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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS FUNDAÇÃO SALVADOR ARENA CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO GESTÃO DA QUALIDADE E SEGURANÇA.

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1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS FUNDAÇÃO SALVADOR ARENA CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO GESTÃO DA QUALIDADE E SEGURANÇA DOS ALIMENTOS FEA 215- O Sistema de Embalagens para o Segmento de Alimentos 14/03/09 José de Assis F. Faria

2 TÓPICOS A SEREM ABORDADOS Vida de prateleira: Definições Alterações de qualidade Interações com material Modelos e Estimativa Estudos de Caso

3 Estabilidade Vida de prateleira Vida útil Shelflife Em função do fator proteção e da eficiência dos sistemas de embalagens

4 O 2 CO 2 H2OH2O T (ºC) Aromas Agentes Biológicos Luz UV Adaptado de Rizvi 1981 Macro e Micro Ambiente

5 Estabilidade vs. Adequação dos Sistemas

6 Alterações na Qualidade/Consequências Fim da vida útil? –Quando o produto perder suas principais funções ou chegar em níveis insatisfatórios de determinadas características de qualidade e segurança alimentar. Ex.: Café – perda de aroma e sabor Biscoito – ganho de umidade (textura) Salsicha – contaminação microbiana Flocos de milho – ganho de umidade Enlatados – contaminação com metais

7 Fatores Que afetam a Estabilidade Fatores Intrínsicos: Composição pH e acidez Umidade e Aa Potencial redox Fatores Extrínsicos: Temperatura Composição gasosa (O 2 ) Umidade relativa (UR) Radiações (uv e visível)

8 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS I SIMPÓSIO INTERNACIONAL: PREBIÓTICOS E PROBIÓTICOS EM PRODUTOS LÁCTEOS ITAL- Campinas de agosto de 2008 Embalagem para Produtos Contendo Probióticos Packaging for Products Containing Probiotics José de Assis F. Faria Prof. Titular Unicamp/FEA Sistemas de Embalagens

9 PRODUTOS PROBIÓTICOS COMERCIAIS Leites fermentados e iogurtes são os principais, no mundo, contendo culturas probióticas. Outros produtos comerciais: Sobremesas à base de leite; leite em pó para recém-nascidos; sorvetes de iogurte; buttermilk, produtos encapsados; produtos em pó, etc. Diversos tipos de queijos: Cheddar, Gouda, Crescenza, Queijos Frescos (Minas frescal). PRODUTOS PREBIÓTICOS Matérias-primas ou ingredientes Carboidratos não-digeríveis: Inulina, lactulose e diversos oligossacarídeos. EMBALAGEM ?

10 Microrganismos com Potencial Probióticos Lactobacilus e Bifidubacterium Desempenho e propriedades tecnológicas, com estabilidade e viabilidade durante a comercialização e conseqüente efeito terapêutico (10 6 a 10 8 UFC/g ou ml de bioproduto) (IDL,1992; IDL,2001) Referencial para a adequação da embalagem

11 O2O2 H2OH2O Tempe- ratura. Troca Aromas Stress Danos Mecân. Vibração Choque Contami- nação Luz Exposição Ética EcologiaManuseio Outros Conservação Design Interação Distribuição Preço Economia Leis Adaptado de Rizvi 1981

12 Fundamentos: Curva de desenvolvimento microbiano Tempo Log UFC fase lag fase exponencial fase estacionária fase de declínio ou morte Microrganismos Probióticos Vida útil

13 O EFEITO DO OXIGÊNIO SOBRE A ESTABILIDADE DE ALIMENTOS PROBIÓTICOS Oxigênio no Micro-Ambiente Oxigênio Total = Dissolvido + Espaço Livre Probióticos: anaeróbicos e microaeróbios

14 Microrganismos e o Potencial de Óxido - Redução O potencial de óxido-redução de um alimento é determinado pelas seguintes condições: 1.O potencial de oxido-redução original do alimento 2.A resistência deste alimento às mudanças do potencial de óxido-redução 3.A tensão de oxigênio da atmosfera em contato com o alimento 4.Acesso que a atmosfera externa tem ao alimento

15 Microrganismos e o Potencial de Óxido - Redução O potencial de óxido-redução de um alimento é determinado pelas seguintes condições: 1.O potencial de oxido-redução original do alimento 2.A resistência deste alimento a mudanças de potencial de óxido-redução 3.A tensão de oxigênio da atmosfera em contato com o alimento 4.Acesso que a atmosfera externa tem ao alimento

16 Microrganismos e o Potencial de Óxido - Redução MicroorganismosPotencial O/R Bactérias anaeróbias:Negativo Clostridium botulinum Clostridium perfringens Bactérias aeróbicasPositivo Bacillus sp Pseudomonas Enterobactérias Bactérias anaeróbicas facultativasPositivo ou Negativo Enterobactérias MicroaerófilosLigeiramente Positivo Lactobacillus Campylobacter Fungos e levedurasPositivo Z. bailli Penicillium sp

17 Potencial OR em Alimentos O potencial OR pode variar bastante de acordo com o tipo de alimento analisado: Alimentos de origem vegetal (principalmente sucos): Eh = +300mV a +400mV Carnes sólidas: Eh = -200mV Carnes moídas/picadas Eh = +200mV Queijos (variados) Eh = -20mV a -200mV

18 Atividade de Água vs. Umidade Relativa de Equilíbrio e Aplicações em Sistemas de Embalagem

19 Diagrama de Estabilidade

20 Ação do Vapor de Água Ganho umidade Empedramento / aglomeração Perda de crocância Crescimento microbiano Perda umidade Endurecimento Perda de peso Escurecimento Murchamento Queima pelo frio (freezer burn) EMBALAGEM Baixa Taxa de Permeabilidade a vapor de água

21 Propriedades coligativas Depende do número de partículas do soluto presente na solução. Soluto interfere na movimentação cinética da água. líquido gás água soluto Propriedades de ligação da água

22 Aa vs Umidade AaUmidade (%p/p) Alta umidade> 0.90> 50% Umidade 0.60 – – 50% Intermediária Baixa umidade< 0.60< 10%

23 Isoterma de sorção >50% % <10%

24 Utilizando a isoterma de adsorção de umidade para estimar a condição de estocagem de café solúvel. 30%

25 a a limite para crescimento microbiano Bactéria ~0.91 Levedura ~0.88 Bolores ~0.70 Leveduras osmóticas ~0.60 Braseq. Crescimento microbiano

26 Efeito de a a na redução do crescimento da bactéria adapted from Troller, J. A. (1987). Adaptation and growth of microorganisms in environments with reduced water activity. In: Water activity: Theory and applications to food Rockland, L. B. and Beuchat, L. R. eds. Marcel Dekker, Inc.New York p lag phase growth phase stationary phase Crescimento microbiano

27 Sistema Biscoito Cream Cracker x Queijo Experimento 1 - Biscoito é equilibrado em recipiente selado contendo solução saturada NaCl

28 Inicial Final Umidade 4% 20% Atividade de água Sistema Biscoito Cream Cracker em 75%URE

29 Experimento 2 – Queijo é equilibrado em recipiente selado contendo solução saturada NaCl Sistema Biscoito Cream Cracker x Queijo

30 Inicial Final Umidade 60% 30% Atividade de Água Sistema Biscoito Cream Cracker em 75%URE

31 Experimento 3 – Biscoito e o Queijo são colocados juntos em um recipiente selado Para qual lado a água se move? Pergunta ? 20% Umidade 30% Umidade

32 Condições de Equilíbrio a a biscoito = a a queijo = a a ar No equilíbrio o potencial químico é o mesmo e então não há migração da água. µ biscoito = µ queijo = µ ar Sistema Biscoito Cream Cracker x Queijo

33 Estabilidade de Alimentos Sistemas de Embalagens e o Efeito da Temperatura

34 Temperatura FATOR EXTRÍNSICO DE MAIOR EFEITO LIMITES CRÍTICOS PARA MICRORGANISMOS ATIVIDADE DE ÁGUA OXIGÊNIO LUZ

35 EVITE A REGIÃO DE PERIGO LIMITE DE TEMPERATURA SEGURA ( 4 a 60C )

36 Mudanças no crescimento microbiano com a variação de atividade da água. As áreas entrecruzadas indicam sobreposição. ALTERAÇÕES MICROBIOLÓGICAS DOS ALIMENTOS

37 Classificação quanto à Perecibilidade: Alimentos perecíveis : in natura, leite pasteurizado, carne fresca, iogurte, etc. Alimentos semi-perecíveis: defumados, curados, salames, queijos, doces, etc. Não perecíveis: desidratados, aditivados, enlatados, etc.

38 DESENVOLVIMENTO DE BACTÉRIAS EM CARNE DE PORCO EM AM A 4 O C

39 EFEITO DA TEMPERATURA NO AUMENTO DA VIDA ÚTIL

40 aW, pH, T e CO 2 OBSTÁCULOS AO DESENVOLVIMENTO MICROBIANO EXISTEM OUTROS ?

41 TRANSFORMACOES OU PERDA DE QUALIDADE DOS ALIMENTOS EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA Cinética de reações Testes acelerados Modelos para Estimativa de Vida de Prateleira

42 Cálculo de Q 10 Q 10 = Taxa de reação na (T + 10) = k T. Taxa de reação na T k T-10 Q 10 = VP (T). VP (T + 10)

43 Cálculo de Q 10 Limite VP 30°C 40°C Q 10 = 2,8 = 3,7 0,75

44 Estabilidade de Outros Produtos Destilados Fermentados Carbonatados

45 Outros Problemas de Estabilidade Provenientes da Embalagem INTERAÇÃO PRODUTO VS. EMBALAGEM

46 MIGRAÇÃO Migração total (monômeros, oligômeros, aditivos, solventes) Migração específica (MCV, estireno)

47 Migração do PVC Monômero VCM Permitido: na embalagem < 1ppm; alimento <0,5ppm Plastificantes: adipatos, fitalatos a quantidade migrada é função da temperatura e tempo de contato. Outros problemas do PVC: anos 70 intoxicação dos trabalhadores; incineração (chuva ácida e dioxinas).

48 Pesquisas sobre PET Mias de 19 migrantes identificados por CG/MS Oligômeros cíclicos, acetalaldeidos, etc. Boas notícias: Liberado pela FDA, pois não apresentou toxicidade, mutagecidade e carcinogenicidade.

49 O POTENCIAL DE OUTROS MATERIAIS Solventes residuais (laminação, rotulagem) Papel, cartão, papelão: odores de clofenóis formado durante o branqueamento da polpa celulósica. Reciclagem de papel (DIPNs – diisopropylnaphthalines) Caixas de papelão, medeira e cortiças: cloroanisolo formado pela metilação fúngica. Sistemas de embalagens: Cook in, cook in the bag, sous vide, bag in box, in package sterilization

50 O PERIGO DO PET RECICLADO Processo bottle to bottle (Anvisa) Filmes plastificados (Aditivos) Bandejas termoformadas (?)

51 Exercícios e Estudos de Casos Permeabilidade ao vapor de água Atividade de Água Construção de Isotermas Estimativa de vida de prateleira com base na umidade e temperatura.


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