BIOTECNOLOGIA Alimentos e Nutracêuticos

APLICAÇÕES DA TRANSGLUTAMINASE DE ORIGEM MICROBIANA (MTgase) EM ALIMENTOS

CÁRNEOS

Ronaldo Montezuma

Consultor em Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação

São Paulo, fevereiro de 2014

APRESENTAÇÃO PROFISSIONAL

Médico Veterinário e Mestre em Engenharia e Ciência de Alimentos pela Universidade Estadual

Paulista (UNESP). Pesquisador e empreendedor em projetos de

inovação do agronegócio. Experiência de 20 anos como executivo em

unidades de negócios e áreas corporativas na Sadia, Sonae e JBS.

Atua como consultor no desenvolvimento de novos produtos e aplicação de produtos biotecnológicos

em indústrias alimentícias, no Brasil e America Latina.

IMPORTÂNCIA

Indústrias alimentícias de todo o mundo estão em busca do desenvolvimento de ingredientes ou produtos cárneos com novas características físicas e funcionais

Um dos objetivos é a alteração das propriedades dos produtos pela modificação das proteínas do carne utilizando a transglutaminase

(RODRIGUEZ-NOGALES, 2006; SHARMA, LORENZEN e QVIST, 2001)

CARACTERÍSTICAS

Independente do cálcio para ativação

Dependente de baixa tenção O2 para ativação

Massa molar 38.000 Kd

Ponto isoelétrico (pl) = 8,9

331 aminoácidos em uma única cadeia peptídica

1 resíduo de cistina

proteína monométrica simples

FONTES

Purificação da enzima dos fluidos dos tecidos dos animais abatidos para consumo: bovinos, suínos e pescados

Vegetais

Produção microbiana iniciou em 1980

Streptoverticilium mobaraense sp, linhagem S-8112

LEGISLAÇÃO

ANVISA (2003), RDC no. 348 complementa a RDC no. 24 e aprova a aplicação da transglutaminase de origem microbiana em alimentos

A resolução RDC no. 278 dispensa de registro as enzimas e preparações enzimáticas

MAPA (1986): Regulamentos Técnicos de Identidade e Qualidade Portaria nº 146, de 07 de março de 1996 coadjuvante opcional de tecnologia/elaboração: Enzima transglutaminase quantum satis

LEGISLAÇÃO

USDA FSIS (2001)

aprova sua utilização juntamente com a gelatina suína para utilização como ligante de produtos de carne formados e em presuntos curados e embutidos cozidos

FDA

A transglutaminase foi Genericamente Reconhecida Como Segura (GRAS)

FISIOLOGIA

Fator de coagulação presente no plasma: XIIIa transglutaminase e XIIIb proteína carreadora

Dependende de Ca++ e trombina

Aumento da estabilidade do coágulo da fibrina pela formação de ligações covalentes entre os polímeros de fibrina

Estabilização do tecido de cicatrização pela formação de ligações cruzadas entre as moléculas de fibrina

Favorece a migração dos fibroblastos

(BAER et. all, 1980; TAKAHASHI et. All; 1986 FOLK, 1980; BRUHN et. all, 1981)

FISIOLOGIA

Função quimiotática

Formação do tecido de granulação através das ligações cruzadas das proteínas adesivas: fibronectina, vitronectina, actina, miosina e colágeno

Prolongamento da estabilidade das ligações cruzadas pelo aumento da resistência a fribrinólise (BARRY et. all, 1988)

FISIOLOGIA

Fator XIII da coagulação sanguinea nos mamíferos

Formação do citoesqueleto e parede celular das Plantas

Formação da membrana de células esporulares

DE JONG; KOPPELMAN, (2002)

INIBIDORES

Metais pesados se ligam ao único grupo tiol do resíduo de cisteína: sítio ativo da MTG

Cu++ Zn++ Pb2+ Li+

Substâncias organicas específicas: Indício de um grupo SH participando da reação

Inibidor natural no soro do leite crú ainda não indentificado presume-se que se liga ao resíduo de cistéina

Presente em leite aquecido a temperatura até 62 a 65 °C por 30 minutos

Peso molecular 200 Da, não é um íon metálico livre

(DE JONG, BOUMANS & WIJNGAARDS, 2009)

REAÇÃO

Fonte: SHARMA, LORENZEN e QVIST, 2001 (adaptado).

AÇÃO

Catalização das reações das ligações cruzadas entre proteínas

Incorporação de uma amina livre

Hidrólise do resíduo glutamina

(GERRARD et al., 2001)

Propriedades de Textura e Análise do Perfil de

Textura (PTA) Curva típica do texturômetro GF (adaptada de BOURNE, 1982).

ATIVIDADE

Atividade ótima a 50°C por 10 minutos no em pH=6

Mantém a atividade por 10 minutos a 40°C

Perde a atividade a 70°C em poucos minutos

É ativada a 10°C e retém alguma atividade próximo do ponto de congelamento

ATIVIDADE

Temperatura (°C) Tempo (min)

5 240

15 105

20 70

30 35

40 20

FONTE: Adaptado de ANDO et al, 1989.

Relação entre a temperatura e o tempo de reação.

ATIVIDADE

FONTE: Adaptado de ANDO et al, 1989.

0

20

40

60

80

100

30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Ati

vid

ade

(%)

Temperatura (oC)

ATIVIDADE

FONTE: Adaptado de ANDO et al, 1989.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Ati

vid

ade

(%)

Temperatura (oC)

REATIVIDADE FOOD PROTEIN REACTIVITY

Milk Casein +++

Sodium caseinate +++

A-Lactoglobulin +

B- Lactoglobulin +

Egg Egg white protein (egg albumin) +

egg yolk protein ++

Meat Myoglobin +

Collagen ++

Gelatin +++

Myofibril: Myosin +++

Myofibril: Actin X X

Soybean 11S Globulin +++

7S globulin +++

Wheat Gliadin ++

Glutenin ++

+++ reacts very well, ++reacts well, + reacts depending of conditions, X in general do not react. (SAKAMOTO et al., 2006)

Reactivity of microbial transglutaminase for several proteins

APLICAÇÕES E DOSAGEM APLICAÇÃO PREPARAÇÃO CONCENTRAÇÃO U/g DOSAGEM g/Kg

Carnes e peixes TG BIONOV 100 100 8-10

Presunto cru TG BIONOV 100 100 10

Salames, presuntos TG BIONOV 100 100 1,5-2

Surumi, derivados peixe

TG BIONOV 100 100 1-3

Presuntos, salsichas TG BIONOV 100 100 3

Linguiças frescas, salsichas, presuntos,

mortadelas TG BIONOV 100 100 1

Queijos mussarela antes de pasteurizar

TG BIONOV 70 70 5

Iogurte e queijo fresco

TG BIONOV 70 70 0,3

Queijos mussarela TG BIONOV 70 70 0,5

Queijo duro amarelo TG BIONOV 70 70 0,3-1

Leite fluido crú TG BIONOV 70 70 0,4

VANTAGENS Melhoria do Perfil de Textura:

Dureza

Coesividade

Elasticidade

Fraturabilidade (redução)

Melhoria da fatiabilidade

Aumento da viscosidade

Redução da sinérese

Melhoria do rendimento:

Maior agregação das globulinas ao coalho

Aumento da retenção de líquido

VANTAGENS DO PROCESSO

Embutidos cozidos e fermentados:

Melhoria na fatiabilidade

Melhoria dos parâmetros do Perfil de Textura (PTA)

Fraturabilidade

Dureza

Adesividade

Coesividade

Elasticidade

Resiliência

Propriedades de Textura e Análise do Perfil de

Textura (PTA) Curva real do texturômetro (MONTEZUMA, 2009).

LEGISLAÇÃO

ANVISA (2003)

RDC no. 348 complementa a RDC no. 24 e aprova a aplicação da transglutaminase de origem microbiana em alimentos

A resolução RDC no. 278 dispensa de registro as enzimas e preparações enzimáticas. Entretanto sua utilização vem sendo declarada na lista de ingredientes em salames.

LEGISLAÇÃO

USDA FSIS (2001)

aprova sua utilização juntamente com a gelatina suína para utilização como ligante de produtos de carne formados e em presuntos curados e embutidos cozidos

FDA

A transglutaminase foi Genericamente Reconhecida Como Segura (GRAS)

REESTRUTURADOS IN NATURA

73% de pedaços de carne magra VCM 95% (30 a 150g)

moídos em disco de 3 furos ou achatados ou fatiados na espessura de 3 a 4 mm

Solução para solubilizar e extrair a miosina:

20% de água destilada gelada

0,8% de cloreto de sódio

0,2% de tripolifosfato de sódio

1% de TG BIONOV 100U/g em pó

5% de recortes VCM 80 a 90%, moídos em disco de 3 mm, adicionados após a mistura da TG

Total da batelada 100%

FLUXOGRAMA DO PROCESSO SELEÇÃO DA

MATÉRIA PRIMA

REDUÇÃO DO

TAMANHO

DESESTRURAÇÃO

DAS FIBRAS

0 a 4 o C

EXTRAÇÃO DAS

PROTÉINAS

2 a 4 o C

5 minutos

SEPARAÇÃO DOS

TECIDOS NÃO

MUSCULARES

SOLUBILIZAÇÃO

DAS PROTEÍNAS

2 a 4 o C

ADIÇÃO E

DISPERSÃO DA TG

2 minutos

EMBUTIMENTO A

VÁCUO

GRAMPEAMENTO

OU SELAGEM A

VÁCUO

CATALIZAÇÃO DAS

LIGAÇÕES

CRUZADAS

6 A 8 horas a 4 o C

SEMI

CONGELAMENTO

- 2 a -5 o C

EQUALIZAÇÃO DA

TEMPERATURA

- 1,0 o C

FATIMENTO OU

CUBAGEM

-1 o C

EMBALAGEM

PRIMÁRIA

EXTRUÇÃO E

MOLDAGEM A

VÁCUO

0 a 2 o C

EMBALAGEM

PRIMÁRIA

A VÁCUO

CATALIZAÇÃO DAS

LIGAÇÕES

CRUZADAS

2 horas a 8 o C

SELEÇÃO DA

MATÉRIA PRIMA

REDUÇÃO DO

TAMANHO

DESESTRURAÇÃO

DAS FIBRAS

0 a 4 o C

EXTRAÇÃO DAS

PROTÉINAS

2 a 4 o C

5 minutos

SEPARAÇÃO DOS

TECIDOS NÃO

MUSCULARES

SOLUBILIZAÇÃO

DAS PROTEÍNAS

2 a 4 o C

ADIÇÃO E

DISPERSÃO DA TG

2 minutos

EMBUTIMENTO A

VÁCUO

GRAMPEAMENTO

OU SELAGEM A

VÁCUO

CATALIZAÇÃO DAS

LIGAÇÕES

CRUZADAS

6 A 8 horas a 4 o C

SEMI

CONGELAMENTO

- 2 a -5 o C

EQUALIZAÇÃO DA

TEMPERATURA

- 1,0 o C

FATIMENTO OU

CUBAGEM

-1 o C

EMBALAGEM

PRIMÁRIA

EXTRUÇÃO E

MOLDAGEM A

VÁCUO

0 a 2 o C

EMBALAGEM

PRIMÁRIA

A VÁCUO

CATALIZAÇÃO DAS

LIGAÇÕES

CRUZADAS

2 horas a 8 o C

SELEÇÃO DA MATÉRIA PRIMA

REDUÇÃO DO TAMANHO

DESESTRUTURAÇÃO

HOMOGENEIZAÇÃO

IMPORTANTE! RETALHOS GORDUROSOS DEVEM SER MOÍDOS EM DISCO COM FURO DE 3 MM, OU PASSADOS NO CUTTER E MISTURADOS UNIFORMEMENTE, APÓS A MISTURA DA TG EM PÓ.

PROTEÍNAS REATIVAS

Solubilização e extração da miosina: Proteína sarcoplasmáticas solúvel

Formação uma película externa brilhante e adesiva

Catalização das reações da miosina e colágeno hidrolisado (gelatina)

Aumento das ligações cruzadas irreversíveis entre as superfícies dos pedaços musculares

SOLUBILIZAÇÃO DA MIOSINA

EXTRAÇÃO DA MIOSINA

PRESUNTO

ADIÇÃO DA TG

INÍCIO DA LIGAÇÃO

EMBUTIMENTO

EMBALAGEM A VÁCUO

MOLDAGEM

MOLDAGEM

REFRIGERAÇÃO

FATIAMENTO

CUBAGEM

PRESUNTO

PRESUNTO

PRESUNTO

BACON

BACON

BACON

CARNE PARA BEEF JERKY

REESTRUTURADOS

PEITO DE FRANGO

PRODUTO FINAL PEIXE RESTRUTURADO

PRODUTO FINAL PEIXE RESTRUTURADO

PRODUTO FINAL PEIXE RESTRUTURADO

CASE READY DE BIFE DE FRANGO EM ATMOSFERA MODIFICADA

GELIFICAÇÃO INSTANTÂNEA

Bife diretamente moldado em processo contínuo

APLICAÇÕES PARA SISTEMAS CONTÍNUOS

EMBALAGEM CONTÍNUA

PRODUTO PRONTO

BIFE REESTRUTURADO

Bife diretamente moldado em processo contínuo

PRODUTO PRONTO

PRODUTO PRONTO

SALAMES

SALAMES

SALAMES

SALAMES

SALAMES

SALAMES

SALAMES

SALAMES

SALSICHAS

PROMOÇÃO

PARCERIAS DE SUCESSO

PARCERIAS DE SUCESSO

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Ronaldo Montezuma

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+55 (011) 3099-9517 +55 (11) 99598-1750

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