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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA E SOLOS
TECNOLOGIA DE PRODUTOS DE TECNOLOGIA DE PRODUTOS DE ORIGEM VEGETALORIGEM VEGETAL
Prof: Daniel M. Tapia T.Eng. Agrônomo MSc
2006
Historia do mundoHistoria do mundo
O crescimento e a sobrevivência do O crescimento e a sobrevivência do homem estiveram e estão em homem estiveram e estão em absoluta e diretamente relacionadosabsoluta e diretamente relacionados
Habilidade em alimentar a si mesmosHabilidade em alimentar a si mesmos
HomemHomem AlimentarAlimentar--se diariamentese diariamente
Alimento Alimento éé produzido produzido sazonalmentesazonalmente
Encontrar meios para preservar alimentos
Salga, secagem, fermentaSalga, secagem, fermentaççãoão
1809_ Nicolas Appert
processo de esterilizaprocesso de esterilizaçção ão de alimentos pelo calor em de alimentos pelo calor em recipientes hermeticamente recipientes hermeticamente fechadosfechados
AppertizaAppertizaççãoão
Objetivos
Fornecer alimentos e produtos Fornecer alimentos e produtos alimentalimentíícios, não apenas dotados de cios, não apenas dotados de qualidades nutritivas, organolqualidades nutritivas, organoléépticas e pticas e de palatabilidade normais, mas tambde palatabilidade normais, mas tambéém m livres de microrganismos e suas toxinaslivres de microrganismos e suas toxinas
Can of roast veal taken on Parry's voyageto the Arctic in 1824.
Qual a importância de se prolongar a fase lag?
Lag phase
ConservaConservaçção dos alimentos por ão dos alimentos por maior tempo maior tempo
Maneiras de se prolongar a fase Maneiras de se prolongar a fase laglag
Evitando/ reduzindo o grau de contaminação inicial:GMP e HACCPGMP e HACCPCriando meios ambientais desfavoráveis aos
microrganismos, através de alterações de fatores de crescimento.pH, temperatura, atividade de pH, temperatura, atividade de ááguagua
•• Crescimento AssociativoCrescimento Associativo
SinergismoSinergismo
Duas ou mais espDuas ou mais espéécies de cies de microrganismo, crescendo microrganismo, crescendo juntas, podem ocasionar juntas, podem ocasionar alteraalteraçções que nenhuma delas ões que nenhuma delas apresentaria isoladamenteapresentaria isoladamente
•• PseudomaonasPseudomaonas synceanasynceana•• StreptococccusStreptococccus lactislactis
ColoraColoraçção azul brilhante no leiteão azul brilhante no leite
•• MetabiMetabióóticotico
CondiCondiçções favorões favorááveis que um veis que um microrganismo produz para outromicrorganismo produz para outro
FermentaFermentaçção ão áácida do leite:cida do leite:
StreptococcusStreptococcus lactislactis
MMéétodos de conservatodos de conservaçção de alimentosão de alimentos
Diferem em funDiferem em funçção de vão de váários fatores:rios fatores:
Natureza do alimentoNatureza do alimento
Tempo pelo qual se deseja conservTempo pelo qual se deseja conserváá--lolo
Economia do processoEconomia do processo
Elementos de deterioraElementos de deterioraçção envolvidosão envolvidos
A_ Prevenção ou retardamento da decomposição microbiana do alimento
MantendoMantendo--os livres os livres de microrganismosde microrganismos
AssepsiaAssepsia
RemoRemoçção de ão de microrganismosmicrorganismos Filtração
•• Baixas temperaturasBaixas temperaturas•• SecagemSecagem•• CondiCondiçções anaerões anaeróóbicas bicas •• Produtos quProdutos quíímicosmicos
Inibindo o crescimento Inibindo o crescimento e atividade dos e atividade dos microrganismosmicrorganismos
DestruiDestruiçção dos ão dos microrganismosmicrorganismos
Calor, radiaCalor, radiaçções, ões, ou germicidasou germicidas
B_ Prevenção ou retardamento de auto-decomposição:
Por destruiPor destruiçção ão ou inativaou inativaçção de ão de enzimasenzimas
BranqueamentoBranqueamento
Por prevenPor prevençção ou ão ou retardamento das retardamento das reareaçções quões quíímicasmicas
PrevenPrevençção da ão da oxidaoxidaçção por meio ão por meio de de antioxidantesantioxidantes
C_ PrevenC_ Prevençção das lesões ocasionadas ão das lesões ocasionadas por insetos, animais superiores, causas por insetos, animais superiores, causas mecânicas, etc. mecânicas, etc.
AssepsiaAssepsia
Forma de impedir que os microrganismos Forma de impedir que os microrganismos cheguem ao alimento cheguem ao alimento
Aplicada principalmente aos alimentos Aplicada principalmente aos alimentos crus crus
Importante saber a classe (de quem se Importante saber a classe (de quem se trata, se trata, se éé patôgeno); o npatôgeno); o núúmero (o tamanho mero (o tamanho do perigo e do tratamento, a carga)do perigo e do tratamento, a carga)
EliminaEliminaçção de Microrganismos ão de Microrganismos
FiltraFiltraçção (impenetrão (impenetrááveis veis ààs bacts bactéérias) rias) ––principalprincipalCentrifugaCentrifugaçção, lavado, expurgo ão, lavado, expurgo
Manter CondiManter Condiçções Anaerões Anaeróóbicas bicas
Em recipientes fechados à vácuo por ex.;
enlatados
Aeróbios termoresistentes não germinam
nem crescem na ausência de oxigênio,
mesmo tendo resistido às condições de
temperatura aplicada
Conservação pelo calor
DefiniDefiniçção:ão: do ponto de vista
bacteriológico
A bactA bactééria esta morta quando perde ria esta morta quando perde a capacidade de reproduzira capacidade de reproduzir--sese
A morte das bactérias pelo calor úmido baseia-se na redução deindivíduos capazes de reproduzir-se e é bastante ordenada.
A morte das bactA morte das bactéérias pelo calor rias pelo calor úúmido baseiamido baseia--se na reduse na reduçção de ão de indivindivííduos capazes de reproduzirduos capazes de reproduzir--se e se e éé bastante ordenada.bastante ordenada.
O nO núúmero de esporos se reduz mero de esporos se reduz proporcionalmente em funproporcionalmente em funçção do tempo ão do tempo de exposide exposiçção a uma temperatura letal.ão a uma temperatura letal.
Natureza ou ordem logarítmica
Natureza ou ordem Natureza ou ordem logarlogaríítmicatmica
Calor Calor úúmidomido
Morte dos microorganismos
desnaturadesnaturaçção de ão de proteproteíínas necessnas necessáária a ria a
respirarespiraçção e a ão e a reprodureproduççãoão
um um úúnico gen essencial nico gen essencial ààqueles fenômenos queles fenômenos éédestrudestruíídodo
Desde que a desnaturaDesde que a desnaturaçção ão éé devida a devida a apenas um apenas um úúnico fator ela nico fator ela éé considerada considerada como uma reacomo uma reaçção de primeira ordemão de primeira ordem
Em qualquer populaEm qualquer populaçção de um mesmo ão de um mesmo microrganismo, a resistência das cmicrorganismo, a resistência das céélulas lulas ou esporos não ou esporos não éé a mesma, obedecendo a mesma, obedecendo uma distribuiuma distribuiçção normal ou gaussianaão normal ou gaussiana
Figura1_ Curva típica de resistência térmica intrínseca, de uma população de um dada microrganismo
Processo térmicoProcesso tProcesso téérmicormico
AplicaAplicaçção de calor por ão de calor por um determinado tempo a um determinado tempo a uma dada temperatura, a uma dada temperatura, a um alimentoum alimento
Cozinhar o produto com o menor dano às sua propriedades organolépticas e nutritivas
Obter-se um grau calculado de esterilização.
O produto deve ser cozido (palmito, O produto deve ser cozido (palmito, ervilha, presunto, feijoada em lata) mas ervilha, presunto, feijoada em lata) mas não não sobrecozidosobrecozido..
O produto não deve ser deteriorado por O produto não deve ser deteriorado por microrganismos enzimas reamicrorganismos enzimas reaçções ões ququíímicas perder nutrientes, nem se tornar micas perder nutrientes, nem se tornar um perigo um perigo àà sasaúúde do consumidor.de do consumidor.
O que significa esse grau O que significa esse grau calculado de esterilidade?calculado de esterilidade?
EsterilizaEsterilizaçção ão comercialcomercial
Para se obter esterilizaPara se obter esterilizaçção comercialão comercial
Destruir os microrganismos patogênicos Destruir os microrganismos patogênicos e deterioradores mais resistentes ao e deterioradores mais resistentes ao calor que durante o tempo normal de calor que durante o tempo normal de armazenamento ou estocagem, poderiam armazenamento ou estocagem, poderiam se desenvolver e deteriorar o produto.se desenvolver e deteriorar o produto.
Microrganismos termofílicos não serão destruídos
destruição das propriedades organolépticas e nutritivas do produto
Clostridium Clostridium botulinumbotulinum mesmesóófilo anaerfilo anaeróóbico bico sua toxina sua toxina éé extremamente textremamente tóóxica 1x10 xica 1x10 --88 g, g, dose letal para matar um homem adulto. dose letal para matar um homem adulto. DesenvolveDesenvolve--se em alimentos pouco se em alimentos pouco áácidos cidos pHs > 4,5pHs > 4,5
Clostridium sporogenes Clostridium sporogenes P. A. 3679P. A. 3679
Bacillus stearothermophillus (F.S. Bacillus stearothermophillus (F.S.
1518)1518) mais resistente. mais resistente.
No caso de alimentos No caso de alimentos áácidos (pH < 4,0) cidos (pH < 4,0) Bacillus coagulansBacillus coagulans éé o mais resistenteo mais resistente
Fatores que influenciam a Fatores que influenciam a resistência dos esporosresistência dos esporos
ComposiComposiçção do meio no qual as cão do meio no qual as céélulas lulas ou esporos serão aquecidosou esporos serão aquecidos
pHpH
Tolerância dos microrganismos ao Tolerância dos microrganismos ao calor calor
Decresce proporcionalmente com o Decresce proporcionalmente com o pH, quanto mais baixo menor a pH, quanto mais baixo menor a resistência dos microrganismos ao resistência dos microrganismos ao calor.calor.
Muitos microrganismos patogênicos Muitos microrganismos patogênicos são completamente inibidos de crescer, são completamente inibidos de crescer, mesmo sem tratamento tmesmo sem tratamento téérmico, em pH rmico, em pH ao redor de 3,0 ao redor de 3,0 -- 3,5. 3,5.
•• Portanto a escolha do tratamento Portanto a escolha do tratamento ttéérmico do alimento rmico do alimento éé dependente do dependente do seu pH.seu pH.
•• Alimentos poucos Alimentos poucos áácidos pH pouco cidos pH pouco acima de 4,5acima de 4,5
•• Alimentos Alimentos áácidos pH baixo de 4,5.cidos pH baixo de 4,5.
• Umidade:
Calor Calor úúmido mido éé muito mais efetivo muito mais efetivo que o calor seco na destruique o calor seco na destruiçção ão dos microrganismos. dos microrganismos.
(15 (15 -- 30 min a 121 30 min a 121 ooCC) )
(3 (3 -- 4 horas a 1604 horas a 160--180 180 ooCC) )
PresenPresençça de sais inorgânicos, tais a de sais inorgânicos, tais como cloreto de scomo cloreto de sóódio (atdio (atéé 4%) pode 4%) pode aumentar a resistência, mas pode aumentar a resistência, mas pode tambtambéém decrescêm decrescê--la quando a la quando a concentraconcentraçção ão éé maior que 8%.maior que 8%.
Gorduras aumentam a resistência dos Gorduras aumentam a resistência dos esporos. esporos.
PROCESSOS TPROCESSOS TÉÉRMICOS NOS ALIMENTOSRMICOS NOS ALIMENTOS
•• ÉÉ necessnecessáário conhecer qual o efeito rio conhecer qual o efeito ou efeitos das altas temperaturas ou efeitos das altas temperaturas sobre os microorganismos sobre os microorganismos
Compreender os mecanismos bCompreender os mecanismos báásicos sicos de transferência de calor do meio de de transferência de calor do meio de aquecimento (aquecimento (áágua ou vapor de gua ou vapor de áágua) gua) para os alimentos processados e no para os alimentos processados e no interior do printerior do próóprio alimento.prio alimento.
Produzindo desta forma produtos Produzindo desta forma produtos alimentalimentíícios seguros cios seguros àà sasaúúde do de do consumidor.consumidor.
Subprocessamento TSubprocessamento Téérmicormico
Esse tipo de deterioraEsse tipo de deterioraçção ão éé devido a um devido a um tratamento ttratamento téérmico inadequado; ou se rmico inadequado; ou se forneceu um aquecimento baixo ou o forneceu um aquecimento baixo ou o tempo de aquecimento foi insuficiente tempo de aquecimento foi insuficiente para a esterilizapara a esterilizaçção do alimento ão do alimento
Resfriamento InadequadoResfriamento Inadequado
•• ÉÉ a deterioraa deterioraçção dos alimentos ão dos alimentos embalados embalados hermhermééticamenteticamente, devido , devido ao processamento inadequado de ao processamento inadequado de resfriamento apresfriamento apóós aquecimento, s aquecimento, geralmente feito com geralmente feito com áágua corrente.gua corrente.
•• Temperatura inadequada da Temperatura inadequada da áágua de gua de resfriamentoresfriamento
•• Tratamento quTratamento quíímico (cloramico (cloraçção) da ão) da áágua gua tambtambéém insuficientem insuficiente
•• Tempo de exposiTempo de exposiçção da embalagem no ão da embalagem no resfriamento insuficiente, resfriamento insuficiente,
•• São fatores que podem proporcionar a São fatores que podem proporcionar a deterioradeterioraçção do alimento embalado.ão do alimento embalado.
DeterioraDeterioraçção Prão Préé--ProcessamentoProcessamento
•• Devido a falhas durante o processamento do Devido a falhas durante o processamento do alimento, propiciando o desenvolvimento de alimento, propiciando o desenvolvimento de microorganismos no alimento durante a sua microorganismos no alimento durante a sua preparapreparaçção e antes da esterilizaão e antes da esterilizaçção.ão.
•• Experiências demonstram que durante Experiências demonstram que durante um intervalo de aproximadamente 2 um intervalo de aproximadamente 2 horas entre a preparahoras entre a preparaçção e o cozimento ão e o cozimento do alimento, a contagem bacteriana do alimento, a contagem bacteriana aumentava em torno de 50%.aumentava em torno de 50%.
CÁLCULO DAS TEMPERATURAS DE ESTERILIZAÇÃO
Quando os microorganismos são Quando os microorganismos são submetidos a temperaturas letais submetidos a temperaturas letais e constantes, podemos observar e constantes, podemos observar uma reduuma reduçção no não no núúmero de mero de microorganismos sobreviventes. microorganismos sobreviventes.
Temperatura e tempo de Temperatura e tempo de aquecimentoaquecimento
Aquecimento de uma Aquecimento de uma populapopulaçção conhecidaão conhecida
T T ooCC
Tempo necessTempo necessáário para rio para destruir 90% da populadestruir 90% da populaççãoão
Valor D (D Valor D (D TT°°CC = min)= min)..
Tempo de reduTempo de reduçção decimalão decimal
DeterminaDeterminaçção do valor Dão do valor D
Qualquer Qualquer temperaturatemperatura
Por convecPor convecççãoão100100ooC DC D100 100
121,1121,1ooCC DD121,1121,1
Importância do valor DImportância do valor D
Podemos calcular previamente a Podemos calcular previamente a percentagem de microrganismos que percentagem de microrganismos que destruiremos em fundestruiremos em funçção do tempo de ão do tempo de aquecimento. aquecimento.
Determinar o valor D a diversas Determinar o valor D a diversas temperaturas e com estes valores temperaturas e com estes valores construir uma construir uma ““Curva de valores Curva de valores DD””..
Valor que dentro das condiValor que dentro das condiçções ões conhecidas destrconhecidas destróói todos os i todos os microrganismos.microrganismos.
Um valor mais elevado que o valor D a Um valor mais elevado que o valor D a uma dada temperatura.uma dada temperatura.
•• Um valor mais elevado que o valor D a Um valor mais elevado que o valor D a uma dada temperatura. uma dada temperatura.
Valor F Valor F ““ ThermalThermal DeathDeath Time= TDT Time= TDT ””
Valor ZValor Z
Define a inclinaDefine a inclinaçção da curva e ão da curva e éé representado por representado por ooCC ou ou ooFF
O nO núúmero de graus centmero de graus centíígrados grados para a curva TDT atravessar um para a curva TDT atravessar um ciclo logarciclo logaríítmicotmico
•• NNúúmero de graus centmero de graus centíígrados que se grados que se deve aumentar a temperatura para deve aumentar a temperatura para que o tempo de morte pelo calor TDT que o tempo de morte pelo calor TDT ou F seja reduzido dez vezesou F seja reduzido dez vezes
• Método Geral para calcular o tempo do tratamento
• t = F antilog (250 - T)/z ; onde t = tempo em minutos
Tipos de Tratamentos Tipos de Tratamentos TTéérmicos rmicos
• Branqueamento• Pasteurização• Esterilização
PENETRAÇÃO DE CALOR NO ALIMENTO DURANTE O TRATAMENTO TÉRMICO
Definida como sendo a mudanDefinida como sendo a mudançça da a da temperatura num determinado ponto do temperatura num determinado ponto do produto, em virtude da influência da produto, em virtude da influência da temperatura dos pontos vizinhos do temperatura dos pontos vizinhos do mesmo. mesmo.
•• Essa penetraEssa penetraçção ão éé resultante da resultante da transferência de calor no produto, que transferência de calor no produto, que se processa por dois mecanismos se processa por dois mecanismos fundamentais que são: fundamentais que são:
•• POR CONVECPOR CONVECÇÇÃOÃO
•• POR CONDUPOR CONDUÇÇÃO ÃO
Os tipos de tratamentos térmicos podem ser resumidos em:
BranqueamentoBranqueamentoPasteurizaPasteurizaççãoãoEsterilizaEsterilizaççãoão.
BranqueamentoBranqueamento
Aplicado a vegetais e frutas antes Aplicado a vegetais e frutas antes do congelamento; desidratado congelamento; desidrataçção ou ão ou enlatamentoenlatamento.
• Objetivos: depende do processo que se depende do processo que se seguirseguiráá..
Antes do congelamento ou da desidrataAntes do congelamento ou da desidrataçção ão éé utilizado principalmente para a inativautilizado principalmente para a inativaçção ão de enzimas. de enzimas.
Mergulhar o alimento em Mergulhar o alimento em áágua fervente gua fervente ou insuflar vapor sobre ele, durante um ou insuflar vapor sobre ele, durante um certo tempo, apcerto tempo, apóós o que ele sers o que ele serááimediatamente resfriado em imediatamente resfriado em áágua fria gua fria correntecorrente
•• Antes do enlatamento o branqueamento Antes do enlatamento o branqueamento preenche vpreenche váários objetivos importantesrios objetivos importantes
Remover gases dos tecidosRemover gases dos tecidosInativar enzimasInativar enzimasPromover desinfecPromover desinfecçção externa do ão externa do
produtoprodutoFixar cor e texturaFixar cor e texturaPrPréé--aquecer o produtoaquecer o produto
Derivados do catecolDerivados do catecol Ácidos caféico, gálico, clorogênicoP
olifenoloxidases
oxid
ação
Frutas e hortaliças
OrtoquinonasOrtoquinonas
PolimerizaPolimerizaççãoão
Melanoidinas (cor parda)Melanoidinas (cor parda)
Gallic acidMW: 170.12Formula: C7H6O5
Caffeic acid
Formula: C9H8O4
Chlorogenic acid
Formula: C16H18O9
TindalizaTindalizaççãoão
John John TyndallTyndall
(1820(1820-- 1893) 1893)
Processo pouco usado por ser muito demorado oneroso, porém interessante.
A temperatura de trabalho varia de 60o a 90oC, durante alguns minutos.As formas vegetativas serão destruídas, porém esporos não. .
•• Depois do resfriamento, os esporos Depois do resfriamento, os esporos entram em germinaentram em germinaçção e no prazo de ão e no prazo de 24 horas 24 horas éé efetuado novo aquecimento efetuado novo aquecimento e novo resfriamentoe novo resfriamento
•• O nO núúmero de operamero de operaçções varia de 3 a 12 ões varia de 3 a 12 para se obter a esterilizapara se obter a esterilizaçção completa. ão completa.
•• A vantagem do processo A vantagem do processo éé que são que são mantidos os nutrientes e as qualidades mantidos os nutrientes e as qualidades organolorganoléépticas do produto em pticas do produto em proporproporçções maiores, que nos ões maiores, que nos processos anteriores.processos anteriores.
PasteurizaPasteurizaççãoão
Descobriu nos meados do sDescobriu nos meados do sééculo XIX culo XIX que o aquecimento de certos alimentos que o aquecimento de certos alimentos e bebidas acima de 60e bebidas acima de 60ºº C evitava a sua C evitava a sua deterioradeterioraçção, reduzindo de maneira ão, reduzindo de maneira senssensíível o nvel o núúmero de microorganismos mero de microorganismos presentes na sua composipresentes na sua composiçção. ão.
•• No final do sNo final do sééculo XIX, os alemães culo XIX, os alemães iniciaram a aplicainiciaram a aplicaçção do procedimento ão do procedimento da pasteurizada pasteurizaçção para o leite ão para o leite in naturain natura, , comprovando que o processo era comprovando que o processo era eficaz para a destruieficaz para a destruiçção das bactão das bactéérias rias existentes neste produtoexistentes neste produto
•• ÉÉ um tratamento tum tratamento téérmico que destrrmico que destróói i parte, mas não todos os parte, mas não todos os microrganismos presentes no microrganismos presentes no alimento, alimento, éé utilizado para alimentos utilizado para alimentos que serão posteriormente que serão posteriormente armazenados em condiarmazenados em condiçções que ões que minimizam o crescimento microbianominimizam o crescimento microbiano
Quando tratamentos mais rigorosos Quando tratamentos mais rigorosos poderiam afetar as propriedades poderiam afetar as propriedades organolorganoléépticas e nutritivas do pticas e nutritivas do alimento. alimento.
Para destruir microrganismos Para destruir microrganismos patogênicos (do leite, por exemplo) ou patogênicos (do leite, por exemplo) ou deterioradores de baixa resistência ao deterioradores de baixa resistência ao calor (sucos, por exemplo)calor (sucos, por exemplo)
Deve ser empregada em conjunto com Deve ser empregada em conjunto com outros moutros méétodos de preservatodos de preservaçção, como: ão, como: refrigerarefrigeraçção (para inibir crescimento ão (para inibir crescimento dos sobreviventes), aditivos qudos sobreviventes), aditivos quíímicos micos ((áácidos prcidos próóprios ou adicionados, que prios ou adicionados, que mantêm o pH do alimento em nmantêm o pH do alimento em nííveis veis baixos); embalagens hermbaixos); embalagens hermééticas (para ticas (para evitar evitar recontaminarecontaminaççãoão).).
Tempo e temperatura dependem da Tempo e temperatura dependem da resistência tresistência téérmica do microrganismo a rmica do microrganismo a ser destruser destruíído e da sensibilidade do do e da sensibilidade do alimento ao calor.alimento ao calor.
•• Processos antigos de aquecimento a Processos antigos de aquecimento a baixas temperaturas por longo estão baixas temperaturas por longo estão sendo substitusendo substituíídos por um rdos por um ráápido pido aquecimento a altas temperaturas.aquecimento a altas temperaturas.
•• O processo antigo de pasteurizaO processo antigo de pasteurizaçção ão do leite utilizava 62,8do leite utilizava 62,8ooCC por 30 por 30 minutos, hoje usaminutos, hoje usa--se 71,7se 71,7ooCC por 15 por 15 segundossegundos
(1)(1)--Leite Cru; (2)Leite Cru; (2)--Bomba; (3)Bomba; (3)--ÁÁgua Fria; (4)gua Fria; (4)--ÁÁgua gua Quente; (5)Quente; (5)--Homogeneizador; (6)Homogeneizador; (6)--Serpentina de Serpentina de Controle; (7)Controle; (7)--ÁÁgua Superaquecida; (8)gua Superaquecida; (8)--Vapor de Vapor de Aquecimento; (9)Aquecimento; (9)--Leite PasteurizadoLeite Pasteurizado