UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS

Apresentação em tema: "UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS"— Transcrição da apresentação:

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

2 UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
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 DE ALIMENTOS
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 PRESERVAÇÃO DE ALIMENTOS
Objetivo Evitar perda de qualidade microbiológica enzimática reações químicas reações físicas

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

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

9 UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
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 – verificou que o leite não azedou Bridgeman – coagulação da albumina Suzuki – cinética de desnaturação de ovoalbumina Hayashi – preservação de alimentos por AP

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

12 UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
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 PROCESSAMENTO POR ALTA PRESSÃO
Mantém intacta ligações covalentes Afeta ligações não covalentes (hidrogênio, iônica e hidrofóbicas) Retenção de atributos (sabor, aroma e cor)

14 PROCESSAMENTO POR ALTA PRESSÃO

15 PROCESSAMENTO POR ALTA PRESSÃO

16 PROCESSAMENTO POR ALTA PRESSÃO

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

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

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

27 UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
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 INATIVAÇÃO DE MICROORGANISMOS POR ALTA PRESSÃO
Células vegetativas Gram positivo: 600 MPa Gram negativo: 300 MPa

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
Esporos resistentes à Pressão Baixas pressões germinação de esporo linhagem

31 UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
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 INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO
Mecanismo de inativação enzimática pela Pressão Efeito P nas reações químicas e bioquímicas V Princípio de Le Chatelier P favorece reações acompanhadas por diminuição de volume

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

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

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

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

37 INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO (PPO)
Origem Meio Pressão Referência abacate pH 7,0 800 MPa/25°C/>60 min Weemaes et al., 1998 maçã pH 5,4 500 MPa/25°C/1min Anese et al., 1995 pH 6,0 600 MPa/25°C/5-60min Weemaes et al.,1998 pera 900MPa/25°C/ 200min tomate pH 4,1 MPa/25°C/15min Hernandez e Cano,1998 uva pH 3,2 >600 MPa/15°C/10min Castellari et al., 1997 700 MPa/25°C/5-30min Weemaes et al, 1998

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

39 INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO (LOX)
Origem Meio Pressão Referência ervilha suco 400MPa/10min Indrawati et.al, 2000 soja Borato, pH 9 >400MPa/5min Heinisch et al, 1995 Tris, pH 9 525MPa/15min Ludikhuyze et.al, 1998 vagem 500MPa/5min

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

41 INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO (PME)
Origem Meio Pressão Referência banana Tris, pH 7,0 MPa/10C Ly Nguyen et al, 2002 cenoura laranja água MPa/20-30C Van den Broeck et al, 1999 tomate purê MPa/30-75 C Crelier et al, 1995

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

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

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 DE ALIMENTOS
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 PME/PG EM PRODUTOS À BASE DE TOMATE
ESTUDO DE CASO PME/PG EM PRODUTOS À BASE DE TOMATE

51 EFEITO DA PME/PG EM SUCO E PURÊ
pectin PME PG +Ca2+ Perda da turbidez Diminuição da viscosidade

52 EFEITO DA PME/PG EM TOMATE ENLATADO
pectin PME PG + Ca++ Melhora textura Perda de Textura

53 INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO - CINÉTICA
(PME do tomate) Extrato Suco Purificada T= 50°C

54 INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO – CINÉTICA (PG do tomate)
Extrato T=25°C PG1 T=20°C Suco T=20°C PG2 T=20°C

55 INATIVAÇÃO DE PG POR PROCESSO ISOTÉRMICO/ISOBÁRICO
Constante de velocidade (k) (x10-2) (min-1)

56 INATIVAÇÃO PG Po= 400 MPa To= 298 K

57 INATIVAÇÃO DE PG SIMULAÇÃO

58 PME/PG EM PRODUTOS DE TOMATE - CONCLUSÃO
Suco/purê de tomate: inativação de PG por alta pressão e inativação de PME por temperatura moderada. Manter turbidez e melhorar a viscosidade PRODUTO ALTA QUALIDADE

59 PME/PG EM PRODUTOS DE TOMATE - CONCLUSÃO
Tomates em lata Inativação de PG por alta pressão Mantendo a atividade de PME Textura mais firme PRODUTO ALTA QUALIDADE

60 UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
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

61 Impacto do processamento sob P na qualidade e segurança do alimento
CONCLUSÕES GERAIS Regulamento de novos alimentos Impacto do processamento sob P na qualidade e segurança do alimento Modelos Cinéticos 1. In situ 2. Método físico-matemático – perfil T-P-t 3. Uso de indicadores de processamento

62 CONCLUSÕES GERAIS Alta Pressão: técnica promissora na preservação de alimentos Pode inativar microorganismos e enzimas, mantendo sabor natural e valores nutritivos do alimento AP Gerar produtos com diferentes funcionalidades

63 CONCLUSÕES GERAIS - ação da pressão sobre aspectos nutricionais dos alimentos - indicadores a serem usados para medir o impacto do processamento por alta pressão - estudos dos efeitos químicos que envolvem o processamento por alta pressão

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65 AGRADEÇO A SUA ATENÇÃO!!

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