Caroline Joy Steel DTA-FEA-UNICAMP TA-605 – Aditivos e Coadjuvantes na Indústria de Alimentos CONSERVANTES Caroline Joy Steel DTA-FEA-UNICAMP 2o semestre - 2005

Introdução Conservação de alimentos: Visa retardar ou eliminar a deterioração da qualidade microbiológica e da qualidade sensorial de alimentos Está relacionada a: Segurança Aceitação

Introdução Agentes e processos antimicrobianos Temperatura Atividade de água pH Gases e Atmosferas Modificadas Ácidos orgânicos Extratos naturais Sais de cura Antibióticos Irradiação Embalagens Interação de fatores

Introdução açúcar sal especiarias defumação

Introdução Embalagem T Aw Irradiação pH Antibióticos Gases Sais Ácidos ISOLADAMENTE ou EM COMBINAÇÃO pH Antibióticos Gases Sais Ácidos

Inovações no desenvolvimento de produtos com aumento de “shelf-life” Introdução Inovações no desenvolvimento de produtos com aumento de “shelf-life”

Introdução Propriedades químicas do antimicrobiano Propriedades e composição do alimento Sistemas de conservação utilizados (além do químico) Tipos, características e número de microrganismos Segurança do antimicrobiano Custo/benefício do antimicrobiano

Temperatura Para retardar ou eliminar o crescimento de microorganismos de deterioração ou patogênicos Resfriamento Congelamento Aquecimento brando/secagem Aquecimento mais drástico

Temperatura T ambiente Fermentação: com microrganismos adequados  mudanças organolépticas e de estabilidade (fermentações lácticas e alcoólicas)

Temperatura Classes de microrganismos (T ótima) Estresse Psicrófilos Mesófilos Termófilos Estresse Congelamento, aquecimento brando  aumentam sensibilidade a agentes antimicrobianos

Atividade de água Crescimento e metabolismo dependem da presença de água em uma forma disponível Bactérias: aw > 0,91 Leveduras: aw > 0,88 Fungos: aw > 0,75

Atividade de água Redução da aw Aumentando a concentração de solutos na fase aquosa adicionando solutos: cura, salga, xaropes, açúcares eliminando água: desidratação ou secagem (por liofilização – freeze-drying – ou evaporação – spray-drying ou roller-drying)

pH Mínimo – ótimo – máximo Fungos < leveduras < bactérias Inibição da germinação de esporos bacterianos: pH baixo FDA (EUA): Alimentos ácidos (pH natural < 4,6) Alimentos acidificados (pH < 4,6 com adição de ácidos) Alimentos “low acid” (pH > 4,6)

pH Alimentos não-processados: Carnes, peixes e vegetais: levemente ácidos (pH 5,5 – 6,8) Frutas: moderadamente ácidas (pH 3,0 – 4,6) Clara de ovo: alcalina (pH > 7,0)

pH Fermentação Leite, pepinos e carnes  queijo/iogurte, pickles, salame

pH Spread de queijo processado pasteurizado  pH + outros fatores para fornecer estabilidade contra Clostridium botulinum

Gases e Atmosferas Modificadas/Controladas Monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxido de etileno, óxido de propileno, dióxido de enxofre, ozônio Nitrogênio e oxigênio: não inibem diretamente o crescimento de microrganismos Toxicidade

Ácidos orgânicos Ácido benzóico Ácido propiônico Ácido sórbico Efeito antimicrobiológico está relacionado com a forma não-dissociada (pKa do ácido e pH do meio), comprimento da cadeia de carbono, grau de insaturação

Ácidos orgânicos Ácido benzóico Atividade ótima: 2,5 < pH < 4,0 Controle de fungos e leveduras Benzoato de sódio: maior solubilidade em água e não-interferência na coloração

Ácidos orgânicos Ácido propiônico Ácido sórbico CH3CH2COOH CH3CH2COONa ác. propiônico propionato de sódio Ácido sórbico CH3CH=CHCH=CHCOOH CH3CH=CHCH=CHCOOK ác. sórbico sorbato de potássio

Ácidos orgânicos Proporção (%) do total do ácido não-dissociado em diferentes pH pH pKa 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 Ácido cítrico 3,13 4,76 6,40 53,0 18,9 0,41 0,006 0,001 Ácido benzóico 4,20 93,5 59,3 12,8 1,44 0,14 Ácido propiônico 4,87 98,5 87,6 41,7 6,67 0,71 Ácido sórbico 4,80 97,5 82,0 30,0 4,10 0,48 Paraben 8,47 99,9 96,72

Extratos naturais Óleos essenciais Pigmentos Alho (alicina), cebola, alho-poró Timo, orégano (timol) Canela (aldeído cinâmico), cravo (eugenol) Baunilha (vanilina) Pigmentos Antocianinas Clorofilas

Extratos naturais

Sais de cura Originalmente, cloreto de sódio Nitrato de sódio (impureza natural do NaCl)/nitrito de sódio: coloração Fermentação, defumação, secagem e aquecimento Ascorbatos, fosfatos, glucono-delta-lactona e açúcares Alterações desejáveis, segurança Refrigeração, embalagens

Antibióticos Nisina: polipeptídio produzido por Streptococcus lactis Lancefield Grupo N alimentos ácidos microrganismos Gram-positivos e/ou sensíveis

Irradiação Radiação ionizante Ação ao nível celular Níveis mais baixos (<0,5 Mrad) nenhuma alteração organoléptica Níveis mais altos (>1 Mrad) pequenas mudanças químicas, sem resíduos, pequena produção de calor, penetração instantânea e uniforme (controle preciso) Desvantagem: não inativa enzimas

Embalagens Proteção durante estocagem, transporte e comercialização Proteção química passagem de vapor d’água, oxigênio ou outros gases Proteção física luz, poeira e sujidades, perda de peso e danos mecânicos Proteção biológica microrganismos ou insetos

Embalagens Embalagens assépticas latas, flexíveis, extrusadas

Interação de fatores T, aw, pH, etc.: condições extremas, se utilizados isoladamente T: congelamento ou ebulição aw < 0,85 pH < 2 ou pH > 9 Restrições ao desenvolvimento de alimentos Teoria dos obstáculos (“hurdle technology”)

Referências Wagner, M.K.; Moberg, L.J. Present and future use of traditional antimicrobials. Food Technology, Jan., p.143-147, 155, 1989. Beuchat, L.R.; Golden, D.A. Antimicrobials occurring naturally in foods. Food Technology, Jan., p.134-142, 1989.