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MARIA TREMOCOLDI E FERNANDA COSTA Autoria TECNOLOGIA DE APLICADA À FARMÁCIA CURITIBA/2020 ALIMENTOS APLICADA À FARMÁCIA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS APLICADA À FARMÁCIA © Universidade Positivo 2020 Rua Prof. Pedro Viriato Parigot de Souza, 5300 – Campo Comprido Curitiba-PR – CEP 81280-330 *Todos os gráficos, tabelas e esquemas são creditados à autoria, salvo quando indicada a referência. Informamos que é de inteira responsabilidade da autoria a emissão de conceitos. Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida por qualquer meio ou forma sem autorização. A violação dos direitos autorais é crime estabelecido pela Lei n.º 9.610/98 e punido pelo artigo 184 do Código Penal. Imagens de ícones/capa: © Shutterstock Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Biblioteca da Universidade Positivo – Curitiba – PR DADOS DO FORNECEDOR Análise de Qualidade, Edição de Texto, Design Instrucional, Edição de Arte, Diagramação, Design Gráfico e Revisão. Presidente da Divisão de Ensino Reitor Pró-Reitor Diretor de EAD Gerente de EAD Coordenadora de Conteúdo e KPIs Autoria Parecerista Supervisor Editorial e Audiovisual Projeto Gráfico e Capa Prof. Paulo Arns da Cunha Prof. José Pio Martins Prof. Roberto Di Benedetto Prof. Rodrigo Poletto Profa. Roberta Galon Silva Profa. Aline Scaliante Coelho Profa. Maria Augusta Tremocoldi (Capítulos 1, 2, 5, 6 e 7) Profa. Fernanda Trigo Costa (Capítulos 3, 4, e 8) Profa. Carolina Lopes Leivas Felipe Guedes Antunes DP Content 2 Caro aluno, A metodologia da Universidade Positivo tem por objetivo a aprendizagem e a comu- nicação bidirecional entre os atores educacionais. Para que os objetivos propostos se- jam alcançados, você conta com um percurso de aprendizagem que busca direcionar a construção de seu conhecimento por meio da leitura, da contextualização prática e das atividades individuais e colaborativas. A proposta pedagógica da Universidade Positivo é baseada em uma metodologia dia- lógica de trabalho que objetiva: valorizar suas experiências; incentivar a construção e a reconstrução do conhecimento; estimular a pesquisa; oportunizar a refl exão teórica e aplicação consciente dos temas abordados. Compreenda seu livro Metodologia 3 Compreenda seu livro Metodologia Com base nessa metodologia, o livro apresenta a seguinte estrutura: PERGUNTA NORTEADORA Ao fi nal do Contextualizando o cená- rio, consta uma pergunta que esti- mulará sua refl exão sobre o cenário apresentado, com foco no desenvol- vimento da sua capacidade de análi- se crítica. TÓPICOS QUE SERÃO ESTUDADOS Descrição dos conteúdos que serão estudados no capítulo. BOXES São caixas em destaque que podem apresentar uma citação, indicações de leitura, de fi lme, apresentação de um contexto, dicas, curiosidades etc. RECAPITULANDO É o fechamento do capítulo. Visa sintetizar o que foi abordado, reto- mando os objetivos do capítulo, a pergunta norteadora e fornecendo um direcionamento sobre os ques- tionamentos feitos no decorrer do conteúdo. PAUSA PARA REFLETIR São perguntas que o instigam a refl etir sobre algum ponto estudado no capítulo. CONTEXTUALIZANDO O CENÁRIO Contextualização do tema que será estudado no capítulo, como um cenário que o oriente a respeito do assunto, relacionando teoria e prática. OBJETIVOS DO CAPÍTULO Indicam o que se espera que você aprenda ao fi nal do estudo do ca- pítulo, baseados nas necessidades de aprendizagem do seu curso. PROPOSTA DE ATIVIDADE Sugestão de atividade para que você desenvolva sua autonomia e siste- matize o que aprendeu no capítulo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS São todas as fontes utilizadas no capítulo, incluindo as fontes mencio- nadas nos boxes, adequadas ao Projeto Pedagógico do curso. 4 Boxes AFIRMAÇÃO Citações e afi rmativas pronunciadas por teóricos de relevância na área de estudo. ASSISTA Indicação de fi lmes, vídeos ou similares que trazem informações complementares ou aprofundadas sobre o conteúdo estudado. BIOGRAFIA Dados essenciais e pertinentes sobre a vida de uma determinada pessoa relevante para o estudo do conteúdo abordado. CONTEXTO Dados que retratam onde e quando aconteceu determinado fato; demonstra-se a situação histórica do assunto. CURIOSIDADE Informação que revela algo desconhecido e interessante sobre o assunto tratado. DICA Um detalhe específi co da informação, um breve conselho, um alerta, uma informação privilegiada sobre o conteúdo trabalhado. ESCLARECIMENTO Explicação, elucidação sobre uma palavra ou expressão específi ca da área de conhecimento trabalhada. EXEMPLO Informação que retrata de forma objetiva determinado assunto. 5 Sumário Capítulo 1 - Introdução à Tecnologia de Alimentos Objetivos do capítulo .......................................................................................................19 Contextualizando o cenário ............................................................................................20 1.1 Importância da Tecnologia de Alimentos ..................................................................21 1.1.1 Como surgiu a Tecnologia de Alimentos ...................................................................................................22 1.1.2 Aplicações e objetivos da Tecnologia de Alimentos ...............................................................................22 1.2 Noções de legislação de alimentos........................................................................... 23 1.2.1 Fiscalização e legislação relacionadas à qualidade de alimentos ........................................................25 1.2.2 Rotulagem nutricional ................................................................................................................................25 1.2.3 Aditivos alimentares....................................................................................................................................26 1.3 Operações de transformação em alimentos ............................................................ 27 1.3.1 Modifi cação de tamanho ............................................................................................................................. 27 1.3.2 Modifi cação da textura ...............................................................................................................................32 1.3.3 Extrusão .........................................................................................................................................................33 1.3.4 Fermentação .................................................................................................................................................33 1.4 Alterações nos alimentos .......................................................................................... 34 1.4.1 Deterioração provocada por microrganismos .........................................................................................35 1.4.2 Reações químicas não enzimáticas ..........................................................................................................39 1.4.3 Reações enzimáticas ...................................................................................................................................40 Proposta de Atividade ......................................................................................................41 Recapitulando ..................................................................................................................41 Referências bibliográfi cas .............................................................................................. 43 7 Capítulo 2 - Conservação dos alimentos Objetivos do capítulo ...................................................................................................... 45 Contextualizando o cenário ............................................................................................46 2.1 Conservação dos alimentos pelo uso do calor......................................................... 47 2.1.1 Esterilização .................................................................................................................................................. 47 2.1.2 Pasteurização ...............................................................................................................................................49 2.1.3 Branqueamento ............................................................................................................................................50 2.1.4 Efeitos nos alimentos ..................................................................................................................................50 2.2 Conservação dos alimentos pelo uso do frio ............................................................51 2.2.1 Refrigeração .................................................................................................................................................52 2.2.2 Congelamento ..............................................................................................................................................53 2.2.3 Efeitos nos alimentos ..................................................................................................................................55 2.3 Conservação dos alimentos pelo controle da umidade .......................................... 55 2.3.1 Secagem ........................................................................................................................................................56 2.3.2 Desidratação ................................................................................................................................................ 57 2.3.3 Liofi lização .................................................................................................................................................... 61 2.3.4 Efeito nos alimentos ...................................................................................................................................62 2.4 Outros métodos de conservação dos alimentos ...................................................... 62 2.4.1 Conservação pela adição de soluto ...........................................................................................................62 2.4.2 Conservação por defumação .....................................................................................................................63 2.4.3 Conservação por fermentação ..................................................................................................................64 2.4.4 Conservação pelo uso de aditivos .............................................................................................................66 Proposta de Atividade ..................................................................................................... 67 Recapitulando ................................................................................................................. 67 Referências bibliográfi cas ..............................................................................................69 Sumário 8 Capítulo 3 - Tecnologia de leites e derivados Objetivos do capítulo ...................................................................................................... 70 Contextualizando o cenário .............................................................................................71 3.1 Características gerais do leite ................................................................................. 72 3.1.1 Defi nição, composição e estrutura do leite ............................................................................................. 73 3.1.2 Lactose .......................................................................................................................................................... 75 3.1.3 Proteínas do leite ........................................................................................................................................ 76 3.1.4 Lipídeos ..........................................................................................................................................................77 3.2 Controle de qualidade de leites ................................................................................77 3.2.1 Legislação ..................................................................................................................................................... 78 3.2.2 Análises físico-químicas ............................................................................................................................ 79 3.2.3 Análises microbiológicas ........................................................................................................................... 79 3.2.4 Fraudes em leites ........................................................................................................................................ 79 3.3 Leites de consumo ....................................................................................................80 3.3.1 Leite pasteurizado .......................................................................................................................................82 3.3.2 Leite esterilizado e UHT .............................................................................................................................82 3.3.3 Leites concentrados ....................................................................................................................................83 3.4 Derivados do leite ..................................................................................................... 83 3.4.1 Derivados fermentados de leite.................................................................................................................84 3.4.2 Derivados não fermentados de leite .........................................................................................................85 Proposta de Atividade .....................................................................................................86 Recapitulando .................................................................................................................86 Referências bibliográfi cas .............................................................................................. 88 Sumário 9 Capítulo 4 - Tecnologia de carnes e derivados Objetivos do capítulo ......................................................................................................90 Contextualizando o cenário .............................................................................................91 4.1 Características gerais da carne ............................................................................... 92 4.1.1 Estrutura do tecido musculoesquelético ..................................................................................................92 4.1.2 Composição da carne ..................................................................................................................................93 4.1.3 Mudanças post mortem do músculo .........................................................................................................96 4.2 Características sensoriais da carne ........................................................................ 97 4.2.1 Suculência, textura e dureza ..................................................................................................................... 97 4.2.2 Cor, odor e sabor .........................................................................................................................................99 4.3 Conservação da carne ..............................................................................................101 4.3.1 Refrigeração da carne ..............................................................................................................................101 4.3.2 Congelamento da carne............................................................................................................................102 4.4 Produtos cárneos .................................................................................................... 102 4.4.1 Produtos cárneos frescos .........................................................................................................................103 4.4.2 Produtos cárneos embutidos ...................................................................................................................103 4.4.3 Produtos cárneos defumados ..................................................................................................................105 4.4.4 Produtos cárneos salgados ......................................................................................................................106 Proposta de Atividade ................................................................................................... 106 Recapitulando ............................................................................................................... 106 Referências bibliográfi cas ............................................................................................ 108 Sumário 10 Capítulo 5 - Tecnologia de frutas, hortaliças, cereais e organismos geneticamente modifi cados Objetivos do capítulo .....................................................................................................110 Contextualizando o cenário ............................................................................................111 5.1 Frutas e hortaliças .................................................................................................... 112 5.1.1 Defi nição, classifi cação e composição nutricional ............................................................................... 112 5.1.2 Perdas pós-colheita................................................................................................................................... 113 5.1.3 Frutas climatéricas e não climatéricas .................................................................................................. 115 5.1.4 Produtos derivados de frutas e hortaliças .............................................................................................117 5.2 Cereais ...................................................................................................................... 119 5.2.1 Defi nição, classifi cação e estrutura ....................................................................................................... 119 5.2.2 Deterioração e conservação .................................................................................................................... 121 5.2.3 Processamento e composição nutricional .............................................................................................124 5.2.4 Principais cereais e seus usos ................................................................................................................ 127 5.3 Organismos geneticamente modifi cados ................................................................127 5.3.1 Histórico e defi nição ................................................................................................................................. 127 5.3.2 Legislação e rotulagem ............................................................................................................................129 5.3.3 Métodos utilizados para detecção de transgênicos .............................................................................130 5.3.4 Métodos utilizados para detecção de transgênicos ............................................................................. 131 Proposta de Atividade .................................................................................................... 131 Recapitulando ................................................................................................................132 Referências bibliográfi cas .............................................................................................133 Sumário 11 Capítulo 6 - Tecnologia de alimentos fermentados Objetivos do capítulo .....................................................................................................135 Contextualizando o cenário .......................................................................................... 136 6.1 Fermentação de alimentos .......................................................................................137 6.1.1 Processo fermentativo .............................................................................................................................. 137 6.1.2 Princípios da fermentação .......................................................................................................................140 6.1.3 Importância dos microrganismos na produção de alimentos.............................................................140 6.2 Culturas iniciadoras/starters e probióticas .......................................................... 141 6.2.1 Defi nição ..................................................................................................................................................... 141 6.2.2 Bactérias, bolores e leveduras ................................................................................................................ 141 6.2.3 Aspectos legais de sua aplicação em alimentos ..................................................................................143 6.3 Alimentos fermentados de origem animal ............................................................ 143 6.3.1 Leites ...........................................................................................................................................................143 6.3.2 Carnes .........................................................................................................................................................145 6.3.3 Peixes ..........................................................................................................................................................146 6.4 Alimentos fermentados de origem vegetal ........................................................... 146 6.4.1 Bebidas alcoólicas .....................................................................................................................................146 6.4.2 Conserva ..................................................................................................................................................... 151 6.4.3 Pão ...............................................................................................................................................................152 6.4.4 Outros alimentos de origem vegetal fermentados ..............................................................................153 Proposta de Atividade ....................................................................................................154 Recapitulando ................................................................................................................155 Referências bibliográfi cas ............................................................................................ 156 Sumário 12 Capítulo 7 - Embalagens para alimentos Objetivo do capítulo ....................................................................................................... 157 Contextualizando o cenário ...........................................................................................158 7.1 Conceitos gerais ...................................................................................................... 159 7.1.1 Funções da embalagem ..............................................................................................................................159 7.1.2 Classifi cação das embalagens..................................................................................................................1607.2 Tipos de materiais de embalagem ........................................................................... 161 7.2.1 Têxteis e madeira ....................................................................................................................................... 161 7.2.2 Metais e vidros ...........................................................................................................................................163 7.2.3 Plástico, papel e papelão .......................................................................................................................... 167 7.2.4 Outros tipos de materiais de embalagem .............................................................................................. 172 7.3 Embalagens especiais ..............................................................................................173 7.3.1 Embalagens ativas ...................................................................................................................................... 173 7.3.2 Embalagens inteligentes ........................................................................................................................... 176 Proposta de Atividade .................................................................................................... 177 Recapitulando ................................................................................................................ 177 Referências bibliográfi cas .............................................................................................179 Sumário 13 Capítulo 8 - Análise sensorial Objetivo do capítulo ...................................................................................................... 180 Contextualizando o cenário ........................................................................................... 181 8.1 Introdução à análise sensorial ................................................................................182 8.1.1 Histórico e defi nição ..................................................................................................................................182 8.1.2 Características sensoriais dos alimentos ..............................................................................................185 8.1.3 Condições necessárias para a realização da análise sensorial .......................................................... 187 8.1.4 Classifi cação dos métodos de análise sensorial ...................................................................................189 8.2 Métodos discriminativos ......................................................................................... 190 8.2.1 Teste triangular ..........................................................................................................................................190 8.2.2 Teste de ordenação ...................................................................................................................................190 8.2.3 Teste de comparação pareada ............................................................................................................... 191 8.2.4 Outros testes de diferenças ....................................................................................................................192 8.3 Métodos descritivos ................................................................................................ 193 8.3.1 Análise descritiva quantitativa (ADQ) ....................................................................................................193 8.3.2 Perfi l de textura ........................................................................................................................................195 8.3.3 Perfi l de sabor ...........................................................................................................................................195 8.4 Métodos subjetivos/afetivos .................................................................................. 196 8.4.1 Teste de preferência ................................................................................................................................. 197 8.4.2 Teste de aceitação .................................................................................................................................... 197 Proposta de Atividade ................................................................................................... 198 Recapitulando ............................................................................................................... 199 Referências bibliográfi cas ............................................................................................200 Sumário 14 15 APRESENTAÇÃOAPRESENTAÇÃO A disciplina Tecnologia de Alimentos é composta por oito capítulos. Neste primeiro capítulo, abordaremos uma introdução à Tecnologia de Alimentos, destacando seu sur- gimento, importância e objetivos para que você possa entender sobre a disciplina e sua fi nalidade. Abordaremos a seguir as noções de legislação de alimentos, destacando sua fi scalização e as principais leis ou normas que são aplicadas sobre rótulos e aditivos alimentares. Também serão estudadas as operações de transformação, que têm o obje- tivo da diversifi cação dos alimentos ofertados à população, bem como as alterações que ocorrem em alimentos, sejam estas desejáveis ou não. 16 Dedico este material aos alunos da disciplina de Tecnologia de Alimentos que, assim como eu, sempre têm vontade de aprender. A professora Maria Augusta Tremocoldi é engenheira agrônoma, graduada pela Uni- versidade Estadual de São Paulo (UNESP), mestre em Agronomia, com foco em Tec- nologia de Alimentos pela UNESP e dou- tora em Ciências, voltado à Bioquímica de Alimentos pela USP. Atuou como professo- ra, ministrando a disciplina de Qualidade e Pós-Colheita. Também trabalhou como consultora de conteúdo para as disciplinas de cursos a distância. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/4735352740388113 A autora 17 A todos aqueles movidos pela vontade de atuar, transformar e trabalhar por uma sociedade melhor. Que o conhecimento e o amor sejam a fonte de energia para o movimento necessário. A professora Fernanda Trigo Costa é Mestre em Nutrição do nascimento à adolescência pelo Centro Universitá- rio São Camilo, possui graduação em Nutrição pela Universidade do Grande ABC, especialização em Gestão da Qua- lidade e Segurança dos Alimentos pela UNICAMP, e MBA em Gestão Empresa- rial pela Fundação Getúlio Vargas. Tem experiência em auditorias e gestão de processos e controles, visando qualida- de e segurança na produção de alimen- tos. Desenvolve atividades na área de Saúde Coletiva, com ênfase em alimen- tação escolar e da família e educação alimentar e nutricional. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/2353071311998877 A autora 18 Objetivos do capítulo Reconhecer os principais conceitos relacionados à Tecnologia de Alimentos; Analisar o processamento de alimentos e os fatores que contribuíram para o desenvolvimento da Tecnologia de Alimentos; Entender as principais alterações nos alimentos, descrevendo cada um dos princípios. IMPORTÂNCIA DA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS • Como surgiu a Tecnologia de Alimentos • Aplicações e objetivos da Tecnologia de Alimentos OPERAÇÕES DE TRANSFORMAÇÃO EM ALIMENTOS • Modifi cação de tamanho • Modifi cação da textura • Extrusão • Fermentação ALTERAÇÕES NOS ALIMENTOS • Deterioração provocada por microrganismos • Reações químicas não enzimáticas • Reações enzimáticas NOÇÕES DE LEGISLAÇÃO DE ALIMENTOS • Fiscalização e legislação relacionadas à qualidade de alimentos • Rotulagem nutricional • Aditivos alimentares TÓPICOS DE ESTUDO Por: Maria Augusta Tremocoldi 19 Podemos dizer que a Tecnologia de Alimentos surgiu desde épocas remotas, nas quais o homem vivia da produção de seu próprio alimento. Com o passardo tempo foram surgin- do guerras, a Revolução Industrial, que o obrigou a desenvolver técnicas para aumentar a oferta de alimentos para a população e aumentar a conservação de seus alimentos produzidos. Assim, pensando em alimentos perecíveis, vamos à refl exão: qual é a técnica mais importante e de maior impacto em toda a cadeia de alimentos utilizada desde épo- cas remotas até os dias atuais? Contextualizando o cenário 20 Importância da Tecnologia de Alimentos1.1 A Tecnologia de Alimentos abrange o se- tor destinado a converter qualquer matéria- -prima alimentar, simples ou complexa, em produtos alimentícios, que possam manter a maior parte possível das características orga- nolépticas e nutricionais do produto original. Essa área ocupa um grande espaço na cadeia alimentar, visto que compreende etapas que vão desde a seleção da matéria-prima até o processamento, passando pela elaboração do produto, preservação, acondicionamento, armazenamento, distribuição e consumo. Esse processamento dos alimentos envolve uma combinação de procedimentos, ou opera- ções unitárias, para modifi car a matéria-prima, e cada operação produz um efeito específi co no alimento. Quando as operações unitárias são agrupadas, elas constituem um processo. Esse processo é criado a todo o momento, devido ao grande avanço da tecnologia, e mesmo os atuais são alterados, tornando-os cada vez mais sofi sticados. Os diferentes processos aplicados na Tecnologia de Alimentos requerem conhecimento de diver- sas áreas, como Ciências Biológicas, Ciências Físico-Químicas, Engenharia de Alimentos e Nutrição. A fi nalidade das Ciências Biológicas, aplicadas à Tecnologia de Alimentos, é fornecer maté- ria-prima sadia, com grande rendimento e qualidade nutricional, e apropriada para a industria- lização. No campo da Genética, foram abertas inúmeras perspectivas, como a criação de ani- mais com características comerciais vantajosas, e também obtenção de vegetais e frutas com melhores qualidades organolépticas. No campo da Microbiologia, ampliou-se o conhecimento dos processos e alterações microbianas em alimentos. A Enzimologia também é fundamental devido à infl uência das enzimas sobre a qualidade dos produtos alimentícios. Nas Ciências Físico-Químicas, relacionam-se os fatores físicos que afetam as estruturas quí- micas. Também são incluídos os estudos da Química Orgânica, Inorgânica, Analítica e Bioquí- mica, visto que entre a colheita e o armazenamento, compreendendo a fase de industrializa- ção dos produtos, as reações químicas podem ocorrer mais ou menos intensamente. Na Engenharia de Alimentos, os conhecimentos de Engenharia são importantes para enten- der as operações ou etapas do processamento desde a transformação da matéria-prima até o produto fi nal. 21 Finalmente, a Nutrição é umas das áreas que servem de base para a Tecnologia de Alimentos, pois tem a fi nalidade de pesquisar as necessidades básicas de nutrientes para cada pessoa, oferecendo à população conhecimentos dos princípios de nutrição indispensáveis à manutenção da saúde. Assim, a Tecnologia de Alimentos é uma área de atividade multidisciplinar, na qual podem atuar diversos profi ssionais. É uma área com grande perspectiva de crescimento, devido às tecnologias e às mudanças no estilo de vida da população, em busca de alimentos saudáveis, seguros e de preparo rápido e fácil. Como surgiu a Tecnologia de Alimentos1.1.1 Em tempos bastante remotos, o homem sobrevivia da caça e da pesca e produzia seus alimentos, sem se preocupar com técnicas para aprimorar a produção. Com a descoberta do fogo, inconscientemente já estava praticando a defumação. Mais tarde, estava utilizando a defumação e a dessecação para aumentar a vida útil dos alimentos. Posteriormente, já utili- zava, como alimento, grande variedade de produtos, como ovos, frutas, sementes, pescados e animais. A domesticação dos animais permitiu aumentar a diversidade de alimentos, como o leite e produtos lácteos (leites fermentados e queijos) que se formavam por fermentação espontânea. A salga também foi um método de conservação desenvolvido em peixes e carnes. A necessidade de armazenamento dos alimentos produzidos, o transporte para lugares onde a colheita era escassa e a conservação desses alimentos despertaram uma grande preo- cupação e, assim, o desenvolvimento de técnicas para resolver esses problemas. O maior impacto no plano tecnológico foi o acondicionamento de alimentos em recipientes lacrados, a fi m de conservá-los por períodos mais longos. Esse foi o grande avanço científi co para a indústria alimentícia, graças ao francês Nicolas Appert. Por outro lado, também a utiliza- ção do frio foi um avanço espetacular e muito importante. Era utilizado gelo para o transporte de peixes frescos a longas distâncias. Todos os procedimentos de conservação de alimentos foram benefi ciados a partir da Revo- lução Industrial. O progresso dos métodos de conservação prosseguiu até o século XX, com a melhoria das antigas técnicas descobertas (defumação, desidratação, emprego do frio, acondi- cionamento) e a criação de novas técnicas, utilizadas até os dias de hoje. Aplicações e objetivos da Tecnologia de Alimentos1.1.2 A Tecnologia de Alimentos tem como objetivo a aplicação de técnicas e métodos para ela- boração, transformação, manipulação, utilização, processamento, acondicionamento, 22 armazenamento e comercialização de alimentos de uma forma nutritiva e saudável para a população, por meio do consumo de diversos produtos de origem animal, vegetal e mineral. É, portanto, uma tecnologia da conservação dos alimentos, visto que a grande maioria desses produtos é altamente perecível. Além deste objetivo principal, existem outros não menos importantes, como a diversifi - cação dos alimentos a serem comercializados e a obtenção do máximo aproveitamento dos recursos nutritivos existentes e outras opções a partir de fontes ainda não exploradas. Vários fatores, como aumento da demanda de alimentos, mudança no perfi l da população e co- nhecimento de novas tecnologias levaram ao desenvolvimento da Tecnologia de Alimentos, e a gran- de relevância deste ramo está ligada à diminuição das perdas e aumento de sua disponibilidade. As perdas, embora difíceis de serem quantifi cadas e avaliadas, são altas desde o campo até o processamento e distribuição, podendo chegar a 40% durante toda a cadeia. Essas perdas podem ser evitadas e amenizadas com o uso de tecnologias adequadas, sendo indispensáveis para melhor aproveitamento dos alimentos. As indústrias de alimentos e suas tecnologias fornecem durante todo o ano uma distribuição uniforme de alimentos. E como a tendência da concentração da população está nas cidades, é necessário colocar, à disposição, produtos mais elaborados e orientá-la em relação à nutrição. Além disso, alimentos industrializados são alimentos seguros para uso, devido às condições higiênico-sanitárias a que são submetidos. E uma das missões da Tecnologia de Alimentos é fazer chegar ao consumidor alimentos seguros, isentos de agentes nocivos e com composição e valor nutritivo determinados. Noções de legislação de alimentos1.2 É fundamental a existência de legislações que estabeleçam critérios de qualidade que com- preendam todas as etapas de produção, processamento, armazenamento, conservação e co- mercialização, evitando, assim, danos à saúde. As normas devem ser constantemente atualiza- das e revisadas, de modo a atender ao dinamismo crescente do desenvolvimento tecnológico. A Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura (FAO) e a Organização Mundial da Saúde (OMS) defi nem a legislação de alimentos como o corpo legislativo de um país que regula a produção, manipulação, comercialização e controle dos alimentos. Desse modo, a legislação de alimentos nas diversas partes do mundo baseia-se no tripé: proteção do consumi- dor; proteção dos produtores, fabricantese comerciantes honestos; e garantia à liberdade de es- colha. Portanto, as leis e outros instrumentos legais são editados para dar segurança ao alimen- to comercializado, garantir a composição, origem, identifi cação do produto e rastreabilidade. 23 As Normas Básicas sobre Alimentos foram reguladas em todo o território nacional e insti- tuídas pelo Decreto-lei n. 986 de 1969. Essa publicação, relacionada à identidade e à qualidade, determina a criação de um padrão de identidade para cada tipo de alimento, sendo obrigatório constar sua descrição, práticas de fabricação e os procedimentos de amostragem para a sua análise, garantindo a defesa e proteção para a saúde dos consumidores desde a obtenção da matéria-prima até o consumo. Neste decreto foram definidos alguns conceitos referentes a alimentos, como alimento enri- quecido, dietético, artificial, entre outros. Além disso, também foi descrito como deveriam ser realizados o registro e o controle dos alimentos e sua rotulagem, com as descrições da natu- reza e tipo de alimento, nome do produto, entre outras. Ainda neste decreto foi estabelecido como deveriam ser realizadas a fiscalização e a detecção de alterações nos alimentos. A partir desse marco referencial foram criadas outras normas por meio de decretos, decre- tos-lei, portarias, resoluções e instruções normativas. Em 1974, a Lei n. 6.150 de 1974 estabeleceu adequar os teores de iodo no sal para solucio- nar a elevada incidência de bócio no país e exigir uma fiscalização mais rigorosa pelos órgãos responsáveis. No ano seguinte, em 1975, houve a publicação do Decreto n. 75.697, que estabe- lecia os padrões de identidade e qualidade para o sal. Mais tarde, em 1977, ocorreu a publicação da Resolução n. 33 da Comissão Nacional de Normas e Padrões para Alimentos (CNNPA). Esta resolução está relacionada aos princípios de higiene a serem adotados pelos fabricantes de alimentos, desde a obtenção da matéria-prima até a comercialização. Essa publicação marcou o início da prática do controle sanitário. No ano seguinte, a Resolução Normativa n. 12 da Câmara Técnica de Alimentos (CTA) determinou a rotulagem em alimentos, nos quais deveriam constar teores totais de vitaminas e/ou sais minerais. Entretanto, a resolução foi revogada em 1998, com a publicação da Portaria n. 42 da Secretaria de Vigilância Sanitária do Ministério da Saúde (SVS/MS), que não apenas revisou o conteúdo do regula- mento, mas também tornou obrigatória a identificação do lote, do prazo de validade e de instruções sobre o preparo e uso dos alimentos. Ou seja, era estabelecido o Regulamento Técnico para Rotu- lagem de Alimentos Embalados. Esta portaria foi revogada e substituída pela RDC n. 259, em 2002. Outra portaria importante, originalmente apresentada em 1969, mas publicada em 1997 pela Anvisa (Agência Nacional de Vigilância Sanitária), foi a Portaria n. 540, a qual aprova o regulamento técnico de aditivos alimentares, onde consta a definição, classificação e emprego destes em alimen- tos. Por definição, aditivo alimentar é “todo e qualquer ingrediente adicionado intencionalmente aos alimentos sem o propósito de nutrir, com o objetivo de modificar as características físicas, químicas, biológicas ou sensoriais, durante a fabricação, processamento, preparação, tratamento, embalagem, acondicionamento, armazenagem, transporte ou manipulação de um alimento”. 24 Fiscalização e legislação relacionadas à qualidade de alimentos 1.2.1 Devido ao crescente aumento da população e sua preocupação em consumir alimentos se- guros e sem riscos à saúde, diversas entidades têm trabalhado na fi scalização dos alimentos para que estes cheguem aos consumidores de forma saudável, visto que o consumo de ali- mentos impróprios é uma das principais formas de contaminação e transmissão de doenças. Dentre os órgãos reguladores responsáveis pela fi scalização, destacam-se a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) e o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abasteci- mento (MAPA). A Anvisa é uma agência reguladora vinculada ao Ministério da Saúde, cuja fi nalidade é coordenar, supervisionar e controlar as atividades de registro, inspeção, fi scalização e controle de riscos, sendo responsável por estabelecer normas e padrões de qualidade. O objetivo é garantir a segurança e a qualidade de alimentos em todos os produtos, como os processados, aditivos alimentares, bebidas, resíduos de agrotóxicos, entre outros, ga- rantindo a proteção da saúde da população. Ao MAPA, cabe a inspeção e o controle de produtos de origem animal e produtos de origem vegetal, regulamentando seus padrões de identidade e qualidade. Esses padrões contêm as características técnicas e sensoriais exigidas por lei para o alimento. Rotulagem nutricional1.2.2 O rótulo pode ser defi nido como qualquer inscrição, legenda ou imagem presente na em- balagem do alimento, objetivando identifi car origem, composição e características nutricionais do produto, ou seja, é a “identidade” do produto. Por conseguinte, é considerado elemento vital na comunicação entre fabricante e consumidor. As normas que regularizam a rotulagem dos produtos são de extrema importância para a segurança alimentar. Rótulos regularizados são capazes de garantir a procedência do produ- to adquirido pelo consumidor, informar ingredientes, fornecer informações nutricionais, vali- dade, condições de acondicionamento, entre outros. A legislação brasileira de rotulagem tem por base as determinações do Codex Alimentarius, programa conjunto da FAO e da OMS, criado em 1963, com o objetivo de estabelecer normas internacionais na área de alimentos, incluindo padrões, diretrizes e guias de boas práticas e avaliação de segurança e efi cácia. Seus principais objetivos são proteger a saúde dos consumi- dores e garantir práticas leais de comércio entre países. 25 Para a rotulagem, merece destaque a publicação da Resolução RDC n. 259/02, que trata da rotulagem geral de alimentos embalados, e Resolução RDC n. 360/03, de rotulagem nutricional obrigatória. A Resolução da Diretoria Colegiada RDC n. 259, de 20 de setembro de 2002, que trata da Rotulagem Geral de Alimentos Embalados, estabelece que os rótulos devem apresentar, obri- gatoriamente, a denominação de venda do alimento e marca ou logotipo, lista de ingredien- tes, os conteúdos líquidos, a identifi cação de origem, nome ou razão social e endereço do importador (no caso de alimentos importados), o prazo de validade, a identifi cação do lote (na forma de código), prazo de validade e instruções sobre o preparo do alimento, quando neces- sários. Já a Resolução da Diretoria Colegiada RDC n. 360, de 23 de dezembro de 2003, que trata da rotulagem nutricional obrigatória, estabelece que a rotulagem nutricional compreende a declaração obrigatória do valor energético e de nutrientes (carboidratos, proteínas, gorduras totais, saturadas, gorduras trans, fi bra alimentar e sódio), bem como a informação nutricional complementar relativa à declaração facultativa de propriedades nutricionais. Ademais, vitami- nas e sais minerais podem ser declarados opcionalmente, desde que cada porção do alimento contenha, pelo menos, 5% da IDR. Aditivos alimentares1.2.3 Os aditivos alimentares são substâncias químicas, naturais ou sintéticas, intencional- mente adicionadas aos alimentos, para aumentar a durabilidade do produto e/ou intensifi car ou modifi car suas propriedades organolépticas – como o sabor, a textura e a aparência, desde que não tenham fi ns nutricionais. A permissão para o uso de aditivos alimentares específi cos é recomendada pelo Codex Alimen- tarius e aprovada pela legislação nacional. A utilização de aditivos alimentares está sujeita a con- troles rigorosos, apoiada por estudos científi cos para demonstrar sua segurança para a saúde humana. O uso dessas substâncias traz muitos benefícios, incluindo o aumento da segurança e uma maior diversidadede produtos alimentares no mercado. Embora haja benefícios alcançados com a utilização de aditivos alimentares, existe a preocu- pação constante quanto aos riscos toxicológicos potenciais decorrentes da ingestão diária des- sas substâncias químicas. Assim, a Anvisa estabelece quais são os aditivos e os coadjuvantes de tecnologia permitidos para as diferentes categorias de alimentos e as funções e limites máximos de uso, visando a alcançar o seu efeito tecnológico sem oferecer risco à saúde humana. Além da Portaria n. 540, na qual aprova o regulamento técnico de aditivos alimentares, a Re- solução 387, de 5 de agosto de 1999, do Ministério da Saúde, aprova o regulamento técnico que 26 estabelece a utilização de aditivos alimentares, discriminando suas funções, a ingestão diária aceitável (IDA) e seus limites máximos para a categoria de alimentos: balas, confeitos, bombons, chocolates e similares. CURIOSIDADE: Para melhor entendimento sobre rotulagem e aditivos, veja os rótulos dos ali- mentos em sua casa e compare com as leis no site da Anvisa (que determina a quantidade exata que pode conter cada nutriente, assim como a quantidade máxima de aditivos permitidos), a fim de verificar se os rótulos condizem com a legislação vigente. mentos em sua casa e compare com as leis no site da Anvisa (que determina a mentos em sua casa e compare com as leis no site da Anvisa (que determina a Para melhor entendimento sobre rotulagem e aditivos, veja os rótulos dos ali- mentos em sua casa e compare com as leis no site da Anvisa (que determina a quantidade exata que pode conter cada nutriente, assim como a quantidade máxima de aditivos permitidos), a fim de verificar se os rótulos condizem com Para melhor entendimento sobre rotulagem e aditivos, veja os rótulos dos ali- mentos em sua casa e compare com as leis no site da Anvisa (que determina a quantidade exata que pode conter cada nutriente, assim como a quantidade Para melhor entendimento sobre rotulagem e aditivos, veja os rótulos dos ali- mentos em sua casa e compare com as leis no site da Anvisa (que determina a quantidade exata que pode conter cada nutriente, assim como a quantidade máxima de aditivos permitidos), a fim de verificar se os rótulos condizem com mentos em sua casa e compare com as leis no site da Anvisa (que determina amentos em sua casa e compare com as leis no site da Anvisa (que determina a Operações de transformação em alimentos1.3 Uma das funções da Tecnologia de Alimen- tos é a busca pela diversidade de alimentos oferecidos para a população. Portanto, a mo- difi cação da matéria-prima alimentícia propor- ciona ingredientes ou alimentos com novas ou melhores características funcionais, nutri- cionais ou sensoriais. Essas modifi cações são feitas através das operações unitárias durante o processamento de alimentos. A seguir, são abordadas algumas operações de transforma- ção utilizadas em alimentos. Modifi cação de tamanho1.3.1 A operação unitária de redução do tamanho tem como objetivo diminuir o tamanho das partículas sólidas ou líquidas. Quando aplicada a produtos sólidos, a redução de tamanho é chamada de trituração, moagem ou corte. Quando aplicada a líquidos, inclui as operações de atomização, emulsifi cação e homogeneização. A redução de tamanho na indústria de alimen- tos tem como objetivo: • Aumento da superfície ou volume, aumentando a efi ciência das operações posteriores, como de aquecimento, resfriamento, desidratação, extração; 27 • Obtenção de partículas com tamanho uniforme, auxiliando na homogeneização e solubili- zação da mistura no preparo de alimentos (como sopas secas, achocolatados etc.); • Obtenção de produtos específicos que tenham propriedades funcionais adequadas (por exemplo, açúcar cristal); • Facilidade no manejo e transporte; • Aumento da gama de produtos. A redução do tamanho e a homogeneização são, portanto, utilizadas para melhorar a qua- lidade organoléptica ou adaptabilidade dos alimentos ao processamento adicional. Para ali- mentos sólidos, são escolhidos os equipamentos de acordo com as características do pro- duto. Para alimentos duros e secos, como café e açúcar, são utilizados moinhos (redução de partículas médias a pó - Figura 1); já para alimentos frescos, como carnes, frutas e hortaliças, utilizam-se picadores. Figura 1. Moinho de martelos. Fonte: FELLOWS, 2006. (Adaptado). Produto Martelos Alimentação Placa do desintegrador Vários outros equipamentos são utilizados, como britadores (redução de partículas grandes a médias), trituradores (partículas de tamanho médio - Figuras 2 e 3), e máquinas cortadoras. Todas essas operações modificam a textura e o aroma, mas não prolongam a vida útil. 28 Figura 2. Moinho de rolos. Fonte: FELLOWS, 2006. (Adaptado). Figura 3. Picador de carne. Fonte: PEREDA, 2005. (Adaptado). Produto Placa pré-cortadora de três vias Lâminas Placa com orifícios Esfera protetora 1 2 3 4 Tremonha de alimentação Saída do produto cortado 1 2 3 4 Rosca sem fim 29 Com relação aos alimentos líquidos, a atomi- zação é utilizada para aumentar a superfície de contato de um líquido para que ele seja seco na próxima etapa, ou seja, subdivide o líquido em pequenas gotas de tamanho uniforme para fa- cilitar alguns tratamentos, como o térmico e a desidratação. Um dos mais utilizados na indús- tria de alimentos é o atomizador centrífugo. Já a emulsificação é a formação de uma emulsão estável pela mistura de dois ou mais líquidos imiscíveis, de forma que um é trans- formado em gotículas muito pequenas no interior do outro (Figura 4). São exemplos de emulsão: margarina, molhos para salada, salsicha, sorvete e maionese. A homogeneização está relacionada à emulsificação, que é a redução no tamanho, e como consequência, o aumento do número de partículas da fase dispersa de uma emulsão já forma- da (Figura 5). Como exemplo, temos o leite. Vários equipamentos são utilizados na atomização e homogeneização. Os principais são os misturadores de alta velocidade, homogeneizadores de pressão, homogeneizadores de ultras- sons e moinhos coloidais. Essas operações modificam as propriedades funcionais e organolép- ticas, aumentam a viscosidade, modificam a textura e melhoram o sabor e o aroma, porém, não prolongam a vida útil. Figura 4. Homogeneizador de pressão. Fonte: PEREDA, 2005. (Adaptado). Válvula Alimentação Produto homogeneizado 30 Ressonante Alimentação Lâmina Líquido homogeneizado Figura 5. Homogeneizador de ultrassom. Fonte: PEREDA, 2005. (Adaptado). Figura 6. Moinho coloidal. Fonte: PEREDA, 2005. (Adaptado). A operação unitária de aumento do tamanho tem como objetivo melhorar as características dos produtos em pó, obtidas pela moagem de sólidos ou pela desidratação, como a fluidez, densidade, aparência, molhabilidade, dispersibilidade, imersibilidade e solubilidade, visando à produção de alimentos instantâneos como chocolate em pó, leite em pó, sucos, sopas, café solúvel, entre outros. A principal característica do processo de aglomeração é a formação de grânulos maiores a partir de partículas finas. Anel de ajusteElemento estacionário Alimentação Elemento rotatório Saída do produto O aumento de tamanho das partículas é chamado de aglomeração. A aglomeração pode ser definida como qualquer processo em que partículas primárias se unem para que partículas secundárias maiores e mais porosas (aglomerados) sejam formadas. O aumento de tamanho na indústria de alimentos tem muitas vantagens, como por exemplo: • Aumento do tamanho das partículas e melhora da aparência; • Redução da tendência de formação de aglomerados indesejados, obtendo-se um produto mais uniforme; 31 • Controle da porosidade e massa específi ca, possibilitando o controle das propriedades de instantaneização, evitando a formação de grumos durante a reidratação do pó; • Valores de venda e potencial de lucro aumentados. A aglomeração é feita utilizandoágua como meio de umidifi cação, por exemplo, em pro- dutos lácteos. Às vezes, acrescenta-se um ligante, como a maltodrextrina ou goma arábica. Nos produtos com elevado teor de gordura, utiliza-se, por exemplo, a lecitina, para facilitar a solubilização. Os produtos aglomerados têm boa capacidade de reidratação, porque os espaços de ar que fi cam entre as partículas ajudam na penetração do líquido, facilitando sua dispersão e dissolução. Com isso, obtêm-se produtos instantâneos que se dissolvem completamente em alguns segundos. O equipamento utilizado para o processo pode ser uma base fl uidizada ou uma torre de desidratação. Modifi cação da textura1.3.2 A textura é uma qualidade bastante valorizada pelos consumidores e é determinada pela umidade dos alimentos e seu teor de gordura. As operações de modifi cação da textura uti- lizadas na indústria alimentícia são a geleifi cação, texturização e extrusão. A geleifi cação é utilizada pela indústria com a fi nalidade de fornecer consistência adequa- da e estabilidade física aos alimentos. Ela envolve a preparação de muitos alimentos, como produtos lácteos, gelatina, geleias, iogurte, coalhada e massa de panifi cação. É utilizada para melhorar a absorção de água, viscosidade, fi xação de partículas e estabilizar emulsões e espu- mas. Pode ser alterada pelo tipo e concentração do agente geleifi cante, concentração salina, pH e temperatura. Para a formação de géis, não são necessários aparelhos específi cos, já que depende da concentração do agente geleifi cante. Em muitos casos, é necessária a aplicação do calor, em outros, a geleifi cação ocorre somente com o resfriamento e repouso. A texturização é a transformação de uma proteína globular para uma estrutura física fi - brosa, ou seja, para uma proteína fi brilar. As proteínas são responsáveis pela estrutura física do alimento, e a texturização é utilizada, por exemplo, em produtos cárneos para melhorar o aspecto fi broso. Também é útil para a elaboração de carnes fabricadas, fazendo com que o produto fi nal apresente boa capacidade de retenção de água que se mantém mesmo que o produto seja submetido a tratamentos térmicos. Como matéria-prima, são utilizadas proteínas vegetais (cereais, frutas, hortaliças) ou produtos ricos em proteínas animais de baixa qualidade comercial, como soro lácteo, subprodutos cárneos ou pescados sem valor comercial. 32 Extrusão1.3.3 Outra operação de modifi cação da textura é a extrusão. A extrusão pode ser defi nida como uma etapa de processamento industrial de matéria-prima sólida em massa fl uida, pela combinação de umidade, calor, compressão e tensão de cisalhamento. É um processo que combina várias operações unitárias como transporte, mistura, cozimento, amassamento, for- mação e moldagem, com o objetivo de diversifi car os alimentos, pois permite obter produtos de diversas formas e texturas a partir dos ingredientes básicos. A extrusão pode ser a frio, que é utilizada para misturar e formar alimentos, como massas, salsichas e produtos cárneos; e quente, que expande e forma o produto, utilizada na produção de snacks e cereais matinais. Os equipamentos utilizados são extrusores de rosca única e extrusores de rosca dupla. A extrusão apresenta diversas vantagens, como: • Elevada versatilidade; • Elevada produtividade; • Maior qualidade do produto; • Ausência de efl uentes; • Custo reduzido quando comparado a alguns processos tradicionais. Nos alimentos, a consequência e o objetivo mais importante da extrusão é a mudança acen- tuada de textura que ocorre em relação à matéria-prima original e, diferentemente da maioria das operações de transformação dos alimentos, aumenta a vida útil dos produtos, porque a atividade de água é reduzida. CURIOSIDADE: A extrusão quente é um processo HTST (high temperature and short time), que inativa microrganismos e enzimas. Por essa razão, sugeriu-se que as especiarias poderiam ser esterilizadas por extrusão. high temperature and short time), que inativa microrganismos e enzimas. Por essa razão, sugeriu-se que as especiarias high temperature and short time), que inativa microrganismos e enzimas. Por essa razão, sugeriu-se que as especiarias high temperature and short time), que inativa microrganismos e enzimas. Por essa razão, sugeriu-se que as especiarias high temperature and short time Fermentação1.3.4 A fermentação é um processo de transformação em que ocorrem alterações bioquímicas nos alimentos através de microrganismos específi cos que os modifi cam para obtenção de produtos de sabor agradável, saudáveis e estáveis. É um processo anaeróbico no qual uma transformação química é realizada em um substrato orgânico pela ação de enzimas produ- zidas por estes microrganismos. É utilizado o crescimento de microrganismos selecionados, 33 capazes de alterar a textura, sabor, aroma e propriedades nutricionais para obtenção de novos alimentos diferentes da matéria-prima inicial. Pode ser realizada pela combinação ou uso isolado de bactérias, leveduras e bolores, reconhecidos como seguros para utilização na indústria alimentícia. As fermentações podem ser divididas en- tre aquelas cujos produtos originados são os álcoois, utilizados em bebidas alcoólicas e pa- nifi cação, e aquelas cujos produtos originam ácidos orgânicos, utilizados para preparar iogurtes, queijos e vegetais fermentados, como pi- cles e chucrute. As fermentações alcóolicas e lácticas estão, portanto, entre as mais importan- tes fermentações comerciais. O uso da fermentação apresenta diversas vantagens, entre elas: • Condições brandas de pH e temperatura, que contribuem para a manutenção das proprie- dades nutricionais e características sensoriais; • Produção de produtos únicos que possuem aroma e textura que não podem ser obtidos por outros métodos; • Baixo consumo de energia, já que as condições de operação são brandas; • Custo de investimento e operação relativamente baixos; • Tecnologias simples. Os equipamentos utilizados para fermentação são tanques ou fermentadores de aço ino- xidável, no caso de alimentos líquidos, com total controle de temperatura, pH, oxigênio e ve- locidade de agitação. No caso de alimentos sólidos, são utilizadas bandejas ou tanques, com temperatura e umidade relativa controladas. A fermentação prolonga a vida útil dos alimentos por mecanismos diversos, entre eles a produção de ácidos ou álcool, produção de substâncias bactericidas, diminuição do potencial redox e, nos produtos maturados, redução da atividade da água. Alterações nos alimentos1.4 Os alimentos podem ser alterados em sua composição, sabor, odor, aroma e textura devi- do a vários fatores, entre eles crescimento e atividade dos microrganismos, reações químicas não enzimáticas e ação das enzimas presentes no alimento. A seguir, será abordado cada um desses itens. 34 Deterioração provocada por microrganismos1.4.1 A maior parte dos alimentos e dos produtos alimentícios é facilmente alterável pelos micror- ganismos, isto podendo ocorrer desde a etapa de produção até o consumo. Essas alterações, que podem acontecer rapidamente, são as que mais danifi cam os alimentos, causando altera- ções na cor, odor, sabor, textura e aspecto visual. Para compreender os princípios básicos que regem estas alterações, é necessário o conhecimento dos fatores que favorecem ou inibem a multiplicação desses microrganismos, já que estes dependem de condições favoráveis à sua multiplicação e crescimento. Condições favoráveis aceleram a velocidade de multiplicação, enquanto que limitações ine- rentes ao alimento ou ao ambiente reduzem esta velocidade. As características específi cas dos alimentos têm infl uência no tipo e na diversidade microbiana. Essas características, chamadas de fatores intrínsecos, funcionam como barreiras ou facilitadores para as contaminações microbianas e o seu desenvolvimento. Estes fatores são: atividade da água (Aa),acidez ou pH, potencial de oxirredução (O/R), conteúdo de nutrientes, constituintes antimicrobianos e estru- turas biológicas. Atividade da água A água de um alimento é um dos fatores mais importantes no crescimento microbiano; é a que mais infl uencia na alteração dos alimentos e na sua deterioração. A atividade de água é a quantidade de água disponível para crescimento microbiano e para reações enzimáticas e químicas. Esta não deve ser confundida com a umidade do alimento, pois a água disponível ou livre depende das interações com os componentes dos alimentos, não apresentando, necessa- riamente, uma relação direta com a umidade do produto. Podemos defi nir atividade da água de um alimento ou de uma solução qualquer como a re- lação existente entre a pressão parcial de vapor do alimento (P) e a pressão de vapor da água pura (Po), a uma dada temperatura. Os valores de atividade da água variam de 0 a 1. Aa = P/Po Podemos reduzir a atividade da água de um alimento por evaporação (desidratação), adi- ção de soluto (sal ou açúcar) ou congelamento. A adição de sais e açúcares provoca redução da atividade da água por reduzir a pressão de vapor P. Cada microrganismo apresenta valores mínimos, ótimos e máximos de Aa para seu desenvolvimento e multiplicação. Alimentos com Aa alta, como os produtos frescos, entre eles carne, pescados, leite, fru- tas e hortaliças, tendem a se deteriorar mais rapidamente em comparação àqueles com baixo conteúdo de água disponível, devido à multiplicação acelerada das bactérias. Geral- 35 mente, a maioria das bactérias deterioradoras não cresce bem em Aa inferior a 0,91; já o grupo de leveduras, inicia crescimento em Aa de 0,88, enquanto que os bolores podem de- teriorar produtos com Aa superior a 0,80. Atividade da água de 0,6 é considerada limitante para o desenvolvimento dos microrganismos, sendo, portanto, os alimentos desidratados microbiologicamente estáveis. A diminuição da Aa de um alimento provoca uma diminuição da velocidade de multiplicação e também afeta negativamente o tamanho final da população microbiana. Isso porque todas as atividades metabólicas são afetadas, já que dependem de água. É importante salientar que a Aa é apenas um dos fatores que devem ser considerados em alimentos, pois ainda há outros fatores importantes. Acidez ou pH O pH (ou, mais precisamente, a acidez dos alimentos) é um fator determinante para a mul- tiplicação dos microrganismos. Quanto menor o pH, mais ácida é a solução, e quanto maior o pH, mais básica é a solução. Cada microrganismo possui um valor ideal de pH, no qual a sua multiplicação é máxima. A maioria dos deterioradores desenvolve-se em pH próximo à neu- tralidade (6,6 a 7,5). As bactérias, especialmente as patogênicas, são mais exigentes por essa faixa do que leveduras e bolores. De acordo com o pH, os alimentos podem ser classificados como alimentos de baixa acidez (pH superior a 4,5), como leite, carne, pescados e vegetais em geral; alimentos ácidos (pH en- tre 4,0 e 4,5), que incluem as frutas e hortaliças; ou alimentos muito ácidos (pH inferior a 4,0), como frutas cítricas, maçãs, conservas de azeitonas, suco de frutas e refrigerantes. Os alimen- tos de baixa acidez são os mais propícios à multiplicação microbiana e, portanto, à deteriora- ção. Consequentemente, o homem lança mão do efeito do pH sobre os microrganismos para a conservação de alimentos. Potencial de oxirredução (O/R ou Eh) O potencial redox é um fator controlável e utilizado na conservação dos alimentos, determi- nando os tipos de microrganismos que irão se desenvolver em determinados produtos. O oxi- gênio é a molécula que mais contribui para o seu aumento no alimento e, do ponto de vista de aproveitamento do oxigênio, os microrganismos podem ser classificados em aeróbios, anaeró- bios e facultativos. Os aeróbios exigem a presença do oxigênio para seu desenvolvimento, estando, nesse grupo, os bolores, algumas leveduras oxidativas e muitas bactérias deteriora- doras (Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Flavobacterium). Os anaeróbios se desenvolvem na ausência do oxigênio, exemplificados por bactérias do gênero Clostridium. Os facultativos podem viver em condições aeróbias ou anaeróbias, estando neste grupo as leveduras fermen- tativas, enterobactérias e várias espécies de Bacillus. 36 Portanto, a presença ou ausência de oxigênio em um sistema alimentar, dependendo do tipo de estocagem, tem grande influência sobre a microbiota deterioradora. Bactérias do gênero Clostridium, sob condições anaeróbias, irão provocar putrefação de carnes, enquan- to que, na presença de oxigênio, fungos do gênero Penicillium podem produzir características desejáveis em queijos maturados. Conteúdo de nutrientes Nutriente é toda substância presente no alimento e que pode ser utilizada pelos micror- ganismos para multiplicação, como a disponibilidade de carboidratos, proteínas, vitaminas e sais minerais. Os carboidratos mais simples (monossacarídeos e dissacarídeos) podem ser utilizados pela maioria dos microrganismos, ao passo que os polissacarídeos são utilizados por um grupo reduzido, como bolores. Proteínas são dificilmente metabolizadas pela grande maioria dos microrganismos. Entretanto, as bactérias proteolíticas, como Bacillus, Clostridium e Pseudomo- nas, provocam amolecimento e alterações no sabor e aroma. As vitaminas e os minerais são fatores de crescimento que afetam a microbiota contaminante dos alimentos, uma vez que alguns microrganismos dependem da presença das mesmas para seu crescimento. Bactérias gram-positivas são mais exigentes quanto às necessidades de vitaminas que as gram-negati- vas, enquanto que os bolores são capazes de sintetizar esses fatores. Constituintes microbianos Alguns alimentos apresentam substâncias que exercem efeito antimicrobiano, retardando ou impedindo a multiplicação microbiana. Alguns exemplos são cravo-da-índia, canela, alho, mostarda e orégano. Estruturas biológicas Algumas estruturas biológicas funcionam como barreiras mecânicas nos alimentos para a penetração dos microrganismos (como película de frutas e hortaliças, casca de sementes e no- zes, casca de ovo), ou então possuem uma cobertura artificial, como plástico, latas e parafina, que dificultam a entrada de microrganismos. Os fatores extrínsecos também afetam a multiplicação microbiana, sendo esses relativos ao ambiente, como temperatura, umidade relativa e presença de gases. Temperatura A temperatura de estocagem dos produtos é o fator de maior influência na multiplicação. As faixas de temperatura possuem valor mínimo e máximo, com um valor ótimo de tempe- ratura favorável à multiplicação máxima dos microrganismos. O valor ótimo de temperatura determina o grupo dos microrganismos, classificando-os em termófilos, mesófilos, psicrófilos e psicotróficos. 37 Os termófilos são aqueles que crescem em altas temperaturas, apresentando a tempera- tura ótima de multiplicação de 55 a 75°C. Os mesófilos correspondem à grande maioria, com faixa ótima de multiplicação entre 30 a 45°C. Os psicrófilos crescem em baixas tem- peraturas, apresentando temperatura ótima de crescimento de 12 a 15°C. E os psicotrófi- cos crescem em temperaturas moderadas, ótimas de 25 a 30°C. Embora temperaturas de refrigeração re- tardem a multiplicação da grande maioria dos microrganismos, existem, contudo, os grupos que se multiplicam em baixas temperaturas. Do mesmo modo, alimentos armazenados à temperatura ambiente também estão propí- cios ao desenvolvimento de microrganismos. Deve-se, portanto, considerar as características do produto para a seleção da temperatura ideal de estocagem. Umidade relativa A umidade relativa tem influência direta na Aa dos alimentos. Qualquer alimento que tenha baixa Aa, mas que esteja armazenado em ambiente com alta UR, tenderá a absorver a umida- de do ambiente, aumentando sua deterioração. Por outro lado,o alimento tenderá a perder água caso a umidade do ar seja inferior. Essas alterações causam mudanças na multiplicação dos microrganismos. Presença de gases A composição gasosa pode determinar o tipo de microrganismo que irá prevalecer no ali- mento. A estocagem dos produtos em atmosfera livre de oxigênio favorece o desenvolvimento dos anaeróbios e dos facultativos. De forma semelhante, a estocagem em ambiente em conta- to com o ar permite o crescimento dos aeróbios e anaeróbios facultativos. PAUSA PARA REFLETIR Os microrganismos são os principais agentes deteriorantes dos alimentos, devido a vários fatores que favorecem o seu desenvolvimento. Quais são esses fatores que os levam a ser con- siderados os principais responsáveis pela deterioração? 38 Reações químicas não enzimáticas1.4.2 Dentre as principais reações químicas que ocorrem em alimentos, podemos citar o ran- ço oxidativo e o escurecimento químico. O ranço oxidativo é a alteração da matéria graxa por oxidação, que está ligada à presença de ácidos graxos insaturados que, na presença de oxigênio, transforma-se em aldeídos, cetonas, ácidos, álcoois e hidrocarbonetos. A reação de oxidação ocorre em três estágios: iniciação, propagação e término. É acelerada pela presença de oxigênio, luz, temperatura, presença de metais, enzimas e presença de oxidantes naturais. Durante o processamento e o armazenamento de alimentos que contêm lipídios em sua constituição, o principal mecanismo de deterioração é a oxidação lipídica. Quando ocorre, tem como principal consequência a modifi cação no fl avor original e o aparecimento de odores e sabores característicos do ranço, o qual representa para o consumidor, ou para a indústria, uma importante causa de depreciação ou rejeição. Os meios de se prevenir a oxidação lipídica, utilizados na indústria de alimentos, são, por- tanto, o controle dos procedimentos físicos (temperatura, luz e oxigênio) e acréscimos de agen- tes antioxidantes nos alimentos. Escurecimento químico O escurecimento, ou browning químico, ocorre em uma série de reações químicas que culmi- nam com a formação de pigmentos escuros chamados melaninas ou melanoidinas. Essas reações ocorrem durante a conservação, armazenamento ou cocção dos alimentos, e são cha- madas de reação de Maillard, do ácido ascórbico e da caramelização. Em alguns casos, como na fabricação de cerveja, pão, bolo, bolacha, café e batata frita, essas reações são desejáveis, porém, quando na desidratação de frutas, leite em pó e suco concentrado são indesejáveis. As reações de escurecimento não enzimático, na sua maioria, envolvem açúcares ou compostos relacionados com açúcar. A reação de Maillard é considerada a mais importante no processo de escurecimento dos alimentos. Tem infl uência nos atributos sensoriais fundamentais para a aceitação e qualidade de alimentos processados submetidos ao tratamento térmico, como alimentos fritos, assados em churrasqueiras, cozidos em forno convencional ou de micro-ondas, devido à geração de compostos voláteis, responsáveis pelo aroma e sabor (aldeídos e cetonas), bem como pela cor (melanoidinas), textura e valor nutricional. Para que a reação ocorra, é necessário o processa- mento a temperaturas acima dos 70°C, pH entre 6 e 8 e a atividade da água de 0,5 a 0,8. Portanto, a reação de Maillard pode ser afetada por esses fatores, ou seja, temperatura, pH e atividade de água. Também pode ser afetada pelo tipo de amina presente na reação, como exemplo os aminoácidos lisina, glicina, triptofano e tirosina, pois o início da reação 39 ocorre através do ataque do par de elétrons do nitrogênio do grupo amino. O açúcar redu- tor também é essencial para que a reação ocorra, pois os compostos originados na etapa intermediária da reação, como as pentoses, hexoses e dissacarídeo irão se polimerizar em proteínas, resultando em compostos estáveis, culminando com a formação dos pigmentos escuros (melanoidinas). Já a reação do ácido ascórbico é responsável pelo escurecimento de sucos cítricos concen- trados, como limão e tangerina, onde há a degradação e oxidação do ácido ascórbico (vitamina C), na presença de oxigênio e metais. É baseado no aquecimento do ácido ascórbico que forma compostos de coloração escura. A reação é acelerada em meio ácido e na presença de calor. A reação de caramelização envolve o açúcar que, quando aquecido a temperaturas altas na faixa dos 130 a 170°C, é degradado, formando compostos de cor marrom ou preta (caramelo). A sacarose é o açúcar usado como matéria-prima na produção de aromas e corantes caramelo, utilizados em alimentos e bebidas, como refrigerantes tipo cola e cervejas. A reação é favoreci- da por ácidos e alguns sais, e o aumento da temperatura e do pH acelera a reação. Reações enzimáticas1.4.3 As reações enzimáticas ocorrem no alimento naturalmente em decorrência do seu meta- bolismo. Em produtos vegetais, como frutas e hortaliças, ocorrem como resposta a injúrias físicas (como corte, abrasão, amassamento, descascamento e impacto) e fi siológicas. Essas lesões provocadas durante o processamento levam ao rompimento de membranas celulares e, quando em contato com o oxigênio, ativam as enzimas responsáveis pelo escurecimento, como a polifenoloxidase (PPO) e a peroxidase (POD). CURIOSIDADE: Você já parou para pensar no porquê de adicionarmos laranja ou limão quando cortamos as frutas para fazer uma salada de frutas? Tente fazer em casa, você verifi cará que com a adição de frutas cítricas será bloqueada a ação da enzima polifenoloxidade e as frutas não escurecerão. Você já parou para pensar no porquê de adicionarmos laranja ou limão quandoVocê já parou para pensar no porquê de adicionarmos laranja ou limão quando cortamos as frutas para fazer uma salada de frutas? Tente fazer em casa, você cortamos as frutas para fazer uma salada de frutas? Tente fazer em casa, você verificará que com a adição de frutas cítricas será bloqueada a ação da enzima Você já parou para pensar no porquê de adicionarmos laranja ou limão quando cortamos as frutas para fazer uma salada de frutas? Tente fazer em casa, você Você já parou para pensar no porquê de adicionarmos laranja ou limão quando cortamos as frutas para fazer uma salada de frutas? Tente fazer em casa, você verificará que com a adição de frutas cítricas será bloqueada a ação da enzima Você já parou para pensar no porquê de adicionarmos laranja ou limão quando O produto inicial da oxidação é a quinona, que por sua vez se condensa gerando os pigmen- tos escuros (melanina). Esses pigmentos alteram a cor dos alimentos, depreciando-os em al- guns casos. Entretanto, pode ser desejável em produtos como café, cacau, ameixa seca – mas em vegetais, diminui a vida útil, afeta a aparência e o sabor. 40 PAUSA PARA REFLETIR A cor é um dos atributos de qualidade mais importantes, visto que o consumidor julga o ali- mento pela aparência. Entretanto, devido a alguns fatores, podem ocorrer escurecimentos dos alimentos, como, por exemplo, através da enzima polifenoloxidase. Existem maneiras de retardar ou evitar o escurecimento enzimático? Se sim, como pode ser feito? Para que o escurecimento enzimático ocorra, é necessária a presença de oxigênio, enzima e substrato, portanto, ele pode ser prevenido de diversas formas, entre elas: inativação térmica das enzimas pelo uso do calor; diminuição da ação enzimática com o emprego de baixas tem- peraturas (refrigeração/congelamento); exclusão ou remoção do oxigênio (atmosfera controla- da/modificada/vácuo); abaixamento do pH (adição de ácido cítrico, por exemplo); e adição de substâncias inibidoras da reação (ácidos, sulfito e tióis). Proposta de Atividade Agora é a hora de pôr em prática tudo o que você aprendeu neste capítulo! Elabore uma sín- tese destacando as principais ideias abordadas ao longo do capítulo. Ao produzir sua síntese, considere as leituras básicas e complementares realizadas (dica: uma boasíntese é um texto curto, mas que aborda as ideias centrais do capítulo a partir da sua perspectiva). Recapitulando Vimos, ao longo deste capítulo, a grande importância da Tecnologia de Alimentos, visto que, com o aumento da população e, portanto, aumento da demanda por alimentos, há necessida- de de busca pela conservação e também pela diversidade de alimentos ofertados para a popu- lação. Uma das técnicas mais importantes e de maior impacto em toda a cadeia de alimentos utilizada desde épocas remotas até os dias atuais é a utilização da refrigeração. Estudamos a respeito da importância das leis e normas vigentes, assim como dos órgãos que fiscalizam os produtos alimentícios. Também vimos as operações de transformações para aumento da oferta de produtos diferenciados e as alterações que podem ocorrer nos alimentos durante todo o processamento, sejam elas desejáveis ou não. Um dos principais agentes deteriorantes dos alimentos são os microrganismos, cujo desenvolvimento é fa- vorecido pelos fatores intrínsecos, como atividade da água (Aa), acidez ou pH, potencial de oxirredução (O/R), conteúdo de nutrientes, constituintes antimicrobianos e estruturas bio- 41 lógicas, e também pelos fatores extrínsecos, como a temperatura, umidade e concentração de gases na atmosfera. Aprendemos ainda que os alimentos podem ser alterados pela enzima polifenoloxidase, que pode deixar os alimentos mais escuros. Esse efeito pode ser prevenido de diversas formas, entre elas: inativação térmica das enzimas pelo uso do calor; diminuição da ação enzimática com o emprego de baixas temperaturas (refrigeração/congelamento); exclusão ou remoção do oxigênio (atmosfera controlada/modificada/vácuo); redução do pH (adição de ácido cítrico, por exemplo), adição de substancias inibidoras da reação (ácidos, sulfito e tióis). 42 Referências bibliográficas ALMEIDA-MURADIAN, L. 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