Concentrado de maçã: otimização enzimática/deteção de Alicyclobacillus

Abstract

Em Portugal, a maçã representa um dos principais frutos frescos consumidos e produzidos. A fruta que não é consumida em fresco, por exemplo, as maçãs de baixo calibre são canalizadas para a produção de concentrado de sumo. Para avaliar as características físico-químicas e microbiológicas do sumo concentrado de maçã são realizadas análises do grau Brix (70-71 ºBrix) e do valor de turbidez (< 3,0 NTU). Sob o ponto de vista microbiológico salienta-se a análise de bolores e leveduras, contagens totais de microrganismos aeróbios e de Alicyclobacillus, um microrganismo não patogénico e deteriorativo. Este trabalho de estágio, desenvolvido na Indumape, Industrialização de Fruta, S.A., teve como principais objetivos a otimização enzimática a fim de reduzir os valores de turbidez, bem como o desenvolvimento de uma metodologia que permite implementar na empresa um método reprodutível para pesquisar a presença de Alicyclobacillus. A elevada turbidez relaciona-se com a presença de amido e de polissacarídeos pécticos no concentrado de sumo de maçã. A análise a açúcares e ácidos urónicos realizada no decorrer deste trabalho a concentrados com valores distintos de turbidez (1,64 NTU e 5,44 NTU), permitiu concluir que um dos principais fatores de diferenciação entre os valores de turbidez é a elevada concentração de açúcares, nomeadamente o ácido urónico, arabinose, galactose e glucose. Este facto sugere a presença de pectina altamente ramificada e amido no concentrado com valor mais elevado de turbidez. Pela análise dos registos enzimáticos utilizados no período da campanha (setembro a dezembro de 2013) foi possível rastrear quais as enzimas utilizadas neste período, as amilases Distizym AG e Amilase AG 300L. A Distizym AG está frequentemente associada aos valores mais elevados de turbidez. Determinou-se a atividade enzimática variando os valores de pH e temperatura. Os resultados permitiram concluir que para os mesmos valores de pH e temperatura ótima, a pH 4,0 e a 50ºC, a atividade média enzimática da Amilase AG 300L (465,5 μmol/min) é sensivelmente o dobro da atividade da amilase Distizym AG (235,3 μmol/min), o que sugere um menor rendimento enzimático da Distizym AG. Para a deteção do Alicyclobacillus foram testados diferentes diluições do concentrado, temperaturas e tempos de incubação. Após a realização destes ensaios foi possível elaborar um procedimento de deteção, pela diluição de 1:10 do concentrado de sumo, à temperatura ambiente por um período mínimo de 24h e um posterior período de incubação a 45ºC. Para além disso, estabeleceu-se um protocolo de confirmação, que é aplicável no imediato com os recursos atuais da empresa.

In Portugal, apples represent one of the most consumed and produced fresh fruits. In the case of fruits that are not consumed in fresh, for instance, due to its low caliber, they are used for the production of concentrated juice. To evaluate the physicochemical and microbiological characteristics of apple juice concentrate, several analyses was carried out, such as determination of Brix degree (70-71ºBrix) and turbidity (< 3,0 NTU). The microbiological studies concerned the analysis of yeasts and molds, total counts of the aerobic microorganisms and the Alicyclobacillus, a deteriorating and non-pathogenic microorganism. This thesis, developed in Indumape, Industrialização de Fruta, S.A., had as main objectives the optimization of enzymatic processes in order to reduce the turbidity of apple juice concentrate, as well as the development and implementation of a reproducible methodology that allows detection of Alicyclobacillus. The high turbidity values are related to the presence of pectic polysaccharide and starch in apple juice concentrate. During the present work analysis of sugar and uronic acids was done to juice concentrates with different values of turbidity (1.64 NTU and 5.44 NTU), these results allowed to conclude that major differences between the turbidity values was related to the sugar composition,, namely uronic acid, arabinose, galactose and glucose. These results suggest the presence of a high branched pectin and starch in the apple juice concentrate with higher turbidity. With the analysis of the enzymatic records that were used during the campaign period (September to December 2013) it was possible to identify which enzymes were used in this period: amylases Distizym AG and AG 300L. The enzyme activity was determined by changing the pH values and temperature. The results showed that for the same optimal pH and temperature values, at pH 4.0 and 50ºC, the average activity of Amylase AG 300L (465.5 μmol/min) was almost twice of the Distizym AG activity (235.3 μmol/min), which suggests a lower enzymatic yield of the Distizym AG. For the detection of Alicyclobacillus different dilution of concentrate, temperatures and incubation times were tested. After these tests it was possible to develop a procedure for Alicyclobacillus detection, by diluting in 1:10 the juice concentrate at room temperature for a minimum period of 24 hours and a subsequent incubation at 45ºC. In addition, a confirmation protocol was established that is applicable immediately with the current resources of the company.