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Processo Térmico
n Em um processo térmico com alimento, o principal objetivo é reduzir a atividade de materiais biológicos indesejáveis, como microorganismos e enzimas.q Em alguns processos mudanças nas propriedades
físicas também é desejada.q Em ambos os casos uma destruição de nutrientes
essenciais e outras mudanças indesejáveis tomam lugar.
Deterioração: altamente perecíveis f (% H2O)
Grãos, nozes.BaixoLevemente perecíveis (1 + anos)
Raízes, ovos.MédioModeradamente perecíveis (1 + semanas)
Tecidos animais, tecidos vegetais, frutas com alta taxa respiratória, vegetais folheados.
Médio a altoAltamente perecíveis (1 – 7 dias)
Tipo de produtoConteúdo de água
Grau de perecibilidade(à Temp. ambiente)
Outras causas de deterioração do alimento:
q crescimento microbiano, metabolismo normal de tecidos vegetais, perda de água e outras atividades fisiológicas normais (envelhecimento precoce, autólise, oxidação, danos mecânicos)
n Preservação comercial: q prevenir ou eliminar contaminação
e/ou reduzir mudanças químicas, fisiológicas e físicas indesejáveis.
Métodos de preservação de alimentos:
2) Meios físicos n Aumento do nível de energiaØ AquecimentoØ Irradiação
Ø Redução do nível de energiaØ Resfriamento por imersãoØ RefrigeraçãoØ Congelamento
Ø Redução do conteúdo de águaØ DesidrataçãoØ Concentração
Ø Embalagem
n Fermentaçãon Engenharia genétican Seleção genética
3) Meios biológicos
n Aditivos: sal, açúcares, ácidosn Conservantes
1) Meios químicos
n A preservação, processamento e distribuição de alimentos é um campo multidisciplinar, requerendo competente conhecimento em muitas áreas:q propriedades biológicas de alimentos tais como
microbiologia, reações bioquímicas. q propriedades físicas de biomateriais tais como
termofísica, ligação de água e propriedades estruturais.
q conceitos no campo da engenharia: transferência de calor e massa, separação e mistura de materiais e cinética.
n Processos de Cozimento, Branqueamento e Pasteurização:Ø Cozimento: principal objetivo: produzir um
alimento mais palatável (assar, grelhar) aquecimento em um envolvimento à quente:q usualmente ≤ 100°C: fervura; q e > 100°C: fritura em óleo;
n redução do n° microorganismosn destruição ou inativação de enzimasn destruição de toxinasn alteração de cor, flavor e texturan aumento da digestibilidade de componentesn degradação do valor nutritivo
Ø Branqueamento: é usualmente um pré-tratamento, no qual os alimentos são submetidos antes de operações de congelamento, secagem e enlatamento.n enzimas resistentes ao calor:
peroxidase e catalase. Podem ser usadas como indicadores enzimáticos
n remover gases dos tecidos: O2, alto vácuo na lata
n aumenta a temperatura do tecidon limpar o tecido de sujeirasn amolece o tecidon inativa enzimas
1,5Espinafre
1,5Ervilhas
2,5Milho
2,5Brócolis
3,5Grandes
2,5Médias
1,5Pequenas
Vagens
41,7 cm esp.
20,8 cm esp.
Aspargos
Tempo de branqueamento (min)
em água à 100ºC
Vegetal
Retorno produto cru
Ø Pasteurização: é o tratamento térmico que destrói alguns, mas não todas as formas vegetativas presentes. O objetivo principal é eliminar bactérias patogênicas, mas não deterioradoras.Se o objetivo é prevenir deterioração, a pasteurização deve ser seguida por outros tratamentos como: refrigeração, aditivos químicos, embalagem, fermentação.
ESTERILIZAÇÃO:
n A esterilização resulta em nenhum MO viável no alimento. Portanto, o alimento poderia ser armazenado indefinidamente, e nenhuma deterioração microbiana deveria ocorrer:Ø é possível produzir um recipiente selado
absolutamente estéril pelo aquecimento a temperatura suficientemente alta por um longo tempo.
Ø Entretanto, isto é caro em detrimento da qualidade do alimento e desnecessário.
Conceito de “Esterilização comercial”Situação:Ø se um esporo muito resistente ao calor necessita
temperatura de 65 a 71°C para germinar e causar problemas;
Ø se um alimento enlatado jamais será armazenado a esta T a qualquer tempo;
Ø então mesmo que os esporos não sejam eliminados pelo processo térmico, não haverá deterioração em condições normais de armazenamento !
“Esterilização comercial”É o fato que um alimento enlatado pode
conter esporos termofílicos resistentes ao calor viáveis sem deterioração sob
condições de armazenamento normais.
n Condições de processo para alcançar a esterilização comercial:Ø natureza do alimento: pH, força iônica, potencial redox, nível de O2
Ø condições de armazenamento após o processoØ transferência de calor de MO ou esporos de interesseØ características térmicas do alimento: k, o meio aquecedor,
modo de transferência de calor, tamanho e forma da embalagemØ No : população inicial
n Cinética:q as propriedades dos alimentos variam devido a reações químicas
que ocorrem como resultado de variações de T, aw, pHq propriedades físicas e propriedades de qualidade mudam durante o
processoq Afim de projetar e optimizar processo térmico é necessário
conhecer que mudanças tomam lugar e a que taxa.
aµ
Inclinação das curvas de inativação microbiana:N
(U
FC
/g)
Tempo de aquecimento isotérmico (min)
T = 121,1 ºC
T = 110,0 ºC
T = 98,9 ºC
Inclinação das curvas de inativação microbiana:
Lo
g(N
)
Tempo de aquecimento isotérmico (min)
T = 121,1 ºC
T = 110,0 ºC
T = 98,9 ºC
Esterilização comercial:
n Implica na inativação de MO significativos sob o aspecto de saúde pública.Ø Para alimentos enlatados: Clostridium botulinum;Ø O conceito 12 D: processo mínimo para
inativação do C. botulinum em alimentos enlatados, estipulado por agências regulatórias.
Ø O valor 12 D é referente a carga inicial: N0
N e N0 usados para obter valores (N0/N) para esterilização comercial de alimentos enlatados
1,5Geral 10210-2Deterioração por termofílicos
Carnes 103
0,5Geral 1010-6Deterioração por mesofílicos
Embalagem 10-5
Cogumelos 104
Carnes 102
0,2Geral 1010-9Saúde pública
D0 (min)N0NFator
Efeito da temperatura sobre a inativação térmica microbiana:n A inativação microbiana é uma reação química de 1ª ordem,
e a dependência da temperatura sobre a constante da taxa pode ser expressa em termos de energia de inativação ou o valor de z.
Tem
po
de
mo
rte
térm
ica
D(m
in)
ou
F (
min
)
Temperatura (ºC)
Valores de F0 usados na esterilização comercial:n O tipo de substrato e o ambiente afetam a resistência do MO:
nF0 deve ser baseado no MO que envolve uma deterioração comercial.
nDeve ser baseado em MO deteriorador mais resistente que o C. botulinum.
116,16ervilhasB. stearothermophillus FS 1518
102,55ervilhasC. spp. PA 3679
80,22ervilhasC. botulinum 213 B
z (ºC)D0 (min)ProdutoMO
Curvas de penetração de calor:
Alimento Partículas Partículas Alimento Alimento
líquido no líquido no meio compactado sólido
viscoso
convecção convecção condução
e condução
n D e z
n Taxa de penetração de calor: h, k, cp, η, driving-force, tamanho da embalagem
Tem
pera
tura
(ºC
)
Tempo (min)
Exemplo : o processo foi adequado?
51670
41880
31290
212100
142107
1117110
128109
136108
1612105
2110100
26695
31890
411180
(T0 – T)(ºC)
Tempot (min)
TemperaturaT (ºC)
0,0000567,9 x 10-6
0,000687,9 x 10-5
0,001627,9 x 10-4
0,01627,9 x 10-3
0,0824,0 x 10-2
1,34177,9 x 10-2
0,5086,3 x 10-2
0,3065,0 x 10-2
0,30122,5 x 10-2
0,079107,9 x 10-3
0,01562,5 x 10-3
0,006387,9 x 10-4
0,000877,9 x 10-5
t x Fi
(min)Fi
n Total: 2,64 min
O método geral:
67,2105112,550
79,4100109,745
106,495106,740
118,490100,635
119,48593,930
119,6 *8085,025
119,17572,220
118,37060,015
112,86560,010
116,16060,05
114,45560,00
Temperatura (ºC)
Tempo (min)
Temperatura (ºC)
Tempo(min)
Curva T x t
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
0 20 40 60 80 100 120
Tempo (min)
Tem
pera
tura
(ºC
)