Tratamentos térmicos: efeitos sobre os nutrientes, microbiologia & qualidade física do alimento

O custo da alimentação tem significativa importância na produção animal, já que o alimento representa cerca de 70% do custo do animal vivo, ou dos produtos derivados.

Portanto, maximizar o uso do alimento, melhorando o índice de eficiência produtiva através da melhora da conversão alimentar, reduzindo o impacto negativo dos micoorganismos, é indispensável para a viabilidade econômica e ambiental. Uma das formas para melhorar essa eficiência é por meio dos tratamentos térmicos do alimento.

Trata-se de um tema muito controverso, onde aparecem dúvidas e incertezas relacionadas a alguns fatores e parâmetros, tanto nas empresas, como nos diferentes trabalhos científicos disponíveis. Além disso, também há vários aspectos que necessitam ser estudados com maior profundidade. No entanto, neste trabalho, tentaremos oferecer algumas orientações práticas e operacionais.

Principais variáveis trabalhadas nos tratamentos térmicos:

Estas variáveis podem ser trabalhadas com diferentes intensidades correlacionadas e dependerão, basicamente, do tipo de alimento tratado, dos objetivos definidos e da estrutura dos processos.

Principais tratamentos térmicos utilizados na fabricação de alimentos balanceados:

Termo-acondicionamento: Tratamento térmico sem mudança do formato físico. Consiste em aquecer o alimento, em geral via calor indireto; e tem como objetivo básico fazer a higienização do alimento, ou seja, reduzir, ou eliminar microorganismos. Usados mais para reprodutoras de aves e postura comercial com o objetivo de manter a vantagem da granulometria.

Peletização: É o processo mais usado na indústria de alimentos balanceados, em especial para animais de produção econômica (suínos, aves, bovinos). Neste processo, o alimento em farinha é transformado em grânulos (pellets). É o processo mais conhecido e onde acontecem menos dúvidas sobre a viabilidade econômica e operacional.

Expansão: Esse processo usa a variável pressão com maior intensidade e, normalmente, é usado como processo de intensificação do condicionamento em linhas de peletização. Também é usado para tratar termicamente (expandir) produtos individuais, ou em conjunto como milho, soja, trigo, tortas etc.

Extrusão: É o processo mais complexo e trabalha com maior intensidade as variáveis. Em função de seu custo, em geral, não é economicamente viável, a não ser para alimentos para animais de companhia e peixes.

Principais objetivos dos Tratamentos Térmicos:

Alterar fisicamente o alimento: transformar o alimento farináceo em grânulos de formatos variados. Facilita a ingestão, tornando o alimento mais atrativo, gerando menos desperdícios.

Especificações referenciais para a qualidade física (ver adiante).

Alterar quimicamente/bromatologicamente os nutrientes para que a formação dos grânulos seja possível de maneira estável e também para melhorar a digestibilidade. Busca-se três ações:

Gelatizinação do amido: (Peletização 20 a 35%, Expansão 40 a 70%). Apesar de ser menos intensa na peletização, é determinante para a resistência dos pellets.

Plastificação das partículas orgânicas. Fundamental para estabelecer forte aderência entre as partículas.

Permeabilidade das paredes celulares. Facilita a penetração e ação dos sucos digestivos.

Reduzir/eliminar micoorganismos: Especificações referenciais:

Bactérias e fungos totais: Animais de produção: <10.000 ufc/gr e reprodutoras 1.000 ufc/gr.

Enterobactérias: Animais de produção: <1.000 ufc/gr e reprodutoras 100 ufc/gr de alimento.

Livre de Salmonella

Cálculo do retorno do investimento com base em algumas premissas previamente estabelecidas para frangos no Brasil, Maio de 2018

Para o processo de peletização:

Para o processo de peletização + expansão, considerado somente o ganho e o custo adicional do processo de expansão

Para alcançar os objetivos econômicos e operacionais, é necessário entender como os processos de tratamento térmico afetam os nutrientes, a microbiologia e a forma física do alimento.

Tratamentos térmicos:

Principais impactos sobre os alimentos e processos subsequentes

Os Nutrientes

Como regra geral e dentro dos limites recomendados para o uso das variáveis nos tratamentos térmicos, o amido tende a melhorar a digestibilidade à medida que as variáveis se intensificam.

A proteína melhora até um certo ponto, depois se estabiliza e mais adiante aumentam os riscos da desnaturação excessiva.

As vitaminas, enzimas, medicamentos e outros complementos são perdidos desde o princípio, o que se instensifica à medida que intensifica-se as variáveis usadas. Estes danos dependem do tipo/sensibilidade e da proteção que apresentam.

Tendência de como os Nutrientes são afetados com o Tratamento Térmico e Recomendações de Tempos de Retenção no Acondicionador

Figura 3. Os nutrientes

Microbiologia

Redução/Eliminação

Figura 4.Misturador

Regra geral: Quanto mais intenso seja o uso das variáveis, maior será a redução dos microorganismos.

Regra Prática: 40 segundos é suficiente para eliminar praticamente todos os microorganismos de maior risco, em especial as salmonellas, desde que a temperatura seja superior a 80oC (ideal 82 a 85oC) e a umidade acrescida via vapor, seja pelo menos de 3%.

É fundamental que o alimento seja fluidizado no acondicionador e que se mescle bem com o vapor. Na prática, devemos verificar que a cobertura do acondicionador esteja limpa.

Qualidade Física

A qualidade física dos pellets melhora com a intensidade do uso das variáveis (temperatura, umidade, tempo e pressão).

A Qualidade física dos pellets depende muito do processo de acondicionamento.Sem uma boa gelatinização e plastificação não se consegue boas pontes de união entre as partículas.

A pressão de compactação, apesar de ser importante, sem gelatinização e plastificação, não vai gerar resistência duradoura.

Como regra geral, a planta de alimentos deveria entregar os pellets dentro de uma qualidade física específica. Com base na literatura e alguns padrões referenciais, podemos considerar pellets de qualidade:

PDI (Pellets Durability Index): > 90%. Método referencial: Professor Pfost – Kansas University.

Dureza:

Suínos: +- 2,5 kgf/mm2
Aves: +- 3 kgf/mm2. Método referencial Kahl. Outros Wagner, Schleuniger.

Percentual de Pellets, ou de finos: Esse é o indicador mais importante, em especial, para aves. Algumas referências:

% finos saída resfriadora: < 5% (máx 8%).
% finos saída peneira: < 5% (ideal 2 a 3%)

% finos saída planta:

Com peneira < 5 a 6%
Sem peneira < 8 a 10%

% finos no comedouro: < 30% (é o que interessa)

O importante é ter bastante pellets no comedouro. Com base em L. J. McKinney and R. G. Teeter, Oklahoma State University, Stillwater, Oklahoma 74078, pelo menos 70% de pellets.

Figura 5. Dietário calórico por valores de mudanças na qualidade do pellet

Fonte:Predicting Effective Caloric Value of Nonnutritive Factors: I. Pellet Quality and II. Prediction of Consequential Formulation Dead Zones – L. J. McKinney and R. G. Teeter 1 Oklahoma State University. Stillwater, Oklahoma 74078

Depois da saída da planta, os pellets sofrem uma série de impactos cuja intensidade depende da qualidade dos processos seguintes:

Caminhão: O impacto sobre os pellets vai depender do tipo de caminhão, manejo da descarga e sobretudo do sistema de descarga. Principais tipos de caminhões e sistemas de descarga:

Descarga pneumática: usado, principalmente, na Europa. Praticamente não danifica os pellets. Aumenta os finos entre 1 e 3%.

Descarga mecânica:

Normal: transportador helicoidal e sem orientação, ou limitações para descarga: quebra de pellets aproximada, dependendo um pouco da resistência: 20- 30%

Normal com restrições de velocidade de descarga e diâmetro da rosca maior: pode-se estimar uma redução na quebra, comparado à condição anterior, na ordem de 5 a 10%.

Normal melhorado: com transferência dos produtos entre roscas com sistema hidráulico, transportador com diâmetro maior e restrições de velocidade da descarga. Neste caso, a ruptura pode ser reduzida entre 8 e 12%, em pellets de boa qualidade (PDI > 90%).

Transporte do silo da granja ao comedouro.

Não há muita informação acadêmica sobre esse tema. Na prática, com base em diferentes avaliações em empresas, é possível concluir que podemos ter, dependendo do tipo e grau de automatização da granja, uma quebra semelhante à registrada no caminhão.

Quanto maior for a intensidade das variáveis usadas nos tratamentos térmicos, melhor será a qualidade física e maior a capacidade de reduzir/eliminar microorganismos, porém, em contrapartida, os riscos de danificar os nutrientes serão maiores. A questão chave é encontrar o equilíbrio entre potenciais ganhos e possíveis perdas.

Considerações Finais:

Um dos maiores desafios da indústria de alimentos compostos, em termos de processamento, são os tratamentos térmicos. Tudo indica que temos grandes oportunidades e, ao mesmo tempo, grandes desafios.

OPORTUNIDADES

As principais oportunidades são:

Melhorar a qualidade nutricional, buscando o equilíbrio entre ganhos potenciais e riscos.

Manter a qualidade física até o comedouro.

Eliminar os microorganismos patogênicos, sem que haja recontaminação nos processos seguintes.

DESAFIOS

Os desafios começam no projeto, pois a qualidade física e a produtividade são definidas no projeto e caminham em sentidos contrários. Por isso, sugerimos não comprar equipamentos e sim processos com as especificações de qualidade e produtividade definidas. Para produzir com qualidade será necessário investir em máquinas maiores e mais seguras, investir em peneiras para separar os finos e na adição de líquidos post pellets.

Ainda há muitas dúvidas que devem ser estudadas e cientificamente esclarecidas sobre este tema, o que é um desafio para as empresas, universidades, centros de pesquisa.

Assim, sem pretenção de esgotar o assunto, ser dono da verdade e não dar respostas prontas e definitivas, esperamos ter contribuído para avançar um pouco mais neste tema.Assim, sem pretenção de esgotar o assunto, ser dono da verdade e não dar respostas prontas e definitivas, esperamos ter contribuído para avançar um pouco mais neste tema.