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UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS Prof a. Dra. Diana Fachin.

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

2 UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS 1.Introdução 2.Preservação de Alimentos 3.Alta Pressão – Histórico 4.Processamento por alta pressão 5.Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos 6.Inativação de microorganismos por alta pressão 7.Inativação enzimática por alta pressão 8.Estudo de caso 9.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 - processamento menos agressivo - poucos aditivos - combinação de sistemas de preservação - menos uso de sal, açúcar, gorduras saturadas REAÇÕES DA INDÚSTRIA

5 UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS 1.Introdução 2.Preservação de Alimentos 3.Alta Pressão – Histórico 4.Processamento por alta pressão 5.Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos 6.Inativação de microorganismos por alta pressão 7.Inativação enzimática por alta pressão 8.Estudo de caso 9.Conclusões Gerais

6 PRESERVAÇÃO DE ALIMENTOS ObjetivoEvitar perda de qualidade microbiológica enzimática reações químicas reações físicas

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

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

9 UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS 1.Introdução 2.Preservação de Alimentos 3.Alta Pressão – Histórico 4.Processamento por alta pressão 5.Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos 6.Inativação de microorganismos por alta pressão 7.Inativação enzimática por alta pressão 8.Estudo de caso 9.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 Aspectos ausentes nos estudos anteriores: ALTA PRESSÃO HISTÓRICO - CONCLUSÃO Estudos cinéticos aplicação da AP Combinação P x T Estudo da inativação de esporos

12 UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS 1.Introdução 2.Preservação de Alimentos 3.Alta Pressão – Histórico 4.Processamento por alta pressão 5.Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos 6.Inativação de microorganismos por alta pressão 7.Inativação enzimática por alta pressão 8.Estudo de caso 9.Conclusões Gerais

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

14 PROCESSAMENTO POR ALTA PRESSÃO

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

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

20 EQUIPAMENTOS DE ALTA PRESSÃO Sistema contínuo

21 EQUIPAMENTOS DE ALTA PRESSÃO P max = 1000 MPa T=-25°C to 100°C

22 P max =600 MPa T=-30°C - 100°C EQUIPAMENTOS DE ALTA PRESSÃO

23 UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS 1.Introdução 2.Preservação de Alimentos 3.Alta Pressão – Histórico 4.Processamento por alta pressão 5.Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos 6.Inativação de microorganismos por alta pressão 7.Inativação enzimática por alta pressão 8.Estudo de caso 9.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 400MPaescurecimento 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 cebola Aroma menos intenso, semelhante a cebola cozida/frita

27 UTILIZAÇÃO DA ALTA PRESSÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS 1.Introdução 2.Preservação de Alimentos 3.Alta Pressão – Histórico 4.Processamento por alta pressão 5.Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos 6.Inativação de microorganismos por alta pressão 7.Inativação enzimática por alta pressão 8.Estudo de caso 9.Conclusões Gerais

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

29 INATIVAÇÃO DE MICROORGANISMOS POR ALTA PRESSÃO Suco de fruta inoculado com E-coli a 1,5 x10 7 ufc/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 1.Introdução 2.Preservação de Alimentos 3.Alta Pressão – Histórico 4.Processamento por alta pressão 5.Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos 6.Inativação de microorganismos por alta pressão 7.Inativação enzimática por alta pressão 8.Estudo de caso 9.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 1. Pressurização a Temperatura ambiente Inativação Reversível/irreversível Parcial/completa Efeito da alta pressão nas enzimas

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 3. Substrato macromolecular (proteína, amido) Mais sensível à ação enzimática aumentadas/inibidas

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) OrigemMeioPressãoReferência abacatepH 7,0 800 MPa/25°C/>60 min Weemaes et al., 1998 maçãpH 5,4 500 MPa/25°C/1min Anese et al., 1995 maçãpH 6,0 600 MPa/25°C/5- 60min Weemaes et al.,1998 perapH 7,0900MPa/25°C/ 200minWeemaes et al., 1998 tomatepH 4, MPa/25°C/15min Hernandez e Cano,1998 uvapH 3,2>600 MPa/15°C/10minCastellari et al., 1997 uvapH 6,0 700 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) OrigemMeioPressãoReferência ervilhasuco 400MPa/10min Indrawati et.al, 2000 sojaBorato, pH 9>400MPa/5minHeinisch et al, 1995 sojaTris, pH 9 525MPa/15min Ludikhuyze et.al, 1998 vagemsuco 500MPa/5min Indrawati et.al, 2000

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) OrigemMeioPressãoReferência bananaTris, pH 7, MPa/10 C Ly Nguyen et al, 2002 cenouraTris, pH 7, MPa/10 C Ly Nguyen et al, 2002 laranjaágua MPa/20-30 C Van den Broeck et al, 1999 tomatepurê 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 Banana - PME Fonte: Ly Nguyen et al, MPa-700MPa/10°C Laranja - PME Fonte: Van den Broeck et al, MPa-600MPa/25°C

47 INATIVAÇÃO ENZIMÁTICA POR ALTA PRESSÃO - CINÉTICA Purificada PME TomatePME – suco tomate T=66°CT=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 1.Introdução 2.Preservação de Alimentos 3.Alta Pressão – Histórico 4.Processamento por alta pressão 5.Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos 6.Inativação de microorganismos por alta pressão 7.Inativação enzimática por alta pressão 8.Estudo de caso 9.Conclusões Gerais

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

51 pectin PME +Ca 2+ Perda da turbidez PG Diminuição da viscosidade EFEITO DA PME/PG EM SUCO E PURÊ

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

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

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

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

56 INATIVAÇÃO PG P o = 400 MPa T o = 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 1.Introdução 2.Preservação de Alimentos 3.Alta Pressão – Histórico 4.Processamento por alta pressão 5.Efeito da alta pressão na cor e no sabor dos alimentos 6.Inativação de microorganismos por alta pressão 7.Inativação enzimática por alta pressão 8.Estudo de caso 9.Conclusões gerais

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

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

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

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65 AGRADEÇO A SUA ATENÇÃO!!

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