Conservação, melhoramento e produção de alimentos

Escola Secundária de Mira de Aire – Biologia 12º

Produção de Alimentos e Sustentabilidade

CONSERVAÇÃO, MELHORAMENTO E PRODUÇÃO DE ALIMENTOS

Prof: Liliana Oliveira

2009/2010

Produção de Alimentos e SustentabilidadeConservação, melhoramento e produção de alimentos

Desde o séc. XVII, altura em que cerca de 500 milhões de pessoas habitavam a Terra, a população humana tem vindo a crescer exponencialmente.

Bebé 6 mil milhões (1999)

Desenvolvimento populacional



O crescimento explosivo da população humana conduz ao

consumo massivo dos recursos naturais do planeta.


A produção de maiores quantidades de alimentosdependerá do desenvolvimento de novas técnicase de produtos derivados da Biotecnologia.

A alimentação dos seres humanos baseia-se num reduzido número de espécies cultiváveis.

Devem ser pesquisadas novas espécies, de modo a aumentar a biodiversidade presente na nossa alimentação.



• Crescimento e actividade de microrganismos;

• Insectos;

• Acção de enzimas do próprio alimento (autolíticas);

• Reacções químicas espontâneas (não catalisadas por enzimas);

• Alterações físicas causadas pela temperatura, pressão e humidade, entre outras.

Conservação de alimentos

40% dos alimentos produzidos a nível mundial perdem-se face à deterioração

provocada por microrganismos.

Fac

tore

s



Factores Intrínsecos aos Alimentos:(relacionados com as características físico-químicas dos alimentos)

Actividade da água (aw); Acidez (pH); Composição química do alimento; Substâncias anti-microbianas naturais presentes no alimento.

Factores que Afectam o Crescimento Microbiano

Factores Extrínsecos aos Alimentos:(relacionados com as condições ambientais externas)

Temperatura; Humidade relativa; Composição da atmosfera.


Certos alimentos, de origem animal e vegetal, denotam estruturas protectoras da entrada e crescimento de microrganismos, por exemplo:

Casca de frutos e vegetais; Escamas do pescado; Pele e conchas de animais; Casca e membrana dos ovos.

Estas estruturas devem ser mantidas intactas.

Composição química dos alimentos

Factores Intrínsecos


Alguns alimentos contêm substâncias com propriedades antimicrobianas que lhes conferem uma estabilidade acrescida.

Estas substâncias podem surgir em alimentos de origem vegetal e de origem animal (ex: ovo, amora, morango e leite).

Normalmente a sua concentração é demasiado baixa para assegurar uma adequada estabilidade do alimento, pelo que têm de ser acautelados outros factores (ex: pH e aw).

Substâncias antimicrobianas naturais

Factores Intrínsecos



Alimentos

ao longo do

tempo sofrem

alterações físicas e químicas

que provocam

Deterioração

Um dos problemas mais importantes da saúde pública é a ingestão de alimentos contaminados por microrganismos patogénicos. A contaminação pode dever-se:

ao uso inadequado de aditivos químicos à poluição ambiental à degradação de nutrientes …

No entanto, é impossível irradicar a presença de microrganismos nos alimentos.



Alimentos Alimentos não não

perecíveis perecíveis

Alimentos Alimentos p

perecíveisperecíveis

Alimentos Alimentos pouco pouco

perecíveisperecíveis

Alimentos que, devido às suas características físico-químicas favorecem o crescimento microbiano requerem assim, cuidados

especiais na produção, conservação e armazenamento.


Prevenir a decomposição por microrganismos;

Evitar ou retardar a auto-decomposição do alimento pelas próprias enzimas ou

devido a reacções químicas espontâneas não catalisadas por enzimas (ex: oxidação);

Impedir danos provocados por insectos e outros animais

ou causas mecânicas.

Dilatação do tempo durante o qual os alimentos podem ser consumidos com segurança;

Desenvolvimento de características apreciadas;

Dietas mais variadas e equilibradas, independentes

da sazonalidade;

Aumento da higiene alimentar;

Facilidades na preparação dos alimentos.

Objectivos

MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS

Vantagens




FACTORES DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS

• Assepsia – previne o acesso dos microrganismos;

• Remoção de microrganismos – retira microrganismos existentes;

• Calor – mata os microrganismos mediante a desnaturação das proteínas e das enzimas necessárias ao metabolismo;

• Frio – retarda as reacções químicas e a acção das enzimas do alimento e inibe ou reduz o crescimento e a actividade dos microrganismos, não os destrói;

• Redução de água – inibe o crescimento dos microrganismos e a actividade enzimática no alimento;



FACTORES DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS

• Efeitos osmóticos – em meio hipertónico, por adição de sal ou açúcar, ocorre a plasmólise dos microrganismos;

• Modificação da atmosfera – cria condições anaeróbias que impedem o crescimento de microrganismos e a oxidação;

• Irradiação – radiações, como os raios UV e as radiações ionizantes, têm acção germicida e retardam a germinação de sementes e a maturação de frutos;

• Acidez – inibe ou reduz o crescimento e actividade de microrganismos (desnaturação das enzimas);

• Aditivos – inibem o crescimento e actividade de microrganismos, a autólise do alimento e retardam a oxidação;


Desde a Antiguidade que dispomos de técnicas de conservação de

alimentos:

• Sal;

• Açúcar;

• Tratamento térmico;

• Desidratação (seca);

• Acidificação (produção de picles);

• Fumagem (compostos fenólicos e formaldeído - produtos antibacterianos).

Actualmente, optamos pela introdução de aditivos na maioria dos

alimentos.

Os aditivos visam melhorar a textura, a consistência, estabilizar os

alimentos, conservá-los por mais tempo ou realçar o seu sabor.

Métodos de conservação



• Substâncias, com ou sem valor nutritivo (não são nutrientes, nem ingredientes) adicionadas aos alimentos, em qualquer fase do seu processamento.

• Podem mascarar a carência de certos nutrientes ou a presença de outros sem qualidade. Alguns podem ser tóxicos.

• Os aditivos são referidos nos rótulos dos alimentos por um código: a letra E e um número com três algarismos.

• Aplicado a refrigerantes, bolos, gelados, charcutaria, molhos, aperitivos, etc.

Aditivos



Acção conservante

ADITIVOS

Função sensorial Processamento e fabrico

Aumentam o tempo de duração do alimento

Conservantes (E 200 a E 299)

Inibição ou redução da actividade dos microrganismos

ou da reacções de autólise.

Antioxidantes(E 300 a E 399)

Retardam a oxidação.Previnem a formação do ranço

e escurecimento da fruta.

Modificam ou realçam as características

organolépticas do alimento

Corantes (E 100 a E 199)

Intensificadores de sabor

(E 600 a E 699)

Espessantes(E 500 a E 599)

Aromatizantes

Facilitam certas operações industriais de

processamento e fabrico

Estabilizadores e emulsionantes

(E 400 a E 499)

Permitem a manutenção do estado físico dos alimentos e

facilitam a mistura de ingredientes.


Métodos de conservação - Aditivos

• Água;

• Açúcar;

• Dióxido de carbono;

• Corante caramelo (E–150d)

• Edulcorantes (E-952; E-950; E-951)

• Acidificante (E-338 e E-330)

• Aromatizante (incluindo cafeína)

• Conservante (E-211) Ingredientes da Coca-Cola


Métodos de conservação - Aditivos

• SO2 e metabissulfito de sódio

• Sais de ácido ascórbico e de ácido propiónico

• Nitratos e nitritos.

Conservantes artificiais

Outros exemplos:

Nitratos adicionados ao presunto para prevenir Costridium botulinum.

Sulfitos adicionados a salsichas frescas para restaurar a cor original.


Para além dos aditivos, pode optar-se:

Criação de atmosferas modificadas

Congelamento Irradiação Liofilização


Pasteurização


“Zona de Perigo”

• O alimento é preparado e introduzido num recipiente que é fechado e submetido a uma temperatura superior a 100ºC.

• Destrói os microrganismos e as enzimas, embora alguns esporos possam sobreviver;

• Algumas características dos alimentos podem ficar alteradas;

• Aplicado a enlatados (vegetais, cogumelos, frutos, peixe, etc.)

Esterilização

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O tratamento térmico permite destruir os microrganismos e respectivas estruturas

reprodutoras (esporos, por exemplo).

O aquecimento a 72,8ºC durante 15 segundos permite destruir as estruturas reprodutoras mais

resistentes, como os esporos.

Os organismos patogénicos são destruídos.

O leite não sofre alterações significativas no seu sabor e composição nutricional.

O leite é aquecido a 62,8ºC durante 30 minutos.

Pasteurização



Pasteurização

• Utiliza temperaturas inferiores a 100ºC;

• A combinação temperatura/tempo aplicada depende das características dos alimentos;

• É um método adequado quando tratamentos térmicos mais violentos afectam a qualidade do produto, para eliminar agentes patogénicos pouco resistentes ao calor.

• Aplicado a leite, iogurtes, natas, queijos frescos, sumos de fruta, etc.



Pasteurização



Refrigeração

• Os alimentos são conservados a uma temperatura superior a 0ºC.

• Reduz o crescimento da maioria dos agentes patogénicos, mas os mais resistentes ao frio continuam a desenvolver-se.

• Aplicado a fiambre, carne, peixe, queijos frescos, etc.

Congelação

• Conservação dos alimentos a uma temperatura igual ou inferior a -18ºC.

• Inibe o crescimento de todos os microrganismos, mas continuam a ocorrer reacções de autólise no alimento.

• Aplicado a carne, peixe, marisco, vegetais, alimentos pré-cozinhados, etc.



• A irradiação dos alimentos elimina os microrganismos superficiais.

• A irradiação dos espaços e utensílios de manipulação permite reduzir os índices de contaminação.

• Pode produzir odores e sabores desagradáveis e teme-se que conduza à formação de produtos cancerígenos.

• Aplicado a carde de aves, peixe, marisco, batatas e cebolas, frutos secos, frutos frescos e especiarias.

Irradiação



Modificação da atmosfera

• Remoção total do ar na embalagem (no vácuo) ou substituição da atmosfera por uma mistura gasosa que favorece a conservação. Nessa mistura é aumentada a concentração de CO2 e diminuída a concentração de O2, em relação ao ar atmosférico.

• Aplicado a carne, charcutaria (vácuo), frutos e vegetais (atmosfera modificada).



Liofilização

• Desidratação de alimentos congelados por sublimação da agua (evaporação da agua congelada sem que passe pelo estado liquido), permite conservar satisfatoriamente a textura e o aroma dos alimentos.

• Aplicado a café instantâneo, leite, e sopas ou massas em pó, etc.


Melhoramento e produção

A produção de maiores quantidades de alimentosdependerá do desenvolvimento de novas técnicase produtos derivados da Biotecnologia.

Na actualidade, encontram-se a ser desenvolvidas novas aplicações da enzima para a indústria,

nomeadamente na pecuária, auxiliando os processos digestivos dos organismos.

A imobilização enzimática permitirá controlar, de umaforma eficaz, as reacções que envolvem as enzimas.



Enzimas

Aplicação de enzimas na produção de bebidas e sumos de frutosEnzimas que catalisam a degradação das paredes celulares: Celulases, Hemicelulases, Pectinases. Aplicações nas indústrias de frutos e legumes.

Aplicação de enzimas nas indústrias de panificação e moagemTransformações bioquímicas importantes durante a panificação. Enzimas usadas como auxiliares de processamento: Hidrolases e oxidorredutases.

Aplicação de enzimas nas indústrias transformadoras de amidosConversão enzimática de amidos. Produção de xaropes de açúcares. Obtenção de ciclodextrinas. Produção biocatalítica de outros açúcares/edulcorantes.

Outras aplicações de enzimas (auxiliares de processamento e ingredientes)Leite e produtos lácteos. Bebidas fermentadas. Modificação de lípidos. Remoção de compostos tóxicos ou indesejáveis. Controlo de microorganismos.

Enzimas e qualidade alimentarImportância das enzimas endógenas na qualidade alimentar. Cor, textura e aroma. Enzimas como indicadores de processamento e de qualidade alimentar.



Biossensores

Dispositivos analíticos que incorporam um agente biológico (ex. enzima) para reconhecer, identificar e quantificar uma determinada substância.

Teste de alcoolémia

Detecção de substâncias dopantes

Teste de glicemia

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