congelamento aula5 (1)
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w Escolha Alimento a ser congelado
wTecnologia de Congelamento
wFatores Pós-Congelamento
Morfologia Cristal Gelo importante propriedade sensorial Alimento quando consumido
congelado
Textura Sorvete grande número pequenos Cristais Gelo (tamanho < 50 mm
não percebido pelo Paladar
forma Cristal Gelo Lisa e arredondada proporcionando Textura suave ao Sorvete
Picolé Cristal Gelo com borda irregular forma desigual e superficie aspera
Sorvete
Universidade Federal de Santa Maria Centro de Ciências Rurais Departamento de Tecnologia e Ciência dos Alimentos Disciplina: Tecnologia de Frutas e Hortaliças Professor: Dra. Marta Weber do Canto
Preservação Qualidade Produto Congelado
Resistente: Melão, Kiwi, Mirtilo, Castanha, Maçã, Cenoura, Alcachofra, Cebola, Feijão, Batata, Ervilha e Alho-Poró Média resistência: Pêra, Pêssego, Damasco, Feijão verde, Erva-Doce, Pimenta, Salsa, Aipo e Abóbora Pouco resistente: Morango, Amora, Framboesa, Groselha, Aspargos, Brócolis, Couve-Flor, Cogumelo, Beringela, Tomate, Espinafre e Abobrinha
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Resistência Manipulação Fruta/Hortaliça
5.1. DEFINIÇÕES
Alimento Congelado segundo IIR (International Institute of Refrigeration) (1986) e Resolução CNNPA n° 35 de 27/dezembro/1977
Alimento Congelado Processo Congelamento em Equipamento projetado para manter determinada Qualidade Inicial alta conversão H2O em Gelo {acima 80% da H2O Livre no Alimento}
manutenção neste Estado durante Armazenamento minimizando alterações Físicas, Bioquímicas e
Microbiológicas evitando deteriorar Fruta/Hortaliça
Alimento Super Congelado sofre "resfriamento choque“ (T°C 60°C a -40°C) sem alteração no Tecido Fruta/Hortaliça nem Sabor/Aroma
{não podem sofrer processo Ovo cozido/Alface/Tomate sem casca}
Alimento Super Resfriado (super gelado) T°C Alimento 1-2°C inferior Ponto de Congelamento Inicial
Armazenamento Alimento Congelado T°C mantida -18°C ou + baixa com mínimo flutuação
manutenção Qualidade determinado Período Velocidade Congelamento apropriada
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Importante: Branqueamento Fruta/Hortaliça Atividade Enzimática mínima 10% ou destruição 90%
Atividade Enzimática com adição Ácido Ascórbico e/ou Açúcar/Sal ou Dióxido Enxofre {Proteção contra
Oxidação}
5.2.1. Limpeza e Lavagem
5.2.2. Tratamento Térmico Fruta/Hortaliça
Branqueamento/Sulfitação (SO2)/Cobertura Comestível
Em outros Alimentos
Pasteurização (Patogênico sensível Calor)
Cozimento: Lagosta, Caranguejo e Camarão
5.2. PRÉ-TRATAMENTO NO ALIMENTO ANTES DO PROCESSO DE CONGELAMENTO
5.3. FUNDAMENTO DO PROCESSO DE CONGELAMENTO
CONSERVAÇÃO do ALIMENTO por
CONGELAMENTO depende ESSENCIALMENTE de 2 FATORES
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Microbiológico: abaixo -8oC Microrganismo não se multiplica
Bioquímico: abaixo -15oC desaparecimento Reação Bioquímica
Água (dissolvente) permite processo Difusão como consequência
ocorrência reação Química/Bioquímica solidificação Água
inibe processo Difusão
Alimento = Solução
H2O {Solvente} + Sólido {Soluto} presença Soluto quantidade
H2O disponível
T°C
Efeito [Soluto] em relação [H2O]
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T°C sistema abaixo O°C superação Barreira Energética grande Força Motriz {máxima
formação Gelo} {0ºC e – 3,8ºC} contínua T°C sem Mudança de Fase = Super-Resfriamento (Estado
Termodinâmico Instável) até Submicrons H2O formarem Agregados formando Núcleo, Embrião = Semente
Cristalização T°C (4 lado posterior) enorme Transformação Líquido-Sólido no Ponto FusãoGelo
Na formação de Gelo existindo Soluto [soluto] porção Não Congelada Força Iônica na Solução devido moléculas carregadas Agregação Biopolímero Precipitação Biopolímero alteração
consistência Alimento dano Membrana Celular Perda Nutrientes
T°C Solução Não Congelada limita reações químicas rápido T°C proporciona > Taxa Reação
Moléculas de Gelo se aproximam força de atração se acentua originando Estrutura Cristalina
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PRIMEIRO PONTO CONGELAMENTO = Inicio CRISTALIZAÇÃO
NUCLEAÇÃO {importante controlar distribuição e Tamanho dos Cristais de Gelo durante Cristalização} crescimento
Cristais de Gelo SEGUNDO PONTO CONGELAMENTO T°C {H2O não + Congela}
T°C
Núcleo Gelo começa crescer na Solução Soluto rejeitado da
FaseGelo Soluto se acumula na interfase do
Líquido [Soluto] no gradiente
Líquido da Frente
Gelo causando divergência
propriedade física Água
devido alta
[Soluto]
Solução com Soluto consegue-se Graus muito maiores de
Super-Resfriamento que Água pura
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5.4. VELOCIDADE DE CONGELAMENTO
Velocidade deslocamento da frente Gelo através Alimento maior + próximo Superfície e menor + próximo
centro do Alimento
Estágios Congelamento
Primeiro Estágio Resfriamento: Início processo Alimento alta T°C Término quando Alimento atinge T°C Início cristalização H2O
Segundo Estágio Congelamento: T°C sofre pequena variação e > parte H2O muda Fase passando Gelo
Terceiro Estágio Congelamento: período ou T°C maior parte H2O converte-se Gelo
uniformização T°C Alimento T°C qualquer parte Alimento inclusive Centro Térmico será =
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T°C menor que Ponto Fusão Gelo (0°C) Nucleação Rápida formação numerosos
Germes de Cristalização múltiplos Cristais Gelo pequeno tamanho e forma arredondada
T°C ao Ponto Fusão Gelo (0°C) Nucleação Lenta formação pequeno número
Germe de Cristalização Cristal relativamente grande na forma Agulha dano mecânico Estrutura Celular
Pressão Atmosférica
TABELA: Velocidade Congelamento (cm/h) por Métodos e Sistemas
Métodos Velocidade
(cm/h)
Sistemas
Lento 0,2 A Granel em Câmaras Frias
Rápido 0,4 - 0,3 Ar Forçado ou em Placas
Muito Rápido 5 - 10 Leito Fluidizado
Ultra Rápido 10 - 100 Nitrogênio Líquido (-196°C)
Congelamento Lento: forma Cristal Gelo Grande célula
Alimentoencolhe Qualidade Alimentoinferior
Congelamento Rápido: forma Cristal Gelo pequeno Cristalização
Uniforme melhor preservação Alimento Qualidade
Alimentosuperior Congelamento Pressão Atmosférica
T°C Água 0°C Gelo
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Figura: Efeito da Taxa Congelamento na microestrutura do Tecido/Parenquima Mirtilo: (a) Fresco; (b) Congelado Imersão em Nitrogênio Líquido (-196°C); (c) Congelamento Placa (d) Congelamento Estático -18°C. Método Congelamento Rápido (b, c) produziu quase nenhum dano Parede Celular enquanto que Método Congelamento Lento prejudicou significativamente (d)
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5.5.FENÔMENOS ENVOLVIDOS
CONGELAMENTO
5.5.1. CRISTALIZAÇÃO
Cristalização formação da Estrutura de rede Cristalina
Fases sucessivas a Cristalização Nucleação e Crescimento Cristal
interação duas etapas determina características do Cristal Gelo como
Tamanho distribuição e MorfologiaCristal Gelo
Pressão Atmosférica Gelo Densidade inferior H2O dano a Célula e Tecido congelado
Alta Pressão não ocorre Fase Transição = Expansão Volume Gelo densidade superior H2O dano Tecidual preservandoAlimento Congelado
Cristal Gelo hexágono regular Cristal Gelo dentrito irregular
Cristal de Gelo esférico
11 5.5.2. NUCLEAÇÃO
Nucleação passo importante para controlar distribuição do
Tamanho do Cristal de Gelo durante Cristalização
Nucleação ou formação Estrutura minúscula de rede Cristalina a partir
Solução
No processo inicial de Congelamento grau de subresfriamento determina aparecimento da
Nucleação de Gelo passo que antecede a completa Solidificação Pontes Hidrogênio
formadas espontaneamente formação Núcleo estável Gelo adição moléculas a superficie do Cristal de Gelo formação vários Núcleos NUCLEAÇÃO
TaxaNucleação do cristal de Gelo reduzida com Soluto principalmente Soluto de Alto Peso Molecular
(baixo Coeficiente Difusão ) afetando NucleaçãoSecundária
adsorção Macromolécula Tamanho Cristal
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Tecnologias de Controle da Cristalização e Nucleação dos
Cristais de Gelo
wAgente na Nucleação Gelo (INA) (Microrganismos)
wProteína Anticongelante (Peixe de regiões baixa T°C) wUltra-Som wCongelamento por Alta Pressão
para Crescimento Cristal Gelo Equilíbrio no Cristal Gelo necessita ser atingido
Figura: ≠ Tipo Cristal Gelo a Pressão Atmosférica função
T°CÁgua e supersaturaçãoVapor
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5.5.3. CRESCIMENTO DO CRISTAL DE GELO
Formação Núcleo estável Gelo adição moléculas a interface Cristal Gelo com
crescimento Cristal Gelo
Crescimento cristal de Gelo controlado através
1.Taxa de Calor Latente liberado mudança Fase
2.Taxa de Transferência Massa: difusão moléculas de Água na Solução da rede
cristalina e contra difusão dos Solutos distantes da superfície do Cristal de Gelo em crescimento
Tamanho e forma do Cristal de Gelo fundamental na Qualidade do Alimento e Tecido descongelado
Sorvete Cristal Gelo pequeno (tamanho < 50 mm não percebido) preferido
Textura não agradável Paladar Cristal Gelo Grande
Taxa Congelamento importante porque determina Tamanho e localização Cristal Gelo dentro Alimento
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No Futuro modulação morfologia Gelo trará melhorias na Qualidade Produto Congelado
com desenvolvimento novos Alimentos através progressos no Congelamento
5.5.4. ARMAZENAMENTO CONGELADO {Recristalização}
EstabilidadeAlimento Congelado depende fundamentalmente da sua
TemperaturaArmazenamento
importante durante Armazenamento Congelado = evitar RECRISTALIZAÇÃO (reorganização Estrutura Cristalina) devido flutuação de T°C pois Cristal Gelo relativamente
instável vai buscar menor estado Energia mudança Número, Tamanho {Cristal menor se
alarga passando a Cristal grande} e Forma perda de Qualidade do Alimento Congelado
VaporÁgua/T°C constante transferência naturalCristal Gelo pequeno e redondo(região alta
Pressão Vapor) Cristal Maiorregião menor Pressão Vapor
=
5.6. MÉTODOS DE CONGELAMENTO NO CONTROLE DA CRISTALIZAÇÃO E NUCLEAÇÃO
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5.6.1. ULTRASSOM Onda Ultrassom {frequência 16-100 kHz preferencialmente 20-40 kHz} transmitido interior
Alimento
Cavitação (Movimento) formação Bolhas Gás Calor e Taxa Transferência
Massa T°C Nucleação Gelo Fragmentação Nucleo Cristalização
Tamanho e Forma (cristal fino) n° Núcleos Cristalização melhorando eficiência
Congelamento melhor preservação Micro - Estrutural Alimento Congelado
Liofilização com Onda Ultrassom T°C Ponto Congelamento/1–5s Cristal Gelo Número pequeno e grande Tamanho
torna Alimento Liofilizado poroso
Comparado a outros Métodos Congelamento Ultrassom eficiente pois um-dois Pulsos Ultrassom acelera
Nucleação Gelo promissora ferramenta melhorar Processo Congelamento {a nivel Cristalização}
5.6.2. CONGELAMENTO por ALTA PRESSÃO (0,1–210 MPa)
Congelamento Alta Pressão 0,1- 400 MPa (MiliPascal)/T°C -21°C {Custo Elevado} produz alto grau Super-Resfriamento
Congelamento Pressão Atmosférica T°C Água 0°C
Gelo
formação grande quantidade Cristal Gelo pequeno/fino sobre Toda Amostra
Nucleação Crescimento Cristais Gelo Uniforme/Instântaneo/Homogêneo Qualidade do Alimento melhor Preservada
Aplicação Congelamento Alimento de Grandes dimensões necessita distribuição Cristal Gelo uniforme com
Gradiente Térmico pronunciado sofrendo dano por rachadura em Métodos de Congelamento Clássico
incluindo Congelamento por Criogenia Sorvete obrigatoriamente necessita Cristal Gelo Pequeno Tamanho
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5.6.3. PROTEÍNA ANTICONGELANTE (AFPs) Insetos, Plantas, Bactérias Solo e Peixe (regiões baixa T°C) vivem em T°C 1- -1,9°C abaixo do Ponto de
Congelamento possuindo AFPs no Sangue/Tecido evitam seu Congelamento
Proteínas AFPs se ligam ao Gelo interferindo propagação moléculas Água na superfície Cristal Gelo
T°C Congelamento suprime Crescimento do Núcleo Gelo inibe formação Gelo inibe Recristalização no
Armazenamento Congelado ainda alto custo
5.6.4.PROTEÍNA NA NUCLEAÇÃO GELO (INA)
Espécie Bactéria Ativador Nucleação Gelo (INA) muito potente na sua Membrana Externa T°C
abaixo 0°C influencia Tamanho/Estrutura Cristal Gelo no interior Alimento
T°C na Nucleação Gelo Grau Super Resfriamento mudança morfologia Gelo T°C Nucleação
Gelo Cristais Gelo Tamanho muito reduzido Tempo Congelamento com melhora na Qualidade Alimento
custo Gênero Bactéria (patogênicas)
w Pseudomonas {Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas viridiflava e Pseudomonas syringae (+ amplamente usada)} w Erwinia {Erwinia herbicola, Erwinia ananás e Erwinia uredovora} w Xanthomonas {Xanthomonas campestris}
Aplicação AFPs/INA
Liofilização Criopreservação
[Congelamento] Produção Neve Indústria de Alimentos (preocupação) Nucleadores de Gelo Bacteriano devem ser:
Seguro Não-Tóxico Nem Patogênico
Célula Bacteriana quando adicionada Alimento deverá estar completamente
morta antes Alimento ser consumido
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5.6.5. SUPRESSÃO DA FORMAÇÃO DE GELO Métodos que Suprimem formação Gelo
1. Proteína Anticongelante promissora preservação Materiais Biológicos
Peixes, Plantas, Insetos ou Bactérias vivem T°C abaixo zero produzem sistemas Proteínas que controlam fenômeno formação Gelo Proteínas agem contra Cristalização Água produzindo alto Grau
Super-resfriamento no Congelamento
Supressão Formação Cristais Gelo = inibição formação Cristais Gelo
Formação Cristais Gelo + finos melhora Qualidade Alimentos/Materiais Biológicos Congelados
Inibição formação Gelo efetivo Injúria por Congelamento
2. Irradiação de Microondas durante Congelamento formação região livre Gelo
(vitrificação) próximo ao bloco congelado
Microondas + Substância Crioprotetora (Etileno glicol) significativamente quantidade Gelo formado
3. Congelamento por Ressonância Magnética (MRF) T°C abaixo Ponto Inicial
Congelamento de Alimento ou Material Biológico
Zona Crítica Cristalização Água ultrapassada rapidamente formando Cristais Gelo Fino migração Água e
Transferência Massa indesejáveis
Desidratação Celular Rachadura Integridade Tecido preservada Dano ao Alimento
Evitando
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5. 7. IMPLICAÇÕES TECNOLÓGICAS NA MORFOLOGIA DO GELO
5.7.1. LIOFILIZAÇÃO Remoção Água por Sublimação e Dessorção
H2O na Fase Líquida Congelamento com Vácuo {TC inferior ao Ponto Triplo da Água (0,006 atm/0,01°C)}
sublimação do Gelo (sólido gasoso) dessorção H2O pela Secagem
Etapas Processo Liofilização
1.Congelamento Rápido/Vácuo principal Etapa Liofilização afeta
significativamente desempenho todo Processo determinando morfologia
(Tamanho, Forma e Dimensão) e distribuição Cristal Gelo influenciando
vários Parâmetros Críticos como Tempo de Sublimação
Formação de grande número de cristais pequenos mantém estrutura alimento mas
dificulta saída vapor Alimento Vácuo sublimação água
2. Secagem Primária com Vácuo velocidade secagem lenta com calor
latente sublimação apenas gerado
3. Secagem secundária com Vácuo velocidade secagem rápida não danifica material
Liofilização (+ cara Técnica Desidratação) proporciona Estrutura Porosa no Alimento pequeno ou
nenhum Encolhimento boa capacidade Reidratação mudança Cor e Nutriente mínima comparada Secagem Adiabática (Circulação Forçada Ar) Produto alta Qualidade
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Morfologia Gelo
Congelamento 0°C
Produto Liofilizado
{1% umidade}
Morfologia Atividade Biológica Estabilidade Cor Capacidade Reidratação
Transporte Calor e Massa na Sublimação Secagem {Primária (elimina 90% Água) e Secundária (elimina 10%
Água)} Permeabilidade
5.7.2. CONCENTRAÇÃO POR CONGELAMENTO
T°C Solução Aquosa suficientemente Congelamento Água parcialmente Suspensão Cristais Gelodispersos na [Solução] Cristalização controlada originando grandes Cristais Gelo facilitando separação Cristais Gelo da [Solução Mãe] Cristal Gelo
Tamanho Uniforme e pequena superfície/massa específica Perda [Suco] minimizado
Método Concentração por Congelamento
(a) Método Convencional Suspensão Cristalizada (PCSC): Cristal Gelo muito pequeno amadurecimento
ampliação Tamanhocristal Gelo
(b) Concentração Congelamento Progressivo (PFC): Superfície Refrigerada num Vaso Cristalização
produzindo um Cristal Gelo Grande e Único
Figura: Direção setas representa Transferência de calor
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Futuro [Congelamento] depende evolução PFC [progressiva] que FCSC passo separação + simples eficiência depende implementação outras Técnicas (Texturização por Congelamento)
5.7.3. TEXTURIZAÇÃO POR CONGELAMENTO Estágios Texturização por Congelamento
Separação das Fases no Congelamento orientação Cristal Gelo Fixação da Estrutura
Baseia-se no Congelamento Lento Taxa Crescimento Cristais Gelo excede Taxa Nucleação Taxa Transferência de Calor e [Soluto] muda com
avanço da frente Congelamento cria Texturauniforme principalmente em Géis
de Proteína usado Japão {antigo processo produzir kori-Tofu (Coalhada de Soja tendo Esponja Porosa)}
5.8. SISTEMAS DE CONGELAMENTO
MÁQUINA FRIGORÍFICA: composta {Compressor; Condensador; Válvula Expansão;
Evaporador e Depósito Líquido} Ciclo Refrigeração pressurização Substância Refrigerante Compressor mudança
estado físico = Liquefação Gás reação exotérmica liberação Calor Refrigerante quente
resfriado = Aleta dissipa Calor Condensador Líquido resfriado conduzido Válvula Expansão
Líquido retorna Estado Gasoso absorvendo Calor retirado Paredes Evaporador Fluído volta Compressor fechando Ciclo
PCSC: [Suco Tomate] : 4.3 18.8 % peso
PFC eficaz [Alimento Líquido] alta qualidade produtividade muito comparado FCSC
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5.8.1.CIRCULAÇÃO FORÇADA DE AR Transferência de Calor por convecção Ar a alta velocidade (3-8 m/s)/baixa T°C
Estático
distribuição do Ar do Ventilador instalado ao longo do comprimento do Túnel com comportamento na
Taxa Secagem entre Caixas nas posições da Pila Transferência Calor não uniforme = Coeficiente Transferência Calor afeta exatidão Método
Automatizado
Alimento transportado ao longo Túnel sistema mecânico permanecendo tempo exigido congelamento
Esteira Horizontal
Túnel Retenção variável Horizontal (Túnel Circulação Forçada Ar)
Tipo Espiral: espaço grande versatilidade permite Limpeza sistema contínuo CIP
Tipos compreendem
Alimento disposto em bandeja/Carrinho ou Palete no interior Túnel sempre Embalado pois o Congelamento Granel proporciona formação de aglomerados ou congelamento do Alimento junto a superfície Equipamento com perda de Água e perda peso significativo
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manutenção Alimento flutuando ou em fluxo constante do Ar
em movimento a baixa T°C cada Partícula exposta ao Ar
congelamento bastante rápido Alimento congelado
individualmente
Princípio
Alimento pequeno Tamanho submetido ao Refrigerante Criogênico {Nitrogênio Líquido (-196°C) e
Dióxido Carbono (-78°C)} alta velocidade = condição Fluidização Transferência Calor por Condução
mudança Fase com remoção de calor do Alimento congelamento rápido individualmente
custo aceitável com Qualidade
Desvantagem Perda Peso Alimento comparado Congelamento convencional por
Circulação forçada Ar Aplicação
Congelamento grandes quantidades Produto individualmente
Ervilha Milho (grão) Cenoura (picada) Morango Batata Pré-Frita Congelada Arroz Cogumelos
Pêssego Mirtilo Amora Cereja Groselha Framboesa Abacaxi (cubo) Maçã (fatia)
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5.8.3. CONGELAMENTO DE PLACAS
Transferência Calor por Condução entre duas
superfícies de Placas Metálicas Alimento fica entre
Placas Alimento sofrerá pressão ou não no interior
Placas circula Líquido Refrigerante baixa T°C -35°C
Alimento disposto na Embalagem {dimensão uniforme, forma
retangular e espessura 25-100 mm}
Usado principalmente Congelamento Polpa Fruta
Aplicação
Congelador de Placas com Termômetro de Infra vermelho
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Processo Produção Polpa de Fruta Congelada
Recepção Lavagem/Enxague Pesagem
Descascamento e Corte Branqueamento
Despolpamento e/ou Branqueamento
Pasteurização Acondicionamento e Envase
Congelamento (-18 - -20°C)
Armazenamento sob Congelamento
Não realizando processamento quando chegada Matéria-Prima Refrigeração 5°C-12°C dependendo Fruta
Lavagem Fruta: quando Imersão 20-30 minutos em Água Clorada 50-100 ppm Cloro livre Enxague em Água Clorada 20 ppm Cloro livre
HTST preferido {alta T°C/curto Tempo} causa menor dano Produto Enzimas (Hidrolíticas: atuam Polissacarídeos Parede Celular) que devem ser inativada Polpa Fruta Poligalacturonase (PG) Pectinesterase (PE) Polifenoloxidase Peroxidase
Pasteurização principais objetivos Destruição Células Vegetativas Microrganismos Patogênicos e Deteriorantes
Inativação Enzimática Polpa Estabilização Produto
Qualidade final pode ser afetada Pasteurização perda composto Aroma e Sabor característico Fruta In natura T°C contribui Degradação Cor e Escurecimento Não Enzimático
Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) Resolução RDC Nº 12 de 02 de Janeiro de 2001 Padrões
Microbiológicos Polpa Fruta comercialização Coliformes a 45 °C e Salmonella
Destruição do Sistema Enzimático
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5.8.4. CONGELAMENTO CRIOGÊNICO
Fruta/Hortaliça recebida Planta Processamento Pré-Limpeza Corte
Limpeza/Lavagem Branqueamento Congelamento Criogênico
Congelamento Fruta/Hortaliça Ciclo Ultra Rápido (minutos) uniformidade Matéria-Prima obtida Perda Peso (inferior 1%) dano menor a estrutura vegetal
Vantagem
Cenoura (cubo)
Cebola (cubo)
Couve-Flor cortada
Brócolis cortado,
Aspargos cortado
Couve Bruchelas
Frutas
Aplicação Ervilha
Feijão Verde
Milho
Cogumelo
Batata Pré-Frita Congelada
Milho
Usa Refrigerante Criogênico {Nitrogênio Líquido (-196°C) ou Dióxido
de Carbono (-78°C)}
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5.8.5. CONGELAMENTO POR ALTA PRESSÃO (PSF)
Congelamento a Pressão Atmosférica substancial grau Super-resfriamento Gelo densidade inferior Água Liquida
volume Cristal Gelo dano ao Tecido Vegetal
Alta Pressão 200-600 Mpa (Milipascais) Ponto Congelamento Água {de 0°C à -21°C} região Água Não-
Congelada no Estado Líquido inferior 0°C Pressão liberada Super-resfriamento Gelo não se expande
em volume Densidade maior que Água grande na Taxa Nucleação Gelo Nucleação Gelo
Uniforme/Instantânea CrescimentoCristal Gelo de pequeno Tamanho através de Toda Amostra sem
danoTecido Vegetal com melhor Textura Qualidade Alimentopreservada
Alimento grande dimensão necessita remoção de Parte da Água
Secagem Adiabática ou Desidratação Osmótica
desidrataçãoparcial
Cuidado escolha SOLUTO da Solução Aquosa evitando Pressão Osmótica alta evitando modificação substancial Composição Química Alimento evitando impacto negativo na Característica Sensorial
Desidratação Osmótica Fruta Sacarose, Glicose, Frutose, Lactose, Maltodextrina, Xarope de Milho
Desidratação Osmótica Hortaliça Cloreto Sódio (NaCl)
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5.9. DESCONGELAMENTO
Métodos Inovadores
wŸDescongelamento por Alta Pressão wŸDescongelamento por Microondas wDescongelamento Ôhmico
FIGURA: Curvas de Congelamento e Descongelamento para Centro Geométrico de um Cilindro com Gel Amido
Fonte: FENNEMA; POWRIE; MARTH (1973)
5.9.1. Descongelamento POR Alta Pressão
Descongelamento Alta Pressão Pressão transmitida uniformente pela Amostra nível Pressão e Tempo
Tratamento afeta a Taxa Descongelamento Tamanho e T°C inicial Alimento não afeta Descongelamento
Limitação Descongelamento por Alta Pressão
Alto Custo
Igual limitação do Congelamento por Alta Pressão
Pressão desnaturação Proteína descoloração Carne
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5.9.2. Descongelamento POR Microondas
Microondas penetra e produz calor profundamente no interior Alimento acelerando
Descongelamento
Descongelamento por Microondas requer w Tempo Descongelamento
w perda Gotejamento
w problemas Microbiológicos
w Deterioração Química
Super aquecimento localizado + absorção preferencial das Microondas por Água Líquida com
perda excesso Água e deterioração química térmica principal fuga deste tipo Alimento limitando descongelamento Microondas em Alimentos
Propriedade do Alimento Dimensão do Alimento Magnitude-Freqüência Radiação Eletromagnética
Propriedades Térmicas variam T°CAlimento Formairregular Alimento HeterogeneidadeAlimento Processo Descongelamento + complicado
DescongelamentoMicroonda resulta formação região livre Gelo (vitrificada) próxima ao Bloco Congelado
Taxa Descongelamento Microondas depende
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Aquecimento Ôhmico = Aquecimento Elétrico do Alimento corrente alta resistência elétrica calor
gerado instântaneamente no interior Alimento sem limite de Profundidade de Penetração T°CAlimento
w Aquecimento Ôhmico + eficiente que Aquecimento por Microondas
Vantagem Aquecimento Ôhmico sobre Aquecimento Convencional Alta Taxa de Aquecimento
Eficiência na Conversão em alta Energia Aquecimento Volumétrico
Amostra descongelada Ôhmicamente (baixa Voltagem) perda por gotejamento de Água melhora capacidade retenção Água
5.9.4. Descongelamento Acústico
Figura: Efeito Frequência Ondas Acústicas na Região de Modificação de Fase comparado Aquecimento Condução Passivo
Energia Acústica descongela AlimentoCongelado com alta qualidade
Tecnologia promissora Indústria Alimentos Frequência e Potência Acústica
escolhida adequadamente com Freqüência Relaxamento Cristal Gelo
Aspectos negativos Energia Acústica Baixa capacidade de Penetração Aquecimento Localizado exigência de Alta Potência
prejudicam desenvolvimento Método
ŸDescongelamento Acústico Tempo Descongelamento
perda por Gotejamento melhorando qualidade Alimento
5.9.3. Descongelamento Ôhmico (Descongelamento Elétrico)
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Alimento Congelado Tipos Deterioração
Carne Gado e Porco e Alimento Marinho Rancidez, Desnaturação da Proteína,
Descoloração e Desidratação (queima pelo Gelo)
Fruta e Vegetal Perda Nutriente (vitamina), Textura (abuso T°C),
Sabor (Lipoxigenase e Peroxidase), Umidade
Tecido e Perda Cor
Suco Concentrado Perda Nutriente (vitamina), Textura (abuso T°C),
Sabor, Turbidez, Cor e desenvolvimento
Levedura
Produto de Laticínio Recristalização Cristais Gelo, Cristalização
Lactose, Perda Sabor, Ruptura Emulsão
Alimento Conveniência Congelado Rancidez porção Cárnea, Gotejamento e
Coagulação do Molho, Perda Sabor,
Descoloração e Empacotamento Cristal
Produtos Panificação Queimadura, Perda Capacidade Fermentativa,
Envelhecimento e Perda Aroma de Frescor
TABELA: Tipos de Deterioração de Alimentos Congelados
Fonte: Erickson & Hung (1997)
Tabela: Métodos para avaliar o Processo e Características do Cristal de Gelo
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Referência Bibliográfica
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