ISA 3-5/12/07 Pós-colheita e processamento m ínimo de produtos hortofrutícolas. Qualidade e segu rança
“Tecnologia de barreiras” para a manutenção da cor e da textura de
produtos minimamente processados.
Margarida Moldão Martins
UTL/ISA/DAIAT
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Produtos frescos cortados
� Mais perecíveis do que as respectivas matérias primas.
� Degradação de cor
� Degradação de textura
� Alteração de sabor
• Gosto• Aroma
� Perda de valor nutricional
� Aspectos microbiológicos
Aumento de actividade microbiana
Ausência de protecção naturalMaior superfície expostaEliminação do efeito competitivoMaior disponibilidade de substrato
Aspectos microbiológicos
Sabores estranhos< Valor nutricional
Lixiviação,Aumento da TR
Sabor/valor nutricional
Aroma desagradávelAroma menos característico
Formação e acumulação de aromas desagradáveisPerda de aromas naturais
Aroma
AmolecimentoPerda de turgescênciaEndurecimento
Degradação enzimática,> Taxa de transpiração
Textura
Acastanhamento“Esbranquiçamento”
Actividade enzimática[O2]Desidratação
Cor
Efeitos negativosCausasCaracterística
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Factores com influência na resposta ao PM
� Variedade
� Práticas culturais
� Data de colheita
� Processamento
� Distribuição
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Formas de minimizar os efeitos do PM
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Tecnologia de barreiras
� Matérias primas adequadas
� “Tecnologia de barreiras”
� Utilizar múltiplas “barreiras” a níveis que não impliquem alteração das características do vegetal fresco e que contrariem a degradação
Efeito final ≥≥≥≥ ∑ efeitos
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Barreiras
� Com implicação global
� Com implicação sobretudo ao nível da cor
� Com implicação sobretudo ao nível da textura
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Barreiras com implicação global
� Temperatura – o mais baixa possível (> p.c)
� Frio precoce
� Frio contínuo
� Corte e não esmagamento
� Atmosfera adequada
� Pré tratamentos aplicados à matéria prima
� Tratamentos térmicos moderados
� Elevadas pressões de O 2
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Pré tratamentos aplicados à matéria prima
Tratamentos térmicos moderados
Elevadas pressões de O 2
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Pré Tratamentos
� 35-55ºC / sec – horas
� Meio de transferência térmica
• Água
• Ar
O2
� O2 > 80 kPa
� 10-30 dias
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Pré tratamentos
O stress imposto às matérias primas antes do processamento mínimo
⇓
Desencadear mecanismos de resistência
⇓
Manutenção da qualidade
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Porquê?Induzem?
� Alteração do metabolismo das proteínas. Síntese de proteínas de baixa massa molecular (HSP) (22,25 kDa) (Pavoncello et al., 2001)
� Rápida produção de materiais tipo lenhina seguida de fitoalexinas (Nafussi et al., 2001)
� “Fusão” e recristalização de ceras da parede que colmata orifícios (Fallik et al., 2004)
� Alteração da actividade enzimática
• Alteração do metabolismo dos compostos fenólicos (Saltveit, 2000).
• Alteração da estrutura péctica
• Alteração das vias metabólicas dos compostos do aroma
� Alteração da taxa respiratória e de produção de etileno
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A cor dos PM
Esquema simplificado do escurecimento enzimático dos compostos fenólicos
Substratos fenólicos (incolores)
O-difenóis (Incolores)
Orto-quinonas(Incolores/corados)
Polímeros (Castanhos)
Sulfito
Aminoácidos
Substratos fenólicos (incolores)
O-difenóis (Incolores)
Orto-quinonas(Incolores/corados)
Polímeros (Castanhos)
Sulfito
Aminoácidos
Substratos fenólicos (incolores)
O-difenóis (Incolores)
Orto-quinonas(Incolores/corados)
Polímeros (Castanhos)
Sulfito
Aminoácidos
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Lesão
Sinal
Receptor ?
DNA
m-RNA
Síntese proteica
PAL PAL
PPO
POD
�������� Integridade celular
O2
Metabolismo fenóis
EscurecimentoMais fenóis
Esquema simplificado do metabolismo dos compostos fenólicos em material vegetal
danificado
(Ad. Saltveit, 2000)
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Barreiras de inibi ção do escurecimento
� Agentes químicos
� Inibidores enzimáticos
� Revestimentos comestíveis
� Atmosfera modificada (Supressão dos reagentes - O2)
� Pré tratamentos aplicados à matéria prima
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Agentes químicos
� Compostos que contêm enxofre
� Dióxido de enxofre
� Metabissulfito de sódio
� Metabissulfito de potássio
� Sulfito de sódio
� Bissulfito de sódio
� Bissulfito de potássio
� Acidulantes
� Ácido cítrico
� Ácido málico
� Ácido tartárico
� Ácido fosfórico
� Quelatantes
� EDTA
� Polifosfatos
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Agentes químicos e enzimáticos
� Antioxidantes
� Ácido ascórbico
� Sais de ácido ascórbico
� Glutationa
� Tocoferol
� L-aminoácidos
• Cisteina
• Lisina
• Glicina
• Histidina
� OEs
� Proteases sulfidrílicas ⇒quebra de ligações S-S→2SH
� Ficina
� Papaina
� Bromeleína
� Inibidores da PPO
� 4-Hexilresorcinol
� Ácidos carboxílicosaromáticos
� Sais
• Cloreto de sódio
• Cloreto de cálcio
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Esquema simplificado de actuação de alguns agentes inibidores do escurecimento
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Revestimentos comestíveis
� Barreira semipermeável que implica redução de:
� Tocas gasosas (CO 2, O2, C2H4, compostos voláteis)
� Migração de solutos e vapor de água
� Veículo para o transporte de aditivos alimentares
� Protecção mecânica aos produtos
Controlo da actividade fisiológica,
bioquímica e microbiológica
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Revestimentos comestíveis mais utilizados
Hidrocoloidais
� Glucídicos (Exemplos)
� Quirosano� Carboximetilcelulose� Alginato� Carragenina� Pectinas de baixo
metoxilo� Goma-arábica � Ciclodextrinas
� Proteicos (Exemplos)
� Gelatina� Caseína� Glúten� Proteína do soro de leite
Lipídicos
� Ceras
� Cera de abelha
� Cera de carnaúba
� Acilgliceróis
� Ácidos gordos
Compostos
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Atmosfera modificada
� Normalmente:
� O2�
� CO2�
� Activa
� Passiva
H2O
C2H4
O2
CO2
PTTM
<< <<
Escurecimento
Escurecimento
PTTMPTTMPTTM
Sinal
Receptor ?
DNA
m-RNA
Síntese proteica
fi- PAL
�������� Integridade celular
PPO
PODO2
Não aumento do teor de substratos
fenólicos
Lesão
(Ad. Saltveit, 2000)
Influência dos TTM no metabolismo dos fenóis
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0
100
200
300
400
500
600
700
PAL FenóisVar
iaçã
o em
rel
ação
ao
teci
do in
tact
o
Intacto
Cortado
TTM+corte
(Ad. Saltveit, 2000)
TTM vs actividade da PAL e teor de fenóis em Alface iceberg
78,1
74,2
71,2
72,8 73,3
81,5
79,2
77,076,4 76,9
70
72
74
76
78
80
82
84
0 5 10 15 20 25
Tempo de armazenamento (dias)L
*(e
xte
rno
)
Controlo 0
35ºC; 20min
L*ext= 35,580+ 2,450T- 0,033T2+ 0,044t+ 0,0004t2- 0,450ta + 0,020ta2- 0,004Tt- 0,006Tta
R2= 0,92; R2ajust= 0,86
(Abreu et al, 2004)
TTM vs parâmetro L* da cor de pêra Rocha MP
TTM vs parâmetro hº da cor de pêra Rocha MP
8 8 8 6 8 4 8 2 8 0 7 8
hº ext= 56,03+ 2,08T- 0,03T2+ 0,08t- 0,60ta+ 0,02ta2- 0,003Tt R2= 0,79768 R2ajust= 0,7043
(Abreu et al, 2004)
97,4
86,0 85,6 85,2 85,7
94,0
91,9
89,688,4 88,3
80
84
88
92
96
100
0 5 10 15 20 25
Tempo de armazenamento (dias)H
º (e
xte
rno
)
Controlo 0
35ºC; 20min
Influência de revestimentos comestíveis no parâmetro L da cor em Cenoura MP
(Vieira et al, 2003)
Sem revestimento ⇒“esbranquiçamento
Revestimento ⇒Preservação da cor
Mistura de vegetais para sopa (10 dias a 4ºC)
•Cenoura – 0,8% CMC + 0,7% CA + 3,5% (w/w) GLI•Cebola – Revestimento comestível. 2% pectina de baixo metoxilo•Batata e nabo - 0,5% L-cisteína + 2% ácido cítrico•Atmosfera inicial: 3% CO2 , 2%O2
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A textura dos PM
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Textura. Parede celular
5Fenóis
5Proteína
15Hemiceluloses
35Celulose
40Pectinas
Proporção (%)
Componente estrutural
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Ramnose
Cadeia lateral
Endo-PG(EC 3.2.1.15)
PME(EC 3.1.1.11)
β-galactosidase(EC 3.2.1.23)
Exo-PG(EC 3.2.1.67)
COO-
C6H12O6
Esquema simplificado da degradação enzimática das pectinas
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Barreiras de preservação de textura
Pré tratamentos
Suplementação de cálcio
Ramnose
Cadeia lateral
Endo-PG(EC 3.2.1.15)
PME(EC 3.1.1.11)
β-galactosidase(EC 3.2.1.23)
Exo-PG(EC 3.2.1.67)
COO-
C6H12O6
Alterações enzimáticas induzidas pelos TTM
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TTM + suplementação de cálcio na preservação da textura
� Menor despolimerização
� Diminuição do teor de açúcares neutros
��������
Favorecimento interacFavorecimento interacççõesões
� Aumento de grupos carboxilolivres
+
Ca2+
��
PectatosPectatos de cde c áálciolcio
Preservação de:
•Integridade celular•Dureza
•Turgescência
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Influência de TTM na perda de H 2O em Cenoura MP
Exsudado
3 2,5 2 1,5 1 0,5 0
20 25 30 35 40 45 50 55 60
Temperatura (ºC)
0
20
40
60
80
100
120
Tem
po (
min
uto)
Influência do TTM (50°C/1h) na perda de H 2O em meloa MP
1.0 5.0 8.0
0
1
2
Unheated
Heated
Days in Storage at 10o
C
Moi
stur
eLo
ss(%
)
(Lamikanra et al., 2004)
R2 = 0,77; R2ajust. = 0,65
(Barrancos et al., 2003)
30 - 40ºCD ≈1,2 N
Influência de TTM na dureza de maçã Goldendelicious MP
M. PrimaD ≈ 0,8 N
Dia 0
Micro estrutura de kiwi
Controlo 13 dias
TT-13 dias Ca – 13 dias TT + Ca – 13 dias(Beirão da Costa et al., em publicação)
Dureza de kiwi MP
Barras v erticais indicam interv alos de conf iança de 0,95
ST ST1 ST2 TT TT1 TT2
0 3 6 9 13
Tempo de Armazenamento (Dia)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
Fo
rça
Má
xim
a (N
)
(Beirão da Costa et al., em publicação)
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Em conclusão
� Processamento mínimo
� Maior degradação sobretudo
� Cor
� Textura
� Menor período de vida útil
� Existem barreiras que:
� Minimizam os efeitos negativos do PM
• Pré tratamentos
• Inibidores químicos do escurecimento
• Atmosfera modificada
� Aumentam o período de vida comercial 50 a 400%
…mantendo a “vida”…
ISA 3-5/12/07 Pós-colheita e processamento m ínimo de produtos hortofrutícolas. Qualidade e segu rança
Muito obrigada:
� À assistência.
� A todos os que comigo trabalham.
Bibliografia Abreu M., Beirão-da-Costa S., Gonçalves E. M., Beirã o-da-Costa M.L., Moldão-Martins M. (2003). Mild heat pre-treatment to promote
quality retention of fresh-cut “Rocha” pear, Postharvest Biol. Technol . 30, 2: 153-160. Barrancos S, Abreu M, GonçalvesE.M., Beirão-da Costa S, Beirão-da-Costa M. L. and M oldão-Martins M., (2003). The effect of heat pre-treatme nt on quality andshelf-life of fresh-cut apples, Acta Horticulturae , 599: 595-601.
Correia L, Beirão-da-Costa ML e Moldão-Martins M. (2 004). Extending shelf-life of minimally processed c arrots. 5th International Postharvest Symposium.
Beirão-da-Costa, S., Steiner, A., Correia, C., Empi s, J. and Moldão-Martins. M (2006). Effects of matur ity stage and mild heat treatments on quality of minimally processed kiwifr uit. Food Engineering . 76: 616-625.
Costa S, Empis J e Moldão-Martins M.(2004) The influen ce of maturity stage and mild heat treatments on quality ofminimally processed kiwifruit, J. Food engineering
Fallik E. (2004). Prestorage hot water treatments (im mersion, rinsing and brushing), Postharvest Biology and Technology 32: 125-134.
Gorny, J.R., Gil, M.I., Kader, A.A., 1998. Postharv est physiology and quality maintenance of fresh-cut pears. Acta Horiculturae.(ISHS), 464. 231-236.
Kader A., Ben-Yehoshua S. (2000). Effects of superatm ospheric oxygen levels on postharvest physiology and quali ty of fresh fruitsand vegetables. Postharvest Biology and Technology , 20 (2): 1-13.
Lamikanra O, Watson M A, Bett-Garber K L and Ingram D A. (2004). Biochemical Effects of Fresh-cut Fruit Processing and Storage. Comunicação apresentada no 5th International Postha rvest Symposium.
Lu C., Toivonen P.M.A. (2000). Effect of 1 and 100 kPa O2 atmospheric pretreatments of whole Spartan apples on subs equent qualityand shelf-life of slices stored in modified atmosphere pac kages. Postharvest Biology and Technology , 18 (2): 99-107.
Nafussi B, Bem-Yehoshua B, Rodov V. Peretz J, Ozer BK, D ’Hallewin G. (2001). Mode of action of hot-water dip in red ucing decay oflemon fruit. J. Agri. Food Chem. 49: 107-113. Pavonce llo D,Lurie S, Droby S e Porat R. (2001). A hot water tre atment inducesresistance to Penicillium digitatum and promotes the accumulation of heat shock and pathogenesi s-related proteins ingrapefruit flavedo. Physiol. Plant . 111:17-22.
Saltveit ME. (2000). Wound induced changes in phenol ic metabolism and tissue browning are altered by he at shock. PostharvestBiology and Technology 21: 61-69.
Toivon PMA, Hampson C e Stan S. (2004). Apoplastic leve ls of hydroxyl radicals in four different apple cultivars ar e associated withseverity of cut-edge browning. Comunicação apresentada no 5th International Postharvest Symposium.