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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2006.tde-15092006-180716
Document
Author
Full name
Kátia Nicolau Matsui
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2006
Supervisor
Committee
Tadini, Carmen Cecilia (President)
Coelho, Maria Alice Zarur
Gut, Jorge Andrey Wilhelms
Oliveira, Pedro Vitoriano de
Schmidt, Flávio Luís
Title in Portuguese
Inativação das enzimas presentes na água de coco verde (Cocos nucifera L.) por processo térmico através de microondas.
Keywords in Portuguese
Água de coco
Microondas
Peroxidase
Polifenoloxidase
Tratamento térmico
Abstract in Portuguese
Neste trabalho, o forno de microondas focalizadas (CEM, Star System 2) e o forno de microondas doméstico adaptado (CCE, MW - 850) foram utilizados para o processo térmico descontínuo e contínuo, respectivamente para reduzir a atividade da POD e PFO presentes na água de coco. No processo descontínuo um sensor de fibra óptica permaneceu em contato direto com as amostras, o que permitiu a obtenção de perfis precisos da temperatura em função do tempo e a determinação dos parâmetros cinéticos D e z para as enzimas, no intervalo de temperatura entre 50 e 100 °C. No processo contínuo, a aquisição dos dados de temperatura foi realizada por termopar tipo T localizado na saída da cavidade do forno e alcançou temperatura máxima entre 66 e 91 °C. Para avaliar a influência dos principais constituintes químicos da água de coco na atividade enzimática soluções simuladas (água; água/açúcares; água/sais; água/sais/açúcares) e água de coco estéril com adição de POD e PFO comerciais foram submetidas ao processo descontínuo por microondas. Os parâmetros cinéticos determinados para as enzimas come rciais nas soluções simuladas obedeceram à cinética de 1ª ordem e os valores D e z foram respectivamente: PFO/água (D93°C = 16 s, z = 35,5 °C), PFO/açúcares (D91°C = 18 s, z = 33,0 °C), POD/água (D92°C = 44 s, z = 24,0 °C), POD/açúcares (D92°C = 21 s, z = 19,5 °C), PFO/água de coco estéril (D84,45ºC = 43 s, z = 39,5 °C) e POD/água de coco estéril (D86,54ºC = 20 s, z = 19,3ºC). Nas soluções simuladas com sais, as atividades iniciais das enzimas foram significativamente menores. Na água de coco as enzimas apresentaram resistência térmica maior quando comparadas aos resultados das soluções simuladas apresentando D92,20°C = 52 s e z = 17,6 °C para a PFO e D92,92°C = 16 s e z = 11,5 °C para a POD. Nos ensaios em processo contínuo a redução da atividade da PFO obedeceu à cinética de 1a ordem e os resultados corroboraram àqueles determinados para o sistema descontínuo. A POD não apresentou atividade residual detectável para temperaturas de saída acima de 88 °C, mas abaixo de 77 ºC a atividade residual foi próxima dos resultados para a POD na água de coco obtidos pelo processo descontínuo. É importante mencionar que para todos os ensaios com água de coco processada, seja no sistema descontínuo ou contínuo, não foi observada a coloração rósea, normalmente atribuída à ação enzimática. Somado a isso, o estudo mostrou que o tratamento térmico por microondas foi mais efetivo na redução da atividade da POD e PFO presentes em água de coco quando comparado com a pasteurização convencional o que torna o uso das microondas uma boa alternativa de processamento para a conservação desse alimento.
Title in English
Thermal inactivation of green coconut water enzymes (Cocos nucífera L.) by microwave processing.
Keywords in English
Green coconut water
Microwave
Peroxidase
Polyphenol oxidase
Thermal process
Abstract in English
In this work a focused microwave oven (CEM, Star System 2) and an adapted domestic microwave oven (CCE, MW - 850) were employed to reduce POD and PPO activity using batch and continuous processing. In a batch processing an optic fiber sensor was kept in direct contact with the samples, thus precise temperature as a function of time profiles were obtained as well as the kinetic parameters (D and z) in the range between 50 and 100°C. In the continuous processing temperature data were obtained by type T thermocouples in the entrance and exit of the microwave oven cavity in the range between 66 and 90°C. Simulated solutions (water; water/sugars; water/salts; water/sugars/salts) and sterile coconut water were formulated with addition of commercial POD and PPO and were exposed to batch processing by microwaves to evaluate the influence of the main chemical substances present in coconut water on the enzymatic activity. Commercial enzymes in the simulated solutions followed a first order order kinetic model. D and z values were: PPO/water (D93°C = 16 s, z = 35.5 °C), PPO/sugars (D91°C = 18 s, z = 33.0 °C), POD/water (D91,5°C = 44 s, z = 24.0 °C), POD/sugars (D92°C = 21 s, z = 19.5 °C), PPO/sterile coconut water (D84,45ºC = 43 s, z = 39.5 °C) and POD/ sterile coconut water (D86,54ºC = 20 s, z = 19.3 ºC). Added salts influenced commercial PPO and POD stability and significantly reduced their activity. In coconut water the enzymes were more thermally resistant when compared to the simulated solution presenting D92,9°C = 52 s and z = 17.6 °C for PPO and D92,9°C = 16 s and z = 11.5 °C for POD. In continuous processing PPO inactivation followed a first order kinetic model and the results were similar to those obtained in the batch processing. POD didn´t present residual activity at exit temperatures above 88 ºC. Below 77 ºC residual activity was close to that of the POD/coconut water treated by batch processing. An important fact is that for all assays with coconut water, wether batch or continuous process was employed, no pink color (that is attributed to enzyme activity) was observed. Besides this study has shown that thermal treatment by microwaves was more efficient than conventional thermal treatment in reducing PPO and POD activity in coconut water, therefore microwaves are an interesting alternative for conservation of this food.
 
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TESEKNMatsui.pdf (930.08 Kbytes)
Publishing Date
2006-11-16
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • MATSUI, Katia Nicolau, et al. Peroxidase and polyphenol oxidase thermal inactivation by microwaves in green coconut water simulated solutions [doi:10.1016/j.lwt.2006.03.019]. Food Science and Technology / Lebensmittel-Wissenschaft + Technologie [online], 2007, vol. 40, p. 852-859.
  • TADINI, C. C., et al. Inactivation kinetics of polyphenol oxidase and peroxidase in green coconut water by microwave processing [doi:10.1016/j.jfoodeng.2008.02.003]. Journal of Food Engineering [online], 2008, vol. 88, p. 169-176.
  • TADINI, C. C., MATSUI, Katia Nicolau, and OLIVEIRA, Pedro Vitoriano de. Peroxidase and polyphenol oxidase inactivation by microwaves in simulated solutions. In 4th Mercosur Congress on Process Systems Engineering, Rio de Janeiro, 2005. Proceedings of 4th Mercosur Congress on Process Systems Engineering.Rio de Janeiro : e-papers, 2005.
  • TADINI, C. C., MATSUI, Katia Nicolau, and OLIVEIRA, Pedro Vitoriano de. Peroxidase and polyphenoloxidase inactivation by microwaves in simulated solutions. In ENPROMER 2005, Rio de Janeiro, 2005. 4º Mercosur Congress on Process Systems Engineering Abstracts Book.Rio de Janeiro : e-papers, 2005. Abstract.
  • TADINI, C. C., MATSUI, Katia Nicolau, e OLIVEIRA, Pedro Vitoriano de. Inativação das Enzimas presentes na Água de Coco Verde por Energia de Microondas em Processo Descontínuo. In XIX Congresso Brasileiro de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Recife, 2004. Anais do XIX Congresso Brasileiro de Ciência e Tecnologia de Alimentos.Campinas : Sociedade Brasileira de Ciência e Tecnologia de Alimentos, 2004.
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