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Ficha informativa sobre Conservação, Melhoramento e Produção de alimentos
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Deterioração dos alimentos Desde a Antiguidade, o Homem recorre a processos biotecnológicos, mais ou menos sofisticados,
com o objectivo de produzir, melhorar e conservar os alimentos.
Todos os alimentos sofrem, ao longo do tempo, alterações físicas e químicas que alteram as suas características e acabam por provocar a deterioração.
Factores que conduzem à deterioração - Crescimento e actividade de microrganismos; - Insectos; - Acção das enzimas do próprio alimento; - Reacções químicas espontâneas, que não são catalizadas por enzimas; - Alterações físicas causadas pela temperatura, pressão e humidade
Nem todos os alimentos sofrem deterioração e se tornam impróprios para consumo
Tipo de alimento Características Exemplos
Alimentos não perecíveis ou estáveis
Não sofrem deterioração, por longos períodos de tempo, se forem manuseados e armazenados correctamente
Açúcar, farinha e feijão seco
Alimentos pouco perecíveis Conservam-se em boas condições, durante um período longo de tempo, se correctamente manuseados e armazenados
Batatas e algumas variedades de maça
Alimentos perecíveis Degradam-se rapidamente se não forem sujeitos a métodos de conservação
Carne, peixe, ovos, leite e a maior parte dos frutos e legumes
Processos de conservação dos alimentos
Actualmente, o consumo de alimentos frescos nem sempre é possível, havendo necessidade de os produtos alimentares serem conservados, por vezes durante períodos de tempo consideráveis, antes da sua venda
Os processos de conservação permitem: Alargar o prazo de validade dos alimentos.
Melhorar, em certos casos, as propriedades organolépticas dos alimentos, isto e, propriedades agradáveis aos órgãos dos sentidos.
Ultrapassar a sazonalidade do consumo de certos alimentos, tornando a dieta mais variada e equilibrada (comer produtos fora da época).
Aumentar a higiene alimentar.
Facilitar a tarefa de preparação dos alimentos.
Baseiam-se nas seguintes acções: Prevenção da decomposição por microrganismos.
Prevenção da auto-decomposição do alimento por acção das próprias enzimas ou de reacções químicas espontâneas não catalizadas por enzimas (oxidação, por exemplo).
Prevenção de danos provocados por insectos ou acção mecânica.
Departamento de Matemática e Ciências Experimentais
Ficha INFORMATIVA nº 1
Assunto – Conservação, Melhoramento e Produção de alimentos
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Aditivos alimentares Alguns aditivos alimentares permitem melhorar algumas das suas propriedades como a aparência, a
textura, a cor, o cheiro, o sabor ou melhorar a sua conservação evitando a desidratação, a oxidação ou o ataque de microrganismos.
Aditivos Características/ Funções
Corantes (E-100 a E-199) São substâncias naturais ou sintéticas, utilizadas para aumentar ou recuperar a cor perdida, durante o fabrico e posterior armazenamento, garantindo uma coloração uniforme do produto final.
Conservantes (E-200 a E-299) Antioxidantes (E-300 a E- 399)
Conservantes - Existem diversas substâncias usadas para prolongar a vida útil dos alimentos, controlando o desenvolvimento de microrganismos. Os antioxidantes podem ser considerados um tipo de conservante, pois retardam a oxidação, prevenindo o ranço nos alimentos que contém lípidos e o escurecimento nos alimentos produzidos a partir de fruta. Alem disso, ajudam a manter o carácter atractivo e estabilizam o sabor por longos períodos de tempo.
Estabilizadores e Emulsionantes (E-400 a E-499)
Os estabilizadores permitem a manutenção do estado físico-químico dos alimentos. Os emulsionantes são um tipo de estabilizadores que facilitam a mistura entre óleos e água, sendo utilizados, por exemplo na produção de maionese.
Espessantes (E-500 a E-599) Asseguram a consistência de alguns alimentos, podendo camuflar a falta de ingredientes de base, uma vez que permitem obter uma consistência idêntica à que se obteria com os ingredientes originais.
Intensificadores de sabor (E-600 a E-699º
São utilizados para compensar a falta de sabor das matérias-primas utilizadas no fabrico do produto alimentar ou para disfarçar a falta de certos ingredientes.
Edulcorantes (E-900 a E-999) São usados para substituir o açúcar.
Acidificantes e Reguladores de Acidez
Os acidificantes são usados para aumentar a acidez dos alimentos. Os reguladores de acidez alteram e controlam a acidez ou a alcalinidade dos produtos alimentares.
Métodos de conservação Modos de actuação:
Alguns permitem destruir parcial ou totalmente os microrganismos responsáveis pela alteração dos produtos alimentares. Ex: Tratamentos térmicos Irradiação
Outros apenas retardam o crescimento dos microrganismos responsáveis pela alteração. Ex: Conservação pelo frio Adição de agentes químicos, conservantes Adição de sal ou de açúcar Secagem Embalagem em atmosferas modificadas
Existem ainda métodos que eliminam parcial ou totalmente os microrganismos que se encontram na superfície ou no interior dos alimentos. Ex: Lavagem e filtração esterilizante
Actualmente, é comum recorrer-se à aplicação de vários destes métodos em simultâneo assegurando-se uma melhor relação entre a eficácia de conservação e as qualidades nutritivas do produto. Os métodos de conservação só atingem o máximo de eficácia se as medidas de higiene e assepsia forem levadas a cabo em todas as etapas do tratamento e armazenamento dos produtos alimentares.
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Esterilização
Submete-se o alimento a uma temperatura igual ou superior a 100ºC em atmosfera húmida (o calor húmido é mais eficaz na destruição de microrganismos do que o calor seco. Admite-se que a desnaturação das proteínas é mais lenta em ambiente seco), de forma a destruir ou inactivar os microrganismos e as enzimas capazes de produzir alterações.
Deve ser realizado num recipiente fechado para que se possa gerar um vácuo parcial, no sentido de reduzir a presença de oxigénio e para impedir a contaminação no final do processo.
Permite:
Uma conservação durante um período razoável de tempo.
Desvantagens
As elevadas temperaturas destroem algumas vitaminas e alteram outros nutrientes produzindo-se uma modificação do valor nutritivo, do sabor, da cor e da consistência do alimento.
Exemplos de utilização
Vegetais, cogumelos, frutos, peixe
Pasteurização A temperatura utilizada é inferior a 100ºC (60ºC-80ºC)
A duração do tratamento é de acordo com o produto alimentar que se pretende pasteurizar
Baseia-se na probabilidade de o número de microrganismos que permanecem viáveis após o tratamento ser suficientemente baixo para que não possam causar adulteração do alimento.
É um método adequado nas seguintes condições: - quando tratamentos térmicos mais violentos afectam a qualidade do produto - para eliminar agentes patogénicos , ou outros, pouco resistentes ao calor
Desvantagens
Não destrói os esporos, nem algumas células mais resistentes Exemplos de utilização
Leite, iogurtes, natas, queijos frescos, sumos de fruta
Refrigeração e congelação Refrigeração
Colocação de produtos alimentares a uma temperatura ligeiramente superior ao ponto de congelação da água.
A maioria dos microrganismos patogénicos cessa o seu crescimento bem como a produção de toxinas, quando a temperatura é inferior a 4ºC.
Desvantagens
Alguns microrganismos, como os psicrófilos e alguns mesófilos tolerantes podem continuar a seu desenvolvimento
Exemplos de utilização
Fiambre, carne, peixe, queijos frescos Classificação dos microrganismos tendo em conta a sua afinidade/tolerância para determinados valores de temperatura: Psicrófilos – apresentam, geralmente, um intervalo de tolerância entre os -5ºC e os 12ºC. Um psicrófilo típico tem uma temperatura óptima de crescimento de 4ºC. Mesófilos – apresentam, geralmente, um intervalo de tolerância entre os 8ºC e os 48ºC. Termófilos – apresentam, geralmente, um intervalo de tolerância entre 42ºC e os 68ºC. Hipertermófilos – apresentam, geralmente, um intervalo de tolerância entre os 65ºC e os 113ºC.
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Congelação (crio conservação) Colocação dos produtos alimentares a temperaturas iguais ou inferiores a -18ºC
Garante a total interrupção do desenvolvimento de microrganismos nos alimentos Desvantagens
Provoca a produção de cristais de gelo conduzindo a alterações dos tecidos que se traduzem por modificações da textura dos alimentos.
Exemplos de utilização
Peixe, marisco, ervilhas Vantagens dos métodos de conservação pelo frio
Preservam a maior parte do valor nutricional dos alimentos. Desvantagens dos métodos de conservação pelo frio
Não eliminam os microrganismos presentes nos produtos alimentares
Quando o alimento deixa de estar sujeito ao frio, os microrganismos podem reiniciar a sua actividade e o seu crescimento
Não desnatura as enzimas próprias do alimento, podendo ocorrer fenómenos de autólise
Aditivos alimentares conservantes
Existem conservantes que são utilizados desde há muito tempo, como o sal, o vinagre, o açúcar e o álcool.
Recentemente, outras substâncias químicas vieram juntar-se a estes aditivos naturais. São agrupados em: - Antioxidantes - Ácidos orgânicos e sais derivados - Açucares e álcoois - Sais inorgânicos - Gases esterilizantes - Antibióticos.
A utilização dos diferentes conservantes é determinada pelo tipo de alimento que se pretende preservar.
Irradiação
Consiste na sujeição dos produtos alimentares a uma fonte de radiação, geralmente ultravioleta ou ionizante.
Permite destruir os microrganismos, retardar a germinação e a maturação de alguns frutos e legumes, destruir insectos e parasitas.
Os raios UV provocam modificações no DNA, podendo, também, provocar a desnaturação de proteínas. Assim, produzem-se mutações letais e inactivação das enzimas dos microrganismos, conduzindo à sua morte.
Desvantagens da irradiação UV
Fraca capacidade de penetração nos alimentos, a sua acção germicida resume-se, por vezes, às zonas superficiais do produto.
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Utilizam-se raios UV:
No tratamento de água utilizada na produção de bebidas
Na redução dos microrganismos presentes na superfície da carne que é sujeita a cura
Na desinfecção de utensílios e equipamentos
Na descontaminação das superfícies de trabalho, das paredes e do ar dos locais de produção e armazenamento dos alimentos
Desvantagens das radiações ionizantes
Elevado custo das instalações
Necessidade de medidas de segurança extremamente rigorosas para a protecção da saúde das pessoas que efectuam este tratamento
Algumas utilizações das radiações ionizantes
Produtos Efeito
Especiarias, amido, legumes desidratados, farinhas, açucares
Destruição da maioria dos microrganismos contaminantes
Cereais, frutos secos Destruição de insectos e dos seus ovos
Frutos tropicais, cogumelos, morangos Atraso na maturação e destruição parcial dos microrganismos contaminantes
Carne de aves (fresca ou congelada), ovos Eliminação de salmonelas
Peixe e mariscos Destruição dos microrganismos psicrófilos (permitindo assim, aumentar o tempo de armazenamento)
Pão, produtos de pastelaria Destruição dos microrganismos da superfície
Embalagens Desinfecção
Liofilização
Consiste na secagem dos alimentos a frio
Procede-se à desidratação dos produtos congelados, por evaporação da água congelada nos alimentos, sem que se passe pelo estado líquido
Os produtos liofilizados são embalados no vácuo ou numa atmosfera de azoto, evitando-se, desta forma, que ocorram oxidações durante o processo de embalagem
Vantagens Técnica de desidratação que melhor garante a conservação do aroma, da textura, da cor, bem como a
capacidade de rehidratação dos alimentos
Desvantagens Custos elevados Exemplos de utilização
Café, leite, sopas
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Fumagem Utilizado essencialmente pelo sabor que confere aos alimentos. A defumação induz a deposição de
compostos aromáticos nos alimentos
O efeito conservante resulta da impregnação da superfície dos alimentos com substâncias resultantes do fumo da madeira, as quais são nocivas para os microrganismos, e da destruição de microrganismos por acção do calor e da desidratação da superfície do produto alimentar.
O fumo resultante da queima da madeira contém mais de 200 compostos voláteis, alguns com acção antimicrobiana, destacando-se o formaldeído. Estas substâncias também têm efeitos nocivos para a saúde humana
Exemplos de utilização
Carne, peixe e charcutaria
Filtração esterilizante
Consiste na passagem do líquido ou gás através de um filtro muito fino, de forma a reter os microrganismos
Vantagens Permite a eliminação de microrganismos
Conserva as características nutritivas, sem necessidade de aplicar aditivos alimentares Exemplos de utilização
Utilizada no tratamento de água, sumos, vinagre, cerveja, vinho, óleos vegetais, etc.…
Atmosfera modificada
A atmosfera interfere com o desenvolvimento de microrganismos bem como com fenómenos de oxidação, ambos capazes de contribuir para a alteração dos alimentos
Alguns compostos voláteis são capazes de promover a maturação de frutas e de legumes
Armazenamento em atmosfera modificada O aumento do teor de CO2, acompanhado da diminuição de O2 e da descida de temperatura permite
aumentar o tempo de conservação de alimentos, sobretudo de frutas e legumes
Uma atmosfera rica em CO2 parece inibir a actividade de determinadas enzimas.
Esta atmosfera é particularmente importante quando se pretende retardar o amadurecimento de determinados frutos. O CO2 é capaz de bloquear muitos dos efeitos de uma hormona vegetal gasosa, o etileno, que estimula o amadurecimento dos frutos.
Embalagem em atmosfera modificada Aplica-se às embalagens, nas quais se substitui o ar atmosférico por uma composição gasosa que
favorece a conservação
Embalagem a vácuo Consiste na remoção do ar da embalagem, reduzindo drasticamente a actividade microbiana e os
processos de oxidação
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Melhoramento e produção de novos produtos Vantagens da fermentação Alargamento do período de conservação do produto alimentar transformado (álcool e ácidos →
tóxicos para os microrganismos patogénicos, inibindo o seu desenvolvimento nos alimentos assim transformados.)
Ganho no valor nutritivo dos alimentos (síntese de substâncias essenciais à nutrição dos ser humano)
Os microrganismos podem degradar as paredes celulares de natureza celulósica (não digeríveis pelo ser humano), tornando a estrutura do alimento mais permeável à saída dos compostos nutritivos que estão no seu interior.
Processos mediados por enzimas, concretamente os processos fermentativos, estão na base da produção e transformação de diversos produtos alimentares.
Exemplos de produtos obtidos por fermentação e dos microrganismos intervenientes no processo
Microrganismos Matéria-prima Alimento Fermentado
Leveduras
Fruta Vinho, Vermute, Brandy
Malte Cerveja, Whisky
Cana-de-açúcar Rum
Arroz Saké
Cereais Pão
Bactérias lácticas
Legumes Pickles
Leite Iogurte, queijo (Cheddar)
Nata Nata ácida
Manteiga Manteiga fermentada
Soro lácteo Queijos (ex: Ricotta , Requeijão)
Carnes Chouriço, salsichas
Bactérias lácticas e bolores Vegetais Molho de soja fermentado
Leite Queijo (ex: Roquefort, Camembert)
Bactérias lácticas e propiónicas Leite Queijo (ex: Emmental, Swiss)
Departamento de Matemática e Ciências Experimentais
Ficha INFORMATIVA nº 2
Assunto – Conservação, Melhoramento e Produção de alimentos
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Produtos do metabolismo microbiano Vitaminas – factores essenciais na nutrição humana
Aminoácidos – Ácido glutâmico – utilizado para realçar o sabor dos alimentos - Lisina – utilizada como suplemento na alimentação humana e aditivo de rações alimentares
Nucleótidos – utilizados para realçar o sabor dos alimentos
Ácidos orgânicos – produzidos industrialmente por fermentação microbiana (ácido acético, ácido láctico, ácido cítrico), embora a síntese química seja economicamente competitiva. O ácido cítrico é o único actualmente produzido exclusivamente por microrganismos, tendo grande aplicação como aditivo em doces e refrigerantes
Enzimas – Quando intervêm nas reacções químicas, podem estar misturadas com soluções do respectivo substrato. Todavia, esta técnica tem alguns inconvenientes: - a enzima é muito sensível à variação da temperatura e do PH; - o produto é removido com custos; - a solução da enzima deve ser substituída cada vez que um novo substrato é utilizado. Estas situações podem ser ultrapassadas utilizando enzimas imobilizadas Imobilização de enzimas – consiste em circunscrever a acção das enzimas a uma região restrita do fermentador, assegurando a sua utilização de forma repetida ou contínua. Aumenta a termoestabilidade das enzimas e é mais fácil a separação do produto.
As enzimas imobilizadas têm sido utilizadas em vários processos: - produção de antibióticos - redução dos níveis de lactose no leite - conversão da glicose em frutose
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Utilização de enzimas
Actualmente, a indústria alimentar recorre à utilização directa de enzimas (de origem vegetal, animal, microbiana e enzimas recombinantes) para a transformação e melhoramento dos produtos.
Exemplos de Enzimas Aplicadas Na Indústria Alimentar
Origem Enzima Aplicações
An
imal Pâncreas
Tripsina Amolecimento de carne. Clarificação de cerveja.
Lipase Alteração de sabor em produtos lácteos.
Estômago de ruminante Pepsina Amolecimento de carne. Fabrico de cerveja.
Veg
eta
l
Cardo Cardosinas Fabrico de queijo.
Papaia Papaína Amolecimento de carne. Clarificação de cerveja.
Ananás Bromelaína Amolecimento de carne. Clarificação de cerveja.
Figo Ficina Amolecimento de carne. Clarificação de cerveja.
Cevada/Malte Diastase Fabrico de xarope edulcorante. Suplemento para pão.
Mic
rob
ian
a
Rhizopus niveus Aspergillus níger Endomycopis niger
Amiloglucosidase Fabrico de glicose.
Lactobacillus brevis Bacillus coagulans Arthrobacter simplex Actinoplanes missourensis
Glicose isomerase Conversão de glicose em frutose.
Aspergillus Níger Glicose oxidase Fabrico de ovo desidratado.
Cândida sp. Aspergillus níger
Catalase Esterilização de leite.
Mucor sp. Aspergillus Níger
Coalho Fabrico de queijo.
Saccaromyces cerevisiae Invertase Pastelaria. Fabrico de chocolate.
Alimentos obtidos por manipulação genética