Tese de Doutorado

Este estudo foca na pasteurização por micro-ondas, em fluxo contínuo, de polpa e néctar de manga da variedade Palmer, conhecida por seu valor comercial e nutricional. A polpa de manga é rica em compostos antioxidantes, como fenólicos, carotenoides, vitaminas A e C. O processamento térmico, como a pasteurização, é usual na produção de polpa e néctar de manga para garantir a inocuidade e qualidade do produto, inativando microrganismos e enzimas indesejáveis. No entanto, altas temperaturas podem prejudicar as características sensoriais, o que impulsiona a busca por alternativas, como o aquecimento por micro-ondas. Esta técnica oferece rápido aquecimento, eficiência e efeitos não térmicos na inativação de enzimas e microrganismos. O objetivo do estudo é estudar o processamento por micro-ondas em fluxo contínuo, comparando-o com o método convencional, com relação à inativação enzimática e qualidade da polpa e do néctar de manga. Análises físico-químicas foram realizadas, seguidas da determinação das propriedades termofísicas, reológicas, elétricas e dielétricas dos produtos, que são necessárias para a modelagem matemática do processo. A cinética de inativação térmica da enzima pectina metil esterase foi avaliada sob aquecimento convencional e por micro-ondas. A pasteurização em fluxo contínuo foi conduzida em uma unidade piloto com seis condições diferentes de temperatura e tempo de retenção (para cada tipo de aquecimento e para cada produto). A solução do modelo de troca de calor forneceu o perfil de temperatura média do produto ao longo da unidade de pasteurização. A inativação da enzima foi comparada entre os valores experimentais e os calculados por meio do modelo. Os dados das propriedades termofísicas, elétricas e dielétricas foram correlacionadas com a temperatura, e as análises reológicas indicaram um comportamento pseudoplástico nas amostras. A cinética de inativação da pectina metil esterase foi obtida em ambos os tratamentos, e efeitos não térmicos das micro-ondas foram observados no néctar somente em baixas temperaturas (50 e 60 °C). Com os perfis de temperatura da unidade de pasteurização foi possível estimar a inativação da enzima ao longo do escoamento, com predições próximas aos valores experimentais. Após o processamento, as amostras de polpa de manga apresentaram alteração perceptível de cor. No aquecimento convencional, a polpa de manga, apresentou alteração significativa na quantidade de ácido ascórbico, ao contrário do aquecimento por micro-ondas. A quantidade de ácido cítrico, dos compostos antioxidantes e dos compostos fenólicos não apresentaram alteração após o processamento em ambas as amostras e em ambos os aquecimentos. No geral, a tecnologia de micro-ondas mostrou-se viável para o processamento de polpa e néctar de manga. Recomenda-se estudos futuros de avaliação sensorial e preferência do consumidor para esses produtos da variedade Palmer.

This study focuses on the continuous-flow microwave pasteurization of mango pulp and nectar from the Palmer variety, known for its commercial and nutritional value. Mango pulp is rich in antioxidant compounds such as phenolics, carotenoids, and vitamins A and C. Thermal processing, such as pasteurization, is commonly used in the production of mango pulp and nectar to ensure product safety and quality by inactivating undesirable microorganisms and enzymes. However, high temperatures can negatively affect sensory characteristics, driving the search for alternatives such as microwave heating. This technique offers rapid heating, efficiency, and non-thermal effects in the inactivation of enzymes and microorganisms. The aim of the study is to investigate continuous-flow microwave processing, comparing it with conventional methods in terms of enzymatic inactivation and the quality of mango pulp and nectar. Physicochemical analyses were conducted, followed by the determination of thermophysical, rheological, electrical, and dielectric properties of the products, which are necessary for the mathematical modeling of the process. The thermal inactivation kinetic of pectin methyl esterase was evaluated under both conventional and microwave heating. Continuous-flow pasteurization was carried out in a pilot unit under six different conditions of temperature and holding time (for each type of heating and each product). The solution of the heat exchange model provided the average temperature profile of the product throughout the pasteurization unit. Enzyme inactivation was compared between experimental values and those calculated using the model. The data on thermophysical, electrical, and dielectric properties were correlated with temperature, and rheological analyses indicated pseudoplastic behavior in the samples. The inactivation kinetics of pectin methyl esterase were obtained in both treatments, and non-thermal effects of microwaves were observed in nectar only at low temperatures (50 and 60 °C). Using the temperature profiles of the pasteurization unit, it was possible to estimate enzyme inactivation along the flow, with predictions close to experimental values. After processing, the mango pulp samples showed perceptible color changes. In conventional heating, the mango pulp exhibited significant changes in the amount of ascorbic acid, unlike microwave heating. The amount of citric acid, antioxidant compounds, and phenolic compounds did not change after processing in either sample or with either heating method. Overall, microwave technology proved to be viable for the processing of mango pulp and nectar. Future studies on sensory evaluation and consumer preference for these products from the Palmer variety are recommended.