Fatores que influenciam as características - Globalfood

FATORES QUE INFLUENCIAM AS CARACTERÍSTICAS DAS
MATÉRIA-PRIMAS CÁRNEAS E
SUAS IMPLICAÇÕES TECNOLÓGICAS
Rubison Olivo
Doutor em Ciência dos Alimentos
Diretor Técnico da GLOBALFOOD Advanced Food Technology
E-mail: rubison@terra.com.br
1- INTRODUÇÃO
Três componentes da carne são considerados substratos primários que
influenciarão na qualidade desta matéria-prima, para fins de processamento.
São eles: Umidade, Gordura e Proteína. A percentagem destes
componentes, seu tipo e seu estado físico-químico influenciam importantes
parâmetros de qualidade necessários à industrialização e determinarão a
qualidade final dos produtos. Estes parâmetros são chamados de
propriedades funcionais.
2- PROPRIEDADES FUNCIONAIS
As Propriedades Funcionais são as características físico-químicas que
caracterizam os alimentos e influenciam a utilização dos mesmos. Estas
propriedades estão relacionadas com questões sensoriais e não
necessariamente nutricionais; tem implicações tecnológicas diretas e
influenciam decisivamente nos aspectos econômicos dos produtos. Algumas
propriedades funcionais: capacidade de retenção de água, capacidade de
emulsificação, capacidade de gelificação, cor, sabor, coesão, estrutura e
textura.
3- RELAÇÃO UMIDADE/PROTEÍNA/GORDURA
As matérias-primas cárneas e seus derivados, como na maioria dos
alimentos, possuem um padrão de compensação entre os níveis de umidade,
proteína e gordura. Dentro de uma mesma classe de carnes/produtos, o teor de
proteína é praticamente constante, enquanto que, para determinados níveis de
gordura, ocorre proporcional diminuição da umidade. Assim, existe uma
relação de compensação entre estes dois constituintes, como pode ser
observado na Figura 01.
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4- PROTEÍNAS
As proteínas podem
ser consideradas os
principais responsáveis
pelas características
funcionais da matéria
primas cárneas. Por
analogia, podem ser
definidas como o "cimento"
dos alimentos. Nos
produtos cárneos, são
requeridas para uma grande
variedade de funções. Irão
determinar o rendimento, a
qualidade, a estrutura e os
atributos sensoriais.
As proteínas representam de 18 a 23% da carne, sendo classificadas
como miofibrilares (55% do total), sarcoplasmática (35%) e proteínas do
estroma (3 a 5%). Esta classificação pode ser observada na Tabela 01.
As proteínas miofibrilares (miosina e actina) compõem as miofibrilas e
são responsáveis principalmente pela contração muscular. São insolúveis em
água, porém, solúveis em presença sal.
São as principais proteínas da carne,
possuindo grande influência na
funcionalidade do músculo e
contribuindo de forma importante nas
propriedades das carnes processadas.
As proteínas sarcoplasmáticas,
localizadas dentro das células (no
sarcoplasma) são solúveis em água.
Proteínas desta categoria incluem-se
enzimas oxidativas, mioglobina e
outros pigmentos e enzimas glicolíticas
responsáveis pela glicólise. Boa parte
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destas proteínas são perdidas com a ocorrência de exsudação.
As proteínas do estroma são geralmente referidas como as proteínas do
tecido conjuntivo e fazem parte da estrutura do músculo. As principais
proteínas deste grupo são os colágenos, os quais tem grande influência na
qualidade dos produtos processados. Os produtos contendo elevadas
quantidades de carne com alto teor de colágeno podem apresentar
características indesejáveis, como instabilidade da massa, formação de bolsas
de gel, liberação de gordura, liberação de água e perda da textura desejada. O
nível de colágeno que pode ser utilizado em um produto cárneo processado
depende da sua força iônica, pH, nível de gordura, método de processamento,
cozimento e outros fatores. A fonte do colágeno, suas propriedades físicoquímicas
e a quantidade de ligações cruzadas termoestáveis podem também
influenciar a quantidade de colágeno que pode ser incorporado.
5- UMIDADE
A água representa de 65 a 80% do total da massa muscular e tem
importante função celular. A água está distribuída, aproximadamente,
conforme a Tabela 02. Boa parte da água dentro das células está fortemente
ligada a diversas proteínas, mas apregoa-se que aproximadamente 24% são
retidas por forças capilares e podem exsudar sob pressão.
Em geral, todas as propriedades funcionais são influenciadas por
interações de proteínas com água. A umidade natural da carne é importante
para a obtenção
do rendimento e
da qualidade final
do produto,
contribuindo para
a suculência e
palatabilidade da
carne como
alimento. Se as proteínas não estão desnaturadas, elas continuam a ligar a água
durante a conversão do músculo para carne e, por extensão, durante as
diversas fases do processamento, distribuição e cozimento. Assim, a
habilidade de reter água é uma propriedade da carne essencialmente
importante, principalmente sob o aspecto econômico e sensorial e por isto tem
sido muito estudado, sendo classificada como:
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- Capacidade de Retenção de Água (CRA): é a habilidade da carne de reter a
sua própria água, contida dentro de sua estrutura;
- Capacidade de Ligação de Água (CLA): é a habilidade da carne de reter a
água adicionada.
A CRA durante a conversão do músculo para carne e a CLA durante o
processamento depende da taxa e do grau de abaixamento do pH e do teor de
proteína desnaturada durante a instalação do rigor-mortis. Quando o pH postmortem
é muito alto, a capacidade de retenção de água da carne é alta, similar
àquelas do músculo vivo. Quando o pH desce rapidamente após o sacrifício do
animal, resulta em baixa CRA, característica típica da carne que apresenta o
fenômeno PSE.
O pigmento mioglobina, principal responsável pela cor das carnes é
constituído por uma proteína (a globina) e uma parte não protéica (o grupo
heme). O grupo heme possui um átomo de ferro na posição central. O estado
químico deste ferro irá determinar a cor da carne. Com sua forma reduzida
(Fe +2 ) a cor da carne apresenta-se vermelha (oxiomioglobina) e, com sua
forma oxidada (Fe +3 ) a cor da carne torna-se marrom (metamioglobina). A
parte protéica auxilia na estabilidade desta cor. Com a eventual desnaturação
da parte protéica (como ocorre no cozimento ou em outras situações), a carne
muda de cor para o marrom. Sob condições extremas, o pigmento pode ser
decomposto, com a separação do grupo heme da parte protéica. Isto ocasiona a
separação do átomo de ferro da estrutura, levando à cor amarelada e/ou
esverdeada.
6- GORDURAS
Os lipídeos são importantes componentes das carnes, conferindo
características desejáveis de suculência, sabor e aroma. Contudo, os mesmos
são facilmente oxidáveis, levando à formação de produtos tóxicos e
indesejáveis. Logo após a morte do animal, inicia-se o processo de
peroxidação autocatalítica, devido falta da corrente sanguínea e a conseqüente
falha no aporte do sistema antioxidante natural. A oxidação dos lipídeos nos
músculos é iniciada nas frações dos fosfolipídeos ao nível de membranas
subcelulares (mitocôndrias e microssomos), as quais são ricas em ácidos
graxos polinsaturados. O grau e extensão deste processo autocatalítico são
influenciados pelos eventos pré-abate, tais como a alimentação e estresse, bem
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como por eventos pós-abate, tais como o pH, temperatura da carcaça,
encolhimento pelo frio, desossa mecânica, moagem, etc. Estas ações podem
alterar a compartimentalização celular e provocar desnaturações protéicas,
com a liberação do ferro catalíticamente ativo da mioglobina e de outras
proteínas. A interação do ferro e de outros agentes prooxidantes com os ácidos
graxos polinsaturados, resulta na geração de radicais livres e na propagação
das reações oxidativas. A extensão destas reações poderá comprometer a
qualidade final dos produtos industrializados, o que geralmente será detectado
somente durante a vida de prateleira. Em geral, isto provoca devoluções de
mercadorias, com sérios prejuízos aos fabricantes e, como o fenômeno surge
somente após um bom tempo de fabricação, nem sempre as causas são
devidamente avaliadas. Assim, determinados cuidados durante o processo
tecnológico são necessários, como a manutenção sob temperaturas controladas
e ausência de excesso de luz, como forma de se garantir melhores qualidades
aos produtos finais, durante toda a sua vida de prateleira.
Muitos pesquisadores sustentam que existe interdependência entre a
oxidação lipídica e a formação de metamioglobina (a forma oxidada do
pigmento heme). A oxidação do pigmento e a liberação do ferro
cataliticamente ativo da molécula, pode induzir a oxidação lipídica, levando ao
ranço. Por sua vez, os radicais livres produzidos durante a oxidação lipídica
podem oxidar o pigmento heme, bem como provocar a desnaturação da parte
protéica, levando a mudanças de cor indesejáveis.
7- pH MUSCULAR versus CRA (Carne PSE)
Durante a conversão do músculo em carne, quando da instalação do
rigor mortis, ocorre o abaixamento do pH, devido a glicólise anaeróbica.
Neste momento pode ocorrer alteração na CRA, dependendo da velocidade da
instalação do rigor e do valor do pH final. A rápida glicólise imediatamente
após o abate gera pH muscular ácido, geralmente menor que 5,8 enquanto a
carcaça ainda se encontra quente, por volta de 35°C, aos 45 min. post-mortem,
em suínos. Este fenômeno causa desnaturação das proteínas, levando ao
comprometimento das propriedades funcionais das carnes, conferindo assim,
pobres características de processamento, com redução dos rendimentos dos
produtos e conseqüentes perdas econômicas. Este fenômeno é popularmente
conhecido como PSE, termo este originário das iniciais das palavras da língua
inglesa Pale, Soft e Exudative, que em tradução literal significam carnes com
característica pálida, fláxida e exsudativa.
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O PSE é internacionalmente reconhecido como um sério problema à
indústria de carnes e, devido à sua considerável importância econômica, este
fenômeno tem sido estudado há aproximadamente 50 anos em suínos.
Contudo, a sua ocorrência em aves, ganhou relevância somente nos últimos
anos. Apenas recentemente, com o rápido crescimento da produção de
industrializados de carne de aves e os problemas observados com sua textura,
coesividade, suculência e rendimento, a questão do PSE ganhou importância
nesta área.
8- NOSSAS PESQUISAS
8.1- COLÁGENO
O colágeno vem sendo utilizado na indústria cárnea sob a forma de
emulsão de couro suíno ou de pele de frango. Porém, esta utilização tem sido
realizada de forma empírica, o que tem levado, muitas vezes, a ocorrência de
defeitos, resultando em pesados prejuízos. Com os seus teores de aminoácidos
hidrofóbicos (62%) e hidrofílicos (37%), o colágeno, se bem utilizado, pode
participar beneficamente em produtos elaborados. Nossas pesquisas mostram
que há fortes evidências da participação do colágeno na estabilização de
glóbulos de gordura,
além da capacidade de
retenção de água e
melhorador de textura,
em produtos
emulsionados e nos
reestruturados. Em
emulsões cárneas, o
colágeno participa
beneficamente na
faixa de 15 a 18% de
seu peso em relação à
fração protéica ou
aproximadamente 2% em relação ao peso total da massa. Acima deste índice,
apesar de continuar auxiliando na textura, o colágeno passa a prejudicar a
estabilidade da massa, quando em sistemas com alto teor de gordura. Há
evidências de que a ação instabilizadora do colágeno, em condições de elevada
quantidade de gordura e fibra de colágeno, seja devido a sua compressão física
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aos glóbulos de gordura,
com a expansão térmica
dos mesmos, durante o
cozimento, levando-os a
coalescência.
8.2- CARNE PSE EM
FRANGOS
O PSE em aves, o
qual é causado em
conseqüência da rápida
glicólise, resulta em carnes
com alta perda de umidade
(exsudato) e pobres
características de
processamento. Este
fenômeno é prognosticado, em aves, pela combinação das análises de pH e
cor, nos músculo Pectoralis major (filé de peito).
Os resultados de nossas pesquisas nesta área mostram que os frangos
são susceptíveis ao estresse
físico, o qual causa
mudanças bioquímicas
musculares e, em
conseqüência, os mesmos
reagem positivamente à
ocorrência de carne PSE.
Neste caso a instalação do
PSE ocorre quando o pH
muscular atinge o valor de
5,7 no tempo 15 min. post
mortem, resultando na
diminuição da qualidade
funcional das carnes
(músculo Pectoralis major).
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8.3- SUPLEMENTAÇÃO DE VITAMINA E versus PSE
A Vitamina E ou α-tocoferol, uma molécula lipossolúvel, é um dos
mais efetivos antioxidantes naturais, protegendo as membranas celulares da
destruição oxidativa, conferindo melhor estabilidade às carnes. A Vitamina E
interage com a dupla camada lipídica que compõem as membranas celulares e
inibe a ação dos radicais livres in vivo, contribuindo para a integridade destas
membranas.
Nossas pesquisas também encontraram evidências que a presença de
Vitamina E nas membranas celulares, via a suplementação, inibem os
processos bioquímicos indutores de carne PSE em frangos. Então, as carnes
com alto teor de Vitamina E endógena, apresentam melhor qualidade em suas
propriedades funcionais.
8.4- VITAMINA E versus ESTABILIDADE LIPÍDICA E DE COR
A Vitamina E, também confere estabilidade de cor e estabilidade
lipídica aos cortes cárneos. A adição do α-tocoferol no momento do
processamento de carnes aumenta a estabilidade de cor do produto e diminui
os níveis de rancificação. Contudo, nossos trabalhos mostram que sua ação é
efetivamente maior quando incorporado na dieta dos animais. Os resultados de
nossos estudos de estabilidade de cor (estado químico do pigmento heme),
mostraram que a suplementação retardou a formação de pigmento
metamioglobina (cor
marron), mantendo-se por
mais tempo no estado
oximioglobina (cor
vermelha), para os
produtos crus e cozidos,
elaborados com carne de
frango. Estas mesmas
carnes apresentaram
retardo na formação de ranço, com acréscimo de quatro dias na vida de
prateleira, quando conservados sob resfriamento. Este efeito de melhoria,
inclusive nas propriedades funcionais, foi também observado em carne
mecanicamente separada (CMS), obtida a partir de resíduos de ossos das aves
suplementadas.
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3- CONCLUSÕES
Um dos maiores desafios para a indústria de carnes é oferecer produtos
macios, suculentos e com cor e sabor agradáveis e que estas características de
frescor mantenham-se estáveis durante toda a sua vida de prateleira, com a
maior segurança e o menor custo possíveis. Dentro deste aspecto, o estudo e o
conhecimento das propriedades funcionais das matérias-primas e os fatores
que as influenciam, é imprescindível para garantir a satisfação dos clientes e
os resultados econômicos dos fabricantes.
4- REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
HEDRICK, H.B., ABERLE, E.D., FORREST, J.C., JUDGE, M.D., MERKEL,
R.A. Principles of Meat Science. Dubuque: Kendal/Hunt, 1994, 3 ed.,
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LAWRIE, R.A. Meat Science. Lancaster: Technomic, 1998, 6 ed., 336p.
OLIVO, R. & SHIMOKOMAKI, M. Carnes: No Caminho da Pesquisa. Cocal
do Sul: Imprint, 2001. 155p.
RANKEM, M.D. Handbook of Meat Product Technology. Oxford: Blackwell
Science, 2000. 212p.
SAMS, A.R. Poultry Meat Processing. Boca Raton: CRC Press, 2001. 334p.
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