Apesar de ser considerada uma tecnologia de processamento de alimentos emergente, a aplicação de alta pressão para a conservação de alimentos foi testada para a inativação de bactérias deterioradoras pela primeira vez em 1899, por Hite, que utilizou uma prensa hidráulica para realização dos seus experimentos em leite.
A partir desta data, muitos estudos foram realizados visando o desenvolvimento de tecnologia de estabilização de alimentos pelo uso de alta pressão, especialmente nos Estados Unidos e no Japão. O resultado destas pesquisas foi o desenvolvimento do processamento à alta pressão hidrostática (APH), que passou a ser utilizado a partir da década de 1980 para a produção comercial de alimentos (MERTENS, 1995 apud GOULD, 2001). Segundo Gould
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(2001) atualmente estão disponíveis nos mercados norte americanos, europeus e japoneses produtos como geléias, sucos de frutas, molhos ácidos, iogurtes, guacamole, produtos de laticínios, peixes e carne embalada a vácuo; esses últimos, combinados com processo de refrigeração.
O processamento à alta pressão hidrostática consiste em um processo em bateladas, no qual o alimento, previamente embalado, é colocado em uma câmara com um meio de pressurização (normalmente água) (CAMPOS; DOSUALDO; CRISTIANINI, 2003). Essa câmara é então fechada e pressurizada igualmente por todos os lados (TORREZAN, 2003), sendo submetido à temperatura e tempo de processos requeridos para obter a inativação microbiológica e enzimática desejada (ZIMMERMAN; BERGMAN, 1993).
A inativação microbiológica ocorre devido à ação da pressão, que provoca danos às células, com alterações nas funções enzimáticas, colapso de vacúolos, perda de mobilidade, separação de citoplasma e membrana celular (HOOVER et al., 1989). Segundo este mesmo autor, o principal mecanismo de inativação de microrganismos é a desnaturação de enzimas fundamentais para as células. Além das ações sobre os microrganismos, também pode promover alterações nas características dos alimentos como viscosidade, volume, solubilidade e gelificação (TEWARI, 1999; HOOVER, 1993).
Através dos mecanismos citados acima, a alta pressão hidrostática é um processo capaz de inativar microrganismos Gram positivos e Gram negativos (HOOVER et al., 1989; REILLY et al., 2000) e bolores e leveduras (OGAWA et al., 1990; FENICE et al., 1999) em pressões de até 600 MPa (CAMPOS; DOSUALDO; CRISTIANINI, 2003). Com relação à inativação de esporos bacterianos (HAYAKAWA et al. 1994) e fúngicos (MAGGI et al. 1994), pouca efetividade do processo foi observada.
Entretanto, apesar da baixa susceptibilidade de esporos bacterianos ao processamento à alta pressão, alguns autores (SALE et al., 1970; KALCHAYANAND et al., 2004; FURUKAWA; HAYAKAWA, 2001) demonstraram que o processo de APH resulta na germinação de esporos. Por este motivo, autores que estudaram o efeito combinado de APH com temperatura (SALE et al., 1970; ROBERTS; HOOVER, 1996), com radiação UV (WUYTACH; BOVEN;
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MICHIELS, 1998), e com conservantes (SHEARER et al., 2000; STEWART et al., 2005) obtiveram resultados satisfatórios de inativação de microrganismos esporulados.
Resultados similares foram obtidos por autores que estudaram a inativação de ascósporos de bolores por alta pressão, sendo que, a utilização de APH isoladamente resultou em baixos níveis de inativação dos bolores termorresistentes. Butz et al. (1996) não obtiveram reduções significativas de B.
nivea, B. fulva e Eurotium em pressões de até 600 MPa em suco de uva; Maggi et
al. (1994) obtiveram apenas 2 reduções decimais de N. fischeri quando aplicada pressão de 900 MPa a 20ºC/20 minutos em néctar de damasco e Voldrich et al. (2004) obtiveram apenas 2 reduções decimais de Talaromyces avellaneus após tratamento à 600 MPa a 17ºC/ 60 minutos em suco de manga. Quando Voldrich et al. (2004) e Maggi et al. (1994) realizaram processamento a APH similares aos previamente utilizados, porém a temperaturas maiores, de 60 e 50ºC, respectivamente, foi observado um aumento na inativação dos bolores, mostrando que a realização dos processos de APH a temperaturas medianas melhora muito a efetividade do processo. Pelos dados observados, é possível concluir que a temperatura de processamento é um fator importante a ser considerado na inativação de microrganismos por APH.
Butz et al. (1996) combinaram o tratamento de APH a 700 MPa/60ºC/20 minutos com prévio ou posterior tratamento térmico (80ºC/15 minutos) e observaram que quando utilizado prévio tratamento térmico, o processo foi capaz de inativar apenas 1 ciclo logarítmico de B. nivea, enquanto que, quando o processo térmico foi realizado posteriormente ao de APH, ocorreram 4 reduções decimais. Esse resultado demonstra que o processo de APH é capaz de sensibilizar não só bactérias, mas também bolores, a posteriores métodos de inativação.
Além da combinação com o processo térmico, outro importante parâmetro do tratamento de pressão hidrostática é o tempo de residência. Palou et al. (1998) estudaram, em sucos de maçã e cranberry, o efeito de alta pressão hidrostática a 689MPa/60ºC na viabilidade de ascósporos de Byssochlamys nivea e observaram que a aplicação de pressão oscilatória (pulsos de um segundo) foi mais efetiva na
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inativação dos ascósporos do que a pressão aplicada continuamente por 25 minutos. Dijksterhuis e Teunissen (2004) observaram que alta pressão hidrostática a 400-800 MPa aplicada em curto tempo de residência (10 segundos a 3 minutos) foi capaz de ativar os ascósporos de Talaromyces macrospores. Além dos bolores, as bactérias esporuladas também são mais sensíveis ao processo de pressurização oscilatória, conforme descrito por Hayakawa et al. (1994). A utilização de pressão oscilaria com baixo tempo de residência faz com que o principal processo para inativação dos microrganismos seja a rápida descompressão, ao contrário dos processos tradicionais de APH, cujo efeito maior se dá pelo tempo que os microrganismos ficam expostos à alta pressão. De fato, segundo Donsì, Ferrari e Maresca (2007) a utilização de pressão oscilatória – ou em pulsos – acrescenta um componente dinâmico para a inativação de microrganismos, aumentando a eficiência do processo por tornar o microrganismo mais susceptível ao estresse causado pelo tratamento. Em caso de pressão oscilatória é necessário um balanço entre o número de pulsos aplicados e o tempo de residência, sendo que, segundo Donsì, Ferrari e Maresca (2007) há um número de pulsos ótimos a ser aplicado em função do microrganismo a ser inativado, uma vez que o efeito dos pulsos é aditivo e tem um limite a partir do qual o processo deixa de ser efetivo.
A alta pressão hidrostática apresenta como vantagens frente ao tratamento térmico uma melhor retenção de nutrientes, como a vitamina C (QUANGLIA et al., 1996; BAYNDRL et al., 2006) e também alta aprovação sensorial, especialmente quando o produto assim tratado traz em sua embalagem informações sobre o processo de APH e suas vantagens frente ao tradicional processo térmico (DELIZA et al., 2005).