CAPÍTULO 7 :EFEITO DA TEMPERATURA SOBRE A ESTABILIDADE DOS ALIMENTOS Ana Carolina Borges de Urzedo Fábio Martinski Ferreira da Silva 2008

OBJETIVO Demonstrar a influência da temperatura nos processos de produção, conservação, embalagem, distribuição e estocagem de alimentos.

HISTÓRICO Breve conceituação; Campanhas militares; Desenvolvimento de tecnologias; Conceito de Barreiras; Indicadores.

Estabilidade em função da Temperatura Rocha e Spagnol, 1983

DEPENDÊNCIA DA TEMPERATURA DE REAÇÕES CINÉTICAS Modelo de Arrhenius : baseado nas leis da termodinâmica Modelo do tempo de morte térmica Modelo Q10 Empíricos

EQUAÇÃO DE ARRHENIUS Sendo k: constante de reação; kA: constante da equação de Arrhenius; EA: energia de ativação (kJ/mol); R: constante universal dos gases, 8,3144 J. mol-1‑.K-1; T: temperatura absoluta (°K)

PLOTAGEM DE ARRHENIUS Se plotado em papel log k versus 1/T obtém-se uma reta de declividade negativa de valor (-Ea/R) k 10 1 1/T (K-1) -Ea/R 100

PLOTAGEM DE ARRHENIUS

MODELO TEMPO DE MORTE TÉRMICA Taxa de destruição térmica : reação de primeira ordem. Ordem zero Primeira ordem

VALOR D Tempo de redução decimal: é o tempo necessário, a uma determinada temperatura, para destruir 90% dos microrganismos presentes no alimento, ou seja, reduzir um ciclo logaritmo. Qto. > o valor D, > resistência térmica

DEPENDÊNCIA DA TEMPERATURA DO VALOR D Expressada matematicamente: Onde -1/z é a inclinação da reta para o log D versus T. Temperatura de referência para processos térmicos é 121,1°C (250°F).

VALOR Z Z

VALOR Z Número de graus Celsius necessários para alterar 10 vezes o tempo de redução decimal (valor D) Quanto maior o valor z: taxa de processo não é muito sensível a temperatura, isto é, ela requer uma mudança maior na temperatura para mudar a taxa por um fator de 10; Valor de z menor significa que a taxa de processo é altamente sensível a temperatura (KAREL; LUND, 2003).

ESTERILIDADE COMERCIAL Tempo de processamento necessário para a esterilidade comercial: resistência térmica (D) do microrganismo mais resistente e sua dependência da temperatura (z) taxa de penetração de calor no alimento

ESTERILIDADE COMERCIAL A destruição térmica dos microrganismos ocorre logaritmicamente Alimento comercialmente estéril pode ser definido como um produto que foi processado e que sob condições normais de estocagem não estragará nem prejudicará a saúde do consumidor (BROWN, 1991).

VALOR F Tempo de destruição térmica: corresponde ao tempo necessário para reduzir a população microbiana por um múltiplo do valor de D. Pode ser obtido pela seguinte fórmula F = D (log n1 - log n2) onde n1 = número inicial de microrganismos e n2 = número final de microrganismos (FELLOWS, 2006)

MODELO Q10 Indica a mudança relativa na constante da taxa de reação para cada variação de 10°C na temperatura. Matematicamente expresso por: (KAREL; LUND, 2003)

MODELO Q10 O Q10 também pode ser calculado para plotar vida de prateleira: Onde θsT = temperatura de estocagem LABUZA, (1982)

PLOTAGEM DE VIDA DE PRATELEIRA   Figura . Shelf-life plot para duas reações distintas. 200 100 50 10 Reação A Reação B 20 30 40 Temperatura °C T o LABUZA, (1982)

Valores de Q10 para perda de ácido ascórbico, produção de furfural e hidrólise de sacarose em suco de laranja Moroccan pasteurizado. Reação Q10 5-15°C 25-35°C Ácido ascórbico 2,3 2,1 Furfural 4,5 3,7 Hidrólise de sacarose 3,1 2,7 Fonte: Adaptada de Kaanane, Kane e Labuza (1988).

ESTUDO QUE COMPROVAM A INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NAS REAÇÕES FÍSICO-QUÍMICAS Abreu e Faria (2007) avaliaram a estabilidade físico-química da água de coco quando processada termicamente e observaram que um tratamento térmico intenso, sem a adição de um antioxidante como o ácido ascórbico, acelera as reações de alteração de cor que são naturais da água de coco.

ESTUDO QUE COMPROVAM A INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NAS REAÇÕES FÍSICO-QUÍMICAS Sarzi, Durigan e Rossi Júnior, (2002) avaliando o efeito da temperatura de armazenamento na conservação de abacaxi-’Pérola’ minimamente processado observaram que a temperatura influenciou na respiração e foi fator limitante à vida de prateleira do produto, pois os produtos armazenados a 9ºC, conservaram-se por 6 dias, enquanto os mantidos a 3ºC e 6ºC, por até 9 dias.

ESTUDO QUE COMPROVAM A INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NAS REAÇÕES FÍSICO-QUÍMICAS Lopes, Mattietto e Menezes (2005) afirmaram ser fundamental a aplicação de um tratamento térmico na polpa de pitanga antes do congelamento a fim de inativar as enzimas presentes e, conseqüentemente, garantir a estabilidade física, físico-química e sensorial dos produtos formulados com essa polpa.

ESTUDO QUE COMPROVAM A INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NAS REAÇÕES FÍSICO-QUÍMICAS Kluge et al. (2003) avaliando a temperatura de armazenamento de tangores ‘Murcote’ minimamente processados, observaram que após 9 dias de armazenamento, os frutos mantidos a 2ºC apresentaram notas significativamente maiores de aparência, que os mantidos a 6ºC e a 12 ºC.

ESTUDO QUE COMPROVAM A INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NAS REAÇÕES FÍSICO-QUÍMICAS Kaanane, Kane e Labuza (1988) avaliaram a vida de prateleira de suco de laranja Moroccan processado e encontraram uma vida de prateleira de 23 semanas a 4°C, 5-6 dias a 22,5°C, 1-2 dias a 35°C e menos do que um dia a 45°C.

Estabilidade em função da Temperatura

Estabilidade em função da Temperatura Tipo de produto Temperaturas de teste (oC) Controle (oC) Esterilizados comercialmente 25, 30, 35, 40 4 Desidratados 25, 30, 35, 40, 45 -18 Refrigerados 5, 10, 15, 20 Congelados -5, -10, -15 < -40 Temperaturas sugeridas para testes acelerados de estabilidade. (Fonte: TAOUKIS et al., 1997).

Determinação da Vida de Prateleira Indicadores Vegetais – catalase e peroxidase Leite – fosfatase Ovos – alfa-amilase Coloridos – camadas de cristal líquido Liberação de pigmentos Diacetileno

Determinação da Vida de Prateleira Predição Ingredientes, tempo processamento, umidade, acidez e potencial redox Permeabilidade embalagem Cinética de reações

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BROWN, K. L. Principles of heat preservation. In: REES, J. A. G.; BETTISON, J. Processing and packaging of heat preserved foods. Nova Iorque: Avi, 1991. cap. 02, pgs 15-49. FELLOWS, P. J. Tecnologia do processamento de alimentos: princípios e prática. Tradução Florência Cladera Oliveira... [et al.]. 2.ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. 602p. KAANANE, A.; KANE, D.; LABUZA, T. P. Time and temperature effect on stability of Moroccan processed orange juice during storage. Journal of Food Science. vol.53 n.05, 1988. KAREL, M.; LUND, D. B. Physical principles of food preservation. 2.ed. Nova Iorque:Taylor & Francis, 2003. 603p. KLUGE, R. A.; VITTI, M. C. D.; BASSETTO, E.; JACOMINO, A. P. Temperatura de armazenamento de tangores ‘murcote’ minimamente processados. Revista Brasileira de Fruticultura. Jaboticabal, v. 25, n. 3, p. 535-536, 2003. LABUZA, T.P. A theoretical comparison of losses in foods under fluctuating temperature sequences. Journal of Food Science, v. 44, n. 4 , p. 1162-1168, 1979.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS LABUZA, T.P. A theoretical comparison of losses in foods under fluctuating temperature sequences. Journal of Food Science, v. 44, n. 4 , p. 1162-1168, 1979. LABUZA, T.P. Shelf-life dating of foods. Westport: Food & Nutrition Press, 1982. 500 p. FU, B.; LABUZA, T. P. Shelf life of frozen foods. In: LABUZA, T. P.; FU, B. Shelf Life Testing: Procedures and Prediction Methods. Denver: CRC Press, 1997. Cap. 19. p.377-415. LOPES, A. S; MATTIETTO, R. A.; MENEZES H. C. Estabilidade da polpa de pitanga sob congelamento. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, 25(3): 553-559, 2005. TAOUKIS, P.S.; LABUZA, T.P.; SAGUY, I.S. Kinetics of food deterioration and shelf-life prediction. In: VALENTAS, K.J.; ROTSTEIN, E.; SINGH, R.P. (Eds.) Hanbook of food engeneering practice. Boca Raton: CRC Press, 1997. p. 361-403

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