Processamento de alimentos à alta pressão

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA 
FACULDADE DE FARMÁCIA 
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DE ALIMENTOS
FARA 13 - TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Ivo Henrique Pinto Andrade 
Processamento de alimentos à alta pressão -
Tendências
1- CONCEITOS E DEFINIÇÃO
Tecnologias eficientes para substituir ou complementar os tratamentos térmicos tradicionais
Processos não-térmicos
 Degradação de compostos essenciais às características sensoriais
 Perda de nutrientes
Processo por Alta Pressão: Tecnologia industrial de descontaminação não-térmica
mais utilizada e desenvolvida.
1- CONCEITOS E DEFINIÇÃO
Processo não-térmico, capaz de inativar microrganismos patogênicos e deteriorantes, leveduras,
bolores, vírus, e enzimas, mantendo a qualidade nutricional, sensorial e microbiológica dos
alimentos
Processos por Alta Pressão :
Envolve o uso de pressões elevadas (com ou sem calor externo) em alimentos por meio de
fluídos
 Faixa de 100-800 Mpa
 Efetuado por um curto período de tempo (<10 min)
2- PRINCÍPIO DO PROCESSO
Princípio da pressão isostática: Ao se aplicar pressões hidrostáticas altas em um alimento, seus efeitos são
distribuídos de forma instantânea e uniforme na matriz alimentícia, independentemente da geometria e
tamanho do alimento.
2- PRINCÍPIOS DO PROCESSO
 A compressão através da água provoca
aquecimento adiabático no alimento
 O tratamento por pressão reduz o volume da
matriz alimentar em até 15–20%
 Após a despressurização, o volume e a
temperatura do produto retornam próximo ao seu
valor inicial (resfriamento adiabático)
2- PRINCÍPIOS DO PROCESSO
 A alta pressão rompe e danifica a estrutura
da membrana dos microrganismos,
desnaturando proteínas responsáveis por
funções celulares vitais
• Replicação celular
• Mudanças no transporte de nutrientes e
no descarte de resíduos celulares.
2- PRINCÍPIOS DO PROCESSO
Desvantagens:
 Tecnologia segura, rápida e eficiente em termos de energia (não gera efluentes e a água utilizada pode ser reaproveitada)
 Aplicada a alimentos líquidos e sólidos
 Alterações tecnológicas benéficas como redução de tamanho
Vantagens:
 Pode provocar desnaturação proteica nos alimentos entre 300 e 400 MPa
 Produtos pasteurizados sob pressão (400-600 Mpa) devem ser mantidos sob condições refrigeradas (esporos bacterianos não são
eliminados)
 Têm eficácia variável na inativação de enzimas
3- PROCESSO POR ALTA PRESSÃO – TENDÊNCIAS ATUAIS
3.1- Armazenamento hiperbárico (AH)
• Consiste na aplicação de pressão hidrostática
moderada (até 250 MPa) para conservar alimentos à
temperatura ambiente
• Utilizado para manutenção da conservação de
alimentos frescos como carnes
• Os equipamentos consistem em tanques de aço de
retenção de pressão
3- PROCESSO POR ALTA PRESSÃO – TENDÊNCIAS ATUAIS
3.1- Armazenamento hiperbárico (AH)
• Equipamento mais fácil de operar do que os utilizados convencionalmente devido aos níveis de pressão
mais baixos
• A energia necessária é muito menor quando comparado à refrigeração (energia é empregada apenas para
a pressurização; a manutenção da pressão durante o armazenamento é garantida apenas pela vedação do
equipamento)
• Desvantagem: Alto custo inicial do equipamento de pressão para a implementação industrial da
tecnologia
Armazenamento hiperbárico de clara de ovo à temperatura ambiente: Efeitos nas propriedades higiênicas, 
estrutura proteica e funcionalidade tecnológica (2021)
• Objetivo: Investigar os efeitos do armazenamento
hiperbárico à temperatura ambiente na inativação
microbiana, propriedades físicas, estruturais e
tecnofuncionais da clara de ovo.
• Claras de ovo foram inoculadas com S. aureus e
S. enterica, e sua contagem foi acompanhada
durante o armazenamento sob condições
hiperbáricas e refrigeradas ao longo de 28 dias
• As amostras inoculadas e embaladas foram
pressurizadas a 200 MPa e temperatura
ambiente de 20 ± 2 °C. As amostras de controle
foram armazenadas sob condições refrigeradas
(4 °C, 0,1MPa)
• Foi realizada caracterização em relação ao
crescimento microbiano, propriedades físicas,
estruturais e tecnofuncionaisMotivação: A alta pressão pode promover modificações
críticas na estrutura de proteínas, alterando propriedades
tecnológicas
Armazenamento hiperbárico de clara de ovo à temperatura ambiente: Efeitos nas propriedades higiênicas, 
estrutura proteica e funcionalidade tecnológica (2021)
• Em apenas 3 h em condições hiperbáricas, valores
abaixo do limite de detecção foram alcançados para S.
enterica
• Esses valores foram mantidos ao longo dos 28 dias de
armazenamento, sugerindo a capacidade do AH de
manter a estabilidade microbiológica da clara de ovo
enquanto a pressão for aplicada.
• Por outro lado, S. aureus foi mais resistente à pressão.
• A pressão induz ativamente a inativação microbiana,
enquanto, a refrigeração apenas retarda o crescimento
microbiano
• As bactérias gram-positivas (S. Aureus) são mais
resistentes à pressão do que as gram-negativas
(Salmonella), devido à presença de uma espessa
camada de peptidoglicano na parede celular de
bactérias gram-positivas.
Armazenamento hiperbárico de clara de ovo à temperatura ambiente: Efeitos nas propriedades higiênicas, 
estrutura proteica e funcionalidade tecnológica (2021)
• Foi observado um aumento no valor absoluto do
potencial zeta, indicando estabilidade elétrica
ligeiramente maior das proteínas armazenadas
hiperbaricamente
• A pressurização favoreceu a exposição aumentada dos
grupamentos carboxila (carregados negativamente),
associados a uma maior interação com as moléculas de
água, tornando as proteínas menos compactas e mais
propensas a interações com os solventes
Armazenamento hiperbárico de clara de ovo à temperatura ambiente: Efeitos nas propriedades higiênicas, 
estrutura proteica e funcionalidade tecnológica (2021)
• A clara de ovo pressurizada apresentou um grande
aumento nas propriedades espumantes, pois por ser
menores e eletricamente mais estáveis, as proteínas
pressurizadas se estabeleceriam rapidamente na
interface entre as fases aquosa e gasosa, levando a um
encapsulamento de ar mais eficiente.
O armazenamento hiperbárico em temperatura ambiente foi capaz
de inativar S. aureus e S. enterica em clara de ovo após apenas 1
dia com poucos efeitos na estrutura proteica e desempenho
tecnológico, podendo ser utilizado para “pasteurizar” e aprimorar
a funcionalidade tecnológica de alimentos ricos em proteínas
• Aumento na viscosidade aparente após 14 dias de
armazenamento (0.421 Pa.s) e uma estrutura inchada
estabilizada (a viscosidade da clara de ovo aumentou
quase 4 vezes).
 Proteínas pressurizadas seriam menos propensas
a interações interpartículas, interagindo melhor
com o solvente, impedindo o fluxo livre do meio
aquoso
3- PROCESSO POR ALTA PRESSÃO – TENDÊNCIAS ATUAIS
3.2- Homogeneização de alta pressão (HAP)
• Tratamento sob pressão de alimentos líquidos (até ≈ 300 MPa) em
homogeneizador de alta pressão
• Dispersão aquosa é impulsionada em alta pressão através de uma
cavidade estreita na câmara de homogeneização ao encontro de uma
barreira (válvula de homogeneização)
• Devido à grande diferença de pressão na válvula, a energia da
pressão é convertida em turbulências e cavitações extremamente
altas, causando modificações físicas e estruturais na amostra
3- PROCESSO POR ALTA PRESSÃO – TENDÊNCIAS ATUAIS
3.2- Homogeneização de alta pressão (HAP)
• Aplicações:
 Dispersar líquidos não miscíveis e criar/estabilizar emulsões
 Diminuição do tamanho de partículas
 Rompimento dos glóbulos de gordura
 Modificação de proteínas
Produção em larga escala
Dependendo da temperatura inicial e da pressão, pode resultar em efeitos de 
pasteurização/ esterilização comercial
Modificação de nanopartículas de amido resistente usando tratamento de homogeneização de alta pressão (2020)
• Modificações físicas de amidos são feitas
para obter estruturas com melhores
propriedades e de forma sustentável
• Oefeito da alta pressão na morfologia do
amido resistente também é de interesse,
considerando também que é desejável manter
os efeitos benéficos à saúde do AR após o
tratamento• Amido Resistente: fração de amido e seus produtos de
degradação que não são absorvidos nem digeridos
pelas amilases no intestino delgado
Modificação de nanopartículas de amido resistente usando tratamento de homogeneização de alta pressão (2020)
• Objetivo: Investigar a eficiência da tecnologia de
homogeneização de alta pressão na produção de nanopartículas
de amido de milho com alto teor de amilose, observando os
efeitos da técnica nas propriedades dos grânulos de amido
resistentes.
• Suspensões de amido de milho com alto teor de
amilose (2%, p/p) em água destilada foram
submetidas à agitação mecânica, à 1000 rpm e
temperatura ambiente
• Foi realizada homogeneização de alta pressão a
140, 200 e 250 MPa por 1-4 ciclos em
homogeneizador de alta pressão, conectado em
sistema de refrigeração a água
• As nanopartículas foram caracterizadas quanto à
distribuição de tamanho, morfologia, padrão de
difração de raios-X, cristalinidade e teor de
amilose
Modificação de nanopartículas de amido resistente usando tratamento de homogeneização de alta pressão (2020)
• À medida que a pressão ou o número de ciclos
aumentava, observavam-se grânulos de amido
menores, poros, fendas profundas, agregados e
grânulos danificados
• O aumento da pressão pareceu afetar tanto o
tamanho quanto a morfologia dos grânulos
Modificação de nanopartículas de amido resistente usando tratamento de homogeneização de alta pressão (2020)
• A pressão teve maior efeito sobre a redução de tamanho
das partículas do que o número de ciclos
• O menor tamanho de partícula, 540 nm, foi alcançado após 4
ciclos de homogeneização a 250 Mpa
• O aumento da pressão de homogeneização nas amostras
levou à destruição da região cristalina e aumento da
proporção de amilose nas amostras
• Os picos principais estão em cerca de 5,4°, 17°, 20° e
23° (2θ), indicando que a estrutura do amido de milho
resistente é do padrão tipo B
Modificação de nanopartículas de amido resistente usando tratamento de homogeneização de alta pressão (2020)
• Os principais picos observados foram semelhantes, indicando que
a estrutura do amido de milho permaneceu no mesmo padrão, mas
com cristalinidade diminuída
• Amidos com alto teor de amilose possuem a tendência de reter
padrões moleculares densos durante o processamento, mantendo
assim seus importantes benefícios à saúde
O tratamento mecânico não-térmico da HAP provou ser
eficaz para a redução do tamanho médio das partículas
de amido (7,2 µm para 540 nm à 250 MPa e 4 ciclos), no
entanto, a redução de tamanho não foi acompanhada por
nenhuma conversão de estrutura
• Os resultados podem depender da estrutura do amido (amidos do
tipo B apresentam menor compressibilidade, sendo mais
resistentes à quebra sob pressão, comparados à amidos do tipo A)
3- PROCESSO POR ALTA PRESSÃO HIDROSTÁTICA– TENDÊNCIAS ATUAIS
3.3- Processamento térmico assistido por pressão (PTAP)
• Processo que consiste no pré-aquecimento de alimentos embalados a uma temperatura inicial (75-90 °C), seguido
pela aplicação de alta pressão (400-600 Mpa) em temperatura de processo entre 90-120 °C
• Desenvolvido para inativar esporos bacterianos e atingir comercialmente a esterilidade de alimentos com baixo
teor de acidez
• Vantagens:
 Rápido aumento da temperatura durante a compressão e o resfriamento subsequente na descompressão
 Inibir ou retardar reações
 Curto tempos de tratamento (3 a 10 min)
3- PROCESSO POR ALTA PRESSÃO HIDROSTÁTICA– TENDÊNCIAS ATUAIS
3.3- Processamento térmico assistido por pressão (PTAP)
Desvantagem:
• Equipamento é restrito principalmente ao laboratório ou escala piloto (capacidade de 5 a 55 L)
 Pressão e calor aplicados são intensivos, gerando um grande estresse no recipiente e nas vedações
Inativação de peroxidase e polifenoloxidase em água de coco usando processamento térmico assistido por pressão 
(2018)
• Objetivo: Investigar o efeito do processamento térmico
assistido por pressão na inativação das enzimas em função
da pressão, temperatura e tempo, avaliando a alteração do
conteúdo fenólico total e cor da água de coco tratada
• A água de coco se deteriora rapidamente devido
à contaminação externa por microrganismos
durante o processamento
• A atividade das enzimas presentes podem
provocar descoloração, sabor desagradável,
turbidez e menor vida útil à mesma
• Tratamentos térmicos convencionais alteram as
características sensoriais, limitando a
comercialização do produto
Inativação de peroxidase e polifenoloxidase em água de coco usando processamento térmico assistido por pressão 
(2018)
• Água de cocos verdes foi removida dos
mesmos e armazenada à -18 °C para o
tratamento
• As amostras foram pressurizadas a 200, 400 e
600 Mpa (10 MPa s-¹) em temperaturas de 40,
60, 80 e 90°C com tempos de espera de 60,
120, 300, 600, 900 e 1800 s
• Os vasos de pressão foram aquecidos usando
propilenoglicol como fluido de transmissão
de pressão, e tubos de polipropileno foram
preenchidos com água de coco não tratada.
Inativação de peroxidase e polifenoloxidase em água de coco usando processamento térmico assistido por pressão 
(2018)
• Nenhuma atividade enzimática foi detectada para ambas as enzimas dentro de 90 °C /400–600 Mpa (300 s)
 Atividade da POD: 0,52
 Atividade da PFO: 0,21
• POD mostrou-se mais resistente à pressão-temperatura do que o PFO em água de coco
 Estrutura terciária de proteínas é muito afetada pela pressão (pressão interrompe interações eletrostáticas), inativando
as enzimas
200 Mpa, 40 °C e 1800 s
Inativação de peroxidase e polifenoloxidase em água de coco usando processamento térmico assistido por pressão 
(2018)
• O teor total de polifenóis (TTP) na água de coco bruta foi: 0,07 mg GAE/g
• TTP das amostras aumentou após tratamentos a 120 °C/600 MPa/120 s (0,15 mg GAE/g) e (0,16 mg GAE/g) a 120
°C/400 MPa /1800 s
 Rompimento das paredes celulares e das ligações hidrofóbicas durante o tratamento aumentou a
capacidade de extração dos compostos antioxidantes
• ΔE < 5 unidades: Mudança imperceptível de cor das amostras
 ΔE é usado para denotar a diferença entre as cores de dois produtos.
 A cor de duas amostras é distinguível quando ΔE≥5 unidades
Inativação de peroxidase e polifenoloxidase em água de coco usando processamento térmico assistido por pressão 
(2018)
Nenhuma atividade enzimática foi detectada para as enzimas PFO e POD após 90 °C/400-600
Mpa a 300 s; o tratamento manteve a cor original da água de coco; O conteúdo fenólico total
aumentou após o tratamento. Portanto, os resultados destacam o uso potencial de PTAP para
tratamento em água de coco
REFERÊNCIAS
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