçã çãoo mi mist sta, a, cat catal alisa isand ndoo do dois is diferentes tipos de reação: (1) monoxigenase, que atua na hidroxilacao de monofenois para diidroxifenois:

(2) Oxidase, que atua oxidando os difenois para O-quinona:

A formação da quinona é dependente do oxigênio e da enzima. Uma vez formadas, as reações subseqüentes subseqüentes ocorrem esponta espontaneamen neamente, te, não depende dependendo ndo mais da enzima enzima nem do oxigênio. Em geral, a configuração química mais apropriada para a atividade da PPO (Figura 2) é a estrutura o-diidroxilada, resultando em reação mais rápida.

Figura 2 – Compostos fenólicos encontrados em vegetais Os derivados contendo metil não funcionam como substratos para as PPOs. Em contraste com os o-difenóis, os m-difenóis são raramente utilizados como substratos e alguns deles possuem efeito inibitório. Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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MÉTODOS DE CONTROLE Várias maneiras de inibição da PPO são conhecidas, muito embora os métodos utilizados pelas indústrias sejam relativamente poucos. Isto se deve ao aparecimento de “flavor” desagradável e toxidez e a questões econômicas. Três componentes devem estar presentes para que a reação de escurecimento enzimático ocorra: enzima, substrato e oxigênio. No caso de ausência ou bloqueio na participação de um destes na reação (seja por agentes redutores, temperatura ou abaixamento do pH), esta não prosseguirá. O pH ótimo de atuação da PPO varia com a fonte da enzima e a natureza do substrato. Na maioria dos casos, o pH ótimo de atuação encontra-se na faixa entre 6 e 7, sendo a enzima inativada em pH 4,0 ou abaixo. O escurecimento enzimático é uma reação oxidativa que pode ser retardada eliminando-se o oxigênio da superfície danificada do vegetal. Entretanto, isto nem sempre é possível, ocorrendo escurecimento tão logo o oxigênio seja reincorporado. Portanto, a maneira mais prática de prevenir o escurecimento é a adição de agentes químicos capazes de bloquear a reação (Fig. 1). Essas substâncias atuam diretamente sobre a enzima ou sobre os intermediários da formação do pigmento. Durante a preparação de diversas frutas e diversos vegetais para enlatamento ou para outras operações de processamento, a prevenção de escurecimento catalisada por enzimas é o principal problema; infelizmente, a maioria dos inibidores enzimáticos discutidos a seguir não são adequados ou eficientes para uso em alimentos. O escurecimento de frutas e vegetais catalisados pela PPO pode ser prevenido de várias formas: (1) Inativação térmica da enzima pelo uso do calor, muito embora algumas sejam relativamente termoestáveis (meia-vida de 12 min a 70 ºC). Além disso, é necessário tomar algumas providências para prevenir o escurecimento oxidativo, até que ocorra a desnaturação da enzima. (2) Exclusão ou remoção de um ou ambos os substratos [oxigênio (atmosfera controlada), embalagens adequadas e fenóis (adição de ciclodextrinas em sucos)]. (3) Abaixamento do pH em duas ou mais unidades abaixo do pH ótimo (~6,0), pela adição de ácido cítrico, por exemplo. (4) Adição de substâncias redutoras que inibam a ação da PPO ou previnam a formação da melanina. Substâncias redutoras, como ácido ascórbico, sulfito e tióis, previnem o escurecimento, pela redução do o-benzoquinona de volta para a forma o-diidroxifenol ou pela inativação irreversível da PPO, sendo, portanto, consumidas no processo. O sulfito, além de atuar como agente redutor, pode também interagir com a quinona, formando sulfoquinona, ou, irreversivelmente, inibir a enzima. Problemas de corrosão e aparecimento de sabor estranho podem ocorrer, se utilizado em excesso. Mais recentemente, tem sido implicado no aparecimento de algumas formas de asma. Mesmo assim, sulfitos e, ou, ascorbatos são os mais utilizados no controle do escurecimento em operações de processamento de alimentos. Em contraste, compostos sulfidrilas (-SH) combinam-se quimicamente com oquinonas, formando produto estável e incolor, prevenindo adicional oxidação e, conseqüentemente, pigmentos escuros. O ácido ascórbico e seus derivados, utilizados isoladamente ou em combinação com ácido cítrico, são muito empregado na prevenção do escurecimento oxidativo em sucos, antes da pasteurização. Em maçã, a polifenol oxidase se encontra ligada a partículas suspensas no suco; portanto, a centrifugação ou filtração elimina a possibilidade de escurecimento. Entretanto, para prevenir o escurecimento do suco antes da etapa de clarificação, é necessário imergir a maçã fatiada/cortada em solução de 1% de ácido ascórbico antes da extração. O produto final, embalado com o mínimo de espaço livre, mantém-se inalterado por diversas semanas em condições de refrigeração, até que se torne amarelado, em razão do escurecimento não-enzimático ocasionado pela adição do Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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ácido ascórbico. De forma semelhante, o sulfito é utilizado no controle do escurecimento de frutas e vegetais antes da secagem. O tratamento do alho amassado com ácido cítrico (10 g/l), mantido sob refrigeração (4ºC), é efetivo no controle do escurecimento oxidativo. A banana e o abacate tratados com L-cisteina na concentração 5,0 e 0,32 mM, respectivamente, proporcionam 100% de inibição do escurecimento Dentre as substâncias químicas redutoras de uso mais freqüente na indústria de alimentos, o sulfito é o mais utilizado. Os agentes redutores (sulfito e ácido ascórbico) promovem a redução química dos precursores do pigmento (Fig 1). Tal efeito é temporário, graças à oxidação irreversível desses agentes na reação, os quais, não sendo específicos, podem provocar mudanças na coloração e no “flavor”.

APLICAÇÃO DO CALOR A PPO não pertence à classe de enzimas termorresistentes. Exposição por curto período de tempo do tecido à temperatura de 70 a 90 ºC é suficiente, na maioria dos casos, para a destruição completa de suas funções catalíticas. A aplicação do calor em alimentos (temperatura elevada por tempo adequado) inativa a PPO e todas as outras enzimas. O aquecimento aplicado no processamento (branqueamento, temperatura elevada/tempo curto) é utilizado em pré-tratamentos de frutas e vegetais para enlatamento, congelamento e desidratação. Diversos problemas aparecem em função do uso do calor. Frutas e vegetais tomamse cozidos, e isto leva a mudanças desfavoráveis na textura e no desenvolvimento de “flavor” desagradável. Existe, entretanto, uma relação muito próxima entre a temperatura e o tempo com respeito ao aquecimento do alimento. Tais fatores, entretanto, dependem da quantidade de enzima no produto e do pH deste. APLICAÇÃO DO DIOXIDO DE ENXOFRE E SULFITO Numerosas reações catalisadas por enzimas podem ser inibidas pelo sulfito, incluindo PPO, lipoxigenase e ascorbato oxidase. O sulfito não inibe irreversivelmente o escurecimento enzimático, de forma que a concentração requerida é também dependente do período de tempo em que a reação deve estar sob controle. Por exemplo, o nível de sulfito necessário para prevenir o escurecimento enzimático depende da natureza do substrato disponível. Quando somente monofenóis como a tirosina está presente, quantidade menor de sulfito é o bastante; batata é um exemplo desta situação. Quando difenóis estão presentes, concentrações de sulfito mais elevadas são necessárias; exemplo desta situação seria o abacate. O processo de inibição, portanto, consome o sulfito, conferindo temporária proteção à descoloração, a menos que utilizado em alta concentração. A polifenoloxidase catalisa a oxidação de mono e orto-difenóis para quinonas, com subseqüente interação com grupos aminas, formando pigmentos escuros. O mecanismo da ação do sulfito na prevenção do escurecimento enzimático não é bem conhecido, mas provavelmente envolve diferentes tipos de ações:  Inibição direta sobre a enzima.  Interação direta com intermediários formados durante a ação enzimática, impedindo sua participação na reação de formação do pigmento escuro. Por exemplo, o sulfito pode combinar com a quinona, bloqueando sua participação em oxidação e condensação adicionais (Fig 2). De forma alternativa, o sulfito pode atuar simplesmente como agente redutor (Fig 1), retornando a quinona para a forma de fenol reduzido.



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Figura 2 - Mecanismo da ação do sulfito bloqueando o escurecimento enzimático O sulfito evita a oxidação do ascorbato pela ascorbato-oxidase e outras enzimas. Os níveis de ascorbato diminuem rapidamente após a maceração do tecido vegetal graças à ação da ascorbato-oxidase. A adição de sulfito, conseqüentemente, previne a destruição do ascorbato. A lipoxigenase pode ser também inibida pela ação do sulfito, evitando a formação de “flavor” desagradável durante o armazenamento de vegetais. Em alguns produtos, o sulfito atua como antioxidante, muito embora não seja utilizado com este propósito; em cerveja, inibe o desenvolvimento do “flavor” oxidado durante o armazenamento. O dióxido de enxofre, ou sulfito - geralmente sulfito de sódio, bissulfito de sódio e metabissulfito de sódio -, é poderoso inibidor das PPOs (na forma de gás ou de solução). Pode ser utilizado em casos em que a aplicação do calor resulta em mudanças desfavoráveis da textura e no desenvolvimento de “flavor” estranho ao produto. O sulfito contém propriedades anti-sépticas e ajuda na preservação da vitamina C. Por outro lado, sua utilização pode resultar em “flavor” desagradável, degradação da cor natural do alimento, destruição da vitamina B1 e corrosão da embalagem (lata), sendo tóxico se usado em níveis elevados.

APLICAÇÃO DE ÁCIDOS Os ácidos normalmente aplicados estão entre aqueles de ocorrência natural: cítrico, fosfórico, málico e ascórbico. Em geral, sua ação dá-se pelo abaixamento do pH do tecido, diminuindo, assim, a velocidade da reação de escurecimento. O pH ótimo de atuação da PPO está entre 6 e 7, e abaixo de 3,0 não há virtualmente nenhuma atividade enzimática. O ácido cítrico, em conjunto com o ácido ascórbico ou o sulfito de sódio, é muito utilizado como inibidor químico do escurecimento enzimático. Também, apresenta efeito inibitório duplo sobre as PPOs não somente pelo abaixamento do pH do meio, mas também complexando com o cobre do centro ativo da enzima. Entretanto, o ácido cítrico por si só não é muito efetivo como inibidor das PPOs. O ácido málico é muito mais efetivo, e o ascórbico apresenta efeito inibidor muito mais acentuado. O ácido ascórbico é preferencialmente oxidado em relação aos outros substratos, e, tão logo seja consumido, ocorre o escurecimento; portanto, o produto deve ser tratado com quantidades adequadas de ácido ascórbico, caso contrário seu efeito é mínimo, em face de sua oxidação. Quantidades de até 300 mg de ácido ascórbico/500 g controlam o escurecimento e reduzem o oxigênio dissolvido no espaço livre em frutas enlatadas. O escurecimento em batata, por exemplo, pode ser controlado, utilizando-se a seguinte solução: 0,2% de sorbato de potássio, 0,3 a 1,0% de ácido cítrico e 0,3 a 1,0% de ácido ascórbico. As batatas descascadas são imersas na solução durante o tempo de um minuto e podem ser armazenadas a 4 ºC em embalagens plásticas por períodos de 20 Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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dias.

REMOÇÃO DO OXIGENIO A enzima PPO requer oxigênio para iniciar a reação de escurecimento. Portanto, procedimentos capazes de eliminar ou de evitar o contato do produto com o oxigênio, como a utilização de embalagens impermeáveis, a exclusão do oxigênio em sucos e bebidas pelo nitrogênio e a prevenção do acesso do oxigênio aos tecidos provocado por danos mecânicos durante o transporte e armazenamento de frutas, são úteis na prevenção do escurecimento. UTILIZAÇÃO DA VITAMINA C EM PROCESSAMENTO DE ALIMENTOS 1 - Prevenção do escurecimento em frutas e vegetais. Na presença do ácido ascórbico, os compostos do tipo O-quinona são reduzidos para a forma fenólica (Fig. 3). Após a exaustão do ácido ascórbico, as O-quinonas se acumulam e polimerizam, formando pigmentos escuros. 2 - Inibição da oxidação em cerveja, vinho, leite e derivados. 3 - Estabilização da coloração em carnes e fixação da cor em carnes curadas. O ácido ascórbico atua como redutor na formação do óxido nitroso e da nitrosomioglobina.. 4 - Melhoria das características reológicas da massa. A adição de 2 a 6 g de ácido ascórbico/l 00 kg de farinha melhora a força e o volume da massa (elasticidade e retenção de gás). O efeito do ácido ascórbico está relacionado com a rápida conversão da glutationa (GSH) endógena para a forma de dissulfeto durante a movimentação da massa. O glúten se torna mais macio na presença da glutationa, uma vez que as moléculas da proteína (PTN-SS-PTN) são despolimerizadas pela troca dos grupos tiol/dissulfeto (Figura 3 ): PTN-SS-PTN + 2GSH —> 2PTN-SH + G-SS-G Com a adição do ácido ascórbico, parte desta glutationa é removida da reação, resultando em glúten mais forte e, conseqüentemente, mais resistente. O efeito do ácido ascórbico ocorre em dois estádios (Figura 3 ).

Figura 3 – Competição pela oxidação de grupos tiois entre vitamina C e a proteína da farinha Primeiro, é oxidado para deidro ácido ascórbico pelo oxigênio presente na massa. Esta reação é catalisada por traços de íons metálicos ou compostos heme, como enzimas catalase e peroxidase. O segundo estádio é a oxidação da glutationa para a forma dissulfeto pelo DAA, catalisada pela glutationa deidrogenase presente na farinha. De forma semelhante, o bromato de potássio é, às vezes, utilizado para o mesmo propósito (Figura 4).



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Figura 4 – Competição pela oxidação de grupos tiois entre o bromato de potássio e a proteína da farinha

REAÇÕES DE ESCURECIMENTO QUÍMICO

A formação de pigmentos escuros nos alimentos durante o processamento e armazenamento e um fenômeno muito comum. O tema e de interesse já que não só modifica a cor e o aspecto do alimento, mas também seu sabor e valor nutritivo. Em certos casos como no processamento de café, cacau, nozes, cozimento do pão, tostagem de cereais, etc., a produção de cor escura e as mudanças que ocorrem no sabor são desejáveis. Porem, como regra geral, o escurecimento dos alimentos e um sinal de deterioração dos mesmos. O escurecimento e o fator limitante mais importante na vida de prateleira e pode acarretar a perda do valor comercial de muitos alimentos. Apesar dos resultados serem os mesmos, as reações que conduzem ao escurecimento são variadas e complexas. As reações que provocam o escurecimento dos alimentos podem ser oxidativas ou não oxidativas. O escurecimento oxidativo ou enzimático é uma reação entre o oxigênio e um substrato fenólico catalisado pela enzima polifenoloxidase e não envolve carboidratos. O escurecimento não oxidativo ou não enzimático é muito importante em alimentos, envolve o fenômeno de caramelização e/ou a interação de proteínas ou aminas com carboidratos (reação de Maillard). A intensidade das reações de escurecimento não enzimático em alimentos depende da quantidade e do tipo de carboidrato presente. Apesar da reação de escurecimento não enzimático ocorrer principalmente entre açúcares redutores e aminoácidos, a degradação do açúcar, bem como a degradação oxidativa do ácido ascórbico e adicional condensação de compostos carbonílicos formados com grupos amina presentes, resulta na formação de pigmentos escuros. As reações de escurecimento não enzimático em alimentos estão associadas com aquecimento e armazenamento e podem ser subdivididas em três mecanismos, conforme apresentado na Tabela 2. TABELA 2 — Mecanismos das reações de escurecimento não enzimático Mecanismo Requerimento Requerimento pH ótimo Produto final de oxigênio de NH2 Maillard Não Sim Melanoidinas >7,0 Caramelização Não Não 3,0 a 9,0 Caramelo Oxidação de Sim Não 3,0
REAÇÃO DE CARAMELIZAÇÃO Durante o aquecimento de carboidratos, particularmente açúcares e xaropes de açúcares, ocorre uma série de reações que resultam no seu escurecimento, denominada de caramelização. Esta reação envolve a degradação de açúcares na ausência de aminoácidos e Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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proteínas. Os açúcares no estado sólido são relativamente estáveis ao aquecimento moderado, mas em temperaturas maiores que 120 ºC são pirolisados para diversos produtos de degradação de alto peso moleculares e escuros, denominados caramelos. A composição química do pigmento é complexa e pouco conhecida, embora caramelos obtidos de diferentes açúcares sejam similares em composição. As frações de baixo peso moleculares presentes na mistura caramelizada contêm, além do açúcar que não reagiu, ácido pirúvico e aldeídos. O mecanismo dessa reação ainda é desconhecido. Inicia-se pela desidratação do açúcar redutor provocando a quebra de ligações glicosídicas, quando elas existem como na sacarose, abertura do anel hemiacetálico, formação de novas ligações glicosídicas. Como resultado ocorre a formação de polímeros insaturados, os caramelos. (Figura 5) Essa reação é facilitada por pequenas quantidades de ácidos (pH: 2-4) e de certos sais, porém, sua velocidade é maior em meios alcalinos (pH: 9-10). A utilização de diferentes catalisadores permite a obtenção de corantes específicos de caramelo. Vários compostos podem atuar como catalisadores dessa reação: fosfatos, citratos, fumarato, tartarato e malato.

Figura 5 – Mecanismo de caramelização de açúcares. O caramelo é um corante marrom e, com limitações, é também um agente flavorizante preparado através da pirólise do açúcar. Quando a caramelização ocorre sem qualquer catalisador a 200-240 ºC, caramelos de baixa intensidade de cor são obtidos e são mais úteis como agentes flavorizantes do que como corantes. Os caramelos obtidos a partir do uso de catalisadores necessitam de temperaturas mais baixas (130 - 200 ºC) e apresentam uma alta intensidade de cor, sendo utilizados como corantes alimentícios. A utilização de sais de amônio, como catalisador, resulta em caramelos mais escuros. A sacarose é usada para produção de aromas e corantes de caramelo, via reação de caramelização. Ela é aquecida em solução com ácido ou sais de amônio para a produção de vários produtos usados em alimentos e bebidas, como por exemplo, refrigerante tipo “cola” e cervejas.

REAÇÃO DE MAILLARD Essa reação é extremamente desejável em alguns alimentos como café, cacau, carne cozida, pão, bolos, pois confere o sabor, aroma e cor característicos a esses alimentos mas é extremamente indesejável em outros como leite em pó, ovos e derivados desidratados. Essa reação pode resultar na perda de nutrientes como os aminoácidos do alimento. E uma reação extremamente complexa, muito estudada, mas cujo mecanismo ainda não foi totalmente elucidado. Como resultado dessa reação são produzidos muitos produtos diferentes que irão conferir sabor e aroma ao alimento. O escurecimento é devido à produção de melanoidinas, polímeros insaturados, e cuja cor é mais intensa quanto maior for seu peso molecular. A cor pode variar de marrom-claro até preto. Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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A reação ocorre entre açúcares redutores e aminoácidos (unidade estrutural das proteínas). A reação de Maillard compreende três fases: inicial, intermediária e final.

Fase inicial A reação inicial ocorre entre açúcares redutores e aminoácidos, na proporção de 1:1 e resulta em produtos ainda incolores e sem sabor e aroma. O produto dessa fase tem maior poder redutor em solução alcalina. As reações envolvidas são de condensação, enolização e rearranjo de Amadori ou de Heyns. A reação inicial entre o açúcar redutor, e o aminoácido é uma reação de condensação, união de duas moléculas com perda de uma molécula de água. O rearranjo de Amadori é uma reação catalisada por ácidos e bases, tem como produto inicial uma aldose e como produto final uma cetose. No rearranjo de Heyns, o produto inicial é uma cetose e o produto final uma aldose amina, sendo que esta reação ocorre de forma mais lenta que o de Amadori.

FIGURA 6 - Representação da fase inicial da reação de Maillard.

Fase intermediária Na fase intermediária da reação de Maillard, inicia-se a percepção de aromas. A cor torna-se amarelada. Desenvolve-se o poder redutor em solução e o pH diminui. O produto final da fase inicial, uma cetose amina, pode sofrer vários tipos de reações e seguir diferentes caminhos. As redutonas são componentes com características de agentes redutores, sendo, portanto, facilmente oxidáveis. A formação de redutonas resulta no aumento do poder de óxido-redução e conseqüentemente em aumento de reatividade. E a mesma reação de oxidação do ácido ascórbico a ácido dehidroascórbico. A degradação de Strecker ocorre em compostos dicarbonilicos por sua interação com aminoácidos. São formados CO2 e um aldeido, contendo um átomo de carbono a menos que o aminoácido original. A produção de CO2 pode ser tão intensa, que em tanques de melaços expostos à luz solar podem explodir, devido ao aumento de pressão. Fase final Etapa em que ocorre o desenvolvimento de cor, aroma e sabor. Diferentes sabores e aromas são produzidos nessa reação, em função de diferentes aminoácidos. Os aminoácidos definem o sabor e aroma, independente do tipo de açúcar redutor. FATORES QUE AFETAM A REAÇÃO DE MAILLARD Temperatura A reação inicialmente ocorre preferencialmente em temperaturas maiores que 70 ºC, porém continua em temperaturas da ordem de 20 ºC e durante o processamento ou armazenamento. A elevação de temperatura resulta em um rápido aumento da velocidade de escurecimento, aumentando de 2 a 3 vezes para cada aumento de 10 ºC. Os alimentos congelados são pouco afetados pela reação de Maillard. pH A velocidade da reação é máxima em pH próximo a neutralidade (pH 6-7). Em meio ácido, predomina a forma protonada do grupo NH2 do aminoácido, eliminando a Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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nucleofilicidade desse grupo e, dessa forma, retardando a reação com o grupo carbonila do açúcar. Em meio alcalino, ocorre rápida degradação de carboidratos independentemente da presença de aminoácidos. Em valores de pH abaixo de 5 e na presença de ácido ascórbico, ocorre a reação de escurecimento provocada pela oxidação do ácido ascórbico (vitamina C). Tipo de açúcar A presença do açúcar redutor e essencial para a interação da carbonila com os grupos amina livres. A natureza do açúcar determina a reatividade, pentoses são mais reativas que hexoses e essas mais que dissacarídeos. Os dissacarídeos não redutores somente são utilizados na reação após a hidrolise da ligação glicosídica.

Atividade de Água Em aw, > 0,9 a velocidade da reação diminui, devido à diluição dos reagentes. E em aw <0,2-0,25 a velocidade tende a zero devido à ausência de solvente, necessário para permitir que íons e moléculas se movimentem e se encontrem. Ocorre um maior escurecimento em valores de atividade de água intermediários (0,5 a 0,8). Catalisadores A velocidade da reação é acelerada por ânions como citrato, fosfato e por íons metálicos como cobre bivalente em meio ácido. Inibição da reação de Maillard Alguns dos tratamentos utilizados para inibir a reação de Maillard consistem em:  Uso de açúcares não redutores, por exemplo, a sacarose, em condições nas quais não possa ser hidrolisada.  Redução de aw ou aumento através de diluição.  Remoção de açúcares redutores por enzima, como, por exemplo, o tratamento com a enzima glicose-oxidase em ovos produzindo ácido glucônico a partir da glicose.  Adição de SO2: inibe escurecimento enzimático, mas dependendo da concentração utilizada, pode provocar o aparecimento de odores desagradáveis, além de destruir as vitaminas B1 (tiamina) e C. Atua como inibidor, bloqueando a reação da carbonila dos carboidratos com o grupo amina dos aminoácidos e evitando a condensação destes compostos pela formação irreversível de sulfonatos. Exerce pouco efeito na degradação de Strecker. REAÇÕES DE ESCURECIMENTO QUÍMICO EM ALGUNS ALIMENTOS LEITE E DERIVADOS São muito sensíveis às reações de escurecimento não-enzimático, em razão do elevado teor de lactose e da presença de proteínas termossensíveis, especialmente proteínas do soro. Como conseqüência negativa, durante o tratamento térmico ocorre a alteração da cor, além da destruição da lisina. Durante o tratamento industrial do leite e, ou, doméstico, a destruição da lisina varia de acordo com o tempo e processo de aquecimento. Por exemplo, em leite pasteurizado a perda é em tomo de 3% e, no esterilizado, de 8 a 12%; dependendo do processo de secagem do leite, pode ocorrer perda de até 30%. A intensidade das reações durante o armazenamento do leite em pó e evaporado depende da temperatura e umidade do produto. CARNE E DERIVADOS São relativamente resistentes às reações de escurecimento não-enzimático, em razão da acidez natural e do baixo teor de açúcares reativos. Em peixes, as reações são mais intensas, pelo fato de possuírem alto teor de ribose ou pelo aumento do pH em razão Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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de alterações verificadas “post mortem”. CEREAIS E DERIVADOS As reações durante o processamento de cereais resultam na destruição da lisina, mas, por outro lado, ocorre a formação de “flavor ” e de coloração desejáveis, em razão das reações de Maillard e de caramelização. As reações podem ser induzidas pela adição de açúcares redutores ou, naturalmente, pela hidrólise do amido. Os grãos são estáveis quando intactos, mas com a moagem iniciam-se as reações. Secagem de macarrão, cozimento de pão etc. resultam em alta destruição da lisina, especialmente em temperatura elevada e baixo teor de umidade. VEGETAIS E DERIVADOS No processamento de frutas e vegetais, as reações de deterioração resultantes são importantes em produtos concentrados e desidratados, principalmente em vegetais nãoácidos ou com baixa acidez e ricos em açúcares e aminoácidos. O controle do processo de secagem é critico para a qualidade do produto final, e o escurecimento atinge o máximo na faixa de Aw entre 0,53 e 0,55. Em produtos esterilizados como frutas enlatadas não ocorre escurecimento significativo, em razão do elevado teor de água e da acidez do meio (pH: 3-4). Nestas condições, as reações de escurecimento não-enzimático não são importantes, exceto se estas contiverem antocianinas, como em picles e sucos. CAFÉ Na torrefação de café, os grãos são submetidos a condições variáveis de temperatura, para se obterem sabor, cor e “flavor” agradáveis. Dependendo da temperatura, do tempo e da luminosidade, um produto final escuro ou mais claro pode ser obtido. Vários componentes, como açúcares redutores e polissacarídios, são os precursores da reação. Os açúcares redutores são decompostos rapidamente a temperaturas mais baixas, enquanto os polissacarídios não-redutores (amido, celulose e outros componentes) são inicialmente hidrolisados com o aquecimento para açúcares redutores e, subseqüentemente, transformados em pigmentos escuros. Em condições de temperatura mais amena, a hidrólise para monossacaridios é mais rápida que sua decomposição e o produto final é mais claro. Em temperatura mais elevada, a degradação do açúcar redutor é mais rápida e o produto final, mais escuro. O grão verde não possui o aroma típico de café, e somente após o tratamento térmico o sabor característico é então percebido. O sabor do café é devido a cafeína, ácidos (acético, fórmico, clorogênico e cítrico), substâncias fenólicas e de voláteis formados durante o tratamento térmico do grão. Este processo é caracterizado pela diminuição de substâncias “velhas” e formação de novas. A temperatura utilizada, na faixa de 200 a 250 ºC (5-l5min), promove diversas alterações: expansão do grão (50 a 80%), alterações na estrutura e coloração. A cor esverdeada toma-se escura com o aparecimento do aroma típico e ocorre perda de 13 a 20% em peso. Quatro fases distintas podem ser distinguidas: (1) A alteração inicial ocorre em temperatura igual ou acima de 500C, com o início da desnaturação da proteína e a evaporação de água. (2) O escurecimento do grão ocorre acima de 1 000C, devido à decomposição térmica e pirólise de compostos orgânicos. (3) Liberação de produtos voláteis (CO2, CO, H2O) à temperatura de 150ºC, resultando no aumento de volume do grão; (4) A fase final de decomposição, que inicia entre 180-200ºC, é caracterizada pela liberação do aroma típico.. O ter de umidade neste ponto é de 1,5 a 3,5 ¨. Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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RANCIDEZ OXIDATIVA A rancidez oxidativa é a principal responsável pela deterioração de alimentos ricos em lipídeos, porque resulta em alterações indesejáveis de cor, sabor, aroma e consistência do alimento. A oxidação lipidica envolve uma serie extremamente complexa de reações químicas, que ocorre entre o oxigênio atmosférico e os ácidos graxos insaturados dos lipídeos. Essa reação ocorre em três estágios (iniciação, propagação e terminação). Estes estágios são descritos a seguir. Iniciação Ocorre quando um átomo de hidrogênio é retirado do grupo metileno de um ácido graxo insaturado, levando à formação de um radical livre: RH —> R + H. O oxigênio adiciona-se ao radical livre e forma um radical peróxido: R + O2 —> RO . Cada radical peróxido pode retirar um H de uma molécula de ácido graxo não oxidada. Esses peróxidos formados podem participar de reações de decomposição e de formação de novos radicais livres. Para que ocorra a reação de oxidação, é necessária a presença de oxigênio e de uma certa energia inicial. Se o oxigênio, normalmente na forma triplet, passa para o estado excitado, oxigênio singlet, a energia inicial necessária para ocorrência da reação torna-se disponível. Essa passagem do oxigênio triplet para singlet ocorre na presença de fotossensibilizadores como clorofila, mioglobina ou hemoglobina e luz. Normalmente, os alimentos contêm traços de oxigênio singlet. O hidrogênio é retirado de um dos carbonos adjacentes à dupla ligação, pois estes são mais lábeis que os demais devido à distribuição de elétrons na dupla ligação, formando um dos dois possíveis radicais, e cada um dos radicais pode assumir duas formas diferentes pela ressonância. Com a adição de O2, é possível ocorrer a formação de radicais peróxidos. Cada radical peróxido pode retirar um hidrogênio de outra molécula de ácido graxo não oxidada. Esses peróxidos formados podem participar de reações de decomposição e formação de novos radicais livres. Este processo pode ser iniciado por uma série de iniciadores diferentes existentes naturalmente no alimento, como, por exemplo, íons metálicos, enzimas e presença de luz ultravioleta. As características dessa etapa são a formação de radicais livres (R e ROO ), consumo pequeno e lento de oxigênio, baixo nível de peróxidos, aroma e sabor do alimento inalterados. •

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Propagação Uma vez formado o radical livre, este reage com o oxigênio para formar um radical peróxido. Esses radicais são extremamente reativos e podem retirar átomos de hidrogênio de outros lipídeos insaturados e, dessa maneira, propagar a reação de oxidação. Essa etapa caracteriza-se pela reação em cadeia de radicais livres, pelo alto consumo de oxigênio, pelo alto teor de peróxidos e pelo inicio de alterações de aroma e sabor. Cada radical peróxido pode retirar H de uma molécula não oxidada formando hidroperóxidos. E os hidroperóxidos podem ser decompostos em radicais livres. Essa seqüência de reações resulta em um aumento do número de radicais livres, e a reação em cadeia se propaga por toda a massa de lipídeos. Novos radicais livres R serão rapidamente formados pela reação de qualquer um dos oxi-radicais com moléculas de O2 (Figura 7). R + O2 R – OO ROO + R1H ROOH + R1 ROOH RO + OH ROOH ROO + H •

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FIGURA 7- Representação da reação de oxidação lipídica na fase de propagação. Os hidroperóxidos são decompostos por: • Alta energia de radiação; • Energia térmica; • Metais catalisadores; • Atividade enzimática. A decomposição dos hidroperóxidos inicia-se imediatamente após sua formação. Os compostos formados, a partir dessa quebra, são típicos do hidroperóxido específico e dependem da sua posição na molécula. Esses produtos podem sofrer, posteriormente, reações de oxidação e decomposição, contribuindo assim para a formação de uma quantidade grande e variada de radicais livres. No início da reação de rancidez oxidativa, a velocidade de formação de peróxidos é maior que a de decomposição, e o inverso ocorre no final. Os pró-oxidantes metálicos íons multivalentes (Cu+, Cu2+, Fe2+, Fe3+), auxiliam na formação adicional de radicais livres, decompondo os hidroperóxidos e aumentando os radicais livres.

Terminação Ocorre quando dois radicais livres interagem entre si, para formar diversas substâncias, terminando assim o papel deles como propagadores da reação. A característica dessa etapa e a diminuição do consumo de oxigênio e a redução da concentração de peróxidos. Nessa fase, o alimento apresenta alterações de aroma, sabor, cor e consistência. Os hidroperóxidos não têm importância direta na deterioração do odor e sabor das gorduras. Contudo, eles são muito instáveis e se decompõem, com rompimento da cadeia hidrocarbonada, gerando uma variedade de aldeídos, álcoois e cetonas, dentre os quais incluem-se os agentes de sabor e odor indesejáveis. Uma grande variedade de substancias incluindo aldeídos, álcoois, ácidos de baixo peso molecular, oxiácidos, cetoácidos, cetonas e outros são encontrados nas gorduras rancificadas. Mas o cheiro característico e desagradável do ranço parece ser devido, principalmente, á presença de aldeídos de baixo peso molecular. A viscosidade aumenta devido à formação de polímeros de alto peso molecular, e o aparecimento da cor é devido à formação de polímeros insaturados. Várias determinações analíticas são realizadas para avaliar o estado da oxidação (rancidez) de uma gordura sendo que as mais usadas são as determinações dos índices do peróxido e de TBA. Índice de peróxido: é a medida do teor de oxigênio reativo, em termos de miliequivalentes de oxigênio por 1000 gramas de gordura. Indica o grau de oxidação da gordura. Quando as duplas ligações dos ácidos graxos insaturados são oxidadas, formamse peróxidos, que oxidam o iodeto de potássio adicionado, liberando iodo. A quantidade de iodo liberado é uma medida da quantidade de peróxidos existentes, que estão relacionados com o grau de oxidação do óleo e, conseqüentemente, com a tendência a rancificação oxidativa. Índice de TBA: a determinação do índice de peróxidos é utilizada para acompanhar o desenvolvimento da rancidez em um alimento, porém, na fase final da oxidação, como o índice de peróxidos é baixo, é necessário utilizar um outro índice. O mais usado é o indico do TBA, que se baseia na reação do ácido tiobarbitúrico (TBA) como malonaldeido (produto da fase de terminação). FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DE OXIDAÇÃO A reação de oxidação para os lipídeos tem uma energia de ativação alta. Por isso, é Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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necessária a presença de compostos químicos ou fatores físicos, que forneçam energia às moléculas ou ainda baixem o nível de energia para valores que viabilizem a ocorrência da reação. Presença de ácidos graxos livres, metais, oxigênio, pigmentos fotossensíveis além de outros fatores podem contribuir para o aumento da velocidade da oxidação. Ácidos graxos constituintes: quantidade, posição e geometria das ligações. Quanto maior o número de ácidos graxos insaturados, maior é a velocidade de oxidação. Quanto mais disponível estiver esses ácidos graxos, maior também será a velocidade de oxidação. As ligações em cis são mais facilmente oxidáveis que as ligações em trans. Ácidos graxos livres e acilgliceróis: os ácidos graxos livres sofrem mais rapidamente o processo de oxidação que os ácidos esterificados ao glicerol, porque estão mais acessíveis. Concentração de oxigênio: quanto maior a concentração de oxigênio disponível, maior a velocidade de oxidação. Área de superfície: quanto maior a área cio superfície, maior é a exposição ao O2 e, portanto, maior é a velocidade de oxidação. Por exemplo, a carne moída apresenta uma superfície exposta ao oxigênio muito maior que a carne em pedaços. Atividade de água: em baixos teores de atividade cio água, a taxa de oxidação é muito alta, devido ao maior contato entre substrato e reagentes. A oxidação lipidica e, por isso, a única reação que ocorre em alimentos com baixos valores de atividade de água. Em valores de ativtdlade de água intermediários (aw - 0,30), a velocidade de oxidação é reduzida devido ao efeito de diluição. Nos valores de atividade água mais elevados (aw 0,55 a 0,85), a velocidade de oxidação aumenta novamente devido ao aumento da atividade dos metais catalisadores. Catalisadores: íons metálicos, radiações ultravioleta, pigmentos como clorofila e mioglobina, catalisam a reação de rancidez oxidativa.

ANTIOXIDANTES A intensidade da oxidação lipídica pode ser minimizada pelas condições adequadas de processo. O oxigênio molecular pode ser excluído do processo, transporte e armazenamonto do óleo pela utilização da atmosfera modificada de nitrogênio. Por meios físicos, como uso de embalagens adequadas e o emprego de temperaturas mais baixas, durante o processo e armazenamento, pode-se retardar a reação. A diminuição da exposição do óleo à luz e a eliminação de pigmentos fotossensíveis (clorofila e riboflavina), reduzem sensivelmente a evolução da rancidez. Traços de metais podem ser eliminados pela adição de complexantes de íons, tais como ácido cítrico, ácido etilenodiaminotetracético (EDTA). Além dos fatores e condições descritas para minimizar a oxidação lipídica, a adução de antioxidantes é bastante empregada. Os antioxidantes naturais ou sintéticos interferem na participação do oxigênio singlet ou, principalmente, atuam como inibidores da reação, fazendo papel ou de doadores de hidrogênio ou aceptores de radicais livres dos ácidos graxos. Os aceptores de radicais livres (AH) reagem primeiramente com RO2 e não com radicais R . Em síntese, esse mecanismo sugere uma competição entre esses antioxidantes (AH) e a propagação da reação em cadeia com a presença do substrato normal da reação, o ácido graxo (RH). São produtos que interferem na fase de iniciação da reação, produzindo compostos que não participam da reação em cadeia de radicais livres e, com isso, têm excelente efeito retardador. ROO + AH ROOH + A ROO + RH ROOH + R Os antioxidantes utilizados em alimentos são compostos fenólicos sintéticos ou produtos naturais como os tocoferóis, que são lentamente destruídos durante sua ação conservadora, e, por isso, perdem sua eficiência com o tempo. Um melhor efeito dos antioxidantes fenólicos é obtido pela utilização de misturas que atuam de forma sinérgica e •

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também pela presença de quelantes de metais pró-oxidanres. O efeito dos antioxidantes fenólicos é devido à formação de radicais mais estáveis, os quais reduzem a velocidade da reação e o número de radicais livres reativos. Os compostos fenólicos são excelentes doadores de hidrogênio ou elétrons. A eficácia dos antioxidantes fenólicos está relacionada com a estabilidade relativa de seus radicais intermediários devido à ressonância e à falta de posições adequadas na estrutura para ataque pelo oxigênio molecular. Entre os antioxidantes naturais, além dos tocoferóis, alguns óleos essenciais também apresentam capacidade de retardar a rancificação, sendo o óleo essencial de alecrim o mais ativo desses produtos. O tocoferol, composto com atividade de vitamina E, é o mais ativo entre os antioxidantes naturais. São compostos lábeis a altas temperaturas, e, conseqüentemente, quando os óleos são utilizados para frituras (temperaturas superiores a 180 ºC), ocorre perda. Os principais antioxidantes sintéticos utilizados na indústria de alimentos são: Palmitato de ascorbila: É um composto sintético obtido, a partir de dois produtos naturais: o ácido palmítico e o ácido ascórbico. Seu mecanismo de ação ainda é desconhecido. A legislação permite a adição de até 0,02 % do teor de gordura. Galato de propila (PG): O galato de propila é um antioxidante que perde sua eficiência sob stress térmico e em meio básico. Forma compostos escuros com íons metálicos, especialmente ferro. Butil hidroxianisol (BHA): É solúvel em óleo e solventes orgânicos. Apresenta pouca atividade antioxidante era óleos vegetais, principalmente quando estes são ricos em antioxidantes naturais. Quando aquecido na presença de água, sua eficiência é perdida, mas quantidades substanciais cio antioxidante são transferidas para os produtos processados, aumentando a vida útil desses produtos. Tem efeito aumentado quando usado em combinação com galato de propila e com BHT. Butil hidroxitolueno (BHT): E o antioxidante mais ativo em gorduras animais apresenta as mesmas características que o BHA. A legislação permite a adição de, no máximo, 0,01% para os antioxidantes PG, BHT e BHA em relação ao teor de gordura do alimento. Se for adicionado mais de um antioxidante, o limite máximo é de 0,02% da mistura, sendo que o teor máximo permitido de cada um é 0,01%.



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CAPÍTULO 2 - MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS A maior parte dos alimentos de origem vegetal e animal tem a propriedade de se deteriorar com facilidade. No decurso dos séculos sempre existiu uma técnica empírica de preservação de alimentos. Uma parte dessa técnica sobreviveu em nossa época: a secagem, a defumação, o emprego do sal, do vinagre e do álcool lembram com bastante exatidão os processos empregados no passado. Foi preciso esperar até o início do século XIX para assistir à aparição do que podemos chamar de técnica moderna de conservação de alimentos. Em 1809 Nicolas Appert tira patente do processo de conservação de alimentos pelo calor em recipientes hermeticamente fechados. Os alimentos, para serem conservados, devem impedir toda alteração devida aos microrganismos. O desenvolvimento dos microrganismos é possível somente em ambiente nutritivo, com taxa de umidade, oxigênio, temperatura e outras condições favoráveis, segundo a espécie microbiana. Assim os processos de conservação são baseados na eliminação total ou parcial dos agentes que alteram os produtos ou na modificação ou supressão de um ou mais fatores essenciais, de modo que o meio se tome não propício a qualquer manifestação vital. Isso ainda pode ser conseguido pela adição de substâncias em qualidade e quantidade, que impeçam o desenvolvimento dos microrganismos. Muitas vezes são usados tratamentos simultâneos de destruição e modificação das condições ambientais. Dentro desses princípios se situam os processos ou métodos de conservação, difíceis às vezes de serem convenientemente classificados, em face das variações que apresentam. Alguns, como a esterilização e a pasteurização, agem diretamente, destruindo total ou parcialmente a flora microbiana; outros lançam mão de meios que dificultam a proliferação, tais como o emprego do frio ou a redução do teor de água, diretamente como na secagem, ou indiretamente, como no emprego do sal e do açúcar. Em outras modalidades, subtrai-se o contato com o ar (embalagem a vácuo), ou lança-se mão de substâncias nocivas ao desenvolvimento microbiano (defumação, aditivos), ou ainda, submetem-se o produto a fermentações especiais, como a lática (chucrute, picles) e a alcoólica (vinhos), que os transformam e garantem uma melhor conservação. Muitas vezes, como já referimos, são empregados processos mistos, como nos concentrados, geléias, doces em massa, picles, leite condensado, etc. Como regra geral, os melhores processos são aqueles que, garantindo uma satisfatória conservação, alteram menos as condições naturais dos produtos. Após os tratamentos, a conservação é assegurada pelo uso de uma embalagem apropriada. Para facilidade de estudo, iremos agrupar os métodos de conservação de alimentos pelo uso de: Uso de temperaturas [calor, frio] Controle da quantidade de água [secagem/desidratação, concentração] Controle da taxa de oxigênio [vácuo, atmosfera modificada e controlada] Uso de substâncias químicas [produzidas em fermentações ou aditivos] Uso de irradiações [raios gama, raios UV] Outros métodos

1) CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO USO DO FRIO A conservação por baixas temperaturas se baseia na lei de Want’Hoff, que diz que a redução de 10 ºC na temperatura do meio reduz de 2 a 3 vezes a velocidade das reações. Podemos utiliza a refrigeração e/ou o congelamento: As temperaturas baixas são utilizadas para retardar as reações químicas e a Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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atividade enzimática bem como para retardar ou inibir o crescimento e a atividade dos microrganismos nos alimentos. Quanto mais baixa for a temperatura tanto mais reduzida será a ação química, enzimática e o crescimento microbiano e uma temperatura suficientemente baixa inibirá o crescimento de todos os microrganismos. Sabemos que o alimento contém um número variável de bactérias, leveduras e mofos que poderio provocar alterações, dependendo de condições adequadas de crescimento. Cada microrganismo presente possui uma temperatura ótima de crescimento e uma temperatura mínima, abaixo da qual não pode multiplicar-se. À medida que a temperatura vai decrescendo, o ritmo de crescimento também diminui, sendo mínimo na temperatura de crescimento mínimo. As temperaturas mais frias podem inibir o crescimento, porém a atividade metabólica continua, ainda que lentamente, até um certo limite. Portanto, o decréscimo da temperatura dos alimentos produz efeitos nos microrganismos presentes. Uma diminuição de 10ºC pode deter o crescimento de alguns microrganismos e retardar o de outros. Sabemos que certos microrganismos conseguem crescer, se bem que em ritmo muito lento, em temperaturas abaixo de 0 ºC. A congelação além de impedir que a maior parte da água presente seja aproveitada devido à formação de gelo, aumentará a concentração das substâncias dissolvidas na água não congelada. As enzimas presentes nos alimentos continuam atuando durante o armazenamento. Quanto menor a temperatura de armazenamento, menor será a atividade enzimática. Porém, esta atividade é encontrada ainda, se bem que muito lenta, em temperaturas abaixo do ponto de congelação da água pura. Entre alguns microrganismos que conseguem crescem em baixas temperaturas, poderemos citar os gêneros Cladosporium e Sporotrichum que suportam –7ºC, Penicillium e Monilia – 4ºC. Certas leveduras conseguem viver de –2 a –4ºC, enquanto que certas bactérias o fazem de –4 a –7 ºC. Os gêneros Pseudomonas, Achromobacter e Micrococcus podem viver em baixas temperaturas (–4 a –7 ºC) e, por isso, também fazem parte das chamadas bactérias psicrófilas. Portanto, na utilização do frio estamos retardando ou inibindo a atividade microbiana e as reações químicas, incluindo os processos metabólicos normais da matéria-prima. Conforme a temperatura desejada, poderemos lançar mão da refrigeração ou da congelação. Na refrigeração, a temperatura da câmara onde se encontram os produtos a conservar não é tão baixa e quase nunca inferior a 0ºC, obtendo-se assim uma conservação por dias ou semanas, dependendo do produto. Na congelação ocorre a formação de gelo, necessitando-se assim de temperaturas mais baixas (-1º a – 40ºC), obtendo-se assim uma conservação do produto por períodos longos (meses ou anos). O uso do frio, associado a outras técnicas de conservação, é largamente utilizado em países desenvolvidos por causa da manutenção da qualidade do produto a ser conservado. É um processo bastante caro porque o produto deve ser mantido em baixas temperaturas desde sua produção até o seu consumo, obedecendo à chamada cadeia do frio.

Instalações Mecânicas Os mecanismos de produção de frio têm evoluído bastante nos últimos tempos, mas o método mais difundido é um sistema baseado na compressão, liquefação e expansão de um gás. A substância refrigerante sofre mudanças de estado ao percorrer o interior das 3 partes distintas do sistema: o compressor, o condensador e o evaporador.

A) REFRIGERAÇÃO Características: Utiliza temperatura de 0 a 15 ºC; O produto se mantém vivo, conservando as características do produto “in natura”; Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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È um método temporário (dias ou semanas); Método eficiente para conservação de frutas; Os microrganismos psicrófilos são o maior problema; As temperaturas utilizadas não inativa enzimas. O armazenamento por refrigeração utiliza temperaturas um pouco acima do ponto de congelação. A refrigeração pode ser usada como meio de conservação básica ou como conservação temporária até que se aplique outro método de conservação. A maior parte dos alimentos alteráveis pode ser conservada por refrigeração durante um tempo limitado, onde não se evitam, porém se retardam as atividades microbianas e enzimáticas. Cada alimento reage ao armazenamento refrigerado de sua própria maneira, havendo certos alimentos adversamente afetados, como a banana e tomates verdes. Nestes, os padrões metabólicos são modificados de maneira a impedir o amadurecimento normal ou a estimular a atividade imprópria de enzimas específicas. O abaixamento da temperatura da matéria-prima deve ser feito imediatamente após a colheita do vegetal ou a morte do animal. Algumas horas de atraso na colheita ou no matadouro poderão ocasionar perdas na conservação do produto. Isto é particularmente importante em vegetais que estejam num metabolismo ativo, podendo haver liberação de energia por causa da respiração e, assim, transformação de um produto metabólico em outro. Para evitar certas perdas, é aconselhável fazer o resfriamento da matéria-prima imediatamente após a colheita. Entre os métodos utilizados, podemos mencionar o resfriamento a ar, resfriamento a vácuo (ao evaporar, a água provoca o resfriamento do produto) e resfriamento a água (hidro-resfriamento). Ultimamente, o nitrogênio líquido tem sido usado também para esse objetivo, em certos países. A temperatura utilizada na refrigeração tem importância na conservação do produto. Assim, a 5ºC, temperatura comum de refrigeração, um produto poderá ser conservado por 5 dias, ao passo que, a 15ºC, poderá ser deteriorado em 1 dia. A tabela a seguir nos dá uma idéia do que acabamos de dizer. TABELA 1 - Vida útil de produtos de origem vegetal e animal, a várias temperaturas. ALIMENTO Dias de vida útil média, sob armazenamento refrigerado a 0ºC 22ºC 38ºC Carne de vaca 6-8 1 <1 Pescado 2-7 1 <1 Aves 5 - 18 1 <1 Carnes e peixes secos 1.000 ou mais 350 ou mais 100 ou mais Frutas 2 - 180 1 - 20 1-7 Frutas secas 1.000 ou mais 350 ou mais 100 ou mais Hortaliças de folhas 3 - 20 1-7 1-3 Raízes e tubérculos 90 - 300 7 - 50 2 - 30 Fonte: Desrosier Alguns fatores devem ser considerados no armazenamento por refrigeração: a temperatura, a umidade relativa, circulação de ar e a composição da atmosfera no interior da câmara de armazenamento.

Temperatura A temperatura de refrigeração a ser escolhida depende do tipo de produto e do tempo e condições do armazenamento. Algumas vezes, mesmo variedades diferentes terão temperaturas de armazenamento diferentes. Assim, para a maçã Mc Intosh, a melhor temperatura oscila entre 2,5 e 4,5 ºC, ao passo que a maçã Delicious é melhor conservada a 0 ºC. Certos produtos, como a banana e tomate, não podem ser Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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armazenados em temperatura inferiores a 13 ºC porque prejudicam o processo de maturação através da influência sobre certas enzimas. As câmaras de refrigeração devem ser projetadas de tal maneira que não permitam oscilações maiores que 1ºC. Para isto toma-se necessário fazer um bom isolamento e conhecer os fatores que poderão fornecer calor ao ambiente. Entre os materiais isolantes temos a cortiça, madeira sintética, o poliestireno e a poliuretana. Entre os fatores que podem influenciar a temperatura interna, podemos citar as lâmpadas e motores elétricos, número de pessoas trabalhando no interior da câmara, quantas vezes será aberta a porta de entrada e tipo e quantidade de produtos que serão armazenados na área de refrigeração. Esse último fator é importante porque cada produto possui o seu calor específico e uma certa taxa de respiração, com conseqüente produção de calor. Todos esses fatores são necessários para o cálculo da refrigeração total, que corresponde à quantidade de calor que deverá. ser removido do produto e da câmara para ir da temperatura inicial até a temperatura final e que deve ser mantida por um determinado tempo. Para a manutenção de uma temperatura uniforme, a circulação de ar deve estar bem regulada, pois pode desidratar os produtos.

Umidade relativa A umidade do ar dentro da câmara varia com o alimento conservado e está diretamente relacionada com a qualidade do produto. Uma umidade relativamente baixa determinará perda de umidade do alimento, podendo ocorrer uma desidratação, ao passo que uma umidade relativamente alta facilitará o crescimento microbiano. A umidade relativa ótima de cada alimento já é perfeitamente conhecida. Para períodos de armazenamento longo, recomenda-se o uso de embalagens apropriadas.

Circulação do ar A circulação do ar ajudará na distribuição de calor dentro da câmara, permitindo assim manter uma temperatura uniforme. A umidade relativa desse ar deve ser adequadamente controlada. O ar da câmara deve ser renovado diariamente, principalmente por causa dos maus odores formados quando diferentes produtos são armazenados no mesmo local.

Atmosfera de armazenamento Na respiração de um produto, que continua após a colheita, oxigênio é consumido, havendo produção de gás carbônico. A diminuição na temperatura e no oxigênio disponível aliado e um aumento do teor de gás carbônico irão afetar o ritmo da respiração e outros processos fisiológicos. A temperatura ótima, umidade relativa e composição da atmosfera variam para as diferentes frutas e mesmo entre variedades da mesma fruta. Uma composição ideal, de caráter geral, é constituída de 3% de oxigênio, 5% de gás carbônico e 92% de nitrogênio.

B) CONGELAMENTO Características:

- Utiliza temperaturas menores de 0ºC; - O produto não resiste, pois ocorre morte de tecidos; - Método eficiente para conservação de carnes, hortaliças e pescado; - A conservação é por tempos mais prolongados (meses ou anos); - Reduz as reações enzimáticas, porém não inativa. Reações como escurecimento de frutas não é solucionado somente com congelamento - O congelamento pode destruir microrganismos, pois durante o armazenamento eles queimam as reservas e morre de inanição. - Normalmente armazena-se os alimentos a –18ºC, assim os psicrófilos não resistem e Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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morrem; Na congelação utilizamos temperaturas mais baixas do que na refrigeração, e, por isso, inibimos o crescimento microbiano e retardamos praticamente todo o processo metabólico. Quanto menor a temperatura de armazenamento, mais lenta será a atividade enzimática, até um determinado ponto, onde ocorre uma paralisação total. Este fato é alcançado através de temperaturas extremas e é um pouco difícil de ser avaliado porque, quando um tecido animal ou vegetal é congelado lentamente, mesmo a -200C ou temperaturas inferiores, existirão zonas com alta concentração de solutos não congelados. Mas, em termos práticos, a congelação é bastante usada porque as características naturais dos produtos são relativamente mantidas. É um método caro porque existe necessidade da chamada “cadeia do frio”, isto é, o produto deve ser conservado à baixa temperatura desde a produção até o seu consumo. A escolha da temperatura de armazenamento vai depender do aspecto econômico e do tipo de produto. Na prática, usam-se em média, temperaturas de -10 ºC a -40ºC. Entre os produtos que se prestam para a congelação podemos incluir as carnes, ervilha, morango, milho e hortaliças de modo geral. É através da congelação que se consegue obter alimentos mais convenientes, isto é, prontos ou semiprontos para consumo. Os alimentos supergelados, como são chamados, são utilizados principalmente no mercado institucional (fábricas, hospitais, restaurantes, etc.).

Métodos de congelação Já sabemos que o ponto de congelação de um líquido é a temperatura na qual o líquido está em equilíbrio com o sólido. O ponto de congelação de uma solução é mais baixo do que o do solvente puro e, portanto, o ponto de congelação dos alimentos é mais baixo do que o da água pura. De modo geral, os alimentos congelam-se entre 00C e -40C. A congelação pode ser feita de modo lento ou rápido: Congelamento Lento: processo demorado (3 a 12 horas), a temperatura vai decrescendo gradativamente até chegar ao valor desejado. Normalmente usa-se temperaturas na faixa de –25 ºC sem circulação de ar. Neste processo, os primeiros cristais de gelo são formados nos espaços intercelulares forçando a migração de água do interior da célula para os espaços intercelulares, aumentando os cristais de tamanho causando ruptura de algumas paredes celulares. Ao descongelar os alimentos, grandes quantidades dos fluídos celulares acabam sendo liberados e o alimento fica mais flácido. No caso da carne a proteína é que possui maior teor de água. O suco liberado é rico em sais, vitaminas hidrossolúveis e proteínas.

Congelamento Rápido: Demora menos de 3 horas para o congelamento, usa-se temperatura da ordem de –25 ºC com circulação de ar ou –40 ºC com ou sem circulação de ar. A velocidade de congelação vai depender do quociente entre a diferença de temperatura do produto e do líquido refrigerante e fatores de resistência, tais como velocidade do ar, tamanho do produto, geometria do sistema e composição do produto. A circulação de ar é um meio que se utiliza para acelerar as trocas de calor. Neste processo a água não migra, congelando onde se encontra, com isto tem-se maior número de cristais de gelo distribuídos com menor dano às células, evitando o rompimento de membranas. O produto é armazenado a –18ºC ou menos. A oscilação térmica é uma das maiores causas de alterações, causando movimentos físicos como dilatação e contração, provocando formação de grandes cristais de gelo. O descongelamento deve ser lento para que o alimento possa reabsorver o líquido proveniente do descongelamento pelos sais, proteínas, açúcares etc. Não são recomendados o congelamento e descongelamento sucessivo porque causaria problemas com microrganismos e ativaria algumas enzimas. Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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OBS.: O congelamento lento é mais letal para os microrganismos, mas recomenda-se o rápido porque altera menos os alimentos -

Entre os métodos de congelação pode-se incluir: Congeladores por ar; Congeladores por contato indireto; Congeladores por imersão.

Congeladores por ar Podemos utilizar o ar sem movimento ou o ar insuflado (forçado). No método sem movimentação do ar, os produtos ficam na câmara até a congelação. O tempo necessário para a congelação depende da temperatura da câmara, da qualidade do alimento, da temperatura inicial do alimento (ao entrar na câmara) e do tipo, tamanho e forma do produto a congelar. E um método mais barato, porém muito lento. E o tipo encontrado nos congeladores domésticos (freezer ), onde a temperatura final varia de -10 a -200C. O tempo de congelação, que pode levar várias horas, pode ser reduzido drasticamente pelo uso de ventiladores na câmara de congelação. O ar bastante frio movimenta-se á alta velocidade, produzindo assim uma congelação relativamente rápida. Este sistema de ar insuflado poderá ocorrer dentro de uma câmara, em um túnel, adaptado em esteira ou não, etc. A movimentação do ar poderá ser paralela ou oposta ao movimento do produto. A desidratação é um problema sério nesses tipos de congeladores. Quando a velocidade do ar é tal que excede a velocidade de caída das partículas, tem-se a impressão de uma “fluidização” e o processo é dito congelação em leito fluidizado. Aqui as partículas são congeladas individualmente e, por isso, são chamadas na forma IQF (em inglês quer dizer “individually quick frozen”). O tempo de congelação é na ordem de minutos.

Congeladores por contato indireto Aparece quando o alimento a ser congelado é colocado em contato com uma placa resfriada por uma substância refrigerante; quando é colocado dentro de uma lata que será submersa no refrigerante ou ainda quando é colocado dentro de caixas de papelão ou cartolina colocadas em placas de metal resfriado. Essas placas podem ser fixas ou móveis e a salmoura refrigerante imóvel ou com movimento turbulento. Dependendo da temperatura do líquido refrigerante, tamanho da embalagem, grau de contato e tipo de alimento, o tempo de congelação é de 1 a 2 horas, para embalagens de 1,5 a 2,0 cm de espessura. Há sistemas de congelação por contato indireto como o trocador de calor de superfície raspada que congela substâncias líquidas ou purês muito rapidamente.

Congeladores por imersão Aqui ocorre imersão direta dentro do meio refrigerante ou a pulverização do líquido sobre o produto, havendo assim uma congelação quase que instantânea (ultra-rápida). O líquido refrigerante deve ter certos requisitos, como não tóxico, puro, ausência de odores e sabores, limpo, etc. Líquidos com baixo ponto de congelação têm sido usados para contato com alimentos não embalados, como soluções de cloreto de sódio, açúcar e glicerol. Uma mistura de 23,3% de NaCI e 76,7% de água irá congelar a -210C (mistura eutética). Hoje em dia, seu uso está restrito à congelação de peixes. Solução de açúcar tem sido usada para congelar frutas, mas a dificuldade está baseada no fato de que, para alcançar uma temperatura de -20 0C, precisamos de uma solução com 62% de sacarose, muito viscosa a baixas temperaturas. Com uma solução a 67% de glicerol em água se consegue chegar a -45 0C, mas existem problemas na sua aplicação em produtos que não devem ser adocicados. Tanques especiais são utilizados Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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para a congelação, que pode ser alcançada em 30 minutos. A congelação por líquidos criogênicos (gases liquefeitos, com ponto de ebulição muito baixo) tem se desenvolvido bastante. Entre os líquidos temos o nitrogênio (-195 0C), o dióxido de carbono líquido (-800C), etc. O nitrogênio líquido, apesar do seu preço elevado, é bastante utilizado porque possui um baixo ponto de ebulição, não é tóxico e é inerte para os constituintes do alimento, e é o método que fornece um produto de melhor qualidade por causa do seu tempo de congelação ultra-rápido (1 a 3 minutos). Ele é também bastante utilizado no transporte de alimento congelado.

Embalagem dos Alimentos Congelados Todos os alimentos congelados devem ser embalados principalmente para evitar a desidratação, durante a congelação por meio do ar ou outro sistema qualquer. Em caso contrário, poderá haver uma queimadura de congelação que altera irreversivelmente a cor, textura, sabor e o valor nutritivo dos alimentos congelados. Por outro lado, uma cobertura qualquer (embalagem) no alimento evitará que sofra uma oxidação e contaminação da atmosfera no interior da câmara. Uma alteração substancial na qualidade poderá ocorrer em produtos não protegidos no armazenamento congelado. A madeira, o metal, o vidro, o papel e materiais plásticos são usados com bastante êxito como embalagens para alimentos congelados.

Associação de Outras Técnicas de Conservação à Congelação Sabemos que os alimentos congelados não são esterilizados e, por isso, podem conter enzimas ativas que, embora retardadas na atividade, não são completamente inativas. As principais categorias de alimentos apresentam problemas diferentes e só podemos discuti-los ligeiramente. Algumas frutas e carnes podem ser congeladas e armazenadas por longos períodos de tempo, sem tratamento especial para deter a atividade da enzima. A maioria das hortaliças e muitos produtos derivados do leite devem ser aquecidos para destruir as enzimas que, caso contrário, tornariam os produtos congelados inaceitáveis. Ervilha, feijão, etc., contém oxidases que podem ocasionar problemas e esses alimentos devem ser aquecidos a 800C ou 900C em água quente ou vapor antes da congelação. Se não o forem, os alimentos perderão seu sabor normal e adquirirão um sabor forte, semelhante ao “feno velho”. Frutas, como morango e cereja, podem ser congeladas, embora algumas variedades sejam melhores do que outras. Nos alimentos altamente protéicos, como a carne e o peixe, a congelação é feita sem prévio aquecimento porque as proteínas desnaturadas pelo calor não congelam bem. Certas frutas, como pêssego e maçã, contêm oxidases (polifenoloxidases) que podem ocasionar escurecimento na presença do oxigênio. Isto pode ser impedido pelo aquecimento, mas, nesse caso, perdemos as vantagens do sabor de fruta fresca. O escurecimento pode ser impedido tratando-se a fruta cortada em fatias, antes da congelação, com gás sulfuroso, ácido ascórbico, com ou sem açúcar. O emprego de radiação ultravioleta, ultra-som e secagem tem sido modernamente associado à congelação. A desidratação-congelação (“dehydro-freezing”) e a congelação-desidratação (“freeze-drying”) ou liofilização são duas técnicas empregadas em países desenvolvidos. Na “dehydro-freezing” o produto é parcialmente desidratado até 50% de umidade e depois congelado. Cenoura, ervilha, damasco, maçã, pimenta, etc, são assim conservados em alguns países.

Influência da Congelação sobre os Microrganismos e Enzimas Sabemos que a maioria dos microrganismos pode ser classificada por suas temperaturas ótimas de crescimento. Alguns microrganismos conseguem viver em temperaturas abaixo do ponto de congelação da água. Em geral, os mofos e leveduras Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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adaptam-se melhor do que as bactérias em baixas temperaturas. A congelação prejudica a população microbiana, principalmente as formas vegetativas, enquanto que os esporos são pouco afetados. A temperatura de descongelação do alimento apresenta uma importância enorme sobre o crescimento dos microrganismos. A atividade de uma enzima ou sistema de enzimas depende da temperatura. Essa atividade poderá ser destruída a 95 0C, enquanto que a baixa temperatura a retarda apenas. As melhores velocidades de reações das enzimas estão em torno de 350C. Portanto, a congelação retarda a velocidade enzimática, devendo-se lançar mão de um outro tratamento (térmico, por exemplo) para inativar as enzimas antes da congelação e armazenamento.

Influência da Congelação sobre o Valor Nutritivo dos Alimentos O processo de congelação em si não altera o valor nutritivo do alimento. Quanto menor for a temperatura, melhor será a retenção das substâncias nutritivas. Porém, sempre é dado ao alimento um certo tratamento a fim de prepará-lo para a operação de congelação. Assim a lavagem, corte, branqueamento, etc., são operações necessárias ao produto a congelar. Nesse processamento poderão ocorrer perdas de certos nutrientes, principalmente das vitaminas. A exposição dos tecidos á atmosfera traz como resultado perdas de vitaminas devido à oxidação. Em geral, as perdas de vitamina C ocorrem no corte da matéria-prima e sua conseqüente exposição ao ar. Das vitaminas, a C é a que maiores perdas sofre nos produtos congelados. A vitamina B1 é sensível ao calor e é parcialmente destruída no branqueamento. Perdas pequenas ocorrem também, no armazenamento congelado de frutas, hortaliças, carnes e aves. A vitamina B2 sofre muito pouco com a congelação. Das vitaminas lipossolúveis, o caroteno (precursor da vitamina A) é alterado ligeiramente com a congelação do alimento. O armazenamento de alimentos sem uma proteção externa (embalagem) conduz à oxidação e à destruição de muitos nutrientes, inclusive das vitaminas. As gorduras podem ser decompostas por oxidação, principalmente nos alimentos de origem animal. É comum encontrar-se o ranço em peixes congelados não protegidos por embalagens. Algumas proteínas podem ser desnaturadas, principalmente quando ocorrerem operações sucessivas de congelação e descongelação.

Alterações Durante a Congelação-Descongelação A organização celular, incluindo o núcleo, mitocôndria, ribossomos, lisossomos e outras organelas, é afetada em vários graus pela operação congelação-descongelação repetida. Destes, o lisossomo parece ser a estrutura celular mais afetada. Com o rompimento da membrana, as enzimas hidrolíticas (nucleases, catepsinas, fosfatases, sulfatases, etc.) que estavam então compartimentadas passam a atacar o próprio material celular, havendo assim uma autodigestão. No armazenamento dos produtos congelados, as reações químicas e enzimáticas continuam lentamente. A deterioração oxidativa (ranço) poderá alterar os alimentos, fornecendo um sabor desagradável. Poderá aparecer, em produtos congelados não embalados, um líquido viscoso chamado de líquido metacriótico, que favorecerá o desenvolvimento dos microrganirmos. As variações de temperatura do armazenamento podem determinar um aumento do tamanho dos cristais de gelo, que alterará fisicamente o alimento. Variações de temperatura do congelador poderão originar queimaduras do alimento, devidas à secagem lenta do alimento congelado por sublimação. Produz um Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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sabor inaceitável, além da mudança de textura, sendo evitada pelo uso de embalagem adequada. Os produtos animais, destacando-se a carne, não são afetados pela congelação. No caso da carne parece ser benéfico, pois a carne congelada é mais macia que a natural, em certos casos. Os tecidos vegetais, destacando-se as frutas, são mais sensíveis. O suco de laranja, congelado e descongelado várias vezes, pouco se parece ao suco natural em odor e sabor. Portanto, a congelação-descongelação repetida é prejudicial à maioria dos alimentos. Assim, a descongelação deve ser cuidadosa, devendo-se fazer uso imediato do produto congelado.

2) CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO USO DE ALTAS TEMPERATURAS A escolha da temperatura e do tempo a serem usados no tratamento de um alimento dependerá do efeito que o calor exerça sobre o alimento e dos outros métodos de conservação que serão empregados conjuntamente. Cada alimento é diferente, sendo as exigências para processamento também diferentes. Se não chegar a destruir todos os microrganismos, deve o tratamento térmico destruir aqueles mais prejudiciais e retardar ou prevenir o crescimento dos sobreviventes. O simples ato de cozinhar, fritar ou outras formas de aquecimento empregadas nos alimentos antes do seu consumo, além de afetar a textura e palatabilidade, irá destruir grande parte da flora microbiana e inativar sistemas enzimáticos. Entretanto, quando mencionamos conservação de alimentos pelo calor, estamos nos referindo aos processos controlados realizados comercialmente, tais como pasteurização, esterilização, branqueamento, etc.

Resistência dos microrganismos ao calor A resistência dos microrganismos causadores de deterioração, ao lado da velocidade de transmissão de calor ao interior da lata, constitui um dos principais fatores que afetam a duração de um processamento térmico. O tratamento térmico dos alimentos após o fechamento hermético dos recipientes tem como finalidade evitar atividades microbiológica e enzimática, durante o período de armazenamento. Acredita-se que a destruição dos microrganismos pelo calor é devida à coagulação de suas proteínas e especialmente à inativação dos sistemas enzimáticos, necessários ao metabolismo. O tratamento térmico necessário para destruição dos microrganismos ou dos seus esporos é função de seu tipo, estado e de certas condições ambientais. Algumas das diferenças na termorresistência são fatores que podem ser controlados; outros, no entanto, são próprios dos microrganismos e não podem ser sempre explicados. As leveduras e os mofos, bem como suas formas de resistência, não apresentam maiores problemas, pois não resistem a temperaturas da ordem dos 100 0C. Igualmente as formas vegetativas das bactérias são facilmente destruídas nessa faixa de temperatura. O mesmo já não acontece com os esporos de bactérias, que necessitam de temperaturas bem mais elevadas para serem destruídos. O esporo é uma forma de resistência do microrganismo unicelular, ao redor do qual se forma uma espessa camada protetora tomando-o resistente ao calor e a outros fatores externos. O esporo é o produto terminal de uma série de processos enzimáticos, porém não existe ainda unanimidade de opinião sobre a função do esporo na natureza ou sobre os fatores envolvidos na sua formação. Sabe-se também que a proteína do esporo é diferente daquela da forma vegetativa. Alguns atribuem a alta resistência dos esporos ao calor á presença do sal do ácido dipiconilico (DPA). A resistência do esporo varia com o tipo de bactéria. A maioria dos espórios de Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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importância na deterioração dos alimentos appertizados é capaz de resistir a diversas horas de aquecimento em água fervendo, mas é destruída em poucos minutos se a temperatura é elevada a 115 – 120ºC. O tempo e a temperatura do processamento foram estabelecidos, fundamentalmente, tendo em vista a resistência ao calor de esporos de Clostridium botulínum. A destruição dos esporos desse microrganismo é considerada, em geral como o mínimo de processamento térmico para os alimentos apertizados. Em meio anaeróbio, em pH acima de 4,5, condições que são as mais favoráveis, a forma vegetativa de C. botulinum produz uma toxina poderosa que poderá ocasionar intoxicação alimentar violenta, na maioria das vezes fatal. A toxina não é produzida pelos esporos e tanto ela, como a forma vegetativa que a produz, não são resistentes ao calor. Embora os esporos não produzam a toxina, sua destruição é importantíssima pois, em condições favoráveis, podem germinar e a forma vegetativa poderá produzir a toxina. A toxina é facilmente eliminada pelo calor, mas os esporos são mais resistentes, precisando de várias horas a 100 0C para sua destruição. O tempo necessário para destruição dos esporos nos alimentos de pH maior do que 4,5 é demasiado longo, prejudicando conseqüentemente as características organolépticas dos appertizados, tornando-os inaceitáveis. À medida, porém, que a temperatura aumenta, mais rápido se torna o efeito da esterilização e, baseado nesse princípio, o processamento dos alimentos de baixa acidez se faz em temperaturas na ordem de 115 a 125ºC, sob pressão, em autoclave, sem prejudicar , assim, demasiadamente, a qualidade dos produtos

Ordem de destruição da bactéria submetida ao calor úmido O microbiologista define morte como impossibilidade de reprodução. Apesar das divergências, existe bastante evidência para mostrar a morte logarítmica das bactérias quando submetidas ao calor. Algumas vezes, uma curva é obtida, mas isso poderá ser devido a flora variada, agrupamento de células, floculação durante aquecimento, etc. Na morte em ordem logarítmica, se as condições térmicas são constantes, a mesma percentagem de bactérias será destruída num dado intervalo de tempo, não importando o número de bactérias sobreviventes. Em outras palavras, se uma certa temperatura destrói 90% da população em 1 minuto, 90% da população remanescente serão destruídos no segundo minuto, 90% do que resta serão destruídos no terceiro minuto, e assim por diante.

Curva de Sobrevivência Térmica Também conhecida com o nome de “Survivor curve”, “thermal death-rate curve” e “thermal destruction curve”. É obtida no gráfico em escala semilogaritmica que possui na ordenada, em escala logarítmica, o número de células vivas remanescentes de uma suspensão de bactérias (ou esporos) e na abscissa o tempo de aquecimento a uma temperatura constante. Sendo uma destruição em ordem logarítmica, os vários pontos formam uma linha reta, cuja inclinação (“siope”) é chamada de tempo de redução decimal (“decimal reduction time” - DRT) ou simplesmente conhecida por D. O valor D pode ser definido como o tempo em minutos, a uma certa temperatura, necessário para destruir 90% dos organismos de uma população, ou para reduzir uma população a um décimo do número original. Também pode ser definido como o tempo em minutos necessário para a curva atravessar um ciclo logarítmico na escala de sobrevivência térmica.



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Figura 1 – Curva de sobrevivência térmica Figura 2 – Curva de resistência térmica Como a morte é logarítmica, poderemos descrevê-la matematicamente como uma reação química unimolecular ou bimolecular de primeira ordem. Em uma reação unimolecular, apenas uma substância reage e sua velocidade de decomposição é diretamente proporcional à sua concentração, sendo a decomposição do pentóxido de fósforo um exemplo. Na reação bimolecular de primeira ordem um reagente está em grande excesso, de modo que a variação de sua concentração é desprezível e a velocidade de decomposição do segundo reagente é diretamente proporcional à sua concentração, sendo a hidrólise da sacarose em exemplo, quando a água está presente em excesso. Algumas conclusões podem ser tiradas da curva de sobrevivência térmica: 1) Impossibilidade de destruição (esterilização) dos microrganismos. A aumento da relação tempo-temperatura somente diminui a probabilidade de ocorrência de células vivas. 2) A população inicial tem importância na probabilidade da existência de sobreviventes para uma mesma quantidade de alimento. Portanto a análise da ordem de morte das bactérias indica que jamais poderemos ter certeza da destruição de todas as bactérias no tratamento térmico. Poderemos apenas reduzir as chances de sobrevivência de um organismo. Assim, deveremos decidir arbitrariamente a probabilidade de sobrevivência a ser tolerada em um determinado processo. A margem de segurança comercialmente aceitável depende do objetivo do tratamento, pois a chance de alteração de um alimento por um microrganismo não patogênico às vezes á aceitável, o que não é admissível com um microrganismo patogênico. Um tratamento aceitável para alimentos enlatados é aquele que não deixa sobreviventes por mililitros quando aplicado sobre uma contaminação inicial de 10 12 esporos/mililitros de Putrefactive anaerobe. Portanto o tratamento deve ter mais de 12 reduções decimais ou mais de 12 D. Foi assim introduzido o conceito de 12 D, aceito no processamento térmico para esporos de Clostridium botulinum. Os esporos de C. botulinum mais resistentes são caracterizados por um valor D250 de aproximadamente 0,21. Para efeito de comparação os esporos de Bacillus stearothermophilus têm valor D250 de 4,0 a 5,0 e as bactérias lácticas (Lactobacilus, Leuconostoc , etc), mofos e leveduras tem valor D150 (66ºC) variando de 0,5 a 1,0. Para alimentos ácidos (pH < 4,5) enlatados, um tratamento térmico igual e 5 D e, na maioria dos casos, com temperaturas inferiores a 100ºC são adequados. Na pasteurização usa-se normalmente um tratamento de 4D, que significa morte de 99,99% dos microrganismos. Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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O valor D é usado comumente para comparar a resistência térmica dos microrganismos. Clostridium botulinum é um dos microrganismos patogênicos mais resistentes ao calor e ocupa o lugar de destaque nos alimentos conservados em condições anaeróbias (appertizados). Entretanto, existem bactérias não patogênicas como Putrefactive anaerobe e Bacillus stearothermophilus , que são mais resistentes ao calor que C. botulinum. Caso essas últimas bactérias sejam utilizadas no cálculo do processamento térmico, poderemos ter certeza de que a bactéria responsável pelo botulismo e outros patógenos encontrados nos alimentos serão destruídos. O método mais utilizado para determinar a resistência térmica dos microrganismos no processamento de alimentos appetizados pode citar e método do tubo simples, que consiste em aquecer (em temperatura constante) uma quantidade definida de microrganismo ou esporos em tubo de vidro (250 mm de comprimento, 7 mm de diâmetro intermo e parede de 1 mm) e fazer contagem dos sobreviventes de tempos em tempos Curva de resistência térmica A curva de resistência térmica, ou curva de morte térmica, reflete a resistência relativa das bactérias à temperaturas letais diferentes. É construída demarcando na ordenada o logaritmo de D (ou algum múltiplo de D) determinado para um microrganismo em várias temperaturas letais, usando as mesmas condições e na abscissa, a temperatura correspondente. O termo z empregado é numericamente igual ao número de ºF necessários para a curva de resistência térmica atravessar um ciclo logarítmico (Figura 2). Tabela 2 - Resistência de microrganismos ao calor Leveduras e seus esporos Fungos e seus Bactérias e seus esporos esporos Esporos: 5 a 10 ºC mais do que Na sua maioria são Muito variável. Células de as células.A maioria dos destruídos a 60 ºC/10- termófilos requerem 80ascosporos destruída a 60 ºC/ 15 min. 90 ºC por muitos 10-15min, alguns são mais Esporos de fungos são minutos. resistentes. Destruição total a altamente resistentes ao Esporos: a 100 ºC podem 100 ºC. calor seco. Maioria das variar de 1 minuto até Células vegetativas: destruídas a células e esporos não mais de 20 horas 50-58 ºC. Totalidade de resistem à leveduras e esporos não resiste pasteurização à pasteurização. Fonte: Frazier

PASTEURIZAÇÃO Características:

- Aplicação de temperaturas inferiores a 100 ºC; - Destruição de formas vegetativas de microrganismos; - Método de conservação temporário; - Necessita de outro método de conservação complementar como a refrigeração; - Recomendado para produtos sensíveis ao calor como sucos de frutas, leite, etc.; - É recomendado para eliminar certos grupos de microrganismos; Um tratamento térmico que elimina a grande maioria dos microrganismos existentes no alimento. A temperatura não passa dos 1000C, podendo este aquecimento ser produzido por vapor, água quente, radiações ionizantes, calor seco, microondas, etc. Empregamos a pasteurização quando os tratamentos térmicos mais elevados prejudicam a qualidade do produto (leite, sucos); quando os agentes microbianos de alterações não são muito termorresistentes, como as leveduras nos sucos de frutas, e quando destruímos os agentes competitivos, permitindo uma fermentação benéfica, que geralmente se realiza pela adição de um inóculo (fermento), como na elaboração de Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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queijos, etc. Geralmente complementa-se o processo de pasteurização com um outro método, como a refrigeração (no caso do leite); adicionando concentrações altas de açúcar (leite condensado); criando condições anaeróbias pelo fechamento de recipientes a vácuo, etc. Os alimentos pasteurizados devem ser consumidos dentro de um certo espaço de tempo. Os tempos e as temperaturas de pasteurização dependem do método e do produto a ser tratado. O método de pasteurização rápida — temperatura alta, tempo curto (HTST —“high temperature, short time”) usa uma temperatura relativamente alta num tempo curto (por exemplo, leite 720C durante 15 segundos). O método de pasteurização lenta — temperatura baixa, tempo longo (LTLT — “low temperature, long time”) emprega uma temperatura mais baixa num tempo maior (por exemplo, leite a 62 0C durante 30 minutos), é recomendada para destruição da flora microbiana a posterior inoculação de uma cultura selecionada, como é o caso da fabricação de derivados de leite ou para produtos ácidos como sucos de frutas. PROCESSOS TÉRMICOS MAIS UTILIZADOS PARA CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS Alimentos suscetíveis de alteração pelo calor. Morrem principalmente os psicrófilos, leveduras e Pasteurizaç fungos. ão Sobrevivem muitos mesófilos e os termófilos, que podem ser inibidos pelo frio e, portanto, deve ser seguida de armazenamento refrigerado. Alimentos pouco A 100 ºC – Não é usada, pois os esporos das ácidos bactérias são muito resistentes em pH acima de 4,5 pH > 4,5, como e o tempo necessário para destruí-los seria muito leite, carnes, longo, o que inutilizaria os alimentos. hortaliças Esterilizaçã A + 100 ºC – É a utilizada em autoclaves. As o temperaturas usadas vão, em autoclaves comuns, até 125 ºC, e em autoclaves com dispositivos para rotação das embalagens (latas), que evita o superaquecimento localizado, vão até 140 ºC. Alimentos suscetíveis de alterações pelo calor (sucos de frutas); Morrem principalmente os psicrófilos, leveduras e fungos. Pasteurizaç Sobrevivem muitos mesófilos e os termófilos, que Alimentos ácidos ão podem ser inibidos pelo frio ou, neste caso, pelo pH pH < 4,5 como baixo, bastando que os alimentos estejam frutas hermeticamente envasados para evitar em geral contaminação. É mais eficiente em pH baixo e podese usar tempo e/ou temperaturas menores A 100 ºC – É a usada, pois, com o pH baixo, os Esterilizaçã esporos das bactérias têm pouca resistência ao o aquecimento. A + 100 ºC – Eventualmente usada para produtos específicos como, por exemplo, pêras ao xarope.



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ESTERILIZÇÃO: Características:

- Aplicação de temperaturas superiores a 100 ºC; - É utilizada para destruir tanto as formas vegetativas quanto esporuladas de microrganismos; - A esterilização comercial destrói 99,99% da população microbiana; - Método permanente de conservação; - Necessita de embalagens apropriadas, não permitindo a recontaminação dos alimentos; Consiste na destruição completa dos microrganismos. Para alcança-la, toma-se necessário o uso de enérgicos tratamentos que irão influir na qualidade do alimento. Em alimentos appertizados (enlatados) nunca conseguiremos uma esterilidade absoluta e, por isso, os termos “comercialmente estéril”, ou “estéril” são comumente vistos na literatura. Pode ser realizado através de vários processos, como: appertização (esterilização na embalagem, através de cozedor rotativo, autoclaves, esterilizador hidrostáticos, etc.); esterilização a granel (principal processo é o UHT, onde se utiliza alta temperatura por curtos tempos, sendo realizada á vácuo. Exemplo é o leite longa vida).

BRANQUEAMENTO Ou “blanching”, é um tipo de pasteurização geralmente aplicado a frutas e hortaliças coma principal finalidade de inativar enzimas. É muito comum em hortaliças a serem congeladas porque a congelação não evita a atividade enzimática completamente (até certos limites) e em frutas que tenham alta atividade de enzimas indesejáveis. Aplicação de calor em curto espaço de tempo com posterior resfriamento em água gelada. Tem a finalidade principal de inativar enzimas, fixar cor e textura do produto, remover gases dos tecidos e realizar desinfecção parcial do produto. Método usado como complementar a outros métodos de conservação;

TINDALIZAÇÃO Denominação oriunda do nome de John Tyndall, conceituado físico inglês. É um processo pouco usado por ser demorado e custoso, sendo, todavia, interessante. A temperatura de trabalho varia de 60 a 90 ºC, durante alguns minutos. As formas vegetativas serão destruídas, porém os esporos não. Depois do resfriamento, os esporos entram em germinação e no prazo de 24 horas é efetuado novo aquecimento e novo resfriamento. 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 organoléticas do produto em proporções maiores, que nos processos anteriores. Caracteriza-se pela aplicação de uma série de tratamentos térmicos brandos ao produto intercalados pela exposição à temperatura ambiente. Esta exposição faz com que os esporos dos microrganismos que não foram eliminados pelo calor germinem e posteriormente as formas vegetativas são destruídas pelo uso de temperaturas da ordem de 60 ºC; Na realidade são várias pasteurizações sucessivas, obtendo no final um produto estéril sem, contudo utilizar temperaturas de esterilização. Método pouco usado para alimentos, devido ao seu alto custo;

MICROONDAS As microondas são ondas eletromagnéticas curtas e altas freqüências, na ordem de 300 a 3000 MHz, obtidas de determinadas fontes de energia. O fundamento da geração de calor por microondas é centrado no fato de que ondas curtas promovem fricções e oscilações de moléculas dipolares como a água, gerando calor. Promove o aquecimento de dentro para fora. O aquecimento é mais rápido Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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e mais uniforme que por condução e convecção. Utilizado para descongelamento e cocção de alimentos; Pode ser utilizado para realizar esterilizações, pasteurização, branqueamento, desidratação de alimentos.

3) CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO CONTROLE DO TEOR DE UMIDADE A água é o constituinte que predomina na maioria dos alimentos e está distribuída de várias formas nesses alimentos. O que interessa do ponto de vista dos processos de conservação é o teor de água livre, também chamada atividade de água (aa), que é a quantidade de umidade que está disponível para reações químicas, enzimáticas e microbianas. Assim temos como características dentro deste princípio de conservação dos alimentos: 1. Reduz reações químicas, enzimáticas e microbianas; 2. Processo econômico (redução de peso e volume dos produtos: transporte, embalagens e armazenamento); 3. Produto seco é de fácil manuseio; 4. Elaboração de alimentos instantâneos (praticidade). Podemos utilizar vários métodos para realizar este controle de umidade: • Secagem/Desidratação: efetuar a retirada quase que total da água, em torno de 2/3 da água • Concentração: para produtos ricos em açúcar, onde se retira pequena quantidade de água; • Pressão osmótica: Ao invés de retirar água, acrescenta-se solutos como o açúcar ou sal.

3.1. SECAGEM E DESIDRATAÇÃO A secagem é um dos processos mais antigo utilizados pelo homem na conservação de alimentos, copiado da natureza e aperfeiçoado. Todos os cereais são conservados por secagem. Há inúmeras vantagens na aplicação destes métodos: Melhor conservação do produto; Redução do peso (50 a 80%) e de volume do produto, pela retirada de água, cascas, sementes, redundando em menores custos de transporte, embalagens e armazenamento; É um método mais barato que os demais; Facilidade de embalagem; Os produtos secos conservam razoavelmente suas características físicas e nutritivas Os processos de secagem podem estar em dois grupos:

SECAGEM NATURAL: É recomendável para regiões de clima quente, com boa irradiação solar, pouca pluviosidade e de preferência, ventosas na época da secagem. O local de secagem deve ser cercado e longe de estradas (poeira) Para um melhor resultado convém que a secagem seja dividida em duas etapas: a primeira iniciada ao sol e continuada até que os alimentos tenham perdido 50 a 70% da umidade, e a segunda à sombra, para que os produtos não se ressequem a não percam o sabor e o aroma naturais. Com a secagem total ao sol, freqüentemente as frutas escurecem e tornam-se coriáceas. Antes de expor o alimento ao sol deve-se fazer um tratamento antioxidante para Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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evitar escurecimento enzimático; O tempo de secagem necessário para cada produto depende do seu teor de água, do total de irradiação solar, mas pode-se calcular como sendo de 2 a 12 dias para climas tropicais. No Brasil a secagem natural não apresenta muita importância prática. Apenas frutas como a banana, em alguns pontos do país, é processada de maneira bem empírica. Outros exemplos são o café e o cacau, carne e pescado.

DESIDRATAÇÃO É a secagem pelo calor produzido artificialmente em condições de temperatura, umidade e circulação de ar, cuidadosamente controlado. O ar é o mais usado meio de secagem por causa de sua abundância, conveniência e porque o seu controle no aquecimento do alimento não apresenta maiores problemas. O ar conduz o calor ao alimento, provocando evaporação da água,, sendo também o veículo no transporte do vapor úmido liberado do alimento. A velocidade de evaporação da água do alimento, além da velocidade do ar, depende de sua área superficial e porosidade numa razão diretamente proporcional.

DESIDRATAÇÃO EM TÚNEIS Sistema formado por uma câmara, aonde o produto vai se deslocar no mesmo sentido do deslocamento do ar quente (corrente paralela), ou em sentido contrário ao deslocamento do ar quente (contra corrente). A secagem inicial é mais rápida na corrente paralela e a secagem final é mais rápida na contra corrente. O produto fica mais seco e de melhor qualidade na contra corrente, pois seca devagar o produto sem deixar formar casca dura (crosta). É o sistema mais difundido para frutas e hortaliças. Em termos de aplicação é um sistema flexível, pois permite a secagem simultânea de vários produtos. É relativamente econômico. Na operação do secador de túnel é conveniente a renovação do ar, recirculando o ar utilizado (economia de energia) e eliminar um pouco de ar utilizado DESIDRATAÇÃO POR ATOMIZAÇÃO (Spray dryer) Muito usado para produtos como leite, café, sucos de frutas, etc. É um método bastante eficiente e mantém bastante as características do produto. O alimento líquido pode ser concentrado previamente, pois a concentração é um método mais barato e mais eficiente de retirada de água. Podemos dividir a secagem por atomização nas seguintes etapas: a) atomização do produto: o produto líquido é bombeado para dentro da câmara de secagem e atomizado (transformado em névoa) através de bicos pressurizados ou turbinas atomizadoras. O tamanho da gota formada é função da pressão nos bicos ou velocidade de rotação nas turbinas, e resulta em um produto de granulometria maior ou menor, influenciando a hidratação final do alimento. b) mistura da névoa com ar quente: pode ser em corrente paralela ou contra corrente.. c) secagem: A alimento atomizado entra em contato com ar aquecido, geralmente com temperaturas ao redor de 150 ºC, evaporando a água rapidamente, cerca de 3 a 5 segundos, o que não permite que a temperatura interna do alimento ultrapasse os 70 ºC d) separação do pó e do ar: após a secagem o alimento seco sedimenta no fundo do secador onde é retirado por sistema de transporte pneumático até o setor de embalagem. O alimento mais leve (pó) e retirado junto com o ar através de exaustores, que devem ser separado por meio de ciclones e depois incorporado ao restante do produto seco no setor de embalagem.



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DESIDRATAÇÃO POR TAMBOR (Drum-dryer) Aplicação de calor por contato, também chamado secador de superfície raspada. O aquecimento é representado por um tambor aquecido internamente por vapor ou energia elétrica, podendo trabalhar a pressão atmosférica ou com vácuo. O líquido é derramado sobre o tambor quente e desidrata, posteriormente é raspado do tambor, o qual gira a baixas rotações (3 a 5 rpm). Usado para alimentos que apresentam facilidade de oxidações. Não é um processo caro, custo manutenção é baixo e é bastante versátil. Pode ser usado para formulações de alimentos DESIDRATAÇÃO POR LIOFILIZAÇÃO (Freezer dryer) Baseia-se no ponto tríplice da água, que ocorre com a pressão em 4,6 mmHg e temperaturas menor de 0ºC. Abaixo desses valores a água para diretamente da forma sólida (gelo) para forma gasosa (vapor de água) pelo processo de sublimação, o que é conseguido através do congelamento prévio do alimento (< -50 ºC) e vácuo parcial do sistema. A não passagem pelo estado líquido trás inúmeros benefícios ao produto final: a) maior retenção de nutrientes; b) maior retenção de constituintes de aroma, sabor e cor; c) maior facilidade de hidratação do produto seco; Porém apresenta problemas como: a) O alto custo do sistema, que é o maior obstáculo a sua expansão; b) A necessidade de embalagens especiais, dado a grande higroscopicidade do produto seco.

3.2. CONCENTRAÇÃO Retirar parte da água: (1/3 a 2/3). Ex. doce de leite, geléias, sucos concentrados, massa de tomate Razões: • Conservação de alimentos • Economia cm transporte, embalagem, armazenamento, etc • Antes da desidratação, alimentos líquidos são concentrados, pois esse processo é mais econômico • Certos alimentos são preferidos concentrados Utiliza o processo de evaporação Necessita outros métodos de conservação EVAPORADOR (partes) Trocador de calor — aquecimento indireto Separador — separa o vapor da fase líquida Condensador — Condensa o vapor produzido (não necessita se for a pressão atmosférica) Evaporador a vácuo: Evaporador simples e múltiplos efeitos TIPOS DE EVAPORADORES: TACHO ABERTO: mais simples, mais baratos, baixo custo inicial, pouco econômico (perdem muita energia) EVAPORADOR TUBULAR DE FILME DESCENDENTE EVAPORADOR DE SUPERFÍCIE RASPADA “LUWA” EVAPORADOR CÓNICO ROTATIVO

ALTERAÇOES NOS ALIMENTOS 1. 2. 3.

Altera propriedades nutricionais e sensoriais Escurecimento - aparecimento de sabor e aroma queimado Cristalização de açúcares (são solúveis em água)



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4. Desnaturação de proteínas (altera textura no leite condensado) 5. A 100 ºC destrói formas vegetativas mas não os esporos dos microrganismos 6. Desenvolvimento de microrganismos no concentrador que utiliza temperaturas baixas

4) CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO USO DE IRRADIAÇÕES A radiação ionizante pode conservar os alimentos inibindo ou destruindo as bactérias e outros microorganismos responsáveis pelo apodrecimento. A radiação é 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. O emprego da radiação, sob o ponto de vista técnico, satisfaz plenamente o objetivo de proporcionar aos alimentos, estabilidade nutritiva, condições de sanidade e de mais longo período de armazenamento. As principais vantagens da radiação são as seguintes: Os alimentos não são submetidos à ação do calor e, portanto, suas características organolépticas não são modificadas; Permite o tratamento de alimentos envasados (enlatados); Os alimentos podem conservar-se com uma única manipulação, sendo desnecessária a utilização de aditivos químicos; As necessidades energéticas do processo são muito baixas; As perdas do valor nutritivo dos alimentos tratados por este sistema são comparáveis aos métodos de conservação usados atualmente; O processo pode ser controlado automaticamente e requer pouca mão-de-obra. A principal desvantagem deste método é o elevado custo de instalação. Alguns autores têm manifestado cuidados ao consumo de alimentos irradiados. Pelas seguintes razões: • As eventuais perdas do valor nutritivo. • A possibilidade de algumas espécies microbianas desenvolverem resistência às radiações. • A inexistência de sistemas analíticos adequados para a detecção de alimentos irradiados. • A resistência do consumidor ao consumo de alimentos irradiados por medo dos efeitos da radioatividade induzida. A radiação de alimentos tem por objetivo, conservar o produto protegendo-o contra agentes de deterioração. Aumentar o tempo de vida útil de alimentos vegetais e animais; Exercer ação equivalente à dos processos de pasteurização e de esterilização; Complementar a atuação de outros processos de conservação de alimentos; Impedir o brotamento inconveniente de vegetais; Destruir insetos infestantes de vegetais; Retardar o ciclo de maturação de frutas Facilitar o armazenamento de produtos estocados em baixas temperaturas Os materiais para a radiação de alimentos provêm de duas fontes: radioativa (Cobalto 60 e Césio 137) e mecânica (Radiações obtidas através de aparelhos aceleradores de elétrons). Os íons radioativos produzidos pela irradiação dos alimentos danificam ou destroem os microorganismos de forma imediata já que mudam a estrutura da membrana celular e afetam as suas atividades enzimáticas e metabólicas. No entanto, um efeito todavia mais importante é aquele que produz sobre as moléculas de DNA e RNA do núcleo celular, ambos compostos essenciais para seu crescimento e proliferação. Os efeitos da irradiação não se manifestam até o término de algum tempo em que a dupla hélice de DNA é incapaz de desprender-se impedindo a duplicação celular. Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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A rapidez com que uma célula morre por efeito das radiações depende da velocidade em que os íons são gerados e interagem com o DNA. A redução de uma determinada população microbiana depende da dose recebida. Em teoria, se espera que a medida em que se aumenta a dose radiante a população microbiana se reduza logaritmicamente. Algumas espécies de bactérias contêm mais de uma molécula de DNA e outras, são incapazes de reparar os danos que a radiação produz. Os vírus são muito resistentes às radiações e é improvável que as intensidades de radiação utilizadas nos processos de conservação de alimentos os afetem em absoluto. Em geral as formas vegetativas são menos resistentes à radiação que os esporos. Os insetos e parasitas são destruídos com as doses mais baixas empregadas industrialmente. Os mofos e leveduras são destruídos também com facilidade e para isso, doses de radiação relativamente baixas, são suficientes. As doses médias e máximas recomendadas para os alimentos são de 10 kGy e 15 kGy, respectivamente. A estas doses as energias de emissão de Cobalto 60 e de Césio 137 são incapazes de induzir nos alimentos nenhuma radioatividade. Por outro lado, as energias emitidas pelos geradores de elétrons e raios X são suficientemente elevadas, mas os níveis de radioatividade que esta radiação produz são insignificantes. As radiações ionizantes, que se diferenciam entre si por seu poder de penetração nos substratos são produzidas por partículas (raios alfa) e ondas eletromagnéticas (raios X e gama). Elas exercem sobre os alimentos atividades bactericida e, por não causar aumento da temperatura no produto, são indicadas para a esterilização de alimentos ácidos. O emprego das radiações ionizantes em doses esterilizantes, além de sua ação bactericida, gera, nos alimentos, reações secundárias inconvenientes, em menor ou maior grau, de acordo com as doses utilizadas e o tempo de exposição dos produtos aos raios

5) CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO CONTROLE DA TAXA DE OXIGÊNIO Reduzindo a taxa de O2 inibi-se ou evita-se reações de oxidações (química ou enzimáticas) Evita-se o crescimento de microrganismos aeróbios; -

Pode ser executado pelos seguintes métodos; a) Vácuo - remoção do ar para produtos enlatados a vácuo b) Envasamento em atmosfera asséptica: onde o ambiente de embalagens está saturado com um gás inerte como nitrogênio ou CO 2 c) Alteração da composição atmosférica: através da modificação da composição do ar (atmosfera modificada) ou modificação e controle da composição do ar (atmosfera controlada)

6) CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO USO DE SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS Pode ser substâncias químicas adicionadas ou próprias do alimento Substâncias químicas adicionadas: São os aditivos químicos, principalmente os antioxidantes e conservantes Substâncias químicas naturais : Principalmente aquelas substâncias produzidas pelas fermentações, como as provocadas por: Bactérias: acética (vinagre); láctica (iogurte, chucrute, picles, azeitonas); propiônicas (queijos) Leveduras: alcoólicas (cervejas, vinhos, álcool) Mofos: cítrica (produção do ácido cítrico) glucônica (ácido glucônico, usado para evitar Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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rancificações, escurecimentos)

Fermentação láctica: C6H12O6 CH3-CHOH-COOH Streptococcus lactis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacullus casei Favorável: Iogurtes, queijos, etc. Desfavorável: vinhos, sucos, cervejas, etc. Fermentação acética C6H12O6 leveduras 2 C2H5OH + 2 CO2 Acetobacter aceti CH3COOH + H2O C2H5OH Fermentação Alcoólica C12H22O11 invertase/+ H2O C6H12O6 Saccharomyces cerevisae C2H5OH + 2 CO2 C6H12O6 ADITIVOS EM ALIMENTOS HISTÓRICO: O emprego de substâncias químicas em alimentos é uma prática bastante antiga. Como exemplos temos o uso do sal, da defumação, condimentos e corantes naturais, etc. Seu uso é bastante discutido e seus efeitos sobre a saúde sendo bastante estudos, principalmente sobre o ponto de vista toxicológico. CONCEITO: É uma substância não nutritiva adicionada geralmente em pequenas quantidades para melhorar a aparência, sabor, textura e propriedades de armazenamento.(FDA). “Só considera as substâncias adicionadas intencionalmente”

Qualquer substância presente por adição intencional ou não, a um alimento, com finalidades tecnológicas quais sejam conservação contra deteriorações microbianas, proteção contra alterações oxidativas, fornecimento de características organolépticas como cor, aroma e textura (BARUFFALDI, 1998). Podem ser: Obrigatórios – quando modificam ou alteram a estrutura do alimento. Ex. espessantes, umectantes, estabilizantes Não obrigatórios: Não modificam estrutura do alimento. Ex. corantes, edulcorantes ORGÃOS Internacional: OMS e FAO Brasil: Agencia Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) – Ministério da Saúde

VANTAGENS a) aumentar o valor nutritivo do alimento b) aumentar a sua conservação ou a estabilidade, com resultante redução nas perdas de alimentos; c) tornar o alimento mais atrativo ao consumidor d) fornecer condições essenciais ao processamento do alimento DESVANTAGENS a) quando houver evidência ou suspeita de que o mesmo possui toxicidade real ou potencial b) quando interferir sensível e desfavoravelmente no valor nutritivo do alimento Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI


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c) quando servir para encobrir falhas no processamento e nas técnicas de manipulação do alimento d) quando encobrir alteração na matéria-prima do produto já elaborado e) quando induzir o consumidor a erro, engano ou confusão f) quando não satisfizer a legislação de aditivos em alimentos

REQUISITOS PARA O EMPREGO DE ADITIVOS De ordem Regular : respeitar o limite máximo estabelecido para a sua utilização De ordem Química ou Institucional : apresentar inteira inocuidade, preservar o mais possível, os caracteres sensoriais dos produtos, não produzir redução considerável do valor nutritivo dos alimentos, não ocultar alterações ou adulterações da matéria-prima ou do produto elaborado, atender os hábitos alimentares implantados na região De ordem Higiênica e Econômica : Conservar o produto, conferindo-lhe mais tempo de vida, contribuir para a produção mais econômica e de maior quantidade de alimentos, com a composição estável e qualidade estável, em relação ao tempo Os Aditivos podem ser classificados quanto à origem em: a) Naturais: Obtidos por extração: resina de alecrim, óleo de cravo-da-índia, cochonilha, entre outros b) Artificiais: Obtidos pelo processo de síntese: oxitetraciclina (antibiótico), usado no congelamento de frangos (7 ppm). c) Orgânicos: Ácidos orgânicos e seus sais, podendo ser produzidos pelo próprio alimento (fermentações): Ácidos láctico, benzóico, cítrico, propiônico, acético, fórmico, sórbico, etc. d) Inorgânicos: Ácidos inorgânicos e seus sais, álcoois, peróxidos e alguns metais: NaCl, hipocloritos, sulfitos, nitritos, nitratos, ácido bórico, ácido fosfórico, etc. Quanto ao tipo de ação, podemos classificar os aditivos em: a) Acidulantes: comunicam gosto ácido aos alimentos, reduzindo o pH, muitas vezes por fermentações no próprio alimento. Os fatores que pesam na escolha do acidulante são: • Efeito sobre o sabor e aromas do produto; • Solubilidade e higroscopicidade do ácido. Ácido cítrico (INS 330): é o acidulante mais usado, correspondendo a 60% do total. É barato, é um ácido forte, é inócuo, faz parte naturalmente da maioria dos alimentos, porém é bastante higroscópico (por isso não é usado em alimentos em pó). É produzido por fermentação do melaço-de-cana pelo Aspergillus niger. Ácido fosfórico (INS 338): Corresponde a 25% do total dos acidulantes utilizados, sendo o único ácido inorgânico usado na indústria de alimentos, principalmente em bebidas carbonatadas a base de cola. Ácidos láctico (INS 270), málico (INS 296), tartárico (INS 334), fumárico (INS 297), adípico (INS 355), glicônico (INS 574), acético (INS 260).

Umectantes: evitam a perda de umidade dos alimentos: Polióis: glicerol (INS 422); Dioctil sulfossuccinato de sódio (INS 480); Propileno glicol (INS 1520); Sorbitol (INS 420); Lactato de sódio (INS 325)

b) -

Antiumectantes: Diminuem as características higroscópicas: Carbonato de Ca (INS 170i), carbonato de Mg (INS 504i), fosfato tricálcio (INS 341iii), citrato de ferro amoniacal (INS 381), silicato de Ca (INS ), ferrocianeto de Na (INS 535), alumínio silicato de Na (INS 554) e dióxido de silício/sílica (INS 551). c)

Espessantes: elevam a viscosidade de soluções, emulsões e suspensões: Agar-agar (INS 406), alginato de cálcio (INS 404), carboximeltilcelulose sódica (INS 466), Goma adragante (INS 413), Goma arábica (INS 414), Goma caraia (INS 416), goma guar d)



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(INS 412), Goma jataí (INS 410), mono e diglicerídios (INS ), musgo irlandês ou caragena (INS 407), celulose microcristalina (INS 460i), goma xantana (INS 415).

Estabilizantes: Favorecem e mantém as características físicas de emulsão e suspensão (não separam em fases): lecitina (INS 322), goma arábica (INS 414), polifosfato de Na e Ca (INS 452iii), citrato de sódio (INS 331iii), lactato de sódio (INS 325), e outros e)

Aromatizantes/flavorizantes: conferem e intensificam o sabor e aroma dos alimentos, bastante usados melhorando a aceitação dos produtos, de acordo com CNNPA, temos: Aroma natural : na elaboração foram usadas exclusivamente matérias-primas aromatizantes naturais e/ou produto aromatizante natural Aroma natural reforçado: na elaboração entre matéria-prima aromatizante, produto aromatizante natural, adicionado de substâncias aromatizante natural ou substância aromatizante idêntica à natural, existente no produto cujo aroma se quer reforçar. Aroma reconstituído: é aquele em cuja elaboração entre produto aromatizante natural, substância aromatizante natural ou substância aromatizante idêntica a natural, de modo que sua composição reconstitua o aroma natural correspondente Aroma imitação: é aquele em cuja composição foi feito uso de: substância aromatizante natural e/ou substância aromatizante idêntica à natural, presente no produto aromatizante natural, cujo aroma e/ou sabor pretende imitar, adicionada ou não de produto aromatizante natural correspondente ou, também, matéria-prima aromatizante natural originária do produto cujo aroma ou sabor pretende imitar, adicionada de produto aromatizante natural, substância aromatizante natural ou substância aromatizante idêntica à natural. Aroma artificial : é aquele cuja elaboração foi utilizada: Substância aromatizante artificial, adicionada ou não d matéria-prima aromatizante natural, produto aromatizante natural, substância aromatizante natural ou de substância aromatizante idêntica à natural; Substância aromatizante natural ou substância aromatizante idêntica à natural, não ocorrente no aroma que lhe empresta o nome, adicionada ou não de matéria-prima aromatizante natural f)

Corantes: Confere a intensificação da cor do produto. A classificação dos corantes pode ser: Corantes orgânicos: obtido a partir e vegetal ou, eventualmente de animais, cujo princípio corante tenha sido isolado com emprego de processo tecnológico adequado, sem limite de quantidade. A legislação permite o uso de cacau, carotenóides, beterraba (betanina INS 162), antocianinas (INS 163i), urucum (INS 160b), cochonilhas (INS120) e outros. Corante orgânico sintético: é aquele obtido por síntese orgânica mediante o emprego de processo tecnológico adequado, podendo ser corante artificial e corante orgânico sintético idêntico ao natural. Os carotenos comerciais (INS 160a(ii)) estão aqui incluídos e possuem uma coloração que vai do amarelo ao alaranjado, sendo usado em massas, bolos, margarinas, Corantes inorgânicos são permitidos em certos produtos, dentro de certos teores, sendo que o teor máximo é 0,01%. Exemplos destes corantes são: amarelo crepúsculo (INS 110), tartrazina, indigotina (INS 132), eritrosina (INS 127), Ponceau 4R (INS 124), azul brilhante FCF (INS 133), etc. Caramelo é o corante natural obtido pelo aquecimento de açúcares a temperaturas superiores ao ponto de fusão (125 ºC). Caramelo I (INS 150a) g)

Edulcorantes: São substâncias não glicídicas, sintéticas, utilizadas para conferir o gosto doce, especialmente em produtos dietéticos. Alguns edulcorantes permitidos são: h)


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esteviosídio (INS 960), sorbitol (INS 420), xilitol (INS 967), sacarina (INS 954) e aspartame (INS 951).

Antioxidantes: sua função é retardar ou impedir a deterioração dos alimentos, notadamente óleos e gorduras, evitando formação de ranço, por processo de oxidação. Os principais antioxidantes permitindo pela legislação brasileira são: acido ascórbico (INS 300), ácido cítrico (INS 330), ácido fosfórico (INS 338), BHA (INS 320), BHT (INS 321), lecitina (INS 322), galato de propila (INS 320), tocoferóis (INS 307). i)

Conservantes: Evitam ou retardam a deterioração microbiana e/ou enzimática dos alimentos. Os conservadores permitidos são: acidos benzóico (INS 210), sorbato de potássio (INS 202), dióxido de enxofre (INS 220), nitrato de sódio (INS 251), nitrato de potássio (INS 252), nitrito de potássio (INS 249), nitrito de sódio (INS 250), propionato de potássio (INS 283), propionato de sódio (INS 282), ácido deidroacético (INS 260).

j)

Sistema Internacional de Numeração de Aditivos Alimentares

O Sistema Internacional de Numeração de Aditivos Alimentares foi elaborado pelo Comitê do Codex sobre Aditivos Alimentares e Contaminantes de Alimentos para estabelecer um sistema numérico internacional de identificação dos aditivos alimentares nas listas de ingredientes como alternativa à declaração do nome específico do aditivo. O INS não supõe uma aprovação toxicológica da substância pelo Codex. A relação abaixo serve como orientação aos usuários, não se tratando de publicação oficial, estando sujeita a alterações como exclusões e inclusões de aditivos.

TABELA 1: Numeração dos aditivos por ordem alfabética INS 173 123 110 163 i 122 133 131 160 a(i) 160e *150 a 150b 150c 150d *170i 120 160 a(ii) 153 161g *140i 141i 140ii 141ii 100 *171 127 160f 132 160d

CI CI name 77000 Pigment Metal 1 16185 Food Red 9 Acid Red 27 15985 Food Yellow 3 14720 42090

Food Red 3 Food Blue 2 Acid Blue 9 42051 Food Blue 5 Acid Blue 3 40800 Food orange 5 40820 Food Orange 6

77220 75470 75130 40850 75810 75815 75810 75815 75300 77891 45430

Pigment white 18 Natural Red 4 Food orange 5

Food Orange 8 Natural Green 3 Natural Green 3 Natural Green 3 Natural Green 3 Natural Yellow 3 Pigment white 6 Food Red 14 Acid Red 18 40825 Food Orange 7 73015 Food Blue 1 Acid Blue 74 Pigment Blue 63 75125 Natural Yellow 27

Aditivo Corante Alumínio Amaranto, bordeaux S, laca de Al Amarelo ocaso FCF, amarelo sunset, amarelo crepúsculo, laca de Al Antocianinas (de frutas e hortaliças) Azorrubina Azul brilhante FCF, laca de Al Azul patente V, laca de Al Beta caroteno sintético idêntico ao natural Beta-apo-8´-carotenal Caramelo I –simples Caramelo II processo sulfito cáustico Caramelo III processo amônio Caramelo IV processo sulfito amônio Carbonato de cálcio Carmim, ácido carmínico, cochonilha, sais de Na, k, NH4, Ca Carotenos: extratos naturais (alfa, beta, gama) Carvão vegetal Cataxantina Clorofila Clorofila cúprica Clorofilina Clorofilina cúprica, sais de Na e K Curcuma/ curcumina Dióxido de titânio Eritrosina, laca de Al Éster metílico ou etílico do ácido Beta-apo-8´-carotenal Indigotina, laca de Al Licopeno



180 161 b 175 172 iii 172i 172 ii 160c 124 174 101i 101ii 102

15850

160b 143 129 *162

75120 42053 16035

INS 950 263 1001i 444 260 355 400 300 210 952 330 315 570 236 338 297 574 620 626 630 270 296 353 375 280 200 334 406 403 404 402 405 401 110 302 303 301 951 927 558 213 212 211

77480 77492 77499 77491 16255 77820 19140

Pigment Red 57

Litol rubina BK Luteína Pigment Metal 3 Ouro Pigment Yellow42 e 43 Óxido de ferro amarelo Pigment black 11 Óxido de ferro preto Pigment Red 101 e 102 Óxido de ferro vermelho Páprica, capsorubina, capsantina Food Red 7 Ponceau 4R, laca de Al No name Prata Riboflavina Riboflavina 5´ fosfato de sódio Food Yellow 4 Tartrazina, laca de Al Acid Yellow 23 Natural Orange 4 Urucum, bixina, norbixina, annato, sais de Na e K Food Green 3 Verde rápido, fast green, laca de Al Food Red 17 Vermelho 40, vermelho allura AC, laca de AL Vermelho de beterraba, betanina

Aditivo Acessulfame de potássio Acetato de cálcio Acetato de colina Acetato isobutirato de sacarose, SAIB Ácido acético Ácido adipico Ácido alginico Ácido ascórbico Ácido benzóico Ácido ciclâmico e seus sais de cálcio, potássio e sódio Ácido cítrico Ácido eritórobico, ácido isoascórbico Ácido esterárico, ácido octadecanoico Ácido fórmico Ácido fosfórico, ácido orto-fosfórico Ácido fumárico Ácido glucônico (D-), ácido dextronico, ácido gliconico Ácido glutâmico (L(+) - ) Ácido guanílico Ácido inosínico Ácido lático (L-, D-, DL-) Ácido málico (DL-) Ácido meta-tartárico (L(+)-) Ácido nicotínico Ácido propiônico Ácido sórbico Ácido tartárico Ágar Alginato de amônio Alginato de cálcio Alginato de potássio Alginato de propileno glicol Alginato de sódio Amilase Ascorbato de cálcio Ascorbato de potássio Ascorbato de sódio Aspartame Azodicarbonamida Bentonita Benzoato de cálcio Benzoato de potássio Benzoato de sódio


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503ii 500ii 227 228 222 320 321 319 503i 170i 1001ii 504i 501i 500i 466 407 460i 902 903 901 908 333 1001i v 384 332ii 331ii 381 331i 331iii 509 1001ii i 512 920 230 450vii 450i 450v 450iii 450ii 623 625 900 480 290 220 551 385 386 316 909 485 305 430 482i 481i 475 915 474ii 471

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Bicarbonato de amônio, carbonato ácido de amônio Bicarbonato de sódio, carbonato ácido de sódio Bissulfito de cálcio, sulfito ácido de cálcio Bissulfito de potássio Bissulfito de sódio, sulfito ácido de sódio Butil Hidroxi Anisol, BHA Butil Hidroxi Tolueno, BHT Butilhidroquinona terciária, TBHQ, ter-butil hidroquinona Carbonato de amônio Carbonato de cálcio Carbonato de colina Carbonato de magnésio, carbonato básico de magnésio, estearato de magnésio (composto) Carbonato de potássio Carbonato de sódio Carboximetilcelulose sódica Carragena (inclui a furcelarana e seus sais de sódio e potássio), musgo irlandês Celulose microcristalina, celulose gel Cera candelila Cera carnaúba Cera de abelha (branca e amarela) Cera de casca de arroz Citrato de cálcio, citrato tri-cálcio Citrato de colina Citrato de isopropila (mistura) Citrato de potássio, citrato tripotássico Citrato dissódico Citrato férrico amoniacal Citrato monossódico Citrato trissódico, citrato de sódio Cloreto de cálcio Cloreto de colina Cloreto de estanhoso Cloridrato de L- Cisteína Difenila, fenilbenzeno Difosfato dihidrogênio monocálcio, difosfato de cálcio Difosfato dissódico Difosfato tetrapotássico, k pirofosfato neutro Difosfato tetrasodico Difosfato trissódico Diglutamato de cálcio, glutamato de cálcio Diglutamato de magnésio, glutamato de magnésio Dimetilpolisiloxano, dimetilsilicona, polidimetilsiloxano Dioctil sulfosuccinato de sódio Dióxido de carbono Dióxido de enxofre, anidrido sulfuroso Dióxido de silício, sílica EDTA cálcio dissódico, etilenodiaminotetraacetato de cálcio e dissódico EDTA dissódico, etilenodiaminotetraacetato dissódico Eritorbato de sódio Esperma de baleia, sperma cetacei, cera spermaceti Esteaoril fumarato de sódio Estearato de ascorbila Estearato de polioxietileno (8) Estearoil 2 lactitato de cálcio, Estearoil lactitato de cálcio Estearoil lactato de sódio, estearoil lactilato de sódio Ésteres de ácidos graxos com poliglicerol Ésteres de colfonia com gliceros, metil- , penta-eritritol Ésteres de glicerol e sacarose, sucroglicerídeos Ésteres de mono e diglicerídeos com ácidos graxos (ex. monoestearato de glicerila, monopalmitato de glicerila)



472a 472c 472e 472b 472d 472f 445ii 473 960 637 1505 535 1101i v 541i 342ii 342i 341ii 340ii 339ii 341i 340i 339i 339iii 341iii 312 311 310 422 958 575 578 1102 624 622 621 414 416 410 418 412 425 904 413 415 629 628 627 239 527 526 528 525 524 463 633 632 631 1103 917 953 384i

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Ésteres de mono e diglicerídeos de ácidos graxos com ácido acético Ésteres de mono e diglicerídeos de ácidos graxos com ácido cítrico Ésteres de mono e diglicerídeos de ácidos graxos com ácido diacetil tartárico Ésteres de mono e diglicerídeos de ácidos graxos com ácidolático Ésteres de mono e diglicerídeos de ácidos graxos com ácido tartárico Ésteres de mono e diglicerídeos de ácidos graxos com mistura de ácido acético e ácido tartárico Ésteres glicérico de colofonio, goma éster, ésteres de glicerol com resina de madeira Ésteres graxos de sacarose Esteviosídeo Etil maltol Etil-tricitrato (não tem no Codex) Ferrocianeto de sódio Ficina Fosfato ácido de alumínio e sódio, alumínio fosfato de sódio, ácido Fosfato de amônio dibásico, amônio(di) fosfato, amônio(di) ortofosfato Fosfato de amônio, amônio (mono)fosfato, amônio fosfato monobásico, amônio (mono) ortofosfato Fosfato dicálcio, fosfato dibásico de cálcio, ortofosto dicálcico Fosfato dipotássio, monofosfato dipotássio, ortofosfato dipotássio Fosfato dissódico, monofosfato dissódico, ortofosfato dissódico Fosfato monocálcio, fosfato monobásico de cálcio, ortofosfato monocálcico Fosfato monopotássico, fosfato ácido de potássio, monopotássio ortofosfato Fosfato monossódico, monofosfato de sódio, ortofosfato monossódico Fosfato trissódico, monofosfato trissódico, ortofosfato trissódico Fostato tricálcio, fosfato tribásico de cálcio, ortofosfato tricálcico Galato de duodecila Galato de octila Galato de propila; Gelatina Glicerina, glicerol Gliciricina Gluco-delta lactona Gluconato de cálcio Glucose oxidase Glutamato de amônio, glutamato monoamônio Glutamato monopotássico Glutamato monossódico, monoglutamato de sódio Goma arábica, goma acácia Goma caraia, goma sterculia Goma garrofina, goma caroba, goma alfarroba, goma jataí Goma Gelana Goma guar Goma konjac Goma laca, shellac Goma tragancanto, tragacanto, goma adragante Goma xantana Guanilato de cálcio Guanilato de potássio Guanilato dissódico, 5’-guanilato dissódico Hexametileno tetramina Hidróxido de amônio Hidróxido de calcio Hidróxido de magnésio Hidróxido de potássio Hidróxido de sódio Hidroxipropil celulose Inosinato de cálcio Inosinato de potássio Inositato dissódico, 5’-inosinato dissódico Invertase Iodato de potássio Isomalte, isomalta, isomalt Isopropil-monocitrato (peróxido de cálcio)



327 1001v i 326 325 966 913 322 965 636 421 224 223 461i 465 306 477 435 491 432 433 494 434 495 959 234 252 251 249 250 905a 443 232 231 529 530 304 215 214 209 219 218 217 216 440 928 235 1200 452iii 452ii 452i 476 1201 1520 282 283 281 1101i 314 954 470 442

Lactato de cálcio Lactato de colina Lactato de potássio Lactato de sódio Lactitol Lanolina Lecitina Maltitol e xarope de maltitol Maltol Manitol Metabissulfito de potássio Metabissulfito de sódio Metilcelulose Metiletilcelulose Mistura concentrada de tocoferóis Mono diesteres de 1,2-propileno glicol, ésteres de ácido graxo com propileno glicol Monoestearato de polioxietileno (20)sorbitana, polisorbato 60 Monoestearato de sorbitana Monolaurato de polioxietileno (20) sorbitana, polisorbato 20 Monooleato de polioxietileno (20) sorbitana, polisorbato 80 Monooleato de sorbitana Monopalmitato de polioxietileno (20) sorbitana, polisorbato 40 Monopalmitato de sorbitana Neosperidina dihidrochalcona Nisina Nitrato de potássio Nitrato de sódio Nitrito de potássio Nitrito de sódio Óleo mineral, parafina líquida Òleos vegetais bromados Orto-fenilfenol de sódio Orto-fenilfenol, 2-hidroxidifenila Òxido de cálcio Óxido de magnésio Palmitato de ascorbila Para-hidroxibenzoato de etila de sódio, etilparabeno de sódio Para-hidroxibenzoato de etila, etilparabeno Para-hidroxibenzoato de heptila Para-hidroxibenzoato de metila de sódio, metilparabeno de sódio Para-hidroxibenzoato de metila, metilparabeno Para-hidroxibenzoato de propila de sódio, propilparabeno de sódio Para-hidroxibenzoato de propila, propilparabeno Pectina amidada Peróxido de benzoíla Pimaricina, natamicina Polidextrose Polifosfato de cálcio e sódio Polifosfato de potássio, metafosfato de potássio Polifosfato de sódio, metafosfato de sódio, hexametafosfato de sódio, sal de Graham Poliglicerol polirricinoleato, ésteres de poliglicerol com ác. ricinolênico Polivinilpirrolidona Propileno glicol Propionato de cálcio Propionato de potássio Propionato de sódio Protease Resina de guaiaco Sacarina e seus sais de sódio, potássio e cálcio Sais de ácidos graxos (com base Al, Ca, Na, Mg, K e NH4 ) Sais de amônio do ácido fosfatídico


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559 554 552 553i 203 202 201 420 955 517 516 515 522 521 226 225 221 553iii 336i 1001v 337 335ii 335i 336ii 307 436 492 451ii 451i 967

Silicato de alumínio Silicato de alumínio e sódio, alumínio silicato de sódio Silicato de cálcio Silicato de magnésio Sorbato de cálcio Sorbato de potássio Sorbato de sódio Sorbitol e xarope de sorbitol, d-sorbita Sucralose Sulfato de amônio Sulfato de cálcio Sulfato de potássio Sulfato duplo de alumínio e potássio, alumínio sulfato de potássio Sulfato duplo de alumínio e sódio, alumínio sulfato de sódio Sulfito de cálcio Sulfito de potássio Sulfito de sódio Talco, metasilicato ácido de magnésio Tartarato ácido de potássio, tartarato monopotássico Tartarato de colina Tartarato de potássio e sódio Tartarato dissódico Tartarato monossódico Tartarato neutro de potássio, tartarato dipotássico Tocoferol, alfa-tocoferol Triestearato de polioxietileno (20) sorbitana, polisorbato 65 Triestearato de sorbitana Trifosfato pentapotássico, tripolifosfato de potássio Trifosfato pentassódico, tripolifosfato de sódio Xilitol, xilita


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ATIVIDADE EXPERIMENTAL - REAÇÃO DE MAILLARD Objetivo Observar a influencia da atividade de água, pH e de sais de sulfito no desenvolvimento da reação de Maillard

Reagentes Solução de monoglutamato de sódio a 30% Solução de glicose 25% Glicerol Bissulfito de sódio Solução de hidróxido de sódio 2M Equipamentos Espectrofotômetro Banho-maria regulado para 70ºC Procedimento: 1) Preparar os tratamentos Controle - Preparar 4 tubos de ensaio (capacidade de 15mL) contendo 2,0 mL de solução de monoglutamato + 5 mL de água destilada + 2 mL de glicose; Tratamento A - Preparar 4 tubos de ensaio (capacidade de 15mL) contendo 2,0 mL de solução de monoglutamato + 5 mL de água destilada + 2 mL de glicose + 0,1 grama de bissulfito de sódio; Tratamento B - Preparar 4 tubos de ensaio (capacidade de 15mL) contendo 2,0 mL de solução de monoglutamato + 5 mL de água destilada + glicerol + 2 mL de glicose; Tratamento C - Preparar 4 tubos de ensaio (capacidade de 15mL) contendo 2,0 mL de solução de monoglutamato + 5 mL de água destilada + 2 mL de glicose + 0,5 mL de solução de NaOH 2M. 2) Aquecer os tubos a temperatura de 70ºC em banho-maria ou estufa; 3) Realizar leituras da cor após o período de 0; 30; 60 e 90 minutos em espectrofotômetro a um comprimento de onda de 450nm; 4) Fazer um gráfico avaliando o efeito destas variáveis sobre a velocidade da reação de Maillard. 5) Comentar os resultados



ATIVIDADE EXPERIMENTAL - CARAMELIZAÇÃO DE AÇÚCARES OBJETIVO Observar a influência de meio alcalino e ácido no desenvolvimento da caramelização REAGENTES Solução de NaOH e HCl 0,25M Glicose Sacarose EQUIPAMENTO Placa de aquecimento; Espectrofotômetro visível Balança analítica PROCEDIMENTO a) Pesar 3 porções de 10 gramas de cada açúcar em béquer de 100 mL. - No béquer 1, colocar aproximadamente 20 mL de água destilada; - No béquer 2 colocar 20 mL da solução de NaOH - No béquer 3 colocar 20 mL de HCl b) Aquecer os béqueres agitando-os até completa solubilização. c) Começar a contar o tempo até o início do escurecimento; d) Deixar aquecer por mais dois minutos; e) Avaliar a cor medindo em espectrofotômetro a 450 nm, fazendo as diluições necessárias f) Comentar os resultados obtidos


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ATIVIDADE EXPERIMENTAL – OXIDAÇÃO DE LIPÍDIOS OBJETIVO Avaliar o efeito da temperatura e de compostos pró-oxidantes e antioxidantes na rancificação de óleos PROCEDIMENTO a) Colocar cerca de 30 gramas de óleo livre de antioxidantes em placa de Petri e adicione a cada amostra: 0,5 g de cloreto férrico ou cúprico 0,5 g de ácido ascórbico; 3 mL de óleo rancificado com alto teor de peróxido Óleo sem aditivos (controle) b) Determinar o índice de peróxido e acidez nas amostras Em seguida as amostras serão submetidas ao aquecimento (com circulação de ar a 50 ºC); c) Determinar o índice de peróxidos após 24 ou 36 horas e pelo menos mais três vezes, num período de 7 dias; d) Construir um gráfico para o índice de peróxidos e acidez em função do tempo e) Comentar os resultados ÍNDICE DE PERÓXIDO Aplicação: Aplicável a todas as gorduras e óleos normais incluindo margarina. Este método é altamente empírico e qualquer variação no procedimento pode resultar em variação dos resultados. Princípio: Este método determina todas as substâncias, em termos de miliequivalentes de peróxido por 100g de amostra, que oxidam iodeto de potássio sob as condições do teste. Estas são geralmente consideradas como sendo peróxidos ou outros produtos similares da oxidação da gordura. Procedimento para óleos e gorduras: - Pesar 5 (ou 10g) ± 0,05g de amostra em frasco erlenmeyer de 250ml, com tampa esmerilhada e então adicionar 30ml da solução de ácido acético-clorofórmio. Agitar o frasco até a amostra se dissolver na solução. Adicionar 0,5ml de solução saturada de KI usando, preferencialmente, pipeta de Mohr; - Deixar a solução parada, no escuro, com agitação ocasional por exatamente 1 min, e então, adicionar 30ml de água destilada. - Titular lentamente com tiossulfato de sódio 0,1N adicionando-a gradualmente e com constante e vigorosa agitação. Continuar a titulação até que a cor amarela tenha quase desaparecido. Adicionar cerca de 0,5ml de solução indicadora de amido. Quando o teor de peróxido for baixo, adicionar o amido antes de iniciar a titulação. Continuar a titulação agitando o frasco vigorosamente perto do ponto final, para liberar todo o iodo da fase de clorofórmio. Adicionar tiossulfato de sódio, gota a gota até que toda a cor azul tenha desaparecido. NOTA: se a titulação gastar menos que 0,5ml, repetir a determinação usando solução de tiossulfato de sódio 0,01N. - Realizar um branco com os reagentes. A titulação do branco não pode gastar mais do que 0,1ml, da solução de tiossulfato de sódio 0,1N. CÁLCULO: Índice de peróxido, meq/1000g = ( V - B) x f x N x 1000 P Prof. Raul Vicenzi - Química Indutrial de Alimenos - UNIJUI

Apostila Conservação de Alimentos

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