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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS PÓS GRADUAÇÃO MESTRADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS MÉTODOS GERAIS DE CONSERVAÇÃO DOS ALIMENTOS
CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS: RADIAÇÃO IONIZANTE Roberta Godoy Lucidarce da Matta
PROCESSO DE IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS • Radiações ionizantes + material irradiado • Energia dos elétrons e moléculas ionizadas em
íons positivos e negativos • Estes promovem reações que causam alteração (radiólise)- causam destruição de MO, insetos e parasitas • Alimentos com alto teor de umidade: elétrons são expelidos das moléculas e quebram ligações químicas, formando radicais: H+ ; OH- (vida curta, porém suficiente para destruir mos)
FONTES DE RADIAÇÕES
IONIZANTES • 2 tipos de radiações ionizantes: Eletromagnéticas e particuladas
• Raios γ provenientes dos radioisótopos: •
60CO e 137Cs
• Raios x • Doses: • baixas ( menor que 1kGy); • médias (1 – 10 kGy); • altas (maior que 10 kGy)
FONTES DE RADIAÇÕES
IONIZANTES Fontes de radiação
Características 1 Alto poder de penetração
Cobalto 60
2 Fonte radioativa permanente
3 Alta eficiência, mas baixo rendimento 4 Necessário ir repondo a fonte 1 Baixo poder de penetração
Aceleradores de elétrons
2 Alta eficiência, alto rendimento 3 São necessários sistemas de refrigeração 4 Complexos tecnicamente
1 alto poder de penetração 2 Baixa eficiência, alto rendimento Raios x
3 São necessários sistemas de refrigeração
Doses de radiações ionizantes Exemplos
Países com processamento
7 - 10
Ervas e condimentos
África do Sul, Bélgica, Canadá, Coréia, Croácia, Dinamarca, EUA, Finlândia, Israel, México, Vietnã
Até 50
Estocagem a longo prazo de carne a T ambiente
Nenhum
10 -25
Rolhas de vinho
Hungria
Destruição de patógenos
2,5 - 10
Condimentos, carne, frango e camarões congel.
Áfica do Sul, Bélgica, Canadá, Croácia, Dinamarca, EUA, Finlândia, França, Holanda, Irã
Controle de fungos
2-5
Estocagem prolongada de frutas frescas
África do Sul, China, EUA
Aumento de VP refrigerada
2–5
Frutas, peixe fresco e carne
África do Sul, China, EUA, França, Holanda
Inativação de parasitas
0,1 - 6
Carne suína
--
Desinfestação
0,1 - 2
Frutas, grãos, farinhas
Argentina, BRASIL, Chile. China
Inibe brotamento
0,1 – 0,2
Batatas, alho, cebola
Algéria, China, Cuba
Aplicação
Dose (kGy)
Esterilização
Estereliz. De embalagens
4. Equipamentos
Obs- Uma dose de 5Gy é suficiente para matar um operador
APLICAÇÕES EM ALIMENTOS • Alimentos de origem vegetal • Doses
baixas de irradiação: controle microrganismos e atraso na maturação;
• Irradiação
de
acima de 1kGy provoca danos as membranas, pode prejudicar amadurecimento de frutas climatérias e desordens fisiológicas.
EXEMPLOS DE EFEITOS DA IRRADIAÇÃO
Aplicações em alimentos • Alimentos de origem animal • Doses de 0,25 a 1kGy: aumenta a estabilidade
microbiológica, mas acelera a rancidez (acumulam rapidamente os peróxidos) • Doses até 2,5kGy: controlar em carnes de aves e
outras: Salmonella, Campylobacter, Listeria monocytogenes, Streptococcus aureus e E. Coli. • Acima de 2,5kGy: mudanças de sabor, odor e cor,
podendo ser minimizado com uso de baixas temperaturas ou ausência de O2. • Exemplos aplicados: irradiação com vácuo
EXEMPLO DE EFEITO DA IRRADIAÇÃO
EFEITOS NOS ALIMENTOS • A radiação ionizante pode afetar: • Lipídios • Proteínas • Carboidratos • Vitaminas
Lipídios Inicia e/ou acelera processos de auto-oxidação AG polinsaturados: Linolênico, linoléico, araquidônico, etc..
Aroma de Rancidez
Trigo 10 kGy Carne 10 kGy
20% de AG livres aroma de rancidez
• SOLUÇÃO:
Emprego de pré tratamentos a aplicação da radiação ionizante: • Antioxidantes
de fontes naturais (temperos): marinamento TOMILHO E ALECRIM • Emprego de embalagens à vacuo ou MAP
PROTEÍNAS Desdobramento protéico e liberação de aminoácidos Carne bovina, aves, peixe, ovo, etc..
Alteração de coloração e aromas indesejáveis Ovo 6 kGy (redução efetiva Salmonella): baixa viscosidade da clara, ovo aquoso Queijo Camembert 2,6 kGy (inativação L. monocytogenes): manutenção de características sensorias
Carboidratos Despolimerização de CHO de alto peso em unidades menores Frutas, Vegetais e cereais
Amolecimento de estrutura Trigo 10 kGy: aumenta quantidade açúcares solúveis Aumenta o aroma do pão (reações de açúcares e aminoácidos: Maylard)
VITAMINAS Inicia e/ou acelera o processo de Oxidação Frutas, Vegetais e cereais Tabela 1- Efeito da irradiação nas vitaminas hidrossolúveis de alguns alimentos Perdas (%) Alimento
Dose (kGy)
Tiamina (B1)
Riboflavin a (B2)
Niacina (B3)
Pirodoxina (B6)
Carne Bovina
4,7-7,1
60
4
14
10
Carne suína
4,5
15
22
22
2
Trigo
2,0
12
13
9
-
Farinha
0,3-0,5
0
0
11
0
Fonte: Fellows (2006).
EFEITOS NOS MICRORGANISMOS
PROCESSOS BIOLÓGICOS: •Efeito Direto: •Material Genético: DNA • Duplicação
• Efeito Indireto: •Interação: citoplasma • Transporte
INFLUÊNCIA DE FATORES • Fatores intrínsecos do microrganismo • Tipo (complexidade estrutural) • Dano na estrutura do DNA • Fase de multiplicação • Fatores extracelular • Conteúdo de água do alimento • Composição do alimento • pH • Temperatura
TIPO DE MICRORGANISMO
• Inativação de MO: equação de 1ª ordem
Figura 2- Destruição de microganismos por irradiação. APseudomonas; B-Salmonella; C- Bacillus cereus; D- Deinococcus radiodurans; E- Vírus típicos. Fonte: Fellows (2006).
• Dano na estrutura do DNA: • Tamanho da Fita • Capacidade de reparo • Fase de multiplicação • Lag e estacionária: maior resistência
FATORES EXTRACELULARES • Conteúdo de água • Radiólise da água: radicais livres • Alimentos congelados e desidratados: MO mais resistentes • Composição do alimento • Concentração de proteína e lipídio: • redução do conteúdo de água • sequestro dos radicais
FATORES EXTRACELULARES • pH • pH próximo a 7: menor resistência • Alimentos ácidos: MO mais resistentes
• Temperatura • Variável para MO e alimento
Tabela 2- Valores de D10 de bactérias patogênicas. Fonte: Lacroix (2005 Bactérias
Meio
Condições de irradiação
L. monocytogenes
Frango
2-4°C
0,77
Carne moída
12°C
0,5-0,9
Staphylococus aureus
carne
10°C
0,86
C. Jejuni
Carne de Peru moída
0-5°C
0,19
E. coli O157:H7
Carne moída
-17°C
0,307
Carne assada
3°C
0,567
Carne moída
20°C
0,55
Frango desossado
-40°C
0,497
Carne de frango
-30°C
3,56
Salmonella typhimurium C. botulinum (esporos)
Valor D10 (kGy)
EFEITOS NA EMBALAGEM Radiação induz a alterações nos materiais Hidrocarbonetos de baixo peso molecular Polímeros halogenados Tabela 2 – Alterações em materiais de embalagem causadas pela irradiação
Material de embalagem
Dose máxima (kGy)
Efeito da Irradiação
PVC
100
Escurecimento, evolução de HCl
Papel e papelão
100
Perda de resistência mecânica
Polipropileno Vidro
25 Fellows (2006) Torna-se quebradiço Fonte: 10
Escurecimento
VANTAGENS E DESVANTAGENS • Vantagens: • Custo competitivo para produção em
escala • Técnica Limpa: questão ambiental • Processo rápido de esterilização • Preserva qualidades nutricionais e sensoriais dos alimentos • Alta penetração: alimentos embalados antes ou depois da irradiação
VANTAGENS E DESVANTAGENS • Vantagens: • Processo
a
frio:
alimentos
congelados • Aumenta o tempo de comercialização de frutas, verduras e hortaliças • Substituição do uso de aditivos químicos • Alimentos irradiados: atende ao demanda mundial de qualidade
VANTAGENS E DESVANTAGENS • Desvantagens: • Alimentos ricos em gordura não podem
ser irradiados • Vitaminas Lipofílicas: degradam-se pelos radicais livres • Alimentos líquidos: radiólise da água • Não tem potencial de substituição ao uso de agrotóxico
ALIMENTOS IRRADIADOS: CONSUMIDOR Pesquisa realizada em Belo Horizonte com 218
entrevistados
Figura 1 – Nível de instrução dos entrevistados. Fonte: Ornellas et al., (2006)
ALIMENTOS IRRADIADOS: CONSUMIDOR Pesquisa realizada em Belo Horizonte com 218
entrevistados
Figura 2 – Atitude do consumidor frente à informação sobre alimentos irradiados. Fonte: Ornellas et al., (2006)
ASPECTOS LEGAIS E DE SEGURANÇA • FAO/WHO – irradiação até 10kGy não traz riscos toxicológicos,
nem problemas nutricionais ou microbiológicos.
• 1993- Conselho da Associação Médica Americana: reforçaram
a irradiação de alimentos como ferramenta segura e efetiva, também expressa pelo USDA.
• Hoje: 37 países aprovam uso de irradiação de alimentos de
mais de 40 alimentos.
• União Européia: proibiu uso de óxido de etileno, podendo
aumentar uso de irradiação
• A grande maioria dos estudos mostram que não há evidência
de efeitos tóxicos. Alguns mostram fenômenos de poliploidia em trigo irradiado. (Poliploidia é a situação genética de núcleo celular, célula, ou organismo, em que há dois ou mais conjuntos de cromossomos.)
ASPECTOS LEGAIS E DE SEGURANÇA NO BRASIL • título: Decreto nº 72718, de 29 de agosto de 1973 • ementa: Estabelece normas gerais sobre irradiação de
alimentos. • Somente será autorizada a irradiação de alimentos sobre os quais se disponha de trabalhos científicos, desenvolvidos por instituições de pesquisa, devidamente aprovados pela Comissão Nacional de Energia Nuclear, desde que se comprove: a) a inocuidade para o consumo do alimento irradiado; b) a Extensão do efeito da irradiação sobre os princípios nutritivos essenciais do alimento, em comparação com as perdas sofridas pelo tratamento do alimento por processos convencionais; c) a sanidade do alimento irradiado e a eficiência da irradiação para a finalidade que se pretende atingir.
ASPECTOS LEGAIS E DE SEGURANÇA NO BRASIL título: Resolução RDC nº 21, de 26 de janeiro de 2001
ementa: Aprova o Regulamento Técnico para Irradiação de Alimentos.
Fontes de radiação: são aquelas autorizadas pela Comissão Nacional de Energia Nuclear, na conformidade das normas pertinentes, a saber: a) Isótopos radioativos emissores de radiação gama: Cobalto 60 e Césio - 137; b) Raios X gerados por máquinas que trabalham com energias de até 5 MeV; c) Elétrons gerados por máquinas que trabalham com energias de até 10 MeV. Dose absorvida a) b)
A dose mínima absorvida deve ser suficiente para alcançar a finalidade pretendida; A dose máxima absorvida deve ser inferior àquela que comprometeria as propriedades funcionais e ou os atributos sensoriais do alimento.
ASPECTOS LEGAIS E DE SEGURANÇA NO BRASIL título: Resolução RDC nº 21, de 26 de janeiro de 2001
Instalações e controle do processo O tratamento por irradiação deve ser realizado em instalações licenciadas pela autoridade competente mediante expedição de Alvará Sanitário, após autorização da Comissão Nacional de Energia Nuclear e cadastramento no órgão competente do Ministério da Saúde. As instalações devem ser projetadas de modo a cumprir
os requisitos de segurança radiológica, eficácia e boas práticas de manuseio
ASPECTOS LEGAIS E DE SEGURANÇA NO BRASIL título: Resolução RDC nº 21, de 26 de
janeiro de 2001 Rotulagem Deve constar no painel principal: "ALIMENTO TRATADO POR PROCESSO DE IRRADIAÇÃO", com as letras de tamanho não inferior a um terço (1/3) do da letra de maior tamanho nos dizeres de rotulagem. Quando um produto irradiado é utilizado como ingrediente em outro alimento, deve declarar essa circunstância na lista de ingredientes, entre parênteses, após o nome do mesmo. Exemplo: salsa (tratada por irradiação), sal, temperos.
REFERÊNCIAS • FELLOWS, P.J.; Irradiação. In: ____. Tecnologia do Processamento de Alimentos: • •
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•
• •
Princípios e Prática, 2ª ed., Porto Alegra, Artmed, 2006, cap. 8, p. 207-218. LACROIX, MONIQUE. Irradiation of foods. Emerging Technologies for Food Processing, p. 353-386, 2005. LACROIX, M.; OUATTARA, B.; Combined industrial processes with irradiation to ensure innocuitty and preservation of food products – a review. Food Research International, Londres, v. 33, p. 719-724, 2000. LANDGRAF, MARIZA. Fundamentos e perspectivas da irradiação de alimentos visando o aumento de sua segurança e qualidade microbiológica. 91f, 2002. Tese (Livre-Docência)-Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002. ORNELLAS, C.B.D.; GONÇALVES, M.P.J.; SILVA, P.R.; MARTINS, R.T.; Atitude do consumidor frente à irradiação de alimentos. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 26, n. 1, p. 211-213, 2006. RAHMAN, M.S.; Conservación de alimentos por irradiación. In:____. Manual de Conservación de los Alimentos, Zaragoza, Acríbia, 2003, cap. 13, p.427-448. SÁ e SILVA, ÉRICA FLÁVIA. Irradiação de alimentos. 48f, 2007. Monografia (Especialização em Higiene e Inspeção de Produtos de Origem Animal) – Universidade Castelo Branco, Rio de Janeiro, 2007.
Obrigada!!!
Dúvidas?!
