Aplicação de campos elétricos pulsados de alta intensidade no processamento de suco de cenoura | Application of high intensity pulsed electric field on carrot juice processing

Suco de hortaliças é um produto de alto valor nutricional, porém é perecível e, por isso durante seu processamento necessita passar por um processo de estabilização com o intuito de aumentar a sua vida de prateleira. O tratamento térmico é normalmente empregado com essa finalidade, contudo causa alteração de sabor, aroma, aparência e textura, além de ocasionar consideráveis perdas no valor nutricional do produto. Assim, nos últimos anos, alguns tratamentos não-térmicos têm sido estudados, dentre eles os campos elétricos pulsados de alta intensidade (CEPAI). Os CEPAI podem estabilizar os sucos com mínima alteração de suas propriedades sensoriais e nutritivas. O trabalho foi dividido em duas fases. Primeiramente determinaram-se as condições de estabilização via CEPAI, ou seja, intensidade do campo elétrico, tempo de tratamento, freqüência dos pulsos, comprimento e tipo de pulso (mono ou bipolar) de modo a garantir melhor estabilização do suco de cenoura, tomando como variável resposta a inativação da enzima peroxidase e a cor do suco de cenoura. Foi feito ainda caracterização físico- química do suco de cenoura e foram propostos alguns modelos para explicar a inativação enzimática em função do tempo de tratamento e intensidade dos campos elétricos aplicados. Os diferentes modelos usados se ajustaram adequadamente sendo que o modelo de primeira ordem fracional apresentou melhor ajuste. Em seguida, foi realizado um estudo comparativo entre a eficiência da pasteurização via CEPAI e por meio de dois tratamentos térmicos distintos comumente empregados na indústria de sucos de frutas e hortaliças. A comparação foi feita logo após a aplicação dos tratamentos e também ao longo do tempo de armazenamento tendo como variável resposta alguns compostos bioativos (vitamina C, &#946;- caroteno e compostos fenólicos), teste de aceitação sensorial, inativação enzimática e algumas propriedades físico-químicas. O tratamento via CEPAI utilizando 35 kV/cm, aplicando pulsos bipolares a uma freqüência de 200 Hz e 6 &#956;s de comprimento durante 1500 &#956;s foi selecionado como sendo o mais eficaz na estabilização do suco de cenoura. O suco de cenoura tratado via CEPAI teve melhor aceitação sensorial, apresentou maior estabilidade quanto à turbidez e maior retenção de vitamina C do que os tratamentos térmicos. Não houve diferença significativa (p < 0,05) entre os tratamentos para o valor de pH, teor de sólidos solúveis, viscosidade e capacidade antioxidante. A concentração de &#946;-caroteno aumentou após os tratamentos e não houve diferença significativa (p < 0,05) entre os tratamentos aplicados. O teor de &#946;-caroteno, vitamina C e a capacidade antioxidante reduziram exponencialmente com o tempo de armazenamento. O suco de cenoura não apresentou atividade enzimática para a lipoxigenase e a redução do pH foi suficiente para inibir a polifenoloxidase. A pectinesterase foi completamente inativada em todos os tratamentos e a peroxidase apresentou baixa atividade residual após aplicação dos CEPAI e do tratamento térmico não havendo diferenças significativas (P<0,05) entre os tratamentos. Concluiu-se que a aplicação dos CEPAI foram capazes de promover a estabilização do suco de cenoura com menos alteração de suas propriedades intrínsecas e menor perda nutricional, sendo, portanto, mais eficiente do que o uso de tratamento térmico.

Vegetable juice is a product of high nutritional value, however it is perishable and for that during your processing needs to pass for a stabilization process to increase your shelf life. Thermal treatment is usually used with this purpose; however it causes nutritional loss, flavor, aroma, appearance and texture alteration. Like this, in the last years, non-thermal treatments have been studied, among them, high intensity pulsed electric fields (HIPEF). HIPEF can stabilize vegetables juices with a minimal alteration of its properties (sensorial and nutritional). This work was divided in two stages. In a first moment it was determined the conditions of HIPEF stabilization (field intensity; width, frequency and polarity of pulses; and total treatment time) that achieved a better stabilization of carrot juice taking as answer variable peroxidase inactivation and color preservation. They were still made physical-chemical characterization of carrot juice and it was proposed some models to explain the enzymatic inactivation as a function of treatment time or electric field intensity applied. The different models used fit well and the model of first fractional order presented a better accuracy. In a second moment, it was made a comparative study among the pasteurization efficiency of HIPEF and two thermal treatments commonly employees by vegetable juices industry. The comparison was made just after process and also throughout storage time taking as answer variable some bioactive compound (&#946;-carotene, vitamin C and phenolics compound), sensorial analysis, enzymatic inactivation and some physical-chemistries properties. The HIPEF treatment using 35 kV/cm of field intensity, applying 6 &#956;s pulse width in bipolar mode at 200 Hz of frequency during 1500 &#956;s was selected as being more effective on carrot juice stabilization. The HIPEF treated carrot juice presented a better sensorial acceptance; higher cloudy stability, and more retention of vitamin C than that presented by juices thermally processed. There was no significant difference (p < 0.05) among treatments for pH value, solids soluble content, viscosity and antioxidant capacity. The concentration of &#946;-carotene increased after process for all treated juices and no significant differences (p < 0.05) among them were observed. The tenor of &#946;-carotene, vitamin C and antioxidant capacity depleted exponentially as a function of storage time. Carrot juice did not present lypoxygenase activity and the pH reduction was enough to inhibit polyphenoloxidase. Pectin methyl esterase was completely inhibit for all treatments applied and peroxidase presented low residual activity after HIPEF and thermal treatments having no significant differences (p < 0.05) among them. It was ended that the HIPEF process was capable to promote carrot juice stabilization with smaller alteration of its properties and smaller nutritional losses. Therefore, HIPEF is better than thermal treatment to stabilize and to promote high quality of carrot juices.

Universidade Federal do Espírito Santo