En l'actualitat, el mètode més utilitzat per a la pasteurització d'aliments es l'aplicació decalor, encara que en aquestes darreres dècades estan sorgint tecnologies alternatives, entreles quals cal destacar l'ús dels polsos elèctrics d'alta intensitat de camp (PEAIC).En llet, s'ha vist que amb l'aplicació d'aquesta tècnica es poden aconseguir alts nivellsd'inactivació microbiana, encara que igual que en altres productes, hi ha pocs estudis sobrel'efecte que produeixen en enzims i components minoritaris. En aquest treball, s'ha estudiatl'efecte dels PEAIC en una lipasa i una proteasa produides per dos bacteris psicròtrofs,Pseudomonas fluorescens i Bacillus subtilis, respectivament, en llet o solució modeld'ultrafiltrat de llet (SMUL). A més, s'ha estudiat l'efecte dels PEAIC en diversesvitamines tant hidrosolubles como liposolubles; per així, avaluar 1' efectivitat d'aquestatècnica en la inactivació d'enzims i el grau d'alteració que provoca en el valor nutricionalde la llet.En primer lloc, es van elegir i validar els mètodes que s'utilitzarien per quantificar lesactivitats d'ambdós enzims i el contingut en vitamines, observant-se que en tots els casos,els mètodes van resultar fiables pel seu ús previst.La llet o la SMUL amb la lipasa o proteasa es van processar mitjançant PEAIC o calor,observant-se que amb PEAIC es va poder reduir en un elevat percentatge l'activitatd'aquests enzims termoresistents, encara que l'efectivitat del tractament depèn de lescaracterístiques del medi, les condicions de processat i de les característiques de l'equip detractament.La lipasa de Pseudomonas fluorescens suspesa en SMUL va resultar resistent alstractaments tèrmics de pasteurizació, mentre que quan es va sotmetre a un tractamentmitjançant PEAIC per tandes o en fluxe continu, l'activitat va disminuir amb l'augment dela intensitat de camp (16.4-37.3 kV/cm) i el nombre de polsos (fins a 80 polsos). Eltractament per tandes va ser molt més efectiu que el continu, ja que aplicant densitats d'energia similars (504.97 y 424.36 kJ/1) l'activitat es va reduir un 62.1% i un 13%,respectivament.La proteasa de Bacillus subtilis va resultar molt més resistent que la lipasa estudiada alstractaments mitjançant PEAIC, tant en SMUL com en llet desnatada, ja que després d'aplicar fins a 500 kJ/1 en tres equips diferents es va observar poca efectivitat en lainactivació de la proteasa tant en el procés en tandes com en el continu. Per aconseguir unainactivació considerable de l'enzim es van requerir tractaments de densitats d' energiasuperiors a 6000 kJ/1. L'activitat de l'enzim suspès en SMUL o en llet (desnatada i sencera)es va reduir amb 1' increment de la duració del tractament (fins a 895.8 (is), la intensitat decamp (19.7-35.5 kV/cm), la densitat d'energia (fins a 6786.8 kJ/1) i la freqüència (66.66-111.11 Hz). El medi en que els tractaments van resultar més efectius va ser la lletdesnatada, on es va aconseguir una inactivació del 81.1% després d'un tractament de6559.8 kJ/1 a 111.11 Hz. Al pasteuritzar les mostres tèrmicamente es va observar uncomportament similar, ja que en condicions de pasteurización alta (75°C-15 s) l'enzim varesultar molt més sensible en llet desnatada que en SMUL.En ambdós casos, la reducció de l'activitat enzimàtica es va poder relacionar mitjançantdiversos models matemàtics respecte a la densitat d'energia, temps de tractament i/ointensitat de camp.L'efecte dels PEAIC en les vitamines (tiamina, riboflavina, àcid ascorbic, colecalciferol itocoferol) en llet i SMUL, es va estudiar aplicant tractaments de fins a 400 (is a intensitatsde camp de 18.3 a 27.1 kV/cm. L'efecte també es va comparar amb el resultant d'aplicardiversos tractaments tèrmics. A excepció de l'àcid ascorbic, en cap cas es va produirpèrdues significatives del contingut en vitamines. La llet va retenir major quantitat d'àcidascorbic després d'un tractament de 400 |j.s a 22.6 kV/cm (93.4%) que després d'aplicarprocessos tèrmics de pasteurització baixa (49.7%) o alta (86.7%). La disminució delcontingut en àcid ascorbic va seguir una tendència de tipus exponencial en ambdós tipus detractament (PEAIC i calor). També es va observar que la retenció de vitamina després d'aplicar el tractament mitjançant PEAIC va ser més alta en llet que en SMUL, demostrant-seun efecte protector dels components naturals de la llet.En aquest treball s'ha provat que els PEAIC poden ser una bona alternativa al tractamenttèrmic per la conservación de llet; ja que amb aquesta tècnica es poden aconseguir nivellsalts d'inactivació d'enzims indesitjables sense causar grans alteracions en el contingut envitamines. / En la actualidad, el método más usado para la pasteurización de alimentos es la aplicaciónde calor, aunque en estas últimas décadas están surgiendo tecnologías alternativas entre lasque cabe destacar el uso de los pulsos eléctricos de alta intensidad de campo (PEAIC).Se ha visto que con esta técnica se pueden conseguir altos niveles de inactivaciónmicrobiana en leche, aunque al igual que en otros productos, hay pocos estudios acerca delefecto que produce en enzimas y componentes minoritarios. En este trabajo, se ha estudiadoel efecto de los PEAIC en una lipasa y una proteasa producidas por dos bacteriaspsicrótrofas, Pseudomonas flúor escens y Bacillus subtilis, respectivamente, suspendidas enleche o solución modelo de ultrafiltrado de leche (SMUL). Además, se ha estudiado elefecto de los PEAIC en diversas vitaminas tanto hidrosolubles como liposolubles; para así,evaluar la efectividad de esta técnica en la inactivación de enzimas y el grado de alteraciónque provoca en el valor nutricional de la leche.En primer lugar, se eligieron y validaron los métodos que iban a ser usados para lacuantificación de las actividades de ambos enzimas y el contenido en vitaminas,observándose que en todos los casos, los métodos resultaron fiables para el uso previsto.La leche o la SMUL conteniendo la lipasa o proteasa se procesó mediante PEAIC o calor,observándose que mediante PEAIC se pudo reducir en un elevado porcentaje la actividadde estos enzimas termoresistentes, aunque la efectividad del tratamiento dependió de lascaracterísticas del medio, las condiciones de procesado y de las características del equipode tratamiento.La lipasa de Pseudomonas fluorescens suspendida en SMUL resultó resistente a lostratamientos térmicos de pasteurización, mientras que cuando se sometió a tratamientosmediante PEAIC por tandas o en flujo continuo, la actividad disminuyó con el aumento dela intensidad de campo (16.4-37.3 kV/cm) y el número de pulsos (hasta 80 pulsos). Eltratamiento por tandas fue mucho más efectivo que el continuo, ya que aplicandodensidades de energía similares (504.97 y 424.36 kJ/1) la actividad se redujo un 62.1% y un13%, respectivamente.La proteasa de Bacillus subtilis resultó mucho más resistente a los tratamientos mediantePEAIC que la lipasa estudiada, tanto en SMUL como en leche desnatada, ya que despuésde aplicar hasta 500 kJ/1 en equipos diferentes se observó poca efectividad en lainactivación de la proteasa tanto en tratamiento por tandas como en flujo continuo. Paraconseguir una inactivación considerable del enzima se requirieron tratamientos dedensidades de energía superiores a 6000 kJ/1. La actividad del enzima suspendido en SMULo en leche (desnatada y entera) se redujo al aumentar la duración del tratamiento (hasta895.8 u.s), la intensidad de campo (19.7-35.5 kV/cm), la densidad de energía (hasta 6786.8U/1) y la frecuencia (66.66-111.11 Hz). El medio en que los tratamientos resultaron másefectivos fue la leche desnatada, consiguiéndose una inactivación del 81.1% después de untratamiento de 6559.8 kJ/1 a 111.11 Hz. Al pasteurizar las muestras térmicamente, seobservó un comportamiento similar, ya que en condiciones de pasteurización alta (75°C-15s) el enzima resultó mucho más sensible en leche desnatada que en SMUL.En ambos casos, la reducción de la actividad enzimàtica se pudo relacionar mediantediversos modelos matemáticos respecto a la densidad de energía, tiempo de tratamiento y/ointensidad de campo.El efecto de los PEAIC en las vitaminas (tiamina, riboflavina, ácido ascòrbico,colecalciferol y tocoferol) en lèche y SMUL, se estudió aplicando tratamientos de hasta 400(is a intensidades de campo de 18.3 a 27.1 kV/cm. El efecto también se comparò con elresultante de aplicar diversos tratamientos térmicos. A excepción del ácido ascòrbico, enningún caso se produjeron pérdidas significativas del contenido en vitaminas. La lecheretuvo mayor cantidad de ácido ascòrbico después de un tratamiento de 400 jas a 22.6kV/cm (93.4%) que después de aplicar procesos térmicos de pasteurización baja (49.7%) oalta (86.7%). La disminución del contenido en ácido ascòrbico siguió una tendencia de tipoexponencial en ambos tipos de tratamiento (PEAIC y calor). También se observó que laretención de vitamina después de aplicar el tratamiento mediante PEAIC fue mayor enleche que en SMUL, demostrándose un efecto protector de los componentes naturales de laleche.En este trabajo se ha probado que los PEAIC pueden ser una buena alternativa altratamiento térmico para la conservación de leche; ya que con esta técnica se puedenconseguir niveles altos de inactivación de enzimas indeseables sin causar grandesalteraciones en el contenido en vitaminas. / Nowadays, the most used method for food pasteurization is the application of heat.Nevertheless, in the last decades, several alternative technologies are emerging and one ofthe most promising is high intensity pulsed electric fields (HIPEF).In milk, high levels of microbial destruction can be achieved using this technology.However, as for other products, few studies exist about the effect of HIPEF on enzymesand other minor food components. In this work, the effect of HIPEF on a lipase and aprotease produced by the psychrothophic bacteria Pseudomonas fluorescens and Bacillussubiilis, suspended in milk or simulated milk ultrafiltrate (SMUF) has been studied. Theeffect of HIPEF on several hidro or liposoluble vitamins has also been studied in order toknow the effectiveness of this technology in inactivating undesirable enzymes and thechanges that cause on the nutritional value of milk.First or all, the methods required for the quantification of enzyme activities and vitamincontent were chosen and validated. It was observed that in all the cases, the methodsresulted reliable for their use.Milk or SMUF samples containing lipase or protease were processed by HIPEF or heat.HIPEF could reduce quite a lot the activity of this thermorésistant enzymes, althoughtreatments effectiveness depended on the medium characteristics, process conditions andequipment configuration.Lipase from Pseudomonas fluorescens suspended in SMUF resulted resistant to thermalpasteurization, whereas when subjected to a batch or a continuous mode HIPEF treatment,its activity decreased with the increase of the field strength (16.4-37.3 kV/cm) and thenumber of pulses (up to 80 pulses). The batch mode treatment was much more effectivethan that on continuous mode, since after applying similar energy densities (504.97 and424.36 kJ/1) the activity was reduced a 62.1% and a 13%, respectively.Protease from Bacillus subtilis resulted much more resistant than the evaluated lipase toHIPEF processes whatever was the treatment medium (SMUL, skim milk). After FflPEFtreatments of up to 500 kJ/1 using different equipments (batch or continuous), loweffectiveness on protease inactivation was observed. To achieve a notable level of enzymeinactivation, treatments of energy densities higher than 6000 kJ/1 were required.Protease activity suspended in SMUF or milk (skim or whole milk) subjected to HIPEFdecreased with the increase of the treatment duration (up to 895.8 (as), field strength (19.7-35.5 kV/cm), energy density (up to 6786.8 kJ/1) and the pulse repetition rate (66.66-111.11Hz).Treatments resulted more effective in skim milk than in SMUF and whole milk, since up toa 81.1% inactivation was achieved after a HIPEF treatment of 6559.8 kJ/1 at 111.11 Hz.When samples were processed thermally, a similar behavior was observed, since theenzyme resulted more sensitive in skim milk than in SMUF after a pasteurization process(75°C-15 s).In both cases, the reduction of enzyme activity could be fitted to several mathematicalmodels related to the energy density, treatment time and/or field strength.The effect of HIPEF on vitamins (thiamin, riboflavin, ascorbic acid, cholecalciferol andtocopherol) in milk and SMUF, was studied by applying treatments of up to 400 (is at fieldstrengths form 18.3 to 27.1 kV/cm. The effect of HIPEF on vitamins was also compared tothat of thermal pasteurization. Only ascorbic acid showed changes on its content afterHIPEF or thermal treatments. Milk retained higher levels of ascorbic acid after a HIPEFtreatment of 400 (is at 22.6 kV/cm (93.4%) than after thermal pasteurization processes of63°C-30 min (49.7%) or 75°C-15 s (86.7%). Ascorbic acid content reduction followed anexponential model in both cases (HIPEF and heat). It was also observed that vitaminretention after a HIPEF treatment was higher in milk than in SMUF, demonstrating aprotective effect of milk components.In this work, it has been proved that HIPEF might be a good alternative to thermal processfor food preservation. Using this technology, high levels of enzyme inactivation can beachieved without causing important changes in the vitamin content.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UDL/oai:www.tdx.cat:10803/8396 |
| Date | 09 July 2002 |
| Creators | Bendicho Porta, Silvia |
| Contributors | Martín Belloso, Olga, Universitat de Lleida. Departament de Tecnologia d'Aliments |
| Publisher | Universitat de Lleida |
| Source Sets | Universitat de Lleida |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. |
Page generated in 0.003 seconds