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11/02/2022 1 Prof. Dr. Alex Augusto Gonçalves – alaugo@ufersa.edu.br - (61) 99173-8910 ANI0342 – TECNOLOGIA DO PESCADO I Prof. Dr. Alex Augusto Gonçalves Chefe Laboratório de Tecnologia e Controle de Qualidade do Pescado - LAPESC Universidade Federal Rural do Semi Árido – UFERSA alaugo@ufersa.edu.br | (61) 99173-8910 ASPECTOS FÍSICO- QUÍMICOS DO PESCADO Prof. Dr. Alex Augusto Gonçalves Chefe Laboratório de Tecnologia e Controle de Qualidade do Pescado - LAPESC Universidade Federal Rural do Semi Árido - UFERSA 1 2 11/02/2022 2 Tavares, M. & Gonçalves, A.A. Aspectos Físico-químicos do Pescado (Parte 1. Ciência do Pescado, Cap. 2, p. 10-17) In: Gonçalves, A.A. (Editor). Tecnologia do pescado: ciência, tecnologia, inovação e legislação. [2. ed.]. Rio de Janeiro, RJ: Atheneu, 673 p., 2021. Bioquímica da contração muscular 3 4 11/02/2022 3 Bioquímica da contração muscular (glicólise anaeróbica) 2 lactato + 3 ATP3) Glicose fosfato 2) 2 ADP ATP + AMP adenilato-quinase fosfocreatina-quinase ATP + creatina1) ADP + fosfocreatina As duas primeiras reações se realizam imediatamente; a terceira só ocorre quando o aporte de oxigênio pelo sangue não é suficiente para que continue o metabolismo aeróbico, o que ocorre, por exemplo, durante a contração violenta do músculo normal. Post-mortem do pescado 5 6 11/02/2022 4 Transformações no post mortem Crescimento Microbiano Hidrólise de Proteínas Catepsinas liberadas e ativadas Exudação Descoloração Acúmulo de metabólitos precursores de flavor Desnaturação Proteínas Rigor-mortis Cai o pHCai níveis de ATP e Creatina-P Começa a Glicólise Glicogênio Ácido láticoCO 2 Cessa a respiração Glicogênio Queda do potencial de óxido-redução Diminui o suprimento de oxigênio Suspensão da ação dos fagócitos (Perda de defesa) Cessa a circulação sangüínea Morte do pescado → Desoxigenação da mioglobina → mudanças de cor Enzimas proteolíticas O término do rigor-mortis é caracterizado pela descontração e recuperação da elasticidade muscular, além de um acréscimo notável da solubilidade das proteínas. Não se trata de uma autólise no sentido convencional em que as proteínas são hidrolisadas largamente, pois nesta fase, não há um incremento de oligopeptídeos e aminoácidos (aa) que justifique as mudanças dramáticas da textura. Há o convencimento de que os fenômenos de relaxamento e amolecimento envolvem vários sistemas proteolíticos interligados que atuam através do ciclo completo, desde o pré-rigor até o final do rigor mortis, após o qual a influência das proteases microbianas torna-se definitivamente mais importante 7 8 11/02/2022 5 Enzimas proteolíticas Grupo Enzimas Funções I – Proteases ácidas de origem muscular Catepsina D e E Catepsina A e B Catepsina C e dipeptidases Degradam macromoléculas para polipeptídeos Degradam polipeptídeos para peptídeos Degradam peptídeos para oligopeptídeos e aa livres II – Proteases neutras de origem muscular Proteases sarcoplasmáticas ativadas pelo Ca2+ Atuam a nível dos sarcômeros, desmontando a estrutura multimolecular dos miofibrilos III – Proteases alcalinas de origem muscular Proteases alcalinas ativadas pelo calor Degradam proteínas miofibrilares, particularmente miosina, em temperaturas altas (50-60°C) IV – Proteases alcalinas do aparelho digestivo Enzimas tipo tripsina das vísceras Enzimas dos cecos pilóricos e do pâncreas Enzimas do hepatopâncreas de camarão de água doce Degradam proteínas miofibrilares, sendo menos ativas com as sarcoplasmáticas Degradam proteínas, dando peptídeos num comportamento próximo ao da tripsina Degradam colágeno do miosepta num comportamento próximo ao da colagenase Post-mortem do pescado 9 10 11/02/2022 6 Pré rigor mortis Duração depende da reserva de ATP e glicogênio (1 a 2 horas); Há o GG como fonte de energia e ATP combinado com a miosina pH da carne próximo a 7 ATP presente é usado para liberar energia e passa para ADP (desfoforilação) ADP parte se reconstitui em ATP ( Presença de Glicogênio) ADP trasforma-se em AMP (monofosfato) AMP se desamina em IMP (Monofosfato de inosina) Redução total do ATP → Miosina liberada do ATP Formação de acido lático Pré rigor mortis 1) Aumenta o período do pré-rigor: boa condição nutricional no momento da captura; espécimes de tamanho maiores; resfriamento rápido após a captura; 2) Diminui o período do pré-rigor; mal tratos físicos a bordo ou na indústria; esforços intensos na captura; espécimes de carne escura; espécimes em fase de desova 11 12 11/02/2022 7 Rigor mortis pH ligeiramente ácido (inibe m.o. e enzimas endógenas), defesas naturais intactas Pode durar de 2 a 18h (Em geral, esta fase inicia-se entre 1-7 horas após a morte) Miosina livre combina com actina → actinamiosina (fase é caracterizada pelo enrijecimento do músculo por contração extrema e irreversível de suas fibras). Não há possibilidade de relaxamento para a contração muscular produzida no rigor, devido ao esgotamento das fontes energéticas. O pH muscular chega a seu valor mínimo. Rigor mortis 13 14 11/02/2022 8 Rigor mortis O início do rigor mortis pode ser evidenciado pela ausência de reação ao estímulo elétrico pelo tato, registrando diferenças da dureza em diferentes partes do corpo, ou pela avaliação da rigidez com aparelhos. Utiliza-se também a medição da curvatura do peixe para obter um índice do rigor mortis IR= D – D0 x 100 D0 Pós Rigor mortis Instalada a partir do momento da degradação da actomiosina - Reação proteolítica Ação enzimática sobre o tecido do pescado Amolecimento do pescado (destruição da linha z) Elevação do pH Substâncias tóxicas presentes 15 16 11/02/2022 9 Pós Rigor mortis BactériasHá um desenvolvimento seletivo de algumas bactérias, principalmente Pseudomonas e Alteromonas, (hoje Shewanella putrefaciens) que usam rapidamente esses compostos e formam outros de aroma pronunciado e desagradável 17 18 11/02/2022 10 Deterioração do pescado Alterações bioquímicas do pescado post-mortem 19 20 11/02/2022 11 Vias de deterioração do pescado As alterações post-mortem podem ser classificadas de várias formas de acordo com os efeitos que elas causam: modificações das propriedades físicas dos músculos; degradação dos carboidratos (evolução do GG); degradação dos nucleotídeos (evolução do ATP); alterações das proteínas; alterações dos lipídios; alterações microbiológicas. Conversão músculo → carne Degradação do glicogênio GG muscular apresenta dois fluxos de decomposição: o das enzimas da glicólise; o das enzimas hidrolíticas, sendo este último o mais importante com relação aos peixes, enquanto que o primeiro tem mais relevância para os mamíferos. O glicogênio muscular é utilizado como fonte material energético (sua degradação produz ATP) para sustentar a contração quando a demanda por energia é maior do que a que pode ser oferecida pela glicose sangüínea 21 22 11/02/2022 12 Glicólise (Ácido lático) GLICOGÊNIO 36 creatina 36 ATP 2 creatina 2 ATP Degradação dos nucleotídeos Inosina Pi ATP ADP AMP AdR HxR Hx 1 2 3 4 Pi Pi NH3 Adenosina Trifosfato Adenosina Difosfato Adenosina Monofosfato Adenosina Hipoxantina (A) Hipoxantina Inosina Inosina Monofosfato Adenosina Monofosfato Adenosina Difosfato Adenosina Trifosfato NH3 Pi Pi Pi 6 5 4321 Hx + Ribose- 1-fosfato Hx + Ribose HxR IMP AMP ADP ATP (B) (A): peixes e crustáceos (B): exclusivamente de invertebrados sendo: 1- adenosina trifosfatase; 2- mioquinase; 3- ADPdeaminase; 4- fosfatase; 5- nucleosídeo hidrolase; 6- nucleosídeo fosforilase Nucleotídeos→ usados como índices de frescor (fase em que se encontra o tecido em relação ao rigor mortis) 23 24 11/02/2022 13 Degradação de compostos nitrogenados A ação microbiana sobre estes componentes é regida por seu sistema enzimático, principalmente através de descarboxilases e desaminases.A descarboxilação origina inúmeras aminas biogênicas que se acumulam e conferem odores estranhos ao pescado. CO2+CH2R NH2 desoxicarboxilase NH2 COOHCHR Lisina CH COOH NH2 lisina desoxicarboxilase NH2 CH2 + CO2CH2 (CH2)3 NH2 NH2 (CH2)3CH2 Cadaverina Degradação de compostos nitrogenados CH2 NH2 Histidina desoxicarboxilase (NH2)COOH HC N CH N C CH2 CH2 CN CH N HC Histidina Histamina Tipo de aminoácido Produtos de decomposição Lisina (descarboxilação) Ornitina (descarboxilação) Histidina (descarboxilação) Aminoácidos sulfurados (cisteína, metionina) Glicina, leucina, serina Triptofano Cadaverina (animal) + CO2 Putrescina (amina) + CO2 Histamina (amina) + CO2 H2S, dimetil sulfeto, metil mercaptana Ésteres dos ácidos acético, propiônico, butírico Indol, escatol 25 26 11/02/2022 14 Degradação de compostos nitrogenados Trimetil óxido-redutase CH3 ON CH3 CH3 + 2H CH3 CH3 NCH3 H2O OTMA TMA + Resíduo ácido + CO2 + H2O CO2 H2N OC H2N + H2O + NH32 Uréia Amônia Deterioração do frescor 27 28 11/02/2022 15 Deterioração do frescor As mudanças na qualidade do pescado resfriado armazenado em gelo (0°C) podem ser verificadas de acordo com o gráfico ao lado. A fase 3 é caracterizada por sinais de deterioro precoce com alguns odores estranhos Deterioração do frescor 29 30 11/02/2022 16 Deterioração do frescor Deterioração do frescor 31 32 11/02/2022 17 Deterioração do frescor Deterioração do frescor 33 34 11/02/2022 18 Deterioração do frescor Deterioração do frescor 35 36 11/02/2022 19 Deterioração do frescor Deterioração do frescor 37 38 11/02/2022 20 MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DO PESCADO 39 40 11/02/2022 21 Avaliação da qualidade do pescado Características gerais do pescado pH 6,6-6,8 (próximo da neutralidade) Elevada atividade de água: 0,98-0,99 Temperatura de Refrigeração: -5 a 0ºC Alto teor de nutrientes (até 20% proteínas, PUFAs w3, sais minerais, Vitamina .A e D Rápida ação destrutiva das enzimas presentes nos tecidos e vísceras Avaliação da qualidade do pescado estado do frescor dos peixes armazenados: parâmetros físicos parâmetros bioquímicos parâmetros microbiológicos parâmetros sensoriais x comparação: parâmetros no tempo t com os do tempo to 41 42 11/02/2022 22 Avaliação da qualidade do pescado Métodos físicos propriedades físicas do músculo do peixe, e os principais problemas físicos relacionados aos pescados são: pH, tensão das fibras musculares, resistência elétrica, dureza do músculo, viscosidade do suco extraído da carne, índice de refração dos líquidos oculares, parasitos, hemorragias, desidratação (% drip) Método de determinação do índice de rigor mortis Em intervalos de tempos selecionados, define- se o índice de rigor mortis (IR) de acordo com a equação ao lado, onde, D0 e Dt representam a distância da base da nadadeira caudal à linha horizontal da mesa no início do pré-rigor mortis e durante a estocagem, respectivamente. Antes de iniciar o rigor mortis, Dt = D0, então, o IR = 0%. No início do rigor mortis, a parte caudal se levanta e, consequentemente, vai gradualmente reduzindo a distância Dt. Quando atinge o máximo, Dt = 0 (IR = 100%). IR= D – D0 x 100 D0 43 44 11/02/2022 23 Determinação do potencial hidrogeniônico (pH) Os processos que avaliam o pH são colorimétricos ou eletrométricos. Nos processos eletrométricos empregam-se aparelhos que são potenciômetros especialmente adaptados e permitem uma determinação direta, simples e precisa do pH Avaliação da qualidade do pescado Métodos químicos nitrogênio das bases voláteis totais (N-BVT), nitrogênio da trimetilamina (N- TMA), dimetilamina (DMA), hipoxantina (Hx) e valor de K. aminoácidos livres (AAL), histamina e outras aminas pesadas, nitrogênio não proteico (NNP), indol, ácidos orgânicos voláteis, substâncias redutoras voláteis, reações de Éber para sulfeto de hidrogênio (H2S) e para amônia (NH3), radicais de SH livres (aumentam com a desnaturação das proteínas), acidez, rancidez oxidativa (fração lipídica). 45 46 11/02/2022 24 Reação de Éber para gás sulfídricois Esta reação é indicada para avaliar o estado de frescor do pescado, pois a decomposição bacteriana do músculo do animal libera enxofre, que, em meio ácido, se transforma em gás sulfídrico (H2S). Nitrogênio das bases voláteis totais (N-BVT) Quando refrigerado, o pescado pode ser deteriorado por ação enzimática e bacteriana, causando a formação de vários compostos nitrogenados, dos quais os de maior ocorrência são a dimetilamina, trimetilamina, amônia, putrescina, cadaverina e espermidina. O teor de bases voláteis totais (N-BVT) pode ser indicativo do grau de conservação do pescado, especialmente os peixes, pois é diretamente proporcional à deterioração do produto. 47 48 11/02/2022 25 Nitrogênio das bases voláteis totais (N-BVT) Literatura científica: peixes recém-capturados variam entre 5 e 20 mg/100g; "alta qualidade" até 25 mg/100 g "boa qualidade" até 30 mg/100 g limite de aceitabilidade "até 35 mg/100 g "deteriorado" acima de 35 mg/100 g. Nitrogênio das bases voláteis totais (N-BVT) Para efeito de legislação e inspeção do pescado, os teores de N-BVT foram limitados para peixes inteiros e eviscerados (exceto os elasmobrânquios e lulas) em: excelente estado de frescor (N-BVT atinge de 5-10 mg/100g); frescor razoável podem (N-BVT de 15-25mg/100g); início do processo de degradação (N-BVT até 30-40 mg/100g); bastante deteriorado (N-BVT acima de 50 mg/100g). 49 50 11/02/2022 26 Nitrogênio das bases voláteis totais (N-BVT) União Europeia (Commission Regulation (EC) Nº 2074/2005) estabelece limites de N-BVT para peixe com frescor, divididos em três grupos: 25 mg/100g (Sebastes spp., Helicolenus dactylopterus, Sebastichthys capensis); 30 mg/100g (Família Pleuronectidae, exceto Hippoglossus spp.); 35 mg/100 g (Salmo salar, Família Merlucciidae, e Família Gadidae). Histamina Dentre as aminas biogênicas encontradas nos alimentos, a histamina merece atenção especial porque pode causar intoxicações. A histamina tem fórmula química C5H9N3, é formada principalmente por atividade bacteriana, ou seja, pela ação da enzima histidina descarboxilase sobre o aminoácido histidina, e ocorre principalmente em peixes da família Scombridae, como o atum, bonito e cavala. 51 52 11/02/2022 27 Método de determinação do valor de K O valor de K é um indicador de frescor do pescado, pois se baseia na determinação dos compostos resultantes da degradação do ATP (ADP, AMP, IMP, inosina, hipoxantina). K = Inosina + Hipoxantina Nucleotídios + Inosina + Hipoxantina x 100 Nucleotídios = (ATP + ADP + AMP + IMP) K < 5%: pescado fresco (recém- abatido, morte sem sofrimento); 5% ≤ K ≤ 20%: pescado ainda está fresco e pode ser consumido (sushi e sashimi); 20% ≤ K ≤ 60%: pescado deve ser submetido a cocção antes de ser consumido ou processado; 60% ≤ K ≤ 80%: indicam sinais de putrefação. Método de determinação do índice de qualidade O índide de qualidade (IQ) ou Biogenic amine index (BAI) sob denominação genérica de aminas incluem-se a histamina, tiramina, agmatina (típica de lula), cadaverina, putrescina, espermidina, espermina e triptamina BAI < 5 mg/kg (ppm) = pescado fresco (boa qualidade); 5% ≤ BAI ≤ 20 mg/kg (ppm) = pescado ainda está fresco (aceitável), mas com sinais de início de deterioração; 20% ≤ BAI ≤ 50 mg/kg (ppm) = pescado baixa qualidade; BAI > 50 mg/kg (ppm) = pescado com sinais de putrefação. 53 54 11/02/2022 28 Avaliação da qualidade do pescado Métodos microbiológicos Bactérias intrínsecas Bactérias extrínsecas Métodos sensoriais Tradicional Quality Index Method Perda da qualidade no armazename nto em gelo 55 56 11/02/2022 29 57 58 11/02/2022 30 59 60 11/02/2022 31 Aparência – Cor (Camarão) Aparência – Translucidez(Camarão) 61 62 11/02/2022 32 Aparência – Plumpness (Camarão) (ENCOLHIDO) (ESTUFADO) Plumpness (rechonchudo - qualidade de ter uma forma totalmente arredondada) 63 64 11/02/2022 33 65 66 11/02/2022 34 OBRIGADO Prof. Dr. Alex Augusto Gonçalves – alaugo@ufersa.edu.br - (61) 99173-8910 67