Aplicação combinada de dióxido de carbono em estado supercrítico e temperaturas brandas: uma nova abordagem no processamento de suco de laranja

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Sultani, Thais Madoglio
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74132/tde-29052025-112710/
Resumo: Suco de laranja é uma bebida refrescante, nutritiva e largamente consumida no Brasil, mas também sensível ao tratamento térmico industrialmente empregado para sua estabilização. Relativamente às tecnologias de processamento, o emprego de dióxido de carbono em estado supercrítico (SC-CO2) emerge como uma alternativa não térmica para estabilizar sucos de frutas. A presente pesquisa visou, primariamente, à avaliação de desempenho da aplicação combinada de SC-CO2 e temperaturas brandas na inativação de micro-organismos e da enzima pectina metilesterase (PME), atuantes na degradação de suco de laranja (pH~4,0). Dezessete ensaios experimentais, com pressões na faixa de 74 a 351 bar, temperaturas entre 33 e 67 ºC, e tempos de exposição entre 20 e 70 min foram testados, em um delineamento composto central rotacional. Contagens de mesófilos aeróbios, psicrotróficos, bolores e leveduras, bactérias láticas, coliformes a 45 ºC, medida da atividade de PME, pH, acidez titulável, teor de sólidos solúveis e parâmetros de cor foram determinados em amostras do suco in natura e processado. O SC-CO2 associado a temperaturas brandas inativou parcialmente a PME, influenciou na cor do suco, além de modificar o teor de sólidos solúveis e a acidez. As baixíssimas contagens iniciais (< 1 UFC/mL) no suco extraído no laboratório dificultaram sobremaneira a avaliação do efeito microbicida da tecnologia investigada; todavia, testes adicionais com suco de laranja comercial in natura indicaram o potencial microbicida do SC-CO2. A maior redução alcançada na inativação da PME foi equivalente a 91,8%, quando tratado a 213 bar/ 67 °C/ 45 min. A maioria das amostras processadas ficou mais clara, tendendo ao amarelo mais intenso. O maior valor de diferença total de cor (DTC) entre o suco in natura e processado (DTC 16,1) foi verificada no ensaio conduzido a 295 bar/ 60 °C/ 60 min. A pressão (P) do CO2 teve efeito significativo (p ≤ 0,05) na DTC e acidez. A temperatura (T) exibiu um efeito significativo na redução de PME, na DTC e na variação de sólidos solúveis. No entanto, o tempo de exposição (t) ao SC-CO2 impactou apenas na variação de sólidos solúveis. A interação entre P e t (P.t) afetou a variação de sólidos solúveis e acidez, e T.t afetou a DTC. Concluiu-se que a combinação de SC-CO2 e temperaturas brandas é uma tecnologia potencialmente capaz de favorecer a estabilização microbiológica e enzimática de suco de laranja.
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A presente pesquisa visou, primariamente, à avaliação de desempenho da aplicação combinada de SC-CO2 e temperaturas brandas na inativação de micro-organismos e da enzima pectina metilesterase (PME), atuantes na degradação de suco de laranja (pH~4,0). Dezessete ensaios experimentais, com pressões na faixa de 74 a 351 bar, temperaturas entre 33 e 67 ºC, e tempos de exposição entre 20 e 70 min foram testados, em um delineamento composto central rotacional. Contagens de mesófilos aeróbios, psicrotróficos, bolores e leveduras, bactérias láticas, coliformes a 45 ºC, medida da atividade de PME, pH, acidez titulável, teor de sólidos solúveis e parâmetros de cor foram determinados em amostras do suco in natura e processado. O SC-CO2 associado a temperaturas brandas inativou parcialmente a PME, influenciou na cor do suco, além de modificar o teor de sólidos solúveis e a acidez. As baixíssimas contagens iniciais (< 1 UFC/mL) no suco extraído no laboratório dificultaram sobremaneira a avaliação do efeito microbicida da tecnologia investigada; todavia, testes adicionais com suco de laranja comercial in natura indicaram o potencial microbicida do SC-CO2. A maior redução alcançada na inativação da PME foi equivalente a 91,8%, quando tratado a 213 bar/ 67 °C/ 45 min. A maioria das amostras processadas ficou mais clara, tendendo ao amarelo mais intenso. O maior valor de diferença total de cor (DTC) entre o suco in natura e processado (DTC 16,1) foi verificada no ensaio conduzido a 295 bar/ 60 °C/ 60 min. A pressão (P) do CO2 teve efeito significativo (p ≤ 0,05) na DTC e acidez. A temperatura (T) exibiu um efeito significativo na redução de PME, na DTC e na variação de sólidos solúveis. No entanto, o tempo de exposição (t) ao SC-CO2 impactou apenas na variação de sólidos solúveis. A interação entre P e t (P.t) afetou a variação de sólidos solúveis e acidez, e T.t afetou a DTC. Concluiu-se que a combinação de SC-CO2 e temperaturas brandas é uma tecnologia potencialmente capaz de favorecer a estabilização microbiológica e enzimática de suco de laranja.Orange juice is a refreshing and nutritious drink widely consumed in Brazil, but it is also sensitive to the heat treatment industrially used for its stabilization. Regarding processing technologies, the use of supercritical carbon dioxide (SC-CO2) is emerging as a non-thermal alternative to stabilize fruit juices. This study was primarily undertaken to evaluate the combined effect of SC-CO2 and mild temperatures on spoilage microorganisms and pectin methylesterase (PME) in orange juice (pH~4.0). Seventeen trials, with pressures ranging from 74 to 351 bar, temperatures between 33 and 67 ºC, and holding times between 20 and 70 min were tested, in a central composite rotational design. Counts of aerobic and psychrotrophic mesophiles, molds and yeasts, lactic acid bacteria, coliforms at 45 ºC, measurement of PME activity, pH, titratable acidity, soluble solids content and color parameters were determined in both freshly extract and processed juice samples. SC-CO2 combined with mild temperatures partially inactivated the PME, and changed the juice´s color, in addition to altering its soluble solids content and acidity. The negligible initial counts (< 1 CFU/mL) in the raw juice extracted in the laboratory made it difficult to assess the microbicidal effect of the hurdles herein applied; however, tests with raw commercial orange juice showed the microbicidal potential of SC-CO2. The greatest reduction achieved in PME inactivation was equivalent to 91.8% when for juice treated at 213 bar/ 67 °C/ 45 min. Most of the processed samples became lighter, tending towards a more intense yellow. The highest value of total color difference between fresh and processed juice (TCD 16.1) was found in samples processed at 295 bar/ 60 °C/ 60 min. The CO2 pressure (P) had a significant effect (p ≤ 0.05) on TCD and acidity. The temperature (T) exhibited a significant effect on PME reduction, TCD and soluble solids variation; however, the holding time (t) affected the variation of soluble solids only. The interaction between P and t (P.t) affected the soluble solids and acidity variation, and T.t affected the TCD. The combination of SC-CO2 and mild temperatures demonstrated the potential to be used in orange juice processing.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPetrus, Rodrigo RodriguesSultani, Thais Madoglio2023-09-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74132/tde-29052025-112710/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-05-29T14:45:01Zoai:teses.usp.br:tde-29052025-112710Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-05-29T14:45:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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description Suco de laranja é uma bebida refrescante, nutritiva e largamente consumida no Brasil, mas também sensível ao tratamento térmico industrialmente empregado para sua estabilização. Relativamente às tecnologias de processamento, o emprego de dióxido de carbono em estado supercrítico (SC-CO2) emerge como uma alternativa não térmica para estabilizar sucos de frutas. A presente pesquisa visou, primariamente, à avaliação de desempenho da aplicação combinada de SC-CO2 e temperaturas brandas na inativação de micro-organismos e da enzima pectina metilesterase (PME), atuantes na degradação de suco de laranja (pH~4,0). Dezessete ensaios experimentais, com pressões na faixa de 74 a 351 bar, temperaturas entre 33 e 67 ºC, e tempos de exposição entre 20 e 70 min foram testados, em um delineamento composto central rotacional. Contagens de mesófilos aeróbios, psicrotróficos, bolores e leveduras, bactérias láticas, coliformes a 45 ºC, medida da atividade de PME, pH, acidez titulável, teor de sólidos solúveis e parâmetros de cor foram determinados em amostras do suco in natura e processado. O SC-CO2 associado a temperaturas brandas inativou parcialmente a PME, influenciou na cor do suco, além de modificar o teor de sólidos solúveis e a acidez. As baixíssimas contagens iniciais (< 1 UFC/mL) no suco extraído no laboratório dificultaram sobremaneira a avaliação do efeito microbicida da tecnologia investigada; todavia, testes adicionais com suco de laranja comercial in natura indicaram o potencial microbicida do SC-CO2. A maior redução alcançada na inativação da PME foi equivalente a 91,8%, quando tratado a 213 bar/ 67 °C/ 45 min. A maioria das amostras processadas ficou mais clara, tendendo ao amarelo mais intenso. O maior valor de diferença total de cor (DTC) entre o suco in natura e processado (DTC 16,1) foi verificada no ensaio conduzido a 295 bar/ 60 °C/ 60 min. A pressão (P) do CO2 teve efeito significativo (p ≤ 0,05) na DTC e acidez. A temperatura (T) exibiu um efeito significativo na redução de PME, na DTC e na variação de sólidos solúveis. No entanto, o tempo de exposição (t) ao SC-CO2 impactou apenas na variação de sólidos solúveis. A interação entre P e t (P.t) afetou a variação de sólidos solúveis e acidez, e T.t afetou a DTC. Concluiu-se que a combinação de SC-CO2 e temperaturas brandas é uma tecnologia potencialmente capaz de favorecer a estabilização microbiológica e enzimática de suco de laranja.
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