Universidade Federal da Bahia Mestrado em Cincia de Alimentos Disciplina Bioqumica de Alimentos Docente Dr. Maria Eugnia Mamede

Bioqumica da Carne

Andson Rocha, Carine Oliveira, Jaqueline Moreau, Priscilla Pereira

Salvador,2010.

Definies CarnesMassas musculares maturadas e demais tecidos que as acompanham, incluindo ou no a base ssea correspondente, procedentes de animais abatidos sob inspeo veterinria.Brasil,1951

Constituda por tecidos animais tecido muscularutilizados como alimentos, envolvendo inclusive as vsceras, assim como os produtos processados. Pardi,1993 A carne definida como a musculatura dos animais usada como alimento, alm desta inclui rgos como fgado, rins, o crebro e outros tecidos comestveis. Lawrie, 2005

Fonte: AVESUI 2007

Brasil se transformou no maior exportador mundial de carne bovina, superando a Austrlia a partir de 2003.Fonte:CNA

Fonte: AVESUI 2007

Fonte: AVESUI 2007

Principais Centros Consumidores de carne bovina, no Brasil: Grande So Paulo - aproximadamente 4100 cabeas /dia. Mercado Fechado, Distribuidoras ou Redes de Supermercados. Grande Rio - aproximadamente 2400 cabeas/dia. Mercado Fechado, Distribuidoras e Redes de Supermercado. Interior do So Paulo aproximadamente 8000 cabeas/dia. Mercado Aberto.

Amostra e Estratos: Pesquisa realizada na cidade de So Paulo, pelo CEPEA, 2003: Diviso dos consumidores em 5 grupos de renda: (A) alta (mais de 20 s.l.); (B) mdia alta (15 a 20 s.l.); (C) media (10 a 15 s.l.); (D) mdia baixa (5 a 10 s.l.); e (E) baixa (at 5 s.l.).

Grfico 7: Atribua uma nota para as carnes9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00Cla sse AFo n te : C EPEA

Cla sse Bbov ina

Cla sse Cf rango

Cla sse Ds uina

Cla sse E

Fonte: AVESUI 2007

Grfico 1: Geralmente, a compra da carne feita em:70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%Classe AAougue Varejes Aougues/Varejes

Classe B

Classe C

Classe D

Classe E

Supermercado Aougues/Supermercado Aougues/Supermercados/VarejesFonte: CEPEA

Fonte: AVESUI 2007

Gr fi70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%lapar cia q ali ade apar cia/q alidade apar cia/pre /q alidade

2 Oq

v

r

v q ?

r

lpr

lapar cia/pre pre /q alidade

l

l

no responderam ou no olham nada

t

Fonte: AVESUI 2007

G fi 3Q r70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

t vz

r vi ?

-

r

l

l

l

l

lt

nenhum 1 ez 2 ezes 3 ezes todos os dias a

Fonte: AVESUI 2007

Gr fi100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% lcarne cortada em

5

t

r r

lifes, cubos etc..

lcarne congelada

l

l

carne "in natura" resfriada (pea inte.) "in natura" resfriada/congelada (pea) "in natura" resf./pratos prontos "in natura" resf./congelada/contada indiferentes

pratos prontos c/ carne e congelados "in natura" resfr. (pea)/cortada (bifes) "in natura" resf./cong./ pratos prontos "in natura" resf./cortada/pratos prontos no responderam

t

Fonte: AVESUI 2007

Grfico 8:Achamq

a carne vermelha causa algum mal a sade?

70 60 50 40 30 20 10 0

lasse AFonte: CEPEA

Classe Bsi no

Classe C

Classe D

Classe E

no respondera ou no sabe

Fonte: AVESUI 2007

Grfico 4:Voc est satisfeito co a qualidade da carne ovina co prada?90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Classe A Classe Bsim no

Classe C

Classe D

Classe E

no responderam

Fonte: AVESUI 2007

Tambm na exportao de carne de frango o Brasil lder mundial.

Cevale 2007

Fonte: AVESUI 2007

Fonte: AVESUI 2007

A suinocultura, por sua vez, enfrenta problemas de concentrao de mercado comprador.

Suinocultura Industrial 2007

Fonte: AVESUI 2007

Fonte: AVESUI 2007

EXPECTATIVAS DO CONSUMIDOR Qualidade sanitria Qualidade nutritiva Qualidade organolptica Preo estabelecido animais saudveis; rica em nutrientes; aparncia, sabor; valor justo.

QUALIDADE BVIAAdaptado de Pedro Eduardo de Felcio In: XXXVI Reunio Anual da SBZ, 1999,

QUALIDADE ASSEGURADA Destaca

Aspectos de inspeo sanitria; Temperatura de conservao; Certificao de origem.

Adaptado de Pedro Eduardo de Felcio In: XXXVI Reunio Anual da SBZ, 1999,

QUALIDADE ATRATIVA

algo mais

atributos que podem surpreender o consumidorAdaptado de Pedro Eduardo de Felcio In: XXXVI Reunio Anual da SBZ, 1999,

Alm dos atributos de cor, maciez, suculncia e sabor assegurados Espera-se

pr-cortada; corretamente embalada; com certificado de origem; com indicaes de preparo culinrio...Adaptado de Pedro Eduardo de Felcio In: XXXVI Reunio Anual da SBZ, 1999,

Embalagens em atmosfera modificada

Caminhos da Carne: onde est a inovao tecnolgica?

Distribuidora

Frigorfico

Varejo

CADEIA AGROINDUSTRIAL DA CARNEINDSTRIA DE INSUM S PRODUO RURAL INDSTRIA PR CESSAD RA

Gentica animal Medicamentos Alimentao

Produtores integrados Pecuaristas especializados Pecuaristas no especializados

MERCADO EXTERNO Distribuidores Varejistas Indstria de Alimentos Bares e Restaurantes

MERCAD INTERNO Distribuidores Varejistas Bares e Restaurantes Ind. alimentos Mercado Institucional

Adaptado de:

Composio

Composio da carnegua o maior constituinte e sua proporo varia inversamente com ao contedo de gordura.

ProtenasDe acordo com a solubilidade. Sarcoplasmticas- solveis em sol salinas diludaso 30-35% do total o Enzimas e Mioglobina

Miofibrilares solveis em sol salinas concentradaso 60 -65% do total o MIOSINA e ACTINA

MIOSINA Filamentos grossos protena fibrosa com extremidade globular Cabeas de Miosina Rica em AA cidos e bsicos PI = 5,5 ACTINA Filamentos finos protena globular (G) que se polimeriza (F) Rica em prolina PI = 4,7

Insolveis ou do Estroma extracelulares do tecidoconjuntivoo 1 a 2% do total o Baixo valor nutricional composio de AA + digestibilidade

COLGENOComposta de Glicina (33%), Hidroxiprolina (15%), Prolina (10%), Lisina e Hidroxilisina Tripla Hlice de Tropocolgeno Se solubiliza a partir de 55C, gelifica acima de 90C

ELASTINAInsolvel em H2O quente Pequenas propores Dureza significativa

LIPDEOS Altamente varivel Cavidade corporal, zona subcutnea, espaos intermusculares, entre as fibras musculares, em gotculas no sarcoplasma Triglicerdeos c. palmtico > esterico > olico oglicerdeos parciais, colesterol, hidrocarbonetos Lipdeos polares (1,5 a 2,5%): fosfolipdeos e glicolipdeosEm animais monogstricos Manipulao dos c. graxos com a Dieta Diferenas de Sabor, Aroma e Susceptibilidade Oxidao

EnzimasComo agentes dinmicos do metabolismo, no intervm apenas nos processos biolgicos dos animais em vida, mas prosseguem sua ao, desempenhando papel de maior importncia na transformao e na conservao dos produtos da carne.

Ao! Desejveis: Maturao; Desdobramentos de nitrato. Indesejveis: Putrefao; Colorao anormal; Acidificaes e fermentaes; Rancificao das Gorduras.

Hidrolases Rompem a unio C O ESTERASES lipases, fosfatases,carboidrases

Rompem as ligaes C - N AMIDASES nucleosidases e nucleodesaminases PROTEASES peptidases catepsinas, tripisina

Alguns Exemplos: o Catepsinas do msculo;o Maturao da carne. o Desaparecimento da rigidez cadavrica. o Induz a formao de substncias spidas.

o Enzimas bacterianas;o Processo de maturao de embutidos crus o Desenvolvem caractersticas organolpticas especiais.

o Amilases, Transferases, Esterases;o Transformao do msculo em carne (glicognio ac. ltico).

o xidoredutase , Lipoxigenases, Hidrolases;o o o Putrefao da carne. Rancidez da gordura. Liberao de cidos graxo livres alteraes organolpticas.

Outros Componentes gua: 75%> teor de gua ligada - > CRA PI em pH 5,5 - cargas neutras < CRA Deslocamento do pH CRA (liberao de cargas).

Minerais e Vitaminas: 1,5% P>K>Na>Mg>Ca>Fe>ClLipossolveis: E>K>A =D Hidrossolveis: Complexo B > Vit C Tiamina, Riboflavina e Niacina

Carboidratos: 1%Glicognio ( 3 4,5%) e Acares Fosforilados; Fibras brancas, Animais jovens Bovinos > Ovinos> Sunos

Abate Humanitrio o tipo de abate em que as etapas de recepo, manejo, insensibilizao e sangrias adequadas, previnem sofrimentos desnecessrios ao animal Ou ainda: Conjunto de procedimentos tcnicos e cientficos que garantem o bem estar dos animais desde o embarque na propriedade rural at a operao de sangria no abatedouro. Gomide, 20xx

Indicativos de estresse psicolgico e fsico Cortisol; Enzima Creatina fosfoquinase; Lactato no soro sanguneo;

Vm sendo aplicado principalmente nos pases desenvolvidos desde que se observou a sua influncia na qualidade da carne. O bem estar animal diz respeito satisfao e ao sofrimento do animal que ir ser submetido ao abate. Resposta ao estresse quando submetido a situaes de ameaa e perigo.

Vantagens Menores contuses nas carcaas; Menores reas a serem descartadas; perdas e custos Qualidade da carne melhorada; Evita problemas como ossos quebrados; Hemorragias internas; Peles rasgadas; Carnes em condies anormais (PSE e DFD); Maiores perdas por gotejamento; Menor vida de prateleira.

Abate Humanitrio Marketing Pases Europeus Qualidade assegurada (QA) ex: Freedom Foods, Farm Assured Bristish Pig

Brasil At 2000, RIISPOA. A partir Janeiro 2000, INTRUO NORMATIVA 03 MAPA. (padronizao das etapas de recepo, descanso, movimentao, insensibilizao e sangria) Alm disso a construo, instalaes, equipamentos, funcionamento.

Procedimentos de Abate HumanitrioRECEPO E MANEJO

INSENSIBILIZAO

SANGRIAProblemas: instalaes, equipamentos e manejos inadequados, falta de manuteno dos equipamentos e treinamento dos operrios.

Estrutura do Tecido Muscular Tecido muscular representa 50% do peso da carcaa; No animal vivo responsvel pela converso de energia qumica em mecnica (contrao e relaxamento); Na carne ocorre perda destas habilidades que levam a perda de maciez e encurtamento das fibras. Os mecanismos de contrao e relaxamento nos msculos vivos relacionam-se com estas caractersticas da carne.

Tecido Conjuntivo:Endomsio, perimsio, epimsio, fscias (tendes) ligao base ssea trabalho muscular. Colgeno: mais abundante (maciez e dureza); industrialmente colas, adesivos, cosmticos e curtume; sob aquecimento solubilizam, gelatinizando.

Elastina: fora e maleabilidade; resistncia a variao de temperatura e pH; digerida pela elastase.

Reticulina: protenas extracelulares (estromticas) So insolveis.

Tecido muscular esqueltico 35 a 65% do peso das carcaas, mais de 600 msculos; A unidade de organizao estrutural e contrtil a fibra muscular; Representam de 75 a 92% do volume total do tecido muscular; se agrupam em feixes de fibras ou fascculos, que se associam formando os diferentes msculos. Todos recobertos por tec. conjuntivo em uma rede contnua: Epimsio - envolve o msculo; Perimsio - circunda os feixes; Endomsio - recobre as fibras musculares individualmente. O restante constitudo de tecido conjuntivo, fibras nervosas e vasos sanguneos

Estrutura do Tecido muscular

Miofilamentos Actina (filamento fino): 20 a 25% das protenas miofibrilares; formada de monmeros de G-actina organizados em filamentos contendo ainda duas molculas de troponina (globular) em intervalos regulares, sendo a estrutura amarrada por filamentos de tropomiosina (filamentosa). Este conjunto tem dimetro de 7nm e PI a pH 4,7; Miosina (filamento grosso): 50 a 55% das protenas miofibrilares; formada de molculas que possuem cabea globular e cauda longa (taco de golfe). As molculas se agrupam pelas caudas e so amarradas em feixes pela protena C (filamentosa), ficando as cabeas expostas. Seu PI se d no pH 5,4;

Contrao muscular Na contrao muscular as cabeas de miosina formam pontes com os filamentos de actina, originando o complexo actomiosina; A formao de actomiosina proporciona um estado de rigidez e de relativa inextensibilidade muscular; A actomiosina constitui a maior parte das protenas miofibrilares presentes no msculo em rigor mortis.

Figura 5. Estrutura de um filamento fino e de sua mudana de conformao durante a contrao muscular. (a) Filamento fino na ausncia de ons de clcio. (b) Filamento fino na presena de ons de clcio. (RAWN, 1989).

Vermelhas ou lentas Teor mais elevado de mioglobina; Contrao tnica, lenta (metabolismo oxidativo); Maior nmero de mitocndrias e maiores; Maior contedo lipdico, mais irrigada, menor dimetro; Baixa concentrao de glicognio. Brancas ou rpidas Menor teor de mioglobina; Contrao fsica, rpida (metabolismo glicoltico) Mitocndrias menores e em menor nmero; Baixa concentrao lipdica, menos irrigada; Maior reserva glicognica.

Tipos de Fibra Muscular

Metabolismo energtico Energia armazenada: ADP (adenosina difosfato); creatinafosfato (CP); glicognio. Degradao do glicognio via aerbica (ac. pirvico - ciclo de Krebs - CO2 e H2O - fosforilao do ADP em ATP); via anaerbica (gliclise - cido lctico a partir do cido pirvico); via rpida de transformao da creatinafosfato (CP) + ADP - ATP

Contrao muscular transmisso sinptica gera despolarizao levada ao interior da fibra pelos tbulos em T; liberao de clcio armazenado no interior de vesculas; clcio + TN-C = alterao conformacional da troponina; deslocamento da tropomiosina = libera os stios de ligao actina/miosina; bomba de clcio retorna o clcio para o retculo sarcoplasmtico (ATP); TN-C perde o clcio = troponina e tropomiosina retornam ao estado anterior.

Alteraes post mortemo Interrupo do fluxo sanguneo = interrupo do aporte de nutrientes e excreo de metablitos; o Funes metablicas mantidas (homeostase); o Processos bioqumicos pos mortem: degradao e ressntese de ATP; o Fontes de energia disponveis: o ATP; o Creatina fosfato (pequenas quantidades); o Glicognio (principal fonte de energia para a gliclise);

Alteraes post mortem Falta oxignio fosforilao sntese de ATP via anaerbica glicoltica;

Em anaerobiose, o cido pirvico reduzido a cido lctico ao invs de ser metabolizado a acetil coenzima A e entrar na cadeia respiratria como acontece por via aerbica; A formao de cido lctico fornece energia para a reabilitao da creatina fosfato, permitindo a contrao muscular.

Alteraes post mortem Sem fluxo sanguneo abaixamento do pH; acmulo de cido lctico

pH pode chegar a valores to baixos ao ponto de inibir completamente as enzimas glicolticas (pH Sunos Animal abatido cansado sem reserva de glicognio No h acidificao do pH pH elevado = alta reteno de H2O e m resoluo do Rigor 2.Causados por Manejo Inadequado Encurtamento pelo Frio (Temp < 10C) Rigor do Descongelamento (Temp < -1,5C) Liberao de Ca++ p Rigor excessivo

Principal causa estresse prolongado - esgotamento das reservas de glicognio; no ocorre a acidificao do msculo; Nestas carnes, usa-se a medida do pH final (aps o resfriamento das carcaas) para a identificao do problema; Nelas, o valor de pH permanece acima de 6,0 - mxima capacidade de reteno de gua, reduo da vida de prateleira (proliferao bacteriana).

Corte PSE

Corte NORMAL

Corte DFDhttp://www.fao.org/DOCREP/005/x6909S/x6909s04.htm

ASPECTOS DE QUALIDADE DA CARNE1. CAPACIDADE DE RETENO DE GUA (CRA) a habilidade da carne em reter parcial ou totalmente sua gua.Principal Caracterstica de Qualidade Influencia a percepo de Cor, Maciez e Suculncia Perdas de peso por Gotejamento e Exudao pscongelamento Perdas nutricionais por arraste

Importncia IndustrialCarnes Frescas exudao = rejeio do consumidor Produtos Emulsificados uniformidade da liga Produtos Cozidos perda de H2O no cozimento = suculncia Produtos Maturados uniformidade da secagem

gua Livre na Carne retida pelas protenas 10% - Colgeno, 20% - Proteinas Sacoplasmticas 70% - Protenas Miofibrilares Nas miofibrilas Reteno no espao intermolecular Agentes de Repulso = CRA, Agentes de Atrao = CRA

Fatores de Influncia pH quanto mais prximo do PI da Miosina, menor a CRA Rigor quanto maior a interao Actina Miosina, menor a CRA Adio de sais - NaCl a 2%: CRA - neutralizao de cargas e repulso entre as mofibrilas Adio de quelantes remoo de ons divalentes: CRA Fosfatos agem como sais, quelantes e ocupam stios do ATP

Outros Fatores Espcie: Sunos > Bovinos > Aves Idade: Jovens > Adultos Tecido conjuntivo CRA Teor de gordura CRA Mtodos de Determinao da CRA Por compresso mtodo mais antigo amostra pequena, pouco representativo

Por centrifugao em cadinho sinterizado Por gotejamento sem aplicao de fora estimativa de exudao ps-descongelamento

Por volumetria capilar equipamento especfico

Por extrao com metanol determinao por Karl-Fisher ou Espectrometria de Infra-vermelho

2. SUCULNCIA Percepo sensorial melhora maciez e libera aromas Acontece em 2 etapas 1. Liberao de lquidos depende da CRA 2. Aumento da salivao depende do contedo de gordura intramuscular Fatores de influncia Maciez, CRA e Marmorizao Forma de preparo - tempo e temperatura = suculncia Mtodos de Determinao da Suculncia Avaliao sensorial Estimativa pela CRA e Teor de gordura intramuscular

3.MACIEZ E DUREZAComportamento da carne durante a mastigao Principal atributo para o consumidor Causas: Espcie: Bovinos > Aves Gnero: Machos > Fmeas Msculo: Exerccio > Repouso

Tecido conjuntivo composio Teor de Elastina = Dureza

Aumenta com a idade e com exerccio Formao de ligaes cruzadas no colgeno

Aumenta com a idade e reduz com a maturao Coco Baixa temperatura (60C), Longo tempo

Solubiliza colgeno sem desnaturar as protena

Protenas Miofibrilares

Interao Actina-miosina e Encurtamento = Dureza Maturao = Dureza Coco alta temperatura = Desnaturao = Dureza

Outros Fatores Fatores genticos espcie, raa e indivduo Corte considerado e localizao no msculo Alimentao teor de gordura Percepo alterada pela suculncia (CRA + marmorizao) Determinao da Textura / Avaliao da Maciez Por avaliao sensorial Mtodo instrumental Texturmetro

TecnologiasAmaciamento Enzimtico Papana - ltex mamoeiroProtease de baixa especificidade de substrato Capacidade de hidrolisar satisfatoriamente: Miofibrilares e Tecido Conectivo Outras propriedades: Alta Temperatura tima de atividade (60 e 70C); Baixo custo e fornecimento constante no mercado; Alta estabilidade trmica.

Como Acontece?Ocorre a hidrlise aleatria de trechos de protenas miofibrilares e do tecido conectivo.

Resultando em uma carne que requer menor esforo para ser mastigada(maciez)

Problemas enfrentadosDificuldade na forma de aplicao Boa difuso amaciamento uniformePeas pequenas e grandes veculos: Sal, lquidos injetveis

CORDeterminante na compra informa sobre o tempo de estocagem Se deve Mioglobina Bovinos > Sunos > Aves Coxas > Peito A cor fresca se mantm por cerca de 72 horas

Coloraes anormais Carnes PSE e DFD devido reflexo ou no da luz na gua Freezer burn evaporao p concentrao de pigmentos Colorao esverdeada Sulfomioglobina e Colemioglobina Machucado in vivo Bactrias H2S e H2O2Determinao da Cor Por extrao e anlise espectrofotomtrica

Ao de Nitrito e Nitratos

CuraAo do nitrato e nitrito: Estabiliza a cor (rsea ao vermelho); Contribui para desenvolver o aroma e sabor caractersticos da

carne curada; Inibe crescimento de algumas bactrias (Cl. Botulinum); Retarda o desenvolvimento de rancificao; Limite mximo na legislao brasileira

(nitrito = 0,02g/kg e nitrato + nitrito = 0,05g/kg);

Nitrato/nitrito Art. 372 do RIISPOA

Mximo nitrito no produto = 200ppm; Art. 373

Nitratos de sdio e/ou potssio: 240g/100L salmoura; 60g/10kg de carne em salmoura seca c/ NaCl; 15g/100kg de carne picada misturada c/ NaCl;

Sal nitritado para curas rpidas;

Sal nitritado (0,6%) (10% = 600ppm - txico); Salmoura - mximo 210g/L sal nitritado Nitrato para curas longas (fonte de nitrito); Uso de nitrito permite temperaturas mais baixas na esterilizao comercial (Cl botulinum).

Nitrato (NO3) reduzido a nitrito (NO2) por enzimas bacterianas (nitratoredutases); achromobacter, micrococcus ; NO2 desdobrado em HNO2(c. Nitroso) e NO (xido ntrico); (em condio redutora - meio cido);

O NO reage com o pigmento ferroso e frrico da mioglobina formando nitrosomioglobina (vermelho brilhante) ou nitrosometamioglobina (cor pardacenta) respectivamente; Pela ao do calor ocorre a desnaturao da mioglobina formando nitrosohemocromo (rsea brilhante)

Nitrato/nitrito e a cor Nitrosomioglobina cor caracterstica dos curados crus - salames, presunto, pastrame, jerked-beef; Nitrosohemocromo cor caracterstica dos curados cozidos salsicha, mortadela, presunto; Tonalidade varia com o teor de mioglobina, temperatura e tempo de cura, formulao; Pigmentos da cura so estveis ao calor, mas instveis luz e ao oxignio do ar (ascorbato e vcuo); Esverdeamento: Ao bacteriana cor verde superficial (produo de H2O2); Queimadura pelo nitrito cor verde Instabilidade por co-oxidao (rancidez da gordura);

Curados crus

Copp a

Presunto

Charque

Jerked beef

Salame de bfalo

Curados crus

Salame de cavalo

Presunto

Curados cozidos

Mortadela

MICROBIOLOGIA DA CARNEMsculo estril Contaminao ps-abate: Pele e Vsceras; Ambiente; Equipamentos; Operadores. Carga Microbiana em Condies Higinicas 103 104 ufc/ cm2 CONTROLE Refrigerao abaixo de 5C impede crescimento de espcies patognicas Excees Listeria monocytogenes, Yersinia enterocoltica e Aeromonas hidrophyla

Segurana depende de: Inspeo Sanitria animais saudveis condies higinicas

Cozimento prvio ao consumo Estabilidade conservao abaixo de -12C

DETERIORAO DA CARNE REFRIGERADA Refrigerao seleciona Pseudomonas sp. Menor tempo de gerao (8h) Maior habilidade para uso do substrato Subst. N no-proticas; Acares fosforilados

2. Aparecimento de cobertura viscosa polissacardeos

EVENTOS QUE LEVAM DETERIORAO1. Aparecimento de odores ptridos metabolismo bacteriano cidos, aldedos e steres; compostos sulfurados H2S (cistena e metionina) Aminas descarboxilao de aminocidos Putrescina (arginina); Cadaverina (lisina); Tiramina (tirosina) e Histamina (histidina)

Referncias