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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Ohmic heating for viscous fluids : CMC solution and açaí pulp = Aquecimento ôhmico para fluidos viscosos: soluções de CMC e polpa de açaí
Title Alternative: Aquecimento ôhmico para fluidos viscosos : soluções de CMC e polpa de açaí
Author: Leite, Thiago Soares, 1986
Advisor: Cristianini, Marcelo, 1964-
Abstract: Resumo: Aquecimento ôhmico (Ohmic Heating - OH) é uma tecnologia de processamento térmico emergente definida como o processo no qual a corrente elétrica é conduzida através do alimento com o principal objetivo de aquecê-lo. A tecnologia tem atraído considerável interesse por parte da indústria para o processamento contínuo de alimentos com alta viscosidade ou para sistemas sólido-líquidos. O sistema de aquecimento ôhmico é um circuito elétrico em que a amostra faz o papel de resistência elétrica, convertendo a energia elétrica em energia térmica. A utilização dessa tecnologia permite a obtenção de produtos com alta qualidade e com uma menor degradação de compostos nutricionais ou sensorialmente importantes, enquanto satisfazem os requerimentos dos processos térmicos convencionais. Seus efeitos na inativação de microrganismos são majoritariamente térmicos, com a existência de um efeito secundário não térmico relacionado à intensidade do campo elétrico. Muitos fatores podem influenciar no processo de aquecimento ôhmico, como a condutividade elétrica do alimento, a intensidade da corrente e fatores relacionados ao equipamento. Muitos estudos ressaltam a importância da consistência do fluido para o aquecimento ôhmico. Entretanto, nenhum estudo foi encontrado que tenha avaliado apenas o efeito da consistência do alimento de forma isolada. Esta tese teve como objetivo avaliar os efeitos da influência da variação de consistência e concentração de uma solução de carboximetilcelulose (CMC) nos parâmetros do processo de aquecimento ôhmico e na inativação da enzima polifenoloxidase (PPO), em comparação com o tratamento térmico convencional (CTP - convencional thermal processing). O aumento da concentração de CMC resultou em um aumento na condutividade da solução, e considerando a mesma concentração, a redução de consistência elevou a condutividade da solução. Um modelo matemático foi construído em função da concentração e da consistência da solução. A alteração na consistência não impactou na inativação de PPO em solução de CMC, porém, as amostras processadas por aquecimento ôhmico (20 V/cm, 50 ~ 80 °C, diversos tempos de retenção) apresentaram uma maior taxa de inativação para a PPO que o tratamento térmico convencional (50 ~ 80 °C, diversos tempos de retenção). Servindo como um estudo de caso, foi avaliado o impacto do aquecimento ôhmico em comparação ao processamento térmico convencional de polpa de açaí, na inativação de enzimas nativas - PPO e Peroxidase (PO), microrganismo (Lactobacillus Plantarum), e na degradação de compostos fenólicos totais e de antocianinas. De maneira geral, o processo ôhmico atingiu maiores ou equivalentes taxas de inativação das enzimas e microrganismo, porém com um tempo de processo menor em comparação com o tratamento térmico convencional (80 °C, diversos tempos de retenção). Em relação aos teores de compostos fenólicos e antocianinas, o processo ôhmico apresentou menor degradação destes compostos durante o aquecimento do produto, quando comparado ao tratamento térmico convencional. Os resultados demostraram que o processo de aquecimento ôhmico apresentou bom potencial para a aplicação em produtos com alta consistência devido ao menor tempo de aquecimento e equivalente ou maior taxa de inativação que o processamento térmico convencional

Abstract: Ohmic heating (OH) is an emerging food technology defined as a process wherein electric current is passed through food with the primary purpose of heating. The technology has been attracting considerable industry interest for continuous processing of highly viscous food or solid-liquid mixtures. The ohmic heating system is an electrical circuit, on which the food behaves as the electrical resistance converting the electrical energy into heat. This technology results in a high quality food with minor degradation of important nutritional compounds and organoleptic characteristics, while fulfilling all food safety requisites of a conventional heat process. Its effects on microbial inactivation are mainly thermal, however, some studies showed that a secondary non-thermal effect exists and is related to the electric field. Many factors can influence the ohmic heating process, for instance the product electrical conductivity (EC), the current intensity and the equipment design. Several studies highlight the importance of the fluid consistency to ohmic heating processing. However, no study has been found that evaluates only the food consistency effect for a fluid food. This work aimed to evaluate the effect the fluid consistency and concentration variation of carboximethycellulose (CMC) solution on OH parameters, and the impact on the degradation of Polyphenoloxidase (PPO), compared with conventional thermal processing (CTP). The CMC concentration increase resulted to an increase on EC, however using the same concentration, the decrease in consistency lead to an increase in EC. EC was mathematically modelled in function of solution concentration and consistency. The change in consistency did not impacted the inactivation of PPO on CMC solution, however, the OH processed samples (20 V/cm, 50 ~ 80 °C, several holding times) presented a higher rate of PPO inactivation than the CTP processed samples (50 ~ 80 °C, several holding times). As a study case, the impact of OH was compared with CTP on açaí pulp antioxidants, total phenolic compounds retention, as well as PPO, Peroxidase (POD) and L. plantarum inactivation. As a general trend, OH reach greater or equivalent rate of inactivation of enzymes and microorganism death, with a shorter processing time in comparison with CTP (80 °C, several holding time). OH presented greater retention of the total phenolic compounds and anthocyanins content than CTP during the heating part of the experiment. These results showed that the OH presented a high potential to be applicable in elevated consistency due is minor heating time, and equivalent or greater rate of inactivation than CTP
Subject: Processamento de alimentos
Açai
Aquecimento ôhmico
Carboximetilcelulose
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Citation: LEITE, Thiago Soares. Ohmic heating for viscous fluids: CMC solution and açaí pulp = Aquecimento ôhmico para fluidos viscosos: soluções de CMC e polpa de açaí. 2019. 1 recurso online (193 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/333368>. Acesso em: 8 mar. 2019.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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