CONSERVANTESCONSERVANTES

Caroline Joy SteelDTA-FEA-UNICAMP

TA-605 – Aditivos e Coadjuvantes na Indústria de Alimentos

2o semestre - 2005

Introdução

Conservação de alimentos:Conservação de alimentos:

Visa retardar ou eliminar a deterioração da qualidade microbiológica e da qualidade sensorial de alimentos

Está relacionada a:– Segurança– Aceitação

Introdução

AgentesAgentes e processosprocessos antimicrobianos

TemperaturaAtividade de águapHGases e Atmosferas ModificadasÁcidos orgânicos

Extratos naturaisSais de curaAntibióticosIrradiaçãoEmbalagensInteração de fatores

Introdução

açúcar

salespeciarias

defumação

Introdução

TAw

pH

Gases Sais

Antibióticos

IrradiaçãoEmbalagem

Ácidos

ISOLADAMENTE ou EM COMBINAÇÃO

Introdução

Inovações no desenvolvimento de

produtos com aumento de “shelf-life”

Introdução

Propriedades químicas do antimicrobiano

Propriedades e composição do alimentoSistemas de conservação utilizados

(além do químico)Tipos, características e número de

microrganismosSegurança do antimicrobianoCusto/benefício do antimicrobiano

Temperatura

Para retardar ou eliminar o crescimento de microorganismos de deterioração ou patogênicos– Resfriamento– Congelamento– Aquecimento brando/secagem– Aquecimento mais drástico

Temperatura

T ambiente– Fermentação: com microrganismos

adequados mudanças organolépticas e de estabilidade (fermentações lácticas e alcoólicas)

Temperatura

Classes de microrganismos (T ótima)– Psicrófilos– Mesófilos– Termófilos

Estresse– Congelamento, aquecimento brando

aumentam sensibilidade a agentes antimicrobianos

Atividade de água

Crescimento e metabolismo dependem da presença de água em uma forma disponível– Bactérias: aw > 0,91

– Leveduras: aw > 0,88

– Fungos: aw > 0,75

Atividade de água

Redução da aw

– Aumentando a concentração de solutos na fase aquosa• adicionando solutos: cura, salga, xaropes,

açúcares• eliminando água: desidratação ou

secagem (por liofilização – freeze-drying – ou evaporação – spray-drying ou roller-drying)

pH

Mínimo – ótimo – máximo– Fungos < leveduras < bactérias– Inibição da germinação de esporos

bacterianos: pH baixo– FDA (EUA):

• Alimentos ácidos (pH natural < 4,6)• Alimentos acidificados (pH < 4,6 com

adição de ácidos)• Alimentos “low acid” (pH > 4,6)

pH

Alimentos não-processados:– Carnes, peixes e vegetais: levemente

ácidos (pH 5,5 – 6,8)– Frutas: moderadamente ácidas (pH

3,0 – 4,6)– Clara de ovo: alcalina (pH > 7,0)

pH

Fermentação– Leite, pepinos e carnes

queijo/iogurte, pickles, salame

pH

Spread de queijo processado pasteurizado pH + outros fatores para fornecer estabilidade contra Clostridium botulinum

Gases e Atmosferas Modificadas/Controladas

Monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxido de etileno, óxido de propileno, dióxido de enxofre, ozônio

Nitrogênio e oxigênio: não inibem diretamente o crescimento de microrganismos

Toxicidade

Ácidos orgânicos

Ácido benzóicoÁcido propiônicoÁcido sórbico

Efeito antimicrobiológico está relacionado com a forma não-dissociada (pKa do ácido e pH do meio), comprimento da cadeia de carbono, grau de insaturação

Ácidos orgânicos

Ácido benzóico

– Atividade ótima: 2,5 < pH < 4,0– Controle de fungos e leveduras– Benzoato de sódio: maior solubilidade em

água e não-interferência na coloração

Ácidos orgânicos

Ácido propiônicoCH3CH2COOH CH3CH2COONa

ác. propiônico propionato de sódio

Ácido sórbicoCH3CH=CHCH=CHCOOH

CH3CH=CHCH=CHCOOK

ác. sórbico sorbato de potássio

Ácidos orgânicos

pH

pKa 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0

Ácido cítrico

3,13 4,76 6,40 53,0 18,9 0,41 0,006 0,001

Ácido benzóico

4,20 93,5 59,3 12,8 1,44 0,14

Ácido propiônico

4,87 98,5 87,6 41,7 6,67 0,71

Ácido sórbico

4,80 97,5 82,0 30,0 4,10 0,48

Paraben 8,47 99,9 99,9 99,9 99,9 96,72

Proporção (%) do total do ácido não-dissociado em diferentes pH

Extratos naturais

Óleos essenciais– Alho (alicina), cebola, alho-poró– Timo, orégano (timol)– Canela (aldeído cinâmico), cravo

(eugenol)– Baunilha (vanilina)

Pigmentos– Antocianinas– Clorofilas

Extratos naturais

Sais de cura

Originalmente, cloreto de sódioNitrato de sódio (impureza natural do NaCl)/nitrito de sódio: coloraçãoFermentação, defumação, secagem e aquecimentoAscorbatos, fosfatos, glucono-delta-lactona e açúcaresAlterações desejáveis, segurançaRefrigeração, embalagens

Antibióticos

Nisina: polipeptídio produzido por Streptococcus lactis Lancefield Grupo N– alimentos ácidos– microrganismos Gram-positivos e/ou

sensíveis

Irradiação

Radiação ionizanteAção ao nível celularNíveis mais baixos (<0,5 Mrad)– nenhuma alteração organoléptica

Níveis mais altos (>1 Mrad)– pequenas mudanças químicas, sem

resíduos, pequena produção de calor, penetração instantânea e uniforme (controle preciso)

Desvantagem: não inativa enzimas

Embalagens

Proteção durante estocagem, transporte e comercializaçãoProteção química– passagem de vapor d’água, oxigênio

ou outros gases

Proteção física– luz, poeira e sujidades, perda de peso

e danos mecânicos

Proteção biológica– microrganismos ou insetos

Embalagens

Embalagens assépticas – latas, flexíveis, extrusadas

Interação de fatores

T, aw, pH, etc.: condições extremas, se utilizados isoladamente– T: congelamento ou ebulição

– aw < 0,85

– pH < 2 ou pH > 9

Restrições ao desenvolvimento de alimentosTeoria dos obstáculos (“hurdle technology”)

Referências

Wagner, M.K.; Moberg, L.J. Present and future use of traditional antimicrobials. Food Technology, Jan., p.143-147, 155, 1989.Beuchat, L.R.; Golden, D.A. Antimicrobials occurring naturally in foods. Food Technology, Jan., p.134-142, 1989.