Conservação, Melhoramento e Produção de Novos Alimentos

Conservação, Melhoramento e Produção de Novos Alimentos

• Factores que conduzem à deterioração dos alimentos:

• contaminação por microorganismos e insectos;
• autolise – processo celular no qual as enzimas provocam a lise das próprias células;
• reacções químicas espontaneas, que não são catalizadas por enzimas;
• alterações físicas causadas pela temperatura, pressão e humidade, entre outras.

• Nem todos os alimentos sofrem deterioração e se tornam impróprios para consumo com a mesma facilidade.

• Alimentos não perecíveis ou estáveis – não sofrem deterioração, por longos períodos de tempo, se forem manuseados e armazenados correctamente. (ex: açucar, farinha e feijão seco)
• Alimentos pouco perecíveis – conservam-se em boas condições, durante um período longo de tempo, se correctamente manuseados e armazenados. (ex: batatas e algumas variedades de maças)
• Alimentos perecíveis – degradam-se rapidamente se não forem sujeitos a métodos de conservação. (ex: carne, peixe, aves, ovos, leite e a maior parte dos frutos e vegetais).

• Factores que condicionam o tipo e a extensão da contaminação dos alimentos por microorganismos:

• Propriedades físicas e químicas dos alimentos, como a humidade disponível, o tipo e a quantidade de nutrientes, o pH e a eventual presença de substâncias inibidoras.

Nem todos os microorganismos utilizam as mesmas substâncias no seu metabolismo, pelo que a composição dos alimentos está associada ao tipo de microorganismos que se podem desenvolver. A água no alimento constitui um dos factores que mais influencia a actividade microbiana, uma vez que todos os microorganismos requerem humidade para o seu crescimento.

• Condições de armazenamento – O crescimento dos microorganismos é influenciado pelas condições ambientais, como a temperatura, a humidade e a disponibilidade de oxigénio, e estas condições determinam as espécies de microorganismos que podem desenvolver-se. Geralmente, a deterioração de um alimento é iniciada por uma espécie de microorganismos e seguem-se outras espécies, numa sucessão bem definida.
• Manipulação do alimento – Os meios de transporte, os utensílios utilizados e os próprios manipuladores podem contaminar o alimento e aumentar a sua carga em microorganismos.

• A competição entre diferentes tipos de bactérias, leveduras e fungos geralmente determina o tipo de organismo que predomina e o tipo de alterações que o alimento vai sofrer. Se as condições forem favoráveis para todos, as bactérias têm um crescimento mais rápido do que as leveduras e estas têm um crescimento mais rápido do que os fungos. É frequente um organismo criar condições para o desenvolvimento de outro, o que se designa por metabiose.

• Principais alterações provocadas pelos microorganismos nos alimentos:

• As proteínas são hidrolisadas em péptidos ou aminoácidos, os quais são posteriormente desaminados e descarboxilados, originando produtos como amónia, ácido acético e metano. A decomposição anaeróbia das proteínas, péptidos ou aminoácidos origina a produção de substâncias com mau odor e designa-se putrefacção.
• Os polissacarídeos e oligossacarídeos são hidrolisados em monossacarídeos. Estes são convertidos em CO2 e água em condições aeróbias e em condições anaeróbias podem sofrer fermentação alcoólica, láctica, propiónica ou butírica. Também se podem formar outros produtos, como ácidos gordos e outros ácidos orgânicos, aldeídos e cetonas.
• Os lípidos podem ser hidrolisados por lipases microbianas a ácidos gordos e glicerol ou podem ser oxidados. A oxidação dos lípidos origina o ranço.

Processos de conservação de alimentos

• Os processos de conservação de alimentos permitem:

• aumentar o período de tempo durante o qual os alimentos podem ser consumidos com segurança;
• em certos casos, melhorar as propriedades organolépticas dos alimentos, isto é, propriedades agradáveis aos órgãos dos sentidos;
• ultrapassar a sazonalidade do consumo de certos alimentos, tornando a dieta mais variada e equilibrada;
• aumentar a higiene alimentar;
• facilitar a tarefa de preparação dos alimentos.

• Principais factores de conservação de alimentos e técnicas utilizadas:

• Assepsia: previne o acesso dos microorganismos aos alimentos. A manutenção da assepsia durante a manipulação e a embalagem dos alimentos aumenta a eficácia de outros factores de conservação.

• Remoção dos microorganismos:

• Lavagem - remoção de microorganismos e partículas da superfície do alimento com água. O aumento da humidade pode favorecer o crescimento microbiano e acelerar a deterioração.
• Filtração esterilizante - alimentos líquidos passam num filtro esterilizado que retém os microorganismos.

• Calor: mata os microorganismos porque causa a desnaturação das proteínas e das enzimas necessárias ao metabolismo. A combinação temperatura/tempo utilizada na conservação dos alimentos tem em vista a destruição dos microorganismos indesejáveis, causando a menor alteração possível nas características e no valor nutritivo do alimento.

Os esporos dos microorganismos são mais resistentes ao calor do que as células vegetativas e requerem um tratamento mais intenso.

O tratamento pelo calor húmido é mais eficaz do que o tratamento pelo calor seco, o que possibilita a utilização de temperaturas mais baixas por períodos de tempo mais curtos.

• Pasteurização:

• Utiliza temperaturas inferiores a 100°C.
• Não destrói os esporos, nem algumas células mais resistentes.
• A combinação temperatura/tempo depende das características dos alimentos.
• É um método adequado nas seguintes situações:

• quando tratamentos térmicos mais violentos afectam a qualidade do produto;
• para eliminar agentes patogénicos, ou outros, pouco resistentes ao calor;
• quando é utilizado conjuntamente com outro método.

• Tratamento UHT: aquecimento a uma temperatura superior a 130°C durante 1 a 2 segundos. Destrói os microorganismos.
• Esterilização: O alimento é preparado e introduzido num recipiente que é fechado e submetido a uma temperatura superior a 100°C. Destrói os microorganismos e as enzimas. Especialmente para enlatados.
  
  
  
  
  

• Frio: As baixas temperaturas retardam as reacções químicas e a acção das enzimas do alimento e inibem ou reduzem o crescimento e a actividade dos microorganismos, mas não os matam. Quanto mais baixa for a temperatura, mais intensas são estas acções.

• Refrigeração: Os alimentos são conservados a uma temperatura superior a 0°C. A refrigeração comercial utiliza uma temperatura entre 5 e 7,2°C. Reduz o crescimento da maior parte dos agentes patogénicos, mas os organismos psicrófilos continuam a desenvolver-se.
• Congelação: Conservação dos alimentos a uma temperatura igual ou inferior a -18°C. A técnica de congelação rápida demora cerca de 30 min e utiliza, geralmente, azoto líquido; a congelação lenta demora entre 3 a 72 horas.
  A congelação inibe o crescimento de todos os microorganismos, mas continuam a ocorrer reacções de autólise no alimento. A eficácia da congelação é influenciada por factores como a técnica utilizada (congelação rápida ou lenta), a temperatura, a circulação do ar, o tipo de alimento e a forma e tamanho do alimento. Na congelação lenta formam-se cristais de gelo de grandes dimensões que podem danificar as células do alimento.

• Redução da água: A água é essencial ao metabolismo microbiano. A redução da água inibe o crescimento dos microorganismos e a actividade enzimática no alimento. Os esporos são mais resistentes à secura.

• Secagem ao Sol: O alimento é exposto ao sol e verifica-se a evaporação lenta da água. Apenas é possível em climas com sol e atmosfera seca.
• Evaporação: A água de alimentos líquidos é parcialmente removida por fervura. O método explora a diferença de volatilidade entre a água e os solutos do alimento. Permite a obtenção de produtos de grande conveniência para o consumidor, por redução de volume, mas causa alterações do sabor e da cor dos alimentos (por exemplo, o açucar carameliza e adquire uma cor acastanhada).
• Desidratação: O alimento é sujeito ao calor em condições controladas de temperatura, humidade e circulação de ar, o que remove a maior parte da água por evaporação.
• Liofilização: Desidratação de alimentos congelados por sublimação da água. Permite conservar a textura e o aroma dos alimentos. A água é extraída lentamente mantendo-se a forma, aspecto e restantes propriedades do alimento, mesmo que estes já estejam cozinhados.

• Efeitos osmóticos: Quando os alimentos são colocados em meio hipertónico (por adição de sal ou de açucar, por exemplo) verifica-se a diminução do potencial hídrico e a plasmólise das células microbianas.

• Salga: O alimento é coberto de sal ou colocado numa solução salina. O sal, para além de provocar a plasmólise das células, sofre ionização e origina o ião cloro que reduz a solubilidade do oxigénio e interfere com a acção das enzimas proteolíticas.
• Adição de açucar: O alimento é cozido numa solução concentrada de açucar. Actua de forma análoga ao sal, mas necessita de maiores concentrações.

• Modificação da atmosfera: Permite criar condições anaeróbias que impedem o crescimento de muitas espécies de microorganismos e as reacções de oxidação. Permite controlar a exposição dos alimentos a compostos voláteis, como o etileno.

• Embalagem no vácuo: Remoção total do ar na embalagem.
• Conservação ou embalagem em atmosfera modificada: Embalamento a baixa pressão. O ar atmosférico é substituído por uma mistura gasosa que favorece a conservação. Nessa mistura é aumentada a concentração de CO2 e diminuida a concentração de O2, em relação ao ar atmosférico.

• Irradiação: Certas radiações, como os raios UV e as radiações ionizantes, têm acção germicida e retardam a germinação e a maturação de sementes e frutos, respectivamente.

Os raios UV, devido ao seu comprimento de onda, são absorvidos pelas bases do DNA.

A resistência dos microorganismos às radiações depende da fase de crescimento e do estado fisiológico da célula.

• Lâmpadas UV: A irradiação dos alimentos mata os microorganismos superficiais, sem modificar as propriedades destes, que não se tornam radioactivos. A irradiação de espaços e utensílios de manipulação de alimentos permite reduzir os índices de contaminação.

• Acidez: O crescimento e a actividade de muitos microorganismos patogénicos é inibido ou reduzido em meio ácido, por desnaturação das enzimas.

• Fermentação: A fermentação láctica e a fermentação acética são acompanhadas por uma diminuição do pH.
• Conserva em vinagre: O alimento é mergulhado numa solução de vinagre. O sabor é alterado.

• Outros factores:

• Fumagem: O alimento é exposto ao fumo que resulta da queima de madeira e que contém uma variedade de produtos voláteis, com efeito bacteriostático ou bactericida. O mais importante desses compostos é o formaldeído. O alimento sofre também desidratação e acção do calor.
• Aditivos alimentares:
  • Um aditivo é uma substância, com ou sem valor nutritivo, que por si só não é género alimentício nem ingrediente característico de um género alimentício, mas que é intencionalmente adicionada aos alimentos, em qualquer fase do seu processamento, com finalidade tecnológica ou organoléptica.
  • Alguns aditivos são substâncias químicas que inibem o crescimento e a actividade de microorganismos por interferirem com estruturas ou processos dos próprios microorganismos, como, por exemplo, a estabilidade das membranas celulares, a actividade enzimática ou mecanismos genéticos. Outros aditivos previnem a autólise dos alimentos, como, por exemplo, os antioxidantes.
  • Para que uma substância possa ser utilizada como aditivo alimentar deve desempenhar uma ou várias das seguintes funções:

• conservar as qualidades nutritivas dos alimentos;
• aumentar a conservação ou estabilidade dos alimentos sob o ponto de vista higiénico;
• auxiliar ou melhorar o fabrico, a transformação, a preparação, a embalagem, o transporte ou o armazenamento dos alimentos;
• fornecer ingredientes ou constituintes necessários aos produtos alimentares destinados a fins especiais (dietéticos, por exemplo).

• Os aditivos alimentares só devem ser utilizados em alimentos se forem satisfeitas as seguintes condições:

• quando existe justificação tecnológica para o seu emprego e os objectivos a alcançar não podem ser obtidos por outros meios;
• quando a sua utilização, nas doses propostas, não represente qualquer perigo para a saúde do consumidor, à luz dos conhecimentos actuais;
• quando não induz o consumidor em erro e não é utilizado para disfarçar a incorporação de matérias-primas defeituosas ou práticas indesejáveis, nomeadamente de carácter higiénico.

• A aprovação de um aditivo alimentar obriga a uma avaliação toxicológica adequada e à definição da DDA (Dose diária admissível). A noção de perigosidade encontra-se ligada às quantidades que são ingeridas, bem como às combinações de diferentes compostos.
• Função dos aditivos:
  • Aditivos com acção conservante: a sua principal função é aumentar o tempo de duração do alimento, mantendo o sabor e esterilidade do mesmo.

Conservantes – prolongam a duração dos alimentos, por inibição ou redução da actividade dos microorganismos ou das reacções de autólise do próprio alimento.

Antioxidantes – retardam a oxidação. Previnem a formação de ranço nos alimentos que contêm lípidos e o escurecimento da fruta.

• Aditivos com função sensorial: modificam ou realçam as características organolépticas do alimento.
   

Corantes – dão cor ao alimento.

Intensificadores de sabor – realçam o sabor do alimento.

Espessantes – melhoram a consistência de alguns alimentos.

Aromatizantes – conferem aroma ao alimento.

• Aditivos que facilitam certas operações industriais de processamento e fabrico.

Estabilizadores e emulsionantes – permitem a manutenção do estado físico dos alimentos e facilitam a mistura de ingredientes.

Melhoramento e Produção de Novos Alimentos

Para além do desenvolvimento e aperfeiçoamento de novas técnicas de conservação de alimentos, a Biotecnologia aplicada à indústria alimentar permite melhorar e produzir novos alimentos através, nomeadamente, das seguintes acções:

• Optimização das condições em que ocorrem as fermentações:

A selecção de estirpes de organismos fermentativos e a manipulação de condições como temperatura, pH e composição atmosférica, tornam possível a obtenção de produtos fermentados de melhor qualidade, em maior quantidade e variedade. Por exemplo, os produtos lácteos probióticos e simbióticos, cujo consumo tem vindo a aumentar, são resultado da selecção e da utilização de diferentes fermentos lácteos que originam produtos com características particulares.

• Utilização de microorganismos para a produção de substâncias usadas na modificação de alimentos ou como aditivos alimentares:

A cultura de microorganismos em fermentadores, em condições controladas, permite produzir grandes quantidades de substâncias utilizadas como aditivos alimentares. Por exemplo, os aminoácidos ácido glutâmico e ácido aspártico são utilizados como adoçantes e o ácido cítrico (um ácido orgânico) e um regulador de acidez.

As enzimas microbianas são usadas no processamento e na transformação de alimentos. As lípases acentuam o sabor de certos queijos, a lactase é usada na produção de alimentos sem lactose destinados a indivíduos intolerantes a esta substância e as proteases são usadas para reduzir a turvação da cerveja.

A imobilização de enzimas numa matriz (de celulose ou ágar, por exemplo), sobre a qual é feito circular o substrato, facilita o isolamento dos produtos, reduz a contaminação, e permite a reutilização das enzimas e um melhor controlo das condições em que ocorre a catálise.

• Produção de alimentos transgénicos:

Os alimentos trangénicos possuem genes estranhos que lhes conferem novas características. Arroz com maior valor nutritivo, tomate que não amolece durante o amadurecimento e milho resistente à pirale, a sua principal praga, são alguns dos alimentos geneticamente modificados que, ao mesmo tempo que poderiam contribuir para melhorar a situação de fome no mundo, são alvo de polémica sobre eventuais efeitos no equilíbrio dos ecossistemas e na saúde humana.