Resumo O presente trabalho tem o objetivo de elucidar o efeito da proteína anticongelante sobre a microestrutura e as propriedades físico-químicas do morango hidropônico, avaliado quanto a acidez titulável, pH, cor e microscopia ótica, antes do congelamento, in natura (IN) e impregnado com proteína anticongelante (IP), depois do descongelamento sem proteína (TWP) e impregnado (TIP) com proteína anticongelante (AFP), tipo I de pescado, por impregnação a vácuo. Após o descongelamento, o tratamento foi também comparado quanto à perda por gotejamento. Morangos impregnados com proteína anticongelante não apresentaram diferença estatística quanto às propriedades físico-químicas; no entanto, a perda por gotejamento foi estisticamente menor nos morangos descongelados tratados com proteína anticongelante. Foi possível observar menores danos na microestrutura do morango descongelado que sofreu impregnação a vácuo. As células das amostras descongeladas que foram impregnadas com proteína anticongelante conservaram a estrutura observada nas amostras de referência de morango in natura.

Abstract The present work aimed to evaluate the effect of the antifreeze protein on the microstructure and physicochemical properties of hidroponic strawberries, evaluating the titratable acidity, pH, colour and optical microscopy before freezing both in natura (IN) and impregnated with the protein (IP), and after thawing without the protein (TWP) and impregnated (TIP) with the antifreeze protein (AFP Type I from fish) by vacuum impregnation. After thawing, the treatment was also compared in terms of drip losses. The antifreeze protein impregnated strawberries showed no statistical differences with respect to the physicochemical properties, but the drip loss was statistically lower from the thawed strawberries treated with the antifreeze protein. The vacuum impregnated thawed strawberries showed less damage to the microstructure. The cells of the thawed samples with antifreeze protein conserved the structure of the reference samples of in natura strawberry.

Resumo Proteínas anticongelantes (PACs) de plantas podem inibir a recristalização do gelo mesmo em baixas concentrações, tendo potencial para aplicação em diversos alimentos congelados. Este trabalho avaliou a presença de proteínas anticongelantes em folhas naturalmente aclimatadas ao frio e folhas não aclimatadas de Drimys angustifolia, Senecio icoglossus e Eucalyptus ssp. Não foram detectadas proteínas nos extratos de Eucalyptus ssp. Os extratos de folhas aclimatadas e não aclimatadas de S. icoglossus apresentaram concentrações de proteína de 42,89 e 17,76 µg mL-1, respectivamente, verificando-se, em ambos os extratos, bandas entre 25 e 37 kDa no SDS-PAGE. Contudo, esses extratos não apresentaram atividade de inibição da recristalização. O extrato de folhas de D. angustifolia aclimatadas ao frio apresentou concentração de proteína de 95,17 µg mL-1, cinco vezes maior do que extrato não aclimatado dessa espécie. Observou-se que o extrato aclimatado de D. angustifolia apresentou atividade de inibição da recristalização. Esse extrato apresentou uma banda logo abaixo de 37 kDa e outra mais intensa, entre 20 e 25 kDa no SDS-PAGE. É a primeira vez que a presença de proteínas anticongelantes, nessa espécie, é descrita.

Summary Antifreeze proteins (AFPs) present in plants may inhibit ice recrystallization even at low concentrations, and show potential application to many frozen foods. This study evaluated the presence of antifreeze proteins in naturally cold acclimated and non-acclimated leaves of Drimys angustifolia, Senecio icoglossus and Eucalyptus ssp. No proteins were detected in apoplastic extracts of Eucalyptus ssp. Extracts of cold acclimated and non-acclimated S. icoglossus showed protein concentrations of 42.89 and 17.76 µg mL-1, both with bands between 25 and 37 kDa in the SDS-PAGE. However, they did not inhibit recrystallization. The extract of cold acclimated D. angustifolia contained a protein concentration of 95.17 µg mL-1, almost five times higher than the extract of non-acclimated D. angustifolia. In the extract of cold acclimated D. angustifolia, there was presence of ice recrystallization inhibitors. This extract showed a protein band just below 37 kDa and another more intense band between 20 and 25 kDa. It is the first time that the presence of antifreeze proteins in this species is being described.

Um dos métodos mais tradicionais na conservação de alimentos, o congelamento também pode alterar de forma significativa as características do produto. Grandes cristais de gelo provocam alteração na textura e/ou danos a membranas e componentes celulares. As técnicas de congelamento rápido formam cristais de gelo menores do que o processo lento, porém as flutuações de temperatura durante a distribuição e transporte podem promover o crescimento dos cristais. Esse processo é conhecido como recristalização e é uma barreira na utilização do congelamento como método de conservação em muitos casos. O uso de crioprotetores tradicionais, como a sacarose, é uma alternativa limitada, uma vez que concentrações elevadas são requeridas. Na década de 1970, foi descrita em peixes de águas frias uma classe de proteínas que, em baixa concentração, pode interagir e influenciar o crescimento do cristal de gelo. Elas foram chamadas de proteínas anticongelantes (PACs), sendo encontradas também em plantas, animais e micro-organismos ambientados a baixas temperaturas. Essas proteínas podem intervir no processo de formação do núcleo inicial do gelo, reduzir o ponto de congelamento da água, ou, ainda, inibir a recristalização, principalmente para PACs de vegetais. Há diversos trabalhos publicados e algumas patentes registradas para o uso de PACs em diversos alimentos, como lácteos, carnes, massas, frutas e hortaliças, conservando de melhor forma as características originais do alimento. Atualmente, o custo ainda é uma barreira para utilização comercial das PACs. Contudo, a descoberta de novas fontes pode reduzir seu custo e tornar essas proteínas uma ferramenta efetiva na manutenção da textura de alimentos congelados. Baseada em trabalhos que avaliaram aspectos químicos das PACs e exemplos de sua aplicação, esta revisão tem como objetivo principal apresentar as características gerais das PACs e discutir sobre sua utilização.

Although freezing is one of the traditional methods of food preservation, it can also significantly change the product characteristics. Large ice crystals cause changes in the texture and damage cell membranes and components. The quick freezing techniques form smaller ice crystals than the slow process, but temperature fluctuations during transport and distribution can promote crystal growth. This process is known as recrystallization and is a barrier to the use of freezing as a preservation method in many cases. The use of traditional cryoprotectants such as sucrose is a limited alternative since high concentrations are required. In the 70’s a cold water fish class of proteins was described that could interact and influence ice crystal growth even at low concentrations. They were denominated antifreeze proteins (AFPs) and are also found in plants, animals and microorganisms acclimatized to low temperatures. These proteins can interfere in the formation of the initial stable ice crystal nucleus, reduce the freezing point of water, or even inhibit the recrystallization process, especially in the case of plant AFPs. Several papers have been published and some patents registered on the use of antifreeze proteins in several foods such as dairy and meat products, pasta, fruits and vegetables, preserving the original characteristics of the products in a better way. Currently the cost is still a barrier to the commercial use of AFPs but the discovery of alternative sources could reduce the costs and make them an effective tool in the maintenance of the texture of frozen foods. Based on studies that evaluated the chemical aspects of antifreeze proteins and examples of their application, this review aims to present the general characteristics of AFPs and discuss their use.

A ameixa (Prunus salicina Lindl. cv. Harry Pickstone), originária da China, é amplamente produzida e consumida em países como o Japão e o Brasil. A prática do raleio é comum na fruticultura e as frutas que são removidas são descartadas como resíduo. Como a grande maioria dos vegetais, estes frutos de raleio também contêm óleos essenciais; porém, eles não foram investigados. A extração do óleo volátil de ameixa de raleio, pelo método de hidrodestilação, obteve rendimento de 0,06% (m/m) e um total de 21 componentes foram identificados, dos quais 11 são responsáveis por 72,9% da composição total do óleo. Os principais componentes determinados por CG-DIC e CG-EM foram Z-α-bisaboleno (13,7%), ácido n-hexadecanoico (12,7%), fitol (12,7%) e β-cariofileno (10,4%).

Plum (Prunus salicina Lindl. cv. Harry Pickstone), a China indigenous fruit, is widely produced and consumed in countries such as Japan and Brazil. The practice of thinning is common in horticulture and the fruits removed are discarded as waste. Like the great majority of vegetables, these thinning discards also contain essential oils which have not been investigated until the present time. The extraction of the plum thinning discards volatile oil, through the hydrodistillation method, produced a yield of 0.06% (m/m) and a total of 21 components were identified, with 11 of them being responsible for 72,9% of the total oil composition. The major compounds determined through GC and GC-MS were Z-α-bisabolene (13.7%), n-hexadecanoic acid (12.7%), phytol (12.7%), and β-caryophyllene (10.4%).