Principios-de-Tecnologia-de-Alimentos.Altanir J. Gava

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PrinCIpias
de
Tecnologia
de
Alimentos
altanir jaime 9ava
Eng? Agr? com "Master of Science" em Ciência dos Alimentos. Professor Assistente do
Depto. de Tecnologia de Alimentos da Univ. Fed. Rural do Rio de Janeiro e Gerente de Pro-
jetos da Divisão de Pesquisas e Desenvolvimento da Coca-Cola Indústrias Ltda.
Princípios de Tecnologia
de Alimentos
la edição
8a reimpressão
1998
•
Nenhuma parte desta obra poderá ser reproduzida, copiada, transcrita ou mesmo transmitida por meios
eletrônicos ou gravaçôes sem a permissão, por escrito, do edilOr. Os infralOres serão punidos pela Lei n°
5.988, de 14 de dezembro de 1973, artigos 122-130.
G242p
84-0762
© 1977 Allanir Jaime Gava
Direitos desta edição reservados à
Livraria obel S.A.
Rua da Balsa, 559 - 02910-000 - São Paulo, SP
Fone: (O 11) 876-2822 - Fax: (876-6988
e-mai!: ednobel@nutecnet.com.br
Capa: José Maury de Barros (folo do autor)
II/Ipresslio: Associação Palas Athena
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)
Gava, Allanir Jaime, 1941-
Princípios de tecnologia de alimentos I Allanir Jaime Gava.
- São Paulo: Nobel, 1984.
Bibliografia
ISBN 85-213-0132-4
I. Alimentos - Industria e comércio 2. Alimentos -Indústria
e comércio - Brasil!. Título.
CDD-664
- 664.00981
Índices para catálogo sistemático:
I. Alimentos: Tecnologia 664
2. Brasil: Indústria alimentícia 664.00981
3. Brasil: Tecnologia de alimentos 664.00981
4. Indústria alimentícia 664
5. Tecnologia de alimentos 664
É PROIBIDA A REPRODUÇÃO
Impresso no Brasil! Prillled in Brazil
..-
DEDICATORIA
Aos meus pais e
Maria Inês, querida esposa
'"PREFACIO
A área de Ciência e Tecnologia de Alimentos é de natureza tipicamente multi-
disciplinar, envolvendo um número elevado de profissionais, tanto de nível superior
como de nível médio, que trabalham desde a produção agrícola, industrialização
até o consumo de alimentos. e uma área com muitas especialidades e em franco
desenvolvimento no nosso País. A intenção em lançar o livro "Princípios de Tecno-
logia de Alimentos" prende-se ao fato de não haver nada similar, escrito em por-
tuguês, no Brasil. O objetivo principal é mostrar aos ifÚciantes no assunto, de modo
simples, as complexas, fascinantes e íntimas relações entre as propriedades da
matéria-prima e os métodos de manuseio e processamento de um ilimitado número
de produtos alimentícios.
O roteiro do livro segue fundamentalmente uma apostilã que preparei em
1971 e atualizada em 1975, para servir de guia nas aulas das disciplinas "Princípios
de Conservação de Alimentos" e "Conservação de Alimentos pelo Calor e Frio",
que leciono no Departamento de Tecnologia de Alimentos da Universidade Federal
Rural do Rio de Janeiro.
Os primeiros capítulos são destinados a uma rápida revisão dos conheci-
mentos fundamentais, como importância da tecnologia de alimentos, princípios
de nutrição, causas de alterações dos alimentos com ênfase na microbiológica,
limpeza e sanitização na indústria alimentícia, bem como descrição dos vários
tipos de embalagens. Depois, são expostos os vários métodos de conservação de
alimentos, classificados naqueles que usam o calor, frio, açúcar, fermentações,
aditivos, radiações iOfÚzantes e outros métodos. Devido a sua maior importância,
foi dado destaque especial aos métodos que utilizam o calor como a apertização,
secagem e concentração.
A idéia básica foi reunir a infonnação técnica disponível no cenário brasi-
leiro e internacional, de uma maneira simples, encadeando os vários capítulos,
de modo que pudesse ser facilmente absorvida por qualquer pessoa interessada
no assunto. Espero, assim, que a obra possa ser de real utilidade para estudantes
e profissionais na área de ciência e tecnologia de alimentos.
Antes de terminar, quero expressar meus agradecimentos àqueles cuja cola·
boração tomou possível a publicação do livro.
Primeiramente, agradeço aos meus orientadores - Prof. Paulo C. Pereira,
Prof. Fausto A. Cai e Dr. Roberto Resende - pela contribuição e estímulo rece-
bidos ao longo dos anos.
Aos estudantes e colegas do Departamento de Tecnologia de Alimentos,
especialmente aos Professores Carlos Alberto B. da Silva, Paschoal C. Robbs e
João Paulo Cava, muito obrigado pelas sugestões recebidas e incentivo prestado.
O autor agradece também toda a colaboração recebida da Universidade
Federal Rural do Rio de Janeiro, do Instituto de Tecnologia de Alimentos de
Campinas, e das indústrias que permitiram a reprodução de fotografias e material
ilustrativo.
ALTANIR JAIME CAVA
INDICE
I. ASPECTOS GENÉRICOS DA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS. . . . . . 13
1. Introdução. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2. Importância da Tecnologia de Alimentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3. Aspectos nutritivos dos alimentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4. Matéria-prima. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5. Tipos de indústrias alimentícias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6. Operações que podem ser utilizadas na Tecnologia de Alimentos. . . 36
7. A industrialização como fator de promoção da Agricultura. . . . . . . 37
Bibliografia '" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
8. A indústria de alimentos no Brasil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
9. Aceitabilidade e fatores de qualidade dos alimentos. . . . . . . . . . . . . 50
10. Causas das alterações de alimentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
11. MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
1. Decomposição dos alimentos por microorganismos. . . . . . . . . . . . . 57
2. Curva de crescimento dos microrganismos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3. Fatores que regulam o crescimento dos microrganismos. . . . . . . . . . 60
4. Microrganismos mais importantes na Tecnologia de Alimentos. . . . 67
Bibliografia 74
m. ENVENENAMENTO DE ORIGEM ALIMENTAR. . . . . . . . . . . . . . . . . 77
1. Envenenamento produzido pela ingestão de substâncias tóxicas ... 77
2. Doenças ocasionadas por microrganismos que usam o alimento
como meio de transmissão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3. Doenças ocasionadas por microrganismos que usam o alimento
como meio de crescimento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.1. Intoxicações alimentares. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.2. Infecções alimentares. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Bibliografia .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
IV. LIMPEZA E SANITIZAÇÃO NA INDÚSTRIA ALIMENTICIA . . . . . . 83
1. Pré-lavagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
2. Limpeza com detergentes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3. Nova lavagem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4. Sanitização 90
Bibliografia . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
V. ENZIMAS 95
1. Introdução. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
2. Classificação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
3. Enzimas na tecnologia de alimentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 104
VI. EMBALAGENS PARA ALIMENTOS. 105
1. A lata como material de embalagem.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 106
2. O vidro como material de embalagem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 118
3. Embalagens flexíveis para alimentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 120
Bibliografia 127
VII. MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS '. . . .. 129
1. Conservação de Alimentos pelo uso do calor. . . . . . . . . . . . . . . . .. 130
1.1. Apertização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 132
1.1.1. Histórico 132
1.1.2. Produção mundial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 133
1.1.3. Processamento térmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 134
1.1.4. Recipientes para produtos apertizados. . . . . . . . . . . . .. 135
1.1.5. Resistência dos microrganismos ao calor. . . . . . . . . . .. 135
1.1.6. Ordem de destruição da bactéria submetida ao calor
úmido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .. 139
1.1.7. Penetração de calor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 145
1.1.8. Determinação do tratamento térmico. . . . . . . . . . . . .. 147
1.1.9. Avaliação de um processo térmico. . . . . . . . . . . . . . . . . 149
1.1.10. Processamento de frutas e hortaliças apertizadas . . . . .. 153
1.1.11. Tratamento térmico de produtos apertizados .. 159
1.1.12. Alterações dos alimentos apertizados. . . . . . . . . . . . . .. 176
1.1.13. Influência da apertização na qualidade do alimento. . .. 177
1.1.14. Controle de qualidade de produtos apertizados . . . . . .. 178
Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 181
1.2. Secagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 183
1.2.1. Confronto entre secagem natural e desidratação. . . . .. 183
1.2.2. Secagem natural. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 184
1.2.3. Desidratação ' . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 185
1.2.4. Instantaneização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 195
1.2.5. LiofJ.lização. '.' . . . . . . . .. 197
1.2.6. Alterações provocadas pela desidratação. . . . . . . . . . .. 200
1.2.7. Influência da desidratação sobre os microrganismos e
enzimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 200
Bibliografia.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 201
1.3. Concentração. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 202
1.3.1. Alterações ocasionadas pela evaporação . .. 203
1.3.2. Evaporação a vácuo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 203
1.3.3. Evaporação simples e de múltiplo efeito. . . . . . . . . . .. 204
1.3.4. Transmissão de calor nos evaporadores . . . . . . . . . . . .. 206
1.3.5. Pré-aquecimento de alimentação e recompressão de
vapor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 208
1.3.6. Tipos de evaporadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 209
Bibliografia 217
2. Conservação de Alimentos pelo uso do frio. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 217
2.1. Instalações mecânicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 218
2.2. Substâncias refrigerantes 220
2.3. Refrigeração. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 221
2.4. Congelação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 224
2.5. Necessidades de energia para congelação. . . . . . . . . . . . . . . . .. 228
2.6. Embalagem dos alimentos na congelação. . . . . . . . . . . . . . . . .. 229
2.7. Associação de outras técnicas de conservação à congelação. . .. 229
2.8. Influência da congelação sobre os microrganismos e enzimas. .. 230
2.9. Influência da congelação sobre o valor nutritivo dos alimentos. 230
2.10. Alterações durante a congelação-descongelação. . . . . . . . . . . .. 231
Bibliografia . . . . . . . . . . . .. 231
3. Conservação de Alimentos pelo uso do açúcar. . . . . . . . . . . . . . . . . 232
3.1. Geléia ...•........................................ 233
3.2. Doce em massa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 240
3.3. Fruta em conserva '.' . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 240
3.4. Fruta cristalizada e glaceada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 241
Bibliografia .. 241
4. Conservação de Alimentos por fennentações . . . . . . . . . . . . . . . . .. 242
4.1. Os microrganismos como seres vivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 243
4.2. Controle das fermentações. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 244
4.3. Fermentação alcoólica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 246
4.4. Fermentação acética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 247
4.5. Fermentação lática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 249
·4.5.1.picles 250
4.5.2. chucrutes .. 251
4.5.3. azeitonas , 252
Bibliografia 252
5. Conservação de Alimentos pelo uso de aditivos. . . . . . . . . . . . . . .. 253
5.1. Legislação brasileira .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 254
5.2. Corantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 257
5.3. Aromatizantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 258
5.4. Conservadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 261
5.5. Antioxidantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 263
5.6. Estabilizantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 267
5.7. Espessantes 268
5.8. Edulcorantes " 268
5.9. Umectantes 269
5.10. Antiumectantes 269
5.11. Acidulantes 269
Bibliografia • . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 270
6. Conservação de Alimentos pelo uso de irradiação. . . . . . . . . . . . . .. 271
6.1. Radiações. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ... .. 271
6.2. Radiações ionizantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 272
6.3. Unidades de radiação ....•........................... 273
6.4. Radiações ionizantes na conservação de alimentos. . . . . . . . . . 273
6.5. Mecanismo de ação das radiações. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 274
6.6. Influência das radiações sobre os microrganismos, enzimas e
valor nutritivo dos alimentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 275
Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 277
7. Conservação de Alimentos por outros métodos. . . . . . . . . . . . . . .. 278
7.1. Osmose reversa " ...•............... 278
7.2. Conservação pelo sal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 280
7.3. Defumação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 281
7.4. Métodos mistos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 283
Bibliografia 283
aspectos genéncos
da tecnologia de alimentos
I
1 - INTRODUÇÃO
A Sociedade Brasileira de Ciência e Tecnologia de Alimentos defme
Tecnologia de Alimentos como sendo a aplicação de métodos e da técnica para
o preparo, armazenamento, processamento, controle, embalagem, distribuição e
utilização dos alimentos.
Outros a defmem como sendo aquela que estuda a aplicação da Ciência
e da Engenharia na produção, processamento, embalagem, distribuição e utilização
dos alimentos.
A Ciência dos Alimentos inclui o estudo das características físicas e químicas
dos alimentos. A Tecnologia de Alimentos inclui a seqüência de operações desde
a seleção da matéria-prima até o processamento, preservação e distribuição. O
cientista de alimentos deve compreender não somente o processamento e o
armazenamento dos alimentos,mas também deve conhecer a produção agrícola
e as necessidades do consumidor. O campo da ciência de alimentos não é novo.
Entretanto, ele tem recebido novas dimensões com a migração da população rural
para a zona urbana. A matéria-prima tem que ser transformada em alimentos
estáveis, que são facilmente armazenados e transportados, e que estão muitas
vezes prontos para consumo, quando adquiridos. Assim, a ciência e tecnologia de
alimentos tem-se desenvolvido como uma importante ciência aplicada (1).
Para o futuro, a Tecnologia de Alimentos deverá orientar-se segundo duas
direções: por um lado haverá o início, a continuação ou o incremento da produção
de alimentos mais sofisticados, mais nutritivos, mais convenientes e mais atrativos,
que já existem em países desenvolvidos, compreendendo uma série de alimentos
que só poderão ser adquiridos por pessoas de bom poder aquisitivo; por outro lado,
o desenvolvimento dos processos tecnológicos se orientará para o aproveitamento
de subprodutos e para a produção de alimentos mais nutritivos, que sejam
oferecidos a baixo preço e possam ser utilizados por grande parte da população
mundial, hoje carente de alimelt.vs.
14
2 - IMPORTÂNCIA DA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
ALTANIR JAIME GAVA
A industrialização dos produtos agropecuários pode contribuir considera-
velmente na melhoria da dieta de um país e do estado nutricional dos seus
habitantes. A amplitude dessa contribuição depende de diversos fatores, como a
existência de uma agricultura desenvolvida que possa receber uma tecnologia
avançada e do nível econômico e poder aquisitivo da população.
A tecnologia alin1entar é o vínculo entre a produção e o consumo dos
alin1entos e se ocupa de sua adequada manipulação, elaboração, preservação,
armazenamento e comercialização. Para que possa alcançar um bom rendimento,
deve a tecnologia de alin1entos estar intimamente associada aos métodos e progres-
sos da produção agrícola de um lado, e aos princípios e práticas da nutrição
humana, do outro lado.
Há ainda quem duvide da utilidade de incluir na dieta produtos alimentícios
industrializados porque a elaboração pode destruir, em pequena proporção, os
nutrientes. Nos últimos tempos tem-se conseguido reduzir consideravelmente
essas perdas pelo uso de técnicas aperfeiçoadas. Por outro lado, a utilização em
grande escala de alimentos elaborados proporciona uma boa oportunidade para
aumentar o valor nutritivo de certos alimentos de consumo, com determinados
nutrientes (proteínas, vitaminas, ferro, cálcio, etc.), que são deficientes no produto
natural. Essa complementação nutricional é praticamente impossível de ser realiza-
da no produto em estado natural.
A utilização de alin1entos prontos e semiprontos é importante nos países
onde é cada vez mais necessário o trabalho da mulher fora das atividades
domésticas.
Por um outro ângulo, a tecnologia de alin1entos tem importância para os
países em desenvolvimento ou desenvolvidos porque, reduzindo as perdas dos
alin1entos, aumentará a sua disponibilidade.
Apesar das dificuldades de avaliar as perdas de alimentos, sabe-se que grande
parte dos alin1entos dos países de baixa renda é perdida no campo, no processamen-
to ou na distribuição. Acredita-se que as perdas de alimentos são de 40% na Améri-
ca Latina e 30% na África. Estima-se que, se metade das perdas de alin1entos no
armazenamento fosse evitada ter-se-iam calorias suficientes para satisfazer a dieta
de 500.000 pessoas (3).
Com a utilização da indústria de alin1entos consegue-se um fornecimento mais
uniforme de alin1entos durante todo o ano. Com a tendência da concentração
da população nas cidades, toma-se necessário colocar à sua disposição produtos
alin1entícios elaborados e orientá-la em matéria de nutrição.
Os alin1entos elaborados e os alin1entos mais nutritivos virão fornecer à
dieta novos produtos particularmente ricos em determinados nutrientes, com o
propósito de compensar certas deficiências nutricionais específicas.
Resumindo, poderemos dizer que, considerando o crescimento explosivo
da população da terra, as extensões territoriais, com grandes diferenças na capa-
cidade produtiva, as diferenças no adiantamento técnico dos povos e, o que é
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 15
mais importante, a grande perecibilidade dos produtos agropecuários, a conclusão
a tirar é que os povos precisam dedicar grande atenção à ciência e à técnica da
preservação de produtos alimentícios, a fIm de que possam sobreviver.
Segundo ainda a opinião de especialistas da FAO, para cada aumento de
100 milhões de indivíduos, seria necessário um aumento de produção de cerca
de 13 milhões de toneladas de cereais e 14 milhões de toneladas de produtos
pecuários.
Graças à racionalização das técnicas agropecuárias, a produção de alimentos
tem aumentado em certos países. Porém, em outros países, os níveis de produção
são inferiores aos do crescimento demográfIco. Para resolver os problemas da fome
será, portanto, necessário que se produzam mais alimentos e que sua distribuição
se processe mais regularmente por toda a extensão terrestre.
O papel da ciência e da tecnolocia de alimentos é o de corrigir tais deficiên-
cias e, para tal, deve utilizar os conhecimentos propiciados pelas diversas ciências
correlatas. Pode-se dizer, de um modo geral, que o vasto e complexo campo da
ciêncía e tecnologia de alimentos está alicerçado em quatro áreas fundamentais:
Nutrição, Química, Biologia e Engenharia.
Nutrição - A Nutrição, como uma das áreas que servem de base à tecnologia
dos alimentos, tem por fim pesquisar as necessidades básicas em nutrientes para
cada pessoa, bem como oferecer ao povo conhecimentos básicos dos princípios
de nutrição indispensáveis à manutenção da saúde.
Química - A Química Orgânica, a Inorgânica, a Analítica e a Bioquímica
constituem os fundamentos da tecnologia de alimentos. Ainda poderá aqui ser
incluída a Físico-Química, relacionando os fatores físicos que afetam as
estruturas químicas. A Química Analítica e a Bioquímica têm por tarefa acom-
panhar e, tanto quanto possível, controlar todas as transformações que ocorrem
desde a colheita e armazenamento da matéria-prima até as fases do processamento
e armazenamento dos produtos. Durante a colheita e armazenamento da matéria-
prima, nas fases da industrialização e mesmo nos produtos já embalados, as reações
químicas se processam mais ou menos intensamente. É preciso, pois, conhecer as
transformações que se processam e procurar controlá-las para manutenção da
qualidade dos produtos.
Biologia - A fInalidade deste campo é fornecer uma matéria-prima sadia,
principalmente, com grande rendimento e apropriada para a industrialização.
Neste particular, a Genética e o Melhoramento de Plantas e Animais desempenham
papel de relevo quando entrosados com as ciências tecnológicas. Deve aqui ser
mencionada a Microbiologia, de grande importância dentro da Tecnologia de
Alimentos. Ela proporciona métodos para o controle dos microrganismos dese-
jáveis e para a eliminação daqueles que produzem a deterioração de alimentos.
Engenharia - Os conhecimentos das operações unitárias e princípios de
Engenharia (transferência de calor, de massa, fIltração, centrifugação, refrigeração,
desidratação, destilação, etc.) são necessários ao tecnologista de alimentos para que
possa compreender as fases do processamento da matéria-prima.
3.2 - Dieta
O valor energético dos alírnentos é medido em unidades do calor chamadas
de calorias. Uma caloria é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura
Os alimentos possuem a fmalidade de fornecer ao corpo humano a energia
e o material destinados à formação e à manutenção dos tecidos, ao mesmo
tempo que regulam o funcionamento dos órgãos. Ou, em outras palavras, conforme
a FAO (10), o corpo necessita de energia fornecida pelos alimentos para o metabo-
lismo de descanso (resting metabolism), síntesede tecidos (crescimento, manuten-
ção, gravidez, lactação), atividades físicas, processos de excreção e para manter um
balanço térmico (também para stress fisiológico e psicológico).
Quimicamente, os alimentos são constituídos principalmente de carbono,
Iúdrogênio, oxigênio e nitrogênio, porém quantidades menores de outros elementos
são geralmente encontradas.
Quando nos referimos ao valor nutritivo dos alimentos, não os estamos
relacionando com respeito à sua composição química, mas sim, com os componen-
tes que classificamos como nutrientes, conhecidos como hidratos de carbono,
proteínas, gorduras, vitaminas, sais minerais e água.
De um modo geral, podemos afumar que os tecidos vegetais são sistemas
aquosos de proteínas, Iúdratos de carbono e gorduras. Dissolvidas na fase aquosa
encontramos as substâncias solúveis na água, como Iúdratos de carbono, alguns
ácidos graxos, sais minerais, vitaminas, pigmentos, etc. As proteínas se mantêm
num estado coloidal enquanto que as gorduras estão num estado de emulsão.
Dissolvidos nas gorduras encontramos alguns pigmentos, componentes fisiologi-
camente ativos, vitaminas lipossolúveis, etc.
A composição química de um alimento é descrita geralmente em termos do
seu conteúdo em percentagem de Iúdratos de carbono, proteínas, gorduras, cinzas
(sais minerais) e água.
A composição dos alimentos vegetais e animais é que vai interessar
diretamente na sua conservação.
Os tecidos vegetais são ricos, geralmente, em Iúdratos de carbono, enquanto
que os animais o são em proteínas. Os cereais caracterizam-se por serem fontes
de Iúdratos de carbono, se bem que contenham gorduras, proteínas (de baixa
qualidade), vitaminas e sais minerais. As hortaliças e frutas caracterizam-se como
fontes de vitaminas e sais minerais.
A composição dos alimentos é bastante variável de espécie para espécie, como
poderemos ver na tabela 1.
ALTANIR JAIME GAVA
3.1 - Alimentos
3 - ASPECTOS NUTRITIVOS DOS ALIMENTOS
16
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 17
de um grama de água em um grau centígrado (de 14,5° para 15,5° C). Uma
quilocaloria (Kcal) ou Cal (com C maiúsculo) é equivalente a 103 calorias (peque-
nas) e é comumente utilizada para expressar os valores energéticos dos alimentos
Existe uma tendência atual para expressar a energia dos alimentos em calorias
(c minúsculo), mas, quando isso acontecer, sabemos que a unidade correta é Kcal
ou Calorias.
Tabela 1 - Composição de alguns alimentos em percentagem da parte comes-
tível (9)
Alimentos Hidr. de C. Proteínas Gorduras Cinzas Água
Cereais
Farinha de trigo 73,9 10,5 1,9 1,7 12
Arroz moído 78,9 6,7 0,7 0,7 13
Milho (grão inteiro) 72,9 9,5 4,3 1,3 12
Raizes e Tubérculos
Batata inglesa 18,9 2,0 0,1 1,0 78
Batata doce 27,3 1,3 0,4 1,0 70
Hortaliças
Cenoura 9,1 1,1 0,2 1,0 88,6
Rabanete 4,2 1,1 0,1 0,9 93,7
Aspargo 4,1 2,1 0,2 0,7 92,9
Feijão de vagem verde 7,6 2,4 0,2 0,7 89,1
Ervilha 17,0 6,7 0,4 0,9 75,0
Alface 2,8 1,3 0,2 0,9 94,8
Frutas
Banana 24,0 1,3 0,4 0,8 73,5
Laranja 11,3 0,9 0,2 0,5 87,1
Maçã 15,0 0,3 0,4 0,3 84,0
Morango 8,3 0,8 0,5 0,5 89,9
Melão 6,0 0,6 0,2 0,4 92,8
Carnes
Carne bovina 17,5 22,0 0,9 60,0
Carne de porco 11,9 45,0 0,6 42,0
Carne de galinha 20,2- 12,6 1,0 66,0
Peixe (sem gordura) 16,4 0,5 1,3 81,8
Latic{nios
Leite 5,0 3,5 3,0 0,7 87,8
Queijo 5,0 15,0 7,0 3,0 70,0
Ovos 11,8 11,0 11,7 65,5
~
(Xl
Tabela 2 - Necessidades dijrias recomendadas pela Comissão de Nutrição da Associação Médica Inglesa (21)
Iodo
Calorias Proteína Cálcio Ferro Vit. A Vit. D Vit. B1 Ribofiavina Niacina micro- Vit. C
gramas gramas mg V.1. V.I mg mg mg grama mg
Crianças - anos
0- 1 1.000 37 1.0 6.5 3.000 800 004 0.6 4 150 10
2 - 6 1.500 56 1.0 7.7 3.000 400 0.6 0.9 6 150 15
7 - 10 2.000 74 1.0 10.5 3.000 400 0.8 1.2 8 150 20
11 - 14 2.750 102 1.3 13.5 3.000 400 1.1 1.6 11 150 30
Rapazes 15 - 19 3.500 130 IA 15.0 5.000 . 400 IA 2.1 14 150 30
Moças 15 - 19 2.500 93 1.1 15.0 5.000 400 1.0 1.5 10 150 30
Homem
Sedentário 2.250 66 0.8 12.0 5.000 - 0.9 IA 9 100 20
Trabalho médio 3.000 87 0.8 12.0 5.000 - 1.2 1.8 12 100 20
Trabalho pesado 4.250 124 0.8 12.0 5.000 - 1.7 2.6 17 100 20
Mulher
Sedentária 2.000 58 0.8 12.0 5.000 - 0.8 1.2 8 100 20 »
Trabalho médio 2.500 73 0.8 12.0 5.000 1.0 1.5 10 100 20 r- -t
»
Trabalho pesado 3.750 109 0.8 12.0 5.000 - 1.5 2.2 15 100 20 z
:xl
Gestante 2.500 93 1.8 12.0 6.000 400 1.0 1.5 10 150 40 <...
»
Lactente 3.000 111 2.0 15.0 8.000 800 IA 2.1 14 150 50 ~
m
Gl
»
<
»
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 19
As necessidades de calorias (Cal) variam conforme o sexo, idade, condições
climáticas e o grau de atividade física. Segundo a FAO ("Food and Agriculture
Organization"), um homem de 65 quilos e uma mulher de 55 quilos que levam
uma vida salutar, com idade entre 20 e 30 anos, vivendo num clima de temperatura
média de 10° C, necessitam por dia de 3.200 Cal (homem) e 2.300 Cal (mulher).
As necessidades diárias de nutrientes recomendadas pela Comissão de Nutri·
ção da Associação Médica Inglesa estão evidenciadas na tabela 2. As quantidades
diárias recomendadas pela Academia Nacional de Ciências dos EUA ("Food and
Nutrition Board - National Academy of Sciences - National Research Council")
são semelhantes e encontram-se na referência bibliográfica (l9).
Os valores energéticos dos alimentos podem ser encontrados em tabelas de
composição dos alimentos. Alguns exemplos são dados na tabela 3.
Tabela 3 - Valores energéticos de alguns alimentos
Alimento Calorias por 100 g
Farinha de trigo (branca) 360
Batata inglesa 70
Açúcar 390
Leite 65
Manteiga no
Maçã 56
Repolho 17
O valor energético dos alimentos é normalmente estimado pela sua
combustão, em um calorímetro, dando assim a energia total. No entanto, o que
interessa é a energia metabolizável pelo organismo.
Os nutrientes capazes de fornecer energia para o homem e animais são os
carboidratos, gorduras e proteínas. Os carboidratos e as gorduras, por terem uma
combustão bioquímica completa, posSuem uma energia metabolizável igual à
energia total. Já as proteínas não sofrem oxidação completa no organismo, uma vez
que diferentes compostos nitrogenados são excretados na urina como produto fmal
do metabolismo das proteínas (uréia, ácido úrico, ácido hipúrico, etc.) (22).
A tabela 4 mostra os valores obtidos dos três nutrientes energéticos.
20
Tabela 4 - Energia total e metabolizável de nutrientes
ALTANIR JAIME GAVA
Nutriente
Gordura
Carboidrato
Proteína
Energia total
kcal/g
9
4
5,7
Energia metabolizáve!
kcal/g
9
4
4
Os carboidratos (mono ou polissacarídeos) desempenham papel importante
como fontes de energia, armazenadores de energia e unidades estruturais das células.
Constituem a mais importante fonte energética, por causa do seu alto consumo.
O amido, a sacarose e a lactose contribuem com 85% do total de carboidratos
dos alimentos.
As gorduras, aqui representadas por todos os triglicerídeos (óleos e gorduras),
fazem parte juntamente com outros componentes especiais, dos chamados lipídeos.
Certos lipídeos são utilizados pelo organismo como fontes de energia e outros
são componentes estruturais das células. Os triglicerídeos representam para a
economia celular uma reserva imediata de energia como as gorduras (tecido
adiposo) em células animais e óleos nas sementes oleaginosas..
Os ácidos linoléico, linolênico e araquidônico são cOrriumente considerados
como essenciais, contudo, só o ácido linoléico (C IS , 2 duplas ligações) é realmente
essencial em nutrição humana, no sentido que o organismo é incapaz de sinte-
tizá-lo (22).
As proteínas são moléculas de natureza heteropolirnérica, de ocorrência
universal na célula viva, constituindo cerca de 50% de seu peso seco. Exercem várias
funções, entre as quais as mai~ freqüentes são a de catalisadores biológicos (enzi-
mas) e componentesestruturais das células. São, sobretudo, as proteínas que deter-
minam a identidade biológica das espécies, através de suas estruturas características
e específicas. São fonnadas pela reunião de 20 aminoácidos em cadeias peptídicas
helicoidais, em número que varia entre cerca de uma centena e algumas dezenas
de milhares (18).
As proteínas dos alimentos ao serem ingeridas devem ser hidrolisadas enzi-
maticamente a aminoácidos livres antes que estes possam ser absorvidos e entrar
na síntese de novas protelnas pelo organismo animal. Esta é a chamada digestão
que ocorre em toda a extensão do tubo digestivo, mas principalmente no estômago
e no intestino delgado (2'2).
As proteínas servirão como fonte energética quando estiverem em excesso
ou quando houver falta dàs outras fontes, ocorrendo neste caso um desperdício
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 21
já que as proteínas têm um função mais importante na célula e, além do mais,
são nutrientes mais caros do que os carboidratos e gorduras.
As vitaminas são substâncias orgârúcas, não energéticas, que devem ser for-
necidas ao corpo humano em quantidades pequenas. Muitas delas atuam como
coenzimas de certas reações enzimáticas e outras exercem funções fisiológicas
específicas. Elas são normalmente classificadas em hidrossolúveis e lipossolúveis.
Entre as solúveis em água temos a vitamina C (ácido ascórbico) e todas aquelas
pertencentes ao complexo B (B 1 ou tiamina, B2 ou riboflavina, B6 ou piridoxina,
niacina, ácido fólico, biotina, B12 ou cobalamina, colina, etc.). Entre as solúveis
nas gorduras temos as vitaminas A, D, E e K.
Os minerais são necessários ao processo vital, devendo estar contidos nos
alimentos em quantidades e proporções adequados. Alguns participam da formação
do esqueleto (Ca, P, Fe, Mg, etc.); outros fazem parte da estrutura de compostos
importantes para o organismo (Fe r Ca, P, Cu, I, etc.); outros são necessários para
manter o equilíbrio osmótico das células (Na, K, P, etc.) e outros são necessários
no transporte de substâncias através das células (Na), etc. São classificados em
macronutrientes (Ca, P, Fe, Na, K e Mg) quando necessários em quantidades relati·
vamente grandes e rnicronutrientes (Mn, Co, I, Zn, F, Cu, Mo, Se) quando exigidos
em quantidades muito pequenas (22).
A água é um nutriente absolutamente essencial participando com 60 a 65%
do corpo humano e da maioria dos animais. Dentre as várias funções da água no
organismo, podemos mencionar (22):
a) é o solvente universal indispensável aos processos metabólicos;
b) manutenção da temperatura corporal;
c) manutenção da pressão osmótica dos fluidos e do volume das células; e
d) participação como reagente de um grande número de reações metabólicas.
A estabilidade de vitaminas, aminoácidos essenciais e minerais ao calor, luz,
ar, condições ácidas ou alcalinas e possíveis perdas por aquecimento, pode ser
vista na tabela 5.
Situação mundial
De acordo com a dieta alimentar, é comum dividir-se a população do mundo
em dois grupos: I e lI. .
O grupo I compreende as regiões que recebem poucas calorias, estando
incluídas o Oriente Próximo, o Extremo Oriente, a África e a América Latina,
excluindo-se nesta os países do Rio da Prata (Argentina, Paraguai e Uruguai).
O grupo lI, mais afortunado, compreende a Europa, a América do Norte, a
Região do Rio da Prata e a Ocearúa.
Os níveis de consumo de alimentos desses dois grupos, dados em gramas
por pessoa/dia, podem ser evidenciados na tabela 6.
22 ALTANIR JAIME GAVA
Tabela 5 - Estabilidade de alguns nutrientes, representando E =Estável e
I =Instável (20)
pH =7 pH<7 pH>7 0 2 ou luz calor pc% (+)
ar
Vitaminas
Vitamina A E I E 1 1 1 D-40
Ác. ascórbico (C) 1 E 1 1 1 I 0-100
Biotina E E E E E 1 0-60
Caroteno (pro-A) E 1 E 1 1 1 0-30
Colina E E E 1 E E 0-5
CobaJamina (B 12) E E E 1 1 E 0-10
Vitamina O E 1 1 1 I 040
Ác. graxos essenciais E E 1 1 1 E 0-10
Ác. fólico I 1 E 1 1 1 0-100
Inositol E E E E E 1 0-95
Vitamina K E 1 1 E 1 E 0-5
iacina (PP) E E E E E E 0-75
Ác. pantotênico E 1 1 E E 1 O-50
Ác. p-amino benzóico E E E 1 E E 0-5
Vitamina B6 E E E E 1 1 D-40
RiboOavina (B2 ) E E 1 E I 1 0-75
Tiamina (B 1) 1 E 1 1 E I 0-80
Tocoferóis E E E 1 1 1 0-55
Aminoácidos
essenciais
Isoleucina E E E E E E 0-10
Leucina E E E E E E 0-10
Lisina E E E E E I 040
Metionina E E E E E E 0-10
Fenil alanina E E E E E E 0-5
Treonina E 1 I E E I 0-20
Triptofano E 1 E E 1 E 0-15
VaJina E E E E E E 0-10
Sais minerais E E E E E E 0-3
(+) PC% =Perdas no cozimento em porcentagem.
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 23
Os dados da tabela 6 são dados antigos mas não diferem muito da situação
atual. Dados da FAO publicados em 1975 (13) mostram que em 1970 o consumo
de calorias em países desenvolvidos foi de 3.100 Cal comparadas com 2.200 Cal por
habitante/dia nos países subdesenvolvidos. lã no caso de prote"ínas, a ingestão nos
países desenvolvidos foi de 96 g por habitante/dia comparado com menos de 58 g
nos países subdesenvolvidos, sendo que destas grande parte foi desviada para suprir
o deficit calórico.
Tabela 6 - Níveis de consumo em gramas por pessoa/dia (10)
Grupo I Grupo 11
Cereais 389 328
Raízes amiláceas 189 316
Frutas e hortaliças 169 362
Leite 79 573
Legumes e nozes 53 16
Carne 30 152
Açúcar 29 88
Pescado 24 34
Óleos e gorduras 12 47
Ovos 4 30
TOTAL DE CALORIAS 2.150 3.060
TOTAL DE PROTE(NAS 58 90
Proteínas animais 9 44
Gorduras 34 106
A partir de 1950, a população da Terra cresceu mais ou menos na seguinte
proporção:
1950 2,5 bilhões de habitantes
1955 2,7 bilhões
1960. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 2,9 bilhões
1975 3,8 bilhões
2000 6,3 bilhões (estimativa)
O gráfico 1 mostra a curva de crescimento da população com o tempo, desde
1500 até o ano 2000. Nesta década o crescimento da população está ao redor de
2%, por ano, sendo de 0,9% nos países desenvolvidos e de 2,7% nos países subde-
senvolvidos (14).
24 ALTANIR JAIME GAVA
Enquanto foram necessários aproximadamente 230 anos para a população
mundial de 1600 dobrar de meio para 1 bilhão, somente 100 anos foram neces-
sários para dobrar novamente em 1930. Se o índice de crescimento demográfico
se mantiver estável, a presente população será dobrada em aproximadamente
30 anos.
6
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c.. 1500 1600 1700 1800 1900 2000
Figura 1 - Explosão populacional (20).
Dos 4,2 bilhões de habitantes que povoam os países da Terra atualmente,
400 a 600 milhões (lO a 1$%) passam fome, enquanto que a metade ou mais
está desnutrida. Devemos aqui diferenciar fome de má-nutrição.
Por fome ou hipoalimentação compreendemos a ingestão de quantidades
insuficientes de calorias por pessoa, por não dispor o indivíduo de uma quantidade
apropriada de alimentos.
A má-nutrição ou desnutriçao está relacionada com a dieta. Ainda que os ali-
mentos sejam suficientes em quantidade, poderão não estar devidamente equilibra-
dos em nutrientes. Assim poderemos ter um excesso de calorias com deficiência
protéica,de vitaminas ou de minerais.
A característica mais importante da deficiência alimentar é uma ingestão
insuficiente de substâncias energéticas e/ou protéicas, durante um período de
tempo, conhecida com o nome genérico de desnutrição protéico-calórica. Numa
ingestão insuficiente de substâncias energéticas e/ou protéicas necessárias para
manter as funções orgânicas, a atividade e o desenvolvimento poderá manifestar-se
de várias maneiras, segundo a idade, estado fisiológico, preseça de infecções conco-
mitantes, sua associação com deficiências específicas de vitaminas ou minerais, etc.
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 25
o espectro de manifestações vai desde uma ligeira diminuição do desenvolvimento
ou desde um enfraquecimento que se observa nas crianças levemente subnutridas,
até as grandes alterações que apresentamas pessoas que sofrem de "kwashiorkor"
ou marasmo. No "kwashiorkor", apesar da ingestão de calorias estar acima das
necessidades, há um deficit de proteínas. Já no marasmo ocorre um deficit calórico
e protéico.
Coursin afmna que a desnutrição é o principal problema que afeta o
bem-estar do indivíduo nos países subdesenvolvidos. Refere que, em média, 70%
dos pré-escolares, nos países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento, são subnu-
tridos. O cérebro de uma criança de 4 anos tem, aproximadamente, 90% do desen-
volvimento, do cérebro do adulto. A deficiência protéica nos primeiros 4 anos de
vida prejudica a formação de enzimas, o que repercute na síntese de substâncias
estruturais dos tecidos. Destaca ainda o autor que crianças privadas de proteína
apresentam deficiência do desenvoldimento mental, calculada entre 10 e 25% (8).
Nos países subdesenvolvidos, as taxas de natimortalidade, de mortalidade in-
fantil e de morbidade infantil são imprecisas, pouco dignas de crédito, em virtude da
dificuldade em se caracterizarem, com precisão, suas verdadeiras causas. Nos países
desenvolvidos, a "causa mortis" mais freqüente, no período compreendido entre I e
5 anos, são os acidentes;já nos subdesenvolvidos, ela é imputada às infecções, o que
torna bastante elevada a "taxa de mortalidade por doenças infecciosas". Hoje, porém,
sabemos que, nesses países, a desnutrição con~ribui consideravelmente, se não
preponderantemente, para essa exagerada taxa de mortalidade, sobretudo 110 referi-
do período etário; a dificuldade está em se caracterizar, com precisão, a deficiência
alimentar predominante, visto que ela se apresenta sob a forma de carências múltiplas
não só de princípios nutritivos, como também de calorias. Na desnutrição Qcorre um
verdadeiro círculo vicioso, no qual se observa, como ponto inicial, a carência alimen-
tar levando à desnutrição; esta acarreta diminuição da imunidade e da tolerância ali-
mentar, as quais por sua vez condicionam, respectivamente, infecções reiteradas e
diarréias repetidas; estas, por seu turno, provocam distúrbios na digestão e absorção
dos alimentos, o que agrava a carência alimentar e, conseqüentemente, a desnutri-
ção (8).
A relação nutrição, morbidade e mortalidade justifica o papel da des-
nutrição como bloqueio ao desenvolvimento econômico-social. A doença, direta ou
indiretamente ligada à desnutrição é responsável pela diminuição da média de vida
e, portanto, do período de produtividade do homem. A doença por desnutrição
endêmica, por sua vez, reduz a capacidade física, a força de trabalho, a oportuni-
dade de empregos e aumenta as despesas dos serviços públicos no tratamento da
saúde, assistência a semi-inválidos e a excepcionais, sendo responsável pela aposenta-
doria precoce. Uma população desnutrida, doente, de baixo nível educacional, em
vez de ser produtiva e contribuir positivamente para o desenvolvimento, torna-se
um pesado ônus para as nações (5).
As bases da alimentação nas áreas subdesenvolvidas são os cereais e tubérculos
(arroz, madioca, trigo, etc.), alimentos muito pobres em proteínas.
26 ALTANIR JAIME GAVA
Como já podemos notar pelos dados fornecidos, um dos pontos cruciais na ali·
mentação dos povos é a deficiência em proteínas de boa qualidade. A qualidade de
uma proteína está relacionada com a existência ou não de aminoácidos essenciais,
isto é, aminoácidos que não podem ser sintetizados pelo organismo vivo. Então,
uma proteína será de melhor qualidade quanto mais aminoácidos essenciais C<Y.'·
tiver.
Para o corpo humano adulto, 8 aminoácidos são essenciais: isoleucina, leucina,
lisina, metionina, fenil alanina, treonina, triptofano e valina. Parte das necessidades
de fenil alanina pode ser fornecida por tirosina, e parte das necessidades de metio-
nina por cistina. A criança também necessita histidina. Os outros aminoácidos (ao
todo são vinte) podem ser sintetizados no corpo e por isso são chamados "não essen-
ciais" (19).
De uma maneira geral, podemos afirmar que a qualidade da proteína é encon-
trada, em ordem decrescente, nos alimentos zoógenos (animais), sementes oleagino-
sas, leguminosas, cereais e arniláceos. No mundo, aproximadamente 70% das pro-
teínas consumidas são de origem vegetal e 30% são de origem animal.
Os cereais, que possuem proteínas de baixa qualidade, constituem a base ali-
mentar da maioria dos povos e, no momento, participam com quase a metade do
total de proteínas administradas.
As leguminosas, as semente's oleaginosas e as nozes (castanhas de caju, cas-
tanha do Pará, etc.), constituem os produtos vegetais mais ricos em proteínas e po-
derão diminuir a desnutrição protéica em certas regiões onde a aquisição de produ-
tos de origem animal (carne, leite, ovos, etc.) é impossível por causa de seu alto
preço.
Apesar de que sete décimas partes da superfície da Terra estejam cobertas por
oceanos, os peixes e demais produtos aquáticos representam, na atualidade, somen-
te 3% das proteínas consumidas pelos seres humanos. O seu valor potencial reveste-se
de particular interesse e acredita-se que seu consumo venha a aumentar no futuro.
O custo da proteína animal é várias vezes maior que o da proteína vegetal. Por
isso, há necessidade, especialmente quando se visa a programas de assistência ali-
mentar, de se recorrer a fontes não convencionais de proteínas, mais baratas, no
preparo dos chamados alimentos formulados (ou industrializados) ou alimentos
enriquecidos.
As proteínas podem ser obtidas a partir de diversas fontes não convencionais
através de processos tecnológicos variáveis, consoante a matéria-prima a ser utilizada.
Entre estas, são consideradas atualmente como as mais viáveis:
1 - Sementes oleaginosas
As oleaginosas são as mais baratas e as mais abundantes fontes de proteínas,
apresentando, no entanto, alguns inconvenientes como palatabilidade, fatores tÓ·
xicos, cor e digestibilidade. As tortas de sementes oleaginosas, quando devidamente
concentradas, podem ter seus teores pretéicos aumentados de 50 para 80% ou mais.
A soja sózinha participa com mais de 40% da produção das sete principais
oleaginosas do mundo.
PRINCI"PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 27
Entre as suas vantagens, temos o alto teor protéico (40%) com proteína de
qualidade razoavelmente boa (é deficiente em metionina) , teor de óleo (20%) e
facilidade de cultivo extensivo. Entre as desvantagens, temos os fatores anti-nutri-
cionais(fator antitríptico, antiemaglutina e flatulência) e o sabor amargo e de "soja"
("beany"). Os fatores tóxicos são destruídos pelo aquecimento em meio úmido ao
passo que o sabor desagradável poderá ser diminuído ou eliminado pelo uso de uma
boa tecnologia de fabricação.
Os povos orientais acostumados ao seu sabor utilizam produtos de soja há
muito tempo, como o leite e queijo de soja, shoyu (molho de soja), tempeh (soja
fermentada por fungo e posteriormente torrada ou frita) e miso (pasta usada como
condimento ou base para sopa).
O farelo de soja (40-50% de proteínas) é o seu principal subproduto, partici-
pando hoje com mais de 60% dos farelos usados para alimentação animal.
A farinha de soja (50% de proteínas) desengordurada ou integral, já é usada
com a farinha de trigo (5-20%) para uso em panificação, fabricação de biscoitos,
massas alimentícias, etc..
Já o concentrado de soja (70% de proteínas) e o isolado de soja (90% de pro-
teínas) vendidos na forma de pó bem fmo, são utilizados como veículos de proteína
relativamente barata em vários alimentos enriquecidos e na indústria de embutidos
por suas propriedades funcionais e baixo preço. A proteína de soja é uma das pro-
teínas mais baratas que conhecemos. Assim, ela é hoje cerca de 5 vezes mais barata
que a proteína de leite e 8 vezes mais barata que a proteína de carne bovina.
A proteína texturizada de soja (proteína vegetal texturizada - PVf) é um
derivado da soja que poderá ser obtida por extrusão ou fiação. o primeirocaso,
obtida a partir da farinha de soja desengordurada, a proteína texturizada é mais
barata, possuindo um teor mais baixo de proteínas (50%). É empregada em
hamburger, bolinhos de carne e outros produtos cárneos, nos quais uma certa
textura confere características físicas desejáveis ao produto consumido. Já os pro-
dutos obtidos por fiação (fibrilação), a partir do isolado de soja, apresentam ele-
vado teor protéico (90%) sendo utilizados para obter produtos semelhantes à
carne (bife), presunto, etc., devido à sua estrutura fibrosa mais bem defmida (6).
É obtido assim o chamado bife vegetal. .
O leite de soja ou extrato de soja é um produto sin1ilar ao leite de vaca
obtido pelo processamento adequado de grãos de soja de boa qualidade. O leite
de soja poderá ser comercializado na forma líquida com 3% de proteínas (pas-
teurizado ou esterilizado) ou então na forma sólida (45% de proteínas).
O algodão é a segunda oleaginosa em importância, apresentando alguns
problemas toxicológicos devido ao gossipol. O amendoim, gergelim e girassol
são exemplos de outras importantes oleaginosas.
2 - Protelna unicelular
É um termo genérico para o produto protéico derivado de uma série de
microrganismos unicelulares (levedura, bactéria e mofo) que podem crescer em
28 ALTANIR JAIME GAVA
vários substratos de baixo custo (resíduos, subprodutos, etc.) como resíduos oleo-
sos, gás natural, melaço, lixo, resíduos da indústria de papel, da batata·doce e do
amido.
As algas estão aqui incluídas, destacando·se a ChIareIla e Scenedesmus capa·
zes de sintetizarem proteínas mediante o emprego de energia solar e matérias·primas
baratas.
Enquanto que o gado bovino duplica sua massa em 1 a 2 meses, a galinha em
1 a 4 semanas, o capim e algumas plantas em 1 a 2 semanas, o microorganismo o faz
em menos de 2 horas (3).
3 - Concentrado protéico de peixe
o concentrado protéico de peixe (CPP) é o produto obtido após remoção do
óleo e água do peixe. É processado por extração em solvente, dando um teor de
proteínas maior que 80%.
A farinha de peixe (40 a 80% de proteínas) tem sido muito utilizada na ali-
mentação de suínos e galinhas.
4 - Concentrado protéico de folhas
o CPF ou LPC ("teaf protein concentrate") tira vantagem da fotossíntese
para transfonnar nitrogênio em proteína. As folhas verdes de inúmeras plantas
(alfafa, cana-de-açúcar, beterraba, etc.) são fontes apreciáveis de proteínas, porém
o custo de extração, disponibilidade de grandes volumes de folhas, palatabilidade e
problemas de processamento dificultam o seu emprego na alimentação humana.
Tais fontes não convencionais de proteínas podem ser utilizadas no enriqueci·
mento de alimentos que façam parte do hábito alimentar das populações como, por
exemplo, no enriquecimento da farinha de mandioca com proteína de soja. O ma·
carrão proteinado, o biscoito proteinado, a adição de farinha de soja ã farinha de
trigo, etc., são exemplos da melhoria nutricional de produtos tradicionais sem alte·
rar demasiadamente suas características organolépticas.
A mistura de certos vegetais poderá apresentar uma combinação protéica de
melhor valor biológico já que certas deficiências nutricionais isoladas (de amino·
ácidos, por exemplo) poderão ser compensadas na combinação.
Assim, a mistura de arroz e feijão, muito aceita pelo povo brasileiro e mexica·
no, é um bom exemplo de combinação desejável.
Já os alimentos fonnulados são combinações, por exemplo, de produtos ou
ingredientes de origem vegetal, deficientes em um ou mais aminoácidos, com carrea-
dores de proteína de boa qualidade (leite, por exemplo) originando alimentos com
apresentação própria e muitas vezes estranhos ao hábito alimentar do consumidor.
PRINCI'PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 29
Vários produtos preparados por empresas, governos e organismos internacionais
como a FAO, OMS, UNICEF e INCAP têm sido comercializados com pouco ou re-
lativo sucesso. Os seguintes alimentos formulados já foram lançados no mercado
institucional ou a varejo:
CSM (milho-soja-leite) - EUA
WSB (mistura trigo-soja) - EUA
Incaparina (soja-algodão-milho) - Guatemala
Pronutro (leite-soja-amendoin-milho-Ievedura-trigo-etc.) - África do Sul
Fortesan (trigo-soja-Ieite) - Chile
Solein (leite e leite de soja) - Brasil
Fortifex - Brasil
Peruvita - Peru
No Brasil alimentos formulados (pós para bebidas, sopas, mingaus, etc.) vêm
sendo utilizados com bastante sucesso pela Campanha Nacional de Alimentação
Escolar. A CNAE deseja fornecer diariamente ao escolar cerca de 15% de suas neces-
sidades diárias, ou seja, cada "per capita" (porção) deverá apresentar 300 calorias,
6-10 gramas de proteínas dependendo do seu valor biologico e certa quantidade de
vitaminas e ferro.
O Ministério de Previdência e Assistência Social iniciou em 1977 um programa
de distribuição de alimentos formulados para gestantes, nutrizes e lactentes residen-
tes nas áreas metropolitanas,
Cabe aqui mencionar ainda o uso de bebidas como veículos protéicos ou
nutritivos, Vitasoy, ã base de proteína de soja, é comercializado com muito sucesso
em Hong-Kong (3). A Coca-Cola já lançou no mercado brasileiro duas bebidas nutri-
tivas: SACI, à base de proteína de soja e TAI, à base de proteína de soro de queijo.
Situação brasileira
Infelismente são escassos os dados relacionados com a dieta da população
brasileira.
Dados levantados pela antiga Comissão Nacional de Alimentação, em 1966,
mostram que a ingestão diária do brasileiro era de 2.970 calorias e de 69 gramas de
proteínas, sendo 36% de origem animal.
O Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) está acabando de
fazer um levantamento do consumo alimentar do brasileiro, tendo até agora publi-
cado o resultado encontrado em algumas regiões, não tendo ainda uma média global.
Os dados publicados são os seguintes (16, 17):
Região
Sul
Estado do RJ
Nordeste
Calorias - pessoa/dia
2.361
2.066
1.899
Proteínas - g/pessoa/dia
70,0
65,2
60,0
30 ALTANIR JAIME GAVA
Os dados até agora obtidos mostram que não chegaremos até as 2.600 calorias
diárias, estimadas recentemente pela FAO (14).
Comparando tal valor com a dieta diária do americano do. Norte (3.300 Cal/
pessoa/dia) e feitos os descontos (clima, população mais jovem no Brasil, peso mé-
dio dos indivíduos, etc.), a diferença de 27% a mais no consumo dos americanos, se
reduz, possivelmente, ã metade. Assim, para atingirmos o nível calórico das refeições
dos americanos, precisamos aumentar 10-15% o nosso consumo atual.
Mas, não nos esqueçamos que essa é uma média global e que não mostra a
situação de pessoas de diferentes níveis de poder aquisitivo. Alguns nutricionistas
brasileiros calculam que a má-nutrição atinge cerca de 40% da nossa população,
evidenciada por uma deficiência calórico-protéica, hipovitarninoses A, B1 , B2 e
deficiência de ferro.
Onde é realmente grave a situação nutricional da população brasileira é no
Nordeste e Norte do País. Vários estudos realizados pelo Instituto de Nutrição da
Universidade Federal de Pernambuco, além de outras, mostram a situação deficiente
em que se encontra parcela significativa da população daquela região.
As causas do deficit alimentar brasileiro não decorrem da carência de condi-
ções naturais do País para a produção de alimentos, mas principalmente de proble-
mas sócio-econômicos, cujas origens remontam ao início de nossa história e vêm
acompanhando o desarmônico processo de desenvolvimento econômico nacio-
nal (7).
Deve-se considerar que o custo dos produtos geralmente não está ao alcance
das classes mais pobres e que, com freqüência, faml1ias que dispõem de recursos
razoáveis não sabem fazer uma seleção racional em suas compras, por falta de
conhecimentos fundamentais, conferidos pela educação alimentar. A miséria, por-
tanto, associada ã ignorância, hábitos alimentares defeituosos, tabus e preconceitos,
constituem os fatores mais importantesque contribuem para o estado d~ má-nutri-
ção, de que são as principais vítimas os indivíduos ainda em formação e crescimen-
to, matéria-prima das gerações futuras (8).
As autoridades governamentais brasileiras estão cientes desse fato e empe-
nhadas em resolver o problema. Em 1973, foi instituido o Programa Nacional de
Alimentação e Nutrição (PRONAN) com o objetivo de promover a melhoria dos
padrões alimentares e nutricionais do País.
O Instituto Nacional de Alimentação e Nutrição (INAN) que funciona como
órgão central das atividades de alimentação e nutrição vem recebendo todo o apoio
do Governo.
O 11 PRONAN (período 1976/1979) concentra sua atuação em três grandes
linhas:
1.- Suplementação alimentar de grupos biologicamente vulneráveis, como gestantes,
nutrizes e crianças de Oa 6 anos, de escolares de 7 a 14 anos e trabalhadores de
baixa renda;
2.- racionalização do sistema produtor de alimentos com ênfase no estímulo ao pe-
queno produtor; e
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 31
3.- atividades de complementação e apoio, basicamente destinadas ao combate às
carências nutricionais específicas pelo enriquecimento de alimentos de consumo
corrente; ao apoio de estudos e pesquisas, inclusive tecnológicas, na área de ali·
mentação e nutrição; à capacitação e aprefeiçoamento de recursos humanos;
e ao desenvolvimento de adequada infra-estrutura de distribuição de alimentos.
O programa de suplementação alimentar às gestantes, nutrizes e crianças com
mais de 6 meses e menos de 7 anos de idade, de população de baixa renda familiar
~stá sendo executado pelo Ministério da Saúde, Ministério de Previdência e Assis-
tência Social e Ministério da Educação e Cultura. As áreas metropolitanas identi-
ficadas na política urbana do Governo ficarão a cargo do MPAS (através da sua
Secretaria de Assistência Social) e as demais áreas urbanas e a zona rural ficarão
a cargo do Ministério da Saúde (através do !NAN). A quantidade diária de alimen-
tação suplementar deverá atender a cerca de 30% das necessidades dos beneficiários,
em proteínas e calorias.
O programa de suplementação alimentar aos escolares do 19 Grau, matriculados
nos estabelecimentos oficiais e fIlantrópicos de ensino e a pré-escolares carentes
está sendo executado pelo MEC através da CNAE, atendendo a cerca de 15 a 30%
das necessidades diárias, quanto aos principais nutrientes.
O Ministério do Trabalho está promovendo, aprovando e fiscalizando a utili-
zação de incentivos a programas de alimentação ao trabalhador de baixa renda.
Portanto, o PRONAN no seu todo visa minorar a subnutrição existente em
significativo contingente de nossa população e, assim, permitir que cada brasileiro
possa participar e partilhar mais decididamente do esforço e dos frutos do processo
de desenvolvimento econômico·social do País.
A situação nutricional da população brasileira não foi das melhores no passado
e poderá ter um futuro não muito risonho caso mais alimentos não sejam colocados
à disposição daqueles mais carentes.
As tabelas 7 e 8 nos dão uma idéia da situação brasileira.
Tabela 7 - Produção de alguns alimentos de origem animal (IBGE)
Produto 1970 1973 1974
Bovinos (1.000 cabeças) 78.562 90.437 92.495
Suínos (1.000 cabeças) 31.524 37.587 34.192
Galinhas (1.000 cabeças) 213.623 271.675 274.378
Leite (1.000 litros) 6.303.111 6.333.270 7.101.261
Ovos (1.000 dúzias) 556.410 524.513 691.379
32 ALTANIR JAIME GAVA
Tabela 8 - Produção de alguns alimentos de origem vegetal (mGE)
Produção em toneladas
Produto 1970 1974 1975 1976
Soja 1.508.540 7.876.209 9.892.299 11.226.546
Milho 14.216.009 16.284.713 16.353.645 17.844.678
Trigo 1.844.263 2.858.530 1.787.850 3.225.830
Arroz 7.553.083 6.482.920 7.537.589 9.560.389
Feijão 2.211.449 ~ 2.238.012 2.270.747 1.842.262
População (est.) 93.139.000 104.243.300 107.145.200 110.123.500
Assim, vemos que no Brasil a produção de alimentos tem crescido mais que a
população mas, grande parte da produção agrícola é conduzida para o :mercado
externo e não para atender o consumidor brasileiro. Somos assim grande exportador
de soja, açúcar, café, suco de laranja, etc., conseguindo um bom equilíbrio na
balança de pagamentos, mas continuamos a importar trigo, leite, etc., produtos
básicos na alimentação do brasileiro.
O Brasil com cerca de 113 milhões de habitantes no ano de 1977 somará
225 milhões de pessoas no ano 2.000 caso se mantenha a atual taxa de crescimento
demográfico de 2,8% ao ano.
4 - MATÉRIA-PRIMA
Resumidamente, poderemos classificar a matéria-prima utilizada pela indús-
tria de alimentos da seguinte maneira:
4.1 - Grãos alimentícios:
- Cereais: arroz, trigo, milho, aveia, centeio, cevada;
- Leguminosas: feijão, tremoço, lentilha;
- Oleaginosas: semente de algodão, soja, amendoim, girassol, gergelim;
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
4.2 - Raízes, tubérculos, bulbos e caules:
33
- Raízes e tubérculos: batata inglesa, batata-doce, mandioca, beterraba, cará,
inhame;
- Bulbos: cebola, alho;
- Caules: cana-de-açúcar;
4.3 - Frutas:
- Frutas tropicais: banana, manga, caju, laranja, mamão, abacaxi, maracujá;
- Frutas de clima temperado:uva, pera, maçã, ameixa, figo, caqui;
4.4 - Verduras, legumes e outras hortaliças:
- Verduras: alface, couve-flor, repolho, brócolis, couve;
- Legumes: cenoura, tomate, palmito, ervilha, vagens;
- Outras hortaliças;
4.5 - Nozes, coco, etc.
- coco da Bahia, castanhas, amêndoas, cacau;
4.6 - Carnes:
- Bovinos, ovinos, suínos, aves, caprinos;
4.7 -Leite e ovos;
4.8 -Pescado:
- Peixes (sardinha, tainha) e crustáceos (camarão, lagosta).
5 - TIPOS DE INDÚSTRIAS ALIMENTiClAS
5.1 - Bebidas alcoólicas:
- fermentadas (cerveja, vinho) e fermento-destiladas (aguardente, cachaça,
uísque, gim, etc.).
34
5.2 - Bebidas não alcoólicas:
- refrigerantes, sucos de frutas, refrescos e néctares;
- leite e creme;
- café, chá e mate;
5.3 - Cereais, panificação e massas alimentícias:
ALTANIR JAIME GAVA
- farinha, misturas preparadas e cereais para desjejum;
- pão, bolos, tortas e biscoitos;
- talharim, espaguete e outras massas alimentícias (macarrão);
5.4 - Queijos e outros produtos lácteos.
5.5 - Produtos de confeitaria:
- balas, bombons, chocolate, etc.;
5.6 - Óleos comestíveis e margarina;
5.7 - Ovos e produtos derivados;
5.8 - Vegetais fermentados:
- azeitonas, picles, chucrute;
5.9 - Peixe e outros produtos do mar;
5.10 - Frutas:
- frutas em conserva
- frutas congeladas,
- frutas desidratadas;
5.11 - Geléias, doces em massa e produtos simi1~s:
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
5.12 - Nozes;
5.13 - Carnes:
- carne bovina, de porco e de carneiro,
- carne de galinha e de peru;
5.14 - Mollios para saladas;
5.15 - Açúcar e xaropes:
- sacarose,
- glucose, frutose e dextrinas;
-mel;
- xarope;
5.16 - Hortaliças:
- hortaliças em conserva,
- hortaliças congeladas,
- hortaliças desidratadas;
5.17 -Ingredientes especiais:
- condimentos,
- pectina e gelatina,
- amido e gomas,
- sal,
- ativadores de sabor;
5.18 - Alimentos para crianças ("baby foods")
5.19 - Sopas:
- sopa concentrada,
- sopa desidratada.
35
36 ALTANIR JAIME GAVA
6 - OPERAÇÕES QUE PODEM SER UfILIZADAS NA TECNOLOGIA DE
ALIMENTOS
6.1 - Manuseio da matéria-prima:
- Tratamentos preliminares: limpeza, seleção e classificação,
fumigação,
resfriamento,
armazenamento;
- Transporte para a fábrica;
6.2 _. Preparo da matéria-prima e operações preliminares:
- limpeza e purificação: lavagem a seco, lavagem, aspiração,
filtração,
fumigação,
cloração da água;
- remoção de partes indesejáveis (película, caule, vísceras, caroços, etc.);
- desintegração e separação dos componentes (extração, despolpamento,
moagem, trituração, centrifugação, aspiração, fJ..1tração, peneiração, etc.);
6.3 - Manufatura dos produtos fmais:- Formulação;
- Operações de elaboração: envelhecimento e maturação,
clarificação e filtração,
cristalização,
envelhecimento e defumação,
secagem,
processamento pelo calor,
agitação e mistura dos ingredientes,
tratamento pelo frio (refrigeração e congelação),
moldagem;
- Embalagem e distribuição: embalagem,
empacotamento,
armazenamento,
transporte para o mercado.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 37
7 - "A INDUSTRIALIZAÇÃO COMO FATOR DE PROMOÇÃO DA AGRICUL-
TURA"
Df. Cyro G. Teixeira - Instituto de Tecnologia de Alimentos Campinas, SP.
7.1 - Introdução
Em todos os países onde a agricultura é fator preponderante na economia na-
cional, vamos observar que as novas conquistas no campo das técnicas agronômicas
foram acompanhadas de perto pelo desenvolvimento tecnológico, visando ao
melhor aproveitamento da conseqüente elevação da produção agrícola. Através da
pesquisa tecnológica foi possível a adoção de sistemas eficientes e lucrativos de
armazenamento e processamento das colheitas, que evitam os grandes problemas
resultantes da comercialização imediata dos produtos frescos.
A maioria dos produtos agrícolas se caracteriza pelo fato de serem sazonais e
em determinadas épocas do ano poderá verificar-se o aparente fenômeno da super-
produção, isto é, a demanda do mercado consumidor, naquela época, não ser de tal
ordem que permita a absorção, pelo mercado, do produto fresco. Isto, entretanto,
não quer dizer que a produção agrícola seja superior à capacidade de consumo, uma
vez que o fator limitante é o fato de o mercado consumidor, em grande parte dos casos,
se localizar mais ou menos distante dos grandes centros de produção, o abasteci-
mento com produto fresco torna-se muito mais difícil, exigindo condições adequa-
das de manuseio, transporte e armazenamento. Por outro lado, só poderá ser consu-
mido em determinadas épocas do ano, não sendo encontrado na maior parte do ano.
Ê o caso da manga, goiaba, morango, pêssego, caju, abacaxi, caqui, etc.. Em se tra-
tando de produtos altamente perecíveis, o melhor aproveitamento das safras só será
possível através da introdução de processos eficientes de industrialização que per-
mitam a absorção de grande parte das colheitas, possibilitando o seu consumo
durante todo o ano. O mesmo se observa com certos vegetais tais como batata,
tomate, couve-flor, aspargo, ervilha, cebola, etc.
Outro recurso, bastante oneroso em razão da crise energética, seria a utiliza-
ção do armazenamento pelo frio, podendo em muitos casos lançar-se mão do
sistema de atmosfera controlada. Mesmo assim, para o caso de produtos tropicais,
esse tempo de armazenamento não poderá ser muito prolongado como para o caso
da maçã, exigindo também que se desenvolva a tecnologia mais adequada para as
nossas variedades.
Por outro lado, o abastecimento dos grandes centros urbanos apenas com
produtos frescos traz umá série de problemas de difícil solução e que criam urna sé·
rie de dificuldades tanto para o produtor como para o consumidor. Uma delas bas-
tante séria é a relativa às grandes perdas que se observam nas fontes de consumo,
resultantes de deficiência de transporte com conseqüente deterioração de parte
considerável de alimentos. As conseqüências das perdas observadas se fazem sentir
de duas maneiras distintas, a saber:
38 ALTANIR JAIME GAVA
a) contribuem para a elevação de preço de produtos no mercado de consumo, a
fun de poder cobrir os prejuízos decorrentes da elevada percentagem do produto
agrícola que se deteriora;
b) estas perdas representam uma parte preciosa da produção que não pode ser
utilizada para o consumo humano, contribuindo para agravar o problema do
abastecimento às regiões de maior densidade demográfica.
7.2 - Problemas de Abastecimento
A experiência dos países mais adiantados tem mostrado que o abastecimento
racional e regular dos grandes centros industriais consumidores só poderá ser
solucionado da seguinte maneira:
a) Parte dos alimentos poderá ser consumida em estado fresco, desde que se conte
com uma rede eficiente de abastecimento dotada de sistema adequado de arma-
zenamento, que permita uma boa distribuição dos alimentos para o mercado
retalhista, sem que se verifiquem perdas apreciáveis decorrentes de deteriorações
ocasionadas pelo manuseio inadequado dos produtos oriundos dos grandes
centros de produção
b) Parte dos alimentos terá que ser consumida industrializada ou semi-industria-
lizada, permitindo um melhor aproveitamento da produção e um melhor abaste-
cimento dos grandes mercados consumidores durante todo o ano.
Este estado de coisas se agrava ainda mais à medida que se intensifica o
deslocamento das populações rurais para os centros industriais. Por outro lado, a
industrialização vai permitir que grande parte da produção seja aproveitada no
próprio local, principalmente dos alimentos altamente perecíveis, evitando-se as
perdas apreciáveis resultantes do transporte do produto fresco para os centros
de consumo, além de permitir uma interiorização da indústria e maior fixação das
populações nessas regiões pelo oferecimento de novas oportunidades de emprego.
7.3 - Matéria-prima para a Indústria de Alimentos
Ainda persiste, em muitas regiões, o conceito de que o descarte do mercado
fresco de produtos agrícolas é que deve ser desviado para a indústria de alimentos.
Na maioria das vezes, é considerado descarte o produto agrícola que não apresenta
as condições indispensáveis para o consumo no mercado fresco, muitas vezes em
condições precaríssimas, devido ao ataque de insetos, de microrganismos ou de
transporte e armazenamento impróprio. Dessa maneira o produto industrializado
nunca poderá ser de alta qualidade, uma vez que a matéria-prima empregada é fator
preponderante no preparo de alimentos industrializados. A utilização de matéria-
-prima inadequada para a produção de alimentos industrializados acarreta uma série
de inconvenientes, que vão refletir-se na qualidade do produto industrializado.
7.3.1 - Problemas resultantes da utilização de matéria-prima inadequada
A utilização, nos processamentos industriais, de matéria-prima de má quali-
dade, traz uma série de desvantagens, que passaremos a enumerar:
7.3.1.1 - Falta de uniformidade e qualidade inferior de alimentos industrializados
A utilização de matéria-prima de baixa qualidade, sem especificações
determinadas, resulta na obtenção de produtos industrializados que pecam pela
aparência e outras características organoléticas, contribuindo para gerar uma
atmosfera de descrédito e desconfiança por parte do consumidor. O con'sumidor
espera que toda vez que adquira um produto se apresente ele sempre uniforme,
com as mesmas características de aparência e palatabilidade. Isto só será possível
pelo emprego de matéria-prima uniforme, com especificações pré-fixadas, uma vez
que o processamento, por melhor que seja, não poderá realizar o milagre de permitir
a obtenção de um produto industrializado de alta qualidade e receptividade, a
partir de uma matéria-prima de baixa categoria. Muitas vezes um determinado
produto industrializado de má qualidade poderá contribuir para que o consumidor
forme uma idéia errônea a seu respeito. Poderá vir a generalizar a sua impressão
e admitir que aquele produto industrializado é realmente ruim e não deve ser
consumido.
Entretanto, em grande número dos casos, não é o produto que não presta,
mas sim, o fato de ter sido ele produzido de maneira inadequada, muitas vezes em
virtude do emprego de matéria-prima de características inferiores.
Um primeiro passo para melhorar a qualidade dos produtos vegetais
industrializados é, sem dúvida alguma, através do emprego de matéria-prima com as
características exigidas pelo processamento. Para cada tipo de processamento são
exigidas condições especiais para a matéria-prima. A matéria-prima deve ter
especificações tais que permitam a obtenção de um produto industrializadocom
aroma e paladar bem semelhantes ao produto fresco. Para tanto, é importante
escolher o ponto exato de colheita, bem como cuidados especiais na colheita,
transporte e manuseio durante o processamento. O ponto ideal de aproveitamento
da matéria-prima poderá ser controlado através de uma série de determinações
químicas e físicas. Estas se baseiam na mudança da cor, nas variações na acidez, teor
em sólidos solúveis, relação açúcar-acidez, etc.. Dessa maneira, lançando mão
dessas determinações físicas e químicas, é possível estabelecer o ponto ideal de
colheita para a produção de um determinado alimento industrializado. Assim,
poder-se-á obter um alimento industrializado com bastante uniformidade, não
se verificando grandes variações entre os diversos lotes processados. Quando
não se tem um controle rigoroso da matéria-prima, torna-se bastante difícil
conseguir uniformidade de um determinado alimento industrializado, principal-
mente se esta matéria-prima for de baixa qualidade. Para um melhoramento técnico
dos alimentos industrializados de origem vegetal, é fator primordial e indispensável
que se estabeleçam padrões de qualidade para a matéria-prima. Pouco a pouco
iremos criando uma mentalidade favorável à implantação de uma agricultura para
a indústria, desfazendo-se aquela idéia errônea e bastante arraigada entre nós de
que a indústria de alimentos deva aproveitar o descarte do mercado fresco.
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 39
40 ALTANIR JAIME GAVA
Com a evolução das técnicas de processamento, vamos verificar que muitas
vezes será necessária a utilização de variedades determinadas, de acordo com o tipo
de processamento que se pretenda. Assim, por exemplo, uma variedade que se
presta muito bem para a produção de extrato de tomates, poderá não ser a mais
adequada para a produção de suco ou de tomate pelado.
O pH do tomate é de grande importância, uma vez que vai exigir um maior
ou menor tratamento térmico. A obtenção de variedade com pH favorável para um
tratamento térmico iria refletir-se fatalmente na melhoria da qualidade do produto
fmal. Por outro lado, o teor em sólidos solúveis e insolúveis é de grande impor-
tância na produção de extrato de tomate ou em outros produtos em que a consis-
tência é fator preponderante. A introdução de novas variedades deve ser feita de
maneira que venha a atender aos interesses do produtor e do industrial. No caso
do tomate, é muito importante que se criem variedades produtivas e de maturação
uniforme, de modo que se reduza ao mínimo o número de colheitas.
As 'pesquisas realizadas nestes últimos anos têm ensinado muito sobre os
efeitos da variabilidade da matéria-prima sobre a qualidade dos alimentos industria-
lizados, mostrando, de maneira incontestável, a importância que a ela deve ser dada
para obtençâo de alimentos industrializados que apresentem as características
desejadas de aparência, sabor, aroma e estabilidade, contribuindo para sua maior
receptividade por parte do mercado consumidor.
7.3.1.2 - Problemas relacionados com o mercado internacional
O nosso país tem possibilidade de produzir uma gama de alimentos industria-
lizados, tipicamente tropicais, que poderão ~er facilmente introduzidos no mercado
internacional. ~ o caso da manga, do caju, do mamão, do maracujá, da banana, etc..
Entretanto, terão que se enquadrar nos padrões estipulados pelo mercado interna-
cional. Um dos fatores indispensáveis, além de um processamento adequado, para
que um alimento preencha as exigências do mercado internacional, reside na utili-
zação de matéria-prima de boa qualidade, colhida no ponto exato e manuseada de
maneira adequada, evitando-se as alterações que possam ocorrer de natureza física,
química e biológica.
7.4 - Industrialização como Fator de Promoção Agrícola
A industrialização de alimentos pode contribuir de maneira marcante para o
incentivo e estabilização da produção agrícola. Isto pode ocorrer de diversos modos,
a saber:
7.4.1 - permitir o aproveitamento dos excedentes no local de produção;
7.4.2 - possibilitar o aproveitamento de subprodutos;
7.4.3 - facilitar a implantação de indústrias rurais;
7.4.4 - contribuir para o zoneamento da produção;
7.4.5 - estabilizar o preço da matéria-prima;
7.4.6 - permitir uma melhor utilização dos alimentos durante todo o ano;
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 41
7.4.1 - Aproveitamento do excedente no local de produção
A implantação de indústrias de alimentos nas proxirrúdades da fonte de
produção contribui para estimulá-la, abrindo uma nova fonte de consumo. Caso
contrário, o produtor fica totalmente à mercê do mercado fresco, que sofre oscila-
ções tremendas na safra e entressafra. Nos anos de grande produção, verifica-se
uma queda violenta de preço na época da safra, criando muitas vezes condições
de desestímulo para o produtor. Um caso recente foi o da laranja. Com o aumento
da área do cultivo da laranja nas regiões de Limeira, Araraquara, Bebedouro e
Araras, tivemos de enfrentar o problema da superprodução, em virtude da não
absorção de toda a safra por parte do mercado fresco, tanto interno como de
exportação. Verificou-se, nessa ocasião, perda considerável de matéria-prima de boa
qualidade, refletindo em prejuízos para os citricultores. Com a instalação, naquelas
regiões, de indústrias para produção de suco simples e concentrado, abriu-se um
novo mercado para os produtos citrícolas, possibilitando um melhor aproveita-
mento das safras. Além de abrir um novo mercado para a produção local, oferece ao
produtor duas alternativas para a venda de seu produto, destinando-o para o
mercado fresco ou para a indústria, de acordo com sua conveniência. Como conse-
qüência, vamos verificar uma maior estabilidade de preços, em níveis compensa-
dores tanto para o produtor como para o industrial.
A implantação da indústria citrícola, utilizando matéria prima adequada e uma
tecnologia moderna possibilitou que no espaço de 12 anos nos tornassemos o maior
exportador de suco de laranja congelado, competindo em qualidade e preço com
os nossos competidores internacionais.
O mesmo está ocorrendo com a banana. O litoral de São Paulo possui uma
grande área cultivada com banana. Esta banana se destina ao mercado interno ou
para exportação. Entretanto, a capacidade de consumo do mercado interno e de
exportação não é suficiente para absorver toda a produção. Dessa maneira, as
perdas observadas na fonte de produção são excessivamente elevadas. A solução do
problema seria, sem dúvida alguma, através da implantação de indústria próxima
aos centros produtores com capacidade para absorver o excedente da produção
não utilizado para o mercado interno ou para exportação. Desta
maneira, o consumo de matéria-prima não dependeria de transportes muito
longos, permitiria o soerguimento sócio-econômico de uma região bastante pobre,
oferecendo fontes de trabalho para uma grande parte da população daquela região.
Muitos outros exemplos poderiam ser dados, como o do amendoim, que é o
produto agrícola que oferece o meio de subsistência de grande parte da população
rural da Zona Sorocabana e Alta Paulista. Por constituir uma matéria-prima de alto
valor para a indústria de óleos comestíveis, possibilitou essa leguminosa a implan-
tação de uma agricultura estável, resultante da existência de um mercado de
consumo, que permite ao produtor uma recompensa razoável para o seu produto.
Outro exemplo admirável é a soja. Em pouco mais de dez anos nos tornamos
o segundo produtor mundial. Isto foi possível através de um incentivo de exportação
de grãos, óleo e farelo. Além disso, oferece grandes possibilidades de maior uso no
42 ALTANIR JAIME GAVA
mercado interno no enriquecimento protéico de alimentos industrializados de
.baixo valor nutricional.
A batata e a cebola, produtos altamente perecíveis, constituem também
matéria-prima que, em certas épocas do ano, em virtude da aparente superprodução,acarreta sérios problemas para o produtor. Através da implantação de indústrias
para utilização dessa matéria-prima, por meio de desidratação ou outro processo,
poderíamos criar um maior incentivo ao produtor, abrindo um novo mercado de
consumo para o seu produto.
7.4.2 - Aproveitamento de subprodutos da industrialização
Muitos subprodutos da industrialização de alimentos vegetais podem ser
aproveitados para outras aplicações, pennitindo a criação de novas fontes de
riqueza.
No caso da industrialização do suco da laranja, vamos contar com subpro-
dutos valiosos, tais como o óleo essencial, a pectina e os resíduos secos. O óleo
essencial é utilizado pela indústria de cosméticos e outras, cujo aproveitamento
não seria possível se o limitássemos apenas ao consumo do fruto fresco. A pectina
é um subproduto que tem também emprego na indústria de marmeladas, geléias
e outras. O Estado de Flárida, nos Estados Unidos, industrializa a maioria
de sua produção citrícola para produção de suco concentrado congelado. Com o
florescimento dessa indústria, surgiu uma outra exploração agropecuária, que foi
a de engorda de gado bovino, que representa, nos dias atuais, uma grande fonte
de renda daquele Estado. Em nosso meio, a industrialização de produtos cítricos
está tendo lugar na área abrangida pelos municípios de Limeira, Bebedouro, Arara-
quara, Matão e circunvizinhanças, já estllndo as grandes indústrias dessa área
procedendo a secagem dos resíduos. Trata-se de indústria em plena expansão que,
pela aproximação com a região de Barretos, região tradicional de pecuária bovina,
poderá possibilitar a abertura de novo mercado, visando ao aproveitamento racional
dos resíduos da indústria citrícola, pennitindo a valorização desse subproduto e
estabelecimento de novo equacionamento do problema da engorda.
A industrialização de sementes oleaginosas, tais como o amendoim, algodão
soja e outras, permite também a obtenção de um subproduto valioso, que é a torta
A torta de oleaginosas, pelo seu alto teor protéico, constitui um alimento de valor
inestimável para a elaboração de rações animais. Muitos outros exemplos de aprovei-
tamento 'de resíduos ou subprodutos da industrialização de alimentos poderiam ser
mencionados, tais como o farelo do milho, o farelo da mandioca, o melaço da
cana, aproveitamento de sementes de tomate para extração de óleos, etc., cujo
aproveitamento vem trazer benefícios diretos para as atividades agropecuárias.
7.4.3 - Possibilidade de implantação de indústrias rurais
Existem certos tipos de indústrias alini.entares que, por não exigirem equipa-
mentos especializados e instalações de grande monta, podem ser facilmente locadas
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 43
na zona rural. Estas indústrias poderiam ser construídas por iniciativa pessoãI ou
por intermédio de cooperativas. Incluem-se entre essas indústrias as de produção
de picles, marmeladas, doces cristalizados, frutas em calda, produção de rapadura,
etc.. Elas poderão ser altamente econômicas, sem necessidade de operar com
grande capacidade. Desse modo vamos criar novas riquezas na zona rural e vamos
abrir um novo mercado de mão-de-obra. Na maioria dos casos, tratando-se de
produtos obtidos de matérias-primas altamente perecíveis, o seu processamento
próximo da fonte de produção e em pequena escala permitirá que se faça uma
melhor seleção dessa matéria-prima e se obtenham produtos industrializados de
boa qualidade. Esses produtores, uma vez orientados de como melhor instalar essas
pequenas indústrias rurais, terão todas as condições necessárias para que essa
iniciativa seja coroada de êxito, introduzindo uma fonte de renda para si e para a
comunidade. Por outro lado, essas pequenas indústrias rurais não iriam concorrer,
em ltipótese alguma, com a grande indústria de alimentos, uma vez que se trata de
pequena produção, que seria totalmente consumida em uma área restrita ou para
atender mercados bastante específicos.
7.4.4 - Contribuir para o zoneamento da produção
Nos países de agricultura avançada vamos observar que a produção agrícola
obedece a um zoneamento bastante eficiente. Este zoneamento permite que os
produtos agrícolas sejam cultivados, no seu habitat, em condições de clima e solo
mais adequados com às exigências. Através desse zoneamento natural e pelo
cultivo de variedades selecionadas e tratos culturais adequados, é possível obter-se
alto rendimento por área, a preços de custo mais baixos. Nos Estados Unidos são
bem conhecidos o cinturão do milho (com belt), o cinturação do trigo (wheat belt),
as regiões citrícolas (Flórida e Califórnia). Cerca de 75% dos tomates consumidos
nos Estados Unidos são produzidos no Estado da Califórnia. O Estado de Idaho
é o grande centro produtor de batatinha, etc.. Este zoneamento rural traz como
conseqüência o zoneamento industrial, uma vez que as indústrias de alimentos
procuram instalar-se nas proximidades dos grandes centros produtores. Aliás, uma
das causas que permitem o zoneamento agrícola é a industrialização.
Nos países onde o abastecimento dos grandes centros populacionais é feito
quase que totalmente na base do produto fresco, o zoneamento da produção se
toma bastante difícil, em virtude das grandes oscilações de preço no mercado
consumidor e da necessidade de se instalar próxima aos centros de consumo.
Assim na maioria dos casos, o produtor procura cultivar aquilo que prevê que terá
mercado mais compensador. Se em um determinado ano plantou batatinha e
foi mal sucedido, provavelmente, no ano seguinte, irá dedicar-se a outra cultura
que julgue que será lucrativa. Condições de clima e solo mais favoráveis para o
cultivo de determinado produto são colocados em plano inferior. Naturalmente,
não poderia ser outro o modo de agir do agricultor, uma vez que da exploração
agrícola depende sua sobrevivência. Este zoneamento só será possível onde houver
44 ALTANIR JAIME GAVA
industrialização de alimentos que venha oferecer mercado certo e preços compen-
sadores para o produto agrícola. Este fenômeno já está começando a ocorrer entre
nós, principalmente /TO Estado de São Paulo. Já podemos vislumbrar uma zona
citrícola estável, resultante das instalações de indústrias para aproveitamento dos
frutos cítricos daquela região; grande parte da Zona Sorocabana e Alta Paulista
está se dedicando à cultura do amendoim, permitindo que se localize naquela
região uma grande parte da indústria de óleos vegetais comestíveis. A região de
Taquaritinga já começa a se destacar pela produção de tomate para a indústria,
fazendo prever que naquela região deverá vir a se concentrar a indústria de produtos
de tomate. Desse modo, através do zoneamento agrícola, será possível um melhor
rendimento das culturas que serão cultivadas nas regiões que apresentarem solo e
clima mais favoráveis às suas exigências, ao mesmo tempo que contribuirá para
uma descentralização da indústria de alimentos que tenderá a se concentrar nas
proximidades dos grandes centros de produção.
Outra conseqüência importante do zoneamento agrícola é a de permitir
uma assistência técnic:l mais eficiente ao produtor através do estabelecimento de
núcleos de especialistas para orientarem as culturas mais adequadas de cada
região.
Um maior intercâmbio entre produtor e industrial será possível uma vez que
do sucesso da atividade rural irá depender os interesses econômicos de ambos.
7.4.5 - Fator de estabilização de preço da matéria-prima
É demasiadamente sabido que o abastecimento dos centros consumidores
apenas com alimentos frescos traz como conseqüências as tremendas oscilações
de preços que sofre esse produto nas diversas épocas do ano. É o fenômeno da
oferta e da procura. Na época da safra quando há abundância de um determinado
alimento, seu preço sofre uma grande queda, principalmente, se for alimento
perecível. Ex.: batata e cebola. O produtor de um modo geral não conta com
recursos para armazenar sua produção,de modo que se vê na contingência de
vendê-lo o mais rápido possível. Isso ocorre na ocasião da safra, quando a oferta
aumenta no mercado consumidor, acarretando a queda do preço. Em certas
ocasiões, esta queda é tão grande que não compensa ao produtor arcar com as
despesas da colheita. Neste aspecto, a industrialização poderia atuar como fator
de estabilização e regularização de preços, uma vez que a indústria vai utilizar a
matéria-prima na época na safra, ocasião em que o produtor encontra dificuldade
para vender o seu produto, podendo obter preços razoáveis. Não serão tão altos
como os atingidos na entressafra, nem tão baixos como geralmente ocorre no
período de safra. Poderá conseguir um preço médio e estável, que lhe dará o estí-
mulo necessário para que prossiga na exploração agrícola.
7.4.6 - Melhor utilização dos alimentos durante todo o ano
É uma conseqüência óbvia. Se a maioria dos produtos agrícolas destinados à
alimentação tem a safra limitada a determinadas épocas do ano, o ideal seria o
aproveitamento máximo dessa produção para ser consumida durante todo o ano.
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 45
Este desiderato só poderá ser alcançado através da industrialização. Desta maneira
o que normalmente é chamado de superprodução nada mais é que o resultado da
impossibilidade do consumo desses alimentos vegetais durante um período mais
longo do ano, em virtude do seu consumo estar se dando ao nível de produto
fresco. A industrialização é a única maneira eficiente de se aproveitar melhor a
safra, evitando as perdas. Por outro lado, iremos ampliar o mercado de consumo
dos produtos, que industrializados poderão atingir mercados inacessíveis ao produto
fresco.
Sem dúvida alguma a industrialização dos alimentos é a meta segura para
promover a atividade agrícola, permitindo que a agricultura e a indústria caminhem
lado a lado, unindo os seus esforços, visando ao objetivo comum que é o soergui-
mento econômico e social nacional,
BIBLIOGRAFIA
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46 ALTANIR JAIME GAVA
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Universidade Estadual de Campinas, 1971.
8 - A INDÚSTRIA DE ALIMENTOS NO BRASIL
A indústria de alimentos ou agroindústria é urna das mais importantes indús-
trias de transformação. É difícil defini-la ou classificá·la devido aos muitos tipos
existentes.
Dos alimentos industrializados utilizados pelo homem, 60% são represen·
tados por farinhas, raízes, tubérculos e grãos. Após, vêm os alimentos de origem
animal com 28%, frutas 3,6%, açúcar 3,5%, óleos 3,4% e outros (3).
De acordo com o censo de 1970 do IBGE (2), era a seguinte a posição da
indústria de alimentos no Brasil para estabelecimentos, de 5 ou mais pessoas
ocupadas e/ou valor da produção superior a 640 vezes o maior salário mínimo
vigente:
Tipo de indústria
1) Produtos alimentares
Fabricação de produtos de padaria,
confeitaria e pastelaria .
M estabelecimentos
6.881
%
36,3
PRINCI'PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 47
IV? estabelecimentos %
O número total de estabelecimentos de produtos alimentares, em 1970,
era de 46.813 comparado com 33.534 em 1960, ao passo que o de bebidas era
de 4.798 (1970) comparado com 3.044 (1960).
Beneficiamento, moagem, torrefação
e fabricação de produtos alimentares ..
Abate de animais em matadouros,
frigoríficos e charqueadas, preparação
de conservas de carne e produção de
banha de porco e de outras gorduras
comestíveis de origem animal .
Preparação de leite e fabricação de
produtos de laticínios .
Preparação e fabricação de produtos
alimentares diversos, incluindo óleos
e gorduras vegetais, sorvetes, vinagre,
fermentos, gelo e rações balanceadas ..
Refeições conservadas, conservas de
frutas, legumes e outros vegetais,
fabricação de doces, exclusive de
especiarias e condimentos .
Fabricação e refinação de açúcar .
Fabricação de massas alimentícias
e biscoitos .
Fabricação de balas, caramelos, bom-
bons, dropes, pastilhas e chocolates...
Preparação de pescado e fabricação
de conservas do pescado. . . . . . . . ..
Outras
Total
2) Bebidas
Fabricação de vinhos .
Fabricação de aguardentes, licores
e outras bebidas alcoólicas .
Fabricação de bebidas não-alcoólicas..
Destilação de álcool .
Total
5.010
1.336
944
896
653
545
533
190
174
17.162
316
830
518
133
1.797
26,5
7,0
5,0
4,7
3,4
2,9
2,8
1,0
0,9
1,7
4,4
2,7
0,7
48 ALTANIR JAIME GAVA
Observa-se assim· que a indústria de panificação possuía, em 1970, o maior
número de estabelcimentos. Em 1960, essa posição era ocupada pela indústria
de beneficiamento, moagem, torrefação e fabricação de produtos alimentares.
Em 1970, a indústria de fabricação e refmação do açúcar possuía o maior
número de pessoal ocupado ao passo que o primeiro lugar em valor da produção
era ocupado pela indústria de beneficiamento, moagem, torrefação e fabricação
de produtos alimentares.
A indústria de alimentos cresceu menos do que se esperava nos últimos
anos, apesar de continuar a ocupar lugar de destaque entre as indústrias de
transformação, quanto ao valor da produção (1? lugar) e pessoal empregado (2?
lugar). O setor cresceu de 1960 a 1970 ao ritmo de 8,4% ao ano, o que representa
um bom crescin1ento para um setor considerado tradicional. Quase todos os setores
tiveram em 1970 crescimento positivo, variando de 5,5% a 13,3%. Tiveram cresci-
mento maior os setores de frutas em conserva, pescado e preparação de produtos
alimentares diversos.
Entre as indústrias de transformação, a indústria de alimentos ocupa a primei-
ra posição no que se refere ao valor de produção e o segundo lugar no que concerne
ao pessoal empregado.
A distribuição dos estabelecimentos por região, em 1970, era a seguinte:Estimativas recentes têm mostrado uma queda no comportamento do setor
alimentos desde 1972. Nesse ano o crescimento foi de 13,3%, em 1973 de 9,6%, e
fmalmente em 1974 o crescimento atingiu apenas 4,4%, constituindo-se num dos
índices mais baixos de que se tem notícia da indústria de alimentos. Em 1975 o
crescimento foi um pouco melhor tendo sido de 12% em 1976. Espera-se que até
1980 o crescimento anual seja em torno de 7% ao ano, devido à recessão econô-
mica internacional, situação da balança de pagamentos do Brasil e medidas de
contrôle da inflação.
A razão desse desenvolvimento que ainda deixa a desejar prende-se, principal-
mente, ao fato de que o investimento nesse tipo de atividade industrial é caro. As
instalações e os equipamentos de que necessita, distinguem-se entre os demais como
aqueles de construção e manutenção mais dispendiosa que existe (3).
Outro aspecto relevante é a sua necessidade de emprego constante de capital.
A indústria de alimentos trabalha com matéria-prima perecível, tanto de origem
animal como vegetal, necessitando assim de estocagem especial. E para manter o
Região
Norte .
Nordeste .
Sudeste .
Sul .
Centro-Oeste .
Total
JV{? estabelecimentos
1.024
10.038
22.331
10.674
2.746
46.813
%
2,2
21,4
47,7
22,8
5,9
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 49
alimento em condições de ser consumido, despende vultosas somas na sua emba-
lagem e acondicionamento (3).
Em 1960, por solicitação do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico,
a Fundação Getúlio Vargas realizou uma pesquisa sobre o problema da industria-
lização de alimentos, para identificar os melhores processos de preservação, estudar
a estrutura do consumo de alimentos industrializados e analisar o suprimento da
matéria-prima. Os resultados enfatizaram a necessidade de investimentos na agricul-
tura, no armazenamento e conservação da produção agrícola e em novas indústrias
de alimentos, com vistas a libertar amplas regiões do País da ameaça permanente
ou periódica de crises de abastecimentos (1). Verificou-se, por exemplo, que na
indústria de óleos e gorduras, para um ativo imobilizado de 26%, se exigia um
capital circulante de 74%. Isso explica por que essas indústrias passaram, paulatina-
mente, ao controle do capital alienígena, muito mais poderoso (3).
Assim, a indústria de alimentos, cuja liderança no valor de produção. no
parque industrial brasileiro é inconteste, tem uma situação econômica que é, via
de regra, debilitada. Portanto, resulta que as condições para investir no campo das
pesquisas e das inovações tecnológicas, nessa indústria, são igualmente pouco
atrativas (3).
Temos alguns tipos de indústrias de alimentos relativamente bem desenvol-
vidos como as de óleos vegetais, carne industrializada, sucos cítricos concentrados,
café desidratado, laticínios, etc., mas precisamos ainda desenvolver muito a
nossa tecnologia de alimen tos.
Para isso precisamos melhorar vários pontos como:
a) pessoal técnico, tanto de nível superior como de nível médio;
b) matéria-prima para a indústria;
c) equipamentos adequados para processamento;
d) técnica de comercialização.
Felizmente o panorama do setor alimentício tem melhorado prevendo-se uma
expansão interna e externa. O Brasil tem boas possibilidades de tornar-se um
"celeiro do mundo", tendo em vista a presente escassez generalizada de matérias-
primas no cenário internacional. Nossa exportação de produtos alimentícios manu-
faturados aumentou consideravelmente nos últimos anos, e muito ainda podemos
fazer principalmente com relação à indústria de alimentos tropicais.
BIBLIOGRAFIA
(1) Banas - Brasil Industrial. Editora Banas S. A., 1975.
(2) IBGE. - Censo Industrial. Brasil. 1970. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística,
1974.
(3) Tosello, A. - A indústria de alimentos no Brasil. Boletim do ITAL, n9 23, Campinas,
SP,1970.
50 ALTANIR JAIME GAVA
9 - ACEITABILIDADE E FATORES DE QUALIDADE DOS ALIMENTOS
A aceitabilidade de uma substância como alimento depende muito da pessoa
que a examina, pois certos alimentos podem ser considerados comestíveis por certas
pessoas e rejeitados por outras. Uma pessoa faminta pode consumir alimentos
que não consumiria em condições normais, porém estamos todos de acordo que um
alimento decomposto não deve ser utilizado. Felizmente, muitos alimentos decom-
postos não prejudicam nossa saúde, porém os valores nutritivos e organolépticos
podem ser alterados. Muitas vezes é difícil verificar pela aparência se um alimento
está decomposto ou não. .
Qualidade pode ser defmida como o conjunto de características que irão
influir na aceitabilidade de um alimento. Nossos órgãos do sentido são utilizados
na escolha de um alimento.
Os fatores de qualidade detectados pelos nossos órgãos do sentido podem ser
divididos em três categorias: aparência, textura e "flavor" (saboroma).
Os fatores relacionados com a aparência incluem a cor, tamanho, forma,
integridade, consistência e defeito. Os fatores de textura incluem os fatores ligados
ao tato (dureza, maciez e suculência) e fatores sentidos pela boca (fibrosidade,
pegajosidade, arenosidade, farináceo, etc.). Os fatores de qualidade ligados ao
"flavor" estão relacionados com o gosto (doce, ácido, salino e amargo) e com o
aroma (ácido, fragrante, queimado, gorduroso, râncido, metálico, etc.) e com o
gosto-residual ou "after taste" (amargo, seco e adstringente).
Geralmente o consumidor, ao escolher um determinado alimento, o faz tendo
em vista, respectivamente, o preço, aparência, sabor e valor nutritivo.
Há ainda certos fatores que não podem ser avaliados organolepticamente pelo
consumidor, como o valor nutritivo e substâncias tóxicas e que são de muita impor-
tância para sua saúde e bem-estar.
10 - CAUSAS DAS ALTERAÇÕES DOS ALIMENTOS
De uma maneira geral, podemos afirmar que as alterações dos. alimentos
podem ser devidas às seguintes causas:
a) crescimento e atividade dos microrganismos;
b) ação das enzimas presen tes nos alimentos;
c) reações químicas não enzimáticas;
d) alterações provocadas por insetos e roedores;
e) mudanças físicas, como aquelas ocasionadas por queimaduras, congelação,
desidratação, pressão, etc.
As duas primeiras causas são muito importantes e serão discutidas com maior
profundidade oportunamente.
c) Reações químicas não enzimáticas
Entre as principais temos o ranço oxidativo e o escurecimento químico dos
alimentos. .
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Ranço oxidativo
51
No ranço oxidativo, as cadeias insaturadas dos ácidos graxos poderão romper-
se, originando diversos carbonilados de peso molecular mais baixo e responsáveis
pelo odor desagradável dos produtos rançosos. Abaixo temos a representação
muito simplificada da reação:
H H H H
I I I I
... - C = C - ... + O2~ •.• - C - C - ... ->
I I
O-O
Esta reação é acelerada pelo oxigênio, luz (especialmente ultravioleta), tempe-
ratura, metais (especialmente cobre e ferro), enzimas (lipoxidase) e presença de
oxidantes naturais.
No mecanismo de auto-oxidação ocorrem reações em cadeia, que podem ser
separadas em três estágios denominados início, propagação e término.
- Início:
RH -> R" (radical livre)
-Propagação:Cli: O' -> R~O" (radical peróxido)
ROO + RH -> R + ROOH (peróxido)
I
- Término:
ROO + ROO
ROO + R
R + R
produtos inativos
No período inicial para a formação do radical livre, torna-se necessári'l :l.
presença de uma certa quantidade de energia, que poderá ser fornecida pelo calor,
radiação e traços de metais como o cobre e ferro. Na radiação, especialmente os
raios ultravioleta são efetivos neste particular. De maneira semelhante, as radiações
ionizantes poderão quebrar a molécula, originando radicais.
52 ALTANIR JAIME GAVA
No período de propagação ocorrem as chamadas reações em cadeia. Teorica-
mente, a reação continua até que todo o oxigênio ou toda amolécula do ácido
graxo (RH) tenha sido utilizada.
No período fmal (término), os radicais reagirão entre si, para formar
moléculas inativas.
O ranço oxidativo deve ser diferenciado do ranço hidrolítico, ocasionado por
certas enzimas (lipases) que ao hidrolisarem um triglicerídeo (óleo ou gordura),
liberam ácidos graxos, sendo que aqueles de baixo peso molecular (ácidos butírico,
capróico, capn1ico, etc.) possuem odor e sabor desagradável.
Escurecimento químico
Escurecimento ou "browning" químico é o nome que se dá a uma série de
reações químicas que culminam com a formação de pigmentos escuros conhecidos
com o nome genérico de melanoidinas. As melanoidinas são polímeros insaturados
coloridos de variada composição.
É uma reação desejável em alguns casos, como na fabricação de cerveja,
pão, café, batata-frita, produção de caramelo e indesejável, como nas frutas desidra-
tadas, ovo em pó, suco concentrado de frutas, especialmente de limão, etc.
Apesar da complexidade do assunto são hoje aceitos três mecanismos ou
tipos principais de escurecimento químico não enzimático: a reação de Maillard,
o mecanismo do ácido ascórbico e a caramelização. A Figura 2 apresenta o esquema
de Hodges procurando mostrar as reações de escurecimento.
1) Reação de Maillard
Envolve uma série de reações que se iniciam com a combinação entre o grupa-
mento carbonila de um aldeído, cetona ou açúcar redutor, com o grupamento ami-
no de um aminoácido, peptídeo ou proteína, formando depois a chamada base de
Schiff, sofrendo o rearranjo de Amadori, (isomerização da aldosilamina N-substi·
tuída),a degradação de Strecker (perda de CO2 ) e culminando com a formação de
pigmentos escuros. Furfural tem sido identificado como uma substância interme-
diária formada no processo que, por polimerização, poderá produzir melanoidinas.
H /H
"C-C
II 1\ ~O
H-C C-C
\ / \O H
furfural
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 53
Açúcar aldose
+
composto amínico
1 l
o
ISubstância nitrogena- I
da glicosilarnina
1 Rearranjarnentode Amadori
111-arninO-l-desoxi-2-ce-1
tose (forma l,2-enol)
-3H2O -2H2 O Degradaçã
IRedutonas I StreckerBase de Schiff de
hidroximetilfurfural
(HMF) ou furfural IC021Produtos de fissão.
-2H +2H (Acetol, aldeído pirú-
vico, diacetil, etc.)
I- grupo NH2 I Aldeído
+H2 O IDesidror-
redutona + compostos NH2
HMF ou I
furfural I (
I
Com ou sem
L.-
+ compostos
compostos NH2 NH 2
+ compostos lNH2 Aldóis e políme-
•
7 ros livres de N
I.Aldiminas I Aldiminas Aldiminas Iou
+ oomTto' NH, cetiminas
MELANOIDINAS
(polímeros e copolímeros nitrogenados escuros)
Figura 2 - Esquema de Hodges mostrando as reações de escurecimento.
54
2) Mecanismo do ácido ascórbico
ALTANIR JAIME GAVA
o ácido ascórbico tem sido considerado como o responsável pelo escureci·
mento de sucos cítricos concentrados, principalmente os de limão e tangerina.
O ácido ascórbico, quando aquecido em meio ácido, irá formar o furfural, que
poderá sofrer polimerização, originando compostos de coloração escura.
0=
HO-
HO-
H-
HO-
~I
II O
~~
I
C -H
I
CH2 0H
ácido ascórbico
3) Caramelização
A caramelização ocorre quando compostos polidroxicarbonilados (açúcares
ou certos ácidos) são aquecidos a temperaturas relativamente altas. Irá ocorrer
uma desidratação dos açúcares com a formação de aldeídos muito ativos.
Hidroximetilfurfural é muitas vezes um produto intermediário, sendo capaz
de sofrer polimerização originando as melanoidinas.
H H
\ /
H C C O
I 11 11 /
HO -C - C C-C
~ Y "'1-1
HMF
d) Alterações provocadas por insetos e roedores
Os insetos são importantes, principalmente na destruição de cereais e frutas
e hortaliças. O problema maior da presença do inseto não é o alimento que ele
consome mas, sim o fato de ele deixar uma porta de entrada para o ataque dos
microrganismos.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE.ALlMENTOS 55
Os roedores, principalmente os ratos, são, também, consumidores de alimen·
tos e por isso sérios competidores do homem. Eles alteram os alimentos não s6
pelo que consomem, mas, principalmente pela contaminação que provocam.
Nos Estados Unidos da América do Norte, os insetos e os roedores destroem
5 a 10% dos cereais. No Brasil esta alteração é calculada hoje em 20 a 30%, ao passo
que em certos países ela chega a alcançar 40 a 50% da produção total.
e) Alterações ocasionadas por mudanças físicas
Estão aqui incluídas certas alterações que ocorrem nos alimentos como
aquelas ocasionadas por queimaduras, desidratação, congelação, pressão, manuseio
deficiente, etc.
microbiologia
11
de alimentos
1. DECOMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOS POR MICRORGANISMOS
Os seres vivos, animais ou vegetais, são constituídos por células que fonuam
a matéria organizada e que, como tais, possuem vida e movimento próprios, o
que lhes permite defender-se de células parasitárias que tratam de os destruir. Por~m
os tecidos animais ou vegetais quando mortos são destruídos, de uma fonua ou de
outra, por forças biológicas. Existe uma concorrência entre o homem, os animais
e os microrganismos para ver quem consome primeiro os nutrientes.
Existem microrganismos em suas mãos e sobre esta pãgina. Estão presentes
no ar, no solo, na poeira, na ãgua, nos objetos, etc.
Ainda que a conservação dos alimentos tenha sido praticada ao longo de toda
a história do homem, somente depois de Louis Pasteur (1857) tomamos conheci-
mento do porquê dessa decomposição. Hoje em dia, a maioria dos métodos
utilizados na conservação dos alimentos baseia-se na destruição dos microrganismos
ou objetiva criar condições desfavorãveis para o seu crescimento, uma vez iniciado.
2. CURVA DE CRESCIMENTO DOS MICRORGANISMOS
Quando os microrganismos chegam aos alimentos, se as condições são favorã-
veis, iniciam sua multiplicação e crescimento passando por uma série de fases
sucessivas. Se realizannos contagens microbianas periódicas e representannos,
colocando o logaritmo do número de microrganismos viãveis por mililitro na
ordenada e a unidade de tempo na abcissa, obteremos unia curva de crescimento
bastante semelhante à representada na figura 3.
E
ALTANIR JAIME GAVA
c D
),.--------~
B
58
Ê
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o
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o'
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o
"O
00
.3 Tempo em horas
Figura 3 - Curva de crescimento dos microrganismos.
Como podemos verificar, esta curva é constituída de várias fases:
a) Fase de latência (AB) - também conhecida como fase estacionária ou fase lag
("Iag phase"), Nesta fase, a célula procura se adaptar ao novo meio, não
havendo, portanto, crescimento e havendo, inclusive, algumas vezes diminuição
do número de microrganismos. A duração desta fase é influenciada por vários
fatores como: idade da cultura usada como inóculo, quantidade de in6culo,
tempo de geração, tipo de microrganismo, meio ambiente (pH, oxigênio, tempe-
ratura, etc.).
b) Fase /ogaritmica (BC) - ou fase log, quando o ritmo de crescimento é máximo
e constante. Esta fase chega ao seu fmal por diversos motivos, entre os quais
poderemos citar a utilização de todos os nutrientes e a produção de metabólitos
t6xicos ao pr6prio microrganismo.
c) Fase estacionária (CD) - quando o número de células permanece constante.
d) Fase de destruição (DE) - durante o qual o número de células viáveis decresce
em ritmo constante em face das condições adversas do meio.
É de todo o interesse na conservação de alimentos prolongar ao máximo
a fase de latência. Este objetivo pode ser alcançado de diversos modos,
destacando-se os seguintes:
a) Procurando fazer com que o menor número possível de microrganismos alcance
os alimentos, isto é, reduzindo o grau de contaminação, pois, quanto menos
microrganismos existirem, maior será a fase de latência.
b) Criando condições ambientais desfavoráveis para os microrganismos com relação
ao alimento,umidade, temperatura" pH, presença de inibidores, etc.. Quanto
maior o número de condições desfavoráveis, tanto mais tardará o início do
crescimento.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 59
c) Aplicando certos tratamentos (calor, irradiações) diretamente sobre os mio
crorganismos. Sabe-se que certas bactérias ou seus esporos, quando submetidas
a um tratamento térmico considerável, requerem melhores meios de cultura do
que quando não submetidas ao aquecimento. Com freqüência basta a aplicação
da combinação destes tratamentos para a conservação do alimento durante um
período desejável. Logicamente tratamentos mais enérgicos eliminarão todos
os microrganismos.
A partir da curva de crescimento, podemos calcular o tempo de geraçã;o
dos microrganismos. O tempo de geração menor está na fase de crescimento loga-
rítmico e sua duração vai depender de uma série de condições ambientais. Da fase
logarítmica da curva poderemos chegar à equação (5):
t log 2
g=
log b -lob B
onde g
t
B
b
tempo de geração
tempo de observação
n9 de bactérias no período
inicial
n9 de bactérias no final do
período de observação
As bactérias são os microrganismos com maior velocidade de crescimento
podendo certas espécies apresentar um tempo de geração de 15 minutos, o que
quer dizer que cada célula originará duas células num tempo de 15 minutos.
A tabela 9 mostra a importância de se evitar a contaminação dos alimentos
por microrganismos em fase logarítmica.
Tabela 9 - Efeito do tempo de geração, em intervalos de tempo sobre o número
de bactérias, partindo de um só indivíduo (7)
Tempo em Tempo de geração em minutos
horas 30 60 120
O 1 1 1
1 4 2 1
2 16 4 2
3 84 8 2
4 256 16 4
5 1.024 32 4
6 4.096 64 8
7 16.384 128 8
8 65.536 256 16
9 262.144 512 16
10 1.048.576 1.024 32
20 108 1.048.576 1.024
3 - FATORES QUE REGULAM O CRESCIMENTO DOS MICRORGANISMOS
3.1 - Associações
3.1 - Associações,
ALTANIR JAIME GAVA
3.2 - Efeito das condições ambientais.
Entre os principais fatores influentes no crescimento dos microrganismos.
podem ser citados:
60
As associações dos microrganismos entre si intervêm nas alterações e fermen-
tações da maioria dos alimentos. A concorrência entre distintos tipos de bactérias,
leveduras e mofos de um alimento determina geralmente o tipo que predominará
e ocasionará uma alteração que lhe é característica. Se as condições são favoráveis
para todos, as bactérias geralmente crescem mais rapidamente que as leveduras e
estas mais que os mofos. Portanto, as leveduras predominarão sobre as bactérias
somente quando existirem originalmente em maior número ou quando as condições
são tais que impedem o crescimento bacteriano. Os mofos somente predominarão
quando as condições ambientais são desfavoráveis para as leveduras e bactérias.
As diversas espécies de bactérias competem também entre si, sobressaindo-se
uma. às demais; do mesmo modo, se as condições são favoráveis às leveduras,
uma espécie superará as outras, e o mesmo para os mofos.
Os microrganismos não são sempre antagônicos entre si, comportando-se às
vezes como simbióticos, isto é, ajudam-se mutuamente. Podem também crescer
simultaneamente sem favorecimento ou inibição entre si. Há vezes em que aparece
o sinergismo entre dois microrganismos; o crescimento conjunto poderá ocasionar
certas transformações que não poderiam ser realizadas isoladamente.
O efeito mais importante de um organismo sobre o outro é o metabiótico,
onde um fornece condições favoráveis para o crescimento do outro. Em alguns
casos, ambos poderiam crescer ao mesmo tempo, porém o fazem separadamente.
A maioria das fermentações e decomposições dos alimentos constitui exemplos
de metabiose.
3.2 - Efeito das Condições Ambientais
O meio ambiente determina qual dos microrganismos presentes no alimento
sobrepujará os outros e assim .produzirá uma alteração ou transformação que
lhe é característica.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 61
Os fatores do meio ambiente estão relacionados entre si e seus efeitos
combinados determinam quais os microrganismos que dominarão. Entre os fatores
principais temos:
3.2.1 - propriedades físicas dos alimentos,
3.2.2 - propriedades químicas dos alimentos,
3.2.3 - disponibilidade de oxigênio,
3.2.4 - temperatura.
3.2.1 - Propriedades físicas dos alimentos
O estado físico do alimento, sua natureza coloidal ou o seu estado após ter
sido congelado, aquecido, umedecido ou secado, junto com sua estrutura biológica,
determina se pode alterar-se ou não e qual o tipo de alteração que sofrerá.
A água de um alimento, conforme sua situação e disponibilidade, é um dos
fatores mais importantes do crescimento microbiano. A água pode ser considerada
como um composto químico necessário para o crescimento e como participante da
estrutura física do alimento. Os microrganismos (bactérias, leveduras, mofos)
necessitam umidade para se desenvolverem, sendo o crescimento máximo quando
dispõem de água suficiente. A água deve apresentar-se em condições de ser utilizada
pelos micróbios, isto é, não combinada de forma alguma, como ocorre em certos
solutos e colóides hidrofI1icos. Certos solutos, como o sal e o açúcar, originam um
aumento da pressão osmótica, que tende a diminuir a quantidade de água disponível
ao microrganismo. Em casos extremos, poderá ocorrer a plasmólise, por causa
do movimento de água do interior da célula para o meio exterior, com a fmalidade
de tentar igualar as concentrações.
A umidade relativa do ar também tem importância. Caso ela seja menor do
que a umidade do alimento, este perderá umidade pela sua superfície. Quando a
umidade relativa do ar for maior, haverá absorção de umidade pelo alimento.
Dentro do microambiente do alimento, a disponibilidade de água é deter-
minada por sua pressão de vapor relativa ou atividade aquosa mais do que por sua
concentração. É importante, portanto, o estado físico-químico no qual a água se
apresenta (combinada, livre, na forma cristalina, etc.) e não a sua quantidade
absoluta.
Atividade aquosa (aa), é defmida como sendo o quociente da pressão de
vapor da água no alimento e a pressão de vapor da água pura, na mesma tempe-
ratura.
A atividade aquosa de um alimento varia de °aI, conforme seu teor de
umidade.
Quando a água do alimento está em equilíbrio com o ambiente, a umidade
relativa é igual a cem vezes a atividade aquosa.
A maioria do crescimento bacteriano é impossível quando aa é menor do
que 0,90. A maioria dos mofos e leveduras é inibida entre os valores 0,80 e 0,88,
respectivamente. Algumas leveduras osmofílicas conseguem viver em um valor igual
62 ALTANIR JAIME GAVA
a 0,62, enquanto que certas bactérias halofílicas o conseguem quando aa =0,75.
Portanto, a redução da atividade aquosa é um fator importantíssimo na conservação
de alimentos. Esta redução pode ser conseguida por eliminação parcial da água ou
pela adição de certas substâncias solúveis na água, como o açúcar e o sal.
A seguir apresentamos alguns exemplos de atividade aquosa mínima para o
crescimento de certos microrganismos:
aa Organismo
0,96 - E. coZi, Achromobacter
0,95 - Salmonella, Oostridium, Proteus
0,94 - Lactobacillus
0,92 - Rhizopus, Mucor
0,90 - Maioria das bactérias, Saccharomyces
0,88 - Maioria das leveduras
0,86 - Staphylococcus
0,80 - Maioria dos mofos
0,75 - Bactérias halofílicas
0,62 - Leveduras osmofílicas
Os alimentos de umidade intermediária ("intermediate moisture foods" -
IMF) com umidade entre 15 e 40% e alta concentração de materiais solúveis na
água, são microbiologicamente estáveis devido à sua atividade aquosa relativamente
baixa (0,55 a 0,85).
A aa da maioria dos sucos concentrados de frutas varia de 0,73 a 0,94. Suco
de laranja 47° Brix possui aa na faixa de 0,90 a 0,94 enquanto que o 65°B está
na faixa de 0,80 a 0,84. A aa da geléia está em torno de 0,82 ao passo que o do mel,
está em torno de0,75. Uma solução de sacarose a 67% tem um aa igual a 0,86
e a 75% igual a 0,77, Já uma solução de frutose a 80% tem um aa igual a 0,65.
Assim a variação da atividade aquosa resultará numa variação do ritmo de
crescimento. De um modo geral as bactérias requerem mais umidade do que as
leveduras e estas mais do que os mofos. Os alimentos secos, como o pão, são mais
propensos a serem alterados pelos mofos; os xaropes e o mel, por terem uma grande
quantidade de açúcar, favorecem o crescimento das leveduras (osmofílicas) e os
alimentos úmidos (neutros), como o leite, carne, pescado e ovos, ordinariamente
são alterados por bactérias.
O congelamento pode favorecer o crescimento microbiano porque a operação
pode afetar os tecidos e, assim, líquidos são liberados no descongelamento, faci-
litando o ataque microbiano. Porém, é bom deixar claro que o congelamento atenua
o crescimento microbiano por causa do abaixamento da temperatura.
O tratamento térmico ocasiona mudanças não só na composição química
do alimento como também na sua estrutura, abrandando os tecidos, liberando ou
retendo umidade, destruindo ou formando suspensões coloidais, géis e emulsões,
variando a penetrabilidade da água e do oxigênio no alimento. As proteínas podem
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 63
desnaturalizar-se e assim estarem mais disponíveis. O amido, como a proteína.
pode geleificar-se eliminando umidade e sendo assim mais facilmente decomposto,
Por estas e outras razões, os alimentos aquecidos são em geral mais facilmente
decompostos do que os alimentos frescos.
A estrutura biológica do alimento apresenta importância na alteração dos
alimentos. As porções mais internas dos tecidos sadios, animais ou vegetais, são
estéreis ou possuem pequena carga microbiana. Portanto, a menos que os micror-
ganismos penetrem, a parte interna dos tecidos é praticamente livre de seres vivos.
Geralmente, os alimentos possuem uma proteção externa, como acontece com a
película das frutas e hortaliças, casca de ovo, etc., ou então urna cobertura artificial,
como o plástico e a paraflna. Essa proteção física dos alimentos não somente ajuda
a sua conservação como também determina o tipo, velocidade e desenvolvimento
da alteração.
3.2.2 - Propriedades químicas dos alimentos
A composição química de um alimento determina sua idoneidade como
meio de cultura microbiano. Cada microrganismo, utiliza certas substâncias como
alimento energético e outras para o seu crescimento, havendo um máximo rela-
cionado com a umidade disponível e a concentração de hidrogênio (PH). As neces-
sidades de água já foram por nós estudadas.
Os nutrientes que compõem um alimento são para nós de grande importância
porque poderemos determinar qual o organismo que terá maiores possibilidades
de se desenvolver. É comum estudarem-se os nutrientes sob forma de alimentos
energéticos, de crescimento e complementares (vitaminas).
Alimentos energéticos - Os hidratos de carbono são os alimentos energéticos mais
correntemente empregados, se bem que outros compostos cumpram também esta
fmalidade, como os álcoois, os ésteres, os peptídeos, os ácidos orgânicos, etc..
A celulose e o amido, carboidratos complexos, somente são utilizados por um
número limitado de microrganismos. Os microrganismos diferem inclusive em sua
habilidade de usar os açúcares mais simples. Alguns não podem aproveitar a lactose
(açúcar do leite); outros não utilizam a maltose, etc..
O poder de hidrolisar a pectina é característico de certos tipos de bactérias
e mofos, e apresenta grande importância na decomposição ou fermentação de frutas
e hortaliças.
Os produtos da ação da lipase (enzima) sobre as gorduras serão
posteriormente utilizadas como fontes de energia pelos micróbios.
Os produtos da hidrólise das proteínas, tais como os peptídeos e aminoácidos,
servem como alimentos energéticos para muitos microrganismos proteolíticos,
quando não dispõem de outra fonte melhor de energia.
64 ALTANIR JAIME GAVA
Não é somente importante o tipo de alimento energético, como também sua
concentração na solução, assim influindo com o efeito osmótico.
As leveduras e os mofos conseguem desenvolver-se em soluções açucaradas
bastante concentradas, porém o melhor crescimento bacteriano é feito em concen-
trações relativamente baixas.
Alimentos de crescimento - Os microrganismos diferenciam-se na capacidade de
utilizar, como fonte de nitrogênio para seu desenvolvimento, diferentes compostos.
Muitos microrganismos são incapazes de hidrolisar as proteínas e, portanto, não
podem obter o nitrogênio das mesmas sem a ajuda de uma forma proteolítica.
Cada proteína é constituída de alguns aminoácidos e, por isso, poderá ser utilizada
por certos tipos de microrganismos. Os mofos são bastante proteolíticos, enquanto
que as leveduras praticamente não possuem esta propriedade. Algumas bactérias
possuem uma atividade proteolítica enormente influenciada pelo pH; sua melhor
atividade existe quando o valor do pH se aproxima de 7. Certos microrganismos
podem utilizar a amônia ou mesmo o ar atmosférico como fonte de nitrogênio.
Alimentos complementares (vitaminas) - Certos microrganismos são incapazes
de sintetizar algumas ou todas as vitanúnas que necessitam e, portanto, elas devem
estar presentes nos alimentos. O seu tipo e teor dependem de cada alimento, sendo
no entanto necessárias para o crescimento microbiano.
A concentração de ions hidrogênio (pH) de um alimento é importante pela in-
fluência que exerce sobre os tipos de microrganismos mais aptos à sua multiplicação e,
portanto, sobre as alterações que, logicamente deveriam produzir. Os mofos crescem
bem numa faixa de pH bem maior do que as leveduras e bactérias, podendo certos
tipos de mofos desenvolver-se numa acidez bastante elevada. A maioria das leve-
duras fermentativas cresce bem numa faixa que vai do pH 4 ao pH 6. A maioria
das bactérias cresce bem num pH próximo da neutralidade, se bem que algumas,
como as bactérias acidificantes, sejam favorecidas por uma moderada acidez.
Os efeitos tóxicos observados pelos microrganismos, quando estão num
pH desfavorável (muito ácid'o, por exemplo), não são resultantes de um excesso
de H+ (ou OH-), mas sim da forma não dissociada da molécula que poderá penetrar
pela membrana por difusão passiva ou por transporte ativo, envolvendo enzimas
(permeases) (3).
O pH no interior da célula (microrganismo) pode não ter o mesmo valor do
pH exterior. Pesquisadores japoneses (General Bact. 86:1295, 1963) verificaram
que Lactobacillus plantarum possui um pH igual a 5,4. Pesquisa realizada na Univer-
sidade da Califórnia (3) encontrou um valor de 6,1 para Streptococcus diacetilactis.
As substâncias inibidoras, presentes originalmente ou adicionadas posterior-
mente pelo crescimento microbiano ou por tratamentos recebidos pelos alimentos,
podem inibir o crescimento de certos tipos específicos ou então de todos os micror-
ganismos. Certas substâncias inibidoras são naturais, como o ácido benzóico nas
amoras, ou então são propositalmente adicionadas, como os propionatos, sorbatos,
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 65
benzoatos, gás sulfuroso, etc.. Acidentalmente poderemos encontrar resíduos de
detergentes ou desinfetantes, empregados na limpeza do equipamento, ou então
resíduos de inseticidas, fungicidas, herbicidas, etc., aplicados no tratamento da
matéria-prima.
3.2.3 - Disponibilidade de oxigênio
A tensão ou pressão parcial do mugeruo, bem como o potencial de oxi-
redução (poder oxidante ou redutor) do alimento determina os tipos de microrga·
nismos que se desenvolverão.
Do ponto de vista de aproveitamento de oxigênio livre, os microrganismos
podem ser classificados em aeróbios, anaeróbios e facultativos. São aeróbios quando
necessitam de oxigênio; anaeróbios quando se desenvolvem na ausência de oxigênio
(potencial redox negativo) e facultativos quando podem viver em condições aer6-
biasou anaeróbias. Alguns autores incluem também os microaerófilos, quando o
crescimento é melhor numa pressão reduzida de oxigênio (6).
••~:.. '. "z-:"''';' ...... , _-;:.: .::.
Aeróbios Anaeróbios Facultativos
",
Microaerófilos
Figura 4 - Crescimento de microrganismos em relação ao oxigênio do ar.
Os microrganismos aeróbios possuem um sistema enzimático que pode,
por exemplo, oxidar a glucose para CO2 e H2 0, usando o oxigênio como o receptor
fmal de eletrons. Assim, as reações podem passar do ácido pirúvico (produto de
decomposição de um monossacarídeo) para o ciclo de Krebs (ciclo do ácido
cítrico), daí para o sistema citocrômico (transporte de eletrons) e fosforilação
oxidativa, fornecendo, entre outros compostos, adenosina trifosfato (ATP),
composto altamente energético. A reação é a seguinte:
66 ALTANIR JAIME GAVA
Os microrganismos anaeróbios não podem obter energia como no caso
anterior, porque eles não possuem o sistema enzimático necessário. Assim, do
ácido pirúvico eles podem formar ácido lático, álcool,. etc., obtendo com isso
energia. Aqui, um átomo de carbono está sendo oxidado, enquanto que o outro
se reduzirá. A reação para obtenção do ácido lático é a seguinte:
Comparando as reações podemos concluir que a primeira reação, energeticamente
falando, é bem mais eficiente do que a segunda.
Existem outros mecanismos de oxi-redução utilizados pelos microrganismos
para obter energia.
Os mofos são estritamente aeróbios, as leveduras se desenvolvem melhor
aerobicamente mas podem viver na ausência de oxigênio, enquanto" que as bactérias
podem ser aeróbias, anaeróbias e facultativas.
3.2.4 - Temperatura
As possibilidades de alterações dos alimentos estão compreendidas numa faixa
de ter.lperatura que vai de _5°C até 70°C. Como já podemos aquilatar, os micror·
ganismos diferem no ótimo, mínimo e máximo de temperatura e, portanto, a tem-
peratura que um alimento tiver, influirá no tipo, velocidade e extensão das trans-
formações. A temperatura ótima é a temperatura na qual o crescimento é mais
rápido. A temperatura ótima de crescimento pode diferir da temperatura ótima
de outras atividades celulares.
É comum classificarem-se os microrganismos, conforme o seu comporta-
mento em relação à temperatura, em psicróftlos, mesóftlos e termóftlos. Os psicrá-
filas desenvolvem-se bem em temperaturas baixas (O°C a 20°C); os mesófilos
desenvolvem·se bem em torno de 20°C a 45°C, enquanto que os termófilos vivem
em temperaturas mais elevadas (45°C a 60°C). O termo termodúrico é algumas
vezes empregado para aqueles microrganismos resistentes ao calor. Todo organis-
mo termofI1ico é termodúrico, mas nem todo termodúrico é termofI1ico.
A maioria dos mofos e leveduras não se adapta bem a temperaturas supe-
riores a 35 - 37°C e, portanto, não são importantes em alimentos mantidos a altas
temperaturas. Por outro lado, crescem bem em temperaturas de 25 - 30°C, poden-
do certos tipos desenvolverem-se perfeitamente a baixas temperaturas. A maioria
das bactérias prefere temperaturas de 32 - 35°C, porém existem algumas que se
adaptam bem a temperaturas altas (termóftlas) e outras a temperatura de refrige-
ração (psicróftlas). r
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 67
4 - MICRORGANISMOS MAIS IMPORTANTES NA TECNOLOGIA DE
ALIMENTOS
Não é nossa intenção fazer um estudo apurado a respeito da sistemática dos
microrganismos, mas sim dar uma idéia geral dos microrganismos mais importantes,
não só como responsáveis pelas alterações nos alimentos, mas também pelo seu
lado benéfico na produção de certos tipos de alimentos.
Entre os microrganismos mais importantes, temos os fungos (mofos e leveduras)
e as bactérias.
4.1 - Mofos
Os mofos ou bolores são multicelulares, filamentosos, cujo crescimento nos
alimentos é conhecido imediatamente por causa do seu aspecto semelhante ao
algodão. São constituídos por filamentos ramificados e entrelaçados chamados
de hifas, cujo conjunto constitui o micélio. Podem ser septadas ou não, e são
responsáveis pela nutrição do fungo. Podem possuir esporos assexuais, originan-
do os "fungos imperfeitos", e esporos sexuais, formando os "fungos perfeitos".
A figura 5 mostra um exemplo de mofo.
figura 5 - Aspergillus niger, aumentado 500 vezes (Cortesia de Paschoal G. Robbs).
68
Os principais representantes são:
4.1.1 - Classe Phycomycetos
ALTANIR JAIME GAVA
Subclasse Oomycetos
Ordem Peronosporales
Gênero Phytium - Algumas espécies são responsáveis pela decomposição
de hortaliças, outras são patógenas de raízes, etc.
Ordem Mucorales
Gênero Mucor - Toma parte na alteração de alguns alimentos e na elabora-
ção de outros. Mucor rouxii intervém no processo "amylo", de sacarificação do
amido; outras espécies participam da maturação de certos queijos ou na elabora-
ção de alguns alimentos orientais, como o "tempeh" (de soja), etc.
Gênero Rhizopus - R. nigricans, chamado o "fungo do pão", é encontrado
correntemente, alterando cerejas e frutas semelhantes, hortaliças, pão, etc.
4.1.2 - Classe·Fungi Imperfecti
Ordem Monoliales
FamI1ia Moniliaceae
Gênero Aspergillus - A. niger é a espécie mais importante, sendo bastante
empregada industrialmente, principalmente na produção dos ácidos cítricos,
glucônico e gálico.
O grupo de A. [lavus oryzae tem importância no Oriente, na preparação
da bebida "saké", preparada a partir do arroz. Uma arnilase (enzima) produzida
por este microrganismo irá sacarificar o amido destinado à produção de álcool.
Aspergillus [lavus poderá produzir no amendoim a aflatoxina, substância
de grande poder tóxico.
Gênero Penicillium - É um gênero bastante comum que produz transtor-
nos na conservação de produtos de origem vegetal. No início tomam um aspecto
semelhante ao algodão (branco) e, depois de desenvolvidos, os esporos apresentam-
se com um aspecto pulverulento, de cores variadas (azul, castanho, esverdeado)
confonne a cor do esporo e a idade. P. italicum e P. digitatum são comuns na
deterioração de frutas cítricas. P. roqueforti é utilizado na maturação do queijo
roqueforte, e P. camemberti, na do queijo camemberte. Outras espécies de
Penicillium elaboram penicilina, como, por exemplo, P. notatum.
Gênero Botrytis - B. cinerea ataca a uva e pode viver saprofiticamente nos
alimentos. O micélio penetra no grão provocando grande evaporação da água,
sem afetar o gosto do mosto, resultando um aumento no teor sacarino, que dá
aos vinhos um maior teor alcoólico e um sabor especial, como sucede nos vinhos
Sauteme, Rin, etc.
PRINC(PIOS DE TECNO.LOGIA DE ALIMENTOS
4.2 - Leveduras
69
São os fungos não mamentosos, unicelulares, de forma variada (esférica,
periforme), que se reproduzem principalmente por brotamento. Seus efeitos nos
alimentos podem ser benéficos ou prejudiciais. As benéficas são usadas como
alimento ou na elaboração de vinhos, cervejas, aguardentes, pão, maturação super-
ficial de queijos, etc. As prejudiciais podem alterar sucos de frutas, xaropes,
chucrute, carnes e outros alimentos.
A figura 6 mostra um exemplo de levedura.
Figura 6 - Saccharomyces cerevisiae, aumentada 500 vezes (Cortesia de Paschoal G. Robbs).
Entre as espécies mais importantes temos:
Classe Ascomicetos
Gênero Saccharomyces - É o gênero mais importante e aplicado em várias
indústrias alimentícias.
S. cerevisiae - é utilizada em panificação, produção de álcool, bebidas,
glicerina, invertase (enzima), etc.
S. cerevisiae varo ellipsoideus - é uma vari~dade altamente produtora de
álcool e usada na fabricação de vinhos.
S. carlsbergensis tem seu uso em cervejarias (cerveja de baixa fermentação).
Gênero Kluyveromyces. K. fragilis tem poder fermentativo sobre a lactose
e, portanto, com importância em laticínios como agente de deterioração. Pode
ser empregada na produção de etanol e proteína unicelular.
70 ALTANIR JAIME GAVA
Gênero Endomyces. E. vema/isjáfoiempregadanotempodaguerra.naelaboração de gorduras.
Gêneros Pichia e Hansenula, contaminantes de salmouras na produção de
picles, chucrute, etc.
Gênero Zygosaccharomyces. Caracteriza-se por sua capacidade de crescer
em altas concentrações de açúcar, atuando assim na alteração do mel, xaropes,
melaço, etc.
Gênero Candida. C. utilis é usada como alimento (proteína microbiana).
Gênero Mycoderma. Provoca alterações no vinho, cerveja, queijo, chucru-
te, etc.
4.3 - Bactérias
São Protistas procarióticos, microscópicos, com a forma de bastonetes ou
arredondadas (cocos), podendo apresentar-se isoladamente ou formando grupamen·
tos (cadeias, tétrades, etc.). Sua forma, tamanho, tipo de agregação, estrutura e
reações tintoriais são caracteres importantes na sua sistemática.
Em condições de meio impróprias, as bactérias podem formar esporos que
resistem bem melhor ao calor, antissépticos, etc., do que as formas vegetativas.
Ficam neste estado de vida latente até quando as condições do meio se tornam
propícias ao seu desenvolvimento.
Assim como os fungos (mofos e leveduras), devido ao grande número de
espécies com ação variada, podem ser úteis ou prejudiciais ao homem, ou mesmo
sem nenhuma importância.
É comum classificarem-se as bactérias em grupos, tendo em vista as suas
propriedades, sem respeitar a posição sistemática. Neste caso, uma mesma bactéria
pode ser incluída em mais de um grupo. Assim, temos as bactérias láticas, acéticas,
butíricas, propiônicas, proteolíticas, lipolíticas, sacarolíticas, pectolíticas, termó-
fIlas, psicrófIlas, halofI1icas, osmofJ1icas, patógenas, causadoras de intoxicações
alimentares, produtoras de gás, tipo "flat-sour", etc.
A figura 7 mostra um exemplo de bactéria.
Figura 7 - SlaphylococclIs allrellS, aumentada 1.250 vezes (Cortesia de Paschoal G. Robbs).
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 71
As bacferias mais importantes nos alimentos estão classificadas nas seguintes
fammas:
4.3.1 - Pseudomonadaceae
Segundo o Manual Bergey, 8~ edição (1), estão aqui incluídos vários gêneros
destacando-se Pseudomonas e Gluconobacter. O gênero Acetobacter estava aqui
incluído antigamente, porém hoje tem afiliação incerta.
4.3.1.1 - Pseudomonas
Podem provocar algumas alterações alimentícias, tendo muitas especles
ação proteolítica e lipolítica intensa. São importantes na deterioração de produtos
de laticínios e de pescado.
4.3.1.2 - Acetobacter
As espécies deste gênero oxidam o álcool etl1ico a ácido acético, porém
podem oxidar outros compostos orgânicos, dando produtos diversos. em todas
as espécies oxidam o etanol a ácido acético, havendo também uma diferença quanto
a esta capacidade de oxidação. Algumas bactérias acéticas param no ácido acético
("under-oxidizer") atualmente situadas no gênero Gluconobacter e outras oxidam
também o ácido acético para CO2 e H2 O ("over-oxidizer"). As bactérias acéticas
são úteis na fabricação de vinagre e indesejáveis na conservação de vinhos. Em
vinagreiras não usamos uma espécie determinada, porém sim uma mistura de várias
espécies acéticas. Entre as espécies podemos citar Acetobacter aceti subsp. aceti,
Acetobacter rancens, Gluconobacter oxidam e Acetobacter aceti subsp.-xy/inum.
Essa última, pelo fato de ser excessivamente mucilaginosa, poderá obstruir os
geradores da vinagreira.
4.3.2 - Enterobacteriaceae
4.3.2.1 - Escherichia e Enterobacter
São bactérias que formam o grupo coliformes ou coliaerogenes, podendo
fermentar um açúcar (lactose, por exemplo) produzindo ácidos (lático, acético,
succínico), álcool, gás carbônico e hidrogênio. E. colí é de origem intestinal,
não sobrevivendo por muito tempo em outros habitats. Enterobacter aerogenes,
embora sendo também uma bactéria entérica, pode viver saprofiticamente, por
muito tempo, no solo, água, superfície de vegetais, etc.
4.3.3.1 - Micrococcus
4.3.3 - Micrococcaceae
4.3.2.2 - Salmonella
ALTANIR JAIME GAVA72
4.3.3.2 - Staphylococcus
Algumas espécies toleram quantidades relativamente altas de sal, enquanto
outras são termodúricas, isto é, resistem bem à pasteurização do leite usada comer-
cialmente.
o tifo e o paratifo são doenças causadas por espécies do gênero Salmonella.
S. typhimurium e S. enteritidis são responsáveis por infecções alimentares, hoje
em dia relativamente freqüentes.
Ambas são utilizadas como índice de higiene na indústria alimentícia. Já
Escherichia coli é utilizada como índice de sanidade de um alimento, por ser uma
boa indicadora de contarrúnação por fezes.
Certas espécies, como S. aureus, podem produzir intoxicações pela elaboração
de toxinas antes do alimento ser ingerido.
4.3.4 - Lactobacillaceae e Streptococcaceae
Aqui estão incluídas as chamadas bactérias ácido-láticas ou láticas. Necessitam
de alimentos complexos como várias vitaminas, uma série de aminoácidos ou certos
peptídeos como fonte nitrogenada e um hidrato de carbono fermentescível para
energia. As homofermentativas fermentam os açúcares principalmente em ácido
lático, enquanto que as heterofermentativas fornecem, além de ácido lático, quanti-
dades apreciáveis de produtos voláteis (álcool, por exemplo). Elas são úteis na
fabricação de manteiga, queijos, chucrute, picles, etc., e indesejáveis no caso de
vinhos, sucos, refrigerantes e frutas.
4.3.4.1 -Streptococcaceae
a) Streptococcus - Inclui espécies homofermentativas. Os estreptococos
fecais do grupo D de Lancefield, são muitas vezes empregados como indicadores
de contaminação fecal ou de qualidade higiênico-sanitária de alimentos.
S. thennophylus - com temperatura ótima de 40° a 45°C, é importante
na fabricação de queijos que são aquecidos, como o suiço ou de iogurte.
S. lactis e S. cremoris - desenvolvem-se bem em temperaturas de 10° a
20°C e são bastante utilizadas na fabricação de manteiga e queijos.
S. diacetilactis, além de produzir ácido lático, pode produzir diacetil, subs-
tância aromática.
b) Pediococcus - P. cerevisiae, além de ser encontrada em tanques de salmou-
ra, poderá ocasionar problemas em cerveja, principalmente pela produção de
diacetil.
c) Leuconostoc - É uma bactéria heterofennentativa. Caracteriza-se pela
produção de compostos aromáticos como diacetil e acetoína. L. mesenteroides
tolera concentrações altas de açúcar, sendo um problema comum em destilaria
de álcool, provocando a chamada "canjica". L. citrovorum e L. dextranicum
(L. paracitrovorum) fazem parte da flora aromatizante utilizada na fabricação
da manteiga porque fennentam o ácido cítrico do leite produzindo acetil metil
carbinol (acetoína) e diacetil, substâncias de aroma agradável.
PRINCI'PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 73
4.3.4.2 - Lactobacillaceae
Lactobacillus - Podem ser homo ou heterofennentativas, vivendo melhor
em temperaturas de 37° a 45°C. São bastante utilizadas na elaboração de produtos
derivados do leite (manteiga, queijo, leites fennentados) e na fennentação lática
de produtos vegetais (picles, chucrute, azeitona). L. plantarum é a espécie predo-
minante na fabricação de picles e pode ser importante na fennentação malo-
lática dos vinhos. L. casei é utilizada na maturação do queijo "Cheddar". L. aci-
dophilus é utilizada na elaboração do leite acidófl10 e L. bulgaricus é utilizada na
elaboração da coalhada búlgara.
4.3.5 - Propionibacteriaceae
Propionibacterium freundenreichii subsp. shernuznii, ao fennentar hidratos
de carbono, poderá produzir ácido propiônico, ácido acético, gás carbônico, etc.
É utilizada na maturação do queijo suíço.
4.3.6 - Bacillaceae
Caracteriza-se por produzir esporos que são resistentes ao calor e, por isto,
apresentam problemas, principalmente em enlatados.
4.3.6.2 - Clostridium
É um gênero anaeróbio, catalase-negativo, largamente encontrado no solo,
plantas em decomposição e trato intestinal dos animais. Necessita, para desenvol-
ver-se, de mais de 30% de água, condições anaeróbias, menos de 10% de sal e
menos de 40% de açúcar(2). C. botulinum e C. parabotulinum podem produzir
intoxicações alimentares. C. butyn'cum, C. multifermentans e C. pasteurianum
podem produzir grande quantidade de gás (H 2 e CO2 ), principalmente em alimen-
tos que contenham grande quantidade de açúcar. C. nigrificans, um tennof11ico
(45° - 55°C), com ótimo pH de 5,5 a 7,5, pode causar alterações em milho e
ervilhas, produzindo gás sulfídrico. C. perfringens provoca intoxicação alimentar.
Os membros mais importantes em alimentos enlatados são facultativos,
mesófilos ou tennófJ1os. Algumas espécies preferem atacar proteínas, outras carboi-
dratos inclusive pectina. B. polymixa, B. macerans e B. circulans são exemplos de
espécies mesófJ1as. B. coagulans é importante na alteração de alimentos com
pH de 3,8 a 5,5. Sua temperatura ótima é de 45°C sendo relativamente comum em
tomates. É chamada de organismo "flat-sour" porque produz ácido e não gás.
B. stearothermophilus, com a temperatura ótima de 55°C, é problema em alimentos
com pH 6,0 a 7,2. Também não produz gás e, por isso, é o "flat-sour" de alimentos
não ácidos.
ALTANIR JAIME GAVA74
4.3.6.1 - Bacillus
BIBLIOGRAFIA
(1) Bergey's - Manual of Determinative Bacteryology. 81!' edição. The Williams Et Wilkins
Co., 1974.
(2) Borgstrom, G. - PrincipIes of Food Science. voI. lI. The Macmillan Company, 1968.
(3) Collins, E. B. - Notas de aulas. Universidade da Califórnia, Davis, EUA, 1968.
(4) Desrosier, N. W. - Conservación de Alimentos. Compaiíia Editorial Continental S.A.,
1964.
(5) Elliot, R. P. e Michener, H. D. - Factors affecting the growth of psychrophilic micro-
organisms in foods. Technical Bulletin n? 1320. United States Department of
Agricul ture, 1965.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
(6) Foster, E. M. et alii. Dairy Microbiology. Prentice HallInc., 1964.
(7) Frazier, W. C. - Microbiologia de alimentos. Editorial Acribia, 1962.
75
(8) Hawthom, J. - Food and microorganisms. In Recent Advances in Food Science. vol. I.
Commodities, London, 1962.
(9) Jay, J. M. - Modem food microbiology. Van Nostrand Reinhold Co., 1970.
(10) Loncin, M. et alii - Inf1uence of the activity of water on the spoilage of foodstuffs.
Joumal ofFood Technology 3: 131-142,1968.
(11) Morris, E. O. - Effect of environment on microorganisms. In Recent Advances in
Food Science. vol. I. Commodities, London, 1962.
(12) Prescott, S. C. e Dunn, C. G. - Microbiologia Industrial. Aguilar, 1962.
(13) Robbs, P. G. - Informação pessoal. Departamento de Tecnologia de Alimentos da
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, 1977.
envenenamento
de origem alimentar
111
Envenenamento de origem alimentar ("food borne disease") é um tenno
genérico que, no seu sentido amplo, inclui todos os males derivados da ingestão
de alimentos tornados impróprios para o consumo por microrganismos e/ou seus
produtos metabólicos, e também por contaminantes não microbianos (9).
Os casos de envenenamento de origem alimentar são relativamente numero-
sos na atualidade e, provavelmente, foram mais comuns no passado. Mesmo hoje
em dia muitos casos passam despercebidos por não serem adequadamente investi·
gados.
A fun de melhor situar o problema, vamos dividir os envenenamentos de
origem alimentar em:
1) envenenamento (doença) produzido por substância tóxica;
2) doenças causadas por microrganismos que usam o alimento como meio de
transmissão;
3) doenças ocasionadas por microrganismos que usam o alimento como meio de
crescimento.
1 - ENVENENAMENTO PRODUZIDO PELA INGESTÃO DE SUBSTÂNCIAS
TÓXICAS
1.1 - Substâncias Tóxicas Adicionadas ao Alimento
São casos poucos freqüentes, que se caracterizam pelo aparecimento dos
sintomas imediatamente após a ingestão do alimento (minutos ou horas depois).
A literatura registra numerosos casos originados por confusões ou erros, devidos
à ignorância ou imprudência.
78 ALTANIR JAIME GAVA
Arsênico, chumbo, zinco, mercuno, cádmio e antimônio em alimentos já
foram registrados na literatura. Algumas vezes o inseticida fluoreto de sódio foi
acidentalmente incorporado ao alimento, pensando-se que fosse farinha de trigo,
leite em pó ou amido.
Incluímos aqui também a presença não intencional de:
a) aditivos em concentrações superiores às recomendadas pela legislação;
b) inseticidas, fungicidas, herbicidas, nematicidas, etc., utilizados no tratamento
da matéria-prima agropecuária, e
c) detergentes e desinfetantes presentes nos equipamentos de processamento.
1.2 - Substâncias Tóxicas Encontradas Naturalmente nas Plantas e Animais
São exemplos pouco freqüentes e somente em casos excepcionais ocasionarão
problemas. Como exemplos podemos citar:
a) certos fungos silvestres são venenosos e poderão ser confundidos com os cogume·
los comestíveis;
b) certos mariscos e ostras, em determinadas épocas do ano produzem alcalóides
prejudiciais à saúde;
c) consumo de leite proveniente de animais que se tenham alimentado de plantas
tóxicas;
d) folhas de ruibarbo e espinafre já foran! responsáveis por problemas ocasionados
pelo alto teor de ácido oxálico;
e) presença de inibidores enzimáticos em leguminosas, cereais, batatas, clara de
ovo, etc., sendo os mais conhecidos os inibidores de proteases. O inibidor da
tripsina, encontrado na soja, constitui talvez o mais conhecido e o mais estuda-
do de todos os fatores antinutricionais;
f) presença de substâncias tóxicas, como o gossipol na semente do algolião, solani-
na na batatinha, glicosídeos na mandioca e soja, etc.
2 ~ DOENÇAS OCASIONADAS POR MICRORGANISMOS QUE USAM O
ALIMENTO COMO VEICULO DE TRANSMISSÃO
Entre os casos mais comuns poderemos citar:
a) brucelose, ocasionada por espécies do gênero Brncella;
b) desinteria amebiana, ocasianada por Entamoeba hystolítica;
c) tuberculose, ocasionada por Mycobacterium tuberculosis;
d) cólera, ocasionada por Vibrio comma;
e) febre Q, ocasionada por Coxiel1a burnetti;
f) tifo, ocasionado por Salmonella typhi.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 79
3 - DOENÇAS OCASIONADAS POR MICRORGANISMOS QUE USAM O
ALIMENTO COMO MEIO DE CRESCIMENTO
3.1 - Intoxicações Alimentares
Ocorrem quando certas toxinas, elaboradas por núcrorganismos, são ingeridas
juntamente com o alimento. Não há, portanto, necessidade de ingestão de células
viáveis, pois a própria toxina é responsável pelos sintomas.
São exemplos de intoxicações alimentares aquelas ocasionadas por aostri-
dium botulinum, Staphylococcus aureus, Aspergillus flavus, aostridium perfringens
e Bacillus cereus, mas só as quatro primeiras serão discutidas aqui.
3.1.1 - Botulismo
É uma intoxicação alimentar causada pela ingestão de alimentos que contém
a exotoxina produzida por aostridium botulinum. Sabemos ser uma neurotoxina
quê influi no mecanismo da acetilcolina através de uma interação ainda pouco
conhecida (7).
A bactéria, que vive normalmente no solo, não é infecciosa, sendo incapaz
de causar sintomas de envenenamento. Quando o microrganismo encontra condi-
ções favoráveis de crescimento (ausência de oxigênio, unúdade, pH, nutrientes,
potencial de oxi-redução, etc.). no alimento, poderá produzir uma poderosa toxina
que, mesmo em quantidades pequenas, poderá ter efeito letal.
São reconhecidas hoje seis tipos de toxinas, já obtidas em uma forma mais
ou menos pura. Esses tipos são chamados de A, B, C, D, E e F. Os tipos A, B e E
são importantes para o homem (9).
A toxina, uma proteína, é bastante termolábil, podendo ser destruída durante
uma exposição de 15 minutos em água fervendo. York (9) informa que a dose letal
para camundongos de 20 gramas é de 4,5 X 10'9 mg.
Os esporos de aostridium botulinum são altamente resistentes ao calor. O
tratamento necessário para destruir todos os esporos no alimento irá depender
do tipo de alimento, tipo e "strain" da bactéria, meio e a temperatura de formação
dos esporos, idade dos esporos e número de esporos (2). Esty recomendouos
seguintes tratamentos para destruir esporos de Qostridium botulinum:
100°C 360 minutos
105°C ' 120 minutos
110°C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 36 minutos
115°C 12 minutos
120°C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 4 minutos
Hoje em dia os casos fatais têm diminuído bastante mas, ainda podem ser
encontrados casos isolados, principalmente com o uso de vegetais e carnes enla-
80 ALTANIR JAIME GAVA
tadas domesticamente. Nos Estados Unidos da América do Norte, a taxa de morta-
lidade é de 65%, ao passo que, na Europa, é em torno de 5.0% (2).
A palavra botulismo é derivada de "botulus", que, em latim, quer dizer
salsicha, porque os primeiros casos identificados na Europa foram causados por
embutidos alterados.
Os sintomas da intoxicação aparecem num período variável de 12 a 36 horas,
sob a forma de alterações digestivas, transtornos visuais e transtornos nervosos.
A morte poderá ocorrer 3 a 6 dias depois.
O tratamento é feito pelo uso de antitoxinas (soro monovalente e polivalente)
muitas vezes não eficientes por causa dos vários tipos de toxinas.
3.1.2 - Intoxicação por Clostridium perfringens
De acordo com a capacidade de produção de exotoxinas, são reconhecidos
seis tipos de C perfringens: A, B, C, D, E e F.
Os sintomas aparecem de 8 a 22 horas e são caracterizados por dores abdo-
minais, diarréia, febre e náuseas, sendo os vômitos raros. Ocorrem quando são
ingeridos alimentos com contaminação superior a 106 células viáveis por grama.
O habitat normal da bactéria é o solo e o trato intestinal do homem e de
alguns animais.
As carnes preparadas (ensopadas, assadas, etc.) são os veículos principais
de tais bactérias, devendo como medida de controle ser feita a cocção do alimento
imediatamente antes do consumo e manter o alimento guardado em baixas tempe-
raturas.
3.1.3 - Estaftlococos
É uma intoxicação alimentar bastante freqüênte, ocasionada pela ingestão
de uma enterotoxina produzida por certas amostras de Staphylococcus aureus,
durante seu desenvolvimento no alimento. A toxina é denominada de enterotoxina
por causar gastroenterite ou inflamação das mucosas gástrica e intestinal.
O organismo responsável encontra-se amplamente distribuído em nossa pele,
nariz e garganta. É uma intoxicação bastante comum, porém os casos não são
graves, passando muitas vezes despercebidos e, por isso é difícil estimar a sua
ocorrência. A bactéria não resiste bem ao calor, porém a toxina é termoestável
(90% da toxicidade é destruída a 100°C durante 30 minutos).
Os sintomas aparecem de uma a seis horas depois, constituídos principalmen-
te de vômitos e diarréias. Os casos fatais são raros, e somente quando a intoxicação
está associada com outras doenças (crianças mal nutridas, por exemplo).
Existem vários tipos de toxinas, mas, para serem produzidas, torna-se neces-
sária a existência de grande número de microrganismos (106 células/grama).
PRINCIPIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 81
As intoxicações são comuns no verão, principalmente pelo uso de produtos
de pastelaria, saladas, molhos, derivados do leite e carne mal preparados, etc.
A refrigeração dos alimentos combinada com a higiene é atualmente o melhor
controle.
3.1.4 - Aflatoxina
Compreende um grupo de toxinas (G I , Gz , BI , e Bz), que são substâncias
derivadas da difuranocumarina, produzidas por Aspergillus fTavus e outras espécies
que crescem em amendoim, arroz e outros cereais. Ocasionam problemas e mesmo
morte em animais (pato, peru, frango, etc.) e câncer em ratos. Parece que ocasio-
nam, também, câncer hepático ao homem. É uma rnicotoxina de muita importância
na exportação de amendoim por países tropicais como o Brasil. Aqui, no nosso
país, o atual limite máximo de aflatoxina nos alimentos é de 30 ppb.
3.2 - Infecções Alimentares
São ocasionadas por toxinas elaboradas por certos rnicrorganismos depois que
o alimento foi ingerido. Há necessidade, portanto da ingestão de células viáveis
do microrganismo.
Como exemplos podemos mencionar aquelas ocasionadas por espécies dos
gêneros Salmonella, Shigella, Streptococcus, Vibrio, Proteus e Pasteurella.
Cabe aqui mencionar as infecções ocasionadas por vírus (poliornielite e
hepatite) e por parasitas (triquínose, cistocercose, teniase de origem bovina e
suína).
Entre as infecções alimentares, salientaremos a salmonelose.
Salmonelose
É uma infecção alimentar produzida por espécies do gênero Salmonella,
principalmente por S. typhimurium. A toxina (endotoxina), um complexo poli-
molecular constituído principalmente por proteína, polissacarídeo e, possivelmente,
lipídeo, será liberada com o rompimento ("lysis") da célula. Ela é resistente ao
calor e a substâncias químicas, sendo encontrada principalmente na parede celular
de Salmonella. A bactéria está amplamente distribuída na população animal como
cachorros, gatos, galinhas, bovinos, ovinos; em muitos pássaros, répteis (cobra, etc.)
e roedores. Naturalmente, ela é também encontrada no homem.
Existem diversas espécies diferenciadas por características fisiológicas, bioquí.
micas e sorológicas.
Os sintomas, conseqüência de um grande número de bactérias (l05 células),
aparecem de 12 a 24 horas após a ingestão e são, principalmente, náuseas, vômito,
diarréia e febre.
82 ALTANIR JAIME GAVA
Os alimentos usualmente contaminados são produtos de ovos, carnes e
derivados, saladas e outros alimentos de origem animal.
O controle de Salmonella nos alimentos é conseguido através da implantação
e manutenção de um adequado programa sanitário, juntamente com a pasteu-
rização.
O valor D (tempo de tratamento térmico, resultando destruição de 90% das
bactérias a uma certa temperatura) de Salmonella indicado é (8):
- 1 a 2 seg a 66°C em leite integral,
- 0,5 min a 60°C em gema de ovo,
- 10 min a 55°C em ovo integral.
A pasteurização de ovos líquidos recomendada usa temperatura na ordem de
60° a 62°C durante 3 minutos.
BIBLIOGRAFIA
(1) Desrosier, N. W. - Conservación de alimentos. Compaiiia Editorial Continental S.A., 1964.
(2) Frazier, W. C. - Microbiologia de alimentos. Editorial Acribia, 1962.
(3) Howie, J. W. - Pathogenic organisms in food. In Recent Advances in Food Science. Vol. I.
Commodities. London, 1962.
(4) Jay, J. M. - Modem food microbiology. Van ostrand Reinhold Co., 1970.
(5) Leitão, M.F.F. - Controle sanitário na indústria de alimentos. Seminário "A Indústria
Alimentar e Aspectos de seu Desenvolvimento Técnico". Instituto Roberto Simon-
seno São Paulo, 15 de junho de 1976.
(6) Robbs, P. G. - Informação pessoal. Departamento de Tecnologia de Alimentos da Univer-
sidade Federal Rural do Rio de Janeiro, 1977.
(7) U. S. Department of Health, Education and Welfare. - Botulism. Proceeding of a sympo-
sium U. S. D. H. E. W. Public Health Service. Cincinnatti, Omo, 1964.
(8) Yokoya, F. - Higiene industrial aplicada às indústrias alimentícias. Curso no Instituto
Nacional de Tecnologia, Rio de Janeiro, 11 a 15 de julho de 1977.
(9) York, G. K. - Anotações de aulas. Universidade da Califórnia, Davis, USA, 1968.
limpeza e sanitizacão
na indústria alimentlcia
IV
A limpeza e a sanitização na indústria alimentícia são operações muito impor-
tantes no controle sanitário dos alimentos.
As práticas sanitárias utilizadas visam em última estância evitar a contami-
nação e alteração dos alimentos. Essas medidas sanitárias iniciam-se na seleção da
matéria-prima, no seu transporte e armazenamento, em um processamento em
condições adequadas no que se refere a instalações físicas e equipamentos, no
emprego de pessoal em condições higiênicas satisfatórias e fmalmente na embala-
gem e armazenamento do produto fmal em condições sanitárias corretas (3).
O controle sanitário de um alimento deve ser exercido de modo a evitar
sua contaminação por microrganismos, insetos, roedores e outros animais bem
como por substâncias químicas,destacando-se os microrganismos como os mais
importantes.
As principais fontes de contaminação dos alimentos são:
a) Matéria prima (incluindo água);
b) Ambiente (ar, equipamentos, embalagens, materiais diversos);
c) Pessoal (manuseio dos alimentos).
A limpeza e sanitização estão baseadas numa seqüência de quatro operações:
1) Pré-lavagem;
2) Limpeza com detergentes;
3) Nova lavagem;
4) Sanitização.
84
l-plffi-LAVAGEM
ALTANIR JAIME GAVA
É uma operação de grande importância no sentido de reduzir a quantidade de
resíduos aderentes aos equipamentos e, quando efetuada de forma adequada, chega
a remover até 90% do material solúvel presente. Essa operação é comumente condu-
zida com o emprego de água ligeiramente aquecida (38° a 46°C) já que água exces-
sivamente quente é prejudicial, uma vez que pode causar a coagulação (desnatu-
ração) de proteínas, resultando assim numa aderência maior e conseqüentemente
dificultando a operação de limpeza. Já a lavagem com água fria pode resultar na
solidificação de gorduras nas superfícies prejudicando a eficiência da limpeza (2).
A água é assim o solvente usado na lavagem dos equipamentos de alimentos
e para isso deve ser quimicamente pura.
O fornecimento de água de boa qualidade é essencial ao funcionamento da
indústria de alimentos, sendo usada não só na operação de limpeza e sanitização,
mas também no processamento, transferência de calor, produção de vapor, etc.
Dependendo da sua utilização, a água deve ter certas características como
potabilidade (própria para consumo humano), dureza, teor de metais tóxicos,
contagem microbiológica dentro de certos padrões, ausência de odor e sabor inde-
sejáveis, etc. Em função da fonte fornecedora (água de subsolo, rios, lagos, reser-
vatórios, água já tratada do município, etc.) e do uso fmal da água (limpeza, proces-
samento, etc.) é recomendável que a indústria de alimentos, sempre que possível,
tenha o seu próprio tratamento de água.
O tratamento de água envolve diferentes métodos baseados nos seguintes
princípios (6):
a) armazenamento em reservatório por período longo,
b) flltração lenta em areia,
c) coagulação química e fll tração rápida em areia,
d) combinação da remoção de dureza e ferro da água seguida de coagulação quími-
ca e flltração rápida,
e) remoção da dureza,
f) remoção de manganês e ferro,
g) desinfecção.
Na água de limpeza, a sua dureza é muito importante, podendo ser uma dure-
za temporária ou permanente. A dureza temporária, devida à presença de carbona-
tos e bicabornatos de cálcio e magnésio, é eliminada pelo aquecimento (ebulição),
transformando em carbonatos insolúveis que precipitam e são removidos. Já a
dureza permanente é devida a presença de cloretos, sulfatos e nitratos de cálcio e
magnésio, que necessitam de outros tratamentos para serem eliminados.
A dureza total é a soma das durezas temporária e permanente, sendo calcula-
da pela determinação quantitativa de Ca++ e Mg++ e comumente expressa em ppm
de CaC03 .
Uma classificação de dureza de água é a seguinte (2):
- água mole - Oa 60 ppm,
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 85
água moderadamente dura - 60 a 120 ppm,
água dura - 120 a 180 ppm,
água muito dura - mais que 180 ppm.
A diminuição da dureza da água pode ser feita por tratamento térmico,
soda, agentes seqüestrantes e troca iônica (zeólitos e resinas trocadoras de ions).
Além da diminuição da dureza, outros tratamentos são recomendados para
a água de limpeza, dependendo de cada caso.
Para mostrar as diferentes possibilidades de tratamento de água, menciona·
remos algumas operações recomendadas na obtenção de água pura para ser usada
na formulação de alimentos:
aeração,
sanitização,
tratamento com cal,
coagulação (com sulfato de alumínio),
sedimentação,
fIltração por areia.
2 - LIMPEZA COM DETERGENTES
A palavra detergente significa literalmente algo que limpa (4).
A limpeza com detergente é, talvez a operação mais importante, exigindo um
conhecimento aprimorado das características dos detergentes e das suas condições
do emprego. Um detergente ideal deve apresentar as seguintes características (3):
a) solubilidade rápida e completa,
b) não ser corrosivo,
c) capacidade de remover a dureza da água,
d) boa capacidade molhante e de penetração,
e) ação emulsificante,
f) ação de dissolver resíduos sólidos,
g) ação dispersante, desfloculante ou de suspensão,
h) ação enxaguante,
i) atóxico,
j) econômico,
k) estável durante o armazenamento.
A ação da solução de limpeza deve ser atingida por uma série de quatro etapas
básicas (3):
1) a solução de detergente entra em contato íntimo com o resíduo a ser removido,
através de suas características molhantes e penetrantes;
2) deslocamento de resíduos sólidos e líquidos da superfície por ação saponificante
em gorduras, peptizante em proteínas e dissolvente em minerais;
3) dispersão dos resíduos no solvente por ação dispersante, desfloculante ou emulo
sificante;
86 ALTANIR JAIME GAVA
4) evitar a redeposição dos resíduos na superfície através das características de
lavagem.
É de todo interesse conhecennos a natureza do resíduo a ser removido para
tennos uma limpeza adequada. De maneira geral, os agentes estranhos na superfí-
cie dos equipamentos são carboidratos, lipídeos, proteínas e minerais. A tabela 10
mostra algumas características próprias desses agentes.
Tabela 10 - Características dos componentes residuais nos equipamentos (3)
Comp<J.nente Solubilidade Facilidade de remoção
Carboidratos Solúveis na água Fácil
Lipídeos Ins. na água DifícilSol. em álcalis
Proteínas lns. na água Muito difícil
Sais minerais:
Monovalentes Sol. na água Fácil ou difícil
Sol. elfl ácido
Polivalentes Ins. na água Fácil ou difícilSol. em ácido
Na fonnulação de um detergente procura-se atender, ao maxlillo, às carac-
terísticas apresentadas anterionnente. A tabela 11 mostra alguns tipos de deter-
gen tes com suas funções principais.
Tabela 11 - Características dos principais componentes de limpeza (3)
Tipo de detergente
Alcalinos (básicos)
Ácidos
Agentes tensoativos
(surfactantes)
Fosfatos complexos
Agentes quelantes
Funções principais
Deslocamento de resíduos por emulsificação,
saponificação e peptização.
Controle de depósitos minerais; amolecimento
de água.
Ação umectante e penetrante; ação disper-
sante; evita redeposição de resíduos.
Deslocamento de resíduos por emulsificação e
peptização; dispersão de resíduos; amolecimen-
to de água; evita deposição de resíduos.
Amolecimento de água; controle de depósitos
minerais; peptização; evita redeposição.
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Os principais tipos de detergentes são:
2.1 - Detergentes alcalinos
87
São normalmente atóxicos com bom poder emulsificante, dispersante, pepti-
zante e umectante. Parte da alcalinidade ativa é consumida na saponificação de
gorduras e parte pode reagir e neutralizar os constituintes ácidos dos resíduos.
Assim, os detergentes alcalinos mantêm o pH da solução em nível efetivo para a
remoção de resíduos e para evitar a corrosão dos equipamentos.
Hidróxido de sódio (soda cáustica) é o mais importante representante, sendo
muito usado na lavagem de garrafas. É um poderoso agente de limpeza e com
propriedades germicidas. O hidróxido de potássio poderia ser usado mas é mais
caro. O metassilicato de sódio, ortossilicato de sódio e sesquissilicato de sódio são
outros exemplos de detergentes alcalinos fortes.
O carbonato de sódio e o bicarbonato de sódio são exemplos de álcalis
fracos e, como os anteriores, servem para fornecer OH- e são usados para remover
resíduos orgânicos (1).
2.2 - Detergentes ácidos
Alguns depósitos como incrustações de água dura, depósitos calcários ocasio-
nados por álcalis, etc., não são removidos por detergentes alcalinos, necessitando de
detergentes ácidos ou agentes quelantes.
A açãodetergente dos ácidos é ocasionada pelo H+ produzido que também
é responsável pela corrosão do equipamento. Por este motivo, os ácidos fortes como
o sulfúrico e clorídrico não são usados como detergentes. São, portanto, utilizados
os ácidos fracos como cítrico, levulínico, g1ucônico, sulfâmico,' etc.
2.3 - Detergentes tensoativos
Substâncias tensoativas são aquelas que modificam a tensão superficial em
interfaces líquido-líquido, líquido-gás e sólido-líquido. Essas substâncias geralmente
apresentam, na sua fórmula grupos polares (hidroWicos, ou seja, com afmidade
pela água) e grupos não polares (lipoWicos, ou seja, com afmidade por óleos e
gorduras) que as tomam agentes capazes de reduzir a tensão superficial. Assim,
agentes emulsificantes permitem a dispersão de dois líquidos não miscíveis; agentes
molhantes permitem uma melhor penetração de líquidos em resíduos sólidos,
etc. (3).
Os detergentes tensoativos (surfactantes) são classificados em aniônicos,
catiônicos e não-iônicos.
88
2.3.1 - Detergentes tensoativos aniônicos
ALTANIR JAIME GAVA
São aqueles que se dissociam em solução, sendo o íon negativo a forma ativa.
A maioria dos detergentes comerciais está aqui incluída, destacando-se (1):
a) Sabões - São normalmente sais de sódio e potássio de ácidos graxos, obtidos
por saponificação dos óleos e gorduras:
o H O
11 11
11R-C-O-C-H R - C - ONa
O I O11
R'-C-O-C-H NaOH 11
I
--> R' - C - ONa +
H2 0 O
R'~C-O-C-H 11
11 I R" - C - ONa
O H
óleo ou gordura Sabão
H
I
HO-C-H
I
HO-C-H
I
HO-C - H
I
H
Glicerina
Os sabões, principalmente aqueles com cadeias de 12 a 18 átomos de carbono,
são efetivos detergentes na presença de água "mole". A presença de cálcio e magné-
sio prejudica a sua ação detergente.
b) Ãlcoóis e hidrocarbonetos sulfonados - São substâncias com boas características
de detergente, tendo, porém, o primeiro ação emulsificante razoável e o segundo
ótima ação molhante.
c) Sulfonatos de alquila e arila - São compostos que possuem melhor ação deter-
gente quando R, uma cadeia de hidrocarboneto alifático, contém 12 a 13 átomos
de carbono. É o principal detergente tensoativo utilizado, representado pelo
duodecilbenzeno sulfonato de sódio.
O
< > IIR-\ j-~-ONa
O
2.3.2 - Detergentes tensoativos catiônicos
São aqueles que, ao se dissociarem em solução, apresentam um íon positivo
ativo. São compostos mais eficientes como germicidas do que como detergentes.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 89
Os compostos de amônio quaternário são os principais representantes, deven·
do sua ação ao fato do átomo de nitrogênio possuir um par de elétrons não empa-
relhados, permitindo assim um ataque eletrofI1ico.
2.3.3 - Detergentes tensoativos não-iônicos
São detergentes que não se ionizam em soluções aquosas, sendo obtidos
pela combinação de óxido de etileno com compostos hidrofóbicos contendo
grupamentos do tipo carboxila, hidroxila, amino, etc., originando assim diferen-
tes tipos de éteres, ésteres, etc.
2.4 - Agentes Seqüestrantes e Quelantes
2.4.1 - Polifosfatos
Os polifosfatos começaram a ser usados na formulação de detergentes após
a descoberta de que eles formam complexos solúveis com cálcio e magnésio, evi-
tando assim a precipitação de sais que poderiam interferir na operação de limpe-
za. A sua ação seqüestrante é, geralmente, reversível.
Os polifosfatos de sódio compreendem uma série de complexos de fosfato
de sódio, obtidos pelo aquecimento de fosfato de sódio isoladamente ou mistu-
rado com álcalis. São exemplos o polifosfato tetrassódico, o hexametafosfato
de sódio ("Calgon") e o tetrafosfato de sódio ("Quadrofos").
Alguns ácidos orgânicos (cítrico, glucônico, etc.) são também seqüestrantes
mas não tão importantes como os polifosfatos.
2.4.2 - Agentes quelantes
O ácido etilenodiamino tetra·acético (EDTA), com seus sais de sódio e
potássio, é o mais importante agente quelante, sendo capaz de remover Ca'",
Mg'" e Fe'" de soluções, com efeito similar aos polifosfatos. Os agentes quelantes
são estáveis ao calor e compatíveis com compostos de amônio quaternário.
Os métodos de limpeza são os seguintes (3):
1) Manual - Feito com solução de detergente previamente selecionado, à tempe-
ratura variando de 46 a 49°C. Geralmente, empregam-se escovas, raspadores,
esponjas, esguichos de alta e baixa pressão, esguichos de vapor, etc.
Após a limpeza, é feita a lavagem com água morna ou fria e deixa-se a superfície
secar.
2) Imersão de equipamentos - O processo é aplicado para utensI1ios, alguns tipos
de equipamentos e para o interior de tachos e tanques. Após a pré-lavagem com
90 ALTANIR JAIME GAVA
água morna, imergem·se os equipamentos na solução detergente em concentra·
ção apropriada durante 15-30 minutos e à temperatura de 52°C. Após este
tempo, as superfícies são escovadas, lavadas com água a 82°C. Os equipamentos
são secos e, depois, montados e sanitizados antes do uso.
3) Aspersão - É empregada para limpar e desinfetar equipamentos, especialmente
o interior de tanques de armazenamento. A operação envolve uma pré·lavagem
com água a 21'C, aplicação do detergente a 6~71°C e lavagem com água a
27°C.
4) Limpeza sem desmontagem ou CIP ("cleaning in place"). Sistema automático
de limpeza, bastante empregado na industrialização do leite. Consiste em um sis-
tema permanente de equipamentos e condutos que são convenientemente limpos
e desinfetados, sem desmontagem.
3 - NOVA LAVAGEM
A lavagem fmal, como já foi mencionado, é feita para eliminar os resíduos
de detergentes, podendo ser feita com água fria ou quente.
4 - SANITIZAÇÃO
A sanitização visa eliminar os microrganismos presentes nos equipamentos
e não removidos após os tratamentos realizados anteriormente.
Poderá ser realizada por meios físicos e mais comumente por meios quí-
micos (2).
4.1 - Sanitização por Meios Físicos
4.1.1 - Calor
a) Vapor
Jatos de vapor a 77°C durante 15 minutos ou a 93°C durante 5 minutos ou
ainda 1 minuto pelo uso do vapor direto.
b) Água quente
Recomenda-se uma exposição de 2 minutos a 77°C no caso de xícaras e
utensl1ios e de 5 minutos a 77°C no caso de equipamentos de processamento de
alimentos.
c) Ar quente
Exposição durante 20 minutos à temperatura de 82°C.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
4.1.2 - Radiação ultravioleta
91
Radiações com comprimento de onda na faixa de 240 a 280 nanômetros são
germicidas e podem, após um tempo de 2 minutos, destruir microrganismos super-
ficiais. São usadas em certas embalagens e na "esterilização" de ambientes. Lâmpa-
das de vapor de mercúrio com baixa pressão são comumente empregadas, emitindo
90% de radiações com 254 nrn.
4.2 - Sanitização por Meios Químicos
É muito usada na prática, principalmente por razões econômicas, destacando-
se o uso dos compostos clorados, iodados e quaternários de amônio.
4.2.1 - Compostos clorados
o cloro é o sanitizante mais usado devendo sua atividade germicida à
combinação com radicais oxidáveis, principalmente -SH das enzimas.
O ácido hipocloroso (HelO) é a forma ativa como germicida, produzido pela
reação do cloro com a água:
C12 + H2O~ HCIO + HCl
O ácido hipocloroso é encontrado predominantemente entre o pH 4,0 e 7,5,
conforme mostra a figura 8.
~
\
1\
1\
\
\
\
1\
'\
100
90
80
70
ro
50
40
30
20
10
O
4 5 6 7
pH
O
10
20
30
40
50
60
'9
70 u
80
90
100
8 9 10
Figura 8 - Relação entre HC10, CIO' e pH (Conforme Baker, 1959).
92 ALTANIR JAIME GAVA
Alguns dos principais compostos de cloro empregados como germicidas são:
a) Cloro gasoso - Cl2
b) Hipoclorito de cálcio - Ca(OO)2
c) Hipoclorito de sódio -
d) Cloramina T
aOO
Recomenda-se o uso de 100 ppm de cloro durante dois minutos na imersão
e circulação e de 20~250 ppm, durante dois a 5 minutos, na aspersão e nebuliza-
ção. É oportuno lembrarque toda água de limpeza deve ter de 15 a 20 ppm de
cloro (1).
Entre as vantagens do cloro podemos apresentar:
é efetivo contra grande número de bactérias;
é bastante efetivo contra esporos bacterianos;
não é afetado pela água dura;
é relativamente barato.
Como desvantage~s do uso do cloro podemos mencionar:
é corrosivo;
é afetado pela matéria orgânica;
pode provocar irritações na pele;
pode causar alterações de sabor.
4.2.2 - Compostos iodados
São bastante germicidas, sendo sua atividade ocasionada pela ação do iodo
molecular (12) que se combina com as proteínas das células rnicrobianas.
Suas desvantagens de pouca solubilidade em água, toxicidade, etc. são contor-
nadas pela sua combinação com agentes tensoativos não-iônicos formando os
compostos iodíferos ("iodophors").
Recomenda-se o uso de 12,5 a 25 ppm de iodo, durante 2 minutos, na
imersão e aspersão e nunca a temperaturas altas (mais que 47°C) por causa de sua
pressão de vapor relativamente alta (1).
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Entre as vantagens do iodo podemos apresentar:
o iodo livre tem coloração marrom, indicativo da sua presença;
não é muito afetado pela matéria orgânica;
menos irritante e corrosivo que o cloro.
93
onde:
RI - grupamentos longos (C 8 a C18)
R2 , R 3 , ~ - hidrogênio, grupos alqui-
la, arila ou heterocíclicos
Como desvantagens podemos mencionar:
sua atividade bactericida decresce com o aumento do pH. Mais ativo em pH 3,0
e muito pouco em pH 7,0;
não deve ser empregado em temperaturas maiores que 47°C;
menos eficiente que o cloro contra esporos bacterianos.
4.2.3 - Compostos quaternários de amônia
São compostos tensoativos, catiônicos que apresentam pouca atividade como
detergentes mas boa atividade gennicida. Parece que atuam inativando·enzimas dos
microrganismos ou mais especificamente da membrana celular (1).
A fónnula geral desses compostos é:
+R2 /RI~N X
~~R3
x - usualmente cloreto ou brometo.
onnalmente os compostos quaternários de amônio são aplicados em pH 6,0
ou maior, à temperatura de 24°C, nas seguintes concentrações e tempo (2).
Imersão e circulação -
Aspersão e nebulização -
Tempo de contato
200 ppm;
400ppm;
2 minutos.
BIBLIOGRAFIA
(1) Jennings, W. G. - Theory and practice of hard-surface cleaning. Adv. in Food Research,
Academic Press, vol. 14: 326-459, 1965.
(2) Leitão, M. F. F. - Limpeza e desinfecção na indústria de alimentos. Boletim do Instituto
de Tecnologia de Alimentos Campinas, SP, n? 43, setembro, 1975.
94 ALTANIR JAIME GAVA
(3) Leitão, M. F. F. - Controle sanitário na indústria de alimentos. Seminário "A Indústria
Alimentar e Aspectos de seu Desenvolvimento Técnico. Instituto Roberto Simon-
sen, São Paulo, 15 de junho de 1976.
(4) Unilever - Detergents. Unilever Educational Booklets. Unilever, Londres, 1967.
(5) Vaughn, R. H. - Food Plant Sanitation. In Joslyn, M. A. &Heid, J. L. Ed. Food Processing
Operations, vol. I, The AVI Publishing Co., Inc. 1963.
(6) Yokoya, F. - Higiene Industrial aplicada às indústrias alimentícias. Curso no Instituto
Nacional de Tecnologia, Rio de Janeiro, 11 a 15 de julho de 1977.
enzimas
v
1 - INTRODUÇÃO
Também chamadas de diástases, são proteínas que apresentam a extraor-
dinária capacidade de catalisar reações químicas.
a realidade, as alterações dos alimentos produzem-se como conseqüência
do desenvolvimento microbiano de um lado e da atividade enzimática do outro.
Apesar da Enzimologia ter sido iniciada há algum tempo foi somente nestes
últimos anos que ela teve um grande desenvolvimento.
A descoberta das enzimas data do século XVIII quando se iniciavam os
estudos sobre a digestão dos alimentos. o século passado, PASTEUR afinnou
que a fennentação era inseparável da célula viva e estabeleceu o conceito de que
as enzimas fossem células vivas. a mesma época, LIEBIG, dizia que a fermenta-
ção era provocada por substâncias químicas. Em 1897, KUHNE propôs o nome de
enzimas para evitar o uso dos chamados "fermentos organizados" e "fermentos
não organizados". BUCHNER, em 1897, acabou com a controvérsia entre LIEBIG
e PASTEUR, ao mostrar a possibilidade de fermentação na ausência de células
vivas.
Os trabalhos de purificação de enzimas começaram depois de 1920. A primei-
ra enzima a ser cristalizada foi a urease, em 1926 por SUMNER. Hoje, mais de 100
enzimas foram obtidas sob forma cristalina, e mais de SOO têm sido relativamente
bem purificadas. Acredita-se que cada célula tenha, pelo menos, 1.000 enzimas.
Em 1904, HARDEN observou que, qUaJldo as enzimas da fermentação do
lêvedo eram colocadas num saco de diálise e deixadas repousar na água, cedo
perdiam sua capacidade de causar fermentação. Verificou que a capacidade de
provocar a fermentação era restaurada quando o material era retornado às enzimas
dentro do saco de diálise. Ele chamou o novo material de coenzima porque coope-
rava com a enzima propriamente dita na catálise das reações químicas (4). Entre
as coenzimas podemos citar DPN+ e TPW, glutationa, ácido ascórbico, coenzima Q,
citocromos, coenzima A, etc. Portanto, as coenzimas são substâncias orgânicas
de baixo peso molecular que não fazem parte da molécula enzimática. Existe,
contudo, uma classe de substâncias semelhantes às coenzimas que se acham fumemen-
te ligadas à molécula da enzima, chamada grupo prostético. O seu modo de atuar
é bastante semelhante ao da coenzima. Como exemplos de grupos prostéticos temos
o grupo das flavinas, piridoxina, tiamina, grupos "heme", etc. Existem ainda subs-
tâncias ativadoras necessárias para a ocorrência de certas reações enzimáticas.
Entre os ativadores mais comuns temos Mg", Zn", Ca", CQ-, etc. As coenzimas,
grupos prostéticos e substâncias ativadoras formam os chamados cofatores
enzimáticos.
Existem substâncias inibidoras que diminuem ou eliminam a atividade das
enzimas. Entre os inibidores mais comuns temos HC ,H2 S, CO, ácido cloroacético,
mercáptans, metais pesados (Ag+, Cu", Hg", Pb), etc.
A especificidade é uma característica importante das enzimas, isto é, determi-
nada enzima só aceita como substrato determinada(s) substância(s). A especificida-
de é tal que, por exemplo, maltase.ataca a ligação a-l,4 de maltose, mas não afeta
a ligação (3-l,4 de celobiose. A maioria das enzimas proteolíticas rompe ligações
de L-aminoácidos mas não de D-aminoácidos.
Poderemos ter a exoenzima e a endoenzima, conforme sua esfera de atividade
seja fora ou dentro da célula que a produziu.
A velocidade de uma reação enzimática é influenciada pela concentração
do substrato, pH, concentração da enzima, temperatura e presença de ativadores
ou inibidores. Podemos representar uma reação enzimática por:
96
E+S~ ES*-> E+P
ALTANIR JAIME GAVA
onde: E = Enzima
S = Substrato
ES~'= Complexo enzima substrato
P = Produto final
Toda enzima possui um "centro ativo", local onde se processam as reações
químicas. O centro ativo é constituído de alguns resíduos de aminoácidos da cadeia
da proteína que se encontram em íntima e mútua proximidade espacial. Acredita-se
que os aminoácidos que constituem o centro ativo formam na superfície da enzima
uma espécie de "orifício", ao qual o substrato pode ajustar-se. O orifício, por sua
vez, deve possuir um formato definitivo, que acómode algumas moléculas, como os
substratos e os inibidores, mas rejeite outras espécies de moléculas e impeça-as de
entrar em contato ativo com a enzima. Esta é a explicação para a especificidade
enzimática e a principal razão por que as estruturas secundárias e terciárias são tão
importantes para a atividade da enzima; elas determinam a forma global da
molécula enzimática e, em particular, criam o centro ativo, que, de outra maneira,
seria uma fJ.leira uniforme de resíduos de aminoácidos (4).
PRINCIPIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
2 - CLASSIFICAÇÃO
97
As enzimas, à medida que foram sendo identificadas, receberam nomesque
o investigador lhes atribuía, sem que houvesse a preocupação de uma sistematiza·
ção. Observava·se muitas vezes, tão somente o sufIxo A8E, indicativo de uma
enzima. Entretanto, restaram ainda algumas enzimas cujos nomes, consagrados
pelo uso, nem mesmo esta regra observaram. É o caso da papaína, tripsina, pepsina,
renina, etc.
Numa tentativa de sistematização, uma comissão da União Internacional de
Bioquímica estabeleceu as normas da nomenclatura enzimática em 1964 (3). Ela
é feita de tal maneira que, à sua leitura fIcamos sabendo quais os substratos envol·
vidos e qual a reação que se passa. As enzimas possuem um código de 4 números,
relacionado com a sua classiflcação. O primeiro número está relacionado com a
reação bioquímica. O segundo número está relacionado com o grupo transferido,
tipo de reação hidrolisada, tipo de ligação formada, etc.; o terceiro número está
relacionado com a substância formada, tipo de receptor, etc., e o quarto número
depende da série usada no terceiro número.
Assim estas normas procuram substituir catalase por peróxido de hidrogênio:
peróxido de hidrogênio oxidoredutase (1.2.1.6); beta·arnilase por a-l,4-glucam
maltoidrolase (3.2.1.2); invertase ou beta-frutofuranosidase por beta-D-frutofura-
noside frutoidrolase (3.2.1.26); pectinesterase por pectina-pectil hidrolase
(3.1.1.11), etc. A substituição dos nomes triviais pelos ofIciais, esses mais comple-
xos do que aqueles, somente se dará com o tempo, na prática diária.
As enzimas são classifIcadas em seis grupos:
1) OXIDOREDUTASES que envolvem reações de óxido-redução;
2) TRANSFERASES que envolvem transferências de radicais;
3) HIDROLASES que envolvem reações de hidrólise;
4) LIASES que envolvem remoção de grupos dos seus substratos, deixando duplas
ligações;
5) ISOMERASES que envolvem reações de isomerização;
6) LIGASES que ocasionam reações de síntese e por isso também chamadas de
sintetases.
Cada um desses grupos é subdividido em subgrupos. Por exemplo:
3.1\- Hidrolases que atuam em ésteres,
3.2 - Hidrolases que atuam em compostos glicosídicos,
3.3 - Hidrolases que atuam em éteres,
3.4 - Hidrolases que atuam em ligações peptídicas e assim por diante.
3.1.1 - Atuam em ésteres carboxI1icos,
3.1.2 - Atuam em tiol-ésteres,
3.1.3 - Atuam em mono éster fosfórico,
3.1.4 - Atuam em diéster fosfórico, e assim por diante.
3.1.1.1 - Carboxil-éster hidrolase,
3.1.1.2 - Aril-éster hidrolase,
3.1.1.3 - Glicerol-éster hidrolase, e assim por diante.
a tecnologia de alimentos as enzimas são muito importantes e, para facilitar
o estudo, mencionaremos apenas as mais comuns, ainda com a sua nomenclatura
trivial.
A obtenção de enzimas para diversas fll1alidades poderá ser feita a partir de
microrganismos, vegetais superiores ou animais.
Entre as enzimas mais importantes, citaremos algumas glicosidases (amilases,
invertases e lactase), enzimas pécticas (pectinesterase, poligalacturonase), estea-
rases (fosfatase, lipase) , proteolíticas (pepsina, tripsina, quimotripsina, papaína,
ficina, bromelina, renina, carboxipeptidase e leucinoaminopeptidase) e oxidases
(catalase, peroxidase, pelifenoloxidase, glucose oxidase, oxidase do ácido ascór·
bico e lipoxidase).
Muitas enzimas são indesejáveis no alimento e, por isso, devem ser inativadas.
Como outras proteínas, as enzimas podem ser facilmente desnaturadas (mudanças
irreversíveis de sua forma configuracional, afetando o centro ativo) de várias
maneiras, principalmente pelo calor. Assim, para inativar a maioria das enzimas,
basta aplicar temperaturas na ordem de 70° a 80°C, durante 2 a 5 minutos (2).
A inativação de enzimas pelo calor é largamente utilizada na indústria
alimentícia recebendo tal tratamento o nome de "blanching". A continuidade
da atividade enzimática pode ocasionar, por exemplo, uma mudança
de cor na cloroftla ou carotenóides; o escurecimento em alguns alimentos; a
rancidez em óleos; variações no aroma; alterações no valor nutritivo das proteínas
e vitaminas ou, finalmente, a presença das enzimas pécticas pode ocasionar mudan·
ças na textura dos alimentos (2).
Como exemplos de enzimas, mencionaremos:
3.1 - Amilases
São enzimas que atuam sobre a ligação a-I,4 de polímeros da glucose
(glucans) como o amido, glicogênio, etc., transformando·os em moléculas de menor
peso molecular.
Entre as mais importantes temos a alfa-amilase e a beta-amilase. Como conse-
qüência da sua atividade no amido, por exemplo, temos uma diminuição da visco-
sidade (por causa do rompimento da cadeia do polissacarídeo), perda na capacida-
de do iodo em dar uma coloração azul e no aparecimento de grupos redutores (8).
A beta-amilase (enzima sacarificante) hidrolisará o amido fornecendo maltose.
A alfa-amilase (enzima dextrinizante) ataca as ligações ao acaso, fornecendo uma
mistura de substâncias chamadas de dextrina. A figura 9 mostra um diagrama esque·
mático da ação das amilases sobre a amilose (só ligações a-I,4) e amilopectina
(ligações a-I ,4 e a-I ,6).
São enzimas que podem ser obtidas por microrganismos; mas normalmente
o são através do malte (cevada ou outro cereal germinado). A a-amilase é produzi-
da no processo de germinação. São enzimas importantes na fabricação de bebidas
obtidas a partir de cereais e na panificação.
98
3 - ENZIMAS NA TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
ALTANIR JAIME GAVA
PRINCI"PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
13 - amilase
Figura 9 - Ação de a e 13 amilases em moléculas de amilose e amilopectina.
3.2 - Invertases
amilose
99
São enzimas que atuam sobre a sacarose (2-D-glucopiranosil.p-D-frutofura-
noside), transfonnando-a em uma mistura de açúcares redutores (glucose e frutose).
Existem 2 tipos de invertases: a l3-frutofuranosidase e a a-glucosidase.
A figura 10 mostra a ação destas enzimas.
CH2 0H'8 «:<-a---gl-Uco-sidase
O
13 - frutofuranosidase
\....-_---Y CH2 0H
Figura 10 - Ação das invertases sobre a sacarose.
Os dois tipos hidrolisam as ligações glicosídicas da sacarose em diferentes
posições. A I3-frutofuranosidase hidrolisa a ligação entre o oxigênio e o carbono 2
(C 2 ) do resíduo da frutose. A enzima reconhece o resíduo de frutose da molécula.
Por outro lado, a a-glucosidase hidrolisa a ligação entre o oxigênio e o carbono 1
(Cd da glucose. A enzima reconhece o resíduo de glucose da molécula.
A maioria das invertases de plantas são tl-frutofuranosidases. As leveduras
caracterizam-se pór possuírem estas enzimas e são utilizadas na fennentação alcoó-
lica ou produção industrial de invertases. A atividade destas enzimas pode ser deter-
minada por polarimetria, fonnação de grupos redutores e método que utiliza a
glucose-oxidase.
A lactase ((3-galactosidase) ataca a lactose, transformando-a em glucose e
galactose. Apresenta importância porque este açúcar do leite, de poder adoçante
baixo, pode ser transformado em açúcares com poder adoçante bem maior.
100
3.3 - Lactase
ALTANIR JAIME GAVA
3.4 - Enzimas Pécticas
ou
PG
o
PGPG
PE PE
~ ~ ~!
COOH COCH3 COOH COCH3
I I I I
-G --G--G--G-
As enzimas pécticas têm sido relativamente bem estudadas por causa da sua
importância na indústria de alimentos. Elas são utilizadas para facilitar a fIltração
e clarificação de sucos de frutas (maçã, uva) e na produção de pectinas de baixa
metoxilação ou ácidos galacturôlÚcos. Elas são indesejáveis quando podem ocasio-
nar o excessivo amolecimento (abrandamento) de muitas frutas e hortaliças; na
formação de precipitados nos sucos de laranja e tomate e na diminuição da consis-
tência de massas de tomate.
De uma maneira geral, podemos dizer da existência de 3 tipos diferentes de
enzimas pécticas: pectinesterase, poligalacturonase e pectina-transelirninase. As
transeliminases não são importantes nos vegetais e caracterizam-se por quebrarem
a ligação glicosídica pela remoção de hidrogênio do carbono 5, formando assim uma
dupla ligação.
A pectinesterase (PE) catalisaa remoção de grupos metoxílicos da molécula
de pectina e de ácido pectínico para dar ácido péctico. Ocorre no tecido da maioria
das plantas (tomate, laranja, etc.) e pode ser produzida por microrganismos.
A poligalacturonase (pG) ocasiona a quebra das ligações glicosídicas das subs-
tâncias pécticas para dar fmalrnente o ácido galacturônico. Também é encontrada
nos vegetais superiores e pode ser produzida por microrganismos.
O ataque de PE e PG pode ser visto na figura 11.
tP
- OCH3
O
Figura 11 - Posições de ataque de pectinesterase e poligalacturonase na pectina.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
3.5 - Enzimas Proteolíticas
3.5.1 - Papaína
101
É uma das enzimas proteolíticas mais utilizadas. É utilizada no amolecimento
de carnes; no tratamento de cerveja para evitar formação de precipitado e como
auxiliar de digestão. É extraída do látex do mamoeiro (Carica papaya) donde reee-
,beu o seu nome.
3.5.2 - Renina
É uma enzima encontrada no estômago (quarto estômago) de bezerros,
sua principal fonte de obtenção. É talvez a enzima proteolítica de maior utiliza-
yão, principalmente na elaboração de queijos. Hoje em dia, a sua obtenção a partir
de microrganismos é uma realidade e deverá ser no futuro o método mais
empregado.
3.5.3 - Ficina
Compreende um grupo de enzimas obtidas da seiva da figueira.
3.5.4 - Bromelina
É uma enzima obtida da planta de abacaxi.
3.5.5 - Pepsina
É uma enzima produzida pelas células do estômago e de importância na
digestão dos alimentos.
3.5.6 - Tripsina, quirnotripsina, carboxipeptidase e arninopeptidase
São outros exemplos de proteases.
3.6 - Glucose-Oxidase
É uma enzima obtida principalmente de Aspergillus niger que oxida a glucose
para ácido glucônico, com a produção de água oxigenada, como podemos verificar
na figura 12.
102 ALTANIR JAIME GAVA
H + E.FAO -----+
= O + EFADH2 (fonna reduzidaL da enzima)
~ O2
EFAO + H202
delta glucolactona1H20
H20H
OH
glucose-oxidase-O-glucose
ácido glucônico
Figura 12 - Ação da glucose-oxidase sobre a glucose.
A primeira parte da reação é catalisada pela glucose-oxidase, ao passo que a
segunda parte é não-enzimática (8).
Comercialmente, a glucose-oxidase é utilizada na remoção de traços de gluco-
se e de oxigênio. A remoção de glucose é desejável em certos casos como na albumi-
na (de ovo) e ovo desidratados. A presença de oxigênio em quantidades pequenas
poderá conduzir a modificações de cor e sabor em certos alimentos, e por isso,
a sua remoção é desejável. Em todos estes casos, a enzima catalase deve ser incluída
para decompor a água oxigenada, produto da reação. A glucose-oxidase podetambém
ser utilizada analiticamente na determinação de glucose.
A atividade da enzima poderá ser detenninada pela avaliação de H2 O2 forma-
da, quer espectrofotometricamente a 235 nm, ou usando peroxidase e um substra-
to, ou pelo consumo de oxigênio.
3.7 - Peroxidase
É uma reação que catalisa reações do tipo:
AH + H2O2 --> AOH + H2O, onde AH pode ser fenol, ácido ascórbico,
etc.
Pelo fato de ser facilmente determinada e por ser uma das enzimas mais resis-
tentes ao calor, a peroxidase é utilizada como indicação de "blanching" em muitos
produtos.
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
3.8" - Catala.se
103
Assim como a peroxidase, é uma enzima que contém o núcleo ferro-porfirina.
A mais conhecida das reações da c.atala.se envolve uma oxidação-redução bimo-
lecular, onde uma molécula de H2 O2 é oxidada para O2 e a outra é reduzida para
H2 0.
catalase
3.9 - Polifenol-Oxida.ses
São enzimas responsáveis pelo escurecimento enzimático em muitos produtos.
A polifenol-oxidase tem duas diferentes atividades catalíticas, ambas envol-
vendo oxigênio. Elas são chamadas de atividades cresolase e catecolase (8). A
cresolase está relacionada com a oxidação de fen6is monoidroxilados, como a
tirosina, fenol, ortocresol, etc., para formar outro grupo hidroxílico. Os dois
elétrons são fornecidos pelo cobre, sempre associado à enzima.
OH
6-CH""" 0, 6-PFO~HO O .CHHO'
A catecolase envolve a remoção de 2 hidrogênios de fen6is diidroxilados,
como o catecol ou diidrofenilalanina, para dar uma ortoquinona correspondente.
PFO
As quinonas, por polimerização, produzem melanoidinas.
3.10 - Lipoxidase
A lipoxidase ou lipoxigena.se catalisa a oxidação de ácidos graxos poli-insa-
turados contendo o grupo cis-cis 1,4 pentadieno por oxigênio molecular. Entre
tais ácidos, temos o linoléico, linolênico e araquidônico. O radical produzido pode
afetar outras moléculas, inclusive proteínas e vitaminas. Depois da
104 ALTANIR JAIME GAVA
remoção do H' do grupo metilênico, a reação poderá continuar não
enzimaticamente. Assim, como conseqüência da ação de lipoxidase, teremos um
consumo de oxigênio, duplas ligações conjugadas e formação de hidroperóxidos:
R - CH = CH - CH2 - CH = CH - RI
.I-
.
. R - CH = CH - CH - CH = CH - RI
.l-
R - CH = CH - CH = CH - CH - RI
.l-
R - CH = CH - CH = CH - CH - RI
I
OOH
BIBLIOGRAFIA
+OOH
+OOH
(1) Bernhard, S. - The structure and function of enzymes, W. A. Benjamin, Inc., 1968.
(2) Braverman, J. B. S. - Introduction to the biochemistry of foods Elsevier Publishing
Company, 1963.
(3) InternationaI Union of Biochemistry - Enzyme nomenclature, Elsevier Publishing
Company, 1965.
(4) Locke, D. M. - Enzimas Agentes da Vida. Tradução de C. M. Oiticica. Artes Gráficas
Gomes de Souza, S. A.. 1969.
(5) Meyer, L. H. - Food Chernistry. Reinhold Book Corporation, 1960.
(6) Reed, G. - Enzymes in food processing. Academic Press, 1966.
(7) Schultz, H. W. - Food enzymes. The AVI Publishing Company, Inc., 1960.
(8) Whitaker, J. R. - Anotações de aulas. Universidade da Califórnia, Davis, USA, 1968.
embalagens
para alimentos
VI
As embalagens são usadas em alimentos para atender as seguintes fmalidades:
1) proteger o alimento contra contaminações ou perdas;
2) facilitar e assegurar o transporte;
3) facilitar a distribuição do alimento;
4) identificar o conteúdo em qualidade e quantidade;
5) identificar o fabricante e o padrão de qualidade;
6) atrair a atenção do comprador;
7) induzir o comprador para a compra;
8) instruir o consumidor no uso do produto.
São requisitos de uma embalagem, com maior ou menor importância (11):
1) não ser tooca e ser compatível com o produto;
2) dar proteção sanitária;
3) dar proteção contra a passagem de umidade, ar e luz;
4) ter resistência ao impacto;
5) ter boa aparência e dar boa impressão;
6) facilidade de abertura;
7) limitações de peso, forma e tamanho;
8) transparência;
9) facilidade de eliminação (problemas de poluição);
10) baixo preço.
Os vários tipos de embalagens podem ser assim agrupados:
1) recipientes metálicos rígidos (lata, tambor de aço inoxidável, alumínio, etc.);
2) recipientes metálicos flexíveis (alumínio, folhas de aço, etc.);
3) vidro (pote, garrafa, etc.);
4) plásticos rígidos e semi-rígidos;
5) plásticos flexíveis;
6) barricas e caixas de papelão e embalagens de madeira;
7) papéis flexíveis;
8) larninados e multifoliados.
106 ALTANIR JAIME GAVA
Devido à sua maior importância, faremos alguns comentários sobre a lata,
o vidro e as embalagens flexíveis usadas em alimentos. A figura 13 mostra uma
fotografia de vários alimentos que utilizam tais tipos de embalagens.
Figura 13 - Alimentos embalados em latas, vidros e embalagens flexíveis.
1 - A LATA COMO MATERIAL DE EMBALAGEM
A lata é uma embalagem rígida, constituída tradicionalmente de uma folha-
de-flandres, podendo ter uma camada de verniz para dar maior proteção ao con·
teúdo.
A folha-de-flandres é um laminado de aço com baixo teor de carbono revesti·
do nas duas faces com estanho comercialmente puro. O aço usado para folha·de·
flandres é de baixo teor de carbono, cuja composição geralmente está compreendi-
da na faixa de 0,06 a 0,15%, teoresque dão ao aço boas propriedades de dutilidade,
isto é, capacidade de deformar em estampagem sem se romper (15).
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 107
o aço, quanto à sua composlçao qUlmlca, é classificado em quatro tipos
principais: L, MR, MS e MC. O aço tipo L é um aço de baixo teor de fósforo e
metais residuais, sendo indicado para produtos altamente corrosivos como cerejas,
ameixas secas em xarope e picles. O aço tipo MS é similar ao tipo L, porém com
um teor maior de cobre, sendo recomendado para chucrutes e outros produtos
ácidos. O aço tipo MR tem um teor de fósforo maior que o tipo L, sendo empre·
gado para produtos medianamente ácidos como sucos cítricos, pêra, pêssego,
abacaxi, etc. O aço tipo MC é o aço refosforizado, para dar maior rigidez às
latas (6).
O lingote de aço, através de um sistema de laminação que recebe vários trata·
mentos térmicos, é transformado em uma fma folha (bobina de aço) com espessura
e têmpera, determinado pelo próprio processo de fabricação.
Entende-se por "têmpera" não só a dureza, como também o conjunto de
características e propriedades que dão ao aço maior rigidez necessária ao uso a que
se destina.
A têmpera é obtida pela composição da liga de aço, pelo recozimento das
bobinas e pela laminação de encroamento (15). A dureza da folha-de-flandres,
dada pela escala Rockwell·30T, usa uma escala de T-l a T-6, respectivamente
material mais mole e mais duro, como pode ser visto na tabela 12.
Tabela 12 - Tipos de dureza em folhas-de-flandres e exemplos de aplicação (I 5)
Tipo
T-!
T·2
T-3
T-4
T-5
T-6
Dureza RockweU
-30T
46 a 52
50 a 56
54 a 60
58 a 64
62 a 68
68 a 73
Uso indicado
Estampagem profunda e
ex traprofunda
Estampagem média a pro-
funda; macia não propícia
a distúrbios superficiais.
Usos gerais, chapas não su-
jeitas a pressões.
Usos gerais, chapas sujeitas
à pressões.
Dobramentos, severas pres-
sões.
Leves dobramentos, extre-
mas pressões e tendência
a empenar.
Exemplos
Latas para sardinhas, corpo de
lanterna, borrifadores, bicos
de tambores.
Tampas de jarros, latas de
pastas, latas retangulares para
carne, jarros.
Latas sanitárias pequenas e
redondas, grandes e retangu-
lares; coroas metálicas.
Latas grandes, la tas de 1 galão.
Latas grandes rígidas.
Tampas e fundos de latas de
cerveja.
108 ALTANIR JAIME GAVA
Atualmente no mercado brasileiro, cerca de 95% das encomendas especi-
ficam tipo T·3, 40/; do tipo T-2 e 1% dos tipos T-1 e T-4 (15).
A espessura da folha-de·flandres pode ser dada por duas unidades: a inglesa
e a brasileira. No sistema inglês, a espessura é dada em polegadas e a unidade de
área considerada é a caixa-base ("base·box") correspondente a 31.360 poI. 2 ,
que se obtém com 56 folhas de 20 X 28 poI. ou 112 folhas de 20 X 14 poI., sendo
o peso da caixa-base dado. em libras. Para determinado peso de caixa-base (cb)
corresponde uma espessura em polegadas, que se obtém pela fórmula:
Peso da cbEspessura (poI.) = ------
31.360 X 0,2904
sendo 0,2904 a densidade da folha em Ib/poI3.
No sistema métrico, obrigatório por lei no Brasil [normas P-PB-52 (espes-
suras e tolerâncias para folhas-de-flandres) e P·EB·225 (qualidade das folhas·de-
flandres) da ABNT], a espessura é dada em milímetros e a unidade de área é o
decân1etro quadrado (dam2 ), obtido com 100 folhas de 1 m2 • Uma vez fixada
a espessura, o sistema tem a vantagem de possibilitar o cálculo imediato do peso de
1 m2 e, daí o peso do dam2 , uma vez que a densidade é de 8 kg/dm3 ou 8 kg/m2
X rnrn (15).
Assim:
Peso de 1 m2
Peso do dam2
Espessura (rnrn) X 8 kg/m2 X rnrn
Peso do m2 (kg) X 100
As relações entre as áreas dos dois sistemas são:
4,942 cb
A tabela 13 mostra a correspondência entre o padrão brasileiro e o inglês
para folhas-de-flandres.
No Brasil são produzidas folhas-de-flandres com espessura mínima de
0,22 rnrn (80 lb/cb), sendo produzidas aproximadamente 80% de folhas com espes-
sura de 0,28 rnrn (100 Qb/cb) e 0,30 rnrn (107 Qb/cb).
As folhas·de-flandres são folhas de aço estanhadas em ambos os lados. Algu-
mas folhas de aço do tipo revestidas pOQem, em vez do estanhamento, receber um
envemizamento, cromagem, fosfatização, etc. Existem também as folhas de aço
não revestidas, porém sem utilização na embalagem de produtos alimentícios.
1 cb 0,2023 dam2 ou 20,23 m3.
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 109
Tabela 13 - Correspondência entre o padrão brasileiro e inglês de folhas-de-
flandres (15)
Espessura Peso padIão PadIão inglês correspondente
padIonizada (kg/dam2 ) Exato Mais proxirno
(mm) Qb{cb Qb{cb pol.
0,14 112 49,9 50 0,0055
(0,15) (120) 53,5 55 0,0060
0,16 128 57,11
(0,17) (136) 60,6 60 0,0066
0,18 144 64,2 65 0,0071
0,19 152 67,8
0,20 160 71,8 70 0,0077
0,21 168 74,9 75 0,0082
0,22 176 78,5 80 0,0088
(0,23) (184) 82,1
0,24 192 85,6 85 0,0093
(0,25) (200) 89,2 90 0,0099
0,26 208 92,7
0,27 216 96,8 95 0,0104
0,28 224 99,9 100 0,0110
(0,29) (232) 103,4 103 0,0113
0,30 240 107,0 107 0,0117
0,32 256 114,1 115 0,0126
0,34 272 121,3 122 0,0134
0,38 304 135,6 135 0,0148
0,44 352 157,0 155 0,0171
0,50 400 178,4 175 Q,0198
0,56 448 199,8 195 0,0215
Obs. - As espessuras entre parênteses não são padIôes da AB T.
o revestimento de estanho pode ser feito por imersão da chapa de aço em
estanho fundido ("hot dipped") ou eletroliticamente. As folhas·de-flandres do tipo
imersão (folhas "coke") deixaram de ser produzidas no Brasil desde 1968 por serem
industrialmente antieconôrnicas.
As folhas·de-flandres eletrolíticas são produzidas no Brasil pela Companhia
Siderúrgica Nacional em suas linhas de estanhamento eletrolítico, processo Fer-
rostan, sob licença da "United States Steel". A primeira destas linhas foi instalada
em 1956, a segunda em 1967 e a terceira em 1976.
Resumidamente, o processo eletrolítico consiste em passar o aço em bobina
por uma série de tanques e unidades colocadas em seqüência, fazendo-se o corte
do produto no fmal da linha de acordo com os tamanhos desejados. Em ordem
são as seguintes as operações sofridas pela bobina (15):
a) desbobinamento e solda da ponta de uma bobina à extremidade da precedente;
110 ALTANIR JAIME GAVA
b) limpeza eletrol~tica, mediante a passagem do aço em solução alcalina, ficando
a bobina positiva ou negativamente eletrizada para maior eficiência da limpeza
superficial;
c) lavagem para remover restos da solução alcalina;
d) decapagem eletrolítica, com solução sulfúrica diluída destinada a remover óxidos
superficiais para melhor aderência do revestimento de estanho;
e) lavagem para remover vestígios da solução ácida da superfície;
f) eletrodeposição, feita em tanques em série, contendo o eletrólito. A bobina é
eletrizada negativamente (cátodo) e blocos de estanho são eletrizados positiva-
mente (ânodo). Pela dissolução dos ânodos, o estanho entra em solução e depo-
sita-se uniformemente na superfície da bobina cuja velocidade, corr~lacionada
com a densidade da corrente, controla a espessura desejada do revestimento;
g) fusão do revestimento, que consiste em se fundir o estanho recém-depositado
a fim de lhe dar brilho característico.
h) tratamento eletroquímico superficial, feito em dois tanques contendo solução
de ácido crômico e bicromato de sódio; os fJ1mes de óxido superficial da fusão
são removidos e substituídos por outros de composição complexa, e mais ade-
quadas para receber tintas, vernizes, etc., além de concorrerem para maior
resistência à corrosão;
i) oleamento superficial com óleo de caroço de algodão, feito eletrostaticamente;
j) operações de acabamento: desempeno, corte nas dimensões, inspeção, desvio de
chapas furadas por meio de célula fotoelétrica, desvio de chapas de espessura
fora de tolerância por meio de micrômetro automático, empilhamento e conta-
gem das folhas por equipamento eletrônico.
Um cortetransversal numa chapa estanhada por este processo revela, pelo
exame ao microscópio, várias camadas como mostra a figura 14.
5
~~~~~~~li:'w...>.),.D~l.l.lw...:l.~~c.Ll.~r-~4
---l- -r3
2
1
Figura 14 - Aspecto micrográfico das camadas de revestimento de uma chapa estanhada (15).
As camadas são:
1) chapa de aço cuja espessura varia com o padrão;
2) uma camada de liga de FeSn2 ;
3) a camada de estanho com espessura variável conforme o padrão;
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 111
4) wn ftlme de óxido produzido sob condições controladas, com espessura da
ordem de 0,063 mícron;
5) uma fIníssima camada de óleo.
A unidade de estanhamento é dada em libras por caixa-base ou gramas por
metro quadrado, cujas quantidades podem ser vistas na tabela 14.
Tabela 14 - Especificação de revestimento para deposição eletrolítica e porcenta-
gem de produção pela CSN em 1971 (15)
Classe Revestimento Espessura estanho % total produ-
g/m2 Qb/cb em cada lado (po!.) zido
n910 2,2 0,10 6 X 10-6 12,0
n925 5,6 0,25 15 X 10.6 54,9
n950 11,2 0,50 30 X 10-6 26,2
n975 16,8 0,75 45 X 10.6 0,3
n9100 22,4 1,00 60 X 10.6 2,6
n9 100/25 22,4/5,6 1,00/0,25 60/15 X 10.6 4,0
(Dif.)
Assim, a folha eletrolítica 1,00 ou n? 100 indica que para estanhar uma
caixa base, em ambos os lados das folhas, foi gasta uma libra (454 gramas) de
estanho, isto é, 0,50 libras em cada face. A folha-de-flandres é dita diferencial
quando a quantidade de estanho depositada em um lado da folha for diferente
daquela depositada no outro lado. A CSN produz o tipo 1,00/0,25, ou seja, em
um lado a chapa possui revestimento de 1,00 Qb por cb (ou 22,4 g/m2 ) e, do
outro, 0,25 Qb por cb (ou 5,6 g/m2 ). De modo geral, em produtos ácidos deverão
ser utilizadas latas cuja estanhagem interna deverá ser alta (0,75 e 1,00 Qb por caixa·
base).
O estanhamento da folha isola a atmosfera da superfície do aço, evitando
assim a ferrugem rápida, como também impede o contato direto do lado interno
da lata com o alimento, que ocasionaria corrosão no aço. O estanhamento também
representou wna enorme vantagem para a tecnologia da fabricação da lata devido à
facilidade com que os corpos das latas puderam ser soldados nas costuras longi-
tudinais, ou seja, em sua agrafagem.
As folhas-de·flandres entregues ao mercado são classificadas em três classes:
qualidade padrão (QP), qualidade segunda (QS) e qualidade terceira (QT). São em-
baladas em fardo levando a seguinte identificação na embalagem: CSN-FL-EL-.
Qualidade·Dureza-Revestimento-Peso padrão-Dimens5es- C? de pacotes. Acaba-
mento (15).
A produção nacional de folhas-de-flandres não dá para abastecer o mercado
interno e por isso tem sido feita importação de folhas dos Estados Unidos, Canadá,
Japão, Inglaterra, França e outros países.
Existem em vários países diversos tipos de chapas empregadas na fabricação
de latas, que ainda não são produzidas no Brasil: a folha-de-flandres duplamente
reduzida, o "croming plate" e o "tin-free steel". A chapa duplamente reduzida
tem 55 a 60 Qb/cb e surgiu nos EUA para enfrentar a concorrência do alumínio.
O "croming plate" é a chapa cromada, produzida inicialmente pelos japoneses. O
"tin-free steel", também conhecido como chapa preta, não contém estanho e é
usada com verniz especial, geralmente vinl1ico. É usado especialmente na fabri-
cação de latas de cerveja. Todas essas chapas revelam a tendência para o baratea-
mento da folha-de-flandres através da redução da espessura do material, da redução
da quantidade do estanho ou mesmo da sua substituição (2).
Normalmente a lata recebe um verniz com a fmalidade de preservar a aparên.
cia do alimento, melhorar a aparência interna e externa da embalagem, aumentar o
tempo de prateleira (vida útil) do produto e diminuir o custo da embalagem. Dá·se
o nome de verniz a um revestimento orgânico, composto de uma ou mais resinas
perfeitamente dispersas em um ou mais solventes, com propriedades físicas e
químicas bem defmidas. O primeiro passo no desenvolvimento de vernizes sanitá-
rios foi dado no início deste século quando, ao serem enlatados produtos alimen·
tícios de cores fortes, como a beterraba e cerejas, em latas simples (sem revestimen-
to interno), estes perdiam a sua coloração, sendo então dificilmente negociáveis.
Estudando o assunto concluíram que essa descoloração era causada por uma
reação entre o pigmento vermelho vegetal, com o estanho da lata, com conseqüente
corrosão. Observaram que a reação poderia ser evitada pela adição de um isolante
entre o produto e o metal e assim inúmeros estudos foram realizados para desco-
brir o verniz satisfatório.
Certos vegetais, como o milho e a ervilha, possuem enxôfre os quais, quando
em contato com latas sem revestimento interno (verniz), apresentam manchas
escuras resultantes da formação de sulfeto de estanho e sulfeto de ferro, que,
embora não tóxicos, afetam a aparência do produto. Os estudos iniciados em
1920 mostraram que quando a folha era galvanizada com zinco não ocorria a
formação das manchas escuras porque o enxôfre do produto reage com o zinco
formando sulfato de zinco, sal solúvel, branco, inodoro, insípido, inofensivo
à saúde, permanecendo na lata após o armazenamento do produto e sem manchas
pretas (7). Assim, usa-se o verniz C-esmaltado, revestimento óleo-resinoso que
contém óxido de zinco para certos produtos que contêm enxôfre, com exceção
de produtos ácidos, pois ocorreria uma reação entre o ácido e o zinco, com conse-
qüente formação de poros no verniz e desprendimento de hidrogênio.
112 ALTANIR JAIME GAVA
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 113
Os revestimentos internos são classificados em óleo-resinosos e sintéticos.
Os óleos-resinosos são obtidos a partir de gomas naturais (resinas) ou óleo,s seca-
tivos, e os sintéticos são produzidos a partir de síntese sob condições controladas.
É muito importante a escolha do tipo de verniz a ser utilizado, principalmente
em latas sanitárias. Ao escolher o tipo de verniz, é necessário conhecer (8):
a) acidez do produto,
b) presença ou não de enxofre no produto,
c) estampagem a que estará sujeita a peça envernizada,
d) tipo de tratamento térmico a ser utilizado.
Como exemplos de revestimentos óleo-resinosos pode-se mencionar:
1) C-esmaltados, pigmentados com compostos de zinco.
2) Esmaltes sanitários, semelhantes em composição a C-esmaltados, porém sem
zinco, usados originalmente para produtos cítricos, mas agora também para
certos produtos de salmoura.
3) A maioria dos revestimentos brancos e vernizes externos são também óleo-resi-
nosos nos quais as resinas sintéticas ácido-alcoólicas são combinadas com um
óleo secativo.
Como exemplos de revestimentos sintéticos, pode·se mencionar (8):
1) Revestimento fenólico, usado tanto interna como externamente, em latas de
peixes e muitos produtos não alimentícios.
2) Revestimento vinz1ico, ou de vinilo, onde as resinas são dissolvidas em solven-
tes, sendo chamado de organosol quando as resinas são dispersadas da mesma
forma como os pigmentos são dispersados nas tintas de veículos. O organosol
deu excelente resultado na embalagem de detergentes e recentemente tem
sido usado em latas de cerveja e bebidas carbonatadas.
3) Revestimento de epoxi, usado simplesmente ou combinado com outros
revestimentos formando os epoxi-fenólicos, epoxi-ésteres e epoxi-vint1icos.
As aplicações mais comuns para epoxi são sobre latas à pressão; como um
revestimento de base para latas de bebidas carbonatadas, assim como um
revestimento quase incolor para certas latas de leite; como esmalte externo
e para tampas de lata à pressão.
4) Revestimento de polibutadieno, disponíveis recentemente, são usados como
revestimento de base nos sistemas de esmaltamento de dupla camada em latas
para cerveja, bebidas carbonatadas e não carbonatadas. Além disso, podem ser
aplicados em camadas simples em latas para frutas e hortaliças.
5) Resinas acn1icas,com uso muito recente na embalagem de alimentos, sendo
usado mais em litografia externa.
A lata sanitária consiste em três partes principais: corpo, que é um cilindro
com uma agrafagem soldada, conhecida por agrafagem lateral, fundo, que é meca-
nicamente recravado ao corpo antes de deixar a fábrica de latas e tampa, semelhan-
te ao fundo, mas que é recravada ao corpo depois que o conteúdo é colocado na
lata. Esta é a lata mais comum, conhecida como lata de três partes. Já existe no
mercado brasileiro a lata de duas partes, constituída pelo corpo e pala tampa.
114 ALTANIR JAIME GAVA
A folha-de-flandres para latas decoradas é litografada, envernizada e depois
de completamente seca vai para a cortadora de corpo ou de extremidade (fundo e
tampa). O corpo é formado por uma seqüência de operações como pode ser visto
na figura 15, onde a folha é transformada num corpo cilíndrico pelo engancha-
mento das extremidades.
2
4
5
Figura 15 - Seqüência de operações na formação do corpo da lata.
A correta soldagem da costura lateral é feita de tal maneira que não ocorra
a penetração da solda nos ganchos da agrafagem. A solda usada é uma liga estanho-
chumbo, na proporção de 2:98 ou 40:60, respectivamente. Existem latas onde um
cimento muito forte é usado no lugar de solda na cosuua lateral. É a lata "Mira-
seam" desenvolvida pela Canco, com uso na embalagem de cerveja e sucos cítricos.
As extremidades do corpo são alargadas, preparando-o para a recravação do fundo.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 115
Esta proteção alargada do corpo é chamada de flange. As extremidades (fundo e
tampa) são feitas pelo corte da folha em tiras, e compressão para dar um formato
característico. Um alimentador aplica um composto vedante, à base de borracha,
nos canais de recravação das extremidades, o qual seca formando uma gaxeta
com vedação permanente. O excesso ou a falta de vedante poderá acarretar sérios
problemas na recravação, originando microvazamentos na lata, o que acarretará,
sem dúvida, a perda do produto. Em seguida, o fundo é unido ao corpo pela recra-
vadeira, onde cinco espessuras da chapa são interfechadas ou dobradas e prensadas
firmemente juntas. É comumente efetuada em duas operações, na recravadeira,
onde na primeira operação o rolamento faz o metal formar cinco espessuras ou
dobras, e na segunda operação o rolamento achata-as para formar uma selagem
apertada. A figura 16 procura mostrar a operação de recravação, dando a termi-
nologia da costura dupla. .
Tampas são fornecidas ao enlatador para recravação após o enchimento das
latas. A figura 17 mostra a fotografia de uma recravadeira semi-automática, insta-
lada no Departamento de Tecnologia de Alimentos da UFRRJ.
Muitos países padronizaram os tamanhos das latas para eliminar confusões
e não enganar o consumidor. As latas são em geral cilíndricas, com extremidade
plana, a melhor forma para manter-se sob pressão, assim como para fabricação,
manuseio, enchimento, fechamento e rotulagem eficientes. Outras formas, toda·
via, são adotadas para certos alimentos como no caso das latas de sardinha, latas
retangulares e ovais para carnes (presuntada, presunto, etc.), etc. os EUA as latas
são classificadas em vários números, destacando-se:
? 1 211 X 400
? 2 307 X 409
? 2 1/2 401 X 411
? 3 404 X 414
? 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603 X 700
A lata 401 X 411 significa que tem 4 01/16" de diâmetro e 4 11/16" de
altura. O primeiro termo indica o diâmetro e o segundo a altura. O primeiro número
indica polegada e os dois últimos o número de 16 avos de polegada.
É muito comum no Brasil a terminologia da lata de 1/2 kg (73,3 mm de
diâmetro por 111 mm de altura, similar ao tipo 300 X 406), a lata de 1 kg
(99,5 mm de diâmetro por 118 mm de altura, similar ao tipo 401 X 411) e a lata
de 3 kg (155,4 mm X 175,5 mm, similar ao tipo 604 X 614).
A figura 18 mostra uma fotografia de vários tipos de latas usadas pela
indústria brasileira na embalagem de frutas em conserva, conservas vegetais, leite
em pó, sucos de frutas, carne industrializada, doces em massa, refrigerantes, etc.
Existe nas indústrias alimentícias brasileiras uma tendência atual de fabricar
a própria lata com a finalidade de baratear o produto fmal. O produto determina
o tamanho, modelo, revestimento, identificação e processamento da lata, exigindo
do fabricante a manutenção de estoques consideráveis de matéria-prima, o que
PRIMEIRA OPERAÇÃO
DE ROLETE DE COSTURA
contribui para onenr a embalagem fmal. De modo geral, pode-se afirmar que,
quanto maior for a lata, menor será a incidência do seu custo no produto fmal.
Assim, numa lata de 18 quilos, a embalagem representa em torno de 7% do custo,
enquanto que, na lata de 1 quilo, a embalagem representa 15 a 20% do preço
do produto (2).
REBAIXO
ALTANIR JAIME GAVA
TAMPA
ESPESSURA
CORPO DE ---.0{\.'\l
LATA
SEGU DA OPERAÇÃO
DE ROLETE DE COSTURA
LARGURA
(COMPRIMENTO
ALTURA)
116
TAMPA
LARGURA
(CO 1PRIME TO
ALTURA)
,...-- ESPESSURA
CORPO DE
LATA
REBAIXO
Figura 16 - Recravação de uma lata com terminologia da costura dupla (7).
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 117
Já temos no Brasil a lata com extremidade de fácil remoção ("easy-open")
cujo corpo é basicamente de folha-de-flandres. O sistema de fácil remoção poderá
ser feito de alumínio com uma tira removível entalhada com puxador que é preso
por um rebite especial, e é selado no local com um plastisol. Foi lançada inicial-
mente para cerveja, mas hoje está sendo usada, também para refrigerantes e sucos
de frutas.
Figura 17 - Recravadeira semi-automática instalada no Depto. de Tec. de Alimentos da UFRRJ
Pode levar outros componentes que conferem cores características como o
FeO (azul), Fe203 (amarela), etc.
Entre as principais vantagens do uso do vidro como recipiente de alimentos
temos:
1) não é atacado pelos componentes do alimento;
2) atrai pelo aspecto (apetitoso, visibilidade do conteúdo);
3) inspira confiança pelo fato de dar visibilidade ao produto.
68 a 71%
14,5 a 15,5%
7 a 10%
1 a 3%
1 a 2%
ALTANIR JAIME GAVA
2 - O VIDRO COMO MATERIAL DE EMBALAGEM
Figura 18 - Alguns tipos de latas usadas pela indústria brasileira.
118
o vidro é um material à base de sl1ica contendo quantidades peque'nas de
outros materiais como boro, soda, cal e óxidos metálicos. O vidro é conhecido
desde 1.600 A.C. quando era feito com o aquecimento de uma mistura de areia
e cinzas de algas marinhas.
Uma das fórmulas básicas do vidro é a seguinte (12):
Si02 a partir da sI1ica da areia do mar .
a2 O a partir do carbonato de sódio (barrilha) .
CaO a partir do ,calcário (pedra calcária) , , .
MgO a partir da magnesita ' , .. , .
A120 3 a partir da alumina , , .
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 119
a era dos supennercados, o vidro tem grande virtude porque "promove
vendas", pois os clientes vêem o que compram.
Sabe-se que uma pessoa nonnalrnente vai ao supennercado para comprar
produtos previstos mas muitas vezes faz compras impulsivas, não planejadas e
decididas na ocasião. estas, terão preferência os produtos que chamam a atenção,
provocando o desejo de compra. A embalagem de vidro é aqui destacada das
demais.
Alguns inconvenientes limitam, no entanto, o uso desse material, tais como o
excessivo peso, preço mais elevado, índice de quebra elevado, dificuldades de mani-
pulação, e pouca resistência a altas temperaturas.
O fechamento da embalagem de vidro é feito com o uso de coroas metálicas,
tampas, rolhas, etc. O fechamento hennético é conseguido com o auxI1io de
arruelas de borracha, cortiça, gomas, plástico etc.
A figura 19 mostra uma fotografia de vários tipos de embalagens de vidro
utilizadas em produtos alimentícios.
Figura 19 - Alguns exemplos de embalagens de vidro.
A embalagem de vidro é constituída de três partes fundamentais:o gargalo,
o corpo e o fundo. O gargalo é aquela parte do recipiente de vidro para flXação
da tampa ou fechamento. O corpo é a porção mais larga do recipiente e é aquela
parte que, na fabricação, é feita no "molde" do corpo. O fundo do recipiente
é feito na parte da "chapa base" do molde do recipiente (6).
A figura 20 mostra as partes básicas de um recipiente de vidro.
120 ALTANIR JAIME GAVA
EMENDA VERTICAL
DO ANEL DO GARGALO SUPERFlClE DE VEDAÇÃO
-=:j~g~/_-~FIOS DE ROSCA ACABAMENTO (B A)
CORDÃO DE~ OMBRO
TRA SFERÊ ClA
EMENDA HORIZONTAL
DO ANEL DE GARGALO
PAREDE
LATERALEME DA VERTICAL
DO CORPO
EME DA DO FUNDO
~
S PERFlClE DE APOIO_-~~~=±==:::::::;::7
E ';-F~- - 3
I
FlLLTL co TI UO
(F.C. PARA TAMPAS
DE ROSCA)
SELAGEM LATERAL PRESSÃO E TORÇÃO
(PT)
Figura 20 - As partes básicas de um recipiente de vidro (7).
3 - EMBALAGENS FLEXfvEIS PARA ALIMENTOS
As embalagens flexíveis são aquelas obtidas pelo uso de materiais flexíveis,
conforme o próprio nome diz.
O papel foi a primeira embalagem flexível comercial, tendo sido seguido
pelo celofane, plásticos e folhas metálicas.
Na escolha do material flexível para embalagem, deve-se levar em conta
certas propriedades como: custo, permeabilidade ao vapor-d'água, permeabili-
dade aos gases (especialmente oxigênio e gás carbônico), resistência, claridade,
aparência, termossoldabilidade, encolhimento, resistência quínúca, odor, faixa de
temperatura de trabalho, imprinúbilidade, toxicidade, disponibilidade, compati-
bilidade, maquinalidade e resistência.
De todas as propriedades citadas, serão salientadas a permeabilidade ao
vapor-d'água, a permeabilidade aos gases, a termossoldalgem e a faixa de tempe-
ratura de trabalho (13).
PRINCI'PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 121
Permeabilidade ao vf.IJJor d'água - É a quantidade, em gramas, de vapor-d'água
que passa através de um metro quadrado de material, em 24 horas, sob condições
preestabelecidas de temperatura e umidade relativa. Por exemplo, um ftlme de polie-
tileno de baixa densidade, de 25 microns de espessura tem uma permeabilidade da
ordem de 5g/m2 /24 horas a 25°C e com 75% de umidade relativa de um lado e
cloreto de cálcio seco do outro.
Permeabilidade aos gases -- ou mais especialmente ao oxigênio é a quantidade de
oxigênio em cm3 que passa através de um metro quadrado de material, por dife-
rença de pressão, durante 24 horas em determinadas condições. Por exemplo, um
fIlme de polietileno de baixa densidade, com 25 microns, possui uma permeabili-
dade do oxigênio de 8.000 (5.000 - 11.000) cm3 /m2 /atm/dia a 25°C e 65% de
umidade relativa.
Faixa de temperatura de trabalho - é uma propriedade pouco precisa que serve
de guia para o estabelecimento de uma temperatura mínima, na qual o material
se toma quebradiço e de uma temperatura máxima na qual o fIlme pode tornar-se
pegajoso ou mole, perdendo suas propriedades. Por exemplo, para o polietileno
de baixa densidade, a faixa de trabalho é de aproximadamente _50° a +70°C.
Termossoldabilidade - é uma propriedade relacionada com a possibilidade da
embalagem ser fechada à quente.
As embalagens flexíveis podem ser classificadas em:
3.1 - Papel,
3.2 - Plástico,
3.3 - Folhas metálicas (alumínio),
3.4 - Laminados.
A figura 21 mostra alguns exemplos de embalagens flexíveis usadas pela
indústria brasileira.
Figura 21 - Embalagens flexíveis usadas pela indústria brasileira.
Inclui uma gama grande de embalagens obtidas de fibras celul6sicas. Entre
os vários tipos de papéis, destaca-se o papel kraft pela sua resistência. É de cor
escura e normalmente usado em sacos de papel e papel de embrulho.
Celofane, o primeiro filme flexível comercial foi preparado pela primeira
vez na Suíça, em 1908, utilizando a celulose como substrato básico. Apesar de
boa transparência e facilidade de impressão, o celofane oferece pouca proteção à pas-
sagem de água e não pode ser fechado a quente. A sua resistência ao óleo e aos
gases é aumentada pela combinação com plásticos. Foi muito utilizado no pas-
sado, sendo hoje em dia bastante usado em produtos de panificação. Mais de
150 tipos diferentes de celofane são hoje encontrados, no mercado mundial.
O celofane PT é um material sem envemizamento, transparente e incolor.
Sua permeabilidade ao vapor-de-água sob condições de 25°C e 75% V.R., se compa·
rada com o polietileno de mesma espessura, apresentará um valor aproximadamente
100 vezes pior. Por outro lado, a sua resistência ao oxigênio indicará um valor
aproximadamente 700 vezes melhor.
O celofane MSAT apresenta uma camada impermeabilizante nas duas faces,
à base de nitrocelulose, que melhora consideravelmente as propriedades proteto-
ras do material. A permeabilidade ao vapor-d'água deste material é 15 vezes melhor
que o polietileno, ao passo que a permeabilidade ao oxigênio é 600 vezes melhor
que o polietileno. Este material pode ser fechado a quente.
O celofane com saran (cloreto de vinilideno) melhora a resistência à passagem
de água e oxigênio. É bastante utilizado em embalagens de biscoitos, bolos e batata
frita.
O celofane com polietileno tem aplicação principal na embalagem de carne
fresca.
122
3.1 - Papel
ALTANIR JAIME GAVA
3.2 - Plásticos
São fabricados com polímeros produzidos principalmente a partir de deriva-
dos do petróleo ou carvão. Tais polímeros podem ser termoestáveis, como a uréia,
fené>licos e melanina, de pouco uso em embalagens alimentícias e termoplásticos
como o polietileno e o polipropileno, de uso generalizado em embalagens para
alimentos. São fllmes com espessura até de 0,025 mm (25 microns) ou menos.
Entre os principais tipos temos:
3.2.1 - Polietileno
É um polímero do etileno obtido por dois processos diferentes. O polietileno
de baixa densidade (0,910 a 0,925) é obtido submetend~se o etileno (CH2 = CH2 )
a temperaturas entre 150° e 200°C e pressão de 1.200 atmosferas na presença de
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 123
traços de oxigênio, ao passo que o polietileno de alta densidade (0,941 a 0,965)
é obtido a uma pressão de 40 atm e temperaturas entre 60° e 160°C, na presença de
metais alcoilados.
As propriedades notórias do polietileno estão na sua resistência, baixo custo,
disponibilidade, transparência, facilidade de termossoldagem e excelente barreira
à água. Não é uma boa barreira ao oxigênio e às gorduras. O polietileno de alta
densidade oferece melhores propriedades de barreira às gorduras e é três vezes
melhor como barreira ao oxigênio e duas vezes melhor como barreira à umidade.
Infelizmente seu preço é mais alto (13).
O polietileno de baixa densidade é o plástico mais usado no Brasil, destacan·
do-se o seu uso na embalagem de leite, cereais, alimentos em pó, balas, etc. Um
tipo especial é usado como embalagem encolhível para produtos diversos inclusive
a paletização de volumes e cargas.
Já o polietileno de alta densidade é indicado para produtos gordurosos
e úmidos como manteiga, margarina, banha, "hamburgers" e produtos sólidos
com alto teor de gordura.
3.2.2 - Polipropileno
É obtido pela polimerização do propileno (H 2 C = CH - CH 3 ). É mais rígido,
resistente e mais leve que o polietileno. É melhor barreira ao oxigênio e à umidade
do que o polietileno de baixa densidade mas somente o dobro .. O filme não orienta-
do se toma facilmente quebradiço em baixas temperaturas não sendo uma boa bar-
reira ao oxigênio. Outras características atrativas do polipropileno são a alta clari-
dade e o brilho, que o tomam envoltório para doces ~ pães. Contudo, ele é mais
difícil de ser soldado pelo calor do que o polietilen
'
), necessitando de lO-15°C
a mais (13).
3.2.3 - Cloreto de polivinila (PVC = "polyvinylchloride")
Obtido pela polimerização do cloreto de vinila na presença de catalisadores
adequados. Filmes são obtidos pela adição de plastificadores. O PVC é dez vezes
pior do que o polietileno como barreiraà umidade, mas, por outro lado, é seis
vezes melhor como barreira ao oxigênio. Alguns copolímeros vinI1icos permitem
o encolhimento, sendo usados em produtos de laticínios e carnes.
3.2.4 - Cloreto de polivinilideno (pVdC = "polyvinylidene chloride")
É normalmente produzido como um copolímero com 13-20% de cloreto de
vinila. É um filme caro mas extremamente útil para alguns alimentos. Cryovac e
Saran são nomes comerciais desses copolímeros. Oferece excelente barreira ao
oXlgeruo, pois é 600 vezes melhor que o polietileno, oferecendo também ótima
barreira .à umidade. Pode produzir encolhimento em cerca de 40% do seu volume
para envolv~r produtos apertadamente. Estas três propriedades fazem-no excelente
para embalagens de carnes e queijos. A claridade não é muito boa, mas como é
cerca de 4 a 5 vezes mais resistente que o polietileno, mesmo sacos grandes podem
ser feitos tão fmos como 25 microns. A temperatura de trabalho está compreendi-
da entre _30° e +65°e (13).
O modo mais atrativo de usar esses copolímeros de PVde é como revestimen-
to fmo de um substrato mais barato, como, por exemplo, o celofane, polietileno,
pve e, papel.
124 ALTANIR JAIME GAVA
3.2.5 - Poliéster
É um produto de condensação entre um poliálcool com um diácido ou seu
anidrido, como, por exemplo, condensação entre o etanodiol e o ácido paraftálico.
Mylar, Dacron e Melinex são nomes comerciais deste plástico. Tem uma menor
resistência à umidade (cerca de três vezes) que o polietileno, mas é cerca de 80
vezes superior em relação à barreira ao oxigênio. A verdadeira qualidade dçste
fIlme está na sua resistência que é quatro vezes mais forte que a do polietileno.
É difícil de ser soldado a quente, sendo também bastante caro. Apresenta uma
boa faixa de temperatura de trabalho, sendo estável a ISOoe (13). É algumas
vezes utilizado em aquecimento na própria embalagem ("boil-in-the-bag") e plás-
ticos au toclaváveis.
3.2.6 - Nylon
Obtido pela policondensação de omega-aminoácidos ou pela policondensação
de diaminas com diácidos. Possui propriedades semelhantes ao poliéster quanto à
barreira ao oxigênio e à umidade, além de ser igualmente resistente. O limite máxi-
mo de 1400 e (depende do tipo de nylon) toma-o bastante adequado para o cozi-
mento em casos de esterilização.
Há vários tipos de nylon como o nylon-6, 11, 12 e 66.
3.2.7 - Ol,ltros tipos de menor interesse
a) Poliestireno
b) Amilose - é um fllme comestível
c) Ionômeros - quando ocorrem ligações iônicas além das ligações covalentes
normais. Surlyn da Dupont é um nome comercial
d) Policarbonatos
e) Poliuretanas
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
3.3 - Alumínio
125
Embalagens fabricadas com folhas de alumínio podem ter diferentes graus de
rigidez, dependendo da espessura, têmpera, liga e formato. Alguns tipos de emba-
lagens são muito convenientes no preparo e serviço de alimentos pois resistem a
altas temperaturas. Os alimentos poderão ser congelados ou cozidos na própria
embalagem.
A folha de alumínio é usada na espessura de 0,040 a 0,007 mm, sendo que a
mais comumente empregada tem 0,009 mm.
A permeabilidade ao vapor-d'água é apenas cinco vezes melhor que o polieti-
leno, porque suas folhas apresentam muitos poros. Uma folha de espessura menor
que 0,050 mm tem perfurações freqüentemente em número superior a 1.000 por
metro quadrado. O tamanho dos poros é variável, geralmente da ordem de
0,001 mm. A folha de alumínio por si só é um material quase inútil, pois têm furos,
rasga-se facilmente, é extremamente difícil de imprimir, não pode ser termossoldada
e é cara (13).
A utilização de uma folha de alumínio sozinho não constitui um excelente
material para embalagem, contudo sua combinação com outros materiais toma-
a um material com ótimas características.
3.4 - Larninados
Um grande número de combinações de fIlmes tem sido oferecido à indústria
alimentícia.
3.4.1 - Papel/polietiieno
O papel proporciona rigidez, excelente imprimibilidade e opacidade. O polie-
tileno permite excelente fechamento a quente e boa proteção contra umidade.
A proteção ao oxigênio não é muito boa.
3.4.2 - Celofane/polietileno
No celopoli, o celofane proporciona boa imprimibilidade e aparência brilhan-
te e, se necessário, boas propriedades de barreira aos gases, e o polietileno permite
bom fechamento e oferece boa proteção à umidade. Esse material encontra aplica-
ções na embalagem de café moído embalado a vácuo e queijo ralado.
126
3.4.3. - Nylon/polietileno
ALTANIR JAIME GAVA
Possui boa barreira contra UllÚdade e gases, sendo bastante resistente. Graças
ao polietileno também se fecha facilmente a quente. É um laminado adequado para
carnes preparadas e para carnes cortadas, fechados a vácuo sendo que a propriedade
de barreira a gases é essencial para manter o vácuo.
3.4.4 - Laminados de alumínio
o alumínio, apesar de possuir um número muito grande de orifícios em sua
superfície, apresenta uma enorme melhoria quando revestido com polietileno,
pois agora os orifícios ficam cobertos por uma barreira, que quando comparada
com o polietileno oferece uma proteção que dificilmente se consegue medir, poden-
do-se dizer que em relação à umidade oferece uma barreira 50 vezes melhor que
o polietileno e, quanto ao oxigênio sua resistência se torna 1.000 vezes melhor.
O combinado é agora facilmente termossoldado e folhas de alumínio de 0,040 mm,
revestidas com polietileno ou qualquer outro material de termossoldagem, são utili-
zadas em embalagens farmacêuticas.
Folhas de alumínio mais fmas, como de 0,012 e 0,009 milímetros, são dema-
siadamente frágeis para impressão, de modo que são combinadas também. com
papel. O papel dá rigidez, boa aparência, boa resistência à tração e resistência à
distensão sendo uma excelente superfície de impressão do laminado. Uma combina-
ção bastante atrativa é papel/poli/alumínio/poli, uma vez que o alumínio fica prote-
gido do quebramento pelo fato de estar intercalado entre duas camadas de polietileno.
Este laminado apresenta excelente superfície de impressão, excelente barreira
a gases, excelente rigidez, excelente barreira à umidade e excelente qualidade de
fechamento. Tal embalagem é usada em sopas desidratadas, pós para bebidas, etc.
Ocasionalmente, observa-se a combinação alumínio/poli/papel/poli, por
exemplo, para coco dessecado. Apresenta boa aparência, mas como embalagem
protetora não utiliza os componentes na sua melhor vantagem, porque: a) a folha
de alumínio externa é facilmente danificada; e b) o vapor d'água e o oxigênio
podem penetrar pela borda do papel e, em seguida, pelo polietileno (13).
O Tetra Brik (Tetra Pak), embalagem usada no Brasil no leite longa vida
(leite esterilizado) apresenta a combinação polietileno/alumínio/polietileno/papel
kraft branqueado/polietileno.
3.4.5 - Laminados autoclaváveis
Recentemente vêm sendo utilizadoS" laminados na apertização de alimentos
convenientes, devendo por isso resistir a um tratamento térmico mínimo de 30
minutos a 121°C.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Algumas das combinações usadas são (10):
a) Poliésterjalumíniojpolipropileno (American Can Co.);
b) Poliésterjalumíniojpolietileno de alta densidade (Continental Can Co.);
c) Poliésterjalumíniojpolietileno (Reynolds Metals Co.);
d) ylonjpolietileno (Milprint Inc.).
BIBLIOGRAFIA
127
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Alimentos e Bebidas. 4 :4, São Paulo, 1966.
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em 25 de julho de 1972.
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The Macmillan Company, 1968.
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(7) ITAL - Alimentos enlatados. Princípios de Controle de Processamento Térmico e Ava-
liação do Fechamento de Recipientes. Instituto de Tecnologia de Alimentos,
Campinas, SP, 1975.
(8) Laghi, C. A. - Influência das características da folha-de-flandres e da lata sanitária
sobre a qualidade dos alimentos enlatados. Curso "Controle de Qualidade para
a Indústria de Alimentos". ITAL, Campinas, SP, 1971.
(9) Modem Packaging - Modem Packaging Encyclopedia. McGraw-Hill Inc., 1967.
~!O) Peters, J. W. - Retail debut of retort pouch earns consumer acceptance. Food Product
Development. Março, 1975.
(11) Potter, N. N. - Food Science. The AVI Publishing Co. Inc., 1968.
(12) Sacharow, S. e Griffm, R. C. - Food Packaging. The AVI Publishing Co., Inc., 1970.
128 ALTANIR JAIME GAVA
(13) Salisbury, J. - Mat~riais para embalagens flexíveis. Boletim do ITAL, n9 30, Campinas,
São Paulo, 1972.
(14) Santa Marina, Cia. - Vidros. Sua aplicação na indústria de alimentos. (sem data), São
Paulo.
(15) Silva, P. - Produção e características das folhas-de-flandres. CS . Usina Presidente
Vargas, Volta Redonda, RJ, 1969.
métodos de conservacão
de alimentos
VII
A maior parte dos alimentos de origem vegetal e animal tem a propriedade de
se deteriorar com facilidade.
No decurso dos séculos sempre existiu uma técnica empírica de preservação
de alimentos. Uma parte dessa técnica sobreviveu em nossa época: a secagem, a
defumação, o emprego do sal, do vinagre e do álcool lembnull com bastante exati·
dão os processos empregados no passado. Foi preciso esperar até o início do século
XIX para assistir à aparição do que podemos chamar de técnica moderna de conser·
vação de alimentos. Em 1809 Nicolas Appert tira patente do processo de conserva·
ção de alimentos pelo calor em recipientes hermeticamente fechados.
Os alimentos, para serem conservados, devem impedir toda alteração devida
aos microrganismos. O desenvolvimento dos microrganismos é possível somente
em ambiente nutritivo, com taxa de umidade, oxigênio, temperatura ~ outras
condições favoráveis, segundo a espécie microbiana.
Assim os processos de conservação são baseados na eliminação total ou
parcial dos agentes que alteram os produtos ou na modificação ou supressão de
um ou mais fatores essenciais, de modo que o meio se torne não propício a qual·
quer manifestação vital. Isso ainda pode ser conseguido pela adição de substân·
cias em qualidade e quantidade, que impeçam o desenvolvimento dos micror·
ganismos.
Muitas vezes são usados tratamentos simultâneos de destruição e modifi·
cação das condições ambientais.
Dentro desses princípios se situam os processos ou métodos de conserva·
ção, difíceis às vezes de serem convenientemente classificados, em face das varia·
ções que apresentam.
130 ALTANIR JAIME GAVA
Alguns, como a.esterilização e a pasteurização, agem diretamente, destruindo
total ou parcialmente a flora microbiana; outros lançam mão de meios que difi-
cultam a proliferação, tais como o emprego do frio ou a redução do teor de água,
diretamente como na secagem, ou indiretamente, como no emprego do sal e do
açúcar. Em outras modalidades, subtrai-se o contato com o ar (embalagem a vácuo),
ou lança-se mão de substâncias nocivas ao desenvolvimento microbiano (defumação,
aditivos), ou ainda, submetem-se o produto a fermentações especiais, como a lática
(chucrute, picles) e a alcoólica (vinhos), que os transformam e garantem uma
melhor conservação. Muitas vezes, como já referimos, são empregados processos
mistos, como nos concentrados, geléias, doces em massa, picles, leite condensado,
etc.
Como regra geral, os melhores processos são aqueles que, garantindo uma
satisfatória conservação, alteram menos as condições naturais dos produtos. Após
os tratamentos, a conservação é assegurada pelo uso de uma embalagem apropriada.
Para facilidade de estudo, iremos agrupar os métodos dp. conservação de
alimentos pelo uso de:
- Calor
- Frio
- Fermentações
- Açúcar
- Aditivos
- Irradiação
- Outros métodos
1 - CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO USO DE CALOR
A escolha da temperatura e do tempo a serem usados no tratamento de um
alimento dependerá do efeito que o calor exerça sobre o alimento e dos outros
métodos de conservação que serão empregados conjuntamente.
Cada alimento é diferente, sendo as exigências para processamento também
diferentes. Se não chegar a destruir todos os microrganismos, deve o tratamento
térmico destruir aqueles mais prejudiciais e retardar ou prevenir o crescimento dos
sobreviventes.
O simples ato de cozinhar, fritar ou outras formas de aquecimento emprega-
das nos alimentos antes do seu consumo, além de afetar a textura e palatabilidade,
irá destruir grande parte da flora microbiana e inativar sistemas enzimáticos.
Entretanto, quando mencionamos conservação de alimentos pelo calor,
estamos nos referindo aos processos controlados realizados comercialmente, tais
como pasteurização, esterilização, branqueamento, etc.
Pasteurização - É um tratamento térmico que elimina a grande maioria dos micror-
ganismos existentes no alimento.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 131
A temperatura não passa dos 100°C, podendo este aquecimento ser produzi-
do por vapor, água quente, radiações ionizantes, calor seco, microonda~, etc.
Empregamos a pasteurização quando os tratamentos térmicos mais elevados
prejudicam a qualidade do produto (leite, sucos); quando os agentes microbianos
de alterações não são muito termorresistentes, como as leveduras nos sucos de
frutas, e quando destruímos os agentes competitivos, permitindo uma fermenta-
ção benéfica, que geralmente se realiza pela adição de um in6culo (fermento),
como na elaboração de queijos, etc.
Geralmente complementa-se o processo de pasteurização com um outro
método, como a refrigeração (no caso do leite); adicionando concentrações altas
de açúcar (leite condensado); criando condições anaeróbias pelo fechamento de
recipientes a vácuo, etc.
Os alimentos pasteurizados devem ser consumidos dentro de um certo
espaço de tempo.
Os tempos e as temperaturas de pasteurização dependem do ·método e do
produto a ser tratado.
O método de pasteurização rápida - temperatura alta, tempo curto (HTST -
"high temperature, short time") usa uma temperatura relativamente alta num
tempo curto (por exemplo, leite nOc durante 15 segundos). O método de pasteu-
rização lenta - temperatura baixa, tempo longo (LTLT - "low temperature, long
time") emprega uma temperatura mais baixa num tempo maior (por exemplo,
leite a 62°C durante 30 minutos).
Esterilização - Consiste na destruição completa dos microrganismos. Para alcançá-
la, torna-se necessário o uso de enérgicos tratamentos que jrão influir na qualidade
do ·alimento. Em alimentos apertizados (enlatados) nunca conseguiremos uma este-
rilidade absoluta e, por isso, os termos "comercialmente estéril", ou "estéril" são
comumente vistos na literatura.
Tindalização - Denominação oriunda do nome de John Tyndall, conceituado físico
inglês. É um processo pouco usado por ser demorado e custoso, sendo, todavia,
interessante. A temperatura de trabalho varia de 60° a 90°C, durante alguns minu-
tos. As formas vegetativas serão destruídas, porém os esporos não. Depois do res-
friamento, os esporos entram em germinação e no prazo de 24 horas é efetuado
novo aquecimento e novo resfriamento. O número de operações varia de 3 a 12 para
se obter a esterilização completa. A vantagem do processo é que são mantidos os
nutrientes e as qualidades organoléticas do produto em proporções maiores, que
nos processos anteriores.
Branqueamento - Ou "blanching", é um tipode pasteurização geralmente aplicado
a frutas e hortaliças com,a principal fmalidade de inativar enzimas. É muito comum
em hortaliças a serem congeladas porque a congelação não evita a atividade enzimá-
tica completamente (até certos limites) e em frutas que tenham alta atividade de
enzimas indesejáveis.
132 AlTANIR JAIME GAVA
Os vários método$ de conservação de alimentos que utilizam o calor podem
ser incluídos na apertização, secagem e concentração.
1.1 - Apertização
Dos processos de conservação pelo uso do calor, o tratamento térmico em
recipientes hermeticamente fechados constitui, no momento, o de maior impor-
tância industrial, mundialmente empregado, não s6 na grande indústria, como
também na produção doméstica.
1.1.1 - Histórico
Em 1671, Van Helmont dizia em sua teoria sobre a geração espontânea:
"Se se tampa o orifício de um recipiente cheio de trigo com uma camisa suja,
a combinação do fermento contido no trigo com o cheiro da camisa transforma,
no prazo de mais ou menos 21 dias, o trigo em rato". Foi preciso esperar até
1860, com as descobertas de Louis Pasteur, para esclarecer o "mistério" dos
ratos.
O processo comum de conservação de alimentos, em recipientes fechados
de todos conhecido, é devido a Nicolas Appert, confeiteiro parisiense. No ane de
1795, encorajado pela recompensa de 12.000 francos prometida por Napoleão
a quem descobrisse um novo processo de conservação de alimentos, Appert come-
çou suas experiências, que culminaram com a descoberta, em 1809, do método
que leva o seu nome. Ele trabalhou com jarros de boca larga, fechados hermetica-
mente com rolhas fIxadas no bocal. Em 1810 publicou o livro "O livro de Utilida-
des Domésticas; ou a Arte de Preservar Substâncias Animais e Vegetais por Muitos
Anos" .
Logo em seguida (1810), um inglês, Peter Durand, tirou patente de um pro-
cesso similar, mas empregando a lata. Era um recipiente confeccionado de chapa
de ferro recoberta de estanho.
No princípio, o processamento térmico dependia de banhos de água quente,
como único meio de aplicar calor ao alimento apertizado. O tempo de permanência
na água fervente, necessário para prevenir deterioração, dependia do produto ali-
mentício e da prévia experiência do enlatador com a deterioração do alimento.
Quando a deterioração ocorria, como freqüentemente acontecia, isso era motivo
para :.Im aumento arbitrário no processamento em água aquecida.
Em 1813, latas de alimentos foram testadas pelo Exército e Marinha Britâ-
nica e, em 1818, quantidades consideráveis de carnes, sopas enlatadas e várias com-
binações de legumes estavam sendo utilizados pelas Forças Armadas Britânicas.
Alimentos apertizados foram utilizados em um - exploração ao Ártico em 1815 e
novamente em 1819 pelo Capitão Edward Parry. Uma lata de 4 libras de vitela
assada, parte das provisões trazidas do Ártico em 1824 está atualmente em um
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 133
museu de Londres. Duas latas, deixadas por Parry no Ártico foram recuperadas,
abertas e comidas na Inglaterra em 1911, 87 anos após e ainda em boas condi·
ções. Uma das latas era de ervilha e a outra de carne de boi (13). .
Os alimentos em lata ganharam aceitação, não apenas entre os soldados,
marinheiros e exploradores, como também entre os civis. Entretanto, seu cresci-
mento foi devido, principalmente, a Guerra da Secessão e à I~ Guerra Mundial.
Winslow, em 1861, introduziu o uso da salmoura de cloreto de cálcio, conse-
guindo ir a 116°C e diminuindo assim o tempo de tratamento térmico.
Porém, logo depois, Raymond Chevallier Appert, sobrinho de Nicolas, intro·
duziu a esterilização em autoclaves pelo uso de vapor e que foi aperfeiçoada por
A. K. Shriver, em 1874, nos EUA.
Imediatamente após a Guerra apareceram muitos desenvolvimentos mecâ-
nicos e invenções, cada um dos quais ajudou a colocar o enlatamento de alimentos
em uma base progressiva, automática e de produção em massa.
Um grande impulso foi dado em 1904, com a invenção pela "Sanitary Can
Company" da lata recravada. Até então as extremidades das latas eram soldadas,
sendo o fechamento fInal efetuado pela solda do orifício da tampa.
Através dos anos, várias mudanças foram efetuadas nos recipientes, mas os
fundamentos básicos de recravação têm permanecido os mesmos. Hoje em dia,
numerosos progressos foram evidenciados, principalmente na qualidade dos reci-
pientes e equipamentos de processamento.
1.1.2 - Produção mundial
Para dar uma idéia da atual produção mundial de apertizados, pode-se esti-
mar sua produção em 25 milhões de toneladas, sendo por ordem de importância:
frutas, hortaliças, peixes e carnes. A produção está assim distribuída:
EUA 50%
Europa Oriental 25%
Europa Ocidental 20%
América Latina, África do Sul, Austrália,
Formosa, etc. 5%
O comércio mundial é de aproximadamente 5,7 a 6 milhões de toneladas,
sendo de frutas 2,5 milhões, hortaliças 1,6 milhões, carnes 0,9 milhões e peixes
0,7 milhões. Os maiores exportadores são, por ordem de importância, Itália, EUA,
Espanha, Países Baixos, Formosa, França, África do Sul, Dinamarca, Portugal,
Israel, Austrália e Filipinas.
Processamento térmico significa a aplicação de calor ao alimento durante um
período de tempo e a uma temperatura cientificamente determinada para alcançar
uma esterilidade comercial.
Para que um processamento térmico se processe dentro dos requisitos da boa
conservação dos alimentos, isto é, para que a alteração seja a menor possível, tanto
nas suas características físicas como químicas, muitos estudos foram feitos, deter-
minando uma série de procedimentos hoje observados.
O processo Appert, com todos os aperfeiçoamentos até hoje introduzidos,
pode ser considerado e defmido como o simples aquecimento do produto, anterior-
mente preparado, em recipientes fechados, na ausência relativa de ar, até uma certa
temperatura e num tempo suficiente para a destruição dos microrganismos, porém
sem alterar de modo sensível o alimento. Desde o início, o processo sofreu um
aperfeiçoamento crescente que continua até nossos dias.
Os equipamen tos de tratamento térmico podem ser recipientes abertos ou
fechados, sendo as autoclaves (ou retortas) os mais comuns. As autoclaves podem
ser horizontais ou verticais, já existindo hoje em dia autoclaves contínuas que
podem processar 10.000 latas por hora.
O processamento térmico é influenciado, pelo menos, pelos seguintes fatores:
a) Qualidade e quantidade dos microrganismos a destruir:
Com diferenças não só entre espécies, assim como entre as formas vegetativas
e de resistência (esporos).
b) pH do produto:
A acidez de um produto determina grandemente o processamento requerido.
Sob o ponto de vista de processamento, os alimentos podem ser classificados
em:
- ácidos com pH abaixo de 4,5,
- de baixa acidez com pH igual ou maior que 4,5.
Produtos ácidos, como tomates e frutas, podem ser processados por aquecimento
em água fervente, em cozinhadores enquanto que os alimentos de baixa acidez
(ervilha, milho, feijão, carnes, etc.) requerem altas temperaturas sob pressão de
vapor. A diferença entre os dois tipos de tratamentos está no fato de que, para
produtos de baixa acidez, o processamento deve ser suficiente para eliminar os
esporos do Clostridium botulinum, enquanto que, nas frutas e tomates, a alta
acidez dos produtos elimina a possibilidade de desenvolvimento desses micror-
ganismos, não havendo, dessa maneira, a produção da toxina, embora os esporos
possam estar presentes e sobreviver ao tratamento.
Determinados produtos de baixa acidez, como alcachôfra e cebola, são tão
delicados que o processamento a altas temperaturas poderia afetar sua qualidade.
Por isso, adiciona-se ácido cítrico ou vinagre para baixar o pH até um ponto em
que o processamento em água fervente se toma suficiente.
c) Velocidade de penetração do calor da periferia até o centro do vasilhame:
Essa velocidade é influenciadapela forma, tamanho, condutibilidade do mate-
134
1.1.3 - Processamento térmico
ALTANIR JAIME GAVA
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 135
rial do recipiente, tipo de alimento, composição da salmoura ou xarope e
pré-cozimento.
d) Duração do aquecimento e temperatura atingida:
É compreensível que, sendo mais alta a temperatura ou mais longo o tempo de
aquecimento, mais perfeita é a esterilização. Porém, não podemos usar esses fato-
res em excesso porque o processo se torna antieconâmico e prejudica as carac-
terísticas do produto (textura, sabor, destruição dos nutrientes).
e) Temperatura inicial do produto:
O pré-aquecimento ou o acondicionamento do produto já aquecido encurta o
tempo de esterilização, principalmente daqueles que não são bons condutores
de calor.
f) Sistema de aquecimento e resfriamento:
Tem-se provado experimentalmente que a rotação dos recipientes (lO rpm)
melhora a transmissão do calor e assim reduz-se o tempo de aquecimento e/ou
resfriamento.
1.1.4 - Recipientes para produtos apertizados
O uso de recipientes que se fecham hermeticamente é condição indispensável
para este processo. É de todo o interesse que o material dos recipientes seja inata-
cável pela complexa composição dos produtos a serem processados. A lata e o vidro
são os mais utilizados, na atualidade.
Recentemente lanlinados autoclaváveis vêm sendo utilizados na apertização
de alimentos mais convenientes, destacando-se o uso de poliéster ou "nylon", pela
sua resistência a temperaturas elevadas, combinado com alumínio e um filme
termossoldável (polietileno, polipropileno e poliolefma).
Antigamente os recipientes tinham um certo uso exclusivo, mas hoje em dia
a separação não é muito nítida. As embalagens de alumínio e plástico estão cada
vez mais sendo usadas em alimentos e penetrando lentamente no campo dos ali-
mentos termicamente processados.
Os diversos tipos de embalagens já foram discutidos anteriormente.
1.1.5 - Resistência dos microrganismos ao calor
A resistência dos microrganismos causadores de deterioração, ao lado da
velocidade de transmissão de calor ao interior da lata, constitui um dos principais
fatores que afetam a duração de um processamento térmico.
O tratamento térmico dos alimentos após o fechamento hermético dos reci-
pientes tem como fmalidade evitar atividades microbiológica e enzimática, durante
o período de armazenamento.
136 ALTANIR JAIME GAVA
Acredita-se que a destruição dos microrganismos pelo calor é devida à coagu-
lação de suas proteínas e especialmente à inativação dos sistemas enzimáticos,
necessários ao metabolismo. O tratamento térmico necessário para destruição dos
microrganismos ou dos seus esporos é função de seu tipo, .estado e de certas
condições ambientais. Algumas das diferenças na termorresistência são fatores
que podem ser controlados; outros, no entanto, são próprios dos microrganismos
e não podem ser sempre explicados.
As leveduras e os mofos, bem como suas formas de resistência, não apresen-
tam maiores problemas, pois não resistem a temperaturas da ordem dos 100°C.
Igualmente' as formas vegetativas das bactérias são facilmente destruídas nessa
faixa de temperatura. O mesmo já não acontece com os esporos de bactérias, que
necessitam de temperaturas bem mais elevadas para serem destruídos.
O esporo é uma forma de resistência do microrganismo unicelular, ao redor
do qual se forma uma espessa camada protetora tornando-o resistente ao calor e a
outros fatores externos. O esporo é o produto terminal de uma série de processos
enzimáticos, porém não existe ainda unanimidade de opinião sobre a função do
esporo na natureza ou sobre os fatores envolvidos na sua formação. Sabe-se também
que a proteína do esporo é diferente daquela da forma vegetativa. Alguns atribuem
a alta resistência dos esporos ao calor à presença do sal do ácido dipicom1ico (DPA).
H
\
O
~
C-
f
OH
H
I
C H
li '\ f
C C O
I 11 li
C C-C
~ / \
N OH
DPA
A resistência do esporo varia com o
tipo de bactéria. A maioria dos esporos de
importância na deterioração dos alimen-
tos apertizados é capaz de resistir a di-
versas horas de aquecimento em água
fervendo, mas é destruída em poucos
minutos se a temperatura é elevada a
115°-120°C.
O tempo e a temperatura do processamento foram estabelecidos, fundamen-
talmente, tendo em vista a resistência ao calor de esporos de Clostridium botu-
linum. A destruição dos esporos desse microrganismo é considerada, em geral como
o mínimo de processamento térmico para os alimentos apertizados. Em meio
anaeróbio, em pH acima de 4,5, condições que são as mais favoráveis, a forma vege-
tativa de C. botulinum produz uma toxina poderosa que poderá ocasionar intoxi-
cação alimentar violenta, na maioria das vezes fatal. A toxina não é produzida
pelos esporos e tanto ela, como a forma vegetativa que a produz, não são resistentes
ao calor. Embora os esporos não produzam a toxina, sua destruição é importantís-
sima pois, em condições favoráveis, podem germinar e a forma vegetativa poderá
produzir a toxina. A toxina é facilmente eliminada pelo calor, mas os esporos são
mais resistentes, precisando de várias horas a 100°C para sua destruição. O tempo
necessário para destruição dos esporos nos alimentos de pH maior do que 4,5 é
PRINCI'PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 137
demasiado longo, prejudicando conseqüentemente as características organolépticas
dos apertizados, tornando-os inaceitáveis, À medida, porém, que a temperatura
aumenta, mais rápido se torna o efeito da esterilização e, baseado nesse princípio,
o processamento dos alimentos de baixa acidez se faz em temperaturas na ordem de
115° a 125°C, sob pressão de vapor, em autoclave, sem prejudicar, assim, demasia-
damente a qualidade dos produtos,
Existe uma série de fatores que influenciam a termorresistência das formas
vegetativas e esporos, e dentre os quais poderemos citar aqueles relacionados com:
1.1.5.1 - Organismo
a) número de esporos ou células vegetativas,
b) espécies de microrganismos,
c) condições de crescimento,
d) idade.
1.1.5.2 - Meio ambiente
a) pH.
A concentração dos ions hidrogênio do meio em aquecimento tem um pro-
fundo efeito na resistência ao calor. A maioria das bactérias que formam esporos
possui uma resistência máxima na região de neutralidade. Esty e Meyer (1922)
verificaram que Clostridium botulinum mostrou maior resistência entre pH 6,3 e
pH 6,9.
A combinação tempo-temperatura mantém uma certa relação com o valor
pH. Alguns exemplos podem ser vistos na tabela 15. Tais valores são aproximados
já que a relação tempo-temperatura indicada depende de vários fatores.
b) Composição
Sal, açúcar, proteínas, gorduras, etc. parecem dar uma melhor proteção ao
esporo.
c) Concentração
Da mesma maneira, a concentração de um componente influencia a termor-
resistência do esporo.
1.1.5.3 - Natureza do calor
a) Úmido ou seco
O calor úmido é um agente bactericida bem mais potente que o calor seco.
Já em 1887, Koch salientou a relativa ineficiência do calor seco. Rahn (l945)
sugeriu ser a morte por calor seco devida a um processo oxidativo, enquanto que
por calor úmido é devida à coagulação de proteínas na célula.
138 ALTANIR JAIME GAVA
Tabela 15 - Processamento ténnico de alguns alimentos apertizados
Alimento pH Temperatura tc) Tempo (minutos):
Ervilha 6,0 116 35
Milho 6,1 116 50
121 25
Cogumelo 6,3 116 23
121 12
Abóbora 5,1 116 65
Azeitona madura 6,9 116 60
Batata doce 5,2 116 90
Abacaxi 3,7 100 20
Suco de tomate 4,2 100 55
Pepinos (picles) 3,1 85 10
Pêssego 3,6 100 15
Morango 3,4 100 5
b) Combinação tempo-temperatura
O tempo necessário para destruir certos esporos sob condições defmidas
diminui com o aumento da temperatura. Os resultados de Bigelow e Esty com
1,6 X 105 esporos de bactérias de fermentação simples por mililitro, em suco de
milho com pH 6,1, comprovam oque acabamos de dizer:
Tabela 16 - Ação da temperatura de aquecimento sobre o tempo necessário para
destruir os esporos de bactérias de fennentação simples
Temperatura
tc)
100
105
110
115
120
125
130
135
Tempo para destruir os esporos
(minutos)
1.200
600
190
70
19
7
3
1
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
1.1.5.4 - Condições depois do tratamento
a) pH
b) Tempo de incubação
c) Composição
1.1.6 - Ordem de destruição da bactéria submetida ao calor úmido
139
o microbiologista defme morte como impossibilidade de reprodução.
Apesar das divergências, existe bastante evidência para mostrar a morte loga-
rítmica das bactérias quando submetidas ao calor. Algumas vezes, uma curva é
obtida, mas isso poderá ser devido a flora variada, agrupamento de çélulas, flo-
culação durante aquecimento, etc. (24).
Na morte em ordem logarítmica, se as condições térmicas são constantes,
a mesma percentagem de bactérias será destruída num dado intervalo de tempo,
não importanto o número de bactérias sobreviventes. Em outras palavras, se uma
certa temperatura destrói 90% da população em 1 minuto, 90% da população rema-
nescente serão destruídos no segundo minuto, 90% do que resta serão destruídos
no tetceiro minuto, e assim por diante (19).
A seguir, mencionaremos alguns pontos fundamentais da Termobacteriologia.
Curva de Sobrevivência Térmica
Também conhecida com o nome de "Survivor curve", "thermal death-rate
curve" e "thermal destruction curve".
É obtida no gráfico em escala semilogarítmica que possui na ordenada, em
escala logarítmica, o número de células vivas remanescentes de uma suspensão
de bactérias (ou esporos) ,e na abscissa o tempo de aquecimento a uma tempe-
ratura constante.
Sendo uma destruição em ordem logarítmica, os vários pontos formam
uma linha reta, cuja inclinação ("slope") é chamada de tempo de redução decimal
("decimal reduction time" - DRT) ou simplesmente conhecida por D. O valor
D pode ser defmido como o tempo em minutos, a uma certa temperatura, neces-
sário para destruir 90% dos organismos de uma população, ou para reduzir uma
população a um décimo do número original. Também pode ser defmido como o
tempo em minutos necessário para a curva atravessar um ciclo logarítmico na
escala de sobrevivência térmica.
Como a morte é logarítmica, poderemos descrevê-la matematicamente como
uma reação química unimolecular ou bimolecular de primeira ordem. Em uma
reação unimolecular, apenas uma substância reage e sua velocidade de decompo-
sição é diretamente proporcional à sua concentraç.ão, sendo a decomposição do
pentóxido de fósforo um exemplo. Na reação bimolecular de primeira ordem
um reagente está em grande excesso, de modo que a variação de sua concentra-
140 ALTANIR JAIME GAVA
ção é desprezível e a velocidade de decomposição do segundo reagente é direta·
mente proporcional à sua concentração, sendo a hidr6lise da sacarose um exem·
pIo, quando a água está presente em excesso (24).
Expressando matematicamente:
ou'
dC
dt
KC , onde: C =concentração do reagente
dC
C
K dt K =fator de proporcionalidade
dC/dt = vel?cidade de diminuição da concentração
-------- ----------+---~
D
5 10 15 20 25 30
t (min) a T constante
Figura 22 - Curva de sobrevivência térmica.
Para a destruição térmica da bactéria poderemos ter:
dN
- ---
dt
KN onde: dN/dt = velocidade de morte dos microrganismos
numa unidade de tempo
K =fator de proporcionalidade
N =número de organismos vivos
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Integrando a equação entre t = O e t = t, temos:
141
JNl dN J- - = K dto N to
-(lnN 1 -lnNo)=Kt-Kto
In No - In N1 = Kt,já que to =0
D= 2,3
K
ouD= Q .log 10
K
Se fIzermos t = D, teremos:
a) método do tubo simples - que consiste em aquecer uma quantidade definida
de microrganismos ou esporos em tubos de vidro (250 mm de comprimento,
7 mm de liIiâmetro interno e parede de 1 mm). Também conhecido como mé-
todo de Bigelow e Esty (1920);
b) método do tubo múltiplo - proposto por Esty e Williams (1924);
c) método do "tank" - proposto por Williams, Merril e Cameron (1937);
d) método das latas - proposto por Townsend, Esty e Baselt (1938);
e) método de Stumbo, Gross e Vintos (1945), que utiliza tubos de vidro de
10mm X 75 mm;
f) método do termorresistômetro - Stumbo (1948);
o valor D é usado comumente para comparar a resistência térmica dos mio
crorganismos.
C/ostridium botulinum é um dos microrganismos patogênicos mais resis-
tentes ao calor e ocupa lugar de destaque nos alimentos conservados em condi-
ções anaeróbias (apertizados). Entretanto, existem bactérias não patogênicas
como Putrefactive anaerobe 3679 (pA 3679) e FS 1518 (Bacillus stearothermo-
philus), que são mais resistentes ao calor que C. botulinum. Caso essas últimas
bactérias sejam utilizadas no cálculo do processamento térmico, poderemos ter
certeza de que a bactéria responsável pelo botulismo e outros patógenos encon-
trados nos alimentos serão destruídos (19).
Dentre os métodos que foram utilizados para determinar a resistência térmica
dos microrganismos no processamento de alimentos apertizados, poderemos
citar (11):
142 ALTANIR JAIME GAVA
g) método de Schmidt (1950) - que utiliza tubos não hermeticamente fechados;
h) método de Pllug e Esselen (1953), semelhante ao do termorresistrômetro;
i) método do tubo capilar - de Stern e Proctor (1954).
Algumas conclusões podem ser tiradas da curva de sobrevivência térmica:
1) Impossibilidade de completa destruição (esterilização) dos llÚcrorganismos.
O aumento da relação tempo-temperatura somente diminui a probabilidade
de ocorrência de células vivas.
2) A população inicial tem importância na probabilidade da existência de sobre-
viventes para uma mesma quantidade de alimento.
Portanto, a análise da ordem de morte das bactérias indica que jamais pode-
remos ter certeza da destruição de todas as bactérias no tratamento térmico. Pode-
remos apenas reduzir as chances de sobrevivência de um organismo. Assim, deve-
remos decidir arbitrariamente a probabilidade de sobrevivência a ser tolerada num
determinado processo. A margem de segurança comercialmente aceitável depende
do objetivo do tratamento, pois a chance de alteração de uma lata em 10.000 para
um microrganismo não patogênico é aceitável, mas o mesmo não ocorre quando
o botulismo ou outro llÚcrorganismo patogênico estiver envolvido. De acordo com
a legislação do Estado da Califórnia (EUA), os tratamentos térnúcos usados para
alimentos não ácidos não deverão deixar sobreviventes por núlilitro quando aplica-
dos a um organismo teste (pA 3679, por exemplo), que possui uma concentração
inicial de 10lZ esporos por llÚlilitro. Portanto o tratamento deve ter mais de 12
reduções decimais ou mais de 12 D (8).
Foi assim introduzido o conceito de 12 D, hoje bastante aceito como proces·
so térnúco para esporos de C. botulinum. Os esporos de C. botulinum mais resis-
tentes foram bem estudados e são caracterizados por um valor Dz5 o (D deternúrIa-
do a 250°F) de aproximadamente 0,21 (24).
Apenas, para efeito comparativo, o Dz 5 o de PA 3679 (parece ser Clostridium
sporogenes) varia de 1,5 a 3,0, enquanto que o de FS 1518 (Bacillus stearothermo-
philus) varia de 4,0 a 5,0. Já as bactérias láticas (Lactobacillus, Leucollostoc, etc.),
mofos e leveduras, de termorresistência bem menor, possuem um DI 5 o (D a 150°F
ou 66°C) variando de 0,5 a 1,0.
Geralmente não sabemos quantos e quais os llÚcrorganismos presentes numa
lata a ser "esterilizada". A exposição da lata a uma certa temperatura por um pe-
ríodo igual a 12 D (passagem por 12 ciclos 10garítllÚcos) tem sido normalmente
aceita. Por exemplo, se o alimento possuir uma contaminação inicial de 109 orga·
nismos por lata e receber o tratamento 12 D, somente uma lala em 1.000 poderá
ter células vivas, enquanto que 999 latas estarão "estéreis"(esterilidade comer-
cial). Se a contaminação for de um milhão de organismos por lata, depois do
tratamento 999.999 latas estarão "estéreis". Tendo sido o tratamento baseado na
destruição de PA 3679, ele será muito mitis efetivo contra C. bolutilum e outros
patógenos menos resistentes ao calor (19).
Alimentos ácidos (pH menor que 4,5) não necessitam receber o tratamento
12 D. Algumas vezes recebem tratamento térnúco igual a 5 D e, na maioria dos
casos, temperaturas abaixo de 100°C por alguns minutos são adequadas.
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 143
Na pasteurização usa-se nonnalmente um tratamento 4 D, que significa morte
de 99,99% dos microrganismos.
O valor D, além de ser calculado da curva de sobrevivência ténnica, também
poderá sê-lo a partir do número inicial e do número de sobreviventes, após um tem-
po de aquecimento a cada temperatura considerada (assumindo ordem logarítmica
de morte) (19).
Curva de Resistência Ténnica
A curva de resistência térmica ("thennal resistance curve", "phantom death
time curve"), freqüentemente citada como curva de tempo de morte ténnica,
reflete a resistência relativa das bactérias à temperaturas letais diferentes (24).
É construída demarcando na ordenada o logarítmo de D (ou algum múltiplo de
D), determinado para um microrganismo em várias temperaturas letais, usando as
mesmas condições e, na abscissa, a temperatura correspondente.
O tenno z, empregado nos métodos de cálculos de resistência relativa de
um microrganismo a diferentes temperaturas, é numericamente igual ao número
de °F requeridos para a curva de resistência ténnica atravessar um ciclo logarítmico.
----------4--------~
270260250240230
lO-I '------+-----11----,-------,-----,---
220
Temperatura tF)
Figura 23 - Cwva de resistência térmica.
Da inclinação da curva podemos obter a seguinte equação:
onde: D2 =valor D a T2
z
Dl =valor D a T1
144 ALTANIR JAIME GAVA
Para muitas bact~rias importantes em produtos enlatados, o valor de z é
aproximadamente igual a 18°F. Na comparação, de processos térmicos, é comum
assumir z = 18.
Na comparação de diferentes processos, uma temperatura de referência é
necessária. Para alimentos não ácidos, 250°F é uma referência bastante usada. O
°termo F é usado para designar o tempo em minutos, a 250 F, em um tratamento
térmico. Quando assumimos z =18, o valor Fo é usado. Assim, poderemos ter:
tT 250 - Tlog-- = onde: tTFo 18
tempo de processamento em minutos
a uma temperatura T
Fo tempo equivalente a 250°F, em minu-
tos, assumindo z =18.
Curva de Destruição Térmica
A curva de destruição térmica ("thermal death time curve - TDT curve"),
proposta por Bigelow (1921), é obtida de um grãfico que possui na ordenada o
tempo em minutos (escala logarítmica) e na abscissa a temperatura (escala linear).
Desta curva podem ser extraídos dois valores: F e z. Valor F é defInido c9mo
o número de minutos a 250°F (121°C) necessários para destruição "completa"
dos microrganismos".
Valor z é defmido como o número de °F necessário para aumentar o grau de
inativação em 10 vezes (um ciclo na escala logarítmica). É igual ao valor z obtido
na curva de resistência térmica. Os dois valores são medidas quantitativas da resis-
tência ao calor dos esporos numa faixa de temperatura.
§ 102
"
.S
e
e
u
8-
~ 10 ---------------------------~~
z
230 240 250
Temperatura em °F.
Figura 24 - Curva de desuuição ténnica.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 145
Exemplos de Problemas Elementares sobre Tennobacteriologia:
1. Um alimento irá ser processado em latas de 1.000 g. Testes demonstraram
a existência de uma bactéria formadora de esporos que possui um D25 o = 1,2
numa concentração de 10.000 células/g. Qual o tempo necessário, a 250°F, para
obter uma lata contaminada em 100.000 latas?
Solução: Para termos uma célula/g, precisamos de 4D.
Para termos uma célula/lata, precisamos de mais 3 D, ou seja 7 D.
Para termos uma lata contaminada em 105 latas, precisamos de 5D.
Portanto, precisamos ao todo de 7 D + 5 D = 12 D.
O tempo de processamento a 250°F será de:
F = 12 X 1,2 = 14,4 minutos.
2. Um produto embalado em latas de 103 g e esterilizado por um processo
que tem Fo =5 minutos, apresenta contaminação (alteração) em 0,1% das latas,
causada por microrganismo que tem D2 5 o =0,5 minutos. Deseja-se estimar o
número de esporos, por grama, na matéria-prima.
Solução: em 100 latas, 0,1 é alterada. Em 1.000 latas, 1 é alterada. Então, ocorre
alteração em 1/ I03 latas ou passagem de 3 ciclos logarítmicos (3 D).
Cada lata tem 103 g e para cada g temos mais 3 D. Ao todo temos
(3 + 3) D =6 D.
De acordo com o enunciado do problema temos:
F =D X n'? de reduções decimais. . . 5 min =0,5 X n'?
n'? =5/0,5 = 10 D.
Portanto, o processo utilizou 10 D. Então, (la - 6) D = 4 D, e assim, o número
de esporos será de 104 esporos/g.
1.1.7 - Penetração do calor
O tempo de tratamento térmico de qualquer alimento é influenciado pela
velocidade com que o calor atinge o centro das latas e isso depende da natureza
do alimento, do tamanho e forma do recipiente, da diferença inicial de temperatu-
ra entre o produto e o esterilizador, e ainda, do tipo de processamento
(com agitação ou estacionário).
146 ALTANIR JAIME GAVA
Figura 25 - Aquecimento do alimento numa lata e detenninação do ponto frio.
A penetração de calor é muito mais fácil nos alimentos líquidos que nos sóli·
dos e semi·sólidos. o primeiro caso, a transmissão de calor até o centro da lata se
faz por convecção, isto é, por movimento constante do líquido. As correntes de
conveCção tendem a igualar com rapidez a temperatura no interior da lata. No
segundo caso, a penetração do calor se faz por condução, isto é, as moléculas
transmitem calor às vizinhas, estas às seguintes, e assim sucessicamente. A trans·
missão por condução é mais lenta.
Os produtos em calda (xarope) ou salmoura se aquecem com rapidez porque
a transmissão de calor se faz principalmente por convecção. As correntes de convec·
ção são verticais e, encontrando obstáculos sólidos, os contornam o máximo pos-
sível. Se as partes sólidas forem de tamanho reduzido, como é o caso das ervilhas,
por exemplo, a penetração de calor é quase tão rápida como se a lata contivesse
apenas salmoura. Se tiverem dimensões maiores, no entanto, a penetração de
calor será mais len ta.
A disposição do produto dentro do recipiente pode afetar grandemente as
condições de transmissão de calor. Por exemplo, produtos como aspargos e palmi-
tos aquecem-se mais rapidamente quando as latas são processadas em posição
vertical, o que permite a convecção natural das correntes de salmoura subindo pelas
paredes e descendo pelo centro da lata. As tabelas de processamento para esses tipos
de alimentos são baseadas em latas colocadas em posição vertical. A condição
oposta ocorre com produtos como espinafre, que são normalmente acondiciona-
dos em camadas aproximadamente horizontais, e assim as correntes de convecção
atingem o centro mais rápidamente quando são processadas em posição horizontal.
convecção 1 condução
I' ...... '>1 IC to '\ f- i /~ t I Meio ~ +--1 J deaquecimento
--+ (VAPOR) ~
t )
pOF (;
~
--+ t i /
"
----7
J 1~ ~ tI ~\ l,- I ~I lj
"'+-
pOF ~~/' f-
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 147
Alguns alimentos aquecidos por condução são: creme de milho, purê, batatas,
sopas concentradas, carnes, etc.
Nem todos os pontos da embalagem que está sendo aquecida possuem a
mesma temperatura. A zona de aquecimento mais lento é chamada de ponto frio
do recipiente e é, por isso, a zona mais difícil de ser esterilizada. Nos produtos
aquecidos principalmente por convecção, o ponto frio está localizado próximo ao
fundo do recipiente, no eixo vertical, enquanto que, naqueles aquecidos por condu-
ção, está no centro geométrico do recipiente, sobre o eixo vertical.
1.1.8 - Detenninaçãodo tratamento térmico
Antigamente os processos térmicos eram determinados t~ntativamente, sem
qualquer base científica, disso resultando freqüentes casos de deterioração e mesmo
de intoxicações. Atualmente, essa determinação é baseada em ciência relativamente
desenvolvida, envolvendo medidas acuradas, as quais são interpretadas por cálculos
baseados em matemática superior.
Durante o processamento térmico, o aquecimento e o resfriamento contri-
buem na letalidade do tratamento. O efeito letal desses períodos deve ser incluído
na avaliação do efeito destrutivo do processo. Entre os métodos utilizados no
cálculo do processamento térmico, podem ser citados:
a) método geral ou gráfico, introduzido por Bigelow e outros (1920);
b) método matemático (Ball, 1923);
c) método nomográfico (Olson, Stevens e Roberts - 1938). É um método desen-
volVido para facilitar o uso das equações matemáticas, reduzindo assim consi-
deravelmente o tempo de solução do problema;
d) método da régua de cálculo (American Can Company - 1951);
e) método baseado nas tabelas de quocientes letais (Continental Can Company
- 1952);
f) método matemático modificado (Ball e Olson - 1957);
g) método baseado no calculador NCA (National Canners Association). Atualmente
a NCA (EUA) faz os cálculos dos processos através da utilização de computado-
res.
a) Método Geral ou Gráfico
Bigelow e colaboradores desenvolveram, em 1920, o método geral para deter-
minação do processamento ténnico que foi posterionnente melhorado por outros
pesquisadores.
O método é essencialmente um procedimento gráfico para integrar os efeitos
letais de várias relações tempo-temperatura existentes num dado ponto do alimento,
durante o processamento ténnico. De uma curva de destruição ténnica (DT),
construída de acordo com uma certa relação tempo-temperatura, pode-se atribuir
148 ALTANIR JAIME GAVA
índices letais ("Iethal' rates") para cada temperatura representada pelo ponto da
curva que descreve o aquecimento ou resfriamento do produto, durante o proces-
so. O valor do índice letal atribuído a cada temperatura é numericamente igual
à recíproca do número de fiÚnutos necessários para destruir uma certa porcen-
tagem de esporos naquela temperatura, sendo representada a porcentagem de des·
truição por todos os pontos da curva de DT. Assim, o tempo de destruição corres-
pondente a certa temperatura é obtido da curva de DT do organismo para o qual
um processo de esterilização está sendo desenvolvido. Por exemplo, se a curva de
DT indica que 10 fiÚnutos são necessários a 240°F, o índice letal atribuído a esta
temperatura é de 0,1. Então, 1etalidade pode ser deflllida como o produto do
índice letal pelo tempo (em fiÚnutos) relacionado com uma certa temperatura.
Durante o processamento térmico, a temperatura do recipiente aumenta
até um máximo para depois descer durante o resfriamento. Uma curva
("Iethal-rate curve) é obtida relacionando-se os índices letais de diferentes tem-
peraturas. A área da curva representa a letalidade total do processo e pode ser
medida por um planímetro, método do retângulo, etc. Para estabelecer o tempo
de processo, há necessidade de defmir uma unidade letal.
O método geral foi aperfeiçoado posteriormente, incluindo a construção de
uma curva hipotética de DT passando por um fiÚnuto a 250°F e a equação para
cálculo do índice letal:
tlog -
F
250- T
z
onde tempq em minutos, necessário paradestruir organismos a uma tempera-
tura T.
t/F = tempo para destruir organismos a
tempo T se F = I
FIt = índice letal
A equação acima é obtida na curva de destruição térmica (figura 26).
tempo
I ,
I L:., I
I~
:..2, ~
:~: ~
, '"
___ ~3~ ~~-_-_-_-~~-_-_-==~ __ I
: 250-T :
I I
I t.t.. :
: ~ :
I ,
T 210 230 250
Temperatw:a (F)
Figura 26 - Curva de destruição ténnica.
PRINCI'PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Da curva DT temos:
149
log t -log F
log 10
250- T
z
e
log t
F
250 - T
z
o processo de esterilização adequado pode também ser obtido pelo uso do
valor D, como pode ser visto no exemplo dado posteriormente.
b) Método Matemático
A seguinte fórmula, idealizada por Ball, é utilizada para determinação do
tratamento ténnico de um produto que apresente uma reta na curva de aquecimen-
to em escala semilogarítmica:
BB = fh (log jI - log g), onde:
BB tempo de processo, em minutos, à temperatura da autoclave
fh inclinação da curva de penetração de calor
jI fator de correção obtido aumentando-se a curva de aquecimento até
interceptar o tempo em que começa o processo.
g valor em graus, abaixo da temperatura da autoclave quando a parte
reta da curva de aquecimento interceptar o tempo em que o processo
de aquecimento tennina.
1.1.9 - Avaliação de um processo térmico (8)
Durante a pasteurização e "esterilização", os períodos de aquecimento e
resfriamento contribuem para a letalidade do tratamento. Tais determinações
são úteis na comparação da letalidade de diferentes processos, ou no conheci-
mento do tempo mínimo a uma certa temperatura da autoclave que será neces-
sário para alcançar uma letalidade desejada.
O efeito letal de qualquer intervalo de um processo depende do índice letal
a uma certa temperatura e do tempo de exposição nesta mesma temperatura. O
efeito letal cumulativo do tratamento térmico pode ser estimado por integração
gráfica (método geral). O exemplo citado inclui uma integração gráfica para avaliar
os efeitos letais do processo térmico.
1) A figura 27 mostra o gráfico calculado para o período de aquecimento inicial,
tempo de aquecimento a 284°F ("holding time") e período de resfriamento.
16
ALTANIR JAIME GAVA
1412108
Tempo em segundos
642o
u.
°E
'"
"Holding tube"
o Aquecimento
Saída
Resfriamento
Entrada
Tempo (segundos) 0,5 1,3 3,4 5,3 6,5 8,3 12,3 12,9 14,1 16,2
Temperatura (F) 220 233 260 275 281 284 284 260 238 223
Figura 27 - Aquecimento e resfriamento do organismo X.
260
270
No teste piloto de um detenninado alimento submetido a um processo
HTST ("high temperature, short time"), um organismo X conseguiu sobreviver
ao tratamento térmico. Os testes de laboratório estabeleceram para o organis-
mo X um valor D2 5 o = 1,1 minutos e z = 20. A contagem inicial máxima de X
no alimento foi estimada em lOS células/grama, e a embalagem utilizada tinha
capacidade de 1.000 gramas. Dentro do processo desejável, deveremos encon·
trar menos que um esporo viável por 10.000 latas. Temperaturas detenninadas
em pontos selecionados do processo incluem:
280
Pergunta-se:
a) Qual o tempo mínimo necessário a 284°F para dar a destruição desejada;
b) Calcular o Fo do processo original e do processo recalculado.
150
Exemplo
Solução:
Parte a:
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 151
10g D-r = 10g 1,1-
2) A equação para a curva de destruição ténnica do organismo X foi detenninada.
Para
D2S0 = 1,1 e z=20:
1
log D-r -log 1,1 =- W (T - 250)
'T - 250
20
T- 250
log DT = 0,0414 - 20
3) A tabela 17 foi calculada com as colunas conforme indicado.
4) Os intervalos de tempo apropriados para a integração gráfica foram selecionados
arbitrariamente.
5) As temperatUras nos pontos médios dos intervalos de tempo arbitrários foram
detenninadas através da figura 27.
6) Os valores D foram calculados para estas temperaturas conforme mostra a tabe·
la 17. Alternativamente, poderíamos calcular os valores D através da curva de
destruição ténnica.
7) Os valores recíprocos de D foram calculados para detenninar os índices letais
("lethal rates").
8) O gráfico 28 foi construído usando-se os índices letais e os tempos correspon·
dentes.
A letalidade do processo é proporcional à área abaixo da curva, que pode
ser detenninada pela soma dos retângulos, por planimetria, etc.
Os retângulos na figura 28 mostram a relação entre cada índice letal e os
intervalos de tempo de um segundocada. A área abaixo da curva é aproximada-
mente aquela da soma dos retângulos. Este valor é dado pelo total da coluna ri:;-
multiplicado por t. T
Na tabela 17, este valor foi obtido pela soma da coluna -ri- e por sua multi-
T
plicação pela soma de t, porque os intervalos foram os mesmos (no caso, de um
segundo).
152 ALTANIR JAIME GAVA
lO
+JQ)
....J 20
Q)
.~
-o
...=
r II10 I I
J
I Jr- l II I
I I
I I I I I I
O 2 4 8 10 12 14 16
30
Figura 28 - Gráfico dos índices letais contra o tempo correspondente.
o tratamento de referência usado neste cálculo é aquele necessário para uma
redução decimal do organismo X. Entretanto, o processo obtém 5,60 reduções
decimais.
9) Depois, determine o número de reduções decimais necessárias para o processo
recalculado. O produto pode ter lOs esporos por grama; é embalado em latas
de 1.000 gramas e deve ter menos de um esporo (sobrevivente) em 10.000
latas. Assim, para redução dos esporos viáveis para 1 por grama 5 D são neces-
sários; para 1 por lata 5 + 3 = 8 D; e para uma em 10.000 latas 5 + 3 + 4 = 12 D.
10) Finalmente, calcule o necessário aumento no "holding tube" a 284°F:
Processo original
Necessário
Aumento necessário =
5,6 D
12 D
6,4D
Isto é, o "holding time" adicionado a 284°F deve alcançar 6,4 reduções
decimais.
D284 = 0,0219
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 153
Extra "holding time" necessário 0,0219 X 6,4
0,15
9,0 segundos
"Holding time" no processo original 12,3 - 8,3 = 4 segundos
"Holding time total a 284°F 4 + 9
13 segundos
Parte b:
O processo original é equivalente a 5,6 D a 284°F, e o processo recalculado a
12 D. Desde que D284 = 0,0219 minutos, os tempos correspondentes para os dois
processos são 0,123 e 0,263 minutos, respectivamente. Fo é o "holding time"
equivalente a 250°F, assumindo z = 18.
tT 250 - T10g - =
Fo 18
ou
Para o processo original:
Similarmente, para o processo recalculad'o:
1.1.10 - Processamento de frotas e hortaliças apertizadas
250 - 284
18
9,5 minutos.
logO,123 + 1,89
1,090 + 1,89
-0,91 + 1,89
0,98
= log tT + 1,89
log Fo =10g tT -
10g Fo
Fo = 20,4 minutos.
As operações do processamento de frutas e hortaliças apertizadas variam com
a natureza do produto, mas certas operações básicas são comuns a muitos produtos
apertizados, incluindo·se aqueles de origem animal.
~
't
Tabela 17 - Cálculo das reduções decimais totais
Tempo
T - 250 T - 250 1
_1_ X ~t-- TemperaturaIntervalos Ponto médio T - 250 log DT =0,041 - DT --(F) 20 20 DT DT
0,3 - 1,3 0,8 225 -25 -1,250 1,291 1,29~ 19,5 0,05
1,3 - 2,3 1,8 240,5 -9,5 -0,438 0,479 Q,479 3,01 0,3
2,3 - 3,3 2,8 253 3 0,150 -0,109 1,891 0,778 1,3
3,3 - 4,3 3,8 264 14 0,700 -0,659 1,341 0,219 4,6
4,3 - 5,3 4,8 271,5 21,5 1,075 -1,034 2,966 0,0925 10,8
etc. 5,8 278 28 1,400 -1,359 ;641 0,0437 22,9
6,8 281,5 31,5 1,575 -1,534 b466 0,0293 34,1
7,8 283,5 33,5 1,675 -1,634 b366 0,0232 43,1
8,8 284 34 1,700 -1,659 2,341 0,0219 45,7
9,8 284 34 1,700 -1,659 ;341 0,0219 45,7
10,8 284 34 1,700 -1,659 b341 0,0219 45,7
11,8 284 34 1,700 -1,659 b341 0,0219 45,7
12,8 262 12 0,600 0,559 1,441 0,276 3,62
13,8 243 -7 -0,350 0,391 0,391 2,46 0,4
14,8 233 -17 -0,850 0,891 0,891 7,77 0,1
15,8 225 -25 --1,250 1,291 1,291 19,5 0,05
336,7 5,60 »
r
1 . -iObs.: a) Cada »t = 1 segundo = - mmuto Z
60 :o
1 1 <-b) Para simplificar os resultados, o total da coluna -- pode ser multiplicado por - »
DT 60 ~m
1 1 1 Cl»~ - X - = 336 7 X -- = 5,60 <~ 60 ' 60 »
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Entre as operações mais comuns podem ser citadas:
1.1.10.1 - Colheita
155
Deve ser feita, preferencialmente, nas primeiras horas do dia, quando os
produtos se apresentam bem frescos. O ponto adequado de colheita é um fator
importante na qualidade do produto fInal.
1.1.10.2 - Transporte
O material colhido acomodado em caixas, cestos ou mesmo a granel deve
ser enviado a unidade de processamento o quanto antes para evitar ou atenuar
qualquer tipo de alteração. A quantidade de impurezas que normalmente acom-
panham o material colhido deve ser a mínima possível.
1.1.10.3 - Seleção
Tem por fmalidade separar da matéria-prima o material de qualidade inferior
como defeituoso, verde, manchado e de coloração diferente, porque o sucesso na
industrialização é assegurado quando se utiliza matéria-prima de boa qualidade.
1.1.10.4 - Limpeza
A limpeza do material selecionado consiste na separação de impurezas como
detritos vegetais, terra, poeira, etc., realizada pela ação isolada ou combinada de
peneiras, escovas e jatos de água.
1.1.10.5 - Classificação
A classificação da matéria-prima em lotes com relação ao tamanho é neces-
sária, pois, além de permitir uma melhor apresentação do produto através da sua
uniformidade, garante a demarcação rigorosa nos tempos de tratamento térmico
(branqueamento e "esterilização").
1.1.10.6 - Branqueamento
É uma operação levada a efeito pela imersão do material em água quente
ou exposição ao vapor-d'água. É realizada com o principal objetivo de inativar
enzimas, mas poderá ocasionar a remoção de ar do interior dos tecidos, a
156 ALTANIR JAIME GAVA
destruição parcial dos microrganismos e a manutenção da cor e textura dos
alimentos.
Antes da sua adoção, o mercado de hortaliças apertizadas era um pouco
limitado por causa da pouca aceitação do produto devido às características orga-
nolépticas similares ao feno. A duração do tratamento varia com a consistência
e com o tamanho do material, podendo variar de 2 a 10 minutos, a uma tempe-
ratura de 70° a 80°C.
1.1.10.7 - Acondicionamento
Em seguida o material é acondicionado em latas ou em vfdros de fonna e
tamanho adequado e, posterionnente, coberto com água pura, suco, xarope ou
salmoura (solução diluída de cloreto de sódio).
1.1.10.8 - Exaustão
o objetivo principal da exaustão é retirar ar do produto e o ar que ficar
preso no interior do recipiente. Abacaxi e maçã, são exemplos de frutas que contêm
bastante ar no interior dos tecidos e pêssego, ervilha, vagem e aspargo são exemplos
de produtos que podem aprisionar ar no interior da embalagem com certa facili-
dade.
Como conseqüência da retirada do ar, a pressão no interior do recipiente
será menor e dizemos que vácuo(pressão reduzida) foi fonnado. O vácuo pode
ser medido em tennos de uma escala de O a 29,8 polegadas de mercúrio ou de
O a 760 mm de mercúrio, correspondendo o zero, lido no vacuômetro, a
14,67 p.s.i.a. ("pounds per square inches absolute" = libras por polegada quadrada,
absoluta).
Num vácuo zero poI. (lido no vacuômetro), a pressão será de uma atmosfe-
ra e a água entra em ebulição a 100°C (ao nível do mar). Num vácuo de 10 poI.
a água entra em ebulição a aproximadamente 90°C; a 15 poI. a aproximadamen-
te 80°C, a 25 poI. a aproximadamente 55°C e a 27 poI. a aproximadamente
45°C.
O vácuo pode ser obtido por meio de calor ou por meios mecânicos.
A - Calor
a) Faz-se passar a embalagem através de câmaras de vapor ou túneis de maneira a
expelir os gases do produto. O ar contido no interior da embalagem será subs-
tituído pelo vapor-d'água que, ao se condensar, reduzirá a pressão interna,
fonnando assim vácuo. Em alguns casos a salmoura (ou xarope) é adicionada
antes, em outros casos é adicionada após a passagem pelos túneis de exaustão.
B - Meios Mecânicos
1.1.10.9 - Fechamento
b) Adiciona-se salmoura (ou xarope) aquecida (acima de 80°C). Ervilha é um bom
exemplo.
c) Adiciona-se produto aquecido na embalagem. Milho enlatado sob forma' de
creme ("cream style com") é um exemplo.
157PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
a) Recravadeira a vácuo. São recravadeiras especiais que, através do uso de bombas
ou outro sistema, mantêm a área de fechamento (recravação) do recipiente com
pressão reduzida (vácuo).
b) Retirada do ar por meio de injeção de vapor antes da recravação,através de
adaptações numa recravadeira simples.
A quantidade de vácuo de uma lata pode ser determinada pelo vacuômetro
do tipo Bourdon, Budenberg e "flip" teste.
O vacuômetro do tipo Bourdon é o vacuômetro comum, com sistema similar
ao manômetro. Consta de um sistema de engrenagens com uma peça de extremi-
dade livre, que se movimenta por diferença de pressão, deslocando um ponteiro
numa escala graduada, normalmente de Oa 30 polegadas.
Um conteúdo menor de oxigênio no alimento apertizado é desejável por
minimizar certas reações químicas indesejáveis como a oxidação de óleos e gordu-
ras, vitaminas e a descoloração de certos produtos, além de reduzir a corrosão
interna da lata.
O vácuo serve também para manter as extremidades da lata numa posição
côncava durante o armazenamento, indicativa de que, pelo menos, o recipiente
não está contaminado com um microrganismo produtor de ·gases. Serve o vácuo
também para evitar ou minimizar distorções da lata, durante o tratamento térmico
devido à considerável expansão do seu conteúdo.
Como o vácuo está relacionado com a pressão atmosférica e esta por sua
vez diminui com o aumento de altitude, podemos afirmar que, para cada aumento
de altitude de aproximadamente 300 metros, irá ocorrer um decréscimo de uma
libra. Assim, uma lata, com 20 libras de vácuo ao nível do mar, passará a ter 15
libras quando comercializada a 1.500 metros de altitude.
O fechamento de uma lata é normalmente feito pela recravação ou dupla
costura. A dupla costura é a parte da lata formada pela junção dos componentes
do corpo e da tampa ou fundo, cujos ganchos se engatam e formam uma forte
estrutura mecânica. Ela consiste em três espessuras do componente da tampa ou
fundo e de duas espessuras do componente do corpo, com um revestimento vedan-
te apropriado, sendo comprimidos conjuntamente para formar uma vedação hermé-
158 ALTANIR JAIME GAVA
tica. A dupla costura da lata geralmen te é formada em duas operações da recrava-
deira e daí o nome pelo qual é conhecida (ver capítulo de embalagem).
Algumas recravadeiras modernas são equipadas para formar vácuo diretamen-
te ou por meio de aplicação de vapor antes da recravação.
Em certos tipos de produtos (leite em pó, por exemplo), o ar da embalagem
é substituído por um gás inerte através de um orifício que será posteriormente
soldado.
Hoje já existem recravadeiras que fecham mais de 1.000 latas por minuto.
1.1.10.10 - Tratamento térmico
o processamento térmico além de alcançar um certo grau de "esterilidade"
irá cozinhar o produto até um determinado ponto.
Esta operação pode ser realizada a:
A - Pressão atmosférica
Aqui estão incluídos os cozinhadores usados para produtos ácidos, podendo
ser fIxos ou rotativos. O "spin-cooker", cozinhador rotativo, é bastante conhecido
na prática.
B - Pressão elevada
a) Câmaras pressurizadas (autoclaves)
b) Sistemas pressurizados (esterilizadores hidrostáticos)
c) Salas pressurizadas (Flash 18)
c - Temperaturas elevadas
~ o sistema que usa HTST e UHT ("ultra-high temperature") estando aqui
incluído o sistema de enlatamento asséptico.
1.1.10.11 - Resfriamento
Após o aquecimento, as latas ou vidros devem ser resfriados o mais rapida-
mente possível, não só para evitar excesso de cozimento mas também para acelerar
o "output". O modo de resfriar vai depender 00 sistema térmico utilizado, podendo
ser executado por meio de ar, água ou substâncias refrigerantes. A água de resfria-
mento deve ser sempre clorada para evitar contaminação por vazamento devido ao
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 159
vácuo existente dentro da lata, caso ocorra uma imperfeição na recravação ou solda
lateral.
A intensidade e a duração do resfriamento dependerão do produto e dos
métodos de manuseio das latas após o resfriamento. De uma maneira geral as latas
devem ser resfriadas até uma temperatura de 38° - 4üoC, pois a esta temperatura
haverá calor bastante dentro das latas para a sua secagem rápida, evitando corrosão,
mas insuficiente para permitir o crescimento dos microrganismos termóftlos.
1.1.10.12 - Empacotamento e armazenamento
Após, os recipientes são rotulados (quando necessário), acondicionados em
caixas de papelão e armazenados em locais secos para evitar problemas de corrosão.
1.1.11 - Tratamento térmico de produtos apertizados
A seguir serão descritos os principais equipamentos utilizados no tratamento
térmico de produtos apertizados.
1.1.11.1 - Autoclave
Também conhecida com o nome de retorta, é um recipiente fechado onde o
produto é aquecido, geralmente pelo uso do vapor. As autoclaves podem ser fixas
ou rotativas, contínuas ou descontínuas e verticais ou horizontais. O tipo mais
utilizado é a autoc1ave fixa e descontínua, podendo ser vertical ou horizontal.
Pelo fato das autoc1aves serem equipamentos que trabalham a altas pres-
sões, elas são construídas de' chapas de caldeira de 1/4" ou mais espessas, mode-
ladas no formato e rebitadas ou soldadas juntas. As tampas ou portas são feitas
de ferro fundido ou de chapa pesada, com travas ou ferrolhos especiais para dar
segurança (13).
A fmalidade principal da autoc1avagem é evitar o desenvolvimento de micror-
ganismos, produzindo como conseqüência um certo cozimento do produto. Anti-
gamente a autoc1avagem era estabelecida' pelo método das tentativas, porém, hoje
o uso adequado da autoc1ave é determinado através de uma ciência altamente
desenvolvida.
O vapor é o meio de transferência de calor na maioria das autoc1aves. Água
quente é utilizada para processamento de recipientes de vidro com sobreposição
de pressão de ar. O calor é levado à autoclave por vapor, em ambos os casos.
As vantagens de se usar vapor sob pressão são as seguintes (23):
a) é um excelente meio de transferência de calor;
160 ALTANIR JAIME GAVA
b) sua temperatura pode ser facilmente controlada, apenas pelo controle da
pressão;
c) a pressão de vapor que é exigida na autoclave, a fuo de se obter a temperatura
desejada para processamento, serve facilmente para contrabalançar a pressão
que é formada no interior das latas, quando são aquecidas, impedindo-as de
empenar; e
d) é facilmente produzido.
O vapor possibilita uma boa transferência de calor devido à sua energia
armazenada ou calor latente. Para a transformação de um quilo de água a 100°C
em vapor à mesma temperatura, são necessárias cerca de 540 quilocalorias.
Essa energia extra, superior a seis vezes a quantidade de calor exigida para
aquecer a água até o ponto de ebulição, é denominada calor latente. Quando o
vapor se condensa· sobre as latas no interior da autoclave, este calor latente ou
"calor armazenado" é libertado. O ar quente ou outros gases não possuem esta
propriedade, o que vem em favor de uma maior eficiência de aquecimento que se
obtém com o vapor.
Os processos para alimentos enlatados são determinados por testes feitos com
latas em vapor puro (isento de ar) e, assim, quando esses processos são aplicados
na prática comercial, todo o ar deve ser eliminado, a fuo de que o mesmo meio de
vapor puro seja empregado.
O ar existente no interior da autoclave não irá contribuir, apenas para redu·
zir a eficiência do processo, mas atuará também como uma camada isolante ao
redor das latas, além de ocasionar ferrugem das latas quando na presença de
umidade.
Mesmo quando uma autoclave é carregada completamente com latas, a maior
parte do espaço está ainda cheio de ar.
Observações mostraram que uma autoclave vertical, completamente carre·
gada, contém mais de 60% de ar e uma horizontal cerca de 80 %de ar (23).
Para remover todo esse ar, necessitamos de certo tempo, mesmo quando
dispomos de grandes desaeradores porque grande parte dele deve ser deslocado
basicamente dos intervalos entre as latas.
O quadro abaixo indica a temperatura a uma pressão de 15 libras, em uma
autoclave em que se processa a eliminação do ar em vários níveis(23):
Quantidade de ar eliminado
Total (s6 vapor)
2/3 do ar eliminado
Metade do ar eliminado
Sem eliminação de ar
Temperatura na autoclave
121°C (250°F)
115°C (239°F)
112°C (234°F)
lOü°C (212°F)
Esses dados mostram não apenas a necessidade de completa remoção do ar da
autoclave como também o perigo de efetuar o tratamento térmico baseado na indi·
cação do mànômetro, em lugar do termômetro de mercúrio. Os testes têm demons·
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 161
trado que pode resultar considerável subprocessamento e deterioração, mesmo
quando quantidades pequenas de ar estão presentes nas autoclaves.
Componentes da Autoclave (23)
Instalações apropriadas da autocIave são essenciais para resultados satisfa-
tórios da operação. As figuras 29 e 30 mostram os componentes principais de
/ .
uma autoclave.
O vapor deverá ser suprido através de um condutor suficientemente grande
para manter a pressão da linha nas autocIaves e para prover suficiente vapor para
o adequado desaeramento da autocIave. As autocIaves devem ser equipadas com um
regulador de vapor para manter a temperatura, podendo ser um instrumento contro-
lador-registrador quando combinado com um termômetro-registrador. A-válvula do
regulador automático de vapor pode ser de diâmetro menor que o tubo de entrada
de vapor, desde que um desviador de vapor seja usado durante o tempo de subida.
Os distribuidores de vapor são tubos perfurados que não devem ser maiores do que
a entrada da linha de vapor. Na autocIave horizontal o tubo perfurado deve esten-
der-se ao longo do fundo por todo o seu comprimento, ao passo que na vertical
deverá ser de preferência na forma de cruzeta, com perfurações ao longo do lado
superior do tubo.
Os desaeradores são aberturas grandes, situados de tal maneira que todo o
ar possa ser removido rapidamente do interior da autocIave, antes de se iniciar a
contagem do tempo necessário para o tratamento térmico. A saída do ar deve ser
controlada por válvulas de gaveta ou válvulas de macho ("plug~cock"), conservadas
completamente abertas durante a primeira parte da operação da autocIave, de modo
a permitir a rápida eliminação do ar. As tubulações de escape devem ser curtas e,
tanto quanto possível, livres de cotovelos. Os melhores resultados são obtidos quan-
do as válvulas de escape (desaeradores) são localizadas na parede da autoclave, no
lado oposto daquela pela qual se processa a entrada de vapor. É importante que
os desaeradores fiquem abertos por um certo tempo (digamos, no mínimo cinco
minutos a 110°C, para uma autoclave vertical com um desaerador de I 1/2 pole.
gada) até que determinada temperatura seja atingida.
Os sangradores ou suspiros são aberturas de 1/8 a 1/4 de polegada, usados
para remover o ar que entra na autocIave com o vapor e para promover a circulação
do vapor dentro da autoclave. As autocIaves fixas verticais deverão ter, pelo menos,
uma abertura de sangrador, com uma localização oposta àquela em que o vapor é
admitido.
A válvula de segurança deve ser mais larga do que o tubo de entrada de vapor
e satisfazer às condições de segurança do local e às normas para recipientes de
pressão, sem fogo.
Toda autoclave deve ser munida de um medidor de pressão (manômetro)
de 0-30 libras, graduado em divisões de uma a duas libras e deve ser instalado por
meio de tubulação em forma de sifão.
162
F
F
C
D
c=O~:::::::l2~==lD
Figura 29 - Autoclave vertical (13).
ALTANIR JAIME GAVA
[X] VAPOR
ITJ ÁGUA
[I:J DRENO, EXTRAVAZAMENTO
DL] DESAERADORES, SANGRADORES
a:J AR
a:::::J VÁLVULAS DE SEGURANÇA
VÁLVULAS DE ALMo
DE PRESSÃO
VÁLVULAS MANUAIS
o DE GLOBO
k8J DE GAVETA
Toda autoclave deve ser equipada com, pelo menos, um termômetro de
mercúrio, que tenha uma amplitude de variação na ordem de 50°C, digamos de
80° a 130°C, em uma escala de pelo menos 17 em de comprimento. Os termô-
metros deverão ser testados para precisão com um termômetro-padrão, de preci-
são conhecída, quando da sua instalação, e pelo menos uma vez por ano, daí em
diante ou a qualquer momento que sua precisão seja duvidosa. Os bulbos dos ter-
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
F
163
E
Desaeradores, Sangradores
Válvulas de Segurança
Válvulas de Alívio
de Pressão
W Vapor
rn:J Água
W Dreno, Extravazamento
0lJ00 Ar
[]J
VÁLVULAS MA UAIS
o DEGLOBO
~ DEGAVETA
Figura 30 - Autoclave horizontal (13).
mômetros de indicação poderão ser instalados dentro da carcaça da autoclave ou
em cavidades (nichos) externas que devem estar em conexão com a câmara prin-
cipal, através de uma abertura de, pelo menos, 3/4" de diâmetro. Os nichos exter-
nos devem ser equipados com sangradores de 1/8" ou maiores, localizados de
maneira a permitir a passagem de todo o fluxo de vapor pelo bulbo do termômetro.
O sangrador deve libertar vapor livremente durante todo o período de funciona-
mento da autoclave. O termômetro de mercúrio, não o do registrador do gráfico,
deverá ser o instrumento de referência 'para indicar a temperatura de proces-
samento, uma vez que as leituras feitas no registrador podem ser facilmente modi-
ficadas pelo ajustamento da pena registradora.
O termômetro do registrador deve ser instalado na parede da autoclave ou
em uma cavidade para termômetro. O papel registrador deve permitir facilmente
leitura de O,SoC e possur divisões para as variações de temperatura que não ex-
cedam de 1°C. O registrador pode ser combinado com o regulador de vapor e
constituir um instrumento regulador-registrador.
Instruções 'para Operar uma Autoclave (23)
1) Fechar a porta ou tampa e verificar se todas as borboletas dos parafusos estão
apertadas com segurança.
2) Examinar o registrador de temperatura para verificar se está trabalhando conve-
nientemente, isto é, se o relógio está com corda suficiente, se há tinta na pena
e se o papel registrador está preso firmemente.
3) Abrir os desaeradores e os sangradores, e fechar o dreno e o tubo de extravaza-
mento.
4) Quando a autoclave estiver pronta para funcionar, injetar vapor gradualmen-
te, abrindo tanto a válvula de controle como a passagem lateral.
o regulador automático de vapor é controlado por uma válvula do tipo
pneumático ("air-to-open"). Ela deve ser menor do que o tubo de entrada do
vapor, no caso de ser usada uma passagem lateral, durante o período de eleva-
ção da temperatura.
O suprimento de água poderá ser feito só pela parte inferior da autoclave
ou também pela parte superior. Caso o resfriamento seja feito na própria auto-
clave, os melhores resultados são obtidos quando ocorre entrada de água na parte
superior e inferior da autoclave. Cuidados especiais devem ser tomados para se ter
certeza de que a entrada de água na parte superior não esteja aberta enquanto o
vapor ainda está sendo usado para manter a pressão, ou uma distorção das latas
poderá ocorrer. Válvulas do tipo globo devem ser usadas nas linhas de entrada
de água, porque as válvulas de registro rápido podem vazar e pequena quantida-
de de água poderá resultar em deficiente distribuição de calor ou resfriamento
localizado e um processamento insuficiente. O tubo de extravazamento de uma
autoclave deve estar situado na parte superior, e nas autoclaves horizontais, pró-
ximo ao centro, a um ponto situado na metade do comprimento· da autoclave.
O dreno deve ser de diâmetro suficiente para permitir uma rápida eliminação de
água.
As bandejas e cestos podem ter uma ação favorável ou prejudicial sob o ponto
de vista de distribuição de calor, dependendo do grau de interferência na circulação
de vapor. Experiências mostraram que tiras de ferro ou construções de arame são
as mais desejadas, porque os cestos fabricados com tais materiais permitem a livre
circulação do vapor, em todas as direções. Quando são empregados cestos perfura.
dos ou gôndolas, a remoção do ar é dificultada e por isso o fundo dos cestos deve
possuirperfurações com diâmetro apropriado.
Prateleiras de separação de vários tipos são freqüentemente usadas nos cestos
das autoclaves para isolar as latas de diferentes códigos de fabricação. Tais prate·
leiras devem ser construídas com telas largas (pelo menos uma polegada de abertu-
ra) para permitir perfeita circulação do vapor.
ALTANIR JAIME GAVA164
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 165
5) Logo que a temperatura correta de exaustão tenha sido atingida e o tempo
especificado haja decorrido, fechar a válvula de exaustão. Nunca efetuar um.a
exaustão menor que a recomendada.
6) Fechar gradualmente a válvula de passagem lateral do vapor um pouco antes
que a temperatura de "esterilização" seja atingida. Isto evitará a queda brusca
de temperatura que, comumente, ocorre quando a válvula de desvio é fechada
muito rapidamente.
7) Quando a temperatura de esterilização tiver sido atingida, marcar o tempo de
tratamento térmico por meio de um relógio preciso.
8) No início do tratamento térmico, registrar na ficha de produção a hora, a
leitura no termômetro de mercúrio, a pressão e a temperatura indicada pelo
termômetro-registrador.
9) Anotar o tempo decorrido no início da operação até atingir a temperatura
de esterilização, a fun de ter certeza de que ele tenha sido suficiente para per-
mitir completa desaeração.
10) Manter a temperatura da autoclave cerca de 0,5°C acima da temperatura reco-
mendada para esterilização, visando compensar flutuações inevitáveis.
11) À medida que o processo continua, observar a temperatura com freqüência,
a fun de se certificar que ela se está mantendo adequadamente.
12) Deixar todos os sangradores completamente abertos durante toda a operação.
13) Quando o tempo recomendado para o processo se esgotar, fechar o vapor e
iniciar imediatamente o resfriamento. "
Resfriamento
A intensidade e duração do resfriamento dependerão, e"ntre outros fatores,
do produto, tamanho da lata, temperatura de processamento térmico, temperatura
da água de resfriamento e métodos de manuseio das latas após o resfriamento.
Resfriamento completo significa resfriar o conteúdo da lata no menor tempo pos-
sível até uma températura de 38° - 40°C. O resfriamento na autoclave pode ser
completo (até 38°C) ou parcial, como no resfriamento à pressão em que o resfria-
mento é apenas suficiente para reduzir a pressão interna na lata a um nível seguro,
de modo que a lata possa ser exposta à pressão atmosférica sem perigo de empena-
mento ou deformação das suas extremidades. Após o resfriamento sob pressão,
as latas podem ser removidas com segurança da au toclave para posterior resfria-
mento.
Em outras palavras, altas pressões" são desenvolvidas no interior das latas,
no momento que o ciclo de processamento térmico está chegando ao fun. Entre-
tanto, durante esse tempo, essa pressão tem sido oposta pela pressão do vapor na
autoclave. Se a pressão da autoclave é aliviada, e assim removida a pressão oposta,
a extremidade da lata é sujeita a uma pressão diferencial mais alta, que pode exce-
der a resistência da sua extremidade e assim provocar uma distorção permanente.
Visando evitar esse problema, esfriam-se parcialmente as latas na autoclave sob
pressão (13).
166 ALTANIR JAIME GAVA
Como regra geral de resfriamento, latas de diâmetro 401 (99,5 mm), ou
maior, reqiJerem resfriamento sob pressão quando aquecidas a 116°C (240°F) ou
temperatura mais elevada. Em alguns casos, onde temperaturas baixas de autocla-
ves são usadas, os tamanhos menores que esse tipo podem ser processados sem
resfriamento à pressão. Por outro lado, as latas menores que o diâmetro 401 re-
querem, às vezes, resfriamento sob pressão, especialmente quando a tempera-
tura da autoclave é superior a 121°C (250°F).
O resfriamento sob pressão poderá utilizar pressão com vapor-d'água ou
pressão com ar.
O resfriamento sem pressão poderá seguir a seguinte técnica:
a) Abrir o tubo de extravazamento e dreno, deixando o vapor escapar da autoclave.
b) Quando a pressão tiver caído a zero, abrir a tampa da autoclave e retirar os
cestos de latas para resfriamento fora da autoclave, em canal ou por outro siste·
ma apropriado. Caso o resfriamento seja feito dentro da autoclave, proceder da
seguinte maneira.
c) Fechar o dreno, mas não o tubo de extravazamento e abrir a água, na parte
superior, vagarosamente. Encher a autoclave com água.
d) Quando a autoclave estiver cheia, fechar a válvula de água na parte superior e
abrir a água da parte inferior da autoclave. Isto faz com qu~ a água circule de
baixo para cima, saindo pelo tubo de extravazamento. Continuar o resfriamen·
to desse modo por alguns minutos e então inverter o fluxo, abrindo o dreno e
a entrada de água superior. Se a autoclave não é equipada com tubo de extrava-
zamento, a introdução de água corrente na parte de cima, saindo pelo dreno
(com a autoclave cheia de água), fornecerá um resfriamento quase uIÚforrne.
No caso da autoclave possuir s6 uma entrada de água, pela parte inferior,
abrir a válvula com bastante pressão para enchê-la rapidamente até extravaza-
mento. Diminuir então a vazão, deixando a água circular até obter-se a tempera-
tura desejada de resfriamento.
e) Quando a temperatura desejada tiver sido atingida, fechar a entrada de água e
abrir o dreno, para saída de água.
f) Abrir a porta ou tampa da autoclave e retirar os cestos de latas.
A figura 31 mostra uma autoclave vertical, fixa, com resfriamento sob pressão
de ar.
Autoclaves Fixas para Recipientes de Vidro (23)
Os produtos acondicionados emvidros e hermeticamente fechados com tam-
pas a vácuo são aquecidos e resfriados dentro da água com pressão de ar superposta.
Usa-se água quente porque a característica de expansão térmica do vidro
requer proteção dos diferenciais excessivos de temperatura que poderão produzir
rachaduras. Embora o recipiente de vidro em si possa facilmente resistir às tempera-
turas envolvidas no aquecimento a vapor, o resfriamento dos recipientes após a
esterilização poderá ocasionar problemas. Uma segunda razão para aquecer vidros
PRINCI'PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Figura 31 - Autoclave vertical (Cortesia do DTA da UFRRJ).
167
dentro da água é que ar comprimido deve ser provido às autoclaves para seu
processamento.
A superposição de pressão de ar nas autoclaves é necessária de modo a esta-
belecer uma condição em que a pressão externa do recipiente seja maior do que a
pressão no interior da embalagem, evitando assim perder sua tampa. Todos os pro-
dutos alimentícios aquecidos a temperaturas iguais ou superiores a 116°C desen-
volvem uma pressão maior na parte interna do recipiente do que na autoclave, devi-
do ao aumento da pressão de vapor no recipiente pelo aumento da temperatura,
expansão real física do alimento e presença de gases não condensáveis. Por sua
vez, as tampas de vidros resistem muito pouco a pressões, em contraste com as
tampas de latas, e por isso há necessidade de manter uma pressão de ar superpos-
ta. Essa adição de ar nas autoclaves é uma das razões porque recipientes de vidro
deverão ser aquecidos e resfriados dentro da água, pois, caso contrário, se criaria
uma condição semelhante a uma autoclave impropriamente desaerada. A introdu-
ção de ar comprimido pelo fundo da autoclave fornece a necessária agitação da água
para dar boa distribuição de calor. A figura 32 mostra sumariamente a instrumenta-
ção de uma autoclave vertical ou horizontal utilizada no processamento de vidros.
Ai...TANIR JAIME GAVA168
A . Linha de água
B . Linha de vapor
C • Controle de temperatura
D . Linha de extravaumento
E I . Linha de drenagem
E,· Crivos
F Válvulas de verificação
G Linha do depósito de água quente
H Linha de sucção e conexão
I Bomba de circulação
J - Torneiras
K . Linha de recirculação
L . Distribuidor de vapor
M . Bulbo do controlador de temperatura
. Termômetro
O Es)'alhador de água
P Válvulade segurança
Q . Válvula de desaeração para
processamento a vapor
R . Manômetro
S . Controle de entrada de ar
T . Controle de pressão
U . Linha de ar
V Ao instrumen to de controle
de pressão
W Ao instrumento de controle de temperatura
X Borboletas· 8 requeridas
YI· Suporte de cesto
Y,· Guias de cesto
ZI • Válvula de orifício de fluxo
constante usada durante
o tempo de subida
Z, . Válvula de orifício de fluxo
constante usada durante
o cozimento
V
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IV WÀ."./". U.
~'* ~:r~ 7 T J N RP ~~J
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B
C
D
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Figura 32 - Exigências de encanamento básico e instrumentação utilizadas no processamenlo
de vidros (13).
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 169
Devido à pressão de ar superposta necessita-se de autoclaves bem mais resis-
tentes que para a esterilização de latas. É recomendável o uso de uma válvula de
controle de pressão na linha de extravazamento para aliviar a pressão quando ela
subir acima do nível de operação desejado ou evitar perda da tampa, quando ela
descer abaixo do nível desejado. Neste tipo de autoclave, a temperatura deve ser
controlada independentemente da pressão.
Autoclave de Agitação Descontínua
É uma autoclave do tipo descontínuo construída para processamento de latas
grandes ou para produtos de consistência média. A rotação do tambor (35 rpm)
nessa autoclave resulta em agitação do produto e rápida transferência de calor.
A autoclave é constituída basicamente de uma carcaça cilíndrica de pressão
(1,5 m de diâmetro por 7,5 m de comprimento), duas válvulas de gaveta para
alimentação e descargas das latas, um tambor em espiral "T" para conter e enca-
minhar as latas através da carcaça e instrumentação automática para desaerar a
câmara, aquecer e resfriar o produto.
1.1.11.2 - Cozedor-Rotativo
Os cozedores-rotativos ("spin-cookers") contínuos podem trabalhar à pressão
atmosférica ou sob pressão e por isso podem ser empregados no tratamento térmico
de frutas, hortaliças ou qualquer alimento. Os tipos mais simples possuem um setor
de cozimento e um setor de resfriamento. Dentro da carcaça existe uma espiral
que conduz as latas de uma extremidade para outra. Um tambor giratório movimen-
ta as latas que seguem o caminho em espiral mais na periferia da carcaça. Pelo
fato de manter as latas em constante agitação, o equipamento acelera a penetração
de calor, diminuindo assim o tempo de tratamento térmico. Entre os vários fatores
importantes no processo, podem ser mencionados: velocidade de rotação, espaço-
livre, diâmetro da lata, geometria da lata e consistência do produto (13).
O resfriamento também poderá ser feito à pressão atmosférica ou sob pressão.
A figura 33 dá uma idéia de um cozedor-rotativo.
1.1.11.3 - Esterilizador hidrostático
O esterilizador ou autoclave hidrostática ("hydrostatic cooker") é um sistema
contínuo interessante, consistindo numa torre bastante alta que contém uma câma·
ra de vapor, sendo capaz de processar de 100 a 1.000 latas por minuto. Consiste
essecialmente em um tubo em U, alargado na seção inferior. A câmara de vapor
está situada na parte mais larga e central do tubo, estando uma das pernas cheias
de água aquecida e a outra cheia de água fria. As latas são conduzidas por
170 ALTANIR JAIME GAVA
Figura 33 - Vista de um cozedor-resfriador rotativo contínuo (13).
uma esteira através da coluna de água quente, zona de vapor e água fria. As colunas
de água são suficientemente altas para fornecer pressão hidrostática necessária
para equilibrar a pressão de vapor do esterilizador. A temperatura da água na coluna
de alimentação é independentemente controlada, podendo variar da temperatura
ambiente à da ebulição. Deve ser devidamente controlada pois ela contribui para a
letalidade do processo. Após passar pela câmara de vapor a uma certa velocidade
da esteira e a uma certa temperatura, as latas retomam à pressão atmosférica
através da coluna de descarga (água fria). Como a coluna de alimentação, essa é
uma coluna que equilibra a pressão na cúpula de vapor. Os recipientes, ao deixa-
rem a cúpula de vapor, estão aquecidos a uma alta temperatura e transferem calor
à água da coluna de descarga que necessita assim ser resfriada.
É óbvio que, quanto mais alta a temperatura do equipamento, mais alta a
pressão na cúpula de vapor e mais alta deverá ser a coluna de água para equilibrar
a pressão.
A vantagem deste equipamento é que pennite trabalhar com latas de dife-
rentes tamanhos (com diferentes transportadores) e com recipientes de vidro.
Pennite trabalhar com recipientes de vidro porque no sistema não ocorrem mu-
danças bruscas de pressão devido às pressões hidrostáticas das colunas de água.
Por causa da influência, tanto das colunas de alimentação como de descar-
ga, o tempo de processamento pode ser substancialmente menor que um proces-
samento em autoclave fixa. Essa redução de tempo do processamento está rela·
cionada com o tipo de equipamento, tamanho da lata e temperatura da coluna.
A figura 34 mostra um esquema de funcionamento de um conjunto que
trabalha, com o esterilizador hidrostático da Stork onde se têm:
1) Enchimento e fechamento da lata;
2) entrada (dupla) do esterilizador;
3) saída (dupla) do esterilizador;
PHINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
4) rotulagem;
5) quadro de controle central;
6) base de concreto;
7) prédio;
8) camada isolante de alumínio;
9) torre de vapor;
10) colunas de aquecimento e resfriamento.
1.1.11.4 - "Flash 18"
i
171
o "flash 18" é um processo que utiliza um compartimento de 18 pés de
diâmetro (± 5,5 m) e 110 pés (± 33 m) de comprimento, todo coberto de alumínio.
É um compartimento pressurizado que tem o enchimento do produto num ambien-
te pressurizado, diminuindo assim o tempo completo do processo. A temperatura e
a pressão pennanecem nonnais na parte externa onde os alimentos são preparados
por técnicas convencionais. São depois enviados ao compartimento pressurizado
através de uma entrada especial, passando a ser então um processo contínuo. Os
alimentos são aquecidos e dão entrada na câmara a ± 135°C e, ao passar por um
desaerador, a temperatura desce para 121° - 124°C a 18 psi. O tempo de processa-
mento ténnico é aproximadamente 15 minutos, ao passo que numa autoclave fIxa
necessitaria 30 minutos ou mais para alcançar o mesmo objetivo (4).
1.1.11.S - Esterilização à chama
A esterilização à chama foi patenteada pela primeira vez em 1957, por dois
franceses: Henry Cheftel e H. Beauvais, da Companhia Carnaud, a maior fabricante
de latas da França e descrita na literatura científIca primeiramente em 1961.
"Stériflarnrne" é a marga registrada do processo aquecido por meio de chama e
recomendado especialm~nte para produtos líquidos ou para produtos acondicio-
nados em salmoura, xarope ou suco.
A primeira instalação comercial foi utilizada em 1959, no processamento de
ervilhas apertizadas. Das setenta ou mais instalações hoje em funcionamento, cerca
da metade é usada na apertização de cogumelos.
O processo consta basicamente de quatro partes fundamentais (15):
a) seção de pré-aquecimento, pelo uso de vapor, objetivando atingir uma tempera-
tura inicial unifonne de ± 95°C;
b) seção de aquecimento, empregando uma chama de gás (propano ou butano) dire-
tamente na lata, de modo a elevar rapidamente a temperatura do produto para
115° - 130°C;
c) seção de manutenção da temperatura, pelo uso de chama reduzida ou intenni-
tente, de modo a manter um tempo sufIciente de esterilização; e
d) seção de resfriamento, por meio de aspersores de água até atingir 38°C.
172 ALTANIR JAIME GAVA
Figura 34 - Esterilizador hidrostático (Cortesia da Stork).
As latas são mantidas em constante rotação nas quatro seções, para aumentar
a transferência de calor e, assim, diminuir o tempo de tratamento. Como conse-
qüência há uma melhor retenção das características organolépticase nutritivas do
produto. Além 'do mais, o equipamento é mais simples do que uma autoc1ave rota·
tiva tendo, também, custos operacionais menores. Portanto, além de uma melhor
qualidade do produto fmal, a esterilização à chama reduz o tempo de tratamento
térmico em cerca de três a quatro vezes.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
1.1.11.6 - Processamento asséptico
173
No processamento asséptico o produto é aquecido, resfriado e transportado
sob condições estéreis aos recipientes previamente esterilizados, sendo então henne-
ticamente fechados. Usam·se temperaturas na ordem de 140° - 175°C durante 1 a
2 segundos, ao passo que, no processo convencional (aquecimento do produto
dentro da embalagem), o tempo necessário para alcançar temperatura de esteriliza-
ção varia de minutos até horas. Baseia-se, pois, o processo em fazer o enchimento
de produto esterilizado em embalagens esterilizadas num ambiente asséptico.
Tais tratamentos rápidos são conhecidos como esterilização à temperatura
ultra-rápida (UHT = "ultra high temperature").
O sistema de esterilização UHT pode ter um aquecimento direto por vapor
ou indireto por meio de trocadores de calor.
No sistema de aquecimento direto, o vapor entra em contato direto com o
produto, podendo ser por injeção do vapor no produto ou por pulverização do
produto num ambiente aquecido com vapor. É um sistema rápido de aquecimen-
to e resfriamento, reduzindo, assim, alterações físicas e químicas durante o trata·
mento. Entre os equipamentos usados, podemos mencionar:
A) Injeção de Vapor no Produto
a) Vacu-Thenn lnstant Sterilizer (VTIS, fabricado pela Alfa-Laval);
b) Uperização, da APV;
c) Aro-Vac System, da Cherry-Burrel Corpo (EUA)
O uperizador é um equipamento fabricado pela APV e utilizado no Brasil no
leite esterilizado (leite longa vida).
A figura 35 mostra o fluxograma do uperizador da APV (4.000 a 8.000
litros/hora), onde:
I) Recepção do produto cru;
2) Bomba;
3) Pré-aquecedores tubulares;
4) Pré-aquecedor tubular;
5) Bomba;
6) Válvula controladora de fluxo;
7) Esterilização;
8) Câmara de vácuo;
9) Perna da câmara de expansão;
10) Bomba asséptica;
11) Homogeneizador asséptico;
12) Refrigerador de placas;
13) Linha de enchimento;
14) Válvula (controle pneumático) de vapor;
174
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Figura 35 - Fluxograma da instalação de uperização (Cortesia da APV).
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 175
15) Condensador;
16) Bomba do condensado;
17) Bomba de vácuo para os gases não condensáveis;
18) Regulador de temperatura;
19) Válvula de contrale de fluxo de vapor; e
20) Regulador da temperatura de uperização.
A figura 36 mostra uma fotografia do uperizador instalado numa indústria
de laticínios brasileira.
Figura 36 - Uperizauor Instalado no Hrasil para produção de lei te longa vida (Cortesia da APV).
B ) Plflverização do Produto no Vapor
a) Ultra-Therm, da Cream Package Div. S1. Regis (EUA);
b) Laguilharse, da Ets. Laguilharse (França).
No sistema de aquecimento indireto, os alimentos fluidos ou semifluidos
são aquecidos indiretamente em equipamentos como aquecedores tubulares, de
placa ou trocadores de calor de superfície raspada, por meio de vapor que circula
entre as paredes do trocador de calor.
Da mesma forma, os alimentos são resfriados indiretamente, usando-se uma
substância refrigerante em lugar de vapor.
176
Entre os equipaJ.l1entos usados, podemos mencionar:
A) Aquecedores Tubulares
a) Sterideal, da Stork (Holanda).
b) Sistema CTA, da C.P. Division S1. Regis (EUA).
B) Aquecedores de Placas
a) Ultramatic, da APV.
b) "Dual-Purpose System", da Alfa·Laval.
C) Aquecedores de Superficie Raspada (tambor)
ALTANIR JAIME GAVA
a) "Votator Scraped Surface Heater", da Votator Division, Chermestron Corpo
(EUA).
b) "Swept Surface heater", da C.P. Division S1. Regis. (EUA).
c) "Therutator heater", da Cherry Burrel (EUA).
No Brasil, na produção do leite asséptico (leite longa vida) usa-se o sistema
VTIS (injeção de vapor no produto) da Alfa-Laval, uperização da APV e Sterideal
(trocador de calor tubular) da Stork.
Entre as vantagens da esterilização UHT, podem ser mencionadas:
a) menor sabor de queimado,
b) menor alteração na cor; e
c) menor destruição de nutrientes, especialmente de vitaminas.
Entre as limitações do processo, podem ser citadas:
a) transferência de calor dificultada por partículas sólidas;
b) custo da embalagem asséptica; e
c) certos defeitos, como gelatinização e desnaturação, podem ocorrem em certos
produtos.
1.1.12 - Alterações dos alimentos apertizados
As alterações dos alimentos apertizados podem ser de origem microbiológica,
química e física.
Dentre os vários tipos de alterações, o estufamento (bombeamento) adquire
lugar de destaque. Os extremos da lata, que eram ligeiramente côncavos, passam a
ser ligeiramente convexos, devido ao aumento da pressão interna pela formação
de gases (C02 , H2 , etc.) como conseqüência da atividade microbiana ou ação
química (corrosão).
PRINCI"PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 177
Nem sempre a decomposição microbiana se caracteriza pela produção de
gás. Algumas vezes só há produção de ácidos, como é o caso de contaminações do
tipo "flat-sour". Em outros casos, ao lado da formação do ácido, temos sempre
a formação de um gás, como é o caso comum de decomposição por Oostridium
sporogenes.
Pela ação química geralmente teremos formação de gás, resultando com isto
o estufamento do recipiente. Esse gás poderá ser o hidrogênio, o gás sulfídrico
(ação dos componentes do recipiente) ou gás carbônico, resultante de certas
reações, sendo o primeiro o mais importante.
Quanto aos danos físicos, poderemos mencionar o efeito da congelação em
um recipiente completamente cheio. Nos recipientes de vidro, a luz poderá catali-
sar certas reações, com conseqüências desagradáveis para o produto. O manejo
impróprio dos alimentos no transporte poderá causar alterações na sua textura.
1.1.13 - Influência da apertização na qualidade do alimento
Infelizmente a aplicação de calor suficiente para a destruição dos microrga-
nismos ou inativação das enzimas provocará mudanças indesejáveis no alimento
como, por exemplo, alterações de cor, sabor, textura e valor nutritivo.
A cor poderá sofrer alteração não só pela modificação estrutural de certas
substâncias como pelo aparecimento de substâncias coloridas como nas reações
de caramelízação e de Maillard. O sabor, aroma e textura são comumente altera-
dos no processamento térmico de produtos apertizados. As proteínas poderão ser
desnaturadas ao passo que os hidratos de carbono poderão participar de reações
de escurecimento.
As vitaminas são os nutrientes mais sensíveis e poucas perdas apresentam
nos alimentos enlatados devidamente processados.
A tiamina (B 1) é lábil ao calor e sua perda na apertização poderá ser con-
substanciai, principalmen.te nos alimentos de baixa acidez.
A riboflavina (B2 ) é estável ao calor, porém, é sensível à luz; por isso, apre-
senta problemas em recipientes de vidro.
O ácido ascórbico (vitamina C) é destruído por aquecimento a baixas tempe-
raturas com tempo longo. A sua destruição é acelerada com o oxigênio, ions cobre
e a oxidase do ácido ascórbico.
De maneira geral, altas temperaturas com tempos curtos afetam menos as
vitaminas hidrossolúveis do que os tratamentos a baixas temperaturas com tempos
longos.
A vitamina A é relativamente estável ao calor, porém seu aquecimento na
presença do oxigênio causará perdas apreciáveis. Na ausência de ar, o tratamento
a 116°C pouco efeito tem sobre a vitamina A.
A vitamina D tem se mostrado moderadamente estável ao calor e resistente
à oxidação. Entretanto,calor e oxigênio juntos causam sua destruição rápida.
178 ALTANIR JAIME GAVA
A vitamina E é estável ao c-alor na ausência de oxigênio, porém é rapidamente
destruída na sua presença.
A vitamina K é bem resistente aos tratamentos térmicos.
1.1.14 - Controle de qualidade de produtos apertizados
1.1.14.1 - Noções de controle de qualidade
Controle de qualidade pode ser defmido como a manutenção de qualidade
em níveis de tolerância aceitáveis pelo consumidor ao mesmo tempo que minimi-
za os custos do produtor (14).
O controle de qualidade na indústria alimentícia geralmente apresenta três
objetivos básicos (10):
1) estar de acordo com a legislação;
2) manter e melhorar a qualidade a fun de aumentar o valor do produto na sua
área de mercado; e
3) reduzir os riscos de deterioração e os prejuízos econômicos resultantes.
As operações do controle de qualidade podem ser divididas em três áreas:
inspeção e classificação da matéria-prima, controle das operações de processamento
e exame do produto acabado.
Um programa de controle de qualidade pode ser iniciado com o mínimo de
despesas e ampliado quando surgirem novas necessidades. Uma parte do trabalho
é efetuado na linha de produção, na inspeção de cada fase da operação; e a outra
parte é no laboratório, local da conferência dos resultados de controle de qualidade
da unidade (10).
Na organização do controle de qualidade deve-se cuidar das especificações
do produto, especificações do processo, inspeções de operação e relatório. As
informações devem ser dadas em forma de relatório e submetidas à cúpula de
administração e não à de produção (16).
Deve ser lembrado que a qualidade de um produto fmal apertizado começa
no campo, e que a matéria-prima deve ser controlada através de toda operação,
para que a qualidade não seja prejudicada. Nenhuma operação na fábrica de produ-
tos apertizados poderá melhorar o produto, ao passo que cada operação indivi-
dual na fábrica poderá reduzir a qualidade, particularmente se não for adequada-
mente controlada. Portanto, o produto fmal apertizado jamais terá melhor
qualidade do que o produto entrando na fábrica (12).
Portanto, o controle será feito na matéria-prima (qualidade da água de lava-
gem, grau de maturação, textura, presença de insetos e microrganismos, etc.),
passando pelas operações de processamento (salmoura ou calda, codificação, bran-
queamento, enchimento, exaustão, recravação, tratamento térmico e resfriamento)
e exame do produto acabado.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 179
Dentre algumas determinações do alimento apertizado pode-se mencionar
vácuo, espaço livre, enchimento do recipiente, peso drenado, Brix, peso líquido,
pH, acidez titulável, sabor, sanidade e estado do recipiente.
1.1.14.2 - Corrosão da lata
Muito progresso tem ocorrido nos aspectos técnicos do acondicionamento,
desde os primórdios do enlatamento, ainda que o critério de acondicionamento bem
sucedido seja o mesmo até hoje, isto é, o produto enlatado deve permanecer em
condições adequadas durante o tempo de prateleira do produto.
A corrosão interna da lata difere da corrosão externa porque, no primeiro
caso, praticamente não há ar presente ou pelo menos está presente em quantidade
bem limitada (16).
A corrosão interna da lata é fundamentalmente eletroquímica. Constatou-se,
há muito tempo, que o estanho na superfície da chapa de aço fornecia uma
proteção de sacrifício ao aço base, quando em presença de alimentos quimicamente
complexos. O objetivo último, evidentemente, era propiciar uma embalagem que
apresentasse ao consumidor um produto que fosse agradável com características
similares ao produto fresco. A chave é o tempo, uma vez que o sucesso da indústria
de enlatamento depende de tomar os produtos alimentícios disponíveis a qualquer
época e em qualquer lugar para uso a critério do consumidor. O termo associado
com o tempo é a tempo de prateleira, que para alimentos enlatados oscila em tomo
de dois anos.
Dentre os diversos tipos de corrosão pode·se mencionar:
a) Perfurações - São furos diminutos através do recipiente de metal, causado pela
corrosão localizada de. ferro. Esse tipo de folha deve ser evitado porque não
apenas a lata individual é perdida, como também é possível o estrago secundário
de outras latas através da corrosão externa pelo produto extravasado.
b) Estufamento ou ressaltas - ("Springer") - Os ressaltos ou estufamento de
hidrogênio se evidenciam pela protuberância das extremidades da lata, causada
pela formação de gás hidrogênio. Embora o produto possa ser satisfatório, o
estufamento não é aceitável porque a deterioração do produto enlatado será
geralmente associada com a mesma aparência externa.
c) Destanhamento - É a dissolução do estanho da superfície da folha-de-flandres,
e embora geralmente associada a este tipo de material, pode ocorrer através de
fl.1mes de esmalte. Uma reação resultante numa cauterização generalizada da
superfície estanhada é esperada para alguns produtos e é aceitável; áreas desta-
nhadas localizadas, onde o metal base de aspecto escuro é exposto, podem não
ser aceitáveis. Descoloração do produto geralmente acompanha o destanha·
mento, podendo ocorrer também certas modificações de sabor. São alterações
desejáveis para alguns produtos, já conhecidos pelo forte destanhamento como
o aspargo.
d) Enferrujamento - É a formação de óxido férrico, levemente aderente
produzido por corrosão, de coloração castanho-avermelhada. A forma-
ção de ferrugem requer excesso de oxigênio, porque, quando se dá na lata
geralmente se localiza no espaço livre. A corrosão pode continuar sob a camada
de ferrugem quando há suficiente capacidade de corrosão, resultando então em
perfuração.
e) Manchamento - É a formação aderente preto-acinzentada de sulfeto de estanho
(SnS) que se localiza na superfície da chapa e ocorre sob o fUme orgânico.
t) Levantamento de esmalte - É o destacamento do fUme orgânico da superfície
da chapa, ocasionado por bolhas ou pontas soltas do filme, podendo inclusive
contaminar o alimento.
180 ALTANIR JAIME GAVA
B) Corrosão extema
a) Ferrugem - É a formação do óxido férrico (Fe203) de coloração castanho·
avermelhada e levemente aderente, nos poros do revestimento de estanho.
A ferrugem pode ocorrer durante o processamento e transporte em condições
deficienteso
b) Destanhamento - É a dissolução do estanho da superfície da folha·de·flandres
que pode resultar em exposições localizadas do aço base, ou então, numa corro-
são por toda a superfície, dependendo da severidade da reação e da causa desse
ataque. O destanhamento pode ser causado pela água alcalina da autoclave ou
pela água alcalina do enxaguamento, como também por equipamento enferruja.
do em contato com as latas.
c) Manchamento - É a formação de qualquer alteração de superfície além do des·
tanhamento e ferrugem, que interfira na aparência normal brilhante da superfí-
cie do estanho.
1.1.14.3 - Inspeção da recravação
Durante a produção, é essencial que seja mantida uma supervisão constante,
a flm de evitar desajustamentos grosseiros e de extremidades mortas, sobras de
corte e outros defeitos similares da dupla recravação. A manutenção dessa inspe-
ção constante pode ser feita de _vários modos, dependendo do tipo de máquina,
velocidade da linha e disposição geral do equipamento. Essa inspeção pode ser
melhor realizada pelo operador da recravadeira, treinando·o a reconhecer irregu·
laridades pelo exame visual (10).
A qualidade da recravação pode ser influenciada por diversos fatores
como (16);
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 181
a) Condição da recravadeira - Fonnação de contornos próprios de recravação
devido à operação mecânica e ajuste da recravadeira. As recravadeiras podem
ser manuais, semi-automáticas e automáticas.
b) Material da lata - Variações na espessura da follia-de-flandres.
c) Tamanho da lata - O contorno do rolo mudacom o tamanho da lata para
acomodar variações na espessura da chapa.
Uma boa recravação é aquela em que a primeira operação foi realizada sufi-
cientemente apertada para produzir o comprimento desejado do gancho da tampa
e que, a segunda operação, foi suficientemente apertada para alisar as rugas no
gancho da tampa sem esticar a follia.
O comprimento de sobreposição ("overlap length") pode ser calculado pela
seguinte fónnula:
Comprimento teórico de sobreposição = CH + BH + T - W,
onde
CH
BH
T
gancho da tampa ("cover hook")
gancho do corpo ("body hook")
espessura da tampa ("cover thickness")
geral considerada como 0,010 polegadas
W largura da recravação ("seam width").
em
Estas dimensões deverão estar dentro de certos limites já conhecidos.
Uma recravação poderá ser classificada também quanto ao seu número de
rugas.
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PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
1.2 - Secagem
183
A secagem é um dos processos mais antigos utilizados pelo homem na conser-
vação de alimentos. É um processo copiado da natureza que foi aperfeiçoado pelo
homem.
Todos os cereais são conservados por secagem, sendo o processo natural tão
eficiente que dificilmente requer a ajuda do homem.
As vantagens da secagem são várias, entre as quais temos uma melhor conser-
vação do produto e redução do seu peso. Isto sem falar em termos de preço, pois
muitas vezes a secagem é mais econômica do que outros processos de conservação.
Sabemos que a umidade é necessária ao crescimento dos microrganismos;
assim, se diminuirmos bastante o seu conteúdo, estaremos criando condições des-
favoráveis para o crescimento microbiano.
A redução do peso (50 - 80%) é feita não s6 pela eliminação da água como
também pela retirada de partes não comestíveis (casca, sementes, caroço, etc.).
Haverá não s6 redução de peso como também de volume, o que terá importância
na embalagem, no transporte e no armazenamento dos alimentos. Em média 1.000
quilos de fruta fresca fornecem 200 quilos de fruta seca.
Alguns produtos quando submetidos a secagem conservam bastante intactas
suas características físicas e nutritivas e, quando se lhes restituir a água, retorna-
rão ao aspecto natural ou mudarão muito pouco.
Os diversos processos de secagem dos produtos de origem vegetal e animal
podem ser enquadrados dentro de dois grupos:
- secagem natural ou ao sol e
- secagem artificial ou desidratação.
1.2.1 - Confronto entre secagem natural e desidratação
O sistema a ser utilizado vai depender de diversos fatores, entre os quais
podemos citar as condições climáticas da região, natureza da matéria-prima, exi-
gências do mercado, custo de produção e mão-de-obra.
O ponto principal é, sem dúvida, aquele relacionado com as condições climá-
ticas da região. O clima deve ser seco, com grau higrométrico baixo, pouca preci-
pitação pluviométrica, grande quantidade de horas de sol efetivas, boa evapora-
ção, com um regime de ventos favoráveis e temperatura mais ou menos alta. Em
caso contrário, deve-se recorrer à desidratação ou pelo menos a uma forma mista,
a fun de poder salvar as contingências dos dias desfavoráveis.
O custo de produção desempenha também um papel importante na escolha
do sistema de secagem. A secagem natural, utilizando-se das condições do meio
ambiente, é sempre realizada por um custo menor do que a artificial.
Na desidratação, pelo fato de as condições serem controladas, teremos um
melhor controle das condições sanitárias do produto, enquanto que, a céu aberto,
o pó, os insetos, os pássaros e roedores, etc., serão importantes problemas.
O espaço ocupado pela desidratação é bem menor do que a secagem ao sol.
O tempo de duração da secagem natural é maior do que a desidratação. A cor da
fruta seca ao sol pode apresentar-se melhor do que quando desidratada porque o
desenvolvimento da cor em certos frutos não completamente maduros continua
lentamente, durante a secagem natural. Isto não acontecerá na desidratação (3).
184 ALTANIR JAIME GAVA
1.2.2 - Secagem natural
É recomendável em regiões de clima seco, com boa irradiação solar e escas-
sas precipitações pluviométricas, preferivelmente ventosas na época em que a seca-
gem é realizada.
Espanha, Grécia, Ásia, Califómia (América do orte) etc., são alguns lugares
onde a secagem natural apresenta importância.
Frutas, cereais, carnes e peixes são secados ao sol, destacando-se o primeiro
tipo. Uva, ameixa, figo, tâmara, damasco, pêssego, pêra, etc., são exemplos de
frutas que recebem esse tratamento.
O local de secagem, de preferência, deve ser cercado e longe das vias de aces-
so, principalmente por causa do problema da poeira.
Para um melhor resultado, convém que o tratamento seja dividido em duas
fases: a primeira iniciada ao sol e continuada até que tenham as frutas perdido
50 a 70% de umidade, e a segunda à sombra, para que os produtos não se ressequem
e nãopercam o sabor e o aroma naturais. Com a secagem total ao sol, freqüente-
mente os frutos escurecem e tomam-se coriáceos.
A fonnação de uma camada dura, externamente na matéria-prima, poderá
acontecer quando a temperatura do ar é alta e sua umidade relativa baixa. Com isto,
a velocidade de evaporação da umidade que está na superfície do alimento é maior
do que a difusão do líquido no interior do alimento, e assim fonnar-se-á uma cama-
da endurecida que depreciará bastante o produto seco. É um problema mais crucial
nos produtos desidratados.
A secagem à sombra se faz melhor movimentando o ar com uso de ventila-
dores ou aspiradores em ambientes fechados (galpões). Esse ar deve passar prefe-
rivelmente por um dispositivo contendo algum desidratante (cloreto de cálcio,
óxido de cálcio, ou ácido sulfúrico concentrado), que retém a umidade nele
contida.
Para a secagem ao sol são usadas construções ou canchas com piso de cimento
ou de pedregulho, que irradiam calor, e dotados de suportes (cavaletes ou armações)
para os tabuleiros, que devem ser dispostos de modo a sofrerem uma boa irradiação
e pennitirem a fácil circulação de ar quente sobre e entre os mesmos. Os tabuleiros
são colocados uns sobre os outros, com espaço suficiente para a ventilação e com
possibilidade de se colocar superiormente um abrigo de vidro ou de tela contra
insetos, chuva, pós, etc., os tabuleiros não devem ser muito grandes a ponto de
dificultarem os trabalhos. São feitos de madeira e telas metálicas ou de nylon,
comportando pesos variáveis de frutas, conforme a espécie a dessecar. As suas
dimensões médias podem ser:
PRINC(PIOS OE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 185
0,6 m X 0,9 m
0,9 m X 1,8 m
0,9 m X 2,4 m
para uvas e ameixas (8 a 10 quilos);
para pêssegos, damascos, péras (22 a 27 quilos);
para ameixas (32 a 43 quilos).
Os tabuleiros podem ser dispostos em três camadas superpostas, que são
gradativamente baixadas, retirando-se a inferior e substi.tuindo-se por nova cama-
da na parte superior. Assim, o fun da secagem é feito à sombra. Deve-se deixar
caminho entre os tabuleiros para o trabalho e prever-se fácil escoamento das águas
de limpeza e possíveis chuvas.
O tempo necessário para a secagem depende da variedade da fruta, ou seja,
de sua maior ou menor porcentagem de água ,da maior ou menor irradiação solar,
podendo ser calculado, em climas apropriados, em 2 a 12 dias. Para hortaliças o
tempo é calculado em algumas horas, e o ponto de secagem apresenta um teor de
umidade muito menor que o das frutas, com características próprias.
A urnidade, que é de cerca de 90% na fruta fresca baixará para 20 a 25%
na fruta seca.
Aqui no Brasil a secagem natural não apresenta importância prática. Apenas
a banana (banana seca) em alguns pontos do país é processada, porém em condi-
ções bastante empíricas. Café, cacau e carne (charque) são outros exemplos de
produtos agrícolas secados naturalmente no nosso país.
1.2.3 - Desidratação
É a secagem pelo calor produzida artificialmente em condições de tempera-
tura, urnidade e corrente de ar cuidadosamente controladas.
O uso de alimentos desidratados teve um estímulo muito grande na Segunda
Guerra Mundial, tendo a Universidade da Califórnia (Davis - EUA) sido o
principal centro pesquisador de frutas e hortaliças desidratadas.
Os produtos alimentícios podem ser secados com ar, vapor superaquecido,
no vácuo, em gás inerte ou pela aplicação direta de calor. O ar é aquele que apre·
senta maior importância prática.
O ar é o mais usado meio de secagem por causa de sua abundância, conve·
niência e porque o seu controle no aquecimento do alimento não apresenta maio-
186 ALTANIR JAIME GAVA
res problemas. Não.é n.ecessário nenhum sistema de recuperação da umidade como
nos outros gases.
O ar conduz calor ao alimento, provocando evaporação da água, sendo tam-
bém o veícuI-o no transporte do vapor úmido liberado do alimento. Necessita-se
mais ar para conduzir calor ao alimento (S a 7 vezes mais) do que para transportar
vapor da câmara de secagem. O volume de ar necessário para evaporar uma certa
massa de água dependerá da temperatura. A velocidade do ar mais conveniente
é variável conforme o tipo de desidratador, e pode variar de 90 a 300 metros por
minuto. A velocidade de evaporação da água do alimento, além da velocidade do
ar, depende de sua área superficial e porosidade numa razão diretamente propor-
cional.
Tipos de Desidratadores
Existem diversos tipos de desidratadores usados normalmente e uma série
de outros, patenteados, mas que não apresentam importância prática muito grande.
A escolha de um determinado tipo é ditada pela natureza do produto que vai
ser desidratado, pela forma que se deseja dar ao produto processado, pelo fator
econômico e pelas condições de operação.
De modo geral, poderemos dividir os secadores em duas classes:
1) Secadores adiabáticos: quando o calor é conduzido por meio de ar quente.
este grupo incluímos o secador de cabine, secador de túnel, atomizador
("spray-dryer"), leito fluidizado, fomos secadores, "puff-dryer" e "foam mat
dryer" .
2) Transferência de calor por superfície sólida: geralmente nestes tipos traba-
lha-se com vácuo. Aqui temos o secador de tambor ("drum-dyer") e outros desi·
dratadores a vácuo. A liofilização é um sistema especial de secagem (com conge-
lamento e sob vácuo) e será descrito mais adiante.
1) Secadores Adiabáticos
a) Secadores de Cabine: são constituídos de uma câmara que recebe as bande-
jas com o produto a secar. Em secadores maiores, as bandejas são colocadas sobre
vagonetes, facilitando, assim, o manejo. O ar, impulsionado por um ventilador,
passa por um sistema de aquecimento (resistência elétrica, por ex.) e dá entrada
na câmara, passando pelo material que está secando.
Para o trabalho de secagem, são as câmaras cheias e, quando a temperatura
desejada é atingida, inicia-se o movimento do ar quente. Quando a construção o
permite, é preferível introduzir o produto no momento em que a temperatura e
a circulação estão perfeitamente reguladas.
PRINc(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 187
5 a 6 horas
7 a 9 horas
7 a 10 horas
16 a 20 horas
5 a 6 horas
No controle da temperatura, recomenda-se um aquecimento gradual no
princípio, para que os frutos não arrebentem nem endureçam externamente. A
melhor temperatura é a de 50 - 70°C, começando-se com 50 - 60°C e elevando-
se até 70°C, que é mantida até o fmal do processo, levando 3 a 8 horas, em média,
dependendo do tamanho dos pedaços ou dos produtos.
A movimentação da posição dos tabuleiros é aconselhada, num certo inter-
valo de tempo. O tempo de secagem é variável, dependendo de vários fatores,
mas de um modo geral temos:
Maçãs em rodelas
Pêras cortadas em dois pedaços
Pêssegos em rodelas
Ameixas inteiras
Uvas
No fIm da secagem, muitas vezes os pedaços ou os frutos .não se mostram
uniformemente secos, acontecendo o mesmo com partes do mesmo fruto ou
áreas do mesmo pedaço, motivo pelo qual devem ser conservados em comparti-
mentos apropriados, (estufas) com temperatura de 15 a 20°C, durante 15 a 60 dias.
Assim os frutos melhoram o gosto, aspecto e textura, dando um lote de melhor
unifonnidade.
A embalagem dos produtos secos é bastante variável, aparecendo, cada dia
que passa, um novo sistema no mercado.
A cabine secadora, de fácil manutenção e bastante flexibilidade, é a que,
em geral, menor preço de construção oferece. É comumente utilizada em pesquisas
de desidratação de frutas e hortaliças, e em operações comerciais de pequena escala.
b) Secadores de Túnel: são bastante usados na desidratação de frutas e horta-
liças. São constituídos de túneis de 10 a 15 metros de comprimento, que recebem
no seu interior transportadores ou vagonetes com a matéria-prima. são construídos
de tal maneira que a matéria prima colocada no vagonete ou no transportador,
entra por uma das extremidades e sai na outra,completamente seca.
O meio de secagem é o ar quente, que poderá, em relação à movimentação do
produto, ser de corrente (fluxo) paralela, oposta ou combinada.
A corrente de ar poderá ser natural ou forçada.
A movimentação do ar em fluxo paralelo apresenta a vantagem de que o ar
mais quente entra em contato com o produto mais úmido, e, portanto, pode-se
usar ar bastante aquecido. Por outro lado, no extremo do túnel (saída) o ar é mais
frio e mais carregado de umidade, podendo o produto fmal não estar suficiente-
mente seco. Na movimentação em corrente oposta, o ar mais quente entra em
contato primeiro com o produto mais seco, e assim poderemos ter um produto mais
seco. O produto seco não pode permanecer muito tempo no túnel porque, ao entrar
em contato com o ar mais quente, poderá receber um aquecimento demasiado. Em
geral, o túnel em contracorrente utiliza menos calor e dá produto mais seco do que
o fluxo paralelo. Entretanto, possui a desvantagem de ser mais demorado por não
receber um calor necessário no período de secagem com velocidade constante.
188 ALTANIR JAIME GAVA
Em alguns casos, combinam-se os dois tipos em uma só unidade. O produto
é colocado primeiro no fluxo paralelo para aproveitar a alta velocidade inicial de
secagem e depois em contracorrente, para se obter um produto mais seco (3).
A velocidade de secagem é afetada pelas propriedades do ar de secagem e
da matéria-prima. As propriedades importantes do ar são: temperatura, umidade
e a sua velocidade. As propriedades da matéria-prima a considerar são: tipo e a
variedade do material, o seu conteúdo em umidade livre, os tratamentos recebidos
anteriormente à secagem e o tamanho e porosidade das porções.
Tem-se dividido o processo de secagem em duas partes: uma a velocidade
constante e a outra quando ocorre uma queda na velocidade de secagem. Na prime-
ra, a velocidade de secagem é governada pela rapidez com que o ar oferece calor à
água na partícula alimentícia e assim eliminar o vapor de água produzido. Durante
esse período, a água se difunde para a superfície da partícula tão rapidamente
·quanto possa ser evaporada. Geralmente a temperatura da partícula é a do bulbo
úmido do ar em contato com a matéria-prima. Entretanto alcança-se um ponto
onde a água não pode difundir-se para a superfície na mesma velocidade em que
é evaporada. Então a velocidade de secagem é controlada pela velocidade de difu-
são. À medida que o conteúdo de umidade diminui, baixa a velocidade de difusão e
diminui, a velocidade de secagem. O gráfico abaixo mostra o que acabamos de dizer.
100
......
~
,g
<>
.U;
o
"" ---------=--=----
E8 sólidos totais
Tempo
Figura 37 - Velocidade de secagem.
O material sólido da partícula começa a absorver calor do ar e a temperatura
da matéria-prima começa a aproximar-se da temperatura do bulbo seco do ar. A
velocidade de secagem durante o período de velocidade constante é governada,
principalmente, pelas propriedades do ar de secagem. O ar tende a resfriar-se porque
fornece calor não só para a água como também para o sólido (partículas da matéria-
prima). Já que a água e o sólido se encontram na temperatura do bulbo úmido, o
calor disponível é determinado pela diferença entre as temperaturas do bulbo
úmido e do bulbo seco do ar, mais do que pela temperatura absoluta do ar. A pres-
são de vapor da água no sólido é a da água na temperatura do bulbo úmido do ar,
enquanto que a pressão de vapor da água no ar é menor. A diferença entre as duas
pressões de vapor detennina a velocidade com que o vapor-d'água pode ser absor-
vido pelo ar. Portanto o ar não pode ser resfriado até o ponto em que não possa
absorver o vapor-d'água produzido. A velocidade do ar é importante porque numa
mesma unidade de tempo teremos mais ar disponível conforme o aumento da velo-
cidade e portanto maior calor disponível para o arraste da água. Também os coe-
ficientes de transferência de calor e de massa são funções da velocidade do ar (3).
A diferença entre as temperaturas do bulbo úmido e do bulbo seco (depressão
do bulbo úmido) governa a velocidade de secagem numa determinada velocidade do
ar. Quanto maior a depressão do bulbo úmido, maior será a velocidade de secagem.
A velocidade de secagem é influenciada também pelo sistema de carga das frutas
dentro das caçambas ou do transportador, pois afetará o contato entre o ar e a parte
alimentícia sólida. A forma da matéria-prima tem algum efeito porque está relacio-
nada com a área superficial e seu peso. A natureza e a espessura do produto alimen-
tício apresentam importância. A superfície do produto possui um conteúdo de umi-
dade que está em equilíbrio com o ar de secagem. Esta umidade de equilíbrio é
chamada de umidade crítica. A diferença entre os dois níveis de umidade ocasionará
a difusão e, à medida que diminui essa diferença, diminui a velocidade de difusão e,
por conseguinte, a velocidade de secagem (3).
A água, ao sair do produto natural, deixa vazios e, quando a temperatura é
baixa, a superfície externa se encolhe para dentro, produzindo uma aparência
enrugada. Quando a temperatura é alta, a superfície externa seca suficientemente
rápido para formar uma camada exterior coriácea, que resiste às forças que as esti-
ram para dentro. Neste caso, teremos, a formação de um centro oco.
O secador de túnel é bastante usado na secagem de frutas, hortaliças (cebola,
alho, batatinha, etc.) e massas alimentícias.
A figura 38 mostra um secador de túnel utilizado na secagem de massas ali-
mentícias instalado na Sociedade Anônima Martuscello (Bel-Prato).
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 189
c) Atomizador: a secagem por atomização, pulverização ou "spray-drying"
é um processo contínuo onde um líquido ou pasta é transformado em produto
seco, caracterizando-se pelo tempo de secagem relativamente curto.
O processo consiste basicamente na atomização do líquido num compar-
timento que recebe fluxo de ar quente. A rápida evaporação da água permite
manter baixa a temperatura das partículas de maneira que a alta temperatura
do ar de secagem não afete demasiadamente o produto. É utilizado não só na
indústria alimentícia (leite em pó, café solúvel, etc.) mas também na indústria
farmacêutica, cerâmica, detergentes, etc.
A operação de atomização está baseada em quatro fases (8):
- atomização do líquido,
- contato do líquido atomizado com o ar quente,
- evaporação da água e
- separação do produto em pó do ar de secagem.
A pulverização do líquido na câmara de secagem poderá ser feita por discos
ou bicos atomizadores. No primeiro caso (sistema centrífugo), um disco ranhurado,
190 ALTANIR JAIME GAVA
!'igura 38 - Secador de túnel usado para massas alimentícias (Cortesia da Soe. Anônima
Martuscello).
girando a alta velocidade, pulveriza o líquido e projeta as gotículas de maneira
radial ao fluxo de ar quente que entra pelo dispersor de ar situado na parte supe-
rior da câmara. A câmara tem normalmente uma forma cilíndrica na sua parte
superior e cônica na sua parte inferior.
A atomização através de bicos especiais poderá ser ocasionada por bombas
de alta pressão ou por sistema pneumático (ar comprimido).
O aquecimento do ar pode ser feito por contato indireto (tubulações aletadas
aquecidas por vapor, óleo ou sistema elétrico) ou por queima direta de gás, óleo
ou outro combustível.
É muito importante r.as características do pó fmal a maneira com que o ar
quente entra em contato com o líquido atomizado. O fluxo de ar quente é normal-
mente introduzido na câmara, através do dispersor de ar localizado na parte supe-
rior da mesma. O líquido pulverizado poderá ter o mesmo fluxo do ar quente
(fluxo paralelo) ocorrendo, neste caso, um contato da partícula com ar de tempe-
ratura cada vez mais baixa. É um sistema usado para produtos mais sensíveis ao
calor.
o fluxo em contracorrente, o líquido é pulverizado numa posição oposta à
entrada de ar quente,ocorrendo o contato da partícula mais seca com o ar mais
quente. Tal sistema utiliza eficientemente o calor, sendo indicado para produtos
não sensíveis ao calor. Alguns atomizadores usam o sistema misto, combinando os
dois tipos descritos.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 191
A evaporação da água do líquido pulverizado (névoa) Ocorre na câmara de
secagem, quando o ar quente (180° - 230°C) entra em contato com a partícula
úmida. A construção da câmara e as condições de trabalho são ajustadas de modo
a ocorrer uma evaporação necessária de água, sem elevar demasiadamente a tempe-
ratura do produto.
A separação do produto seco do ar de secagem tem Importância sobre as
características do pó final, devido ao manuseio mecânico usado nesta separação.
Excessivo manuseio mecânico resulta num pó mais fmo. Os atomizadores usam
dois sistemas básicos r1e separação:
1) A separação principal do pó ocorre na parte inferior (base) da câmara de seca-
gem. O ar de secagem sempre arrasta partículas finas que são recuperadas em
sistemas de separação, usualmente ciclones. O pó mais fmo, coletado no ciclone,
poderá ser misturado ou não com o pó obtido na base do atomizador. A figu-
ra 39 mostra o esquenw de funcionamento de um atomizador deste tipo onde os
dois tipos de pós são misturados antes da embalagem.
2) A separação do pó OCOfJ e somente em sistemas de separação (ciclones), sendo
necessário assim um número maior de ciclones (3 a 8, dependendo de cada tipo).
aquecimento
do ar
atomização
I
produto
Figura 39 - Esquema básico de funcionamento de um atomizador (8).
pó
As quatro fases da atomização interferem nas características do pó final.
Assim, a maneira de atomizar e as propriedades do líquido atomizado influen-
ciam o tamanho da partícula sólida, sua densidade, aparência e umidade. Já o
contato líquido, ar quente e a evaporação influenciam a densidade do pó, apa-
rência, umidade, retenção de aroma e sabor. Como já foi mencionado, a técnica de
separação do pó do ar de secagem influencia a granulometria do produto desidra-
tado. As variáveis importantes no controle das características do pó final podem
ser assim resumidas:
líquido atomizado (teor de sólidos, número e tamanho de partículas e visco-
sidade);
~tomizador (tipo e mecanismo de funcionamento);
ar de secagem (velocidade, temperatura do ar de entrada e temperatura do ar de
saída).
A figura 40 mostra uma fotografia de um atomizador piloto, instalado no
Departamento de Tecnologia de Alimentos da Universidade Federal Rural do Rio
de Janeiro e capaz de evaporar 10-20 kg de água por hora. A câmara de secagem
tem uma altura de 2,30 metros e um diâmetro de 1,50 metros, sendo o ar aqueci-
do pela queima do gás engarrafado.
192 ALTANIR JAIME GAVA
Figura 40 - Atomizador-piloto (Cortesia do DTA da Univ. Fed. Rural do RJ).
Os atomizadores industriais são bem maiores, evaporando cerca de 500 a
1.500 kg de água por hora. A figura 41 mostra uma fotografia da parte inferior,
cônica, de um tipo industrial.
Assim, a atomização consiste basicamente em colocar ar quente
(180° - 230°C) em contato com um líquido pulverizado ocorrendo rapidamente
a evaporação da água e a deposição do pó na parte inferior do aparelho. O ar de
secagem sai pela parte inferior do equipamento a uma temperatura de 60° a 100°C,
passando por ciclones para recuperar partículas finas, (através da força centrífuga)
e dando saída para a atmosfera através de chaminés.
d) Secador de Leito Fluidizado: a secagem de leito fluidizado ("fluid bed
drying") é baseada num sistema contínuo de secagem, onde o material a ser desi-
dratado colocado numa esteira perfurada recebe ar quente pela parte inferior,
adquirindo, como conseqüência, uma movimentação similar a um líquido em
ebulição e daí o nome fluidizado. O ar de aquecimento ou de resfriamento dá
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
-~-
193
Figura 41 - Atomizador industrial mostrando a sua parte mfenor e acoplado ao secador de lei-
to fluidizado (Cortesia de Niro Atomizer).
entrada pela parte inferior e passa para um ciclone onde são recuperadas as par-
tículas fmas que foram arrastadas no processo. A figura 42 mostra o esquema de
funcionamento de l;m secador de leito fluidizado onde:
1) entrada do proéulO,
2) secador de leite: fluidizado,
3) sistema de aqu~cime.nto do ar,
4) exaustor,
5) fIltro de ar,
6) ciclone,
7) saída do produto desidratado,
8) granulador.
É um sistema de secagem muito usado em conjunto com um atomizador,
objetivando aglomerar ou instantaneizar um produto e isoladamente como méto-
do de secagem de produtos alimentícios.
e) Fornos Secadores: os fomos secadores ("kiln") são construções, em geral de
dois pisos, usados em alguns países na secagem de malte, lúpulo, maçã e batata.
Na parte superior coloca-se o produto a desidratar. O ar quente, obtido no primeiro
piso pelo uso de forno ou estufa, passa pelo produto por movimentação natural ou
com a ajuda de ventilador. O material é mantido em contínua agitação, sendo o
tempo de secagem relativamente longo.
194
.(l7
ALTANIR JAIME GAVA
5 L.
Figura 42 - Secador de leito f1uidizado (Cortesia da iro Atornizer).
f) "PuffDryer": é um sistema especial de desidratação utilizado na secagem de
cereais expandidos e sucos de frutas. O produto desidratado apresenta uma estrutu-
ra porosa que permite uma boa reconstituição em água fria ou outro líquido
qualquer.
g) Fomatizador: no fomatizador ("foam·mat dryer") o líquido a ser desidra-
tado é transformado numa espuma estável para dar maior superfície de evaporação
antes de receber o ar quente num sistema contínuo sinúlar ao túnel de seca-
gem (13).
2) Secadores com Transferência de Calor por Superf(cie Sólida
a) Secador de Tambor: é um secador também conhecido com o nome de rolo
secador ("drum-dryer" ou "roller-dryer"). É constituído de um ou dois tambores,
rotativos, com diâmetro variável (0,5 a 1,5 metros), medindo 2 a 5 metros de
comprimento, aquecidos internamente pelo uso de vapor e usados na desidratação
de produtos especiais, principalmente aqueles com alto teor de amido. É o processo
antigo de fabricação de leite em pó, sendo hoje usado na produção de leites modi-
ficados, em pó.
A suspensão é depositada na superfície externa do tambor numa película
fina, recebendo o calor através da sua parede. O tambor pode estar na pressão
atmosférica ou mantido em pressão reduzida (vácuo). Uma lâmina raspa
o produto seco dos cilindros (tambores) que estão girando em baixa rotação. A
película seca é então moída para dar ao produto final a forma de um pó rmo.
PRINCIPIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 195
b) Desidratadores a Vácuo: vários desidratadores a vácuo possuem um sistema
de aquecimento indireto, através de superfícies sólidas. São de difícil manejo e
custo elevado e por isso de pouco uso na indústria alimentícia. A liofilização é
um sistema especial de desidratação a vácuo e será discutida mais adiante.
1.2.4 - Instantaneização
Os alimentos instantâneos são produtos que se dissolvem facilmente em água.
As propriedades instantâneas de alguns produtos, podem ser obtidas na operação
de secagem, auxiliada pelo uso de substâncias dispersantes. Já outros produtos
necessitam duma mudança física na estrutura da partícula conseguida pelo proces-
so de aglomeração.
A aglomeração pode ser defInida como sendo o reagrupamento de pós fIna-
mente divididos, visando obter partículas de maior tamanho e de identidade física
própria (14).
O processo de instantaneização tem sido utilizado em leite em pó, café
solúvel, cacau, bebidas em pó, sopas desidratadas, farinhas, pudins desidratados e
outros produtos alimentícios.
O processo de dissolução do pó em água é muito complexo, envolvendo
determinadas propriedades, dentre as quais podem ser mencionadas (5):
- Molhabilidade ("wettability"), que é a capacidade do pó de adsorver água na
sua superfície.Pós com grande quantidade de gordura (leite em pó integral,
por exemplo) apresentam uma molhabilidade ruim.
- Imersibilidade ("sinkability"), que é a capacidade do pó de imergir na água após
ter sido umedecido. Esta propriedade depende da diferença de densidade entre o
pó e o líquido de reconstituição. A densidade da partícula é determinada não
só pelo produto em si mas também pelo volume de ar presente nos chamados
vacuolos da partícula.
- Dispersibilidade ("dispersibility"), que é a capacidade do pó de se dispersar na
água como partícula simples, ou, em outras palavras, é a capacidade do aglome-
rado de se separar. É medida como o tempo necessário para uma determinada
quantidade de pó dispersar-se em água.
- Solubilidade , que é uma característica que está relacionada com a velocidade
de dissolução e com a solubilidade total. Em Química, a solubilidade é uma
constante da substância, relacionada com a quantidade de material dissolvido
numa solução saturada.
A aglomeração é ainda o mais importante processo de tomar um produto
instantâneo e pode ser explicada da seguinte maneira. Ela produz um aumento
196 ALTANIR JAIME GAVA
na quantidade de ar entre as partículas. O processo de reconstituição começa
pelo umedecimento da partícula e subseqüente substituição do ar intersticial
por água. Se o volume de ar é pequeno como em pós não aglomerados, a
quantidade de água também será pequena. Assim haverá pouca água para as par-
tículas sólidas, resultando numa solução concentrada de alta viscosidade ao redor
das mesmas. Já quando o volume de ar é grande, a quantidade de água também será
grande, facilitando assim a dispersão antes da formação de soluções de alta visco-
sidade. Em outras palavras, o objetivo da aglomeração é melhorar a dispersibili-
dade (5).
Há dois métodos básicos de aglomeração: o de reumedecimento e o acoplado.
O processo de reumedecimento ("rewet") está baseado nos seguintes pontos:
umedecimento da superfície da partícula com vapor, água pulverizada ou uma
mistura dos dois;
aglomeração, onde as partículas colidem devido à turbulência e aderem uma às
outras formando aglomerados;
secagem com ar quente (90° - 1200 e); e
resfriamento e classificação visando eliminar as partículas menores e os aglome-
rados de grande tamanho (biscoitos).
O primeiro processo de aglomeração foi utilizado nos EUA em 1954 (proces-
so Peebles), no preparo de leite instantâneo.
A figura 43 mostra o esquema de tal processo onde:
I) depósito de água,
2) bomba,
3) bico pulverizador,
4) alimentação do pó,
5) câmara de umedecimento,
6) secador de leito fluidizado,
7) sistema vibratório,
8) aquecimento do ar,
9) saída do pó aglomerado.
Figura 43 - Esquema do processo de aglomeração "rewet" (5).
PRINcrPIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 197
Na prática, o pó com 3% de água é reumedecido para 6 - 12%, sendo poste-
riormente secado até ter novamente 3% de água.
No processo acoplado ("straight-through"), o pó deixa o atomizador com
maior teor de água (6 - 12%), sendo logo após secado num leito fluidizado até
atingir cerca de 3% de água.
ar
atomização 7
aquecimento
do ar
resfriamento
Figura 44 - Atomizador com aglomerador do tipo acoplado (8).
Produtos em pó com certa quantidade de gordura apresentam molhabilidade
ruim, apesar de serem aglomerados. A gordura forma uma película na superfície
da partícula, tornando-a repelente à água. Agentes tensoativos (emulsificantes)
como, por exemplo a lecitina, são utilizados (0,2 a 2%) para melhorar a dissolu·
ção de pós, principalmente do leite integral em pó.
Entre as várias marcas comerciais de aglomeradores, podem ser citadas: Niro,
Anhydro (APV), Blaw-Knox, Cherry-Burrell (ARCS), Peebles e TREV.
1.2.5 - Liofilização
Liofilização ou criosecagem ("freeze-drying") é um processo de desidratação
de produtos em condições de pressão e temperatura tais que a água, previamente
congelada, passa do estado sólido diretamente para o estado gasoso (sublimação).
Como este processo é realizado à temperatura baixa e na ausência de ar
atmosférico, as propriedades químicas e organoléticas praticamente não são alte·
radas. Mencionaremos algumas modificações indesejáveis que podem ocorrer na
secagem comum a altas temperaturas ou na secagem a vácuo sem congelamento
prévio (11):
contração pronunciada dos produtos sólidos,
migração de sólidos solúveis para a superfície durante a secagem,
desnaturação de proteínas,
perda de compostos voláteis,
formação das camadas duras e impermeáveis na superfície,
dificuldade de re-hidratação posterior devido aos fatores anteriormente citados.
Esses inconvenientes são contornados na desidratação por liofilização.
198 ALTANIR JAIME GAVA
Fundamentos físicos da liofIlização
Dependendo das condições de temperatura e de pressão, qualquer substância
pode se apresentar sob'um dos três estados de agregação: sólido, líquido ou gasoso.
Em determinadas condições, podem coexistir duas fases. Ainda em condições fixas
e características para cada substância, podem coexistir 3 fases. Em um sistema de
coordenadas cartesianas, a uma certa temperatura e pressão (características que
possibilitam a coexistência das três fases) poderemos ter o chamado "ponto triplo".
sólido
P
gás
T
'Figura 45 - Ponto triplo das substâncias.
À temperatura e pressão mais baixas que a característica do ponto triplo, a
fase líquida deixa de existir e a substância passa diretamente do estado sólido para
o estado gasoso e vice-versa, dependendo das condições. O ponto triplo da água é
defmido por uma temperatura de aproximadamente oOe e pressão de 4,7 mm de
mercúrio.
Entende-se, portanto, que todo processo de liofilização deva ser feito à
temperatura inferior a oOe e pressão inferior a 4,7 mm de Hg.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
aquecimento
produto --r=-:.---,----,,--:;--:-__=_
/
câmara
condensador
----
199
compressor
bomba de vácuo__+--_
Figura 46 - Esquema sumário de um liofIlizador (11).
Devido às baixas pressões, a câmara de liofllização e o condensador devem
apresentar, preferivelmente, a forma esférica ou cilíndrica com calotas esféricas.
O tubo que une a câmara ao condensador deve possuir dimensões grandes, devido
ao enorme volume de vapor-d'água à baixa pressão que por ele flui. O sistema de
aquecimento na câmara e o sistema de refrigeração do condensador devem ser de
grande capacidade e área para permitir ciclos curtos.
A temperatura é medida por pares termoelétricos ou termômetros de resis-
tência colocados em diversos pontos da câmara de liofilização e do produto a
liofilizar. O sistema produtor de vácuo pode ser constituído por bombas mecâ-
nicas (alternativas ou rotativas) ou por ejetores de vapor de várim estágios. Este
último tipo de equipamento pode ser usado com ou sem condensador, enquanto
que a bomba mecânica é sempre associada a condensadores.
Em vários países a liofllização é utilizada em alimentos caros {café, cogume-
los, camarões) pois é um processo calculado em 5 a 10 vezes mais dispendioso
que os processos convencionais. No Brasil, até poucos anos, a liofllização era
conhecida somente em laboratórios farmacêuticos no preparo de medicamentos,
antibióticos e vitaminas, de maneira a permitir a manutenção das suas atividades
biológicas, mesmo quando conservados em condições de temperatura ambiente.
O café liofilizado é o exempl'o mais importante do uso da liofllização em
alimentos no nosso país.
Os liofllizadores industriais podem ser descontínuos ou semicontínuos.
Normalmente o alimento congelado a -40°C é conduzido para câmaras de alto
vácuo onde o aumento da temperatura irá acelerar a sublimação da água.
A embalagem dos produtos alimentícios liofllizados é muito importante
já que o teor de umidade deve ser mantido baixo.
1.2.7 - Influência da desidratação sobre microrganismos e enzimas
Entre as alterações mais importantespodemos mencionar aquelas relacio-
nadas com o valor nutritivo e propriedades organoléticas (cor, sabor, aroma, etc.).
O alimento seco perdeu um certo conteúdo de umidade e por isso haverá um
aumento na concentração dos nutrientes por unidade de peso, comparando com o
produto fresco. Quando reconstituído ou re-hidratado, assemelha·se bastante ao
produto natural, nunca chegando a igualar-se por causa das perdas de certos cons·
tituintes, principalmente as vitaminas. É de esperar-se que as vitaminas solúveis
na água sejam parcialmente oxidadas. A destruição das vitaminas dependerá do
cuidado na preparação do produto para a secagem, do processo de secagem sele-
cionado, do cuidado na sua execução e das condições de armazenamento do
produto seco. A ribof1avina é ligeiramente sensível, enquanto que o ácido ascórbi-
co e caroteno são bastante afetados pelos processos de oxidação. A tiamina é sen-
sível ao calor e destruída pela sulfuração (tratamento com o enxofre).
As frutas podem ser secas ao sol, artificialmente, ou com a combinação dos
dois métodos. A secagem ao sol afeta bastante o teor de caroteno e o teor de vita-
mina C. A liofllização retém bastante a vitamina C e outros nutrientes. A retenção
de vitaminas nos alimentos desidratados é, geralmente, superior à dos alimentos
secos ao sol.
As hortaliças sofrem perdas semelhantes às frutas.
Quanto às proteinas, as perdas do valor biológico dependerão dos métodos
de secagem. As exposições prolongadas a altas temperaturas podem afetar as
proteínas, enquanto que os tratamentos à baixa temperatura podem aumentar a
digestibilidade das proteínas comparando com o produto inicial.
Quanto às gorduras, o .problema é mais sério já que a rancidez é maior em
altas temperaturas, sendo recomendável o uso de antioxidantes.
Os hidratos de carbono apresentam nas frutas problemas porque ocorrem em
grande quantidade. O escurecimento é um problema comum e poderá ser ocasio-
nado por enzimas ou ser químico. A formação de pigmentos escuros (melanoidinas)
acontecerá após uma série de reações complexas. Dióxido de enxôfre e antioxi-
dantes têm sido usados para evitar as reações de escurecimento.
200
1.2.6 - Alterações provocadas pela desidratação
ALTANIR JAIME GAVA
A retirada da água é um método de controle do crescimento microbiano, já
que os microrganismos necessitam de água disponível para desenvolver suas ati-
vidades metabólicas.
Certos mofos podem crescer em substratos alimentícios com umidade baixa,
como 12%, e, inclusive, conhecem-se alguns que crescem em alimentos com menos
de 5% de umidade. As leveduras e bactérias requerem níveis mais altos de umidade,
ao redor de 30%. As frutas secas apresentam 15 a 25% de umidade, e, por isso,
poderão receber poucos microrganismos, dependendo de outros fatores. As frutas
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 201
podem ser conservadas com 15 a 25% de umidade, enquanto que produtos que
contenham bastante amido precisam ir de 2 a 5% de umidade, por causa do efeito
osmótico. Para elucidar melhor, vamos dar o seguinte exemplo:
Temos duas soluções, uma com glucose a 20% e a outra de amido a 20%. Uma
concentração em ambas fornecerá um teor de 70%. Então teremos:
Glucose:
20%
.j.
70% ou 700 gJl
PM = 180
700
=3,89 moles
180
Para o número de moles:
Amido:
20%
.j.
70% ou 700 g/l
PM = 70.000
700
--=0,01 moles
70.000
Vemos, portanto, que a pressão osmótica (depende do número de partículas) será
muito maior na solução de glucose.
As enzimas geralmente são sensíveis às condições de calor úmido, especial-
mente em temperaturas superiores às da atividade enzimática, porém não são
sensíveis ao calor seco. O controle da atividade enzimática é sempre necessário e
deve ser feito inativando quimicamente as enzimas ou submetendo o alimento ao
calor úmido.
BIBLIOGRAFIA
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(5) Jensen, J. D. - Methods of instantizing powders for the preparation of food drinks.
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(6) Jensen, J. D. - Some recent advances in agglomerating, instantizing and spray-drying.
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(10) Potter, N. N. - Food Science. The AVI Publishing Co., Inc., 1968.
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(7) Hall, C. W. et alii - Encyclopedia of Food Technology. The AVI Publislúng Co., Inc.,
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ALTANIA JAIME GAVA202
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technology. Bulletin n? 25. Niro Atomizer Ltd. (sem data).
(14) Vincent, M. W. - L'agglomération des poudres pour l'industrie alimentaire. Industr.
Alim. Agr. 88 (9/10), 1247-54, 1971.
(8) Masters, K. - Meeting powder requirements in spray drying equipment. Quarterly
Bulletin of the Powder Advisory Centre. VoL 2, n? 1, 1971.
1.3 - Concentração
Concentração é um processo que remove somente parte da água dos
alimentos (1/3 ou 2/3 da água), como, por exemplo, em sucos concentrados, massa
de tomate, leite condensado, geléias, doces em massa, etc.
A remoção da água pode ser efetuada pelo processo de evaporação, em
forma de vapor; pelo processo de crioconcentração, em forma de gelo; pelo processo
de membranas, em forma líquida; e ainda por outros métodos. O primeiro
deles é o mais importante e será aqui discutido.
Entre as razões da concentração de certos alimentos, pode-se mencionar
a) é uma forma de conservação de alimentos;
b) economia na embalagem, transporte e armazenamento dos alimentos;
c) a maioria dos alimentos líquidos é concentrada antes da desidratação pois a reti-
rada de água por evaporadores é, mais econômica do que por desidratadores;
d) certos alimentos são preferidos na forma concentrada.
Como os alimentos concentrados apresentam um teor de umidade que
permite atividade microbiana, toma-se quase sempre necessário utilizar um método
adicional na sua conservação.
Assim, doces em massa (67,5% de sólidos), podem ter uma vida útil de 60 a
90 dias, quando embalados em celofane, ou de anos, quando acondicionados em
latas recebendo, neste caso, um tratamento térmico adicional. O suco de laranja
concentrado (65% sólidos) poderá ser congelado, preservado quimicamente ou
receber tratamento térmico ("hot pack").
(lI) Quast, D. G. - Liofilização: princípios e aplicação. Revista Tecnologia de Alimentos e
Bebidas, voL 10, 1965.
1.3.1 - Alterações ocasionadas pela evaporação
1.3.2 - Evaporação a vácuo (4)
Para que ocorra evaporação, é preciso que a pressão de vapor do líquido se
iguale à pressão do ambiente, quando o líquido ferve. A velocidade de evapora-
ção está diretamente relacionada com a transITÚssão de calor no meio de aqueci-
mento (vapor-d'água, água quente, vapor de amônia, etc.) ao líquido a ser evapo-
rado.
203PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
o projeto de evaporadores envolve princípios de transporte de calor e de
fluidos e, basicamente, a sua construção consiste em (4):
a) um trocador de calor para fornecer calor sensível e calor latente de evaporação
para o líquido de alimentação, elevando a sua temperatura ao ponto de ebuli-
ção e liberando vapor. Geralmente, os trocadores de calor tem aquecimento
indireto e vapor de água saturado é empregado como meio de aquecimento na
indústria de alimentos;
b) um separador no qual o vapor liberado é separado da fase líquida concentrada;
c) um condensador para efetuar a condensação dos vapores produzidos. O conden-
sador podeser dispensado se o sistema trabalha à pressão atmosférica.
Alterações nas propriedades organolépticas e nutricionais ocorrerão nos
alimentos evaporados pelo fato de serem expostos a temperaturas relativamen-
te altas durante um espaço de tempo.
O escurecimento e o aparecimento do aroma e sabor queimado são duas con-
seqüências comuns no tratamento térmico. Para evitá-los, têm-se utilizado evapo-
radores que usam temperaturas baixas, mas, mesmo assim, existem alterações
indesejáveis dependendo de cada produto. Em laticínios alterações ocorrem com o
açúcar e proteínas.
Todos os açúcares são solúveis na água até um certo limite, além do qual
poderá ocorrer a cristalização. A formação de cristais de lactose é totalmente
indesejável em leite condensado.
Certas proteínas poderão ser desnaturadas e precipitadas não só pelo
tratamento térmico, mas também pela alta concentração de sais em solução. Esta
desnaturação poderá, por exemplo, interferir na textura de leites condensados.
O escurecimento (browning) é bastante comum em sucos concentrados,
principalmente em suco de limão concentrado.
A destruição de ITÚcrorganismos durante a concentração vai depender muito
da temperatura utilizada. Temperaturas na ordem de 100°C eliminarão as formas
vegetativas dos ITÚcrorganismos, mas não destruirão os esporos bacterianos.
As bactérias poderão multiplicar-se mesmo no interior de evaporadores que
usam temperaturas mais baixas (500 - 60°C).
204 ALTANIR JAIME GAVA
A taxa de transmissão de calor depende não da temperatura do meio de aque-
cimento, mas da diferença de temperatura entre o meio de aquecimento e o líquido
em ebulição.
Se a água com ponto de ebulição de 100°C à pressão atmosférica é aquecida
em tacho aberto encamisado com vapor a lüO°C, como meio de aquecimento, não
há diferença de temperatura e, portanto, nenhuma transferência de calor e nenhuma
evaporação. Para obter·se uma diferença de temperatura, ou a temperatura do vapor
de aquecimento deve ser aumentada, ou a temperatura do líquido a ser evaporado
deve ser baixada. Em muitos casos é vantajoso abaixar o ponto de ebulição do lí-
quido a ser evaporado.
Isto pode ser conseguido convertendo-se o evaporador aberto em um tacho
a vácuo. A pressão reduzida na região acima do líquido implica um ponto de ebuli-
ção mais baixo.
A concentração a vácuo tem diversas vantagens, a saber:
a) toma possível a concentração a baixa temperatura de alimentos sensíveis ao
calor, tais como sucos de laranja, maracujá, etc.;
b) pode aumentar a velocidade de evaporação com o aumento da diferença de
temperatura entre aquela do produto e a do meio de aquecimento; e
c) toma possível o emprego de sistemas de múltiplo-efeito, que serão descritos
mais adiante.
Para manter o vácuo em um evaporador, é necessário remover contínua e
rapidamente os vapores condensáveis produzidos, bem como o ar ou outros gases,
chamados incondensáveis, dissolvidos no produto ou que entram no sistema
devido a vazamentos.
1.3.3 - Evaporação simples e de múltiplo efeito (4)
Quando um evaporador simples é usado, o vapor liberado do líquido em
ebulição é condensado e eliminado. Esse método é chamado de evaporação de
único-efeito, e, embora pemúta uma construção simples, não utiliza eficiente-
mente o vapor de aquecimento. Para evaporar 1 kg de água de uma solução, são
precisos 1 a 1,3 kg de vapor de caldeira. A figura 47 mostra um evaporador de
simples efeito.
Se o vapor produzido em um evaporador é conduzido à câmara de vapor de
aquecimento de um segundo evaporador e se o vapor aqui produzido é depois
enviado para um condensador, a operação toma-se de duplo-efeito. O calor do
vapor original é reusado no segundo efeito e a evaporação conseguida por 1 kg
de vapor de água alimentado no primeiro efeito é aproximadamente duplicada.
O método geral para aumentar a evaporação por kg de vapor de caldeira,
usando-se uma série de ev~poradores entre o fornecimento inicial do vapor e o
condensador, é chamado evaporação de múltiplo-efeito. A eficiência témúca
do equipamento aumenta com o número de efeitos.
PRINC(PIOS DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS 205
Vapores
~---Tubo central
figura 47 - I:.vaporador vertical de tubo curto de simples efeito (4).
o vapor produzido no primeiro evaporador aquecerá o líquido de um se·
gundo evaporador e, por isso, a temperatura de ebulição do líquido de alimen·
tação no segundo evaporador deve ser mais baixa, o bastante para permitir que
o vapor produzido no primeiro evaporador se condense no segundo e libere ainda
o seu calor latente de condensação. Isso geralmente é realizado com redução da
pressão de operação no corpo do evaporador.
A reutilização do calor do vapor produzido em um evaporador por outro
operando a uma temperatura mais baixa é então a base do projeto de evaporação
de múltiplo-efeito, ou seja, o princípio de evaporação de múltiplo-efeito é uma
troca sucessiva de calor latente entre o vapor e o líquido a ser concentrado.
Como resultado desse efeito sucessivo, o vapor primário evapora aproxima·
damente o seu próprio peso de água.
Este vapor, por sua vez, passa como vapor de aquecimento para o segundo
efeito e evapora uma quantidade adicional de água ligeiramente menor que o
seu próprio peso.
Assim, em um evaporador de duplo-efeito, o vapor-d'água evapora aproxi-
madamente duas vezes o seu próprio peso de água no líquido, enquanto em um de
triplo-efeito evapora aproximadamente três vezes o seu próprio peso.
Tubos
4 Entrada vapor
caldeira
~
Concentrado
~1Respiro
AI;"'''''ç'o~
206 ALTANIR JAIME GAVA
Valores típicos de eficiência ténnica de alguns evaporadores são (4):
Tipo de Instalação Kg Vapor Consumido
por Kg de Água Evaporada
- Evaporador de único efeito .
- Evaporador de dois efeitos .
- Evaporador de três efeitos .
- Evaporador de dois efeitos com
recompressão ténnica .
- Desidratador do tipo atomizador .
- Secador de tambor .
1,1
0,54
0,38
0,33
2,5 - 3,0
1,5
Os evaporadores no sistema de múltiplo-efeito podem ser colocados suces-
sivamente até que toda diferença de temperatura disponível tenha sido usada.
Nesse ponto, não havendo "força motriz" adicional para transferir o calor, a adição
de um outro evaporador na série torna-se desnecessária, a menos que se aumente
a pressão do vapor fornecido ao primeiro efeito.
Teoricamente é possível construir-se um sistema de evaporação infinitamente
eficiente, através da incorporação de número infinito de efeitos. Obviamente, isto
implicaria um ~T infmitamente pequeno e, por isso, a área de transferência de
calor teria que ser infmitamente grande (vide equação de transferência de calor).
Isso significaria um equipamento excessivamente grande e de custo inicial eleva-
díssimo. Por isso, na prática, é necessário levar em conta não s6 os custos de com-
bustível para produzir o vapor, como também os custos de capital e de manuten-
ção. Escolhe-se portanto, um evaporador que durante a sua vida útil apresenta
um menor custo total por kg de água evaporada.
A figura 48 mostra três evaporadores de circulação natural de tubos curtos,
de modo a constituir um sistema de triplo-efeito. São feitas ligações de modo que
o vapor produzido em um evaporador (um efeito) serve como meio de aqueci-
mento para o seguinte. Um condensador e um ejetor de ar acoplados ao terceiro
efeito da série mantém o vácuo no sistema.
No sistema da figura 48 a alimentação diluída entra no primeiro efeito,
onde é parcialmente concentrada. Flui, em seguida para o segundo efeito, para
adicional concentração e depois vai para o terceiro efeito para concentração
fmal. O concentrado é bombeado para fora do terceiro efeito.
1.3.4 - Transmissão de calor nos evaporadores (4)
A transmissão de calor nos evaporadores é regida pelas equações de trans-
porte de calor a líquidos em ebulição e l'tllas equações de condução e convecção.
PRINCfplOS DE TECNOLOGIA