Actividades práticas : contributos na aprendizagem da temática microrganismos e indústria alimentar : um estudo com alunos do 12º ano

Relatório da prática de ensino supervisionada, Mestrado em Ensino de Biologia e de Geologia, Universidade de Lisboa, 2014

Identificação de perigos e avaliação de riscos na indústria alimentar : comparação de métodos

Dissertação de Mestrado em Ambiente, Saúde e Segurança.

Produção de um agente de controlo biológico recorrendo a subprodutos da indústria agro-alimentar

Dissertação de mest., Biologia Molecular e Microbiana, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2011

A extrusão em tecnologia alimentar: aplicações, características dos produtos, composição e tendências futuras

A extrusão de alimentos envolve transformações moleculares complexas que permitem grande diversidade nos produtos extrudidos existentes e nas suas propriedades físicas, químicas, sensoriais e nutricionais. Neste artigo são apresentadas aplicações atuais da extrusão na indústria alimentar, assim como as características dos produtos extrudidos.

Aproveitamento de subproduto de maçã da indústria agroalimentar

Neste trabalho foi estudado um subproduto derivado da indústria agroalimentar produtora de sumo concentrado de maçã, conhecido por bagaço de maçã, com o objetivo de avaliar condições de extração de compostos fenólicos, o teor de compostos fenólicos totais, flavonóides e proantocianidinas e ainda a atividade antioxidante. Foram efetuadas extrações a partir do bagaço de maçã variando as condições de tempo, temperatura, razão massa:volume e solvente e os extratos obtidos avaliados quanto ao seu teor em compostos fenólicos totais pelo método FolinCiocalteu. O extrato aquoso do bagaço de maçã para uma temperatura de 100 ºC a um tempo de 2x4h e concentração de 50 mg/mL, apresentou o teor de compostos fenólicos mais elevado (9,37 mgEAG/g de bagaço de maçã, na base seca) em relação a todas as outras temperaturas, tempos de extração e solventes utilizados, como etanol (50% e 70%) e metanol. O doseamento de flavonóides totais baseou-se no método espetrofotométrico, usando o reagente cloreto de alumínio e a rutina como padrão. Os melhores resultados foram obtidos usando etanol (70%) como solvente à temperatura ambiente, cerca de 4,35 mgER/g. A amostra extraída com água apresentou valores bastante similares ao etanol, cerca de 4,27 mgER/g, usando uma temperatura de 100 ºC durante 2x4h. O conteúdo em proantocianidinas foi determinado pelo método 4-dimetilamino cinamaldeído (DMAC). O bagaço de maçã estudado demonstrou ser pobre no seu conteúdo de proantocianidinas, obtendo valores de 0,77 mgEEC/g. A atividade antioxidante do bagaço de maçã foi avaliada através de dois métodos distintos: 2,2-difenil-1-picril-hidrazilo (DPPH∙) e método do poder redutor (FRAP). O extrato aquoso obtido a 100 ºC a um tempo de 2x4h, demonstrou ser aquele com maior potencial, com uma capacidade antioxidante mais elevada que os restantes extratos, com valores de IC50 de 0,48 mg/mL e 0,65 mg/mL, para os métodos de DPPH∙ e FRAP, respetivamente.

Melhoria de processos numa indústria transformadora de bacalhau

Este relatório contempla um período de estágio de 8 meses numa empresa transformadora de bacalhau, com o objetivo de melhorar a sua competitividade. A análise revelou um planeamento informal à base da experiência, com custos associados – stocks excessivos ou escassos, falta de planeamento médio/longo prazo, tempos de espera, entre outros, provocando desperdícios a minimizar ou mesmo corrigir e um conjunto de problemas no processo produtivo que foram devidamente identificados. As propostas de solução contemplaram uma análise estratégica com o modelo de Porter e uma análise SWOT. Relativamente aos desperdícios identificados, utilizou-se a filosofia Lean, concretamente os 5S, para sugerir e implementar um vasto conjunto de melhorias.

Preparação para a implementação do referencial BRC numa indústria de abate e transformação de aves

Atualmente a segurança e qualidade alimentar surge como umas das maiores preocupações da indústria alimentar, isto deve-se a uma maior exigência dos consumidores, ao aumento do receio devido a recentes crises de segurança alimentar e consequentemente ao maior grau de exigência do quadro regulamentar aplicável ao sector Agroindustrial. Este facto levou ao aparecimento de vários referenciais normativos, entre eles aparece a norma BRC, uma norma reconhecida internacionalmente. A implementação e certificação de um sistema de gestão de segurança alimentar reconhecido internacionalmente é uma das metodologias mais eficazes de as empresas do sector alimentar garantirem a eficácia dos processos relacionados com a qualidade e segurança alimentar aumentando assim a confiança dos consumidores e clientes e consequentemente a sua competitividade num mercado global. Foi nesta base que foi desenvolvido o presente projeto, que consistiu na preparação de uma pequena e média empresa de abate e transformação de aves para a implementação do referencial BRC – Global Standard for food safety – Issue 6, July 2011, British Retail Consortium, London A preparação para implementação deste referencial foi elaborada em diferentes fases: numa primeira fase procedeu-se à realização de uma auditoria de diagnóstico, de modo a avaliar os procedimentos em comparação com os requisitos da norma. Verificaram-se nesta fase 45 não conformidades, com base nas quais foi elaborado um plano de ações e alterações em concordância das necessidades identificadas de forma a cumprir os requisitos da norma. O sistema de gestão BRC na empresa em estudo encontra-se atualmente totalmente planeado e estruturado estando igualmente definida a estrutura documental necessária ao cumprimento dos requisitos da norma. A certificação da empresa segundo o referencial BRC versão 6 no prazo previsto não foi possível mas este projeto contribuiu para que que esta venha a ser bem-sucedida, tendo sido definida a base processual e documental necessária para o efeito.

Utilização de bagaço de maçã como ingrediente alimentar em iogurte com potencial efeito benéfico para a saúde

O desenvolvimento de alimentos funcionais evoluiu consideravelmente ao longo dos anos e a capacidade tecnológica para produzir um alimento com compostos fisiologicamente ativos tem crescido significativamente. O presente trabalho teve como objetivo criar um novo alimento, utilizando um subproduto proveniente da indústria agroalimentar. O alimento seleccionado foi o iogurte natural, o qual foi enriquecido com um extrato de bagaço de maçã. O bagaço de maçã contém compostos fenólicos e fibra, mostrando atividade antioxidante significativa e por conseguinte apresenta um potencial efeito positivo na saúde. Avaliaram-se características químicas do bagaço de maçã e das farinhas obtidas a partir deste subproduto, designadamente: acidez, teor em açúcares totais e redutores, cinza, matéria gorda, humidade, proteína bruta, fibra dietética insolúvel e solúvel. O extrato aquoso obtido a partir do subproduto foi também caracterizado quanto ao seu conteúdo fenólico e atividade antioxidante. O iogurte produzido com incorporação do extrato de bagaço de maçã foi estudado do ponto de vista de parâmetros químicos tais como acidez, açúcares totais, cinza, humidade, proteína bruta, pH e fibra bruta, conteúdo em fenólicos totais e atividade antioxidante. O subproduto, os extratos e o iogurte foram também avaliados quanto à sua carga microbiológica. Na caracterização química do bagaço foram obtidos os seguintes valores, expressos em base seca: 2,0±0,01% de acidez (expressa em equivalentes de ácido málico); 15,96±1,53% de açúcares totais; 13,35±1,91% de açúcares redutores; 1,88±0,07% de cinza, 2,49±0,5% de matéria gorda, 81,17±1,98% de humidade e 5,01±0,01% de proteína bruta. Quanto ao seu conteúdo em fibra dietética, o bagaço contém na sua composição 65,80% de fibra dietética insolúvel e 4,90% de fibra dietética solúvel. A farinha obtida após secagem a 60 °C do bagaço de maçã apresentou, na base seca, 1,9±0,04% de acidez, 10,57±1,31% de açúcares totais; 8,50±1,00% de açúcares redutores; 2,22±0,04%de cinza, 4,73±0,11% de matéria gorda, 6,34±0,62% de humidade e 5,40±0,26% de proteína. A atividade antioxidante do extrato aquoso, (AQ_6X10) obtido do bagaço de maçã, utilizado para incorporação no iogurte, determinada através do método ABTS foi de 5,00±1,28µmol TE/g amostra e apresentou um teor em compostos fenólicos de 221,42±0,734 mg EAG/ 100g de extrato, na base seca. Ao nível microbiológico o extrato revelou parâmetros aceitáveis, de acordo com a tabela 13 (anexos 3), para utilização como ingrediente alimentar. Os iogurtes produzidos foram analisados quimicamente. O iogurte, com extrato aquoso de bagaço de maçã incorporado, apresentou 89,64±0,00% de humidade, 0,93±0,00% de acidez (expressa em equivalentes de ácido láctico); 6,42±0,26% de açúcares totais; 0,74%±0,00% de cinza, 3,83±0,00% de proteína bruta e 0,2±0,00% de fibra bruta. O seu conteúdo em compostos fenólicos foi de 12,41±1,69mg EAG/ 100g de iogurte, e a sua atividade antioxidante foi 54,84±4,40 µmol TE/g iogurte. Avaliou-se ainda o iogurte no que diz respeito ao crescimento de bactérias lácticas e constatou-se, por comparação com o iogurte de controlo, que estas se desenvolveram normalmente ao longo do processo de fabrico. A análise microbiológica revelou ainda que o iogurte é seguro do ponto de vista alimentar de acordo com a Tabela 15 (anexos 3). A análise sensorial realizada aos iogurtes demonstrou que o iogurte fortificado apresentou uma aceitação muito boa pelo painel de provadores. O presente estudo demonstrou que o bagaço de maçã, um subproduto das indústrias agroalimentares, é seguro do ponto de vista microbiológico, podendo ser utilizado na preparação de ingredientes alimentares para serem incorporados, por exemplo em iogurte, conferindo-lhe características que se destacam pelo maior teor em fibra e atividade antioxidante em relação ao iogurte não enriquecido, e atributos sensoriais apelativos em termos de textura e sabor.

Segurança Alimentar - um trabalho de equipa

O esforço coletivo para disponibilizar a nível mundial alimentos em quantidade suficiente e com qualidade, é fundamental para a garantia da nossa existência enquanto ser humano. A Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura define que “existe Segurança Alimentar quando todas as pessoas têm, em todo o momento, acesso físico e económico a uma quantidade suficiente de alimentos seguros e nutritivos para satisfazer as suas necessidades alimentares e as suas preferências em relação aos alimentos a fim de levar uma vida ativa e saudável”. Por esta razão a produção de alimentos seguros requer um controlo de perigos em todas as fases da produção alimentar. Muitas vezes devido à utilização de água contaminada, falta de higiene, condições inadequadas de produção e armazenamento de alimentos, falta de legislação sobre segurança alimentar o risco de doenças transmitidas por alimentos é maior, sendo os perigos biológicos os que apresentam o maior risco relativo à inocuidade dos alimentos. As doenças infecciosas de origem alimentar podem estar na origem de doenças crónicas, afetando com mais gravidade idosos, crianças, grávidas e imunocomprometidos. A nível mundial, 1 em cada 10 pessoas adoecem anualmente devido ao consumo de alimentos contaminados, e 30% de todas as mortes por doença de origem alimentar ocorrem em crianças com idade inferior a 5 anos. A livre circulação de pessoas e bens tornou a investigação de um surto de toxinfeção alimentar mais complicada – agora, um prato de comida pode conter ingredientes de vários países, pelo que "Um problema de segurança alimentar local pode rapidamente tornar-se uma situação de emergência internacional". A OMS sublinha a ameaça global representada pelas doenças transmitidas por alimentos, reforça a necessidade de os governos, a indústria alimentar e população fazerem mais para tornar os alimentos seguros, e insiste na necessidade de educação e formação sobre a prevenção de doenças de origem alimentar.

Manual de segurança alimentar

A Sociedade é cada vez mais exigente, e para satisfazer o consumidor quer em qualidade quer em segurança alimentar, a legislação em vigor deve ser cumprida com rigor, de forma a garantir que os produtos da origem até ao consumo sejam alimentos seguros. O presente trabalho aborda a importância da segurança alimentar, desde a origem ao consumo, com destaque nas exigências sanitárias contidas no Regulamento (CE) 852/2004, em vigor desde 1 de janeiro de 2006, tendo sempre em conta as boas práticas de higiene dos manipuladores intervenientes, das instalações, equipamentos, receção das matérias-primas, armazenagem das mesmas e respetivo processamento dos alimentos. Aborda-se ainda a Norma ISO 22000, que especifica os requisitos para um sistema de gestão da segurança alimentar e que combina os elementos-chave geralmente reconhecidos como essenciais, que permitem assegurar a segurança dos géneros alimentícios ao longo da cadeia alimentar até ao seu consumo final. Para além destes temas são abordados ainda dois exemplos práticos relativos à implementação da segurança alimentar desde a origem da matéria-prima, até ao consumo de alimentos em dois setores. O primeiro é o de uma empresa do setor de distribuição, enquadrando-se nesta o fornecedor de origem, onde se realizam as etapas de abate, desmancha e embalamento, e o segundo é do setor da restauração.

Development of polymeric materials to inhibit bacterial quorum sensing

Bacterial infections are an increasing problem for human health. In fact, an increasing number of infections are caused by bacteria that are resistant to most antibiotics and their combinations. Therefore, the scientific community is currently searching for new solutions to fight bacteria and infectious diseases, without promoting antimicrobial resistance. One of the most promising strategies is the disruption or attenuation of bacterial Quorum Sensing (QS), a refined system that bacteria use to communicate. In a QS event, bacteria produce and release specific small chemicals, signal molecules - autoinducers (AIs) - into the environment. At the same time that bacterial population grows, the concentration of AIs in the bacterial environment increases. When a threshold concentration of AIs is reached, bacterial cells respond to it by altering their gene expression profile. AIs regulate gene expression as a function of cell population density. Phenotypes mediated by QS (QSphenotypes) include virulence factors, toxin production, antibiotic resistance and biofilm formation. In this work, two polymeric materials (linear polymers and molecularly imprinted nanoparticles) were developed and their ability to attenuate QS was evaluated. Both types of polymers should to be able to adsorb bacterial signal molecules, limiting their availability in the extracellular environment, with expected disruption of QS. Linear polymers were composed by one of two monomers (itaconic acid and methacrylic acid), which are known to possess strong interactions with the bacterial signal molecules. Molecularly imprinted polymer nanoparticles (MIP NPs) are particles with recognition capabilities for the analyte of interest. This ability is attained by including the target analyte at the synthesis stage. Vibrio fischeri and Aeromonas hydrophila were used as model species for the study. Both the linear polymers and MIP NPs, tested free in solutions and coated to surfaces, showed ability to disrupt QS by decreasing bioluminescence of V. fischeri and biofilm formation of A. hydrophila. No significant effect on bacterial growth was detected. The cytotoxicity of the two types of polymers to a fibroblast-like cell line (Vero cells) was also tested in order to evaluate their safety. The results showed that both the linear polymers and MIP NPs were not cytotoxic in the testing conditions. In conclusion, the results reported in this thesis, show that the polymers developed are a promising strategy to disrupt QS and reduce bacterial infection and resistance. In addition, due to their low toxicity, solubility and easy integration by surface coating, the polymers have potential for applications in scenarios where bacterial infection is a problem: medicine, pharmaceutical, food industry and in agriculture or aquaculture.

Development of infrared spectroscopy for assessing bacterial quality in foods

Rapid and specific detection of foodborne bacteria that can cause food spoilage or illness associated to its consumption is an increasingly important task in food industry. Bacterial detection, identification, and classification are generally performed using traditional methods based on biochemical or serological tests and the molecular methods based on DNA or RNA fingerprints. However, these methodologies are expensive, time consuming and laborious. Infrared spectroscopy is a reliable, rapid, and economic technique which could be explored as a tool for bacterial analysis in the food industry. In this thesis it was evaluated the potential of IR spectroscopy to study the bacterial quality of foods. In Chapter 2, it was developed a calibration model that successfully allowed to predict the bacterial concentration of naturally contaminated cooked ham samples kept at refrigeration temperature during 8 days. In this part, it was developed the methodology that allowed the best reproducibility of spectra from bacteria colonies with minimal sample preparation, which was used in the subsequent work. Several attempts trying different resolutions and number of scans in the IR were made. A spectral resolution of 4 cm-1, with 32 scans were the settings that allowed the best results. Subsequently, in Chapter 3, it was made an attempt to identify 22 different foodborne bacterial genera/species using IR spectroscopy coupled with multivariate analysis. The principal component analysis, used as an exploratory technique, allowed to form distinct groups, each one corresponding to a different genus, in most of the cases. Then, a hierarchical cluster analysis was performed to further analyse the group formation and the possibility of distinction between species of the same bacterial genus. It was observed that IR spectroscopy not only is suitable to the distinction of the different genera, but also to differentiate species of the same genus, with the simultaneous use of principal component analysis and cluster analysis techniques. The utilization of IR spectroscopy and multivariate statistical analysis were also investigated in Chapter 4, in order to confirm the presence of Listeria monocytogenes and Salmonella spp. isolated from contaminated foods, after growth in selective medium. This would allow to substitute the traditional biochemical and serological methods that are used to confirm these pathogens and that delay the obtainment of the results up to 2 days. The obtained results allowed the distinction of 3 different Listeria species and the distinction of Salmonella spp. from other bacteria that can be mistaken with them. Finally, in chapter 5, high pressure processing, an emerging methodology that permits to produce microbiologically safe foods and extend their shelf-life, was applied to 12 foodborne bacteria to determine their resistance and the effects of pressure in cells. A treatment of 300 MPa, during 15 minutes at room temperature was applied. Gram-negative bacteria were inactivated to undetectable levels and Gram-positive showed different resistances. Bacillus cereus and Staphylococcus aureus decreased only 2 logs and Listeria innocua decreased about 5 logs. IR spectroscopy was performed in bacterial colonies before and after HPP in order to investigate the alterations of the cellular compounds. It was found that high pressure alters bands assigned to some cellular components as proteins, lipids, oligopolysaccharides, phosphate groups from the cell wall and nucleic acids, suggesting disruption of the cell envelopes. In this work, bacterial quantification and classification, as well as assessment of cellular compounds modification with high pressure processing were successfully performed. Taking this into account, it was showed that IR spectroscopy is a very promising technique to analyse bacteria in a simple and inexpensive manner.

Development of a sustainable method for the extraction of lycopene and β-carotene from food wastes

The main objective of the present work is the study of a profitable process not only in the extraction and selective separation of lycopene and β-carotene, two compounds present in tomato, but also in its potential application to food industry wastes. This is one of the industries that produce larger amounts of wastes, which are rich in high value biomolecules with great economic interest. However, the conventional methods used to extract this kind of compounds are expensive which limits their application at large scale. Lycopene and βcarotene are carotenoids with high commercial value, known for their antioxidant activity and benefits to human health. Their biggest source is tomato, one of the world’s most consumed fruits, reason for which large quantities of waste is produced. This work focuses on the study of diverse solvents with a high potential to extract carotenoids from tomato, as well as the search for more environmentally benign solvents than those currently used to extract lycopene and β-carotene from biomass. Additionally, special attention was paid to the creation of a continuous process that would allow the fractionation of the compounds for further purification. Thus, the present work started with the extraction of both carotenoids using a wide range of solvents, namely, organic solvents, conventional salts, ionic liquids, polymers and surfactants. In this stage, each solvent was evaluated in what regards their capacity of extraction as well as their penetration ability in biomass. The results collected showed that an adequate selection of the solvents may lead to the complete extraction of both carotenoids in one single step, particularly acetone and tetrahydrofuran were the most effective ones. However, the general low penetration capacity of salts, ionic liquids, polymers and surfactants makes these solvents ineffective in the solid-liquid extraction process. As the organic solvents showed the highest capacity to extract lycopene and βcarotene, in particular tetrahydrofuran and acetone, the latter solvent used in the development process of fractionation, using to this by strategic use of solvents. This step was only successfully developed through the manipulation of the solubility of each compound in ethanol and n-hexane. The results confirmed the possibility of fractionating the target compounds using the correct addition order of the solvents. Approximately, 39 % of the β-carotene was dissolved in ethanol and about 64 % of lycopene was dissolved in n-hexane, thus indicating their separation for two different solvents which shows the selective character of the developed process without any prior stage optimization. This study revealed that the use of organic solvents leads to selective extraction of lycopene and β-carotene, allowing diminishing the numerous stages involved in conventional methods. At the end, it was possible to idealize a sustainable and of high industrial relevance integrated process, nevertheless existing the need for additional optimization studies in the future.

Extração e caracterização de óleo de sementes de frutos

Dissertação de mest., Tecnologia de Alimentos, Instituto Superior de Engenharia, Univ. do Algarve, 2012

Produção de lípidos estruturados por acidólise de óleo de semente de abóbora

Dissertação de mest., Tecnologia dos Alimentos, Instituto Superior de Engenharia, Univ. do Algarve, 2013