PROCESSAMENTO TÉRMICO DE OVO Universidade Estadual de Campinas Faculdade de Engenharia de Alimentos PROCESSAMENTO TÉRMICO DE OVO Frampton Santana Engenheiro de Alimentos 14/04/05 Apresentação

ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO DOS OVOS DE GALINHA

COMPOSIÇÃO DO OVO Clara Gema Ovo integral % Proteína 9,7 – 10,6   Clara Gema Ovo integral % Proteína 9,7 – 10,6 15,7 – 16,6 12,8 – 13,4 % Lipídeos 0,03 31,8 – 35,3 10,5 – 11,8 % Carboidratos 0,4 – 0,9 0,2 – 1,0 0,3 – 1,0 % Umidade 88,0 48,0 74,6 O ovo é um produto altamente protéico e altamente gorduroso. A gordura está con- centrada na gema. Os diversos tipos de proteínas presentes no ovo conferem-lhe muitas propriedades funcionais importantes em processamento de alimento

COMPOSIÇÃO DA CLARA Água (~88%) Carboidratos (~1%) Gordura (traços) Principalmente glicose, pode causar escurescimentos em ovos desidratados e severamente cozidos (Reação de Maillard) Gordura (traços)

COMPOSIÇÃO DA CLARA Proteínas (~11%), maioria glicoproteínas Três proteínas primárias: Ovalbumina (54%) Estrutura de produtos de panificação Ovotransferrina (12%), Liga-se a metais, Descoloração Ovomucoide (11%) Inibidor de Protease Ovomucina (1.5%): Proteina fibrosa, contribui para a viscosidade da clara (4 x mais abundante do que na gema), contribui para a estabilidade da clara em neve Proteínas: Ovoalbumina, conalbumina, ovomucoide, lisozima, e globulinas. Ovoalbumina: fosfoglicoproteina desnatura facilmente com a agitação, mas é termoresistente, sem danos a 62°C por 3,5min Conalbumina: glicoproteina: tem maior sensibilidade ao calor, mas é mais resistente a agitação. Ovomucoide: glicoproteina resistente ao calor, mas rapidamente alterada ao calor de 80°C, provavelmente sua estreutura helicoidal é modificada Lisozima: enzima com ação de defesa contra bactérias. Tem alta resistência térmica, sendo desnaturada a 63°C por 10 min na clara com pH superior a 7,0. Ovomucina: glicoproteína contribui com a viscosidade da clara.em solução, com pH variando de 7 a 9, é resistente a 90°C por até 2 horas.forma complexo insolúvel com lisozima, conferindo menor viscosidade à clara de acordo com aumento do oH e perde atividade da lisozima tb. A ovotransferrina sequestra Fe necessário para o crescimento microbiano

COMPOSIÇÃO DA CLARA Proteínas (continuação) globulinas (8%): incluem a lisozima, são importantes para o poder espumante lisozima: habilidade de hidrolizar polissacarídeos na parede celular de algumas bactérias para prevenir a deterioração outras: ovoinibidor, ovoflavoproteína, ovomicroglobulina, avidina

COMPOSIÇÃO DA GEMA Proteínas (16.4%): Água (48%) plasma (78%): livetina & LDL (~ 10% de proteína) fração granular: fosvitina (16%, carregador de Fe), lipovitelinas (70%) & LDL (12%) Água (48%) LDL é o mau colesterol (low density lipoprotein)

COMPOSIÇÃO DA GEMA Lipídios (32 to 34%) triglicerol (66%) fosfolipídio (28%) incluem a lecitina (Tem uma marcante habilidade emulsificante) colesterol (3%, or 250 mg) A cor da gema depende da presença de carotenoides. Luteina e zeaxantina

QUALIDADE DO OVO DURANTE A ESTOCAGEM O tamanho da célula de ar aumenta água evapora do ovo através da casca A clara perde viscosidade ovomucina é degradada pH da clara aumenta (from ~ 7 to ~9) devido à perda de CO2 através dos poros

QUALIDADE DO OVO DURANTE A ESTOCAGEM A gema aumenta de volume e a membrana enfraquece (água move da clara para a gema, viscosidade diminui, gema se torna flatter e se espalha mais) Deterioração do sabor e do aroma Aumento da temperatura de estocagem acelera a perda da qualidade

FUNCIONALIDADE DE OVOS Coloração (gema) Coagulação Emulsificação Poder espumante

FUNCIONALIDADE DE OVOS: COAGULAÇÃO OU GELIFICAÇÃO

COAGULAÇÃO DE PROTEÍNAS Desnaturação: Relaxamento da estrutura terciária para a estrutura secundária, acompanhada pelo decréscimo da solubilidade da proteína Precipitação das proteinas como agregado de moléculas (geralmente como resultado de uma adição de energia, como aquecimento ou agitação) Processo que resulta na perda da solubilidade ou uma transformação de um estado fluído para um estado sólido. (“Gelificação” também é usada para descrever o processo).

FATORES QUE AFETAM A COAGULAÇÃO Temperatura Aumento da temperatura acelera o tempo de coagulação (+30 min. coagulação da gema a 85°C) Aumenta a estabilidade Diluição Aumenta o tempo de coagulação

FATORES QUE AFETAM A COAGULAÇÃO Açúcar diminui a taxa de desnaturação pelo calor e aumenta a temperatura de coagulação Sais promovem a coagulação

FUNCIONALIDADE DE OVOS - EMULSIFICAÇÃO

FUNCIONALIDADE DE OVOS - EMULSIFICAÇÃO Formação da emulsão agitação mecânica torna algumas proteínas do ovo insolúveis e estável agente emulsificante (Lecitina) A gema do ovo é uma emulsão óleo-em-água (alta viscosidade e concentração de sólidos) Estrutura primária Sequência de aminoácidos da cadeia polipeptídica, indicada do terminal amino (N-terminus) para o terminal carboxílico (C-terminus). Estrutura secundária Motivos tridimensionais de fragmentos da cadeia principal determinados por ligações de hidrogénio entre grupos da cadeia principal. Estrutura terciária Arranjo tridimensional de uma cadeia polipeptídica ( e consequentemente dos elementos de estrutura secundária) determinado por interacções entre as cadeias laterais. Estrutura quaternária Para proteínas constituídas por mais de uma cadeia polipeptíca a estrutura quaternária identifica a disposição tridimensional das diferentes cadeias.

FUNCIONALIDADE DE OVOS: PODER ESPUMANTE

FUNCIONALIDADE DE OVOS - PODER ESPUMANTE Uma suspensão coloidal: bolhas de ar envolvidas por albumina de ovo (proteina) globulinas têm grande poder espumante ovomucina estabiliza a espuma

FATORES QUE AFETAM O PODER ESPUMANTE Método, tempo e temperatura de batimento com o aumento do tempo de batimento, o volume e a estabilidade da clara em neve primeiro aumenta, depois diminui estabilidade máxima é alcançada antes do volume máximo temperatura ambiente vs temperatura de refrigeração Temperaturas baixas atrapalham o poder espumante, pelo aumento da tensão superficial.

FATORES QUE AFETAM O PODER ESPUMANTE Características da clara viscosidade da clara ovos estocados vs ovos frescos pH ácidos ou sais ácidos aumentam a estabilidade da clara em neve, mas aumenta o tempo de batimento pH alcalino melhora o volume e diminui o tempo de batimento, mas reduz estabilidade

FATORES QUE AFETAM O PODER ESPUMANTE Diluição água aumenta o volume da clara em neve, mas diminui a estabilidade Gordura óleo reduz o volume da clara em neve Cloreto de sódio reduz a estabilidade da calra em neve, aumenta o tempo de batimento (fator anti-espumante)

FATORES QUE AFETAM O PODER ESPUMANTE Açúcar Aumenta o tempo de batimento (então, bater e depois adicionar o açucar!) Aumenta a estabilidade Gema Diminui consideravelmente o volume da clara em neve Aditivos surfactantes e estabilizantes podem reduzir o tempo de batimento e aumentar o volume da clara em neve

PRODUTORES DE OVO PASTEURIZADO E PRINCIPAIS PRODUTOS Integral (24 %sól.) Clara (12 %sól.) Gema (44 %sól.) Produtos formulados Produtos formulados com até 10 % sal Gema com até 20 % açúcar Integral, Gema e Clara desidratados Fama Ovos Sohovos Dinapro Saltos Mizumoto Kaiatonas Avícola Stº Antônio Aqui estão listadas as principais empresas brasileiras e os principais produtos que elas produzem

PROCESSAMENTO DE OVOS NA INDUSTRIA ANÁLISE ESTATÍSTICA DETERMINAÇÃO DE RF PASTEURIZAÇÃO E COLETA DE DADOS ON LINE PADRONIZAÇÃO FILTRAGEM QUEBRA E SEPARAÇÃO OVOSCOPIA ALIMENTAÇÃO E LAVAGEM DOS OVOS RECEBIMENTO DE OVO "IN NATURA" Fluxograma de processamento

RECEBIMENTO DOS OVOS Análise de Unidade Haugh (UH)  68 ( 5 dias de postura) CLASSE CARACTERÍSTICA UH TIPO AA Fresquíssimo de 1 a 2 dias de postura  72 TIPO A Fresco de 3 a 7 dias de postura 60 a 71 TIPO B Regular de 7 a 10 dias de postura 30 a 60 TIPO C Não fresco acima de 10 dias de postura 0 a 30

ALIMENTAÇÃO E LAVAGEM DOS OVOS

OVOSCOPIA

QUEBRA E SEPARAÇÃO Conjunto de canecos Alavanca

FILTRAGEM

PADRONIZAÇÃO Produtos pH % sólidos Clara de ovo 9,4 12,6 Clara de ovo aditivada 6,34 13,0 Ovo integral 6,78 24,1 Ovo formulado 8,0 20,4

PASTEURIZAÇÃO B A C E D A - Trocador de calor a placas D – Bomba CIP B – Tubulação de residência (retenção) E – Tanque de equilíbrio C – Bomba positiva

PASTEURIZAÇÃO DE OVOS O principal objetivo da pasteurização de ovos é a eliminação da Salmonella, um dos microrganismos mais importantes que provoca gastroenterites de origem alimentar, apresenta como sintomas náusea, vômito, dores abdominais, dor de cabeça, calafrios e diarréia .

RESOLUÇÃO 05/91 (CIPOA, 1991) PADRÃO PADRÃO MICROBIOLOGICO CIPOA – Centro de Inspeção de Produtos de Origem Animal ANÁLISE MICROBIOLÓGICA PADRÃO Contagem padrão 5 104 UFC/g Coliformes fecais Ausência/1g Staphylococcus aureus Salmonella Ausência/25 g

CURVA DE DESTRUIÇÃO TÉRMICA PARA DIVERSOS PRODUTOS DE OVO Quanto maior a quantidade de sólidos e gorduras, e quanto menor a atividade de água, maior a resistência térmica dos mi- crorganismos patogênicos

CURVA DE DESTRUIÇÃO TÉRMICA PARA DIVERSOS PRODUTOS DE OVO Maior resistência térmica de Salmonella na gema devido ao maior teor de gordura, sólidos e menor pH. O aumento de da quantidade de sólidos também aumenta a resistência térmica de Salmonella devido à redução da Aw

TEMPO X TEMPERATURA USDA (1994) E SIPA (1990)   Temperatura (ºC) Tempo (minutos) Clara (sem uso de aditivos) 56,7 1,75 3,5 55,6 3,1 55,5 6,2 Ovo integral 60,0 Mistura de Ovo integral (com menos de 2% de outros ingredientes) 61,1 61,0 Gema de ovo Cada país tem sua legislação, o Brasil é justamente 2x mais rígidos que os ameri- canos.

MODIFICAÇÕES OCORRIDAS NO PROCESSAMENTO TÉRMICO Clara (pH9,0): aumento de viscosidade acima de 57°C rápida coagulação a 60°C pasteurização entre 54 - 60°C causa perda no poder espumante. Aumento do tempo de batimento quando aquecido acima de 53°C Maior estabilidade das claras a pH 6-7. Exceto conalbumina que é termolábil a este pH. Portanto a adição de sulfato de alumínio para termo-estabilizar esta proteína

MODIFICAÇÕES OCORRIDAS NO PROCESSAMENTO TÉRMICO Clara de ovo aditivada ácido cítrico (pH 6,3) Estabilidade das proteínas e redução na viscosidade. Conalbumina pode ser estabilizada com Sulfato de Alumínio citrato de trietila: diminuir o tempo de batimento Maior estabilidade das claras a pH 6-7. Exceto conalbumina que é termolábil a este pH. Portanto a adição de sulfato de alumínio para termo-estabilizar esta proteína

MODIFICAÇÕES OCORRIDAS NO PROCESSAMENTO TÉRMICO Gema: Sem efeito nas características físicas e propriedades funcionais com processos entre 60-64°C Aumento da viscosidade acima de 65°C Carboidratos e NaCl Adição de carboidratos evitam a desnaturação protéica e coagulação na pasteurização de ovo integral e gema. NaCl ajuda na estabilidade do produto após descongelamento de ovo congelado pasteurizado.

MODIFICAÇÕES OCORRIDAS NO PROCESSAMENTO TÉRMICO Ovo integral: A desnaturação e precipitação das proteínas ocorrem entre 56 - 66°C. Acima de 73°C há uma rápida coagulação das proteínas A firmeza do gel depende do tempo e temperatura de aquecimento, do pH e da concentração de proteínas Aumento do pH ou da quantidade de proteina irá aumentar a dureza do gel Diluição da proteina irá aumentar a temperatura de coagulação Proteínas: Ovoalbumina, conalbumina, ovomucoide, lisozima, e globulinas. Ovoalbumina: fosfoglicoproteina desnatura facilmente com a agitação, mas é termoresistente, sem danos a 62°C por 3,5min Conalbumina: glicoproteina: tem maior sensibilidade ao calor, mas é mais resistente a agitação. Ovomucoide: glicoproteina resistente ao calor, mas rapidamente alterada ao calor de 80°C, provavelmente sua estreutura helicoidal é modificada Lisozima: enzima com ação de defesa contra bactérias. Tem alta resistência térmica, sendo desnaturada a 63°C por 10 min na clara com pH superior a 7,0. Ovomucina: glicoproteína contribui com a viscosidade da clara.em solução, com pH variando de 7 a 9, é resistente a 90°C por até 2 horas.forma complexo insolúvel com lisozima, conferindo menor viscosidade à clara de acordo com aumento do oH e perde atividade da lisozima tb.

MODIFICAÇÕES OCORRIDAS NO PROCESSAMENTO TÉRMICO Ovo integral pasteurizado Desvantagens: Redução do volume de bolos com ovo pasteurizado entre 60 - 68°C Redução da viscosidade final do ovo Aumento do tempo de batimento Vantagem: Maior estabilidade de espuma, com menor volume Proteínas: Ovoalbumina, conalbumina, ovomucoide, lisozima, e globulinas. Ovoalbumina: fosfoglicoproteina desnatura facilmente com a agitação, mas é termoresistente, sem danos a 62°C por 3,5min Conalbumina: glicoproteina: tem maior sensibilidade ao calor, mas é mais resistente a agitação. Ovomucoide: glicoproteina resistente ao calor, mas rapidamente alterada ao calor de 80°C, provavelmente sua estreutura helicoidal é modificada Lisozima: enzima com ação de defesa contra bactérias. Tem alta resistência térmica, sendo desnaturada a 63°C por 10 min na clara com pH superior a 7,0. Ovomucina: glicoproteína contribui com a viscosidade da clara.em solução, com pH variando de 7 a 9, é resistente a 90°C por até 2 horas.forma complexo insolúvel com lisozima, conferindo menor viscosidade à clara de acordo com aumento do oH e perde atividade da lisozima tb.

OUTROS PROCESSOS DE PASTEURIZAÇÃO Ultra pasteurização Temperatura de 72°C com reduzidos tempos de retenção. Uso de aditivos. Pasteurização de ovo líquido por Alta Pressão Pressões de 450MPa com temperaturas de 20°C A Idéia é apenas mencionar outras técno- logias, vantagens e desvantagens.

OUTROS PROCESSOS DE PASTEURIZAÇÃO Pasteurização no próprio ovo Ovos pasteurizados a 55°C por 180min, dentro da casca, com ar quente ou banho de água quente A Idéia é apenas mencionar outras técno- logias, vantagens e desvantagens.

Outros processo de pasteurização Aquecimento Ôhmico corrente elétrica através do líquido aquecimento mais uniforme Irradiação Raios gama e feixe de elétrons 5kGy em ovos líquidos e congelados 3kGy permitidos pelo FDA para ovos com casca (2000) A Idéia é apenas mencionar outras técno- logias, vantagens e desvantagens.