Técnicas de Conservação de Alimentos: Umidade, Frio e Mais

Conservação de Alimentos: Umidade, Desidratação e Secagem

A água é removida sob condições naturais no campo, em cozimento e assamento de alimentos e por processos controlados de desidratação.

Finalidade da Desidratação

Aumentar o período de conservação dos alimentos, reduzir o peso e volume, reduzir custos de transporte, embalagem e armazenamento, e produzir produtos com praticidade de uso.

Princípios Físicos Envolvidos

Transmissão de calor e remoção de água. São facilitados pelo aumento da superfície do alimento, da temperatura, da velocidade do ar, redução da umidade relativa e da pressão.

Desidratação

Eliminação quase que completa da água por meio de equipamentos. Exemplos: leite em pó, café solúvel, flocos de milho.

Métodos de Desidratação

1. Desidratação com Ar Quente

O alimento entra em contato com o ar quente, ocorrendo convecção.

• Secador de Cabine ou Bandeja

  É uma câmara que recebe as bandejas e o ar é impulsionado por um ventilador que passa por um sistema de aquecimento.

• Secador de Túnel

  Bastante usados na desidratação de frutas e hortaliças. São túneis de 10 a 15 metros de comprimento que recebem no seu interior as esteiras com a matéria-prima. A corrente de ar pode ser natural ou forçada.

• Atomizador (Spray-Dryer)

  Consiste em uma câmara cilíndrica, onde o fluido a ser desidratado é introduzido por aspersão sob pressão, resultando em microgotículas que recebem uma corrente de ar aquecido em direção a favor ou contrária, secando-se quase que instantaneamente. A secagem é por pulverização. É utilizado para alimentos líquidos ou pastosos que são transformados em produtos secos (ex.: leite em pó, café solúvel). A operação de atomização está baseada em 4 fases:

  1. Atomização do líquido: feita por bombas de alta pressão;
  2. Contato do líquido atomizado com o ar quente;
  3. Evaporação da água: feita na câmara de secagem (180-230 ºC);
  4. Separação do produto em pó do ar de secagem: ocorre em ciclones.

• Secador de Leito Fluidizado (Fluidized Bed Drier)

  É baseado em um sistema contínuo de secagem, onde o material é colocado numa esteira perfurada e recebe ar quente pela parte inferior, adquirindo uma movimentação similar a um líquido em ebulição.

  Aplicações

  Alimentos pequenos e particulados, capazes de serem fluidizados sem danos mecânicos.

2. Desidratação por Contato Direto (Secadores de Tambor e Rolos)

É um secador conhecido como rolo secador. O alimento pastoso entra em contato com a superfície quente. Classificado segundo o número de tambores. Permitem produção elevada e são econômicos. Teor de umidade < 5%. São úteis para alimentos resistentes ao calor.

3. Liofilização (Criodesidratação)

É um processo de desidratação de produtos em condições de pressão e temperatura tais que a água, previamente congelada, é removida por sublimação. Como é feita na ausência de ar, as propriedades químicas e organolépticas praticamente não se alteram. O primeiro produto liofilizado foi o VÍRUS DA RAIVA (1911).

Fabricação do Açúcar Cristal

Purificação

Nesta etapa, o caldo é aquecido e encaminhado para os separadores (processo de decantação), que absorvem as impurezas, dando origem a um caldo claro.

Evaporação e Cristalização

Este caldo é submetido a um processo de evaporação, transformando-se em xarope. O xarope é enviado a outra etapa de concentração e cozimento que resulta em uma mistura de cristais com mel.

Centrifugação e Secagem

Os cristais extraídos são enviados para centrífugas que os separam do mel. No entanto, após a separação, os cristais de açúcar ainda apresentam um nível alto de umidade, que só é eliminado com a ação de secadores (ar quente). Assim é produzido o açúcar cristal.

Dissolução e Purificação do Açúcar Refinado

A primeira etapa do processo de fabricação do açúcar refinado consiste na dissolução em água do açúcar cristal. Esta solução é submetida a um novo processo de purificação, gerando uma calda.

Evaporação e Solidificação

A calda gerada no processo de purificação é aquecida até um ponto estabelecido. Em seguida, ela é transferida para batedeiras, que a transforma numa massa quente e úmida de açúcar. Nesta etapa, os cristais não têm uma forma definida.

Secagem e Resfriamento

Para secar e esfriar o açúcar, ele é enviado para secadores com passagem de ar quente e frio.

Peneiramento

O açúcar é peneirado para separar os aglomerados e obter a uniformidade dos cristais. Da parte mais fina é extraído o açúcar de confeiteiro e do restante, obtém-se o açúcar refinado.

Efeitos da Desidratação nos Alimentos

Textura

A perda de textura de alimentos reidratados (frutas e hortaliças) é causada por: gelatinização do amido; cristalização da celulose; rompimento das células, dando ao alimento aparência de enrugado e encolhido. Em carnes, pode haver a desnaturação das proteínas, causando perda da capacidade de retenção de água, o que leva ao seu endurecimento; concentração de solutos na superfície. A textura de pós está relacionada com sua densidade volumétrica e facilidade de reidratação.

Sabor e Aroma

O calor vaporiza água e também compostos voláteis, os alimentos desidratados possuem menos aroma do que o original. O grau de perda depende da temperatura, do teor de umidade do alimento, da pressão de vapor e da solubilidade no vapor d'água dos voláteis. Ervas e temperos são secos em baixas temperaturas. Alimentos com estrutura porosa (aberta) permitem acesso do O2 e também causam a oxidação dos voláteis e lipídeos durante a estocagem.

Cor

Em frutas e hortaliças, as alterações dos pigmentos caroteno e clorofila são causadas pelo calor e oxidação durante a secagem, e atividade residual da PPO na estocagem.

Secagem Natural

É feita naturalmente e tem a vantagem de ser mais econômica que a desidratação e a concentração. É realizada em locais de clima seco (Mediterrâneo, Noruega, Canadá, Califórnia, Nordeste Brasileiro). Alimentos podem ser colocados em tabuleiros ou pendurados em varais. Operação lenta (até 10 dias). Secagem em duas etapas:

• Ao sol: Até que os alimentos tenham perdido de 50 a 70% de água.
• À sombra: Para que os produtos não ressequem e não percam o sabor e o aroma naturais.

Concentração de Alimentos por Evaporação

Forma de preservação que pode ser usada antes da desidratação. Reduz parte do conteúdo de água (de 1/3 a 2/3), gerando economia com transporte, embalagem, armazenamento, etc. Certos alimentos são preferidos concentrados. Utiliza o processo de evaporação e necessita de outros métodos de conservação.

Recepção e Armazenamento

A recepção, devido à grande quantidade de frutas, deverá contar com elevadores hidráulicos para descarga dos caminhões. O controle opera-se por pesagem em balança automática, que pesa os veículos com e sem os frutos.

Limpeza

Em uma primeira etapa, os frutos são aspergidos com água e com uma solução de detergente e bactericida (cloro), cuja ação é aumentada pelo uso de escovas. Na segunda etapa, os frutos em todas as posições são enxaguados com água clorada (algumas empresas fazem uso de água quente clorada) que elimina a solução anterior e arrasta a sujidade, ao mesmo tempo que diminui a contaminação microbiana da superfície, que poderia contaminar o suco na etapa da extração.

Seleção

Nesta etapa, são eliminadas as laranjas rachadas ou machucadas (contaminadas por microrganismos que dificultam a conservação adequada). Além disso, interferem na extração, já que o equipamento está regulado para uma fruta inteira. Esta seleção é visual e manual, feita por pessoal treinado.

Clarificação

O suco recém-extraído, independentemente do óleo essencial, é separado dos fragmentos da polpa ou casca em suspensão mediante o trabalho de uma centrífuga. Tal operação não elimina a turvação característica do suco cítrico, retirando-se somente a suspensão mais grosseira por uma centrífuga especial de trabalho contínuo e limpeza automática. Existe ainda a possibilidade de utilizar enzimas clarificantes, porém para a concentração do suco isso não será necessário, já que o objetivo não é clarificá-lo, e sim apenas remover impurezas.

Pasteurização

A pasteurização tem por finalidade eliminar a maior parte da flora microbiana e inativar as pectinesterases, enzima que destrói a estabilidade da turvação e faz o líquido tornar-se límpido na porção superior, alterando o seu aspecto natural. É feita em temperatura próxima a 92°C durante 45 segundos.

Resfriamento e Congelamento

O suco concentrado é mantido em movimento para uniformidade de temperatura e de composição. O concentrado frio e de composição uniforme é, a seguir, passado em dois intercambiadores de calor de placas, que, em duas etapas, resfriam o suco concentrado de 25 °C a 7°C, e, após, de 7°C a -7°C, e posteriormente é embalado.

Estocagem

O concentrado, embalado nos recipientes adequados, é estocado em câmaras frias à temperatura de -28°C.

Conservação de Alimentos pelo Frio

Armazenamento Refrigerado

Refrigeração é a redução e manutenção da temperatura dos alimentos acima de seu ponto de congelamento. Temperaturas usuais estão entre 8 °C e -1 °C. Implica apenas em mudanças do calor sensível do produto. Essa redução da temperatura retarda:

• O crescimento de microrganismos; microrganismos psicrófilos são os que apresentam os maiores problemas;
• As atividades metabólicas dos tecidos animais após o abate e dos vegetais após a colheita;
• As reações químicas e enzimáticas;
• A perda de umidade.

Apresenta poucos efeitos adversos sobre o sabor, textura, valor nutritivo e cor. O tempo de preservação é curto (dias ou semanas).

Fatores Controlados na Refrigeração

1. Temperatura: Cada alimento tem sua temperatura ótima. A temperatura deve se manter estável em todo o armazenamento. A oscilação da temperatura não deve ultrapassar ± 1 °C do valor recomendado. A frequência da abertura da porta deve ser mínima.
2. Umidade Relativa: UR alta: há condensação de água nas superfícies frias do alimento e favorece o crescimento de microrganismos e rachaduras em algumas frutas. UR baixa: há perda de umidade do alimento, ocorrendo desidratação e reduzindo seu peso.
3. Purificação e Circulação de Ar: Ajuda na distribuição de calor e composição do ar. O ar deve ser renovado diariamente para eliminar maus odores. Purificar o ar para eliminar compostos aromáticos resultantes de alguns alimentos. Fluxo alto provoca desidratação.
4. Atmosfera Controlada: Uso de mistura de gases (composição, etc.). Utilizada para o armazenamento de grandes quantidades de produto (ex.: maçãs e peras).
5. Luz: A câmara de refrigeração deve ser mantida às escuras. Às vezes, lâmpadas de luz UV são utilizadas para reduzir o crescimento superficial de mofos e bactérias.

Armazenamento Congelado

Método eficiente para conservação de carnes, hortaliças e pescado, permitindo conservação por mais tempo.

Congelamento Lento

Demora mais de 3 horas para congelar o produto, temperatura na faixa de -25 °C, sem circulação de ar. Os primeiros cristais de gelo são formados nos espaços intercelulares, forçando a migração de água do interior da célula para os espaços intercelulares, aumentando os cristais de tamanho e causando ruptura de algumas paredes celulares. No descongelamento: o alimento perde água e fica mais flácido, perdendo sais, vitaminas hidrossolúveis e proteínas.

Congelamento Rápido

Demora menos de 3 horas para o congelamento; temperatura na faixa de -25 °C com circulação de ar ou -40 °C com ou sem circulação de ar. A circulação de ar acelera as trocas de calor. A água não migra, congela-se onde se encontra, há formação de um número maior de cristais de gelo distribuídos de forma a causar menor dano às células, evitando o rompimento de membranas. O descongelamento deve ser lento para que o alimento reabsorva o líquido proveniente do descongelamento pelos sais, proteínas, açúcares, etc.

Tipos de Congeladores

• Congeladores por Ar

  (Câmaras frigoríficas com ar estático). A transmissão de calor é baixa e a velocidade de congelamento é muito lenta (perda da qualidade dos produtos).

• Congeladores por Contato Direto

  O alimento é distribuído sobre placas paralelas e ocas e no seu interior circula o líquido refrigerante. Pode-se aplicar leve pressão para melhorar o contato do alimento com as superfícies frias das placas (melhora o coeficiente de transmissão de calor e a velocidade de congelamento).

• Congeladores por Imersão

  O alimento é transportado por uma esteira para o banho refrigerante que circula em contracorrente.

  Vantagens

  • Íntimo contato do alimento ou da embalagem com o refrigerante;
  • Processamento rápido de peças irregulares;
  • Manutenção da qualidade em alimentos suscetíveis à oxidação (evita contato com o ar);
  • Utilização atual: congelamento de peixes a bordo e sucos cítricos concentrados e acondicionados.

• Congelamento Criogênico

  1. Os alimentos são borrifados com nitrogênio líquido, reduzindo drasticamente a temperatura de sua superfície e de forma rápida;
  2. Depois passam para uma outra seção para estabilizar a temperatura;
  3. O último passo é a vitrificação, onde se borrifa água e aproveita-se o frio residual do alimento. A temperatura final é de -18 °C e a superfície do alimento está protegida da desidratação.

Embalagens de Alimentos Congelados

Devem evitar a desidratação durante o congelamento por meio de ar ou outro sistema; evitar queimadura, que altera cor, textura, sabor e valor nutritivo dos alimentos; evitar que ocorra oxidação e contaminação da atmosfera no interior da câmara. Madeira, metal, vidro, plástico são usados com êxito.

Aditivos Alimentares

São substâncias que são adicionadas aos alimentos com o propósito de manter ou modificar o seu sabor ou melhorar sua aparência. São essenciais para que possamos ingerir produtos que possam ser industrializados e conservados a longo prazo. Mantêm a consistência do produto, melhoram o valor nutricional, mantêm o sabor, aumentam a maciez e o pH, melhoram o sabor e a cor.

Classificação dos Aditivos

• Origem:
  • Naturais: Obtidos diretamente da matéria-prima.
  • Artificiais: Produzidos sinteticamente.
• Ocorrência:
  • Intencionais: Colocados nos produtos de forma propositada.
  • Incidentais: Aparecem acidentalmente nos alimentos.

Tipos de Aditivos

1. Ácidos: Tornam os sabores vivos e servem como conservantes e antioxidantes.
2. Reguladores de Acidez: São utilizados para modificar ou manter o pH dos alimentos.
3. Antiaglomerantes, Antiumectantes: Evitam a aglomeração de partículas de produtos em pó.
4. Agentes Antiespuma: Reduzem ou inibem a formação de espumas em alimentos.
5. Antioxidantes: Previnem a deterioração dos alimentos por mecanismos oxidativos.
6. Agentes de Volume: São incorporados para aumentar o volume do alimento, sem alterar as suas características.
7. Corantes: Adicionados para substituir cores perdidas durante as preparações ou para tornar o alimento mais atrativo com a finalidade de modificar sua cor.
8. Fixadores de Cor: Preservam a cor original dos alimentos.
9. Emulsionantes: Fazem com que a água e o óleo permaneçam misturados.
10. Aromatizantes: Dão sabores ou aromas particulares, podendo ter origem artificial ou natural.
11. Intensificadores de Sabor: Intensificam o sabor original dos alimentos.
12. Umidificantes: Evitam que os alimentos sequem.
13. Edulcorantes: Adicionados para reduzir a energia fornecida pelo alimento e têm efeito benéfico em casos de doenças.

Irradiação dos Alimentos

Definições

• Radiação Eletromagnética: Propagação de energia no espaço.
• Irradiação: Exposição direta de um material a uma fonte radioativa.
• Radiação Ionizante: Radiação capaz de converter átomos e moléculas em íons, carregando energia suficiente para ejetar elétrons das moléculas.

Benefícios da Irradiação

É uma técnica eficiente na conservação dos alimentos para:

• Eliminar ou reduzir a população microbiana;
• Inibir o brotamento em bulbos e tubérculos;
• Retardar a maturação de frutas e legumes;
• Eliminar parasitas;
• Desinfestar grãos, cereais, especiarias e frutas.

Características do Processo de Irradiação

• Elevação de temperatura praticamente inexistente;
• Penetração através da embalagem;
• Não requer manipulação pós-tratamento;
• Muito rápido;
• Não contamina o meio ambiente;
• Econômico;
• Não deixa resíduos.

Efeitos Deletérios nos Alimentos

• Odor, cor e sabor alterados desfavoravelmente;
• Trocas texturais indesejáveis;
• Perda de propriedades funcionais desejáveis;
• Diminuição do conteúdo de algumas vitaminas;
• Produção de produtos de radiólise, alguns dos quais podem ser tóxicos, dependendo do conteúdo de água, dose, condições de embalagem, temperatura e atmosfera.

Efeitos da Radiação Ionizante no Organismo

1. Efeito sobre os Microrganismos

   Alteração da membrana celular; efeito no sistema enzimático; efeito na cadeia de DNA e RNA; alteração no metabolismo energético.

2. Resistência dos Organismos

   O efeito é inversamente proporcional ao tamanho da molécula.

3. Dose de Inativação

4. Fatores que Afetam a Radiossensibilidade dos Microrganismos

   Composição do meio (como o conteúdo da água), componentes do próprio alimento, pH e composição atmosférica.