Estágio realizado ne empresa CIN e orientado pela Dr.ª Salomé Teotónio / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

O esbranquiçamento é o principal problema pós-colheita em beterraba minimamente processada. Esse problema consiste no ressecamento das células superficiais do produto, resultando no aspecto esbranquiçado decorrente do bloqueio das células túrgidas e íntegras das camadas inferiores. As etapas de corte e a manipulação durante o preparo dos produtos minimamente processados (PMPs) podem ser consideradas fonte de estresse abiótico, que estimula a formação de espécies reativas de oxigênio (EROs). O acúmulo de EROs provoca alterações bioquímicas e estruturais nas células, ocasionando alterações visuais e nutricionais que afetam diretamente a qualidade comercial. Aditivos alimentares são utilizados para retardar a degradação dos PMPs, mantendo-os frescos e adequados para o consumo por mais tempo. Ácidos orgânicos e aminoácidos são aditivos do tipo GRAS (Generally recognized as safe), ou seja, seguros para alimentos e são amplamente utilizados em produtos hortícolas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia da arginina no controle do esbranquiçamento em beterraba minimamente processada e comparar com os demais aditivos utilizados comercialmente. Desse modo inicialmente foi determinada a combinação mais eficaz de dose e pH de aplicação da arginina, com avaliação de quatro doses (0, 10, 25 e 50 mM) combinadas com três faixas de pH (inalterado, pH 6,0 e pH 7,0). A aplicação de arginina apresenta resultados promissores em relação ao retardo do esbranquiçamento em beterraba minimamente processada, principalmente para o tratamento com 25 mM de arginina em pH 7,0. Além disso, esse tratamento também reduz a atividade respiratória, atividade de enzimas oxidativas (POD e PPO) e promove a manutenção de compostos bioativos importantes para a hortaliça (Betalaínas, compostos fenólicos e flavonois) por 12 dias após o processamento. Na segunda etapa, quatro aditivos (arginina, cisteína, ácido cítrico e ácido ascórbico) e água destilada, como tratamento controle, foram comparados quanto à eficácia na conservação de beterrabas minimamente processadas. O tratamento com arginina promove os melhores resultados quanto a manutenção do aspecto visual e de compostos bioativos em relação aos demais aditivos. O modo de ação diferenciado da arginina favorece a redução do estresse oxidativo, estendendo a vida útil do produto. / White blush is the main postharvest issue in minimally processed red beet. This issue consists in dehydration of superficial cell layers of the product, resulting in a whitening aspect caused by the blockage of turgid and intact cells on the layers below. During the minimal processing preparation, cutting and manipulation of minimally processed products (MPPs) are considered source of abiotic stress, which induce the formation of reactive oxygen species (ROS). The accumulation of ROS causes biochemical and structural changes that directly affects the commercial quality. Food additives are used to slow the degradation of MPPs by keeping them fresh and suitable for consumption. Organic acids and amino acids are GRAS (Generally reconized as safe) additives widely used in vegetables. This study aimed to evaluate the efficacy of arginine in controlling white blush in minimally processed redbeet and compare with additives used commercially. Thus, initially it was determined the best combination of four doses of arginine (0, 10, 25 and 50 mM) with three pH ranges (unchanged, pH 6,0 and pH 7,0). Arginine treatment presents promising results regarding the white blush delay in minimally processed redbeet. In addition, this additive also reduces the respiratory activity, activity of oxidative enzymes (POD and PPO) and maintains the important bioactive compounds (betalains, phenolic compounds and flavonols) for 12 days after processing. In the second step, four additives (arginine, cysteine, citric acid and ascorbic acid) and distilled water, as control treatment, were compared for efficacy in conservation of minimally processed beets. Arginine treatment promotes the best results regarding the maintenance of the visual aspect and bioactive compounds content in relation to the other additives. The different mode of action of arginine favors the reduction of oxidative stress, extending the shelf life of the product.

As técnicas utilizadas no preparo do produto minimamente processado (PMP) devem preconizar a menor perda possível dos principais compostos funcionais e de qualidade durante o preparo e armazenamento dos alimentos. No entanto, há respostas dos PMPs quanto ao dano sofrido durante seu preparo, que disparam várias reações relacionadas com a fisiologia do estresse, que podem ser amenizadas com a aplicação de aditivos antioxidantes. Assim, torna-se importante determinar os pontos principais de perdas dos compostos funcionais, bem como, entender a relação de aditivos antioxidantes durante o processamento e o armazenamento. Foram avaliadas as perdas qualitativas nas etapas do processamento de beterraba minimamente processada. Após, foi testada a utilização de cisteína (aminoácido antioxidante) para manutenção da qualidade visual, capacidade antioxidante, betalaínas e polifenóis no armazenamento. Como principais resultados, o descascamento foi a etapa crítica do processo, com a perda das principais camadas celulares (colênquima) de acúmulo de compostos bioativos. Com a aplicação de cisteína, esta foi mais efeticaz nas maiores dosagens (0,1% e 0,2%) para manutenção dos aspectos visuais e controle do esbranquiçamento superficial, dos teores de betalaínas e compostos fenólicos totais. Isso refletiu na manutenção da capacidade antioxidante do produto durante os dias de análise. No entanto, dosagens mais altas não impedem a ação enzimática da polifenoloxidase (PPO), o que resulta principalmente na perda das concentrações de ácidos hidroxicinâmicos. Ainda, foi identificada pela primeira vez em beterraba uma betacianina fosforilada de ocorrência sazonal, a 2\'O- apiosil betanina. Em conclusão, este trabalho apresenta importante contribuição para o entendimento das relações entre as perdas dos principais compostos bioativos e os processos de preparo e armazenamento de beterraba minimamente processada. Além disso, foi demonstrado que a cisteína é eficiente para conservação das propriedades funcionais em beterraba minimamente processada, atendendo aos requisitos de um produto antioxidante para aplicação em alimentos, sendo eficaz em baixas concentrações. / The techniques used in the preparation of the fresh-cut product should recommend the lowest possible loss of the main functional and quality compounds during the preparation and storage of the food. However, there are several responses from the fresh-cut product regarding the damage suffered during their preparation, which trigger several reactions related to the physiology of stress, which can be mitigated by the application of antioxidant additives. Thus, it is important to determine the main loss points of the functional compounds, as well as to understand the interaction of antioxidant additives, such as cysteine, in order to avoid or mitigate such losses, being analyzed for the direct interference of processing and storage. The qualitative losses in the processing stages of fresh-cut beets were evaluated. After that, the use of cysteine (antioxidant amino acid) for the maintenance of visual quality, antioxidant capacity, betalains and polyphenols in storage was tested. As the main results, peeling was the critical stage of the process, with loss of the main cellular layers (collenchyma) of accumulation of bioactive compounds. Cysteine application, was more effective in the higher dosages (0.1% and 0.2%) for maintenance of the visual aspects and control of the superficial whitening, the contents of betalains and total phenolic compounds. This reflected in conservation the antioxidant capacity of the product during the days of analysis. However, higher dosages do not prevent the enzymatic action of polyphenoloxidase (PPO), which results mainly in the loss of hydroxycinnamic acid concentrations. As well, a seasonally occurring phosphorylated betacyanin, 2\'O-apiosyl betanine, was first time identified in beet. In conclusion, this work presents an important contribution to the understanding of the relationships between the losses of the main bioactive compounds and the processes of preparation and storage of minimally processed beets. In addition, it has been demonstrated that cysteine is efficient for preserving the functional properties in minimally processed beets, meeting the requirements of an antioxidant product for food application, being effective in low concentrations.