Bebidas carbonatadas, Notas de estudo de Engenharia de Alimentos

Baixe Bebidas carbonatadas e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Alimentos, somente na Docsity! BEBIDAS CARBONATADAS NÃO ALCOÓLICAS 1.-INTRODUÇÃO Histórico • 1750: Gabriel Venel: água gasosa artificial → reação entre ácido clorídrico + carbonato de sódio (meio fechado) = 1° a produzir água gasosa artificial • 1775: J.M. Nooth: desenvolveu 1o equipamento para produção em escala comercial de água mineral. • 1870: Townseed Speakman: preparou o 1o refrigerante → adição de flavorizante ao suco de fruta + água carbonatada • 1921: Brasil: Companhia Antarctica Paulista (SP) = primeira grande fábrica industrial do Br. Definição: Refrigerante é a bebida gaseificada, obtida pela dissolução, em água potável, de suco ou extrato vegetal de sua origem, adicionada de açúcar, que deverá ser obrigatoriamente saturado de dióxido de carbono industrialmente puro. 2.-LEGISLAÇÃO Ministério da Agricultura • Decreto-lei n. 6871 de 4 de junho de 2009 → Dispõe sobre a padronização, a classificação, o registro, a inspeção, a produção e a fiscalização de bebidas. • Instrução normativa 18 e 19 de 2013 → PIQ (e outras IN para as alterações específicas) Ministério da Saúde • Resolução n.389 de 4 de agosto de 1999 → “Regulamento técnico sobre aditivos utilizados segundo as boas práticas de fabricação e suas funções” • O Decreto no 6871, de 4 de julho de 2009 que Regulamenta a Lei no 8.918, de 14 de julho de 1994, que dispõe sobre a padronização, a classificação, o registro, a inspeção, a produção e a fiscalização de bebidas, define e normatiza o refrigerante:
 - Refrigerante é a bebida gaseificada, obtida pela dissolução, em água potável, de suco ou extrato vegetal de sua origem, adicionada de açúcares.
 - O refrigerante deverá ser obrigatoriamente saturado de dióxido de carbono, industrialmente puro.
 - Porcentagem de suco adicionada no refrigerante: Instrução Normativa no 19, de 19 de junho de 2013 (Anexo III) 3.-CLASSIFICAÇÃO - Refrigerante de (nome da fruta): base suco ou polpa de fruta. - Refrigerante de extrato de (nome do vegetal): base extrato vegetal - Refrigerante de (nome da fruta ou do vegetal): base suco, extrato vegetal ou suco de parte do vegetal de sua origem - Refrigerante de (nome da fruta ou vegetal) com aroma de (nome da fruta ou vegetal): base suco de fruta e aroma natural - Refrigerante misto de (nome das frutas): 2 ou + sucos de frutas - Refrigerante misto de (nome das frutas ou vegetais): suco ou extrato vegetal - Refrigerante de limão ou soda limonada: suco de limão. - Refrigerante de guaraná: semente ou extrato de guaraná - Refrigerante de cola: base noz de cola ou extrato noz de cola 4.-COMPOSIÇÃO A) Ingredientes básicos - Suco de fruta - Suco vegetal: refrigerantes à base de suco de legumes, verduras e de parte de vegetais. - Extrato vegetal - Quinino e seus sais (família Rubiaceae) - Noz-de-cola ou extrato (gênero Cola) TECNOLOGIA DE BEBIDAS 1 - Sementes de guaraná (gênero Paullinia) ou extrato - Açúcar → na forma de sacarose (refinado ou cristal) = pode ser substituído total ou parcial por sacarose invertida, frutose, glicose ou seus xaropes - Água → atender padrões de potabilidade (padrões físico- químicos e microbiológica) - Dióxido de carbono (mínimo dissolvido de 2,0 V) ——Volume de dióxido de carbono: quantidade de gás dissolvida em dado volume de água (pressão atmosférica) B) Ingredientes opcionais - Outras matéria-prima de fruta sou vegetais: macerados, extratos e óleos essenciais (inócuo à saúde) - Aromatizantes: aprovados na legislação específica Ex.: aromas naturais, óleos essenciais. 5.- MATÉRIAS PRIMAS A) Água - Potável (incolor, insípida e inodora) - Ingrediente de maior participação na composição (90%) - Balanço químico entre os ingrediente → veículo de dissolução de açúcar, conservante, ácidos, essências, corantes…. - Ser livre de íons ferro = podem formar precipitados, reagir com substâncias aromáticas e formar aromas desagradável - Ser livre de cloro residual = reação com polifenóis e formar clorofenóis (sabor desagradáveis) - ↓[ ] de sais de cálcio e magnésio: < 85 ppm CaCO3 (dureza da água) = precipita substâncias corantes, incrustações de superfícies (caldeiras, trocadores de calor) - ↓ alcalinidade: 50 – 100 ppm CaCO3 para manter a acidez. B) Açúcar - Adicionado na proporção: 8 a 12% do produto final - Sacarose (principal): cristal ou líquido (xarope: 67 °Brix) - Função: gosto doce, realçar sabor dos componente, fornecer valor energéticos. - Sacarose (glicose-frutose): cana de açúcar e beterraba → produção de açúcar invertido pelo meio ácido (frutose mais doce) - Açúcar líquido = xarope de açúcar invertido (líquido: até 76 °Brix) Bebida de baixa caloria - edulcorantes: Substâncias orgânicas não glicosídicas = conferem gosto doce → Sacarina, estévia, aspartame Observação: Não é permitido associação de açúcar + edulcorante na fabricação de refrigerante C) Suco e extrato de suco - A quantidade mínima pela definida pela legislação - Suco concentrado (preferência) – diluição com água carbonatada - Brasil - preferência: Cola (52,2%): mundo! Guaraná (22,6%) Laranja (10,8%) Limão (6,6%) Uva (3,4%) Outros sabores (4,4%) D) Conservantes: Impedem ou retardam alterações provocadas por microrganismos ou enzimas. Ácido benzóico e benzoatos • Ácido benzóico (2,2g/100mL) • Benzoato de sódio (66g/100mL) - Precipita em meio ácido (adicionar primeiro no xarope) - Limite: 0,05g de ácido benzóico/100mL de refrigerante Ácido sórbico ou sorbatos • Leveduras e fungos • ↑custo • Limite: 0,03g de ácido sórbico/100mL de refrigerant E) Acidulantes • Substância capaz de intensificar o gosto ácido dos alimentos = qualidade sensorial → controle do pH • Sequestrante de íons metálicos (ferro, cobre, cromo) • Causa inversão dos açúcares: evitando a cristalização TECNOLOGIA DE BEBIDAS 2 • 2 formas de carbonatação: - Carbonatação da água: xarope composto é misturado com água já carbonatada - A mistura xarope + água → depois é feito a carbonatação 6.5. Engarrafamento • Após a carbonatação a bebida é enviada para a máquina enchedora • Recebe as embalagens (latas ou garrafas) higienizadas, completa com bebida (misturada e carbonatada) e realiza a lacração. Controle na produção • Monitoramento das operações unitárias (tempo e temperatura de processo) e análises físico- químicas e microbiológicas → Padrão de identidade e qualidade da bebida - Água: cloro, dureza, ferro, microbiologia - Xarope simples: °Brix, cor, turbidez, microbiologia - Xarope composto: °Brix, acidez, cor, microbiologia - Bebida formulada: °Brix, acidez, cor, microbiologia - Refrigerante: °Brix, acidez, cor, carbonatação e microbiologia BEBIDAS ESTIMULANTES • Café // • Ervamate // • Chá CAFEÍNA • 1,3,7 trimetilxantina (alcalóide) → identificada em 1820 • Branca, amarga, sem aromas • O teor varia nos grãos de acordo com a espécie: - café: 0,9 a 2,0%
 - folhas de chá: 2,5 a 3,6% - mate: 0,3 a 1,6% • Melhora na perfomance cognitiva e psicomotora — melhora do estado de alerta, da energia, da capacidade de concentração, do desempenho en tarefas simples, da vigilância auditiva, do tempo de retenção visual, e diminuição da sonolência e do cansaço. 1.- CAFÉ • Definição: o café é elaborado como infusão obtida pela escalda do pó preparado pela moagem do grão torrado. • Consumo: frutos maduros, grãos torrados e moídos na preparação de alimentos. • Planta: Etiópia, Arábia, Ásia, Europa e Américas 1727:Brasil:regiãoSudeste • RDC N° 277, DE 22 DE SETEMBRO DE 2005
 “Café Torrado é o endosperma (grão) beneficiado do fruto maduro de espécies do gênero Coffea, como Coffea arábica L., Coffea liberica Hiern, Coffea canephora Pierre (Coffea robusta Linden), submetido a tratamento térmico até atingir o ponto de torra escolhido. O produto pode apresentar resquícios do endosperma (película invaginada intrínseca). Pode ser adicionado de aroma.” 1.1.ESTRUTURA DO GRÃO → café recém colhido é um FRUTO // → SEMENTE = GRÃO DE CAFÉ 1.2.COLHEITA - Mecânica: remoção de todos os frutos ao mesmo tempo (Brasil) - Colheita manual: fruto a fruto TECNOLOGIA DE BEBIDAS 5 1.3. PROCESAMENTO - O objetivo é o isolamento da semente mediante a eliminação das diversas camadas que rodeiam o grão. 1.4. CLASSFICAÇÃO - Lavagem - Separação dos frutos maduros dos verdes. 1.5. PROCESSAMENTO A) Processamento a seco (via seca) • Secagem dos grãos: - Manual ou secadores mecânicos - 11 % de umidade • Descascamento • Ventilação • Classificação: - Grãos defeituosos - impurezas B)Processamento a úmido (via úmida) • Despolpamento: separação da casca e da polpa (mecânico) → os frutos maduros são colocados em uma moega com rolos de cilindro por onde 
 passam para retirar a casca, que sai de um lado do cilindro enquanto os grãos de café 
 envolvidos no pergaminho (endocarpo) e mucilagem (mesocarpo) saem do outro lado. • Fermentação (tanques) ~ 30 horas → eliminar a mucilagem ou equipamento desmucilador • Lavagem: retirada da mucilagem • Secagem
 - Tambores rotativos (mais utilizados) - Secadoresdeleitofluidizado • Classificação Torrefação (180 a 250 °C) - Transformação do grão verde em grão torrado (bebida) - Altera a composição do grão devido → desidratação, oxidação, carbonização - Redução do teor de água, açúcar e ácido tânico Moagem - Os grãos torrados são triturados até se transformar em pó fino - Permite uma rápida extração do material solúvel pela água quente. - Moinho de rolos: superfície corrugada (cisalhamento) - Pode ser feita imediatamente antes da preparação da bebida Extração (Preparo da bebida) - Extração em massa: contato livre entre o café moído e a água quente em tanques pressurizados. - Percolação em baterias: tanques verticais ou torres que contém um leito de café moído através 
 do qual se faz circular água quente. Concentração - Evaporação térmica TECNOLOGIA DE BEBIDAS 6 Desidratação - Atomização (spray drier): O processo de secagem por atomização consiste em pulverizar o 
 produto dentro da câmara submetendo-o a uma corrente controlada de ar quente, gerando a 
 evaporação dos solventes (água) finalizando o processo com a recuperação do produto já 
 transformado em pó - Liofilizador: A liofilização remove a água e outros solventes do produto congelado pelo processo 
 de sublimação (vácuo)
 O resultado final é um produto com uma estrutura porosa livre de umidade e capaz 
 de ser reconstituída pela simples adição de água. Embalagem - O café depois de moído é embalado a vácuo e colocado em embalagens cartonadas. - Na presença de umidade o envelhecimento do café torrado é mais rápido, comprometendo a fragrância e o sabor da bebida - os aromas do café são sensíveis à oxidação atmosférica 1.6. DESCAFEINIZAÇÃO Mais de 97% da cafeína deve ser retirada (antes da torrefação) • Água: Solubilidade em vapor (+ utilizado) - Grãos verdes: contato com água a 90-95°C (vapor) - Tempo de contato (água e grãos verdes): até 8 horas → café com cerca de 0,5% de 
 cafeína • Solventes: benzeno, clorofórmio, tricloroetileno, diclorometano e acetato de etila → alta toxicidade • Fluido supercrítico de dióxido de carbono (72,8 atm – 304,2°K) → sob alta pressão arrasta o Co2 lixivia os grãos de café, dissolve a cafeína e arrasta. 1.7. CAFÉ SOLÚVEL = instantâneo - É o extrato seco obtido pela desidratação de uma infusão de café usando extratores, por meio da passagem de água superaquecida (140 a 160 °C), sob pressão, através de uma carga de café torrado e moído. - Extratores: colunas interligadas. - A passagem sucessiva pelas colunas leva a obtenção(saída da última coluna), de um extrato com concentração de 25 a 35% de sólidos solúveis (xarope). - Extrato final vai para secadores por atomização ou congeladores → depois para câmeras de liofilização (sofre desidratação sob baixa temperatura e pressão) → a água da infusão congelada é eliminada por sublimação. - O material desidratado é um pó muito higroscópico. 2.- TECNOLOGIA DA PRODUÇÃO DE CHÁ 2.1. INTRODUÇÃO, LEGISLAÇÃO Resolução RDC n° 277, de 22 de setembro de 2005 • Definição: “Chá é o produto constituído de uma ou mais partes de espécie(s) vegetal(is) inteira(s), fragmentada(s) ou moída(s), com ou sem fermentação, tostada(s) ou não. O produto pode ser adicionado de aroma e ou especiaria para conferir aroma e ou sabor. • DESIGNAÇÃO:
 • Chá: o produto deve ser designado de "Chá", seguido do nome comum da espécie vegetal utilizada, podendo ser acrescido do processo de obtenção e ou característica específica.
 • Quando forem utilizadas duas ou mais espécies vegetais, o produto deve ser designado de "Chá Misto...” seguido dos nomes comuns das espécies vegetais ou "Chá Misto...", seguido do nome consagrado pelo uso.
 • Quando adicionado de especiarias, deve ser designado de "Chá de ... com especiaria(s)", devendo constar o(s) nome(s) comum(ns) da(s) espécie(s) vegetal(is) utilizada(s). Resolução RDC no 267, de 22 de setembro de 2005: • Regulamento Técnico de Espécies Vegetais para o Preparo de Chás. Resolução RDC N° 219, de 22 de dezembro de 2006: • Incluir espécies vegetais e partes de espécies vegetais para o preparo de chás Outra definição: “Chá é a infusão obtida pela escalda de folhas de chá (Camellia sinensis), verde ou fermentada” (VENTURINI, 2010) - Chá verde (não fermentado) - Chá preto (fermentado) - Chá branco TECNOLOGIA DE BEBIDAS 7 - INSTRUÇÃO NORMATIVA No 12, DE 4 DE SETEMBRO DE 2003 Aprova o Regulamento Técnico para Fixação dos Padrões de Identidade e Qualidade Gerais para Suco Tropical; os Padrões de Identidade e Qualidade dos Sucos Tropicais de Abacaxi, Acerola, Cajá, Caju, Goiaba, Graviola, Mamão, Manga, Mangaba, Maracujá e Pitanga; e os Padrões de Identidade e Qualidade dos Néctares de Abacaxi, Acerola, Cajá, Caju, Goiaba, Graviola, Mamão, Manga, Maracujá, Pêssego e Pitanga→Alteração parcial pela IN 43 de 2013 - Definição: Suco Tropical: produto obtido pela dissolução, em água potável, da polpa da fruta polposa de origem tropical, por meio de processo tecnológico adequado, não fermentado, de cor, aroma e sabor característicos da fruta, submetido a tratamento que assegure sua conservação e apresentação até o momento do consumo. - Lei nº 13648 de 11 de Abril: Dispõe sobre a produção de polpa e suco de frutas artesanais em estabelecimento familiar rural e altera a Lei nº 8918 de 14 de Julho de 1994. 2.- TIPOS DE SUCOS • Sucos integrais: concentração natural
 - A designação integral é somente válida para sucos sem adição de açúcar e na sua concentração natural.
 - São estabilizados por meio de técnica adequada que garanta sua estabilização • Sucos conservados: sucos integrais + conservador químico
 - São os sucos integrais adicionados de agente conservador químico (agentes fungistáticos e bacteriostáticos – sais de sulfito de Na e K, bissulfito e matabissulfito), max. 0,1%.
 - Podem ser usados acidulantes,como ácido cítrico, antioxidantes, como ácido ascóbico. (Evitar ação microbiana e enzimática) • Sucos reconstituidos: diluição de suco concentrado ou desidratado (Adição de água ao suco concentrado) • Sucos concentrados: São aqueles em que foi retirado até 50%de água de constituição através de: - evaporação à vácuo; - crio concentração, - osmose reversa • Suco desidratado: É o suco no estado sólido, obtido pela desidratação • do suco integral. • Suco misto: mistura de duas o mais frutas • Néctar: diluição en água potável
 - É o produto não fermentado, obtido pela dissolução da polpa ou suco da fruta integral em água, adicionado de açúcares (sacarose, glicose, frutose), acidulantes ou conservantes.
 - Instrução Normativa n° 42, 11 setembro de 2013/MAPA: Bebida não-fermentada, obtida da diluição em água potável da parte comestível do vegetal ou de seu extrato. A diferença básica é que o néctar não tem a obrigatoriedade de conservar todas as características originais de um suco natural de fruta. É permitido somente adição de açúcar, não sendo permitido a adição de corantes e de aromatizantes. • Sucos compostos ou Blends: São obtidos a partir da mistura de diferentes tipos de sucos como laranja, mamão, abacaxi e maracujá. • Refrescos: Bebidas não gaseificadas, não fermentadas, obtidas pela dissolução em água potável, do suco, polpa ou extrato vegetal de sua origem, adicionados de açúcares, mas sem a adição de aditivos e conservadores. • Preparado sólido para refresco:
 - É o produto à base de suco ou extrato vegetal de sua origem e açúcares, destinado à elaboração de bebida para o consumo, após sua diluição em água potável, podendo ser adicionado de edulcorante hipocalórico e não-calórico.
 - Quando não contiver a matéria-prima de origem vegetal será denominado de “preparado sólido para refresco artificial” 3.- PROCESSAMENTO DO SUCO Suco pode ser obtidos a partir da polpa (etapa prévia da produção) ou extração direta do suco. Etapas do processo: pode ser dividida em 3 etapas: I) Pré-tratamento II) Tratamento para obter o suco III) Tratamento pós-extração e conservação TECNOLOGIA DE BEBIDAS 10 Tratamentos específicos para frutas destinadas a produção de sucos: Uvas: Deve ser desengaçadas para não extrair os taninos Maçãs: Lavadas com detergentes, para eliminar os resíduos de pesticidas, podendo ser eliminado o coração (miolo). Antes de prensá-las devem ser trituradas, não muito fina, por meio de raspadores ou trituradores de martelo. Morangos, amoras, etc: São prensadas após lavagem Tomates: Separação das sementes e trituração, Pré-aquecimento, peneiramento (2mm) e afinamento (0,8mm) Frutas de caroço: Lavar e cortar em metades retirando o caroço, Pré-cozimento em água ou vapor. Ex.: pêssego – retira a casca por lixiviação a quente. Estas frutas normalmente são despolpadas em peneiras bastante finas para elaboração de néctares. Abacaxi: Retirar a casca e o cilindro axial e posterior trituração Extração dos sucos - O suco é separado das cascas, fibras, sementes e outras partes não comestíveis. → Maioria das frutas: obtenção de polpa Ex.: maçã, abacaxi, acelora, maracujá - Despolpadeiras ou extratores do tipo prensa - Esse processo pode ser associado a um tratamento enzimático da polpa → aumento do rendimento de extração de suco - O processo de extração difere para cada fruta:
 - Uva: a uva esmagada (desengaçadeira) é aquecida no termo- macerador tubular (extração da cor) – 65°C à 80 °C → adição de pectinas (55-60 °C) = melhorar a extração
 Após faz-se a separação o suco da parte sólida → esgotador dinâmico e por prensa descontínua.
 - Maçã: despolpadeira, prensagem direta com utilização malhas
 - Laranja: equipamento específico para liberação do suco: prensagem Refino • Objetivo: reduzir o teor de sólidos insolúveis em suspensão no suco • Processo:
 - Processo físico: decantação, centrifugação, uso de membranas, despolpadeira com peneira de malha bem fina - Processo enzimático: pectinase - Processo químico: gelatina, bentonita – seguido de filtração Desaeração:
 - Eliminação do ar (oxigênio), que é incorporado ao produto durante as fases de extração e provoca alterações de cor, aroma e sabor → Evitar reações de oxidação.
 - Uso: desaerador do tipo centrífugo ou do tipo instantâneo.
 - O desaerador é colocado em linha com o pasteurizador, para que o suco só atinja a temperatura de pasteurização após a eliminação do oxigênio→ Normalmente é feito em sistema a vácuo Conservação
 I) Pasteurização
 • Pasteurização na embalagem:- O suco na embalagem, é mergulhado em tanques de imersão, em cozedores rotativos ou em túneis de pasteurização
 - Temperatura: 115 °C a 125 °C por 15 a 20 min.
 TECNOLOGIA DE BEBIDAS 11 - Após a pasteurização, o produto é resfriado.
 • Enchimentoaquente(Hotfilling): - O suco é pasteurizado (trocadores de placa, de tubo ou superfície raspada), é enviado imediatamente para o sistema de enchimento. - Embalado à temperatura de pasteurização - Resfriamento: aspersão ou imersão (↓40 °C) II) Concentração
 • Extração de água de constituição do suco = ↓ Aw e consequentemente inibe as alteração física e/ou químicas e/ou microbiológicas • Geralmente obtém sucos com 55-66°Brix → são submetidos a etapas de secagem e congelamento • Processo: - evaporação a quente: evaporadores de película ascendente (sucos de baixa viscosidade) ou película descendente (alta viscosidade - tomate)
 - métodos a frio: concentração por membrana (remoção da água por osmose inversa); concentração por congelamento (congelamento e remoção dos cristais de gelo por centrifugação, prensagem) III) Filtração esterilizante: • Passagem da bebida por um filtro de segurança de grau absoluto, capaz de reter células de leveduras, bactérias e esporos. • Estabilização microbiológica: eliminação progressiva e total dos microrganismos • Vantagem: conservar inalterada as características do suco fresco. • Alto custo!!
 IV) Conservação por processo químico • A adição de conservantes químicos é feita, após o resfriamento do suco pasteurizado até a temperatura ambiente. • Conservantes mais utilizados: ácido sórbico, ácido benzóico ou seus derivados de sais de sódio e potássio. • Teor máximo permitido para produtos de consumo direto, é de 0,1% em peso. • Empregando-se conservantes, o suco de fruta pode ser mantido em perfeitas condições por, aproximadamente, seis meses.
 V) Acondicionamento asséptico • Combinação de princípios de esterilização a alta temperatura em curto período (UHT) com ambiente asséptico de envasamento; • Processamento: - produto é bombeado sucessivamente por trocadores de calor (aquecimento à alta temperatura; retenção sob calor e resfriamento) - o produto esterilizado, flui para as unidades de condicionamento, onde é colocado em embalagens previamente esterilizadas, sem nenhum contato com o ar atmosférico ou qualquer fonte de contaminação VI) Refrigeração • Ocorre imediatamente após a pasteurização ou concentração. • Objetivo: reduz os efeitos da degradação térmica e evita alterações de sabor • Sucos refrigerados são mantidos na cadeia do frio até o momento do consumo VII) Congelamento VIII)Tecnologias emergentes • Luz ultravioleta • Luz pulsante • Campo elétrico pulsante • Microondas • Irradiação • Alta pressão → Conservação de sucos sem tratamento de calor Envase: Garrafas de vidro, Garrafas de polietileno tereftalato (PET), Embalagens cartonadas Armazenamento: - Refrigeração: após a pasteurização -Temperatura ambiente: quando são adicionados conservantes ou acidulantes ou se o suco foi esterilizado assepticamente TECNOLOGIA DE BEBIDAS 12