PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DA EMULSÃO CÁRNEA ELABORADA A PARTIR DO SURIMI DA CARNE MECANICAMENTE SEPARADA DE RÃ-TOURO (Lithobates catesbeianus) COM UTILIZAÇÃO DE COLÁGENO

Capítulo de livro publicado no livro do VIII ENAG E CITAG. Para acessa-lo  clique aqui.

DOI: https://doi.org/10.53934/9786585062046-29

Este trabalho foi escrito por:

José Robenilson Sousa dos Santos ^*; Nathan Reges Fontes dos Santos  ; Rafael Lorran Adelino da Silva ; Pedro Lucas de Lima Silva ; Lucielma da Costa Silva ; Valquíria Cardoso da Silva Ferreira  ; Íris Braz da Silva Araújo ;

*Autor correspondente (Corresponding author) – Email: [email protected]

Resumo: No processamento da rã-touro o dorso é descartado após o abate, podendo ser destinado à fabricação de surimi como estratégia de aproveitamento de subprodutos e agregação de valor. O surimi, geralmente obtido destes subprodutos, é o concentrado das proteínas miofibrilares do pescado obtido após lavagens, como forma de evitar desperdícios. Por não apresentar sabor, pode ser utilizado como base para emulsões cárneas, que consistem na ligação entre água e gordura, sendo necessário agente ligante (emulsificante). A literatura reporta que o colágeno, obtido de subprodutos cárneos, pode apresentar propriedades de retenção de água e estabilidade de emulsões. Objetivou-se neste projeto elaborar o surimi do dorso mecanicamente separado de rã- touro e utilizá-lo em emulsões cárneas com substituição do agente emulsificante comercial por colágeno em pó. Foram elaboradas três emulsões cárneas, variando o tipo de emulsificante: EC0 (100% comercial), EC50 (50% comercial + 50% colágeno), e EC100 (100% colágeno), as quais foram armazenadas por 120 dias e submetidas às análises, pH, capacidade de retenção de água e cor instrumental, a cada 20 dias, além da composição centesimal e estabilidade da emulsão. Foi observado que as emulsões cárneas contendo colágeno (EC 50 e EC100) apresentaram valores próximos a emulsão com emulsificante comercial para todos os parâmetros avaliados, demonstrando equivalência ao emulsificante comercial.

Palavras–chave: emulsificante; emulsões cárneas; gel proteico; pescados; ranicultura; subprodutos

Abstract: In bullfrog processing, the back is discarded after slaughter, and can be used to manufacture surimi as a strategy for using by-products and adding value. Surimi, generally obtained from these by-products, is the concentrate of myofibrillar proteins from fish obtained after washing, as a way of avoiding waste. As it has no flavor, it can be used as a base for meat emulsions, which consist of the link between water and fat, requiring a binding agent (emulsifier). The literature reports that collagen, obtained from meat by-products, may have water retention properties and emulsion stability. The objective of this project was to prepare surimi from the back of the bull, mechanically separated, and use it in meat emulsions, replacing the commercial emulsifying agent with collagen powder. Three meat emulsions were prepared, varying the type of emulsifier: EC0 (100% commercial), EC50 (50% commercial + 50% collagen), and EC100 (100% collagen), which were stored for 120 days and submitted to analysis. pH, water holding capacity and instrumental color, every 20 days, in addition to the proximate composition and stability of the emulsion. It was observed that the meat emulsions containing collagen (EC 50 and EC100) presented values ​​close to the emulsion with commercial emulsifier for all parameters evaluated, demonstrating equivalence to the commercial emulsifier.

Keywords: emulsifier; meat emulsions; protein gel; fish; frog culture; by-products

INTRODUÇÃO

A produção de pescados no Brasil encontra-se em constante expansão. No ano de 2018, a produção brasileira atingiu 722.000 toneladas, segundo a Associação Brasileira da Piscicultura aumentando seu volume em 4,5% comparado ao ano de 2017. Com relação à ranicultura, o Brasil é o segundo maior produtor mundial, perdendo apenas para Taiwan (1).

O pescado beneficiado inteiro, em postas, em filé ou em cortes constitui na forma mais usual de comercialização, o que gera um grande volume de resíduos. No beneficiamento do pescado, os resíduos e subprodutos chegam a representar 70% do total da produção em todo o mundo. No beneficiamento da rã-touro, o dorso, normalmente descartado, torna-se subproduto, o qual pode ser aproveitado em patês, salsichas e conservas de carne de rã. Para Bastos (2), a demanda por carne de rã é maior que a oferta no Brasil.

 A carne de rã-touro (Lithobates catesbeianus) é considerada exótica, de sabor suave intermediário entre frango e peixe, sendo as coxas do animal os cortes mais apreciados. No abate, o dorso representa cerca de 40% do peso do animal, podendo sua carne ser aproveitado através de desossa mecânica, gerando a carne mecanicamente separada (CMS) (3).

A CMS pode ser utilizada em diversos produtos, como nuggets, salsichas, patês e outros. A carne desossada mecanicamente também pode passar processos de lavagens, a fim de retirar partículas de ossos, gotículas de sangue, pigmentos e outros componentes, gerando um concentrado de proteínas chamado de surimi, o que pode agregar valor econômico e nutricional ao subproduto, evitar desperdícios e trazer benefícios ao meio ambiente, pois caso houvesse o descarte desse subproduto poderia haver desequilíbrios ambientais de médio e longo prazo, devido ao acúmulo de nitrogênio no solo e lençóis freáticos. Segundo Moreno et al. (4) e Zhang et al. (5), o surimi é um termo japonês que corresponde a uma pasta estabilizada das proteínas miofibrilares da carne, de excelente valor nutricional e com habilidade de formação de gel.

A partir do surimi, muitos produtos derivados podem ser elaborados, como kamaboko, sticks de caranguejo (kani) e de camarão, por exemplo. Para que haja a formação de gel, os produtos formados devem ser adicionados de cloreto de sódio e submetidos a tratamento térmico (6).

O surimi é um produto obtido intermediário na fabricação das emulsões cárneas, por exemplo. Para estabilizar as emulsões, geralmente usa-se agentes emulsificantes, que se ligam simultaneamente à água e à gordura. Diversos compostos naturais podem ser utilizados como agentes emulsificantes. O colágeno, por exemplo, pode ser aplicado em diversos alimentos, por apresentar propriedades de formação de gel, retenção de água, emulsificantes, espessantes e de formação de filmes (7). Por estas razões, possui ampla utilização nos mais diversos tipos de produtos, incluindo produtos de confeitaria, sobremesas, produtos lácteos, bebidas e produtos cárneos (8).

A produção de surimi a partir da carne mecanicamente separada do dorso de rã-touro já foi reportada na literatura (9). Entretanto, não foram encontrados trabalhos científicos envolvendo este surimi na obtenção de emulsões cárneas. Com intuito de manter a emulsão estável ao longo de seu armazenamento objetivou-se elaborar um surimi a partir do dorso mecanicamente separado da rã-touro (Lithobates catesbeianus) e utilizá-lo como base de uma emulsão cárnea, substituindo o agente emulsificante comercial utilizado por colágeno em pó representando um potencial inovador e analisar seus parâmetros de qualidade físico-química.

MATERIAL E MÉTODOS

MATÉRIA-PRIMA, ENZIMAS E LOCAL DO EXPERIMENTO

Para a execução do experimento, a carne mecanicamente separada (CMS) do dorso de rã-touro foi adquirida no Laboratório de Ranicultura e Produtos da Aquicultura (LRPA), do Centro de Ciências Humanas, Sociais e Agrárias da Universidade Federal da Paraíba – Campus III. Os demais insumos e embalagens foram adquiridos no comércio local do município de João Pessoa/PB. A produção do surimi adicionado de colágeno hidrolisado foi realizada no LRPA e as demais análises foram realizadas no Laboratório de Análises Físico-químicas de Alimentos, do Centro de Ciências Humanas, Sociais e Agrárias da Universidade Federal da Paraíba – Campus III.

 O colágeno utilizado no estudo foi o hidrolisado em pó, obtido no comércio local da marca Germina (Parnamirim/RN, Brasil), por apresentar resultados satisfatórios em estudos prévios na inclusão em produtos cárneos (10).

OBTENÇÃO DO SURIMI A PARTIR DA CMS DA RÃ-TOURO

A elaboração do surimi seguiu as etapas apresentadas conforme a Figura 1. O dorso mecanicamente separado obtido no LRPA foi pesado, logo após passou para as etapas de lavagem, na proporção de 1:5 de CMS e água gelada (10 ºC), respectivamente, em cinco ciclos com agitação de 10 minutos, sendo adicionado de NaCl a 0,2 M. Ao final de cada lavagem, a CMS foi drenada antes da etapa seguinte de lavagem.

Após a etapa de prensagem, a massa lavada foi adicionada de 4% de sorbitol (crioprotetor). A massa foi homogeneizada em um cutter (Skymsen, Brasil) por 5 minutos (4 ºC) para obter uma mistura homogênea. Após o último ciclo de lavagem e drenagem, o surimi pronto foi embalado à vácuo em embalagens plásticas de polietileno de alta densidade (PEAD)e mantido sob congelamento (-18 ºC) até a produção das emulsões cárneas.

PRODUÇÃO DAS EMULSÕES CÁRNEAS

Para o preparo das emulsões cárneas, o surimi do dorso de rã-touro mecanicamente separado foi descongelado e cortado em pedaços menores. Foram formuladas três emulsões cárneas, variando os níveis de utilização do emulsificante comercial lecitina de soja e do colágeno em pó como seu substituto: EC0 (100% comercial), EC50 (50% comercial + 50% colágeno), e EC100 (100% colágeno). As formulações encontram-se detalhadas na Tabela 1 e foram baseadas segundo a metodologia de Zhou et al. (11) e Yan et al. (12).

Os ingredientes foram adicionados ao surimi e homogeneizados em cutter (Skymsen, Brasil) por 4 minutos, a 4 ºC. As emulsões obtidas foram mantidas sob refrigeração (4 ºC) por 12 horas e cozidos em banho-maria a 90 ºC por 20 minutos. Após as emulsões serem resfriadas foram embaladas a vácuo, armazenadas sob congelamento (-18 ºC) e analisadas em intervalos de 20 dias, por 120 dias.

COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS EMULSÕES CÁRNEAS

As análises químicas realizadas foram: umidade e cinzas, por gravimetria. O teor de nitrogênio total foi determinado pelo método de micro Kjeldahl (método 981.10), sendo o teor de proteína estimado através do coeficiente de conversão de 6,25. Os lipídeos foram dosados por extração a frio, seguindo o proposto por Folch, Lees e Stanley (13).

ANÁLISE DOS PARÂMETROS FÍSICOS DE QUALIDADE DAS EMULSÕES CÁRNEAS

As emulsões cárneas obtidas com o surimi do dorso da rã-touro mecanicamente separado, armazenados sob congelamento a -18 ºC foram analisadas por 120 dias, em intervalos de 20 dias, submetidas às determinações de pH (método no 947.05, descrito pela AOAC (14) utilizando o pHmetro digital (QUIMIS, modelo Q-400, São Paulo, Brasil), análise de cor dos parâmetros a* (intensidade de vermelho), b* (intensidade de amarelo), L* (intensidade de luminosidade), utilizando-se nas medições um colorímetro Minolta CR-400. S. Foi também determinada a estabilidade da emulsão das massas formadas segundo a metodologia de Horita et al. (15).

Para avaliar a formação e estabilidade do gel, foi determinada a Capacidade Retenção de Água (CRA), pelo método de compressão da amostra, com peso de referência de 5 kg, durante 5 minutos, para cada 0,5 g de amostra,segundo metodologia adaptada de Huff Lonergan e Lonergan (16).

ANÁLISE ESTATÍSTICA DOS DADOS

As médias de todos os parâmetros analisados foram submetidas à análise de variância (ANOVA), ao nível de 5% de significância, e quando houver diferenças significativas às médias obtidas foram submetidas ao teste de Tukey (p<0,05) utilizando-se do software estatístico IBM^® SPSS^® Statistics, versão 21.0. 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS EMULSÕES CÁRNEAS

            As médias e desvios obtidos para os parâmetros da composição química das emulsões cárneas a base de surimi da CMS de rã-touro estão listados na Tabela 2.

Observou-se que o tratamento contendo apenas o emulsificante comercial (EC0) apresentou teor de umidade maior (63,55%), diferindo significativamente (p<0,05) quando comparados aos tratamentos contendo colágeno hidrolisado em pó, o qual pôde ter contribuído para essa diferença. Zhou e colaboradores (11) encontraram valores superiores (acima de 70%) de umidade quando estudaram as propriedades do gel de surimi de corvina branca melhoradas com óleo de chá de camélia, contudo utilizaram maior quantidade de água em sua formulação.

Os valores de teor mineral fixo não apresentaram diferenças significativas entres os tratamentos situando-se entre 4,0 – 4,5 %, estando superiores aos encontrados por Fragoso (9) em géis de surimi produzidos com carne mecanicamente separada de rã-touro, que obtiveram valores inferiores a 2,0%.

Os tratamentos contendo colágeno hidrolisado em sua formulação apresentaram maior teor de proteínas, quando comparados com o tratamento EC0, diferindo estatisticamente pelo teste de Tukey (p<0,05). Os valores encontrados em todos os tratamentos são superiores aos obtidos por Zhou e colaboradores (11) com cerca de 11% de proteína.

Ao contrário do teor de proteínas, a quantidade de lipídeos foi maior para o tratamento EC0 que diferiu significativamente do tratamento EC100, o que possivelmente pode ser justificado pelo emulsificante utilizado ser a lecitina de soja líquida, a qual apresenta em sua composição óleo de soja refinado e ácido graxo vegetal, e dessa forma contribuiu para o maior teor de lipídeos verificado. Os valores obtidos são semelhantes aos encontrados por Zhou e colaboradores (11), quando se utilizaram 10% de óleo de chá de camélia na formulação de surimi de corvina branca.

ANÁLISE DOS PARÂMETROS FÍSICOS DE QUALIDADE DAS EMULSÕES CÁRNEAS

Os resultados obtidos para os parâmetros físicos de qualidade das emulsões cárneas ao longo dos 120 dias de armazenamento estão apresentados a seguir.

A Tabela 3 apresenta os resultados encontrados de para a análise de CRA ao longo dos 120 dias de armazenamento.

Em relação à capacidade de retenção de água notaram-se valores semelhantes quando comparados entre os diferentes tratamentos pelo teste de Tukey a 5% de significância, exceto nos pontos 20 e 40 dias de armazenamento, entretanto com pouca disparidade, o que se leva a afirmar que a substituição por colágeno se comporta de forma semelhante ao emulsificante comercial. Os valores encontrados são próximos aos encontrados por Zhou e colaboradores (11), para o tratamento de maior concentração de gordura.

            No que se refere ao tempo de armazenamento, observou-se uma leve tendência de aumento da Capacidade de Retenção de Água até 40 dias para o tratamento EC0, e aos 20 dias para ambos os tratamentos utilizando colágeno. Posteriormente, houve uma estabilização na CRA, pois não houve diferença significativa a partir desses períodos. Fragoso (9) obteve valores menores e observou a perda da capacidade de retenção de água ao longo de 60 dias de armazenamento em géis de surimi contendo amido em sua formulação. Neste estudo, as emulsões cárneas possuíam gordura, constituinte que contribui para altos valores de CRA, além disso, foi utilizado tripolifosfato de sódio que segundo a literatura, também tem função de aumentar a capacidade de reter água. Já Vasconcelos e colaboradores (17) obtiveram valores semelhantes quando avaliaram os efeitos da adição de crioprotetores no surimi de matrinxã durante sua estocagem sob congelamento.

A Tabela 4 apresenta os resultados encontrados para variação de umidade ao longo dos 120 dias de armazenamento.

Os valores de pH apresentaram diferença significativa (p<0,05) entre os tratamentos apenas nos tempos 0, 20, 40 e 100 dias de armazenamento, se sobressaindo o tratamento EC0 sobre os demais (EC50 e EC100) que não diferiram significativamente. Entretanto o pH de todos os tratamentos se situaram próximo a neutralidade (6,8 – 7,5), estando muito próximos aos encontrados por Fragoso (9) com valores variando de 7,0 a 7,5 de acordo com a quantidade de amido utilizado na formulação.

Os valores de pH apresentaram diferença em função do tempo de armazenamento. As emulsões exibiram tendência a não linearidade, havendo ao final dos 120 dias uma leve redução do pH. No entanto não foi percebido grandes variações nos teores de pH indicando que o método de armazenamento utilizado foi eficiente.

As Figuras 2, 3 e 4 apresentam os resultados encontrados para os parâmetros de cor instrumental das emulsões cárneas ao longo dos 120 dias de armazenamento.

A cor está correlacionada com a aceitação de produtos alimentícios. Geralmente, os géis de surimi são preferidos quando apresentam alta luminosidade (L*) e baixo amarelado (18).

 Observou-se que ao utilizar colágeno na formulação, o valor de luminosidade (L*) foi aumentado significativamente (p<0,05), pricipalmente aquele contendo apenas esta proteína (EC100). Provavelmente houve esse comportamento devido ao emulsificante comercial líquido de lecitina de soja possuir cor de tom amarronzado, diferente do colágeno hidrolizado que se apresenta com cor clara.

Quando observado a variação da luminosidade ao longo do período de armazenamento, notou-se uma tendência linear de redução dos valores médios. Tal fato pode estar relacionado a reações de escurecimento em alimentos como a reação de maillard e a oxidação dos lipídios que também pode afetar a cor (19).

Os valores encontrados para o parâmetro de intensidade de cor vermelha (a*), mostraram diferença significativa entre os tratamentos, sendo que aquele contendo emulsificante comercial apresentou maior valor, quando comparados aos contendo colágeno, apesar disso as médias de todos os tratamentos foram baixas, fato relacionado as lavagens na etapa de preparação do surimi que removem proteínas como a mioglobina e hemoglobina, além de que se trata de uma matriz cárnea com fibras intermediárias.

Ao longo do tempo estudado foi observado um aumento não linear nos valores de intensidade de cor vermelha para todos os tratamentos analisados, que podem estar relacionados com a diminuição dos valores de luminosidade mostrados na figura anterior.

Assim como no parâmetro a*, os valores para a intensidade de cor amarela foram maiores para o tratamento contendo apenas emulsificante comercial (EC0), diferindo estatisticamente dos demais tratamentos, embora todos contenham em sua formulação toucinho.

Ao longo do armazenamento houve uma variação na intensidade de cor amarela em todos os tratamentos analisados, porém mantendo-se a tendência inicial entre as amostras. Fragoso (9) obteve resultados inferiores em gel de surimi ao longo de 60 dias de armazenamento, contudo nas suas formulações não continham ingredientes que contribuíssem para elevar os valores deste parâmetro.

Na Tabela 6 estão apresentados os resultados obtidos para a análise de estabilidade da emulsão.

Em relação à estabilidade das emulsões, os três tratamentos apresentaram diferença significativa entre si para os dois parâmetros analisados. A estabilidade da emulsão do tratamento EC0 apresentou maior valor e consequente menor perda de fluido total, quando comparada com os tratamentos contendo colágeno hidrolisado. Esse comportamento pode ser explicado pela natureza química da lecitina, que se trata de uma molécula anfipática, ao contrário do colágeno que possui caráter mais hidrofóbico. Apesar disso, as médias não apresentaram uma grande discrepância entre si.

CONCLUSÕES

Enfatizar as principais conclusões do estudo, interligando com os objetivos do trabalho e resultados obtidos. Se necessário, pode-se fazer sugestões de trabalhos futuros. Com base no que foi observado neste estudo, o uso do colágeno como emulsificante mostrou equivalência ao emulsificante comercial para os parâmetros analisados, e em alguns parâmetros de cor, se sobressaiu a lecitina de soja, por numericamente apresentar maior luminosidade e ser menos amarelado, contribuindo para a aceitação do consumidor, segundo a literatura.

Sugere-se a partir deste estudo a aplicação do colágeno hidrolisado em pó como emulsificante natural na elaboração de produtos cárneos emulsionados a base de surimi.

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AGRADECIMENTOS

À Universidade Federal da Paraíba por toda estrutura laboratorial e pelo financiamento do projeto, por meio da Propesq, e ao CNPq pela concessão da ,bolsa de iniciação científica.

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REFERÊNCIAS

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