Alta pressão

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Altas pressões na indústria de 
alimentos 
Prof. Letícia Fernandes de Oliveira 
Universidade Federal de Lavras 
Departamento de Ciência dos Alimentos 
GCA 109 Princípios de Conservação de Alimentos 
 
Tratamento por altas pressões 
• Alta pressão hidrostática = alta pressão isostática. 
 
• Princípio isostático → independe do volume e da 
forma da amostra 
 
• Originária na produção de cerâmica, aço e superligas 
 
• 1899: leite à 689 MPa / 1h conservou-se por mais 
tempo, com reduções de 6 decimais na contagem 
bacteriana total. 
 
Como é gerada a alta pressão? 
• Indústria alimentícia: equipamentos que 
tolerem p>4000 atm 
 Vaso carregado 
Cheio c/ meio de 
transmissão de p 
Aplicada alta pressão/tempo 
Vaso é aberto, descarregado 
e carregado novamente 
• Equipamento: recipiente de 
pressão (bloco de liga de aço), 
sistema gerador de pressão, 
dispositivo para controle da T e 
sistema operacional. 
 
• Podem ser originadas: 
Compressão direta; 
Compressão indireta; 
Aquecimento através da pressão. 
Como é gerada a alta pressão? 
Compressão direta 
• Pressurização de um meio com 
a extremidade final de um 
pistão (↓ d) que é 
impulsionado por uma bomba 
de baixa pressão. 
 
• Vantagem: compressão rápida; 
 
• Desvantagem: restrições de 
selagem a alta pressão 
dinâmica entre o pistão e a 
superfície interna da câmera. 
 
Compressão indireta 
• Utiliza um intensificador de alta pressão para 
uma bomba de média pressão, para dentro de 
um reservatório, num recipiente fechado de alta 
pressão, até a pressão desejada ser alcançada. 
Aquecimento do meio de pressão 
Utiliza a expansão do meio de pressão mediante 
um aumento da temperatura para gerar altas 
pressões. 
Quais as vantagens do processo? 
• Torna possível o processamento do alimento à T 
ambiente, ou mesmo à T mais baixa; 
 
• Possibilita a uniforme transmissão de pressão 
sobre o alimento, independentemente da sua 
forma e tamanho, o que dispensa operações 
preliminares neste; 
 
• Proporciona morte microbiana sem o uso de 
aditivos químicos; 
 
• Pode ser utilizado para o desenvolvimento de 
produtos com propriedades funcionais. 
 
Quais são os efeitos causados pela AP? 
• Modificações nos sistemas biológicos: 
morfológico, bioquímico e genético 
• Mudanças na membrana da parede celular do 
microrganismo. 
• Resistência: esporos bacterianos (resiste a p≤ 
1000 MPa) > formas vegetativas bacterianas 
(inativadas a pressões de 400 a 600 MPa) > 
bolores e as leveduras (200 a 300 MPa). 
 
1. Mudanças morfológicas 
• Maioria das bactérias crescem até 20-30MPa. 
• Filamentos: alongamento das células 
Microrganismo Pressão 
(atm) 
Tamanho do 
filamento 
Tamanho 
do 
filamento 
(p=1 atm) 
Escherichia coli 400 10-100 μm 1-2 μm 
Serrati 
marinoruba 
600 200 μm 0,1-1,5 μm 
• Produção de RNA celular: aumenta; 
 
• Quantidade de DNA celular:diminui; 
 
• Mobilidade: em pressões de 20-40MPa as 
bactérias móveis são imobilizadas 
Ex: E. coli, Vibrio y Pseudomonas a 100 atm retém 
seus flagelos, a 400 atm perdem seus flagelos. 
1. Mudanças morfológicas 
2. Inativação microbiana 
• Pressão moderada: diminui a velocidade de 
crescimento e reprodução; 
• Pressão muito elevada: inativação dos m.o. 
• AP desnatura as proteínas(inibe a captação de 
a.a. essenciais), reduz o tamanho da camada 
fosfolipídica da membrana celular, maior 
permeabilidade da membrana (liberando 
material intracelular). 
 
Microrganismo Pressão 
Aplicada (atm) 
Temperatura 
(°C) 
Tempo 
(min) 
Viabilidade 
Bactérias em leite crú 2000 
5000 
10000 
35 
35 
35 
1800 
1800 
1800 
Redução de 1 ciclo log 
Redução de 4 ciclo log 
Sobrevivem poucas células 
E. coli 2900 25-30 10 Morte da maioria das células 
Listeria monocytogenes 2380-3400 -- 20 106 UFC/ml a menos 
Pseudomonas aeruginosa 1935 -- 720 Esterilização das células 
Salmonella typhimurium 2380-3400 -- 30 Redução de 3 ciclos log 
Staphylococcus aureus 2900 25-30 10 Morte da maioria das células 
Toxina de Staphylococcus 
aureus 
680 65 48 ~85% de desnaturação 
Tempo de inativação por pressão 
3. Inativação dos esporos 
• Pode causar a germinação dos esporos 
4. Fatores que afetam a inativação microbiana 
• PH, composição, pressão osmótica e temperatura 
do meio. 
 
• ↑ pressões alteram pH do meio, o que afeta a 
velocidade de crescimento e de inativação. 
Ex: E. coli à 1 atm se inibe a pH 4,9 e 10, 6; 
a 272 atm inibem em pH 5,8 e 9,0; e 
a 340 atm se inibem em pH 6,0 e 8,7. 
Qual o efeito da AP nas reações 
enzimáticas? 
• Inativação da enzima se ocorre pela sua alteração 
nas estruturas intermoleculares ou alterações 
conformacionais em seus sítios ativos. 
 
• Reativação após a descompressão é possível 
(grau de distorção da molécula – em p>300MPa 
irreversível) 
 
• Obs: falta de efeito sobre algumas enzimas ( 
proteases, lipases, esterases e oxidases) 
Efeito de 20 min de tratamentos de pressão 
sobre fosfatase alcalina em leite crú 
Carnes 
Aumento na atividade de enzimas 
proteolíticas (catepsina) → maciez. 
 
Vegetais 
Cumpre os requisitos de 
branqueamento, evitando a 
lixiviação de minerais e a 
acumulação de águas residuais. 
Sucos 
Inativação da Pectinesterase - 
pressurizado a 300-400 MPa. 
Qual o efeito da AP nas reações 
bioquímicas? 
• A pressão provoca uma diminuição do espaço molecular disponível, 
ou um aumento nas interações em cadeias. 
• Desnatura as moléculas de proteínas: despolimerização dos grupos 
carregados, ruptura de pontes salinas e ligações hidrofóbicas 
(modificações estruturais e conformacionais) 
• Desnaturação protéica AP: rompe as ligações hidrofóbicas e de par 
iônico da molécula de proteína, desdobramento das moléculas de 
proteína (redução do volume em +ou- 2 %) 
• Desnaturação por calor: formação ou rompimento de ligações 
covalentes. 
 
Ex: Leite tratado a 700 atm não azedo em 12 dias; 
 Prevenção da alta acidez do iogurte causada pela fermentação 
continua durante o armazenamento, prevenida sob pressão de 
2000 a 3000 atm durante 10 min a 10°C. 
Aplicação da alta pressão no 
processamento de alimentos 
• Aumentar a vida de prateleira (inativação dos 
m.o., esporos e enzimas); 
• Modificar a textura; 
• Modificar as propriedades sensoriais; 
• Descongelamento de alimentos 
• (ex: 2kg carne bovina, 
p= 200MPa, t= 80 min; 
p= 1atm., t= 7h53). 
 
Modificação sensorial 
Carne bovina: amolece. 
Altas pressões causam a separação das coberturas do sarcolema e do endomísio, 
das bandas de contração e ruptura dos espaços miofibrilares e intermiofibrilares. 
Pode ocorrer o desaparecimento de grânulos de glicogênio, o surgimento de 
mitocôndrias e reticulo sarcoplasmático inchado e, em alguns casos, a ruptura da 
mitocôndria. Aumento da atividade enzimas proteolíticas endógenas do músculo 
devido às altas pressões. 
Tomate: 
Estrutura interna mais firme. 
Tecidos de frango e filetes de pescado: 
Tornam-se opacos 
Arroz: rápido cozimento 
Alteração da estrutura do amido e da proteína. 
Compotas, geléias e calda: 
Retêm o gosto e cor da fruta fresca, permite a permanência da solução de 
açúcar no interior das frutas assim como a conservação comercial. 
Um material plástico é preenchido com uma mistura de frutas frescas, 
suco de frutas, açúcar e acidulante. O recipiente é lacrado e colocado a 
pressões de 4000 a 6000 atm durante 1-30 min. 
Sucos citricos: 
Não possuem o gosto amargo do limoneno 
Possuem um aroma parecido com o natural, sem perca vitamina C e 
com uma vida útil de aproximadamente17 meses. 
Gelificação 
O mecanismo de gelificação por alta pressão é diferente 
do produzido por calor. A gelificação por alta pressão é 
atribuído ao declínio do volume da solução protéica. Por 
outro lado, a aplicação de calor provoca um movimento 
violento das moléculas de proteínas que conduzem a 
destruição das ligações não covalentes, desnaturação e 
formação de redes ao acaso. Nos géis pressurizados a 
rearranjo das moléculas de água em torno dos resíduos 
de aminoácidos na pressão induzida produz géis mais 
brilhantes e transparentes, em comparação com os géis 
opacos obtidos em temperaturas elevadas.