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Objetivos do capítulo Compreender os diferentes métodos de conservação utilizados em alimentos; Avaliar as vantagens e desvantagens dos diferentes métodos de conservação dos alimentos. CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO USO DO CALOR • Esterilização • Pasteurização • Branqueamento • Efeitos nos alimentos CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UMIDADE • Secagem • Desidratação • Liofi lização • Efeito nos alimentos OUTROS MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS • Conservação pela adição de soluto • Conservação por defumação • Conservação por fermentação • Conservação pelo uso de aditivos CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS PELO USO DO FRIO • Refrigeração • Congelamento • Efeitos nos alimentos TÓPICOS DE ESTUDO Por: Maria Augusta Tremocoldi 45 Desde períodos pré-históricos, os homens já utilizavam meios para a conservação dos alimentos com a fi nalidade de garantir seu abastecimento em épocas de escassez. A gran- de maioria dos alimentos se degrada facilmente devido à atividade dos microrganismos, atividade enzimática, reações químicas e também pelos insetos e o meio em que se encon- tram (devido à temperatura e umidade). Um dos avanços mais espetaculares da história foi a utilização do frio industrial, utilizado para retardar todos esses processos. Entretanto, deve ser utilizado desde a produção do alimento até seu consumo. Pensando em todos esses benefícios do armazenamento refrigerado, devemos nos perguntar: por que ele nem sempre é utilizado desde o local de produção até chegar à mesa do consumidor? Contextualizando o cenário 46 Conservação dos alimentos pelo uso do calor2.1 Um dos procedimentos físicos utilizados para aumentar a vida útil dos alimentos é a des- truição dos microrganismos e inativação das enzimas pela ação letal do calor, utilizando-se temperaturas acima das máximas que permitem a multiplicação dos microrganismos. O processo térmico é um dos métodos mais utilizados para a conservação dos alimen- tos, não só pelos efeitos desejáveis na qualidade sensorial de alguns deles, mas também pelo efeito de conservação. É uma operação unitária na qual o alimento é aquecido até determi- nada temperatura e por determinado tempo, com o objetivo de promover requerida inativa- ção microbiana ou enzimática, que poderiam resultar em deterioração do alimento durante a estocagem e prejudicar a saúde e a segurança do consumidor. Entretanto, a intensidade e o tempo de exposição ao calor também poderão alterar o valor nutritivo e modifi car a natureza histológica, física e química do alimento, reduzindo suas qualidades organolépticas e nutricio- nais. Portanto, a aplicação do calor como método de conservação necessita de um controle rigoroso, sob pena de destruir o alimento em vez de contribuir para sua conservação. Quando mencionamos “conservação de alimentos pelo calor”, estamos nos referindo aos processos controlados, realizados comercialmente, tais como esterilização, pasteurização e branqueamento. Esterilização2.1.1 A esterilização é um processo térmico mais drástico quando comparado à pasteuri- zação e ao branqueamento, em que o produto fi nal deve ter ausência de células vegetativas e de esporos capazes de se desenvolverem nas condições normais de distribuição e es- tocagem do alimento. Isso signifi ca que toda fl ora patogênica ou deterioradora, inclusive as formas esporuladas, assim como enzimas, são destruídas e inativadas. Assim, além de se- gurança, é um processo que garante estabilidade em condições ambientes, sem a necessidade de um método complementar de conservação. Baseia-se no aquecimento do alimento a uma temperatura elevada (>100°C) durante períodos variados de tempo, com o objetivo de aumen- tar a vida de prateleira dos alimentos para a armazenagem em temperatura ambiente. É um método bastante aplicado para alimentos de baixa acidez, como carnes, leite e hortaliças. 47 No entanto, quando falamos de esterilização para alimentos, estamos nos referindo à es- terilização comercial; não atingimos a temperatura que tornaria o alimento estéril, mas sim a destruição de 99,99% dos microrganismos, já que o processo necessário tornaria os produtos muito alterados sensorialmente. Esses alimentos comercialmente estéreis ainda podem pos- suir esporos de microrganismos termófilos deteriorantes, mas não se multiplicam no alimento. O processo, contudo, depende de uma embalagem adequada para a manutenção do produ- to. A esterilização pode ser realizada em alimentos acondicionados ou não acondicionados (en- vasados ou a granel). A aplicação térmica em produtos acondicionados em embalagens herméti- cas (esterilização na embalagem) é conhecida como apertização e é feita através de autoclaves, utilizando-se temperaturas entre 115 a 125°C durante, aproximadamente, 15 minutos. Esses ali- mentos podem ser guardados na temperatura ambiente por bastante tempo, limitada a sua vida útil pelas reações que podem ocorrer e não pelo crescimento de microrganismos deteriorantes. Os alimentos mais comuns que utilizam esse método de conservação são as conservas (ervilha, milho, tomate, feijão, palmito, etc.), frutas enlatadas ou compotas (abacaxi, pêssego, figo), pescado (sardinha, atum), carnes, sopas e derivados de fruta (geleias). O tempo e a tem- peratura do processamento foram estabelecidos, fundamentalmente àquela suficiente para conseguir a inativação dos esporos de Clostridium botulinum, tomado como germe padrão por sua resistência ao calor e ação toxínica. Portanto, a temperatura exigida para eliminar os esporos dessa bactéria é considerada o mínimo térmico exigido para eficácia do tratamento. Já a esterilização de alimentos não acondicionados é conhecida como aquecimento rápi- do ou processamento asséptico (em inglês, UHT – Ultra High Temperature), no qual o produto é esterilizado antes de ser acondicionado (embalado), utilizando-se temperaturas mais altas por períodos mais curtos, como, por exemplo, temperaturas entre 130 a 150°C por 2 a 4 segundos. Como o tempo é mínimo, o processo afeta bem menos as propriedades sensoriais e nutritivas do alimento. É utilizado para alimentos líquidos como: leite, suco de frutas, néctares, refrescos, água de coco, vinho, molhos para salada, e também em ovos, creme, iogurte, sopas e alimen- tos infantis. O principal objetivo deste sistema, além de melhorar a qualidade do produto, é permitir a comercialização à temperatura ambiente por um tempo relativamente longo. Portanto, as vantagens do processamento UHT são várias, entre elas a melhoria do sabor, aroma e cor, menores perdas de nutrientes, controle da textura, além de evitar o excesso de cozimento. No entanto, podem ocorrer algumas transformações químicas inevitáveis durante a estocagem e comercialização, como escurecimento e reações de oxidação. Também apresen- ta limitações, como o custo e a complexidade da unidade fabril. Em relação às desvantagens dos produtos apertizados, podemos citar as alterações na cor através das reações de escurecimento, alterações no sabor, aroma, textura, viscosidade e alta 48 perda nutricional. Mas, de modo geral, temperaturas altas e tempos curtos afetam menos os alimentos do que tratamentos pelo uso de temperaturas mais baixas por tempos longos. CURIOSIDADE: Clostridium botulinum é um bacilo gram-positivo, produtor de esporos, encontra- do com frequência no solo, nos alimentos, em fezes humanas e animais, que se desenvolve em condições anaeróbicas. Podem tolerar temperaturas de 100°C por horas e, portanto, para a destruição dos esporos os alimentos devem ser aqueci- dos a temperaturas superiores, onde suas toxinas perdem atividade. do com frequência no solo, nos alimentos, em fezes humanas e animais, que se do com frequência no solo, nos alimentos, em fezes humanas e animais, que se é um bacilo gram-positivo, produtor de esporos, encontra- do com frequência no solo, nos alimentos, em fezes humanas e animais, que se desenvolve em condiçõesanaeróbicas. Podem tolerar temperaturas de 100°C por horas e, portanto, para a destruição dos esporos os alimentos devem ser aqueci- desenvolve em condições anaeróbicas. Podem tolerar temperaturas de 100°C por horas e, portanto, para a destruição dos esporos os alimentos devem ser aqueci- dos a temperaturas superiores, onde suas toxinas perdem atividade. é um bacilo gram-positivo, produtor de esporos, encontra- do com frequência no solo, nos alimentos, em fezes humanas e animais, que se desenvolve em condições anaeróbicas. Podem tolerar temperaturas de 100°C por é um bacilo gram-positivo, produtor de esporos, encontra- do com frequência no solo, nos alimentos, em fezes humanas e animais, que se desenvolve em condições anaeróbicas. Podem tolerar temperaturas de 100°C por horas e, portanto, para a destruição dos esporos os alimentos devem ser aqueci- do com frequência no solo, nos alimentos, em fezes humanas e animais, que sedo com frequência no solo, nos alimentos, em fezes humanas e animais, que se Pasteurização2.1.2 A pasteurização é um tratamento térmico relativamente brando, no qual o alimento é aque- cido a temperaturas inferiores a 100°C, para destruir microrganismos patogênicos ou deterio- rantes que possuam baixa resistência ao calor. É um tratamento térmico que destrói parte, mas não todas as células vegetativas dos microrganismos presentes no alimento, de modo que a pasteurização deve ser empregada em conjunto com outros métodos de conservação, como refrigeração, adição de concentrações altas de açúcar ou uso de embalagens a vácuo. Tem como principais objetivos garantir a segurança e prolongar a vida de prateleira do alimento. É utilizado para substituir processos mais rigorosos onde afetaria propriedades organolép- ticas e nutricionais. É indicado para leite, creme de leite, manteiga, frutas, sorvetes, embutidos, compotas, cerveja, suco de frutas, bebidas fermentadas, etc. Os tempos e temperatura de pasteurização dependem do método e do produto a ser trata- do. De acordo com a variação da temperatura e do tempo, dependendo do tipo de alimento a ser pasteurizado, pode ser de dois tipos: • Pasteurização lenta (LTLT – Low Temperature, Long Time): geralmente utiliza-se temperatu- ra mais baixa num tempo maior (63°C durante 30 minutos); • Pasteurização rápida (HTST – High Temperature, Short Time): utiliza-se temperatura alta num tempo menor (72°C durante 15 segundos). A escolha dos tempos e temperaturas utilizadas no processo depende da composição quí- mica do alimento, da fi nalidade da pasteurização, da vida de prateleira que se deseja alcançar e da resistência térmica dos microrganismos. Entretanto, os produtos pasteurizados apresentam baixa a média estabilidade e vida de prateleira variável, de acordo com suas características e métodos de conservação complemen- 49 tar utilizado(s). Sua vida de prateleira pode variar de poucos dias a meses, sendo, portanto, um método de conservação temporário. Mas o uso da pasteurização causa apenas pequenas mudanças nas características nutricionais e sensoriais na maioria dos alimentos. Branqueamento2.1.3 O branqueamento é um processo térmico brando com o objetivo da inativação parcial das enzimas presentes nos alimentos e redu- ção da carga microbiana. É usualmente aplica- do em vegetais, antes do congelamento, desi- dratação ou enlatamento, com aquecimento rápido, a uma determinada temperatura, em curto espaço de tempo. Não é um método de conservação, mas uma etapa intermediária ou pré-tratamento durante o processamento, onde os produtos são aquecidos de 70 a 90°C, de 1 a 5 minutos. O branqueamento consiste em mergulhar o alimento em água fervente ou através de uma atmosfera de vapor saturado. O branqueamento com vapor resulta em maior retenção de nu- trientes, já que as perdas por lixiviação são menores quando comparadas à água quente. Em seguida, o alimento é resfriado em água fria a fi m de se evitar o sobreaquecimento e cozimen- to do produto. Além da inativação das enzimas e redução dos microrganismos, este processo abranda a textura do alimento, facilitando as operações de enchimento e envase; reduz gases dos tecidos, para que não fi quem retidos antes do fechamento do produto, além de favorecer a fi xação da cor. Caso o alimento não seja branqueado, podem ocorrer mudanças indesejáveis nas características sensoriais e nas propriedades nutricionais durante a estocagem. No geral, quando utilizado corretamente, não há modifi cações indesejáveis no aroma, sabor e aparência. Efeitos nos alimentos2.1.4 Durante os tratamentos térmicos, devido ao efeito do calor, da intensidade e do tempo, poderão ocorrer algumas mudanças nos alimentos, como alterações na cor, sabor, textura e propriedades nutricionais. As mudanças de cor ocorrem através das reações de Maillard e caramelização e as de valor nutritivo ocorrem pela perda de algumas vitaminas. Portanto, o 50 tratamento térmico deve ser feito de forma adequada, pois, se mal executado, pode produzir alimentos com qualidades inferiores. ESCLARECIMENTO: As alterações mais importantes nos alimentos são as de origem microbiana, pois, além de afetar a qualidade, podem causar danos à saúde do consumidor. Portanto, os métodos de conservação têm a fi nalidade de eliminar totalmente ou parcialmente esses microrganismos. além de afetar a qualidade, podem causar danos à saúde do consumidor. Portanto, As alterações mais importantes nos alimentos são as de origem microbiana, pois, além de afetar a qualidade, podem causar danos à saúde do consumidor. Portanto,além de afetar a qualidade, podem causar danos à saúde do consumidor. Portanto, os métodos de conservação têm a finalidade de eliminar totalmente ou parcialmente As alterações mais importantes nos alimentos são as de origem microbiana, pois,As alterações mais importantes nos alimentos são as de origem microbiana, pois,As alterações mais importantes nos alimentos são as de origem microbiana, pois,As alterações mais importantes nos alimentos são as de origem microbiana, pois, além de afetar a qualidade, podem causar danos à saúde do consumidor. Portanto, os métodos de conservação têm a finalidade de eliminar totalmente ou parcialmente além de afetar a qualidade, podem causar danos à saúde do consumidor. Portanto,além de afetar a qualidade, podem causar danos à saúde do consumidor. Portanto,além de afetar a qualidade, podem causar danos à saúde do consumidor. Portanto,além de afetar a qualidade, podem causar danos à saúde do consumidor. Portanto, os métodos de conservação têm a finalidade de eliminar totalmente ou parcialmenteos métodos de conservação têm a finalidade de eliminar totalmente ou parcialmenteos métodos de conservação têm a finalidade de eliminar totalmente ou parcialmenteos métodos de conservação têm a finalidade de eliminar totalmente ou parcialmente Conservação dos alimentos pelo uso do frio2.2 Para a conservação dos alimentos pelo uso do frio, utiliza-se temperaturas baixas com a finalidade de retardar as reações químicas e a atividade das enzimas, como tam- bém para retardar ou inibir o crescimento da atividade de microrganismos, que causam modificações nos alimentos, alterando suas propriedades e reduzindo sua qualidade. O uso do frio é um dos processos mais utilizados na indústria para a preservação dos alimentos de origem vegetal ou animal. Através desse método, são mantidas as ca- racterísticas sensoriais, o valor nutricional e a prolongação da vida útil do produto. É bastante utilizado em conjunto com outras técnicas de conservação. Entretanto, é considerado um método caro, pois os alimentos devem ser acondicionados sob baixas temperaturas durante toda a cadeia, ou seja, desde a produção até o consumo. As temperaturas baixas utilizadas podem inibir o crescimento dos microrganismos, porém a atividade metabólica continua até um certo limite, pois alguns microrganismos podem crescer, ainda que em ritmo lento,a temperaturas abaixo de 0°C. Assim como a atividade dos microrganismos, a atividade das enzimas também continua atuando du- rante o armazenamento, num ritmo mais lento. Quanto menor a temperatura, menor será a atividade enzimática; porém, essa atividade ainda é encontrada. Para o uso do frio, é importante certificar-se de que o alimento submetido a esse processo esteja saudável, pois sua qualidade não será reconstituída, como também ga- rantir que o método seja aplicado logo após a colheita, abate ou preparo do alimento. É muito importante que a cadeia do frio seja contínua para que se mantenha a qualidade dos produtos. Conforme a temperatura utilizada, podem ser aplicados dois processos: refrigera- ção ou congelamento. 51 Refrigeração2.2.1 A refrigeração é um dos métodos utili- zados na conservação de alimentos que pode ser empregado como uma conser- vação essencial ou provisória. O produto é submetido a determinada temperatura, sendo resfriado durante o armazenamen- to. As baixas temperaturas devem ser apli- cadas ao alimento rapidamente, evitando assim deterioração por microrganismos e alterações pelas reações enzimáticas. É um método utilizado em conjunto com outros métodos de conservação, reduzindo a tem- peratura do alimento para valores entre 1 e 8°C, dependendo da sua natureza. Para a adequada conservação, devem ser considerados quatro fatores no armazena- mento por refrigeração: Temperatura A temperatura de refrigeração deve ser escolhida de acordo com o tipo de produto, com o tempo e com as condições de armazenamento. Em geral, os tecidos animais – como ovos e leite – devem ser armazenados a temperaturas de -1 a 1°C. Já as frutas e hortaliças possuem uma faixa mais ampla, dependendo da variedade e da espécie. Entretanto, a temperatura na câmara deve-se manter uniforme, sem oscilações de temperatura de ± 1°C. Umidade relativa A umidade relativa do ar dentro da câmara varia com o alimento a ser conservado, pois cada produto tem uma umidade relativa ótima de armazenamento, que não deve oscilar mais do que 3 a 5%. No geral, costuma-se manter a umidade relativa entre 80 e 95%. Se estiver muito elevada, favorecerá o crescimento de microrganismos e o aparecimento de rachaduras em algumas frutas. Se, por outro lado, for muito baixa, contribuirá para a perda de água do alimento, ocorrendo a desidratação. Circulação de ar O ar deve circular de maneira adequada para manter a temperatura e composição de gases em nível uniforme, a fim de possibilitar o rápido resfriamento dos produtos 52 introduzidos na câmara e facilitar a purificação do ar. O ar da câmara deve ser renovado diariamente, visto que alguns alimentos podem produzir maus odores dentro da câmara. Atmosfera de armazenamento A temperatura ótima, a umidade relativa e a composição atmosférica variam conforme o alimento. No entanto, uma composição ideal é constituída de 3% de oxigênio, 5% de gás carbônico e 92% de nitrogênio. Congelamento2.2.2 O processo de congelamento é largamente utilizado na indústria de alimentos, pois permite grande prolongamento da vida de prateleira com menores alterações sensoriais e nutricionais. É, portanto, um dos melhores métodos disponíveis para a conservação a longo prazo. O congelamento utiliza temperaturas mais baixas que as da refrigeração; portanto, inibe o crescimento microbiano e retarda todo o processo metabólico. Quanto menor a temperatura, menor a atividade enzimática, até chegar em determinado ponto em que ocorrerá a paralisação total. Geralmente utilizam-se temperaturas que variam de -10 a -40°C, ou seja, temperaturas abaixo do seu ponto de congelamento. Dessa forma, este método é considerado um dos melhores métodos de conservação de alimentos, pois além do abaixamento da temperatura, há também redução da água disponível (atividade de água), que inibe a atividade e crescimento microbiano. Durante a etapa de congelamento, há a formação dos cristais de gelo, que por sua vez ocorre em duas etapas: nucleação e crescimento de cristais. A nucleação se inicia quando é atingido o ponto de início de congelamento. O pro- cesso consiste na associação de moléculas de água para formar uma pequena partícula ordenada e estável, a qual servirá de base para a formação do cristal. A etapa de cres- cimento dos cristais ocorre com a adição organizada dessas moléculas de água aos núcleos formados, que aumentam de tamanho. A formação dos cristais de gelo é de grande importância na qualidade final do produto, pois a presença de cristais grandes pode danificar a estrutura do alimento. O tamanho dos cristais formados depende da quantidade formada de núcleos e de sua taxa de crescimento, sendo que quanto menos núcleos e quanto menor a taxa, maiores são os cristais. A taxa de crescimento é controlada pela taxa de transferência de calor durante a etapa de congelamento, de forma que a qualidade do produto final possa ser controlada pelo tempo durante o qual o mesmo se encontra nesta etapa. A Fig. 1 mostra os efeitos do processo de congelamento sobre o tecido de um peixe. 53 Figura 1. (a) Tecido de peixe não congelado; (b) Tecido congelado com formação de pequenos cristais de gelo; (c) Tecido congelado com formação de grandes cristais de gelo. Fonte: FENNEMA; POWRIE; MARTH, 1973. (Adaptado). Figura 2. Efeito do congelamento em tecidos vegetais: a) congelamento lento; b) congelamento rápido. Fonte: FELLOWS, 2006. (Adaptado). Dessa forma, o congelamento pode ser feito de duas maneiras, lenta ou rápida (Fig. 2). A diferença entre as duas é o período de cristalização, isto é, o intervalo de tempo no qual a água congela. a) b) No congelamento lento, o processo demora de 3 a 12 horas e a temperatura vai decrescen- do gradativamente até chegar ao valor desejado. Neste processo, os primeiros cristais de gelo são formados lentamente e o período de cristalização é maior. Com a formação de cristais, há rompimento de algumas estruturas celulares, que ao passarem pelo processo de descongela- mento, alteram a qualidade nutricional e organoléptica do alimento. No congelamento rápido, o processo ocorre em um espaço de tempo menor, com abaixa- mento brusco da temperatura. A água é congelada rapidamente, não danificando fisicamente as membranas celulares, sendo, portanto, menos prejudicial aos alimentos. (a) (b) (c) 54 O processo de congelamento em si não altera o valor nutritivo dos alimentos. Entretanto, o maior efeito do congelamento na qualidade do alimento é o dano causado às células pelo crescimento dos cristais de gelo, principalmente quando submetidos ao congelamento lento, havendo mudanças na cor, textura, aroma ou nos componentes nutricionais. Assim como a refrigeração, o congelamento é um método caro, pois exige a continuidade da cadeia do frio, desde a produção até o consumo. Efeitos nos alimentos2.2.3 O processo de refrigerar os alimentos até que eles estejam em sua temperatura correta de armazenamento gera pouca ou nenhuma redução em sua qualidade sensorial ou proprieda- des nutricionais. E, assim como na refrigeração, quando o congelamento é bem-executado e os tempos de estocagem não são longos, os alimentos congelados não apresentam modifi - cações importantes de pigmentos, aroma ou sabor. O congelamento afeta pouco a qualidade nutricional. Entretanto, tem seu maior efeito no dano causado às células pelo crescimento de cristais de gelo, o que altera pigmentos, textura, aroma ou componentes nutricionais. Conservação dos alimentos pelo controle da umidade2.3 A maior parte dos alimentos possui uma certa quantidade de umidade que permite a ativi- dade enzimática e dos microrganismos. Assim, para que o alimento seja conservado, é ne- cessário que seja removida a maior quantidade possível de água, pois dessa forma o alimento irá se conservar por maior tempo, reduzindo a quantidade de água livre em relação à água ligada. Ou seja, é reduzida a atividade de água,o que limita as alterações químicas das enzimas e aquelas causadas pelos microrganismos. Além da redução da atividade de água existem, ainda, outros objetivos adicionais como a redução de custos com embalagem, transporte, distribuição e armazenamento, uma vez que CURIOSIDADE: A utilização do frio industrial foi um dos avanços mais espetaculares na tecnologia de alimentos. O uso de gelo para transportar peixe fresco era habitual na Grã-Bre- tanha desde 1786, mas somente em 1838 teve início a utilização industrial do frio para conservação dos peixes nos barcos, o que permitiu fazer capturas em águas mais distantes. de alimentos. O uso de gelo para transportar peixe fresco era habitual na Grã-Bre-de alimentos. O uso de gelo para transportar peixe fresco era habitual na Grã-Bre- A utilização do frio industrial foi um dos avanços mais espetaculares na tecnologia de alimentos. O uso de gelo para transportar peixe fresco era habitual na Grã-Bre- tanha desde 1786, mas somente em 1838 teve início a utilização industrial do frio para conservação dos peixes nos barcos, o que permitiu fazer capturas em águas A utilização do frio industrial foi um dos avanços mais espetaculares na tecnologia de alimentos. O uso de gelo para transportar peixe fresco era habitual na Grã-Bre- tanha desde 1786, mas somente em 1838 teve início a utilização industrial do frio A utilização do frio industrial foi um dos avanços mais espetaculares na tecnologia de alimentos. O uso de gelo para transportar peixe fresco era habitual na Grã-Bre- tanha desde 1786, mas somente em 1838 teve início a utilização industrial do frio para conservação dos peixes nos barcos, o que permitiu fazer capturas em águas de alimentos. O uso de gelo para transportar peixe fresco era habitual na Grã-Bre-de alimentos. O uso de gelo para transportar peixe fresco era habitual na Grã-Bre- 55 reduz peso e o volume do produto; elaboração de produtos de fácil manuseio, além da con- veniência e diversifi cação da oferta de produtos. A conservação de produtos por redução da atividade de água pode ser sufi ciente para a conservação do produto, não necessitando de outros processos adicionais, como refrigeração e congelamento. Secagem2.3.1 A secagem é um dos processos mais antigos utilizados pelo homem na conservação de ali- mentos. Consiste na eliminação de boa parte da água do produto, reduzindo assim sua ativi- dade de água e afetando afeta o crescimento microbiano, reações enzimáticas e químicas. Este método apresenta diversas vanta- gens, entre elas: melhor conservação do pro- duto; redução do peso e do volume, reduzindo custo com transporte, embalagem e armaze- namento; os produtos secos conservam suas características físicas e nutritivas. A secagem pode ser feita através de dois processos: secagem natural e secagem artifi - cial (também chamada de desidratação). A secagem natural é realizada em regiões com temperaturas médias de 35°C a 40°C, de clima seco, com boa irradiação solar e escassas precipitações pluviométricas, preferivelmente com ventos. Para obter-se produtos de maior qualidade, sua umidade deve ser reduzida de 50% a 70% ao sol, e continuar sua secagem à sombra, para que os produtos não se ressequem e preservem cor, sabor e aroma naturais. Durante todo o período de secagem, há um monito- ramento do seu peso, para apontar que o mesmo está ideal, indicando a qualidade no produ- to. A desvantagem deste método é que muitas vezes ele é realizado sem nenhum controle de temperatura, umidade e fl uxo de ar, em um processo lento e sem as condições higiênico-sani- tárias necessárias; porém, é um método de baixo custo. Os produtos utilizados neste método são frutas, como uva, ameixa, fi go, damasco, pêssego, pera, hortaliças, cereais, carnes, café, cacau, peixe, etc. O tempo necessário para a secagem vai depender da variedade e da quantidade de água presente nesse alimento, podendo ser de 2 a 12 dias. Entretanto, para hortaliças, o tempo pode ser de algumas horas. 56 Desidratação2.3.2 A desidratação ou secagem artifi cial é a secagem pelo calor produzida artifi cialmente em condições de temperatura, umidade e correntes de ar controladas. Essa operação básica é feita por evaporação ou, no caso da liofi lização, por sublimação da água. O produto apresenta conteúdo aquoso, na maioria dos casos, inferior a 3%. É utilizada para alimentos líquidos ou sólidos e pode ser realizada por ar quente, aplicação direta de calor ou vácuo. A desidratação tem como objetivo aumentar o período de conservação dos alimentos; redu- zir o peso e o volume para facilitar o transporte e armazenamento; facilitar o uso e diversifi car a oferta de produtos. Para o processo, são utilizados secadores, que podem ser de vários tipos, o que vai depender da matéria-prima utilizada, do produto fi nal que se deseja obter, do custo e das condições de opera- ção. Normalmente são divididos em dois grupos: secadores adiabáticos e secadores por contato. Os secadores adiabáticos fornecem calor por meio de ar quente e são bastante utilizados em vir- tude do menor custo. Neste grupo podem ser incluídos o secador de bandeja ou cabine, secador em esteira ou tipo túnel, secador de leito fl uidizado e secador por aspersão ou atomização. Secador de bandeja ou cabine É o equipamento mais simples e mais utilizado para a desidratação, em razão do seu baixo investimento e custo operacional. É bastante fl exível, podendo ser utilizado para diferentes tipos de alimentos, como frutas e hortaliças. Consiste em uma câmara fechada onde são ins- talados suportes para bandejas (Fig. 3). O ar é impulsionado por ventiladores, através de um sistema de aquecimento, e este ar quente entra na câmara, passando pelo alimento a ser desidratado. A temperatura utilizada varia de 50 a 70°C, recomendando-se um aquecimento gradual no princípio, para que os frutos não arrebentem nem endureçam. Este método é utili- zado para operações comerciais de pequena escala. Figura 3. Secador de bandeja. Fonte: CELESTINO, 2010. 57 Secador em esteira ou tipo túnel Esse tipo de secador possui diferentes comprimentos com formato de túnel, por onde os alimentos transitam dentro de bandejas, com corrente de ar quente (Fig. 4). É feita a desidratação de frutas, hortaliças e massas alimentícias. Os produtos são submetidos a altas temperaturas, que podem chegar aos 130°C no primeiro estágio, possibilitando a secagem sem prejudicar as qualidades do alimento. Isso ocorre devido ao efeito do resfriamento na evaporação da água. Posteriormente, a temperatura e a velocidade do ar são diminuídas para completar o processo. Esse processo é utilizado para produção em grande escala. Apesar de maior investimento, os secadores de esteira exigem menor necessidade de mão de obra e permitem maior automação. Figura 4. Esquema do secador tipo túnel concorrente. Fonte: MELONI, 2002. (Adaptado). Ventilador Direção do fluxo de ar quente Saída dos carrinhos com o produto seco Sentido de movimentação dos carrinhos Entrada de carrinhos com produto úmidoAr ambiente Aquecedor Ar de exaustão Secador de leito fluidizado É constituído de uma câmara ou um túnel, no qual o alimento é colocado em uma esteira telada e por onde há passagem de ar de cima para baixo na direção transversal da esteira, causando suspensão e movimentação do alimento (Fig. 5). É bastante utiliza- do para secagem de batata em grânulos ou flocos, cebola em flocos, farinhas, cenoura, cubos de carne, ervilhas, cereais, cacau, etc. 58 Figura 5. Representação esquemática de um leito fl uidizado. Fonte: DIAS et al., 2000. (Adaptado). Figura 6. Esquema do secador spray-drying. Fonte: MELONI, 2002. (Adaptado). Soprador Filtro de mangas Válvula de purga Corpo do secador de leito de jorro Válvula de alimentação Retifi cador de fl uxo P1 P2 Tubo de pitot Aquecedor Secador por aspersão ou atomização Neste método de desidratação, também conhecidapor pulverização ou spray-drying, o ali- mento na forma de líquido ou pasta é modifi cado para alimento seco rapidamente. O alimento líquido é submetido a uma câmara com fl uxo de ar quente, em torno de 150°C, que ocorre em quatro etapas: atomização do líquido, contato das gotas com o ar quente, vaporização da água e separação do produto em pó (Fig. 6). Tem como vantagem alto volume de produção, automação do processo e uniformidade do produto fi nal. Porém, apresenta alto investimento inicial e grande espaço para instalação. É utilizado em produtos como leite e café solúvel. 59 Nos secadores por contato ocorre a transferência de calor através de uma superfície sólida aquecida, na qual o calor que removerá a umidade chegará ao alimento conduzido pelo contato do alimento com a superfície. É realizada em equipamentos como o secador de tambor, câmara a vácuo e liofilização. É um método utilizado para alimentos líquidos ou pastosos. Secador de tambor ou cilindros rotativos É também conhecido como rolo secador (ou roller-dryer), objeto que consiste em um ou dois tambores, rotativos e com diâmetro variável, aquecidos internamente pelo uso de vapor a alta pressão, de 120 a 160°C (Fig. 7). O processo de transferência de calor é fei- to através das paredes internas do cilindro que aquecem a camada do produto que está aderido à superfície. Uma lâmina raspa o produto seco depositado no cilindro, que em momento posterior será moído, resultando em produto de pó fino. É utilizado na desidra- tação de produtos como leite, melado, polpa de frutas, soro, sopas, cereais instantâneos e alimentos com alto teor de amido (flocos de cereais, de batata e sopas desidratadas). Esses secadores permitem produção elevada e são econômicos. Figura 7. Esquema do secador de cilindros, simples e duplo. Fonte: MELONI, 2002. (Adaptado). Alimentação Alimentação Faca FacaFaca Produto Produto ProdutoCilindro Cilindro Cilindro Secador em câmara a vácuo Este tipo de secador possui um sistema de aquecimento indireto, em que o calor é transmitido pela superfície sólida (Fig. 8). A secagem é mais rápida e a temperatura utili- zada é menor quando comparada ao secador de tambor. Entretanto, é pouco utilizado na indústria de alimentos devido a seu alto custo. 60 Figura 8. Secador a vácuo. Fonte: MELONI, 2002. (Adaptado). Liofi lização2.3.3 Este método é também conhecido como criosecagem (freeze-drying), onde os alimentos são desidratados após serem congelados, a uma temperatura de -40°C, passando do estado sólido para o gasoso (sublimação), sob pressão e temperatura. São utilizados liofi lizadores para o processo (Fig. 9). As menores temperaturas utilizadas no processo de liofi lização, em comparação com outros métodos de secagem, causam menos danos às células do alimento. Portanto, a temperatura bai- xa e a ausência de ar atmosférico fazem com que o alimento mantenha suas propriedades quí- micas e as características organolépticas e nutritivas, o que faz com que produtos conservados pelo método de liofi lização sejam considerados de excelente qualidade. A vida útil desses produ- tos pode chegar a um ano em temperatura ambiente, quando se utiliza embalagem adequada. Contudo, a velocidade de desidratação é lenta, os custos da operação e do equipamento são elevados e os produtos apresentam tendência à reidratação, por isso, devem ser cuida- dosamente manipulados, embalados e armazenados. O método de liofi lização é utilizado em produtos cuja manutenção do aroma, sabor e conservação do formato e da capacidade de rei- dratação são importantes, como o café solúvel, mariscos, peixe, especiarias, carnes e vegetais de sopas e molhos desidratados, algumas frutas e cogumelos. Aquecimento Saída de vapores Placa de aquecimento Bandejas com produto 61 Figura 9. Liofi lizador. Fonte: CELESTINO, 2010. Efeito nos alimentos2.3.4 Durante as operações de desidratação, os alimentos podem sofrer algumas alterações no valor nutritivo, na cor, sabor, aroma e textura. Nas operações de secagem, o alimento perde parte do teor de água e concentra seus nutrientes. Já os alimentos liofi lizados apresentam alta retenção das características sensoriais e qualidades nutricionais. Outros métodos de conservação dos alimentos2.4 Além dos métodos estudados, como a conservação pelo calor, pelo frio e pelo controle da umidade, também podemos utilizar outros métodos de conservação dos alimentos, como a adi- ção de soluto, com a utilização de sal ou açúcar; a defumação, que utiliza a fumaça como meio de conservação; a fermentação, como a alcoólica, láctica e acética e também o uso de aditivos, com a adição de produtos químicos aos alimentos. Veremos agora cada um desses métodos. Conservação pela adição de soluto2.4.1 A conservação pela adição de soluto consiste numa operação simples em que são adicio- nados sais ou açúcares no produto, modifi cando suas características. Este método controla a umidade sem que haja a retirada de água. É baseado no aumento da pressão osmótica do meio que desidrata e reduz a atividade de água (Aa), tornando-a indisponível para utilização pelos microrganismos e reações químicas. Essa nova condição do meio inibe o crescimento de 62 microrganismos, mas há exceções: alguns microrganismos suportam essas condições de baixo teor de umidade. Portanto, este método deve ser utilizado em conjunto com outros métodos de conservação, como secagem, desidratação, processamento térmico, refrigeração, etc. O cloreto de sódio é o sal mais utilizado para a salga. O sal desidrata o produto por diferença de pressão osmótica entre o meio externo e interno, baixando a atividade de água do produto. A maior parte dos microrganismos é sensível à presença do sal – por exemplo, os aeróbios, pois o sal difi culta a solubilidade do oxigênio na água, prejudicando sua proliferação e retirando água da célula do microrganismo por osmose, destruindo-o. Os alimentos que utilizam esse método são: a carne-seca, charque, carne de sol, sardinha, bacalhau, manteiga, queijo, chucrute, picles e azeitonas. Este método apresenta como vantagens seu baixo custo, diminuição da água dos ali- mentos, o proporcionamento de agradável palatabilidade e o impedimento da proliferação dos microrganismos aeróbios. Entretanto, ele facilita a perda de alguns nutrientes solúveis e não destrói toxinas. A adição de açúcar nos alimentos também reduz a atividade de água por seu efeito desi- dratante, criando assim condições desfavoráveis para a reprodução da maioria das espécies de bactérias, leveduras e bolores, aumentando a vida útil dos alimentos. O açúcar pode ser adicionado aos alimentos em altas concentrações sem a necessidade de sua retirada, ao con- trário do sal. É adicionado em produtos como geleias, doces em massa, frutas cristalizadas ou glaceadas, frutas em conserva, leite condensado, melaço, mel e doce de leite. Conservação por defumação2.4.2 A defumação é um processo em que o alimento é exposto à fumaça de madeira durante seu processamento, sendo parcial- mente desidratado e desenvolvendo odor, sabor e aparência característicos, além de maior vida de prateleira. A perda de água e a ação dos constituintes da fumaça confe- rem ao alimento barreiras físicas e químicas efi cientes contra a penetração e a ativida- de dos microrganismos. Além disso, mui- tos compostos encontrados na fumaça têm efeito bactericida, bacteriostáticos e desin- 63 fetante, que também evitam ou inibem o crescimento bacteriano. Temperaturas elevadas utilizadas na defumação também exercem signifi cativa ação sobre os microrganismos. O aroma e o sabor típico dos defumados dependem do sal e das substâncias da fumaça, como diacetil, vanilina, ácidos orgânicos e hidrocarbonetos. A cor varia de amarelo-claro a marrom-escuro, que depende da madeira utilizada e das reações de Maillard. A defumação pode ser feita a frio ou a quente, dependendo da temperatura em quese encontra a câmara de defumação. Na defumação a quente, pretende-se um cozimento do produto ao mesmo tempo em que ele é defumado. Utilizam-se temperaturas que variam de 50 a 80°C. As perdas de peso são mais acentuadas, porém são microbiologicamente mais estáveis. O sabor é mais acentuado devido à exsudação de gordura e o brilho é mais intenso. É utilizada para embutidos crus frescos, como carnes e pescados. Na defumação a frio, utilizam-se temperaturas abaixo de 40°C, evitando-se assim o cozimento do produto. Estes permanecem por longos períodos (de três a quatro dias) exigindo cocção antes de serem consumidos. Esse processo é comum em conservas, pescados e embutidos cozidos. Com o objetivo de melhorar a padronização, gerar menos resíduos e tornar o processo mais rápido, utiliza-se a fumaça líquida. Ela é obtida através da condensação e destilação fracionada dos vapores gerados pela combustão da serragem, que são posteriormente apli- cados sobre um suporte líquido ou sólido, como água, óleo, açúcar ou amido, dependendo da aplicação desejada. A fumaça líquida pode ser aplicada sobre o produto por imersão ou aspersão, não ocorrendo a desidratação do produto, somente as alterações sensoriais. Normalmente, para a conservação adequada do produto defumado, a defumação é rea- lizada em conjunto com outros métodos, como a salga, cura, dessecação, secagem, fer- mentação ou, ainda, adição de conservantes. Conservação por fermentação2.4.3 A fermentação é um processo que altera as características do alimento pela ação controlada de microrganismos selecionados. É considerada um método de conservação porque, além de serem produzidos compostos que alteram o odor, o sabor e a textura dos alimentos, também podem ser produzidos alcoóis, ácidos ou outros componentes que inibem o desenvolvimento microbiano. Muitas vezes, os produtos fermentados têm palatabilidade, suculência, valor nu- tritivo e vida de prateleira superior à matéria-prima que lhe deram origem. A fermentação é utilizada na panifi cação, produção de bebidas alcoólicas, iogurtes, queijos, produtos à base de soja, hortaliças (picles e chucrute), azeitonas, salame, vinagre e bebidas fermentadas. Entre as vantagens do processo de fermentação estão o uso de condições brandas de pH e temperatura, 64 que preservam as características sensoriais e nutritivas dos alimentos; obtenção de aroma e textura que não são conseguidos por outros métodos; baixo custo de investimento e operação; tecnologia relativamente simples. Na tecnologia de alimentos, são utilizados diversos tipos de fermentações, mas as mais rele- vantes e de maior importância são a alcoólica, acética e a láctica. A fermentação alcoólica consiste na obtenção do etanol através da transformação dos açú- cares solúveis realizada pelas leveduras. Dentre as leveduras mais relevantes, destacam-se a Saccharomyces cerevisiae, S. carlsbergensis e S. uvarum. Este tipo de fermentação resulta em bebi- das alcoólicas fermentadas (vinhos e cerveja) e fermento-destiladas (uísque, conhaque, cachaça, tequila, gim). Na fermentação acética, o produto final é o vinagre (ácido acético), obtido por oxidação do álcool etílico. O processo é realizado pelas bactérias acéticas, como as Acetobacter e Gluconobacter. A fermentação láctica consiste na oxidação anaeróbica parcial dos carboidratos, com a pro- dução final de ácido láctico, além de várias outras substâncias orgânicas que interferem no aro- ma final. Trata-se de um processo microbiano de grande importância, utilizado na produção de derivados do leite (queijo, iogurte, manteiga e leite fermentado) e na fermentação de vegetais (picles, azeitona e chucrute). É um processo bioquímico realizado por bactérias lácticas como Lac- tobacillus delbrueckii, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lactococcus lactis, entre outros. O teor de ácido produzido auxilia na conservação do produto e também pode limitar o crescimen- to e o desenvolvimento do microrganismo presente. Bactérias lácticas também têm sido desen- volvidas para propiciar aumento de consistência e estabilizar produtos como leite fermentado; já outras bactérias produzem substâncias com efeito bacteriostático. As fermentações são controladas mediante escolha dos microrganismos, do substrato, da tem- peratura e dos valores de pH. Em geral, nos alimentos, ocorrem mudanças no sabor devido à re- dução da doçura e aumento da acidez; ocorrem também mudanças no aroma, devido à produção de compostos químicos voláteis; alterações na cor também podem ocorrer devido à formação de pigmentos marrons gerados; mudanças complexas em proteínas e carboidratos amaciam a tex- tura. Quanto à qualidade nutritiva, esta é retida, já que o processo ocorre em condições suaves. PAUSA PARA REFLETIR Na indústria de alimentos, a fermentação é a única operação em que se favorece o cresci- mento dos microrganismos de forma controlada e com microrganismos selecionados, sendo utilizada em diversos alimentos, como pães, queijos e iogurtes. Quais são as vantagens da utilização desses microrganismos nos alimentos? 65 Conservação pelo uso de aditivos2.4.4 A conservação de alimentos por aditivos é a prática de adicionar produtos químicos aos alimentos, a fi m de conservar ou me- lhorar sua cor, aroma, textura, sabor, bem como seu valor nutritivo durante a fabri- cação, processamento, preparação, trata- mento, embalagem, acondicionamento, ar- mazenagem, transporte ou manipulação. Os aditivos não devem ser utilizados para mascarar falhas no processamento e nas técnicas de manipulação ou falta de quali- dade do produto, mas sim para auxiliar o seu processo de fabricação. Por princípio, os aditivos devem ocasionar um benefício na qualidade do alimento, da fonte de produção à mesa do consumidor, sem, no entanto, afetar a segurança de uso. Os aditivos podem contribuir muito para a conservação dos alimentos, pois ajudam a impedir o desperdício, proporcionando assim maior aproveitamento da matéria-prima. De acordo com a legislação brasileira, a Portaria SVS/MS 540, de 27/10/97, reconhece e permite o uso das seguintes classes de aditivos em alimentos: • Corante: utilizados para conferir, restituir, melhorar ou padronizar a cor dos produtos. São classifi cados em corantes orgânicos naturais, sintéticos, inorgânicos e caramelo; • Aromatizante: utilizados para restituir, melhorar ou realçar o aroma e o sabor dos alimentos, melhorando a aceitação do produto. São classifi cados em aromas naturais ou artifi ciais; • Conservantes: são utilizados para impedir ou retardar as alterações dos alimentos provocadas pelos microrganismos ou enzimas. Podem ser naturais ou sintéticos. Seu uso permite a extensão da vida útil dos produtos, são economicamente viáveis, dão maior se- gurança ao consumo de produtos sujeitos à oscilação de temperatura no transporte e ar- mazenamento e possibilitam a aplicação de tratamentos menos severos em produtos que são submetidos a altas temperaturas; • Antioxidante: compostos que retardam o aparecimento de alterações oxidativas no alimento, notadamente óleos e gorduras, evitando a formação do ranço. Podem ser natu- rais ou sintéticos; 66 • Estabilizantes: os estabilizantes tornam possível a manutenção de uma dispersão uniforme de duas ou mais substâncias imiscíveis em um alimento. Também são utilizados para aumentar a viscosidade dos ingredientes e evitar a formação de cristais de gelo que afetariam a textura do produto. Uniformizam a aparência de alguns produtos; • Espessantes: aumentam a consistência do alimento. São hidrossolúveis e hidrofílicas, usadas para dispersar, estabilizar ou evitar a sedimentação de substâncias em suspensão. • Edulcorantes: conferem sabor doce ao alimento sem contribuir significadamente para o valor energético, como os açúcares. Podem ser naturais ou artificiais; • Umectante: protegem o alimento da perda de umidade em ambiente de baixa umida- de ou facilitama dissolução de um alimento seco em meio aquoso. São utilizados com a finalidade de emulsificar e estabilizar os produtos. • Antiumectante: reduzem a higroscopicidade do alimento, diminuindo a tendência de adesão das partículas umas às outras. Evitam o aumento de umidade do produto; • Acidulante: são substâncias que conferem o gosto ácido aos alimentos e podem aumentar sua acidez, dependendo da quantidade adicionada, colaborando para a conservação do alimento. Atualmente, é indiscutível que o uso de aditivos na indústria alimentícia é generalizado. Os adi- tivos são justificados em diversas situações nas quais a estrutura da produção, processamento ou estocagem, por alguma deficiência, possam ter diminuído a vida de prateleira do produto final. PAUSA PARA REFLETIR Diante de todos os processos de conservação dos alimentos, vimos as vantagens e desvan- tagens de cada um deles e sua utilização na indústria alimentícia. Contudo, de quais fatores dependerá a escolha do método a ser utilizado? Proposta de Atividade Agora é a hora de pôr em prática tudo o que você aprendeu neste capítulo! Elabore uma síntese destacando as principais vantagens e desvantagens de cada método de conservação. Ao produzir sua síntese, considere as leituras básicas e complementares realizadas. Recapitulando Vimos, ao longo deste capítulo, a grande importância dos processos de conservação de ali- mentos, pois com o aumento da população e, portanto, aumento da demanda por alimentos, 67 há necessidade de busca por diversos meios para aumentar a oferta de produtos e aumentar a vida útil dos mesmos. Na pergunta norteadora, vimos que um dos grandes avanços na indústria de alimentos foi a utilização do frio como um meio de conservação de alimentos. Contudo, devido ao seu alto custo de manutenção, o frio industrial nem sempre é utilizado durante o processo de produção. Além disso, aprendemos a importância da conservação pelo uso do calor, como a esteriliza- ção, a pasteurização e o branqueamento. Também foram abordados os métodos de conserva- ção pelo frio, como a refrigeração e o congelamento. Abordamos ainda os métodos de conservação através do controle de umidade, com a uti- lização de diversos tipos de secadores para o processo. Outros meios de conservação, como adição de solutos, defumação, fermentação e uso de aditivos também foram contemplados. Na primeira pausa, refletimos sobre a utilização de microrganismos na produção de alimen- tos, processo que chamamos de fermentação. O método de conservação por fermentação é bem peculiar, visto que na indústria de alimentos é a única operação em que se favorece o crescimento dos microrganismos selecionados de forma controlada, sendo utilizada em diver- sos alimentos, como pães, queijos e iogurtes, apresentando como vantagens a modificação de suas características e o aumento da vida de prateleira, quando comparados à matéria-prima de origem. Em nossa segunda pausa, paramos para refletir sobre os critérios envolvidos na escolha do método de conservação a ser utilizado. Pudemos conhecer em nosso estudo as princi- pais vantagens e desvantagens de cada um dos processos de conservação dos alimentos e sua utilização na indústria alimentícia. Contudo, a escolha de cada método de conservação irá depender da natureza do alimento (se este é sólido, líquido ou pastoso), do período de tempo que se deseja conservá-lo (curto ou longo), do custo do processo utilizado e dos agentes de deterioração. 68 Referências bibliográficas BAUGUSTO, P. E. D.; CRISTIANINI, M. Processo térmico. In: GAVA, A. J. Princípios de tecnologia de alimentos. Rio de Janeiro: Atheneu, 2018. AUGUSTO, P. E. D. Refrigeração e congelamento. In: GAVA, A. J. Princípios de tecnologia de alimentos. Rio de Janeiro: Atheneu, 2018. CELESTINO, S. M. C. Princípios de secagem de alimentos. Planaltina: Embrapa cerrados, 2010. DIAS, Mariângela C. et al. Efeito da secagem em leito de jorro bidimensional sobre as proprie- dades físicas e tecnológicas do feijão preto (Phaseolus vulgaris, L.). Ciência e Tecnologia de Alimentos, [s.l.], v. 20, n. 3, p. 76-79, dez. 2000. FapUNIFESP (SciELO). http://dx.doi.org/10.1590/ s0101-20612000000300021. EVANGELISTA, J. 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