Introdução a Refrigeração e Congelamento

No estágio atual de desenvolvimento das tecnologias em alimentos é necessário planejar o armazenamento e a distribuição de alimentos não processados (legumes, frutas, hortaliças), pré-processados (alimentos pré-cozidos) ou processados (que passaram por processos industriais). Para manter a qualidade e suas características sensoriais utiliza-se principalmente como método de conservação o frio.

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        Refrigeração e congelamento de alimentos são os métodos modernos mais utilizados para a conservação de alimentos. Na maioria das vezes refrigeração tem resultados positivos, o alimento se mantém seguro por muito tempo, no entanto, por vezes, acontece o inesperado. Por exemplo, bananas refrigeradas e uma variedade de legumes desenvolvem marcas pretas, tomate fica encharcado, carne congelada por sua vez, marrom e até mesmo alguns alimentos estragam.

Vamos à algumas dúvidas comuns:

Por que os alimentos estragam?

        Os alimentos possuem uma composição bastante complexa, ou seja, possuem um número muito grande de componentes. Estes componentes são em sua maior parte água, proteínas, lipídios e carboidratos, além de outros importantes como sais minerais, vitaminas (cofatores) e ácidos nucléicos. Tal como o corpo humano, que consegue aproveitar significativa parte destes compostos, uma grande variedade de espécie de microrganismos também estão habilitados a fazê-lo. Isto faz com que os alimentos sejam locais ideais para a proliferação destes organismos. Veja alguns exemplos:

                                                      Bactérias

É um dos grupos mais conhecidos e numerosos. Podem ser deteriorantes, quando causam alterações nas propriedades sensoriais (cor, cheiro, sabor, textura, viscosidade etc.) ou patogênicas, que são as que causam doenças. Um grande número de espécies de bactérias são conhecidas como patogênicas, entre estas destacam-se: Salmonella typhi, Bacillus  cereus, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Vibrio Cholerae, Vibrio parahaemolyticus. (Mais para frente escreverei com mais detalhes sobre cada um desses MO. )

 Fungos

São a grosso modo divididos em fungos filamentosos (bolores) e leveduras. Sua ocorrência é mais comum em alimentos com baixo percentual de água e/ou elevada porção de lipídios como amêndoas e castanhas, por exemplo. Os fungos são os principais perigos biológicos destes alimentos. Seu risco está na produção de microtoxinas por algumas espécies. Estes compostos ao serem ingeridos acumulam-se no organismo causando uma série de transtornos, desde ataques ao fígado a alguns tipos de câncer.

          Vírus

        Em sua maior parte, o grupo de microrganismos mais associados aos perigos biológicos são as bactérias e os fungos. Contudo, atualmente tem se dado maior destaque a vírus, como o caso da febre aftosa ou da gripe aviária.

Como a refrigeração conserva os alimentos?

        A atividade dos microrganismos é diminuída a baixas temperaturas. Quando está frio, seus processos químicos desaceleraram, assim eles não são capazes de se reproduzir e desenvolver na mesma velocidade como acontece em temperatura ambiente, de modo que o alimento é preservado por mais tempo.

Vale lembrar que a Refrigeração não mata as bactérias!

        A velocidade das reações químicas e enzimáticas diminui ou aumenta em termos logarítmicos com a temperatura, segundo a lei de Arrhenius. Portanto com a diminuição da temperatura, reduzimos essas reações não apenas dos microrganismos, mas também das reações que ocorrem no próprio alimento. A perda de qualidade dos alimentos decorrem da atividade fisiológica ou de outras reações químicas, como oxidação de lipídeos, degradação de pigmentos e vitaminas, desnaturação de proteínas, etc.

        O efeito da temperatura na velocidade dos processos químicos pode ser descrito através do coeficiente de temperatura ou valor , que é definidos como mudança da velocidade da reação quando há variação de 10°C na temperatura que a mesma se processa, conforme a equação:

Para a maioria dos alimentos, o valor  varia entre dois e três, indicando que para cada 10°C de redução de temperatura, a velocidade dos processos diminui pela metade ou um terço (Ordóñez, 2005).

 - Como é que diferem os processos de refrigeração do congelamento?

Em refrigeração, os alimentos são armazenados a uma temperatura entre 3-7 graus Celsius, são ligeiramente mais elevados do que as temperaturas abaixo de zero do congelador.

Já no congelamento faz com que a água no alimento se transforme em gelo, que não é o caso da refrigeração. Portanto, os alimentos congelados são preservados por mais tempo (até 6 meses) comparado com uma média de 7 dias na refrigeração. Isso acontece porque o congelamento elimina a água livre disponível para o crescimento bacteriano, desacelerando as reações químicas e bioquímicas.

 - Por que alguns alimentos desenvolvem marcas pretas quando estocados na geladeira?

        Algumas frutas e legumes sofrem danos pelo frio na geladeira. Sinais de injúria pelo frio incluem, lesões superficiais, descoloração e murcha. Esse escurecimento se faz pelo trabalho de enzimas especialmente a polifenoloxidase que reage com o tanino que está presente na casca dos alimentos, que origina o seu escurecimento causando o aspecto de podridão. Frutas e vegetais suscetíveis ao dano pelo frio, que não devem ser refrigerados são: maçãs, tomates, pepino, laranja, mamão, abacaxi, banana, manga, pimenta e limão.

 - Como se produz frio?

        Os mecanismos de produção do frio podem ser classificados de acordo com o método para remover o calor. Desse modo, são encontrados os refrigeradores mecânicos e os sistemas criogênicos.

O esquema de um refrigerador mecânico é mostrado na figura abaixo de uma forma bem simplificada. O sistema é baseado na compressão, liquefação e expansão de uma substância dentro de um circuito fechado, sofrendo mudanças de estado. As três principais partes desse sistema são o compressor (4), o condensador (1) e o evaporador (3). A circulação do líquido refrigerante é controlada através de uma válvula de expansão (2), que permite a sua passagem ao evaporador à medida que se necessita abaixar ou manter a temperatura na câmara de refrigeração. 

A explicação de cada um dos componentes junto com mais detalhes e toda a termodinâmica envolvida serão escritos nas próximas postagens, porém antes disso vamos fazer uma revisão em todos os seus conceitos e fatores envolvidos.

Para quem é mais curioso e gostaria de saber mais sobre a história e como chegamos à "conquista do frio", indico esse documentário: