Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: Com a finalidade de se estabelecer o processo térmico requerido pela polpa de mamão "formosa" (Carica papaya L.) acidificada (pH 3,8) (processada em latas de 1 kg, 99,5 x 118 mm), foi feito inicialmente o estudo cinético de inativacão térmica das enzimas termorresistentes presentes na polpa....

Resumo: Com a finalidade de se estabelecer o processo térmico requerido pela polpa de mamão "formosa" (Carica papaya L.) acidificada (pH 3,8) (processada em latas de 1 kg, 99,5 x 118 mm), foi feito inicialmente o estudo cinético de inativacão térmica das enzimas termorresistentes presentes na polpa. Como não foi detectada atividade da peroxidase o estudo se concentrou na pectinesterase. As curvas de inativacão térmica à 75°, 77° e 80°C apresentaram uma mudança na inclinação, indicando a existência de duas porções da enzima, uma termolábil e outra termorresistente. Os tempos de redução decimal à 75°, 77° e 80°C da porção termolábil foram 0,8; 0,3 e 0,2 minutos, respectivamente e da porção termorresistente foram 16,7; 7,2; e 3,7 minutos respectivamente. 0 coeficiente térmico para a porção termolábil foi 9,21°C e para a porção termorresistente 7,82°C. A energia de ativação, na faixa de temperatura estudada, para as porções termolábil e termorresistente da pectinesterase foram 61,73 e 72,71 Kcal/mol, respectivamente, estando dentro da faixa (40-100 Kcal/mol) de energia de ativação reportada para o processo de inativacão térmica de enzimas. Foi realizado também, o estudo da influência da sacarose na cinética de inativação térmica da pectinesterase na polpa de mamão "formosa" acidificada (pH 3,8) à 75° e 80°C. A sacarose foi adicionada de maneira a se obter concentrações finais de 20° e 30° Brix. Para cada temperatura foram feitos ensaios com 3 lotes diferentes
de mamão. Os tempos de redução decimal aumentaram em média de 3 vezes para a polpa com 20° Brix e de 5 vezes para a polpa com 30° Brix, indicando que a sacarose exerce um efeito protetor na enzima contra o calor. Devido a este fato, optou-se pela não adição de sacarose na polpa a ser processada. Como o Clastridiam pastearianuis é um dos indicadores do processo térmico de alimentos ácidos, foi feito o estudo da sua cinética de destruição térmica na polpa de mamão "formosa" acidificada (pH 3,8), nas mesmas temperaturas usadas para a pectinesterase. Este microrganismo cresceu e produziu gás nesta polpa. Os tempos de redução decimal à 75°, 77° e 80°C foram 9,7; 7,1 e 2,7 minutos respectivamente e o coeficiente térmico foi 8,8°C. Os resultados mostraram que a porção termorresistente da pectinesterase apresentou uma resistência térmica maior que o Cl pastarianum. Baseado nestes resultados, foi determinado um de 12,3 minutos, equivalente a 1,7 reduções decimais, usando-se a porção termorresistente da pectinesterase como alvo do processo (98% inativacão). Usando-se a relação empírica de SHIGA (1976) estabeleceu-se um tempo de aquecimento de 12,9 minutos, em banho de água à 97°C. Foram feitos três ensaios nestas condições, com 6 latas/ensaio. Os valores de pasteurização variaram de 12,33 a 12,75 minutos equivalentes à 77°C. A análise estatística dos dados indicaram não haver diferença significativa entre ensaios e entre latas de um mesmo ensaio, a nível de ? igual a 0,05 e 0,01. No exame das latas de px)lpa de mamão "formosa" acidificada (pH 3,8), após o processamento térmico, não se verificou gelatinização, atividade remanescente da pectinesterase e crescimento de microrganismo em nenhuma das amostras. Este processamento térmico equivalente a 1,7 reduções decimais foi suficiente para inativar a porção termorresistente da pectinesterase e destruir a flora naturalmente presente. Para se ter uma margem de segurança devido a variação da atividade inicial da pectinesterase, o ensaio de embalagens inoculadas foi feito usando-se um valor F de 16,7 minutos equivalentes à 77°C, que corresponde a 2,3 reduções decimais da porção termorresistente da pectinesterase. Este processo térmico aplicado ao produto equivale a um tempo de aquecimento de 15 minutos, em banho de água à 97°C. As latas de polpa de mamão "formosa" acidificada (pH 3,8) inoculadas com 1 ml da suspensão de esporos do Cl. pasteurianum (104NMP esporos/ml), após o período de incubação, não apresentaram sinal de estufamento e na sub-cultura não houve crescimento e não foi detectada atividade da pectinesterase. Isto indica que o processo aplicado ao produto é seguro

Abstract: In order to establish the thermal process required by acidified papaya pulp (pH 3,8)(.var. "-Formosa", processed in 99,5 x 118 mm cans), it was initially carried out a study on the kinetics of thermal inactivation of heat resistant enzymes present in the pulp. Since no peroxidase activity...

Abstract: In order to establish the thermal process required by acidified papaya pulp (pH 3,8)(.var. "-Formosa", processed in 99,5 x 118 mm cans), it was initially carried out a study on the kinetics of thermal inactivation of heat resistant enzymes present in the pulp. Since no peroxidase activity was detected the study was focused on pectinesterase. The heat inactivation curves at 75°, 77° and 80°C showed a change in slope indicating the presence of two different portions of the enzyme, one heat labile and the other heat resistant. The decimal reduction time at 75°, 77° and 80°C for the heat labile portion of pectinesterase were 0,8; 0,3 and 0,2 minutes, respectively and for the heat resistant portion was 16,7; 7,2 and 3,7 minutes respectively. The thermal coefficient for the heat labile portions of the enzyme was 9,2°C and for heat resistant was 7,8°C. The activation energy were 61,7 and 72,7 Kcal/mol for the heat labile and heat resistant portions, respectively and these values were within the range of 40-100 Kcal/mol reported in the literature for the thermal inactivation of enzymes. The influence of addition of sucrose on the thermal inactivation kinetics for pectinesterase in papaya pulp was studied at 75° and 80°C. Sucrose was added to the pulp up to 20 and 30°Brix. For each temperature 3 different lots of papaya were tested. The decimal reduction time for pectinesterase increased 3 times for the 20°Brix pulp, and 5 times for the
30°Brix pulp showing that sucrose has a protective effect in mantaining the enzyme activity during heating. Due to this fact, no addition of sucrose was used on the formulation of the final product. Since CI. pasteurianum is one of the indicators organisms for acid foods; its thermal destruction kinetics was determined on acidified papaya pulp (pH 3,8) at the same temperatures used for the enzyme inactivation test. This organism showed growth and gas production when inoculated in the acidified pulp. The decimal reduction times were 9,7; 7,1 and 2,7 minutes at 75°, 77° and 80°C aspectively, and the thermal coefficient was B,8°C. These results showed that the heat resistant portion of pectinesterase presented greater thermal resistance than CI. pasteurianum. Based on these results, and F7,8ºC77ºC value of 12,3 minutes was determined using the heat resistant portion of the pectinesterase as the target for the process, and applying 1,7 decimal reduction of the activity of the heat resistant enzyme (98% inactivation). Using SHIGA (1976) empirical relationship a heating time of 12,9 min. in water bath at 97°C was established for the process. Three processing tests were carried out with this conditions using 6 cans/test. The processing values varied from 12,33 - 12,75 minutes at 77°C.Statistical analysis showed no significant difference among tests and among cans a test at the 0,05 and 0,01- level. Upon analysis of the cans after process no gel atination, no activity of remaining enzyme and no microorganism groweth were detected. Therefore this process was able to inactivate the heat resistant portion of pectinesterase and kill the natural microflora present on the pulp. In order to add a safety factor process, considering the inicial variation of the pectinesterase activity in the pulp, and F7,8ºC77ºC value of 16,7 minutes was applied. This process was equivalent to 15 minutes of heating in water bath at 97°C and
corresponds to 2,3 decimal reductions of the ativity of heat resistant portion of pectinesterase. An inoculated pack study was preformed to verify the microbial safety of such process. Each can of papaya pulp was inoculated with 1ml of a 10^ spore/ml suspension of Cl. pasteurianum. No swelling of the cans and no growth after subculturing were observed after incubation, and no pectinesterase was detected showing that the process may be safely applied to the pulp