1. UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS Profa. Dra. Diana Fachin

2. UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DEALIMENTOS • Introdução • Preservação de Alimentos • Alta Pressão – Histórico • Processamento por alta pressão • Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos • Inativação de microorganismos por alta pressão • Inativação enzimática por alta pressão • Estudo de caso • Conclusões Gerais

3. EXIGÊNCIAS DO CONSUMIDOR • alimento de alta qualidade (sabor, textura e aparência) • produto mais natural • saudável • alta conveniência (preparação, estocagem e vida de prateleira) • seguro

4. REAÇÕES DA INDÚSTRIA • processamento menos agressivo • poucos aditivos • combinação de sistemas de preservação • - menos uso de sal, açúcar, gorduras saturadas

5. UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DEALIMENTOS • Introdução • Preservação de Alimentos • Alta Pressão – Histórico • Processamento por alta pressão • Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos • Inativação de microorganismos por alta pressão • Inativação enzimática por alta pressão • Estudo de caso • Conclusões Gerais

6. Evitar perda de qualidade PRESERVAÇÃO DE ALIMENTOS Objetivo microbiológica enzimática reações químicas reações físicas

7. Alimento seguro Indesejáveis mudanças no alimento (cor, sabor, aroma) PRESERVAÇÃO DE ALIMENTOS Tecnologia Tradicional Processamento Térmico

8. PRESERVAÇÃO DE ALIMENTOS Novas Tecnologias • Alta pressão • Combinado ultrasônico, calor e pressão • Pulso elétrico

9. UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DEALIMENTOS • Introdução • Preservação de Alimentos • Alta Pressão – Histórico • Processamento por alta pressão • Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos • Inativação de microorganismos por alta pressão • Inativação enzimática por alta pressão • Estudo de caso • Conclusões Gerais

10. ALTA PRESSÃO HISTÓRICO Hite – 1899 verificou que o leite não azedou Bridgeman – 1914 coagulação da albumina Suzuki – 1960 cinética de desnaturação de ovoalbumina Hayashi – 1989 preservação de alimentos por AP

11. Estudos cinéticos aplicação da AP Combinação P x T Estudo da inativação de esporos ALTA PRESSÃO HISTÓRICO - CONCLUSÃO Aspectos ausentes nos estudos anteriores:

12. UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DEALIMENTOS • Introdução • Preservação de Alimentos • Alta Pressão – Histórico • Processamento por alta pressão • Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos • Inativação de microorganismos por alta pressão • Inativação enzimática por alta pressão • Estudo de caso • Conclusões Gerais

13. Mantém intacta ligações covalentes Retenção de atributos (sabor, aroma e cor) PROCESSAMENTO POR ALTA PRESSÃO Alta pressão Afeta ligações não covalentes (hidrogênio, iônica e hidrofóbicas)

14. PROCESSAMENTO POR ALTA PRESSÃO

15. PROCESSAMENTO POR ALTA PRESSÃO

16. PROCESSAMENTO POR ALTA PRESSÃO

17. Transmitida de maneira uniforme e instantânea PROCESSAMENTO POR ALTA PRESSÃO Pressão isostática

18. PROCESSAMENTO POR ALTA PRESSÃO

19. EQUIPAMENTOS DE ALTA PRESSÃO Câmara de pressão Alimento embalado Sistema descontínuo

20. EQUIPAMENTOS DE ALTA PRESSÃO Sistema contínuo

21. EQUIPAMENTOS DE ALTA PRESSÃO Pmax= 1000 MPa T=-25°C to 100°C

22. EQUIPAMENTOS DE ALTA PRESSÃO Pmax=600 MPa T=-30°C - 100°C

23. UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DEALIMENTOS • Introdução • Preservação de Alimentos • Alta Pressão – Histórico • Processamento por alta pressão • Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos • Inativação de microorganismos por alta pressão • Inativação enzimática por alta pressão • Estudo de caso • Conclusões Gerais

24. EFEITO DA ALTA PRESSÃO NA COR DOS ALIMENTOS Produtos a base de frutas e vegetais Geléia de frutas: superior ao tratamento convencional Morango: alta retenção da cor vermelha Vegetais verdes: mantém cor sob alta pressão (800MPa) e T<50°C Cogumelo e cebola: descoloração sob P

25. P= 200MPa e 400MPa escurecimento Baixo pH diminui a taxa de escurecimento P=600MPa EFEITO DA ALTA PRESSÃO NA COR DOS ALIMENTOS Reação de Maillard Escurecimento aumentou com aumento pH

26. Não apresentam diferença entre processado sob P e o natural Aroma menos intenso, semelhante a cebola cozida/frita EFEITO DA ALTA PRESSÃO NO SABOR DOS ALIMENTOS Produtos a base de frutas e vegetais Sucos de laranja, grapefruit e maçã cebola

27. UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DEALIMENTOS • Introdução • Preservação de Alimentos • Alta Pressão – Histórico • Processamento por alta pressão • Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos • Inativação de microorganismos por alta pressão • Inativação enzimática por alta pressão • Estudo de caso • Conclusões Gerais

28. Gram negativo: 300 MPa Gram positivo: 600 MPa INATIVAÇÃO DE MICROORGANISMOS POR ALTA PRESSÃO Células vegetativas

29. INATIVAÇÃO DE MICROORGANISMOS POR ALTA PRESSÃO Suco de fruta inoculado com E-coli a 1,5 x107ufc/mL, tratado com P=500 MPa

30. INATIVAÇÃO DE MICROORGANISMOS POR ALTA PRESSÃO Baixas pressões germinação de esporo linhagem Esporos resistentes à Pressão

31. UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DEALIMENTOS • Introdução • Preservação de Alimentos • Alta Pressão – Histórico • Processamento por alta pressão • Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos • Inativação de microorganismos por alta pressão • Inativação enzimática por alta pressão • Estudo de caso • Conclusões Gerais

32. Efeito P nas reações químicas e bioquímicas V Princípio de Le Chatelier P favorece reações acompanhadas por diminuição de volume INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO Mecanismo de inativação enzimática pela Pressão

33. Reversível/irreversível Inativação Parcial/completa INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO Efeito da alta pressão nas enzimas 1. Pressurização a Temperatura ambiente

34. INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO Mudanças na estrutura da proteína • tipo de enzima • meio • pressão e temperatura • tempo de processamento

35. aumentadas/inibidas Mais sensível à ação enzimática INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO 2. Reações enzimáticas 3. Substrato macromolecular (proteína, amido)

36. Escurecimento enzimático (frutas e vegetais) Afetar cor do alimento Diminui qualidade nutricional INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO (PPO) Polifenoloxidase (PPO)

37. INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO (PPO)

38. catalisa a oxidação de ácido graxos poli-insaturados em correspondentes hidroperóxidos. causa mudança na cor, sabor, textura e qualidade nutricional INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO (LOX) Lipoxigenase (LOX)

39. INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO (LOX)

40. catalisa a demetilação da pectina induz clarificação de sucos (laranja, tomate) melhora a textura do tomate INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO (PME) Pectinametilesterase (PME)

41. INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO (PME)

42. degrada pectina diminuição da viscosidade INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO Poligalacturonase (PG)

43. INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO Reação da PG sobre pectina

44. INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO - CINÉTICA Primeira ordem Modelo bifásico Conversão Fracionada

45. INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO - CINÉTICA Dependência da temperatura (P constante) Dependência da pressão (T constante) Combinação de pressão e temperatura

46. Laranja - PME Banana - PME 600MPa-700MPa/10°C 450MPa-600MPa/25°C Fonte: Ly Nguyen et al, 2002 Fonte: Van den Broeck et al, 1999 INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO - CINÉTICA

47. INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO - CINÉTICA Purificada PME Tomate PME – suco tomate T=66°C T=62°C

48. INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO - CONCLUSÃO 1. Influência da P, T, origem e meio na inativação enzimática 2. Resistência da enzima à Pressão não está relacionada à resistência térmica da enzima 3. Conhecimento da cinética de inativação enzimática sob pressão é indispensável para aplicações da alta pressão

49. UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DEALIMENTOS • Introdução • Preservação de Alimentos • Alta Pressão – Histórico • Processamento por alta pressão • Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos • Inativação de microorganismos por alta pressão • Inativação enzimática por alta pressão • Estudo de caso • Conclusões Gerais

50. ESTUDO DE CASO PME/PG EM PRODUTOS À BASE DE TOMATE