Natural substances and high pressure processing to preserve sea bass

Abstract

Esta tese teve como objectivo estudar estratégias de conservação de pescado fresco, recorrendo ao uso de extractos e óleos essenciais de plantas e do processamento por alta pressão (HPP), usando filetes de robalo como um caso de estudo modelo. Relativamente aos extractos e óleos essenciais, avaliaram-se as suas propriedades antibacterianas e antioxidantes. Os extractos aquosos quente de poejo e de orégão e o óleo essencial de cravinho apresentaram a maior actividade antioxidante. Os óleos essenciais foram mais eficientes do que os extractos para inibir o crescimento das estirpes bacterianas testadas, tendo-se observado os menores valores de concentração mínima inibitória nos óleos essenciais de orégão, citronela, alho e orégão Espanhol. De seguida, estudou-se o efeito dos óleos essenciais de orégão Espanhol e de limão na conservação de filetes de robalo fresco tendo em conta critérios microbiológicos, químicos, físicos e sensoriais. A aplicação do óleo essencial de orégão Espanhol aumentou o tempo de vida útil dos filetes sob o ponto de vista bacteriano, mas não em termos sensoriais. A combinação dos óleos essenciais de orégão Espanhol e de limão melhorou o efeito antioxidante e reduziu a intensidade do odor e a sua eficácia em relação às Enterobacteriaceae, comparando com o tratamento com óleo essencial de orégão Espanhol per se. No sentido de reduzir o odor conferido pelos óleos essenciais realizou-se um estudo de conservação para avaliar o efeito de películas com óleos essenciais (citronela, alho e tomilho) em filetes de robalo, recorrendo a uma teste de desafio bacteriano. As películas sem óleos essenciais aumentaram o tempo de vida útil sob o ponto de vista bacteriano, mas este efeito não foi observado com a incorporação dos óleos essenciais nas películas. Em relação ao HPP, testaram-se diversas condições (nível de pressão, tempo de pressurização e taxa de pressurização) e avaliaram-se os efeitos na actividade enzimática, na qualidade global e na conservação de filetes de robalo fresco. Em geral, o aumento do nível de pressão e do tempo de pressurização diminuiu a actividade da fosfatase ácida e das enzimas proteolíticas, a carga bacteriana e a capacidade de retenção de água, enquanto que os filetes ficaram mais brancos. O HPP revelou potencial para o desenvolvimento de novos produtos: mais brancos, não translúcidos, mais firmes e com maior tempo de frescura e estabilidade microbiológica. Em conclusão, os óleos essenciais e o HPP têm potencial para conservar pescado fresco, devido aos seus efeitos na qualidade bacteriana. Ainda assim, mais esforços devem ser feitos no sentido de reduzir a transferência de odor dos óleos essenciais para o pescado e os efeitos do HPP no aspecto do pescado e na oxidação lipídica.

This thesis aimed to study extracts and essential oils from plants and high pressure processing (HPP) to preserve fresh fish, using sea bass fillets as a case study model. Considering extracts and essential oils, their antibacterial and antioxidant properties were evaluated. The hot water extracts of European pennyroyal and oregano and the essential oil of clove showed the highest antioxidant activities. The essential oils were more efficient than the extracts to inhibit the growth of the bacterial strains tested, being oregano, citronella, garlic, and Spanish oregano essential oils those with the lowest values of minimum inhibitory concentration. Then, the effect of essential oils (Spanish oregano and lemon) in the preservation of fresh sea bass fillets was studied taking into account microbiological, chemical, physical, and sensory criteria. The application of Spanish oregano essential oil increased the microbiological shelf life of sea bass fillets, but not the sensory shelf life. The combination of Spanish oregano and lemon essential oils enhanced the antioxidant effect and reduced the odour intensity and its efficacy against Enterobacteriaceae, compared to the treatment with Spanish oregano essential oil per se. To reduce the essential oils odours imparted to fillets, a preservation study was carried out to evaluate the effect of films with essential oils (citronella, garlic, and thyme) in sea bass fillets, using a microbiological challenge test. Films without essential oils increased the shelf life of sea bass fillets taking into account microbiological criteria, but the incorporation of essential oils in films did not. Regarding HPP, several conditions (pressure level, pressure holding time, and pressurization rate) were tested and its effects were evaluated in the activity of enzymes, in the overall quality, and in the preservation of fresh sea bass fillets. In general, the increase in pressure level and holding time decreased the activities of acid phosphatase and proteolytic enzymes, bacterial load, and water holding capacity, while fillets became whiter. HPP showed potential to create new products: whiter, not translucent, firmer, and with increased freshness period and microbiological stability. In conclusion, essential oils and HPP showed potential to preserve fresh fish, due to their effects in microbiological quality. Still, more efforts should be done to reduce the essential oils odour imparted to fish and the effects of HPP in fish appearance and lipid oxidation.