CAPACIDADE DE RETENO DE GUA E DE GORDURA
DE DIFERENTES CONCENTRADOS PROTEICOS USADOS
EM PRODUTOS CRNEOS EMULSIFICADOS
Ana Sofia Antunes Cristas
Dissertao para obteno do Grau de Mestre em
Engenharia Alimentar Qualidade e Segurana Alimentar
Orientador: Doutora Teresa de Jesus Silva Matos
Jri:
Presidente: Doutora Isabel Maria Nunes de Sousa, Professora Auxiliar do Instituto Superior
de Agronomia da Universidade Tcnica de Lisboa.
Vogais: - Doutora Margarida Gomes Moldo Martins, Professora Auxiliar do Instituto Superior de Agronomia da Universidade Tcnica de Lisboa;
- Doutora Teresa de Jesus da Silva Matos, Professora Auxiliar do Instituto Superior de Agronomia da Universidade Tcnica de Lisboa;
- Doutor Victor Manuel Delgado Alves, Professor Auxiliar do Instituto Superior de Agronomia da Universidade Tcnica de Lisboa;
- Licenciada Amlia Oliveira, na qualidade de especialista.
Lisboa, 2012
i
Agradecimentos
Nobre, por me ter recebido como estagiria e me fornecer os recursos necessrios
realizao deste trabalho.
Eng. Amlia Oliveira, minha orientadora na Nobre, que me acompanhou durante todo o
processo e esteve sempre presente nos momentos de deciso.
Ao Eng. Lus Raimundo que me ajudou com a sua experincia, e esprito crtico, indicando-
me o caminho a seguir.
professora Teresa Matos, minha orientadora, que despertou em mim o gosto pela
tecnologia de carnes, pelo seu conhecimento, experincia, entusiasmo, disponibilidade e
exigncia.
Aos professores Lusa Louro, Isabel Sousa e Pedro Louro por partilharem comigo a sua
experincia e darem a sua opinio sobre o trabalho.
Aos meus colegas da planta piloto, Marco Patrocnio e Vernica Gregrio, que me
mostraram os cantos casa, me deram a assistncia necessria e alguns bons conselhos
de mtodos de trabalho para alm de suportarem estoicamente o rudo que fiz diariamente
com a cutter.
A todas as pessoas fantsticas que conheci na Nobre e com quem tive o prazer de
trabalhar. Sem dvida o bom ambiente de trabalho que presenciei, a simpatia com que
todos me receberam e a boa disposio de manh noite tornaram os meses de estgio
muito agradveis.
Aos meus pais, Jos Manuel Cristas e Almerinda Antunes, que desde sempre se esforaram
para me darem as condies necessrias para que eu pudesse estudar e atingir os meus
objectivos. Eles que sempre me apoiaram, aconselharam e acarinharam. Um especial
agradecimento minha me, que bem mais do que me e tantas e tantas vezes se
esqueceu dela para que eu estivesse bem.
Ao meu namorado, Tiago Flores, por todo o amor, carinho, apoio e, sobretudo,
compreenso demonstrados em todos os momentos. Por me mostrar o mundo de uma nova
perspectiva e me dar todos os dias razes para trazer um sorriso no rosto.
Muito obrigada a todos!
ii
Resumo
Este trabalho visou determinar a funcionalidade, ao nvel da capacidade de reteno
de gua e de gordura (CRA e CRG), e a relao custo/benefcio de sete protenas usadas
em produtos crneos emulsificados, seguindo um mtodo interno da indstria. Estes dados
permitiro comparar protenas de diferentes fornecedores alternativos.
Como indicador de CRA testaram-se vrias formulaes protena:gua. Considerou-
se como ptimo a maior proporo em que ainda se observava um comportamento gel. Para
determinar a CRG, testaram-se vrias propores protena:gordura:gua, utilizando a
proporo protena:gua ptima e toucinho como gordura. A proporo ptima foi a maior
cuja percentagem de libertao de gordura no ultrapassava 1%.
A protena de soro de leite apresentou a melhor CRA e o caseinato de sdio a
melhor CRG.
A protena de colagnio no apresentou qualquer capacidade de reteno por ser
uma protena hidrolisada enzimaticamente.
Os concentrados de soja (funcional, no-funcional e dispersvel) apresentaram a
melhor relao custo/benefcio dado o baixo preo.
A protena de plasma e colagnio j era apontada como possvel alternativa
protena de soro de leite e, no decorrer do estudo, apresentou melhor relao
custo/benefcio que esta. No entanto, necessrio proceder a estudos de produto para
validar a equivalncia funcional e a rentabilidade da alterao.
Palavras-chave: Protenas de soja, Protenas lcteas, Protenas derivadas da carne,
Emulso, Capacidade de reteno, Relao custo/benefcio
iii
Abstract
The aim of this study was to determine the functionality, regarding water and fat
holding capacity (WHC and FHC), and the cost-effectiveness of seven proteins used in meat
emulsions, following an internal industrial procedure. This data will allow the proteins from
different alternative suppliers to be compared.
As an indicator of WHC several ratios protein:water were tested. The greater ratio in
which a gel behavior was still observed was assumed as optimum. To determine FHC
several experiments with different protein:fat:water ratios were conducted, using the optimum
protein:water ratio and pork backfat. The optimum ratio was the one for which the fat loss
was less than or equal to 1%.
Whey protein exhibit the highest WHC and sodium caseinate exhibit the highest FHC.
Pork collagen did not show any holding capacity since this was an enzymatically
hydrolyzed protein.
Soy protein concentrates (functional, non-functional and dispersible) showed the best
cost-effectiveness due to their low price.
Plasma and collagen protein was already pointed out as possible substitute for whey
protein and, during this study, revealed a better cost-effectiveness. However, it is necessary
to proceed with pilot scale product tests to validate this formula change functional equity and
profitability.
Keywords: Soy protein, Dairy protein, Meat-derived protein, Emulsion, Holding capacity,
Cost-effectiveness
iv
Extended Abstract
The aim of this study was to determine the functionality, regarding water and fat
holding capacity (WHC and FHC), and the cost-effectiveness of seven proteins used in meat
emulsions, following an internal industrial procedure. This data will allow the proteins from
different alternative suppliers to be compared.
In the absence of standard methods for these determinations, an internal industrial
procedure was followed. This procedure intended to simulate the operations of the meat
emulsions production, like emulsification on cutter and heat treatment.
Several protein gels were prepared with different ratios protein:water as an indicator
of WHC. Water optimum was defined as the greater ratio for which a gel behavior was still
observed, without breakage or run-off after peeling. Several emulsions formulated with pork
back fat and different ratios protein:fat:water, containing the optimum prtotein:water ratio,
were then prepared to determine FHC. Optimum fat ratio was defined as the one for which
the fat loss was less than or equal to 1%.
Whey protein exhibit the highest WHC and sodium caseinate exhibit the highest FHC.
Pork collagen didnt show any holding capacity since this was an enzymatically
hydrolyzed protein with poor gelling capacity.
Although the WHC and FHC of soy protein concentrates (functional, non-functional
and dispersible) was not very high, they showed the best cost-effectiveness due to their low
price that compensates a higher level of addition to achieve the same effect.
Before this study, pork collagen protein and plasma and collagen protein were
already pointed out as whey protein substitutes. At the end, pork collagen was ruled out as it
did not show the required functionality. Plasma and collagen protein achieved a slightly
better cost-effectiveness than whey protein, so further research on this protein can go on
with pilot scale product studies to validate the functional equity and profitability of this formula
change and confirm if there are not significant differences on sensory analysis.
Data recovered on this study can also be helpful to other meat products that require
water and fat holding capacity during processing and shelf-life.
v
ndice
1. Reviso bibliogrfica ...................................................................................................... 1
1.1. Emulses ................................................................................................................ 1
1.1.1. Emulses crneas ............................................................................................ 2
1.1.2. Estabilidade das emulses crneas ................................................................. 3
1.2. Capacidade de reteno de gua e de gordura ....................................................... 5
1.3. Protenas exteriores ................................................................................................ 6
1.3.1. Protenas de origem vegetal............................................................................. 7
1.3.1.1. Protenas de soja .......................................................................................... 7
1.3.2. Protenas de origem animal.............................................................................11
1.3.2.1. Protenas lcteas .........................................................................................11
1.3.2.2. Protenas derivadas da carne ......................................................................14
1.4. Objectivos ..............................................................................................................17
2. Materiais e mtodos ......................................................................................................18
2.1. Materiais e equipamentos ......................................................................................18
2.1.1. Equipamentos .................................................................................................18
2.1.2. Matrias-primas utilizadas ...............................................................................23
2.2. Determinao da capacidade de reteno de gua ...............................................24
2.3. Determinao da capacidade de reteno de gordura ...........................................27
3. Resultados e discusso.................................................................................................31
3.1. Capacidade de reteno de gua...........................................................................31
3.2. Capacidade de reteno de gordura ......................................................................35
3.3. Relao custo/funcionalidade .................................................................................38
4. Concluses ...................................................................................................................40
Referncias bibliogrficas ....................................................................................................42
vi
ndice de Figuras
Fig. 1 - Principais factores que afectam a estabilidade das emulses crneas na fase de
emulsificao (Adaptado de lvarez et al., 2007) .................................................................. 4
Fig. 2 - Esquema do processamento de protenas de soja para obteno de concentrados
funcionais e no funcionais (tradicionais) (Adaptado de Egbert e Payne, 2009) ...................10
Fig. 3 - Processos utilizados na produo de produtos proteicos lcteos (Wisconsin Center
for Dairy Research e Wisconsin Milk Marketing Board, s/data) .............................................12
Fig. 4 - Picadora idntica utilizada e pormenores dos seus constituintes: A - cuba de
alimentao; B - anel fixador; C - sem-fim propulsor; D - cabea de fecho; E - disco
perfurado; F - anel de facas; G - anel de pr-corte (Adaptado de Talsa, 2012) ....................21
Fig. 5 - Picadora de taa giratria com facas mltiplas rotativas ou cutter idntica utilizada
e pormenor de rotao das facas e da taa (Adaptado de Talsa, 2012) ...............................21
Fig. 6 - Scanalyser (http://www.food-supply.dk/machine/view/34625) ...................................22
Fig. 7 - Clipsadora manual simples semelhante utilizada
(http://www.polyclip.com.br/maquinas-de-grampear-embalar.html) ......................................22
Fig. 8 - Penetrmetro semelhante ao utilizado
(http://diccionariodelvino.com/index.php/penetrometro/) .......................................................22
Fig. 9 - Esquema do procedimento padro para os ensaios de capacidade de reteno de
gua. ....................................................................................................................................29
Fig. 10 - Esquema do procedimento padro para os ensaios de capacidade de reteno de
gordura. ................................................................................................................................30
Fig. 11 - Capacidade de reteno de gua das protenas exteriores estudadas ...................32
Fig. 12 Percentagem de gordura libertada nos ensaios de capacidade de reteno de
gordura de protenas exteriores de origem vegetal. A gordura utilizada foi o toucinho. A
proporo de gua foi a encontrada atravs dos ensaios de capacidade de reteno de
gua. Resultados apresentados como mdia desvio-padro (n=5; 1 n=4). ........................36
Fig. 13 - Percentagem de gordura libertada nos ensaios de capacidade de reteno de
gordura de protenas exteriores de origem animal. A gordura utilizada foi o toucinho. A
proporo de gua foi a encontrada atravs dos ensaios de capacidade de reteno de
gua. Resultados apresentados como mdia desvio-padro (n=5; 1 n=4). ........................37
Fig. 14 - Capacidade de reteno de gordura das protenas exteriores estudadas, numa
emulso contendo a proporo ptima de gua encontrada atravs dos ensaios de
capacidade de reteno de gua. ........................................................................................37
vii
Fig. 15 Valores de dureza (resistncia penetrao, gf) nos ensaios de capacidade de
reteno de gordura de protenas exteriores para as diferentes propores
protena:gordura:gua testadas. A gordura utilizada foi o toucinho. Resultados apresentados
como mdia desvio-padro (n=15; 1 n=12). .......................................................................38
ndice de Tabelas
Tabela 1 - Protenas lcteas e suas aplicaes em produtos crneos (Xiong, 2009). Nota:
CP Concentrados Proteicos; IP Isolados Proteicos ........................................................12
Tabela 2 Propores protena:gua testadas para cada protena exterior e quantidades
dos componentes para um total de 12 kg de massa. ............................................................25
Tabela 3 - Propores protena:gordura:gua testadas para cada protena exterior e
quantidades dos componentes para um total de 12 kg de massa. .......................................28
Tabela 4 Efeito da variao da proporo de gua na avaliao gel, dureza e aspecto das
amostras dos ensaios de capacidade de reteno de gua de protenas exteriores vegetais.
Resultados de dureza (resistncia penetrao, gf) apresentados como mdia desvio-
padro. .................................................................................................................................33
Tabela 5 - Efeito da variao da proporo de gua na avaliao gel, dureza e aspecto das
amostras dos ensaios de capacidade de reteno de gua de protenas exteriores de origem
animal. Resultados de dureza (resistncia penetrao, gf) apresentados como mdia
desvio-padro. .....................................................................................................................34
Tabela 6 - Valores de referncia para a capacidade de reteno de gua de protenas de
soja (Freitas, 2002). .............................................................................................................34
Tabela 7 - Valores de referncia para a capacidade de reteno de gordura de protenas de
soja (Freitas, 2002). .............................................................................................................37
Tabela 8 - Quadro resumo da capacidade de reteno de gua e de gordura das vrias
protenas exteriores em estudo e classificao das mesmas com base na relao
custo/funcionalidade (preo em /kg de emulso) ................................................................39
1
1. Reviso bibliogrfica
Actualmente os consumidores procuram alimentos agradveis, nutritivos, convenientes e
com preos acessveis o que pressiona a indstria alimentar a reduzir os seus custos de
produo sem descurar a qualidade dos produtos.
Na tentativa de reduzir os custos de formulao de produtos crneos emulsificados
podem ser adicionados ingredientes no crneos, como por exemplo concentrados ou
isolados proteicos (comummente designados por protenas exteriores), para substituir a
carne e as propriedades funcionais e nutricionais das suas protenas (Egbert e Payne, 2009;
McGuire, 2009).
Nestes produtos emulsificados, a capacidade do produto reter gua e gordura durante o
processamento e aps embalagem determina os rendimentos de produo, as
caractersticas sensoriais do produto e a sua aceitao pelos consumidores (Sebranek,
2011). Assim, torna-se crucial estabelecer um equilbrio entre a qualidade e quantidade das
protenas envolvidas na emulso, a sua funcionalidade, valor nutricional e preo (Flores et
al., 2007).
1.1. Emulses
Uma emulso uma disperso coloidal formada por dois lquidos imiscveis, em que um
constitui a fase contnua ou dispersante e o outro a fase descontnua ou dispersa, conforme
a definio apresentada por Becher (1965):
Uma emulso um sistema heterogneo que consiste em pelo menos um liquido
imiscvel intimamente disperso noutro sob a forma de gotas, cujo dimetro, em geral, excede
0,1 m. Tais sistemas possuem uma estabilidade mnima, a qual pode ser acentuada por
aditivos tais como agentes de superfcie activa, slidos finamente divididos, etc.
Existem dois tipos bsicos de emulses. Designa-se por gua em leo ou W/O (do
ingls Water in Oil) uma emulso em que as gotas de gua esto dispersas na fase de
gordura, ao passo que uma emulso em que as gotas de gordura esto dispersas na fase
aquosa se d a designao leo em gua ou O/W (do ingls Oil in Water). As emulses
alimentares so normalmente deste ltimo tipo, o que tambm levou a alargar a definio de
emulses para englobar as combinaes de lquidos e slidos (Gaman e Sherrington, 1978).
Devido imiscibilidade entre as duas fases, as emulses so sistemas instveis. Para
estabilizar este sistema preciso a presena de emulsionantes, agentes de superfcie activa
com zonas hidroflicas e outras hidrofbicas, que se concentram superfcie das gotas da
2
fase dispersa. Estes agentes baixam a tenso interfacial entre as duas fases imiscveis o
que facilita a expanso da superfcie durante a formao da emulso. Formam tambm uma
membrana interfacial, carregada electricamente, que promove a homogeneidade do sistema
e impede, atravs das repulses electroestticas, que as gotas se aproximem demasiado o
que poderia propiciar a separao de fases (Phillip et al., 1994). No caso das emulses
alimentares os agentes emulsionantes so frequentemente protenas ou fosfolpidos.
Ainda como referido por Phillip et al. (1994), para a formao de uma emulso em que
os emulsionantes so protenas, existem quatro etapas fundamentais:
Movimentao das protenas at interface, que ocorre por conveco forada
originada pelas condies de agitao intensa;
Desenrolamento das cadeias proteicas, para permitir que os grupos apolares se
liguem fase de gordura e os grupos polares fase aquosa, diminuindo a energia livre do
sistema;
Adsoro das protenas na interface, formando uma camada;
Desenrolamento e rearranjo da camada proteica na interface para formar um filme
contnuo.
Uma emulso um sistema metaestvel pelo que a migrao das molculas no cessa
quando se atingindo a situao de equilbrio. O modo e a velocidade a que continuam os
transportes de massa influenciam a estabilidade das emulses ao longo do tempo
(McClements, 1999).
Enquanto uma emulso tipo constituda por gua, leo e emulsionante, as emulses
alimentares, como as emulses crneas, possuem uma composio mais complexa que
interfere com as suas propriedades fsicas, qumicas e sensoriais.
1.1.1. Emulses crneas
As emulses crneas so misturas finamente cominudas em que a fase dispersa a
fase de gordura, que inclui mono, di e triacilgliceris, cidos gordos livres, esteris e
vitaminas lipossolveis, e a fase contnua, composta por gua e vrios componentes
hidrossolveis. Por conter vrios componentes slidos e semi-slidos (como fragmentos de
fibras musculares, partculas de gordura e condimentos) uma emulso crnea partilha em
simultneo as caractersticas de uma emulso e de uma suspenso (Gerhardt, 1980).
Os agentes emulsionantes naturais deste tipo de emulses so as protenas da carne
designadamente as protenas miofibrilares, constituintes do aparelho contrctil do msculo-
esqueltico, as protenas sarcoplasmticas, presentes no citoplasma da clula muscular e
que englobam enzimas e a mioglobina, e as protenas do tecido conjuntivo, presentes nos
epi-, peri- e endomsio e que incluem o colagnio, a reticulina e a elastina. Para que estas
3
protenas estejam disponveis necessrio que ocorra a sua extraco ou solubilizao que
se d por adio de sal no caso das protenas miofibrilares e por adio de gua no caso
das protenas sarcoplasmticas. De todas as protenas referidas a que parece ter maior
importncia na constituio das emulses crneas a miosina, uma protena miofibrilar
(Pearson e Gillett, 1996).
Segundo lvarez et al. (2007) uma das etapas mais importantes no fabrico de emulses
crneas a emulsificao na cutter1, etapa em que as matrias-primas so finamente
cominudas o que permite fornecer a energia necessria para a disperso da gordura de
forma a obter uma emulso homognea. Durante este processo a temperatura aumenta o
que faz decrescer a tenso interfacial, facilitando a reduo de dimenses e aumentando
rapidamente a rea superficial das partculas de gordura. Assim, para obter uma emulso
crnea estvel necessrio que exista emulsionante em quantidade suficiente para rodear
as partculas de gordura antes da etapa de cozedura.
1.1.2. Estabilidade das emulses crneas
Para assegurar uma boa cobertura das partculas da fase dispersa necessrio reduzir
as dimenses da carne e da gordura, extrair e dispersar as protenas miofibrilares e
minimizar a desnaturao proteica durante a emulsificao. Para garantir estes requisitos
necessrio controlar vrios factores desta etapa conforme apresentado esquematicamente
na figura 1.
Segundo (Baracco et al., 1990) a estabilidade das emulses crneas depende ainda de
outros factores como sejam:
Diferena de densidade das fases Uma maior proximidade entre a densidade das
duas fases aumenta a estabilidade;
Dimetro das gotas As partculas no devem ser muito grandes para no
sedimentarem nem muito pequenas para no propiciar a coalescncia;
Viscosidade da fase contnua Se a fase contnua for mais viscosa dificulta os
movimentos das partculas de gordura, minimizando os fenmenos de coalescncia;
Tenso interfacial A estabilidade maior quando a tenso interfacial menor.
Considera-se que qualquer tipo de emulso estvel se o nmero, dimenso e posio
das partculas da fase dispersa no sofrer alteraes significativas ao longo do tempo de
armazenamento. Para tal necessrio que a emulso no sofra nenhum dos fenmenos
fsicos de instabilidade descritos de seguida (McClements, 1999):
Cremado Consiste na subida das gotas, por terem menor densidade que o
lquido circundante;
1 Picadora-misturadora de taa giratria e facas mltiplas rotativas (ver 2.1.1. Equipamentos).
4
Sedimentao Consiste na deposio das gotas quando estas apresentam maior
densidade que o lquido envolvente;
Floculao Ocorre quando duas ou mais gotas formam um agregado, onde cada
gota mantm a sua integridade individual;
Coalescncia Ocorre quando duas ou mais gotas se fundem formando uma gota
de maior dimenso. Em excesso pode originar a formao de uma camada no topo da
emulso;
Inverso de fases Consiste na converso de uma emulso o/w em w/o ou vice-
versa.
Dependendo das caractersticas da emulso cada um destes fenmenos pode ter
maior ou menor expresso.
Fig. 1 - Principais factores que afectam a estabilidade das emulses crneas na fase de emulsificao (Adaptado de lvarez et al., 2007)
Durante a etapa de cozedura da emulso crnea d-se a fuso e expanso da gordura,
a gelatinizao do colagnio e a desnaturao das protenas miofibrilares, convertendo a
emulso numa matriz viscoelstica do tipo gel (lvarez et al., 2007). Se a emulso no for
estvel a libertao de gua e gordura durante a cozedura maior. Este fenmeno reduz
Factores da emulsificao que afectam a emulso crnea
Pr-mistura dos
ingredientes
Temperatura exterior
Durao Velocidade das facas
Tamanho das partculas
Extracoproteica
Temperatura da emulso
Revestimento da gordura
Desnaturao proteica
Tenso superficial Viscosidade
Estabilidade da emulso crnea
Textura Aroma Cor Sabor Rendimento
LucroQualidade Consistncia na qualidade
5
tanto o rendimento como a qualidade do produto final, podendo levar em ltima anlise
rejeio por parte do consumidor e a perdas econmicas.
1.2. Capacidade de reteno de gua e de gordura
No existe um consenso sobre o significado exacto de vrios conceitos relacionados
com a ligao da gua. No entanto, pode-se definir a capacidade de reteno de gua das
protenas (CRA ou WHC do ingls Water Holding Capacity) como a capacidade de reter a
sua prpria gua, assim como a gua adicionada, durante a aplicao de foras externas
(como gravidade, presso ou centrifugao) ou durante e aps aquecimento. No caso dos
produtos crneos, a CRA pode ser definida como a capacidade de absorver e reter gua
durante os tratamentos mecnicos (corte, moagem, cominuio ou enchimento), tratamento
trmico, transporte e armazenagem (Zayas, 1997).
A capacidade de reteno de gua da carne uma propriedade fundamental nos
produtos crneos pela sua implicao na qualidade do produto final e nos rendimentos de
produo. Minimizar as perdas de gua importante para ajudar a manter o sabor e a
textura do produto, nomeadamente a tenrura e a suculncia (Sebranek, 2011).
De igual forma, a capacidade de reteno de gordura (CRG) pode ser definida como a
aptido para reter gordura durante o processamento dos produtos crneos (Zayas, 1997). A
libertao de gordura est directamente associada instabilidade das emulses crneas.
Uma boa capacidade de reteno de gordura importante para evitar a formao de bolsas
de gordura que, para alm de no serem agradveis para o consumidor, podem propiciar
fenmenos de degradao dos produtos.
Como j foi referido, as protenas da carne so os principais intervenientes na formao
da estrutura e estabilidade das emulses crneas. Uma carne com baixa CRA d origem a
produtos processados de qualidade inferior uma vez que, juntamente com a gua, perdem-
se protenas solveis como as sarcoplasmticas, necessrias formao da estrutura. A
CRA da carne afectada por vrios factores que incluem a maneira como a carne foi
manuseada (nmero de cortes e tamanho das peas de carne resultantes, orientao dos
cortes face orientao das clulas musculares, taxa de arrefecimento aps abate, taxa de
congelao e temperatura durante armazenagem) mas tambm o estado metablico do
animal antes do abate (o que pode ser influenciado por factores genticos ou pela maneira
como o animal foi tratado no pr-abate) (Huff-Lonergan, 2010). Nos produtos cominudos a
quantidade de gua retida tambm afectada pelo grau de reduo de dimenses. Quando
o grau de rompimento dos tecidos maior ocorre maior extraco proteica, maior interaco
gua-protena e maior reteno de gua (Zayas, 1997).
6
A libertao de gordura de uma emulso ocorre frequentemente em simultneo com
perdas de gua devido formao de canais durante o processo de cozedura pelos quais a
gua e a gordura fundida migram at superfcie do produto. Durante esta etapa do
processamento dos produtos emulsificados a gordura comea a fundir antes da
desnaturao proteica e est totalmente no estado lquido antes que se d a formao da
matriz gel. Por esta razo, fundamental uma boa interaco interfacial entre os vrios
componentes da emulso para estabilizar a gordura lquida at completa consolidao da
estrutura da emulso, evitando-se a formao dos canais de movimentao de gordura. A
CRG depende assim da pelcula de emulsionante que cobre as partculas de gordura, da
formao gel da matriz proteica e da integridade celular dos tecidos gordos utilizados. Por
norma, uma emulso em que as partculas de gordura so mais pequenas mais estvel
porque permite uma melhor distribuio da gordura na massa. No entanto, se a quantidade
de protena disponvel for baixa em relao superfcie especfica de gordura formada, o
filme interfacial proteico fica muito fino e tem maior tendncia para romper com a expanso
da gordura durante o tratamento trmico. Contudo, se a quantidade de protena for
excessiva e o filme proteico interfacial for muito espesso, este torna-se inflexvel e tende a
quebrar durante a cozedura (Esquivel, 2008).
No caso de produtos crneos processados em que se adicionam protenas exteriores
para substituir em parte as protenas da carne importante determinar a sua funcionalidade
ao nvel da capacidade de reter gua e gordura para garantir a consistncia da qualidade do
produto. Estas propriedades dependem de vrios factores como por exemplo do balano
entre grupos hidrfilos e hidrofbicos da estrutura proteica e a sua disponibilidade para
interagir, do pH e fora inica do meio e do tipo de processamento utilizado na obteno dos
produtos proteicos (Zayas, 1997). O conhecimento destas propriedades permite escolher
qual a protena mais indicada e optimizar o seu uso enquanto isoladas ou em conjugao
entre si (por exemplo juntar uma protena com maior CRA com outra com maior CRG para
obter o efeito desejado no produto final).
1.3. Protenas exteriores
No fabrico de produtos crneos frequente a adio de protenas no crneas, tambm
designadas como protenas exteriores.
Estas protenas so utilizadas pelas suas caractersticas e funcionalidades especficas
como substitutos das matrias-primas crneas, permitindo reduzir custos de produo e
contornar o efeito da flutuao dos preos no mercado de carnes, mas tambm como
elementos de ligao da gua e da gordura adicionada, garantindo as caractersticas
nutricionais e sensoriais dos produtos.
7
Existem dois grandes grupos de protenas no crneas que so adicionadas aos
produtos crneos: as protenas de origem vegetal (como as protenas de soja e de outras
leguminosas, oleoginosas ou de gros de cereais) e as protenas de origem animal (como
sejam as protenas lcteas e as protenas derivadas de carne).
A escolha entre a vasta oferta de protenas existente depende do efeito desejado no
produto, das caractersticas nutricionais, funcionais e sensoriais intrnsecas de cada
protena, da compatibilidade com os restantes ingredientes e do seu custo por quilograma
de emulso que representa a relao custo/benefcio.
1.3.1. Protenas de origem vegetal
As protenas de origem vegetal podem ser usadas nos produtos crneos
processados para substituir as propriedades funcionais e nutricionais das protenas do
msculo. Dentre deste grupo de protenas, pelo seu perfil nutricional, baixo custo e
propriedades funcionais, as mais utilizadas so as derivadas dos gros de soja (Glycine
max) (Monteiro e Lopes da Silva, 2008). De facto, as protenas de soja so aquelas que de
todas as protenas vegetais apresentam o valor nutricional para a alimentao humana mais
elevado, sendo particularmente ricas no aminocido lisina, que o aminocido limitante das
dietas baseadas em protenas vegetais, embora possuam menor teor do aminocido
metionina (Pearson, 1983).
1.3.1.1. Protenas de soja
O elevado teor proteico dos gros de soja e o seu alto valor nutricional, contendo
todos os aminocidos essenciais, fazem com que as protenas de soja sejam as melhores
protenas vegetais para substituio de carne (National Soybean Research Laboratory,
s/data; Pearson, 1983).
Os benefcios nutricionais das protenas de soja comerciais incluem ainda (Solae,
s/data; Pearson, 1983):
Contm baixo teor de gordura saturada;
So aceites pelos consumidores intolerantes lactose ou alrgicos s protenas
lcteas;
So indicadas como capazes de reduzir os nveis de colesterol;
Podem ser includas em produtos destinados a uma dieta vegetariana.
No entanto, de acordo com a Directiva 2003/89/CE, a soja um alergnio que
necessita de rotulagem especfica.
8
As protenas de soja apresentam tambm benefcios econmicos em relao s
protenas animais, nomeadamente s protenas lcteas, pois apresentam preos mais
baixos e mais estveis (Solae, s/data).
As suas aplicaes nos alimentos visam aumentar o teor proteico e melhorar os
produtos atravs das suas propriedades funcionais como viscosidade, solubilidade,
capacidade gelificante, capacidade de emulso, capacidade de reteno de gua e de
gordura, termoestabilidade e melhorador de textura e estrutura (Solae, s/data).
As protenas de soja esto disponveis no mercado sob variadas formas mas as mais
comuns so concentrados, isolados e as protenas texturizadas. A distino entre
concentrados e isolados prende-se com o seu teor proteico, por matria seca, uma vez que
os primeiros contm no mnimo 65 a 70% de protena enquanto os isolados contm no
mnimo 90% de protena (Pearson, 1983; van Eys et al., s/data).
Os concentrados proteicos de soja so definidos pela Association of American Feed
Control Officials, Inc. (AAFCO) como:
O concentrado proteico de soja preparado a partir de sementes de soja de alta
qualidade, ss, limpas e descascadas, por remoo da maior parte do leo e dos
constituintes no proteicos solveis em gua e deve conter no menos do que 70% de
protena por matria seca." (Berk, 1992)
Existem essencialmente trs mtodos usados na produo dos concentrados para
proceder extrao dos compostos no proteicos, sem solubilizar a maior parte da frao
proteica: a extrao com lcool (normalmente etanol), a extrao cida (water-washing em
ingls) e a extrao com gua aps desnaturao pelo calor. Estes trs mtodos originam
produtos com caractersticas diferentes a nvel da colorao e da extenso da desnaturao
proteica, com implicaes na solubilidade. Apesar da baixa solubilidade proteica, os
concentrados obtidos por lavagem com lcool retm a maior parte das propriedades
funcionais como viscosidade e poder emulsionante. Os concentrados proteicos de soja
contm ainda a maioria das fibras alimentares2 da soja original o que pode constituir uma
vantagem nutricional acrescida.
Tambm segundo a AAFCO os isolados proteicos de soja so definidos como:
"O isolado proteico de soja a maior fraco proteica dos gros de soja preparado
a partir de gros de soja descascados por remoo da maior parte dos constituintes no
proteicos e deve conter no menos do que 90% de protena por matria seca (Berk, 1992)
2 A designao fibra alimentar engloba vrias substncias de origem vegetal que no so digeridas
no sistema digestivo humano como a pectina, celulose, hemicelulose, gomas, mucilagens e outros
polissacridos. Este grupo de substncias est relacionado com a reduo do risco de vrias
doenas como cancro do clon, priso de ventre, colesterol e diabetes (IFST, 2007).
9
Os princpios bsicos para obter isolados proteicos de soja incluem a solubilizao
das protenas num meio aquoso, a separao da soluo do resduo slido e por fim a
precipitao das protenas que so posteriormente submetidas a secagem. No processo
convencional, o meio aquoso tem pH neutro ou ligeiramente alcalino, a precipitao ocorre
por acidificao do meio at ao ponto isoeltrico das protenas (pH 4,5) e a forma de
secagem mais comum o spray-drying3 para obter um p fino. Este processo, por remoo
da fraco glucdica solvel e insolvel, permite obter um produto que praticamente s
protena e que apresenta menos problemas ao nvel de off flavors4, coloraes ou factores
anti-nutricionais indesejveis (como inibidores da tripsina ou cido ftico).
As protenas texturizadas tm um menor teor proteico (no mnimo 52%) uma vez que
so frequentemente produzidas a partir de farinha de soja, pelo seu menor custo, e so
utilizadas para substituir parcial ou totalmente as protenas animais em alimentos como
almndegas em que a textura e a estrutura so fundamentais. O objetivo no fabrico destes
produtos a construo de uma estrutura fibrosa que d a sensao de estar de facto a
comer carne, ao nvel do aspecto, elasticidade, tenrura e suculncia que so aspetos
caractersticos e diferenciadores da carne.
As protenas texturizadas podem ser obtidas a partir de farinha, concentrado ou
isolado de soja, normalmente atravs de um processo de extruso termoplstica, embora
possam ser utilizados outros processos como texturizao por vapor ou um processo de
fiao similar ao utilizado para a produo de fibras sintticas na indstria txtil. O
processo de extruso que obriga a que a massa proteica sobreaquecida atravesse um
conjunto de pequenos orifcios, permite uma expanso rpida da massa aps o orifcio que
origina a estrutura porosa que lhe permite imitar algumas das caractersticas sensoriais da
carne.
O processamento apresentado para os produtos de soja acima referidos est de
acordo com Berk (1992), Pearson (1983) e Lusas (s/data).
Concentrados funcionais, no funcionais e dispersveis
As diferenas no processo de obteno dos concentrados proteicos de soja podem
ter grande impacto nas suas propriedades funcionais e possvel aplicar as designaes
3 Mtodo de desidratao que recorre disperso do fluido sob a forma de pequenas gotas, por
aco de um atomizador, que so postas em contacto com uma corrente de ar quente o que origina a
evaporao da gua. As partculas desidratadas so posteriormente recolhidas por sistemas de
separao como ciclones, filtros ou precipitadores electroestticos (Patel et al., 2009). 4 O termo off flavors aplica-se aos sabores/aromas indesejveis e desagradveis para o consumidor.
No caso da soja so referidos o sabor metlico, amargo, a erva e a gros (beany) (Kinney, 2003).
10
concentrados funcionais, concentrados no funcionais e concentrados dispersveis a
diferentes produtos.
A figura 2 representa esquematicamente alguns dos principais processos utilizados
para a obteno de produtos de soja, incluindo os concentrados proteicos, de acordo com
Egbert e Payne (2009).
Fig. 2 - Esquema do processamento de protenas de soja para obteno de concentrados funcionais e no funcionais (tradicionais) (Adaptado de Egbert e Payne, 2009)
De acordo com estes autores os concentrados no funcionais so os concentrados
tradicionais obtidos por extrao com lcool (traditional alcohol-washed soy protein
concentrates) que possuem capacidade de ligao gua mas tm pouca capacidade de
ligao gordura.
Os concentrados funcionais por sua vez podem ser produzidos por neutralizao da
coalhada obtida no processo de extraco cida (water-washed functional soy protein
concentrates) ou por adio de gua e ajuste de pH dos concentrados no
funcionais/tradicionais (alcohol-washed functional soy protein concentrates). Em qualquer
Gros de soja limpos
Condicionamento, descasque e laminagem
Cascas e outros resduosFlocos de soja com toda a gordura
leo de soja bruto
Extraco com hexano e dessolventizao
Farelos de soja desengordurados
Farinhas e smolas de soja desengorduradas
Adio de gua e extracoalcalina via centrifugao
Bagaos
Licor proteico
Leite de soja
Precipitao cida e centrifugao
Coalhada de soja
Neutralizao, jet cooking, flash cooling, homogenizaoe spray drying (modificaes enzimticas se necessrio)
Isolados proteicos de soja
funcionais (extraco cida)
Leite de soja
Adio de gua, precipitao cida e
centrifugao
Coalhada de soja com glcidos insolveis
Neutralizao, jet cooking, flash cooling, homogenizao
e spray drying
Concentrados proteicos de soja
funcionais (extraco cida)
Extraco alcolica em contracorrente e dessolventizao
Melaos de soja
Concentrados proteicos de soja no
funcionais (extraco alcolica)
Triturao
Adio de gua, ajuste de pH, jet cooking, flash cooling e spray-drying
Concentrados proteicos de soja
funcionais (extraco alcolica)
11
dos casos seguem-se processos de jet cooking5, flash cooling6, homogeneizao e spray
drying. O processo de jet cooking permite aquecer instantaneamente o caudal por injeco
de vapor sob presso o que provoca a ruptura da matriz proteica existente. Seguidamente
no processo de flash cooling o caudal aquecido sob presso colocado a baixa presso,
normalmente vcuo, o que permite reduzir rapidamente a temperatura e libertar compostos
volteis no desejveis. Atravs destes processos, os concentrados funcionais apresentam
melhores capacidades gelificantes e de reteno de gua e de gordura.
A designao concentrados dispersveis pode ser atribuda a concentrados
funcionais que, pelo seu processamento, apresentam maior capacidade de dispersibilidade
em gua.
1.3.2. Protenas de origem animal
1.3.2.1. Protenas lcteas
As protenas lcteas so tambm frequentemente utilizadas no processamento dos
produtos crneos. Estas so normalmente divididas em dois grupos, as casenas e as
protenas do soro, que apresentam diferenas significativas a nvel estrutural, qumico e
funcional. Estas protenas podem ser usadas pela sua funcionalidade enquanto
emulsificantes mas tambm pelas caractersticas sensoriais e nutricionais que podem dar ao
produto. De facto, estas protenas melhoram a reteno de gua, a ligao da gordura e a
textura de produtos crneos cozidos (Xiong, 2009) e tm alto valor biolgico fornecendo
todos os aminocidos essenciais (Annimo, 2008). No entanto, enquanto produtos
derivados do leite, estas protenas so alergnios e necessitam de rotulagem especfica de
acordo com a Directiva 2003/89/CE.
So vrios os produtos proteicos e seus derivados que podem ser obtidos a partir do
leite atravs de diferentes processos (figura 3) e que podem ser adicionados s formulaes
dos produtos crneos com diferentes funes (tabela 1). Por exemplo, as casenas so bons
emulsionantes enquanto as protenas do soro so melhores para formar gis, espumas e
para reter a gua (McGuire, 2009).
5 Processo de aquecimento rpido de um fluido por injeco directa de vapor sob presso e a alta
velocidade no seio do caudal (ProSonix, s/data). 6 Tambm conhecido por arrefecimento a vcuo (vacuum cooling), conjuga arrefecimento rpido e
concentrao. Neste processo o fluido quente entra num cmara sob vcuo o que origina a libertao
de vapor at se atingir o equilbrio trmico. Este processo provoca a reduo imediata da temperatura
e a concentrao de slidos (EPCON, 2011).
12
Fig. 3 - Processos utilizados na produo de produtos proteicos lcteos (Wisconsin Center for Dairy Research e Wisconsin Milk Marketing Board, s/data)
Tabela 1 - Protenas lcteas e suas aplicaes em produtos crneos (Xiong, 2009). Nota: CP Concentrados Proteicos; IP Isolados Proteicos
Ingrediente Propriedade funcional Aplicao Exemplo
Resduo seco
isento de
matria gorda
Texturizao, aroma,
emulsificao
Todos os produtos
crneos
Salsichas frescas (Breakfast
sausages), salsichas tipo frankfurt,
molhos de carne
Caseinato de
sdio
Emulsificao, texturi-
zao, ligante da carne
Enchidos,
emulses crneas
Salsichas frescas, salsichas tipo
frankfurt, rolos de carne de peru
Caseinato
parcialmente
hidrolisado
Emulsificao, texturi-
zao, reteno de
gua
Enchidos,
emulses crneas,
molhos
Almndegas de peixe e de porco,
pastis de carne, panados de
frango
CP ou IP
Reteno de gua,
gelatinizao, inibio
da cor rosada
Carnes injectadas Salsichas frescas, pastis de carne
de peru, fiambre
CP ou IP com
tratamento
trmico prvio
Gelatinizao,
texturizao
Enchidos,
emulses crneas
Salsichas frescas ou enchidos
curados, fiambre
CP ou IP
texturizados
Texturizao, emulsifi-
cacao
Enchidos,
emulses crneas
Enchido / salsicha de carne de
vaca, salsichas tipo frankfurt
IP parcialmente
hidrolisado Antioxidante
Todos os produtos
crneos
Pastis de carne vaca ou porco pr-
cozinhados
Concentrado de protena de soro
de leite
Leite cru
Centrifugao
Pasteurizao
Leite desnatado pasteurizado
Nata
Ultrafiltrao
Leite ultrafiltrado
Concentrao/ Desidratao
Concentrado de protena
de leite
Padronizao
Leite para queijo
Coalho/cido
Coalhada Soro
Queijo
Ultrafiltrao Concentrao/ Desidratao
Concentrao/ Desidratao Soro em p inteiro
Tratamento trmico(opcional)
Concentrao
Desidratao
Leite em p magro
cido/ Coalho/ Calor
Soro Coalhada
Concentrao/ Desidratao
Soro em pConcentrao/ Desidratao
Casena
Lavagem
13
Protenas do soro de leite
O soro de leite, e a consequente separao entre casenas e protenas do soro de
leite, podem ser obtidos comummente por coagulao enzimtica (por adio de quimosina
ou cardo, no fabrico de queijo), precipitao cida (por adio de cidos at atingir o ponto
isoelctrico das casenas que, por destabilizao da sua estrutura, precipitam) ou por
ultrafiltrao.
As protenas do soro de leite representam cerca de 20% do teor proteico do leite e
englobam entre outras a -lactoglobulina, a -lactoalbumina, a albumina srica,
imunoglobulinas e um conjunto de outros polipptidos designado por proteose-peptona
(Bottomley et al., 1990). Estas protenas so altamente solveis e bastante hidroflicas o que
lhes confere boas caractersticas gelificantes e de reteno de gua (Xiong, 2009).
Os concentrados e isolados proteicos de soro so alguns dos produtos que podem
ser adicionados s formulaes dos produtos crneos. Os concentrados podem ter teores
proteicos entre 35% e 80% enquanto os isolados tm um teor proteico superior a 90%
(Pagno et al., 2009).
Os concentrados apresentam alto valor nutricional, com uma taxa de eficincia
proteica (aumento de peso em gramas protena ingerida em gramas) de 3 a 3,2 e contm
aminocidos essenciais, como lisina, triptofano, metionina e cistena, em quantidades
elevadas (Zayas, 1997).
Nem sempre as protenas de soro de leite na sua forma nativa apresentam o
comportamento desejado. Isto deve-se sua temperatura de desnaturao (78 C para a -
lactoglobulina) que superior temperatura de desnaturao das protenas miofibrilares da
carne (65 C para a miosina) e s temperaturas empregues no processamento de produtos
crneos cominudos (65-70 C), o que no permite uma interaco plena entre as protenas
do msculo e as protenas do soro (Xiong, 2009). Para ultrapassar este problema os
processos de obteno destes concentrados ou isolados proteicos podem incluir etapas que
provoquem uma desnaturao parcial prvia das protenas atravs de hidrlise enzimtica
ou tratamento trmico. Embora possuam boa reteno de gua, os concentrados que
contm grande quantidade de protenas na forma nativa podem piorar a textura dos
produtos cominudos. Pelo contrrio, os concentrados proteicos parcialmente desnaturados
melhoram a textura e a ligao entre componentes destes produtos, uma vez que se
possibilita a interaco entre a miosina e a -lactoglobulina parcialmente desnaturada e a
formao de um gel com maior rigidez e fora de ligao (Xiong, 2009).
14
Caseinato de sdio
Cerca de 80% das protenas do leite so casenas ( s1 -, s2 -, - e -casena),
protenas hidrofbicas que se organizam em micelas com 140 nm de dimetro mdio e so
estabilizadas por pontes de fosfato de clcio (Belitz et al., 2009). O facto de os resduos de
aminocidos polares e apolares no estarem distribudos de forma uniforme nas suas
sequncias proteicas faz com que se formem estruturas anfiflicas com grande actividade de
superfcie o que confere s casenas boas caractersticas enquanto emulsionantes.
Aps separao, as casenas apresentam baixa solubilidade mas que pode ser
melhorada atravs de tratamentos com agentes alcalinos, produzindo assim caseinatos. No
caso do caseinato de sdio o reagente normalmente o hidrxido de sdio diludo, numa
reaco a alta temperatura aps a qual o caseinato de sdio concentrado em spray-dryer
(Xiong, 2009).
Zayas (1997) refere que os caseinatos melhoram a reteno de gua e a
consistncia dos produtos crneos cominudos uma vez que tm um efeito protector sobre a
desnaturao das protenas miofibrilares presentes na interface da emulso, que ficam
assim mais disponveis para a formao de um gel. Fox (1984) refere que os caseinatos tm
uma maior capacidade de emulsificar a gordura do que as protenas do soro. Xiong (2009)
acrescenta que o caseinato de sdio ajuda a estabilizar emulses crneas por interaces
hidrofbicas com a miosina, incluindo a estabilizao dos glbulos de gordura.
Outra vantagem da utilizao de caseinatos, como o caseinato de sdio, a
flexibilidade que permite no processamento dos produtos crneos uma vez que estes
tornam-se bastante estveis ao calor devido baixa presena de estruturas proteicas mais
termosensveis (hlice- e a folha pregueada- ) e alto contedo em hlices poli-L-prolina
mais estveis (Fox, 1984) .
1.3.2.2. Protenas derivadas da carne
Os ingredientes proteicos derivados da carne constituem um vasto conjunto de
produtos como sejam o colagnio, a gelatina e hidrolisados de gelatina, caldos e farinhas de
carne, hidrolisados, aromas e ainda ingredientes proteicos derivados de sangue, em que se
englobam protenas de plasma, plasma transglutaminase, hemoglobina e glbulos
vermelhos. Pela sua diversidade estes ingredientes tm diferentes funcionalidades e
aplicaes. Para efeitos deste estudo apresentam-se seguidamente as caractersticas do
colagnio e das protenas de plasma.
15
Colagnio
O colagnio uma protena do tecido conjuntivo. Sendo o maior constituinte proteico
da pele, tendo, cartilagem e osso dos mamferos, forma ainda o epimsio, perimsio e
endomsio que rodeiam respectivamente os msculos, os feixes e as fibras musculares. A
unidade bsica do colagnio o tropocolagnio, uma hlice composta por trs hlices
enroladas entre si. Estas unidades ligam-se entre si atravs dos resduos de hidroxilisina
para formar as fibras de colagnio (Gaman e Sherrington, 1978; Costa, 2004).
Por aquecimento, acima de 60-65 C, verifica-se o encurtamento das fibras de
colagnio e a solubilizao do colagnio na forma de gelatina por dissociao das fibrilas e
do desenrolamento da hlice tripla. Estas temperaturas esto dependentes do pH, da
concentrao salina da soluo e da idade do animal (Tart, 2009).
A extraco e concentrao de colagnio podem ser conseguidas atravs da adio
de vapor e gua quente a tecidos ricos em colagnio, seguida de centrifugao para separar
a fraco semi-slida que depois desidratada e moda, floculada ou granulada (Tart,
2009).
Dada a percentagem de aminocidos hidrofbicos (62%) e hidroflicos (37%), o
colagnio pode participar na estabilizao de glbulos de gordura, aumentar a capacidade
de reteno de gua e melhorar a textura em produtos emulsificados (Olivo, s/data).
Conforme estudos citados por Tart (2009), conduzidos com um concentrado proteico
(obtido por um processo de extruso e desidratao seguido de moagem at obter
grnulos), o concentrado de colagnio mostrou ser capaz de reter at 4 vezes o seu peso
em gua, diminuir as purgas durante 8 semanas sob refrigerao de salsichas frankfurter
(22-23% de gordura, com 0 a 3,5% de adio de colagnio) e ainda melhorar o rendimento
de cozedura.
No entanto, a utilizao de colagnio nos produtos crneos deve ser restrita (2-3%
da formulao no caso de trimmings7 com alto teor de colagnio) uma vez que uma
protena pobre em aminocidos essenciais e a sua utilizao em excesso pode levar a
caractersticas indesejveis no produto final como instabilidade da massa, formao de
bolsas de gel ou libertao de gordura e gua, especialmente se o produto for rico em
gordura. A aco prejudicial de um elevado teor de colagnio pode dever-se ruptura do gel
de miosina j formado a temperaturas mais baixas que a de encurtamento e gelatinizao
do colagnio (Angelini, 2011; Olivo, s/data; Tart, 2009).
7 Trimmings so aparas de carne, obtidas a partir de peas de carne maiores aquando das etapas de
desmancha, que so demasiado pequenas para serem vendidas individualmente.
16
As propriedades funcionais do colagnio podem ainda ser alteradas por tratamentos
trmicos, qumicos ou enzimticos. Enquanto para o colagnio modificado por aquecimento
existem evidncias em como a capacidade de reteno de gua melhorada, para o
colagnio modificado enzimaticamente a hidrlise excessiva resulta em pequenos
fragmentos ppticos que apresentam pior capacidade de reteno de gua e de gelificao
(Tart, 2009).
Protenas do plasma
O plasma separado por centrifugao aps o abate dos animais e seguidamente
congelado ou concentrado por spray-drying8. A fraco proteica do plasma contem mais de
100 protenas diferentes mas as principais so albumina srica, -globulina, -globulina, -
globulina e fibrinognio. As protenas do plasma esto disponveis no mercado na forma de
um p esbranquiado, o que aumenta as possibilidades de aplicao, ao contrrio do
sangue que confere uma cor escura aos produtos.
Estas protenas possuem boas caractersticas gelificantes, emulsificantes e de
solubilidade que as tornam aptas para utilizao no processamento de produtos crneos.
Tart (2009) cita diversos autores que verificaram que as protenas de plasma formam gis
fortes quando sujeitas a temperaturas superiores a 70 C (embora fiquem ainda mais firmes
se a temperatura atingir 90 a 92 C), sendo que a temperatura de gelificao aumenta
quando o pH aumenta, assim como a capacidade de reteno de gua. Foi tambm
verificado que melhoram a estabilidade proteica, textura, sabor, suculncia e facilitam a
pelagem de produtos crneos cominudos. A sua boa solubilidade mostrou ser favorvel
para a aplicao em salmouras mas tambm como um agente ligante em salsichas.
McGuire (2009) refere ainda que estas protenas podem ser utilizadas para recuperar
e igualar as caractersticas da carne em produtos que utilizem menor quantidade de
matrias-primas crneas (dando prioridade a ingredientes mais baratos como amidos,
fculas ou carragenatos) ou carnes de qualidade inferior (como carnes separadas
mecanicamente9 ou do tipo baader10).
8 Mtodo de desidratao que recorre disperso do fluido sob a forma de pequenas gotas, por
aco de um atomizador, que so postas em contacto com uma corrente de ar quente o que origina a evaporao da gua. (Patel et al., 2009). 9 Produto obtido pela remoo da carne dos ossos carnudos depois da desmancha ou de carcaas
de aves de capoeira, utilizando meios mecnicos que provoquem a perda ou a alterao da estrutura das fibras musculares (Regulamento (CE) N. 853/2004). 10
A carne baader, ou carne de 3mm, pode ser obtida a partir de aparas ou ossos com carne remanescente. No processo de produo utilizada uma mquina de baixa presso que separa os tendes e os ossos da carne. O produto final mantem a estrutura celular do msculo, distinguindo-se assim da carne separada mecanicamente (Food Standards Agency, 2010).
17
1.4. Objectivos
Na ausncia de mtodos standard para testar as propriedades funcionais das protenas
os fornecedores no as quantificam nas fichas tcnicas. Para alm disso, cada investigador
utiliza os seus prprios mtodos e, na maioria dos casos, os ensaios so conduzidos no
mbito de um produto crneo especfico. Estes factores levam a que seja difcil para os
tecnologistas comparar as vrias protenas no mercado e os vrios estudos realizados nesta
rea de modo a determinar qual a mais indicada para os seus produtos.
Neste contexto, este trabalho teve como principal objectivo determinar a reteno de
gua e a reteno de gordura de sete protenas exteriores (concentrado de soja funcional,
concentrado de soja no funcional, concentrado de soja dispersvel, protena de soro de
leite, caseinato de sdio, protena de colagnio de suno e protena de plasma e colagnio),
segundo um mtodo expedito da Campofrio Food Group, j utilizado em estudos anteriores
na Nobre Alimentao, Lda. por Freitas (2002). Estes valores permitem fazer uma primeira
abordagem a fim de averiguar quais as protenas mais apropriadas para os fins desejados e
optimizar a conjugao entre vrias matrias-primas.
O segundo objectivo foi estabelecer uma relao custo/funcionalidade, com base no
custo por quilograma de emulso, das protenas utilizadas actualmente nesta indstria. Esta
relao funcionar como referncia para comparar a rentabilidade de protenas semelhantes
de diferentes fornecedores (permitem averiguar se o preo de uma protena menos funcional
suficientemente baixo para justificar a necessidade de um maior nvel de adio na
formulao para atingir o mesmo efeito).
Paralelamente, pretendeu-se avaliar a protena de colagnio de suno e a protena de
plasma e colagnio como possveis substitutas da protena de soro de leite, uma vez que
possuam um preo mais baixo e existiam indcios que apresentariam comportamentos
semelhantes.
Por fim, avaliou-se as diferenas a nvel de aspecto e dureza das vrias protenas em
estudo.
18
2. Materiais e mtodos
Os ensaios foram realizados na planta piloto da Nobre Alimentao, Lda., uma indstria
transformadora de carnes.
Apresenta-se a descrio dos principais equipamentos e materiais utilizados e os
procedimentos aplicados neste estudo com base no mtodo interno do Campofrio Food
Group. Este mtodo j tinha sido aplicado nesta unidade produtiva por Freitas (2002).
2.1. Materiais e equipamentos
2.1.1. Equipamentos
Picadora
A picadora utilizada, semelhante representada na figura 4, permite reduzir as
dimenses de diversas matrias-primas controlando as dimenses de sada atravs do
dimetro dos orifcios do disco.
A matria-prima a picar introduzida na picadora atravs de uma abertura circular da
cuba de alimentao por onde cai sobre o sem-fim propulsor que faz a conduo da
matria-prima at s facas que giram solidrias com o movimento do sem-fim entre dois
discos perfurados. O disco mais interno tem a funo de pr-corte, tendo apenas trs
grandes orifcios que ocupam quase a totalidade do disco. Segue-se o anel das facas
dispostas em cruzeta e o disco com orifcios de dimetro correspondente ao tamanho final
desejado para a matria-prima, neste caso 13 mm. Estas trs peas encaixam no eixo
central do sem-fim e so ajustadas convenientemente atravs do anel fixador que se
enrosca na cabea de fecho. Apenas as facas podem girar livremente enquanto os dois
discos permanecem imveis pois encaixam no interior da cabea de fecho.
Cutter
D-se o nome de cutter a uma picadora de taa giratria com facas mltiplas rotativas.
Este tipo de equipamento usado nas indstrias de carnes para picar finamente a carne e
misturar e emulsionar todos os ingredientes e os seus constituintes.
constitudo por uma taa giratria na qual se adicionam a carne e os restantes
ingredientes. Os ingredientes so misturados e picados nesta taa por um conjunto de facas
rotativas localizadas na parte traseira da taa, que esto fixas num veio motriz e giram no
plano vertical. Como sistema de segurana e de modo a evitar que a massa salte da cutter
19
durante o funcionamento, esta possui uma tampa em que a parte posterior, que cobre as
lminas, metlica e a outra metade de acrlico espesso e pode ser aberta para
introduo dos ingredientes da massa.
A cutter utilizada tinha capacidade para 18 kg de carne e duas velocidades de rotao
tanto das lminas (1800 rpm e 3600 rpm) como da taa (12 rpm e 24 rpm). As lminas
utilizadas eram angulosas e de ao inoxidvel dispostas num conjunto de 6 lminas. Ao
contrrio da cutter representada na figura 5 esta no tinha termmetro incorporado, mas a
tampa possua um orifcio que permitia a introduo de um termmetro externo para controlo
da temperatura.
Scanalyser
O Scanalyser (figura 6) um equipamento da Scanio que permite determinar de
forma expedita as percentagens de gordura, humidade e protena de vrias matrias-primas
crneas com base na diferena de densidade entre a carne e a gordura. Neste aparelho a
matria-prima crnea a analisar (6,500 kg 150 g) colocada dentro de um tanque
cilndrico, pesada e posteriormente um pisto pressionado sobre esta. A leitura da
distncia percorrida pelo pisto, a uma dada presso, permite saber o volume ocupado pela
amostra que est dependente da quantidade de gordura da amostra. Quanto maior o
volume da amostra maior o teor de gordura. O princpio do mtodo no permite que este
equipamento possa ser utilizado para amostras congeladas ou parcialmente congeladas.
(Scanio, s/data)
Enchedora
A enchedora utilizada para facilitar o enchimento das tripas permite encher a vcuo
minimizando as locas no produto final. constituda por um tanque cilndrico, com
capacidade de 18 L, onde se coloca a massa e por um mbolo que ao descer comprime a
massa, permite a sada de ar e obriga a massa a sair do tanque atravs do cano de
enchimento, que pode ter vrios dimetros consoante o calibre da tripa utilizada. Neste caso
o cano tem calibre 25 mm. O controlo de funcionamento da enchedora efectuado atravs
de um pedal que permite subir ou descer o mbolo.
Clipsadora
As tripas so fechadas por clipsagem com recurso a uma clipsadora manual simples,
semelhante representada na figura 7.
20
Banho-maria
O banho-maria consiste num reservatrio de gua que atravs de um termostato
permite definir a temperatura desejada e monitorizar a temperatura para controlar o
funcionamento das resistncias no fundo do reservatrio que aquecem a gua. As amostras
so colocadas num cesto metlico perfurado, que permite a submerso das mesmas.
Penetrmetro
O penetrmetro (figura 8) mede a resistncia da amostra penetrao da sonda e
indica a fora mxima de penetrao. Deste modo, para avaliar a dureza nos vrios ensaios,
foi utilizado um penetrmetro com sonda de ponta redonda FDN 5 (5 N x 0,05 N, mnimo:
0,6 N, ou 500 gf x 5 gf, mnimo: 60 gf) ou um penetrmetro FDN 10 (10 N x 0,1 N, mnimo: 1
N ou 1000 gf x 10 gf, mnimo: 100 gf) para ensaios com valores superiores a 500 gf/5 N.
Para este estudo utilizou-se a escala em quilograma-fora (kgf) em detrimento da
escala em newton (N) por ser a utilizada na Nobre Alimentao, Lda. Por definio, o
quilograma-fora a fora de atrao aplicada sobre uma massa de 1 kg sujeita a uma certa
gravidade. Assim, na Terra um quilograma-fora igual a 9,8 newton, logo 1 gf = 9,8 x 10-3
N.
Termmetro
Para o controlo da temperatura na cutter necessrio um termmetro calibrado para
mdias e baixas temperaturas de modo a incluir as temperaturas negativas do incio da
preparao das massas mas tambm a temperatura final de 14C. A vareta de medio
deve apresentar resistncia para no se deformar com massas mais fortes.
21
Fig. 4 - Picadora idntica utilizada e pormenores dos seus constituintes: A - cuba de alimentao; B - anel fixador; C - sem-fim propulsor; D - cabea de fecho; E - disco perfurado; F - anel de facas; G - anel de pr-corte (Adaptado de Talsa, 2012)
Fig. 5 - Picadora de taa giratria com facas mltiplas rotativas ou cutter idntica utilizada e pormenor de rotao das facas e da taa (Adaptado de Talsa, 2012)
22
Fig. 6 - Scanalyser (http://www.food-supply.dk/machine/view/34625)
Fig. 7 - Clipsadora manual simples semelhante utilizada (http://www.polyclip.com.br/maquinas-de-grampear-embalar.html)
Fig. 8 - Penetrmetro semelhante ao utilizado (http://diccionariodelvino.com/index.php/penetrometro/)
23
Tripa plstica
A tripa utilizada foi do tipo sinttico sendo fabricada atravs de um processo de
extruso multicamada a partir de poliamida. Este tripo de tripa comercializada em vrios
calibres, cores e pode ser ou no impressa. Neste caso foi utilizada tripa de cor branca, no
impressa, de calibre 65 mm, disponvel em tubos plissados.
Tem como principais caractersticas (Viskase, 2011):
Elevada barreira ao oxignio;
Impermevel gua, minimizando a migrao de gua atravs da tripa que
resultaria em perdas durante a cozedura e armazenagem dos produtos;
Homogeneidade no calibre;
No retrctil;
Aderncia ao produto mas permitindo a pelagem do produto final;
Resistncia a altas e baixas temperaturas;
Resistncia mecnica;
Aptido para clipsagem.
2.1.2. Matrias-primas utilizadas
gua e gelo
A gua para consumo industrial proveniente de um furo e so aplicados os
tratamentos necessrios para cumprir os requisitos de gua potvel e poder ser usada como
ingrediente, de acordo com o Decreto-Lei 306/2007.
Protenas exteriores
A designao protenas exteriores refere-se s protenas que so incorporadas na
formulao de produtos crneos para complementar/substituir as propriedades nutricionais e
funcionais das protenas do msculo-esqueltico. Estas protenas so comercializadas por
vrios fornecedores sob a forma de p, normalmente em sacas de 20 ou 25 kg de papel
Kraft podendo conter uma saca interior de polietileno. A origem e os teores proteicos
mnimos determinados pelo mtodo de kjeldhal (Nx6,25)11 variaram entre as vrias
protenas exteriores usadas neste estudo:
11
Este mtodo quantifica o azoto total orgnico. O teor de protena determinado multiplicando um factor de converso adequado amostra ou pelo factor convencional de 6,25 (100/16), vlido se as protenas contiverem 16% de azoto (Wrolstad et al., 2000).
24
- Concentrado de soja funcional: 67,0%
- Concentrado de soja no funcional: 68,0%
- Concentrado de soja dispersvel: 70%
- Protena de soro de leite: 80,0%
- Caseinato de sdio: 88,0% (N x 6,38)
- Protena de colagnio de suno (protena hidrolisada enzimaticamente): 96,0%
- Protena de plasma e colagnio: 88%
Toucinho sem courato
A gordura utilizada neste estudo foi o toucinho sem courato que provm de diferentes
fornecedores e recebido em blocos congelados com um peso mdio de 20 kg, embora
existam variaes consoante o fornecedor e tambm entre blocos de um mesmo lote. Como
alternativa aos blocos congelados o toucinho pode tambm ser obtido fresco na sala de
desossa ou aps ser congelado no armazm de congelados.
Antes dos ensaios os blocos de toucinho so colocados a descongelar o que permite
a separao dos vrios pedaos de toucinho e a sua passagem pela cuba de alimentao
da picadora, sem uma etapa prvia de corte.
Aps vrias anlises efectuadas ao toucinho no Scanalyser considerou-se como
valores mdios os seguintes valores:
- Humidade: 17,70%
- Protena: 4,70%
- Gordura: 75,80%
2.2. Determinao da capacidade de reteno de gua
As matrias-primas utilizadas nestes ensaios foram gua, gelo e protenas
exteriores, combinadas em diferentes propores protena:gua (tabela 2), para um total de
12 kg de massa, por forma a quantificar a quantidade mxima de gua que a protena
consegue reter. A diferena mnima entre as propores dos vrios ensaios foi de 0,112.
As propores utilizadas como ponto de partida para as protenas de soja tiveram
como base os valores obtidos por Freitas (2002) para os concentrados de soja 3, 4 e 5
(respectivamente, concentrado dispersvel, funcional e no funcional). Para as protenas de
origem animal, na ausncia de valores de referncia, as propores de teste iniciais tiveram
como base a expectativa de menor funcionalidade destas em relao s protenas de soja e
um comportamento similar entre si. No decorrer dos ensaios a proporo de gua foi
12
Exemplo: 1:4,4 e 1:4,5
25
aumentada quando se verificava o comportamento gel das amostras ou diminuda quando
este comportamento j no era observado, at se encontrar a proporo ptima.
Tabela 2 Propores protena:gua testadas para cada protena exterior e quantidades dos componentes para um total de 12 kg de massa.
Protena (kg) gua1 (kg) Gelo1 (kg)
1:4,4 2,222 4,889 4,889
1:4,5 2,182 4,909 4,909
1:4,6 2,143 4,929 4,929
1:4,7 2,105 4,947 4,947
1:5 2,000 5,000 5,000
1:5,5 1,846 5,077 5,077
1:1,9 4,138 3,931 3,931
1:2 4,000 4,000 4,000
1:2,2 3,750 4,125 4,125
1:2,3 3,636 4,182 4,182
1:2,4 3,529 4,235 4,235
1:2,5 3,429 4,286 4,286
1:2,7 3,243 4,378 4,378
1:3 3,000 4,500 4,500
1:3,5 2,667 4,667 4,667
1:4 2,400 4,800 4,800
1:4,5 2,182 4,909 4,909
1:5 2,000 5,000 5,000
1:5,4 1,875 5,063 5,063
1:5,5 1,846 5,077 5,077
1:5,7 1,791 5,104 5,104
Soro de Leite2 1:2 4,000 4,000 4,000
1:4 2,400 4,800 4,800
1:4,5 2,182 4,900 4,900
1:7,2 1,463 8,780 1,756
1:7,4 1,429 8,810 1,762
1:7,5 1,412 8,824 1,765
1:7,6 1,395 8,837 1,767
1:7,7 1,379 8,851 1,770
1:7,8 1,364 8,864 1,773
1:8 1,333 8,889 1,778
1:9 1,200 9,000 1,800
1:10 1,091 9,091 1,818
Caseinato de Sdio 1:2 4,000 4,000 4,000
1:3 3,000 4,500 4,500
1:4 2,400 4,800 4,800
1:4,5 2,182 4,909 4,909
1:5 2,000 5,000 5,000
1:5,5 1,846 5,077 5,077
1:7 1,500 5,250 5,250
1:8 1,333 5,333 5,333
1:9 1,200 5,400 5,400
Colagnio de Suno 1:0,5 8,000 2,000 2,000
1:2 4,000 4,000 4,000
1:3 3,000 4,500 4,500
Plasma e Colagnio 1:4,5 2,182 4,909 4,909
1:5 2,000 5,000 5,000
1:5,2 1,935 5,032 5,032
1:5,3 1,905 5,048 5,048
1:5,5 1,846 5,077 5,077
1:6 1,714 5,143 5,143
1:7 1,500 10,500 10,500
1:7,5 1,412 10,588 10,588
1:8 1,333 10,667 10,6671 1/2 da proporo de gua sob a forma de gelo2 Para as propores 1:7,2 a 1:10 1/6 da proporo de gua sob a forma de gelo
Concentrado de Soja
Dispersvel
Proporo
(prot:gua)Protena exterior
Quantidades a adicionar para 12 kg de massa
Concentrado de Soja
Funcional
Concentrado de Soja
No Funcional
26
Com a cutter a baixa velocidade (taa: 12 rpm, facas: 1800 rpm) adicionou-se
lentamente a protena exterior gua, de acordo com as propores protena:gua. Metade
da quantidade de gua foi sob a forma de gelo para evitar a rpida subida da temperatura
durante esta fase. A massa foi ento sujeita a mistura a maior velocidade (taa: 24 rpm,
facas: 3600 rpm) at se atingir a temperatura de 14 C.
Para cada proporo preparam-se 5 amostras de 20 cm por enchimento da massa
em tripa plstica de calibre 65 mm, numa enchedora a vcuo. Aps compactao as
amostras em tripa foram clipsadas.
Seguidamente as amostras foram sujeitas a tratamento trmico, por imerso em
gua quente (80 C, 2 h), na vertical, para minimizar a formao de locas de ar. Aps serem
retiradas do banho-maria, as amostras foram arrefecidas com gua fria ( 10 C, 5 min) e
foram colocadas sob refrigerao em cmara (5 C 2 C, 12-14h).
Aps refrigerao, as amostras foram retiradas da tripa e procedeu-se avaliao do
comportamento gel. Considerou-se que a amostra apresentava um comportamento gel
quando deformava em resultado da presso exercida pelos dedos mas recuperava o estado
inicial quando cessava a presso. Procedeu-se ainda avaliao da dureza, com base na
resistncia das amostras penetrao, perfurando cada amostra em trs pontos distintos
com o penetrmetro.
Considerou-se como ptimo de gua (proporo representativa da capacidade de
reteno de gua da protena) a maior proporo de gua para a qual ainda se observava o
comportamento gel das amostras.
Na figura 9 encontra-se o esquema genrico dos passos deste procedimento.
As diferenas entre protenas levaram s seguintes alteraes face ao procedimento
padro e definio de ptimo:
Protena de soro de leite e protena de plasma e colagnio Estas protenas
dissolviam-se com facilidade e originavam massas lquidas, pelo que a quantidade de gelo
foi reduzida para 1/6 da quantidade de gua para o soro de leite a partir da proporo 1:7,2.
Desta forma a massa atingia mais rapidamente os 14 C, diminuindo assim a formao de
espuma. O enchimento foi manual com o auxlio de um jarro medidor tendo o cuidado de
retirar a camada superficial de espuma. Para estes ensaios considerou-se como ptimo a
maior proporo de gua para a qual a amostra no perdia estrutura e quebrava, mesmo
que se ainda pudesse ser identificado um comportamento gel.
Caseinato de sdio Considerou-se como ptimo a maior proporo de gua
para a qual a amostra no perdia estrutura e escorria imediatamente aps abertura da tripa.
Protena de colagnio de suno Esta protena tambm originava massas lquidas
pelo que tambm exigiu enchimento manual com o auxlio de um jarro medidor.
27
2.3. Determinao da capacidade de reteno de gordura
As matrias-primas usadas nestes ensaios foram gelo, toucinho sem courato
(gordura) e protena, combinadas em diferentes propores protena:gordura:gua (tabela3),
para um total de 12 kg de massa. Os ensaios permitiram quantificar a quantidade mxima
de gua que a protena consegue reter na presena da proporo ptima de gua
(determinada atravs dos ensaios de capacidade de reteno de gua). A diferena mnima
entre as propores dos vrios ensaios foi de 0,513 para minimizar o efeito da variabilidade
do toucinho.
As propores de gordura utilizadas como ponto de partida para as protenas de soja
tiveram como base os valores obtidos por Freitas (2002) para os concentrados de soja 3, 4 e
5 (respectivamente, concentrado dispersvel, funcional e no funcional). Para as protenas
de origem animal, na ausncia de valores de referncia, as propores de teste iniciais
tiveram como base a expectativa de menor funcionalidade destas em relao s protenas
de soja e um comportamento similar entre si. No decorrer dos ensaios a proporo de
gordura foi aumentada quando a percentagem de libertao de gordura era inferior a 1% ou
diminuda quando esta percentagem era superior a 1%, at se encontrar a proporo
ptima.
O toucinho foi descongelado temperatura ambiente ( 22 C, 17-18h), picado em
pedaos de aproximadamente 13 mm (disco 13 da picadora) e analisado no Scanalyser de
modo a determinar as percentagens de gordura, gua e protena.
Com a cutter a baixa velocidade (taa: 12 rpm, facas: 1800 rpm) adicionou-se a gua
(sob a forma de gelo, para evitar a rpida subida da temperatura) ao toucinho. Aps
adicionar lentamente a protena aumentou-se a velocidade da cutter (taa: 24 rpm, facas:
3600 rpm) e a mistura prosseguiu at se atingir a temperatura de 14 C.
O enchimento, tratamento trmico, arrefecimento e refrigerao foram realizados de
acordo com o procedimento indicado para os ensaios de capacidade de reteno de gua14.
Aps refrigerao as amostras foram retiradas da tripa e procedeu-se anlise de
perda de gordura atravs de pesagens (massa total da amostra, Mtotal (kg), massa da
tripa+clips, Mt+c (kg), e massa da emulso aps remoo da gordura com o auxlio de uma
faca, Me (kg). A percentagem de libertao de gordura foi determinada atravs da Eq. (1).
(1)
13
Exemplo: 1:3,5:4,4 e 1:4:4,4 14
Ver captulo 2.2.
28
Procedeu-se ainda avaliao da dureza, com base na resistncia das amostras
penetrao, perfurando a amostra em trs pontos distintos com o penetrmetro.
Considerou-se como ptimo de gordura (proporo representativa da capacidade de
reteno de gordura da protena) a maior proporo de gordura para a qual a percentagem
de gordura libertada se aproximava de 1%, no ultrapassando este valor.
Na figura 10 encontra-se o esquema genrico dos passos deste procedimento.
As diferenas entre protenas levaram a alteraes face ao procedimento padro:
Protena de soro de leite e protena de plasma e colagnio Estas protenas
originavam massas lquidas, pelo que a quantidade de gelo foi reduzida para metade da
proporo de gua. Desta forma a massa atingia mais rapidamente atingia os 14 C,
diminuindo assim a formao de espumas. O enchimento foi manualmente com o auxlio de
um jarro medidor tendo o cuidado de retirar a camada superficial de espuma.
Protena de colagnio de suno Aps os ensaios de capacidade de reteno de
gua assumiu-se que o ptimo de gua era zero. Para compensar a ausncia de gelo na
formulao o toucinho picado foi colocado em cmara de congelao (-18 C 2 C) at se
atingir -2 C.
Tabela 3 - Propores protena:gordura:gua testadas para cada protena exterior e quantidades dos componentes para um total de 12 kg de massa.
Protena (kg) Gordura (kg) gua1 (kg) Gelo1 (kg)
1:3:4,4 1,429 4,286 - 6,286
1:3,5:4,4 1,348 4,719 - 5,933
1:4:4,4 1,277 5,106 - 5,617
1:13:4,4 0,652 8,478 - 2,870
1:1,5:2,4 2,449 3,673 - 5,878
1:2:2,4 2,222 4,444 - 5,333
1:2,5:2,4 2,034 5,085 - 4,881
1:3:5,4 1,277 3,830 - 6,894
1:3,5:5,4 1,212 4,242 - 6,545
1:4:5,4 1,154 4,615 - 6,231
1:5:5,4 1,053 5,263 - 5,684
1:11:5,4 0,690 7,586 - 3,724
Soro de Leite2 1:1,5:7,5 1,200 1,800 4,500 4,500
1:2:7,5 1,143 2,286 4,286 4,286
1:2,5:7,5 1,091 2,727 4,091 4,091
1:3:7,5 1,043 3,130 3,913 3,913
Caseinato de Sdio 1:3:3,5 1,600 4,800 - 5,600
1:4:3,5 1,412 5,647 - 4,941
1:4,5:3,5 1,333 6,000 - 4,667
1:5:3,5 1,263 6,316 - 4,421
Colagnio de Suno 1:1,5:0 4,800 7,200 - 0,000
1:2:0 4,000 8,000 - 0,000
1:3:0 3,000 9,000 - 0,000
Plasma e Colagnio2 1:2:5 0,750 1,500 1,875 1,875
1:2,5:5 0,706 1,765 1,765 1,765
1:3:5 0,667 2,000 1,667 1,667
1:3,5:5 0,632 2,211 1,579 1,579
1:4:5 0,600 2,400 1,500 1,5001 Proporo de gua sob a forma de gelo2 1/2 da proporo de gua sob a forma de gelo
Concentrado de Soja
Dispersvel
Protena exterior Proporo
(prot:gord:gua)
Quantidades a adicionar para 12 kg de massa
Concentrado de Soja
Funcional
Concentrado de Soja
No Funcional
29
Fig. 9 - Esquema do procedimento padro para os ensaios de capacidade de reteno de gua.
Adio da gua (1/2 gelo) na cutter
Cutter marcha lenta (taa: 12 rpm, facas: 1800 rpm)
Adio lenta da protena na cutter
Cutter marcha rpida at 14 C(taa: 14 rpm, facas: 3600 rpm)
Enchimento de 5 amostras em tripa plstica 65 mm e clipsagem
Tratamento trmico(imerso em gua a 80 C, 2 h)
Arrefecimento com gua fria( 10 C, 5 min)
Refrigerao em cmara (5 2 C, 12-14 h)
Avaliao do comportamento gel:- Exercer uma ligeira presso com os dedos nas amostras aps pelagem e verificar se estas recuperam da deformao
Anlise de dureza (resistncia penetrao):- Perfurar cada amostra aps pelagem em trs pontos distintos com um penetrmetro com sonda de ponta redonda
30
Fig. 10 - Esquema do procedimento padro para os ensaios de capacidade de reteno de gordura.
Picagem do toucinho (disco de 13 mm)
Cutter marcha lenta (taa: 12 rpm, facas: 1800 rpm)
Adio lenta da protena na cutter
Cutter marcha rpida at 14 C (taa: 24 rpm, facas: 3600 rpm)
Enchimento de 5 amostras em tripa plstica 65 mm e clipsagem
Tratamento trmico (imerso em gua a 80 C, 2 h)
Arrefecimento com gua fria ( 10 C, 5 min)
Refrigerao em cmara (5 2 C, 12-14 h)
Anlise de libertao de gordura:- Massa total da amostra, Mtotal (kg)- Massa tripa + clips, Mt+c (kg)- Massa da emulso sem gordura (aps remoo da gordura com o auxlio de uma faca), Me (kg)- Libertao de gordura (%) = (Mtotal - Mt+c - Me) / Me 100%
Anlise de dureza (resistncia penetrao): - Perfurar cada amostra aps pelagem em trs pontos distintos com um penetrmetro com sonda de ponta redonda
Anlise no Scanalyser
Adio do toucinho na cutter
Adio da gua (gelo) na cutter
Descongelao do toucinho Tamb ( 22 C, 17-18 h)
31
3. Resultados e discusso
3.1. Capacidade de reteno de gua
As tabelas 4 e 5 apresentam o resultado da avaliao do comportamento gel das
amostras, o aspecto aps pelagem e o valor mdio da dureza (resistncia penetrao)
para as vrias propores protena:gua estudadas para cada protena exterior.
De acordo com os resultados (figura 11), a protena com melhor indicador de
capacidade de reteno de gua (ou seja, maior ptimo de gua) foi a de soro de leite
(1:7,5), seguida da soja dispersvel (1:5,4), plasma e colagnio (1:5), soja funcional (1:4,4),
caseinato de sdio (1:3,5) e soja no funcional (1:2,4). Para o colagnio considerou-se que
a capacidade de reteno de gua era 1:0 visto no ter apresentado o comportamento gel
desejado para ser considerado funcional segundo o mtodo seguido.
Constatou-se tambm que, das protenas de soja estudadas, apenas a soja
dispersvel apresentou melhor CRA que as protenas testadas por Freitas (2002) (tabela 6),
o que se deve s grandes diferenas de funcionalidade entre os produtos comerciais dos
vrios fornecedores que podem ser encontradas, mesmo em protenas do mesmo tipo.
Para todas as protenas, foi observada uma diminuio dos valores de dureza com o
aumento da proporo de gua (tabelas 4 e 5). Este comportamento foi resultado do
aumento de ligaes protena-gua em detrimento das ligaes protena-protena o que
enfraqueceu a estrutura dos gis formados (Belitz et al., 2009).
Para alm de apresentarem diferente CRA verificou-se que as caractersticas dos
gis formados por cada protena so bastante diferentes entre si (tabelas 4 e 5).
Relativamente s trs protenas de soja, todas originaram massas opacas e de cor
creme a acastanhado, no entanto, apresentaram diferenas a nvel de dureza. A soja
funcional originou massas com baixa dureza (< 60 gf em todas as propores testadas)
enquanto a soja no funcional originou massas mais firmes, o que se traduz em valores
mais elevados de dureza (567 gf para a proporo 1:1,9 e 101 gf para a proporo 1:3). A
soja dispersvel foi, das trs, aquela que apresentou valores de dureza mais elevados (por
exemplo 391 gf para a proporo 1:3,5 contra 101 gf para a proporo 1:3 da protena de
soja no funcional), uma vez que as massas eram mais elsticas.
No que diz respeito protena de soro de leite, para todas as propores, obtiveram-
se massas opacas, com superfcie brilhante e de cor branca, semelhantes clara de ovo
cozida. Embora ocorresse alguma recuperao da forma inicial, acima de 1:7,5, a libertao
de gua superfcie e a propenso para o cisalhamento aumentaram, o que levou a
considerar esta proporo como o ptimo de gua. Os valores de dureza dos gis formados
por esta protena foram os mais elevados do conjunto das protenas estudadas. Verificou-se
32
uma dureza > 1000 gf, sem perfurao efectiva, para a proporo 1:2 e a dureza manteve-
se em valores altos face incorporao de gua efectuada at proporo 1:9 em que a
dureza foi < 60 gf.
Embora opacos, os gis de caseinato de sdio eram brilhantes e ligeiramente
translcidos, de cor alaranjada a amarelada. Estes gis demostraram alguma rigidez at
proporo 1:3 (451 gf) mas, a partir da proporo 1:4, as massas no tinham estrutura e
escorriam ap
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