È permitida para a conservação de alimentos pela destruição microbiana ou inibição de alterações
bioquímicasPrincipais vantagens da irradiação:
- alimentos embalados ou congelados podem ser irradiados;
- alimentos frescos podem ser conservados em uma única operação e sem o uso de conservantes
químicos;- a energia requerida é muito baixa;
- alterações no valor nutricional dos alimentos são comparáveis com outros métodos de conservação
de alimentos;- o processo é controlado automaticamente
Raios gama e elétrons são diferenciadosde outras formas de irradiação devido asua capacidade de ionização ( isto é, elessão capazes de quebrar ligações químicasquando absorvidos pelos materiais)
Os produtos da ionização podem ser eletricamente carregados (íons) ou neutros ( radicais livres). Estes , então promovem outras reações que causam alterações no material irradiado, conhecidas como radiólise . São essas reações que causam a destruição de m.o. , insetos e parasitos durante a irradiação de alimentos
Em alimentos que contém alto teor de umidade, a água é ionizada pela irradiaçãoOs elétrons são expelidos das moléculas de
água e quebram as ligações químicas.
Os produtos então, recombinam-se formando hidrogênio, peróxido de hidrogênio e radicais
hidrogênio ( H ), hidroxila (OH ), hidroperoxila ( HO2 ) Fig 8.1
Os radicais possuem uma vida extremamente curta ( menos de 10-5 s ), mas suficiente para destruir
as células bacterianas. Radicais semelhantes também estão presentes em alimentos não
irradiados devido a :
-ação de enzimas (por exemplo, lipoxigenases e peroxidases)
-oxidação de gorduras e ácidos graxos;
- degradação de vitaminas lipossolúveis e pigmentos
Além disso, o oxigênio reativo e seus derivados são produzidos nos alimentos por peroxidases, xantina
oxidase e aminoácido oxidase
Conseqüentemente, compostos lipossolúveis e ácidos graxos essenciais são perdidos durante a irradiação, e alguns alimentos ( por exemplo,
produtos lácteos) não são própios para a irradiação devido ao desenvolvimento de odores
desagradáveis de ranço
A presença de oxigênio acelera esses processos, por isso a carne é irradiada e embalada a vácuo
EQUIPAMENTOS
Os equipamentos de irradiação consistem de uma fonte de isótopo de alta energia para
produzir raios gama ou , com menor freqüência de uma máquina emissora que produz feixes de
elétrons de alta energia.
A radiação gama a partir de cobalto 60 (60 Co ) ou césio 137 (137 Cs ) é utilizada na maioria
das usinas de irradiação comerciaisO 60 Co emite raios gama com dois
comprimentos de onda que tem energia de 1,17 e 1,33 MeV
O tempo de residência do alimento é determinado pela dose requerida ( tab
8.1) e pela força de saída da fonte
Uma fonte de isótopos não pode ser desligada, sendo, assim, mantida blindada em um tanque de água
localizado abaixo da área de processo para permitir a entrada do pessoal
Quando em funcionamento, a fonte é elevada e o alimento embalado é carregado em esteiras
transportadoras automáticas que o levam através do campo de irradiação em uma rota circular
Isso permite o máximo aproveitamento da irradiação emitida e garante uniformidade da dose
As fontes de isótopos necessitam de um sistema de manuseio de materiais mais complexo que o
utilizado com a máquina emissora ( Fig 8.2)
As máquinas emissoras são aceleradores de elétrons que consistem de um cátodo
aquecido para fornecer elétrons e um tubo com vácuo no qual os elétrons são
acelerados por um campo eletrostático de alta voltagem
Os elétrons são usados diretamente no alimento ou um material – alvo adequado
é bombeado para produzir raios X
As principais vantagens das máquinas emissoras são que elas podem ser desligadas e os feixes de elétrons podem ser direcionados sobre o
alimento embalado para garantir a distribuição homogênea da dose
Os equipamentos de manuseio são, portanto, relativamente, simples. Entretanto, as máquinas
emissoras são de alto custo e relativamente ineficientes na produção de irradiação
A radiação está contida dentro da área de processamento por grossas paredes de concreto
e uma blindagem de chumbo
Aberturas na blindagem, para a entrada de alimentos ou funcionários, devem ser
cuidadosamente construídas para evitar o vazamento de irradiação
Uma dose de 5 Gy é suficiente para matar um operador
Dessa forma, é essencial que, mesmo utilizando a menor dose comercial ( 0,1 KGy), rigorosos procedimentos de segurança sejam mantidos
para evitar que a fonte seja exposta quando os funcionários estiverem presentes e para impedir
a entrada durante o processamento
O 60 Co tem uma meia vida de 5,26 anos, e , portanto, requer a substituição de 12,3% da atividade a cada ano para conservar a média de saída da usina (exemplo, tabela 8.2)
A penetração da radiação gama depende da densidade do alimento e da energia dos raios
Como a irradiação é absorvida ao passar pelo alimento, a parte externa recebe uma dose
maior que a parte interna
Em uma densidade de 1000 Kg/ m3, a metade dos raios é absorvida em 11 cm . Dividindo-se
essa densidade pela metade, duplica-se a penetração.
Para cada alimento, portanto, há um limite de dose máxima permitida na superfície externa ( D Max ), estabelecida tanto pelas alterações sensoriais quanto pela legislação, e um limite
mínimo ( D mim ) , para garantir o efeito desejado na destruição dos microrganismos
A uniformidade de distribuição da dose pode ser expressa pela relação ( D Max : D mim )
Para os alimentos sensíveis a irradiação, como frango, essa relação deve ser a menor possível e nunca maior que 1,5
Outros alimentos, como cebolas, toleram uma relação em torno de 3 sem
alterações inaceitáveis
A distribuição da dose pode ser controlada pelo ajuste da espessura do
alimento embalado e irradiando-se ambos os lados
Os dosímetros são distribuídos por toda a embalagem para determinar a dose recebida e garantir que a relação ( D Max : D mim ) seja
alcançada
Os elétrons de alta energia possuem menor penetração que os raios gama e não são,
portanto, adequados para alimentos a granel.Eles são utilizados para embalagens finas ou para
o tratamento de superfícies
A escolha da fonte de irradiação depende, assim, do tipo de produto e sua densidade, dimensões da
embalagem e o objetivo do tratamento
Os íons reativos produzidos pela irradiação dos alimentos (fig 8.1) danificam ou destroem os m.os.
imediatamente, alterando a estrutura da membrana celular e afetando a atividade de enzimas metabólicas
A sensibilidade do m.o. á radiação é expressa como o valor D 10 ( a dose de irradiação que reduz a população microbiana a 10% de sua quantidade
inicial) em analogia a destruição térmica
Teoricamente espera-se uma redução logarítmica do número de m.os. com o aumento da dose; da mesma
forma que em outros métodos de conservação de alimentos, a velocidade de destruição varia com a
espécie de m.o.
Conseqüentemente , a velocidade de destruição não é linear á dose recebida (fig 8.3)
Uma regra simples é aquela em que quanto menor e mais simples o m.o. , maior é a dose de irradiação necessária para sua destruição. Os vírus são muito
resistentes a irradiação e pouco provavelmente serão afetados pelas doses utilizadas comercialmente
Exemplos de valores D para patógenos – tabela 8.3
APLICAÇÕES
A dose de irradiação aplicada em um alimento depende da resistência dos
organismos presentes e do objetivo do tratamento
A dose máxima recomendada para alimentos é de 15 KGy, com a dose média não
excedendo 10 KGy
Os tipos de processos de irradiação podem ser divididos pela intenção do processamento
e dose utilizada
ESTERILIZAÇÃO (ou radapertização)
Limite de 10 KGy
Para carnes a dose deve ser de 48 KGy, portanto não é utilizada
É bastante utilizada para temperos e especiarias os quais são contaminados por bactérias esporulantes resistentes ao calor
Podem ser esterilizados com doses entre 8 a 10 KGy (tab 8.1), que reduzem a carga de m.os. a um nível aceitável sem perda significativa de óleos voláteis , sua principal característica de
qualidade
A maior vantagem da irradiação de especiarias é a substituição da esterilização química com óxido
de etileno, que foi banido pela União Européia desde 1991, como resultado da preocupação
com os resíduos no produto e a segurança dos que trabalham com o gás
REDUÇÃO DE PATÓGENOS (ou radicidação)
Bactérias responsáveis por toxinfecções alimentares ( como a Salmonella typhimurium ) são menos resistentes á irradiação do que, por exemplo, Clostridium botulinum, e doses
de 3 a 10 KGy são suficientes para sua destruição
Esta é a mais importante aplicação da irradiação de alimentos, considerando-se que a incidência de toxinfecções alimentares vem
aumentando constantemente em diversos países
As carcaças frescas de frango irradiados com doses de 2,5 KGy ficam praticamente livres de
Salmonella spp, e sua vida de prateleira é duplicada quando mantida abaixo de 5 C
Altas doses , de mais de 10 KGy, podem ser aplicadas em frango ou crustáceos congelados (-
18 C ) para destruir Campylobacter sp, sem causar as alterações sensoriais inaceitáveis que
ocorrem na carne fresca
AUMENTO DA VIDA DE PRATELEIRA (ou radurização)
Doses relativamente baixas (tabela 8.1) são necessárias para a destruição de leveduras, fungos, e bactérias não
– esporulantes
Esse procedimento é utilizado para aumentar a vida de prateleira por meio da redução geral
das células vegetativas
As bactérias que sobrevivem á irradiação são mais suscetíveis ao tratmento térmico.
A combinação desse processo com o aquecimento é mais interessante pois causa
uma maior redução do número de m.os. do que a aplicação desses tratamentos isoladamente
EFEITO NOS ALIMENTOS
VALOR NUTRICIONAL E SENSORIAL
Em doses comerciais , a irradiação ionizante tem pouco ou nenhum efeito na digestibilidade de
proteínas ou composição de aminoácidos essenciais
Em dose mais altas, a quebra do grupo sulfidrila de aminoácidos sulfúricos nas proteínas causa
alterações no aroma e sabor dos alimentos
Os carboidratos são hidrolisados e oxidados a compostos mais simples e, dependendo da dose recebida, podem ser despolimerizados, tornando-
se mais suscetíveis a hidrólise enzimática
No entanto, o grau de utilização dos carboidratos não é alterado, não havendo redução do valor
nutricional
O efeito nos lipídeos é semelhante ao da auto oxidação, produzindo hidroperóxidos que
resultam em alterações desagradáveis no aroma e no sabor
Esse efeito é reduzido com a irradiação de alimentos congelados, mas os alimentos com alta concentração de lipídeos são, impróprios
para a irradiação
As vitaminas hidrossolúveis apresentam variada sensibilidade a irradiação; o grau de sua perda também depende da dose recebida
e do estado físico do alimento sob análise