Effect of high-pressure pre-treatment on the enzymatic activity related to quality loss in frozen hake

Abstract

Consumers demand for high quality food stuffs with no preservatives and with extended shelf-life, retaining the quality properties, led to the development of new processing technologies. One of those technologies, studied in this work, is High Pressure Processing (HPP), which has shown good results on fish shelf-life extension, with great importance in fish safety by inactivation of microbial load (mostly pathogenic microorganisms) in refrigerated fish, and inactivation of certain degradative enzymes, mainly in frozen fish. Fish products are usually stored under refrigeration or frozen to maintain their quality and safety patterns. However, there are still several reactions that cause fish degradation. For instance, even under frozen storage, enzymatic activity still occurs. According to the literature, HPP has shown to be a promising pre-treatment to inhibit these enzymes and extend frozen fish-shelf-life. This work aimed to determine the effect of HPP (150 MPa for 2 minutes) and storage temperature (-10, -20 and -30 ºC) on the quality of frozen hake muscle (Merluccius merluccius). It was verified that HPP resulted in a decrease of calpains activity (59 %) after 12 months of storage at -20 ºC and maintained the activity of acid phosphatase, cathepsin B and calpains after 12 months at -30 ºC Furthermore, the quantification of sulfhydryl (SH) groups indicated that the HP treatment results in higher SH content (increase up to 190%), as well as increased storage time (increase up to 120%), being this increase probably related with protein denaturation of fish muscle. This work presents relevant information concerning the employment of HP pre-treatments to reduce enzymatic activity associated to quality loss in frozen European hake (Merluccius merluccius). This type of processing can so be of interest to enhance the quality preservation of frozen hake, as well as of other species.

A exigência dos consumidores por produtos alimentares de elevada qualidade sem conservantes e com tempo de prateleira alargado, mantendo a sua qualidade, levou ao desenvolvimento de novas tecnologias para o seu processamento. Uma dessas tecnologias, abordada neste trabalho, é o Processamento por Alta Pressão (HPP), que tem apresentado bons resultados na extensão do tempo de prateleira em peixe, com especial importância para a segurança dos produtos, ao reduzir a carga microbiana (maioritariamente patogénicos) em peixe refrigerado e inibir a atividade de certas enzimas degradativas, principalmente em peixe congelado. Os produtos da pesca são normalmente armazenados em refrigeração ou congelados, de modo a manter os seus padrões de qualidade e segurança. No entanto, há diversas reações que ainda assim causam a degradação do peixe. Por exemplo, mesmo enquanto congelado, o peixe sofre alterações devido à atividade enzimática. De acordo com a literatura, o HPP mostrou grande potencial na inativação dessas enzimas e, consequentemente, na extensão do tempo de prateleira do peixe. Este trabalho visou determinar o efeito de um pré-tratamento por alta pressão (150 MPa por 2 minutos) e temperatura de armazenamento (-10, -20 e -30 ºC) na atividade enzimática do músculo de pescada congelada (Merluccius merluccius). Verificou–se que o pré-tratamento de HP possibilitou a diminuição de atividade das calpaínas (59 %) após 12 meses a -20 ºC e a manutenção das atividades da fosfatase ácida, catepsina B e calpaínas após 12 meses a -30 ºC. Verificou-se ainda um aumento no conteúdo em grupos tiol (SH) com o pré-tratamento (até 190%) e ao longo do tempo de armazenamento (até 120%), estando esse aumento possivelmente relacionado com a desnaturação proteica do músculo de peixe. Este trabalho apresenta assim informação importante relativa à aplicação de pré-tratamentos por alta pressão para reduzir a atividade enzimática associada a deterioração da pescada congelada (Merluccius merluccius). Este tipo de processamento pode assim ser relevante para uma melhor preservação da qualidade da pescada congelada, bem como possivelmente de outras espécies