EFEITO DA RADIAÇÃO GAMA SOBRE A MACIEZ DA CARNE BOVINA

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1 EFEITO DA RADIAÇÃO GAMA SOBRE A MACIEZ DA CARNE BOVINA L.M. Rodrigues 1, D.R.G. Silva 1, R. de A. Torres Filho 2, M.T. Pereira 3, A.L.S. Ramos 1, E.M. Ramos 1 1-Departamento de Ciência dos Alimentos - Universidade Federal de Lavras - Caixa Postal: CEP: Lavras - MG - Brasil, Telefone: 55 (35) Fax: 55 (35) , (emramos@dta.ufla.br). 2-Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas Universidade Federal de Viçosa Campus UFV Florestal CEP Florestal Minas Gerais Brasil. 3-Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN), Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) CEP Belo Horizonte, Minas Gerais Brasil. RESUMO Embora seja um método comumente utilizado para conservação de alimentos, a irradiação gama tem sido sugerida como alternativa para melhorar a maciez de carnes. O objetivo desde trabalho foi avaliar o efeito da radiação gama sobre a maciez da carne bovina de animais da raça Nelore. Amostras de contrafilés foram aleatoriamente distribuídas em quatro tratamentos por diferentes doses de irradiação: 0, 3, 6 e 9 kgy. A irradiação não afetou (P > 0,05) os valores de ph, perda de peso por cozimento e índice de fragmentação, mas as amostras irradiadas apresentaram (P < 0,05) maior purga (1,70±0,76%) do que as não-irradiadas (0,89±0,56%). A aplicação de doses de radiação acima de 6 kgy reduziu (P < 0,05) a força de cisalhamento das amostras em até 20%. Concluiu-se que a irradiação gama pode ser uma alternativa para contornar o problema de inconsistência da maciez da carne bovina. ABSTRACT EFFECT OF GAMMA RADIATION ON BEEF TENDERNESS - Although gamma radiation is commonly used for food preservation, it has been suggested as an alternative to improve meat tenderness, particularly beef. This work was undertaking to evaluate the effect of gamma radiation on the beef tenderness form Nellore animals. Tenderloin samples were randomly assigned to four treatments in different radiation doses: 0, 3, 6 and 9 kgy. Irradiation did not affect (P > 0.05) ph values, cooking loss and fragmentation index, but irradiated samples had higher (P < 0.05) exudate loss (1.70 ± 0.76%) than the non-irradiated (0.89 ± 0.56%) samples. Appling radiation dose higher than 6 kgy reduced (P < 0.05) the samples shear force by 20%. It was concluded that gamma irradiation should be an alternative to circumvent the inconsistency problem of beef tenderness. PALAVRAS-CHAVE: força de cisalhamento, Bos indicus, fragmentação, exsudação. KEYWORDS: shear force, Bos indicus, fragmentation, exudation. 1. INTRODUÇÃO A radiação de carnes é um processo de conservação reconhecido como um método seguro e eficaz entre as tecnologias existentes (Al-Bachir e Zeinou, 2014). Segundo a Resolução nº 21, de 26 de janeiro de 2001, da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), a irradiação de alimentos é um processo físico de tratamento que consiste em submeter o alimento, já embalado ou a granel, a

2 doses controladas de radiação ionizante, com finalidades sanitária, fitossanitária e ou tecnológica (Brasil, 2001). Esta mesma resolução considera que alimentos submetidos a qualquer dose de irradiação são seguros para o consumo, ou adequados nutricionalmente, se a dose aplicada for inferior àquela que comprometeria as propriedades funcionais e, ou, os atributos sensoriais do alimento. Apesar de bastante estudado, os efeitos da radiação sobre a proteólise e consequente maciez da carne ainda estão sendo debatidos (Yoon, 2003). Em estudo recente, Kanatt et al. (2015) observaram um efeito significativo da irradiação gama sobre a maciez da carne de frango, cordeiro e búfalos, em especial quando da aplicação de altas doses (~10 kgy). O amaciamento da carne pela irradiação parece ser uma alternativa para solucionar o problema de inconsistência da maciez observada na carne bovina brasileira, oriunda principalmente de animais do genótipo Bos indicus. A menor maciez em carnes de animais Bos indicus (zebuínos), em relação a animais Bos taurus (taurinos), é atribuída à maior quantidade de calpastatina presente no músculo destes animais, que inibe a ação das calpaínas, principais proteases envolvidas no amaciamento da carne (Koohmaraie e Geesink, 2006). Não foram encontrados trabalhos que avaliaram o efeito de altas doses de irradiação em carne bovina, especialmente carne de animais zebuínos. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da irradiação gama sobre a maciez da carne de animais da raça Nelore, principal gado criado no Brasil. 2. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi conduzido no Laboratório de Tecnologia de Carnes e Derivados (LabCarnes), do Departamento de Ciência dos Alimentos (DCA) da Universidade Federal de Lavras (UFLA), em Lavras, MG. As amostras foram irradiadas no Laboratório de Irradiação Gama do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN/CNEN), em Belo Horizonte, MG Obtenção e preparo das amostras Amostras de contrafilés (músculos Longissimus thoracis et lumborum) de quatro bovinos da raça Nelore, com idade, sistema de criação e condições de abate semelhantes, foram obtidos 48 horas post mortem diretamente de um abatedouro frigorífico com Inspeção Federal. Peças de, aproximadamente, 5,0 cm (unidade experimental, UE) de espessura foram obtidos de cada contrafilé, pesados, identificados, embalados a vácuo e aleatoriamente distribuídas em 4 tratamentos com diferentes doses de irradiação (0, 3, 6 e 9 kgy). As amostras foram acondicionadas em caixas térmicas e conduzidas ao Irradiador Gama IR- 214 (MDS Nordion; fonte de cobalto-60 e taxa de 1925,8 Gy/h) do CDTN/CNEN para os tratamentos. As amostras controle (não-irradiadas; 0 kgy) foram mantidas nas mesmas condições de temperatura (dentro das caixas térmicas) e por períodos de tempo similares às amostras irradiadas. Após irradiadas, as amostras foram mantidas a 4 C por 24 horas antes da condução das análises Metodologias analíticas As amostras foram retiradas da embalagem, secas e novamente pesadas para cálculo da purga (perda por exsudação), que foi obtida pela diferença dos pesos das amostras antes e depois de serem embaladas. O resultado foi expresso em porcentagem.

3 De cada UE, com ajuda de um molde, foram obtidos dois bifes de 2,5 cm de espessura. Em um bife o ph foi medido com um eletrodo de inserção acoplado a um phmetro portátil (modelo HI 99163; Hanna Instruments, Woonsocket, RI, EUA) e retirado amostras (~10 g) para a análise do índice de fragmentação (IF), conduzida segundo protocolo de Davis et al. (1980), com modificações descritas por Aroeira et al. (2016). Do outro bife, amostras retangulares (8,0 x 4,0 x 2,5 cm) foram pesadas, embaladas a vácuo e cozidas em banho-maria a 80 C até temperatura interna de 71 C, monitorada por um termômetro digital. Após o cozimento as amostras foram resfriadas a temperatura ambiente e mantidas em geladeira (4 C) por 24 h, quando foram desembaladas e novamente pesadas. A perda de peso por cozimento (PPC) foi determinada pela diferença de peso do bife antes e após o cozimento e o resultado expresso em porcentagem. A partir das amostras cozidas, foram obtidas subamostas de 1,0 x 1,0 x 2,5 cm que foram completamente cisalhadas, perpendicularmente à direção das fibras, por uma lâmina tipo Warner-Bratzler a 3,33 mm/s, conforme protocolo Warner-Bratzler square Shear Force (WBsSF) descrito por Silva et al. (2015) Análise estatística O experimento foi realizado em um delineamento de blocos casualizados (DBC), tendo o animal como bloco, com quatro repetições (animais), totalizando 16 unidades experimentais. Os dados foram interpretados por meio da análise de variância (ANOVA) a um nível de 5 % de significância e, quando pertinente, as médias foram separadas usado o teste de Tukey. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Para as características analisadas, apenas foi observado diferenças significativas (P < 0,05) para os valores de purga e força de cisalhamento (Tabela 1). Tabela 1 - Efeito (médias ± desvio padrão) da dose de irradiação sobre as características de qualidade da carne (Longissimus thoracis et lumborum) de bovinos Nelore (n = 4) Irradiação gama (kgy) Característica Média Pr > F ph 5,51±0,04 5,54±0,05 5,53±0,04 5,55±0,03 5,53±0,04 0,592 Purga (%) 0,89±0,56 b 1,55±0,24 a 1,93±0,60 a 1,61±0,49 a 1,49±0,59 0,005 PPC (%) 24,66±1,68 27,77±1,71 27,92±2,32 26,23±1,54 26,64±2,14 0,060 WBsSF (N) 85,97±4,16 a 74,9±4,09 ab 64,47±12,37 b 63,68±3,19 b 72,26±11,28 0,001 IF 809±67 817±70 830±55 864±72 830±63 0,740 PPC = perda de peso por cozimento; WBsSF = força de cisalhamento (Warner-Bratzler square Shear Force); IF = índice de fragmentação. a,b Médias seguidas por letras diferentes na linha diferem (P < 0,05) pelo teste de Tukey. Apesar da irradiação poder causar pequenas mudanças no ph da carne (Brewer, 2004), isso não foi observado neste experimento (Tabela 1), o que corrobora os resultados encontrados por Kanatt et al. (2015), que também não observaram diferenças significativas entre os valores de ph das amostras irradiadas e não-irradiadas. As perdas por exsudação (purga) foram maiores (P < 0,05) nas amostras irradiadas (média de 1,70±0,76%) do que no controle (não-irradiadas, media de 0,89±0,56%). No músculo, a maior parte da

4 água fica retida no meio intracelular, dentro e entre as miofibrilas (Huff-Lonergan e Lonergan, 2005). Assim, a perda de peso por exsudação está relacionada com a quantidade de água que é liberada a partir das miofibrilas e a facilidade com que ela é drenada para espaços extracelulares entre fibras e feixes de fibras musculares (canais de gotejamento) e, posteriormente, para fora do músculo (Hughes et al., 2014). Nesse sentido, Kanatt et al. (2015) observaram que a irradiação diminuiu a capacidade de reter água (CRA) da carne. Segundo estes autores, essa perda da CRA é dose dependente e ocorre, provavelmente, devido a ruptura das membranas das fibras musculares e, ou, pela desnaturação das proteínas da carne. Lee et al. (2000) relataram que a quantidade de proteína extraível da carne aumenta ligeiramente com o aumento da dose de irradiação, o que também foi observado por Kanatt et al. (2015) para as proteínas miofibrilares. Maiores quantidades de proteínas solúveis, que podem ser extraídas da carne, é uma indicação do nível relativo de desnaturação que pode ter ocorrido com a irradiação. Uma forma de verificar a degradação da estrutura miofibrilar é através da análise do índice de fragmentação (IF), que mede a quantidade de resíduos da carne que ficam retidos em uma peneira com poros de 250 µm: quanto menor IF, maior degradação (Ramos e Gomide, 2007). Entretanto, não foi verificado efeito (P > 0,05) da irradiação sobre os valores de IF (Tabela 1), o que pode ser devido a sensibilidade do método. É provável que a degradação induzida pela irradiação tenha sido muito pequena para ser detectada por este índice. Apesar de afetar a purga, a irradiação não afetou (P > 0,05) a perda de peso por cozimento (PPC). Isso não condiz com as observações de que amostras de frango (Yoon, 2003; Kanatt et al., 2015) e de cordeiros e búfalos (Kanatt et al., 2015) irradiadas apresentam uma PPC ligeiramente maior do que as não irradiadas, sendo segundo Kanatt et al. (2015) também dose dependentes.. A aplicação da irradiação em doses maiores que 6 kgy implicaram (P < 0,05) em menores valores de força de cisalhamento (WBsSF), o que se traduz em amostras mais macias (Tabela 1). Este resultado corrobora a observação de Kanatt et al. (2015) de que a irradiação gama induz um amaciamento na carne e que este é dose dependente. Entretanto a redução relatada por esses autores para carne de búfalos irradiada por 10 kgy (~70%) foi muito maior do que a observada neste experimento com aplicação de 9 kgy (~20%). Esta diferença pode ser devido a diferenças inerentes à espécie, uma vez que Kannat et al. (2015) também relataram diferentes reduções para carne de cordeiros (~40%) e de frangos (~25%). Além disso, a forma de cozimento, em especial a temperatura final alcançada, não foram relatados por estes autores, o que pode ter contribuído para reduções de dureza maiores do que a observada neste experimento. A redução da força de cisalhamento com a irradiação pode ser devido a ruptura física das miofibrilas (Yoon, 2003) e, ou, pela solubilização do colágeno (Kanatt et al.,2015) induzidos pela radiação. Reduções na força de cisalhamento com o uso doses de radiação menores (até 5 kgy) também foram relatados por Kannat et al. (2015), porém outros autores não reportaram este efeito. Grozdanov et al. (1982) não observaram diferenças significativas na força de cisalhamento de músculo semimembranosus bovino entre as amostras irradiadas com 3 kgy das amostras controle, enquanto Yoon (2003) encontrou maiores valores de força de cisalhamento em peitos de frango irradiados com 5 kgy do que nas amostras não-irradiadas. 4. CONCLUSÕES A irradiação gama reduziu a força de cisalhamento das carnes, sendo que a redução foi maior a medida que se aumentou a dose de radiação, o que torna o método uma alternativa para melhorar a maciez da carne de animais da raça Nelore.

5 6. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à Fundação de Amparo à Pesquisa do estado de Minas Gerais (FAPEMIG) e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo apoio financeiro à execução do projeto. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Al-Bachir, M., Zeinou, R. (2014). Effect of gamma irradiation on the microbial load, chemical and sensory properties of goat meat. Acta Alimentaria, v.43(2), p Aroeira, C. N., Filho, R. A. T., Fontes, P. R., Gomide, L. A.M., Ramos, A. L. S., Ladeira, M. M., & Ramos, E. M. (2016). Freezing, thawing and aging effects on beef tenderness from Bos indicus and Bos taurus cattle. Meat Science, 116, Brasil, Ministério da Saúde, Agência Nacional de Vigilância Sanitária. (2001). Aprova o Regulamento técnico para irradiação de alimentos. (Resolução nº 21, de 26 de janeiro de 2001) Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil. Brewer, M. S. (2004). Irradiation effects on meat color A review. Meat Science, 68, Davis, G. W., Dutson, T. R., Smith, G. C., & Carpenter, Z. L. (1980). Fragmentation procedure for bovine longissimus muscle as an index of cooked steak tenderness. Journal of Food Science, 45(4), Farouk, M. M., Kemp, R. M., Cartwright, S., & North, M. (2013). The initial freezing point temperature of beef rises with the rise in ph: A short communication. Meat Science, 94(1), Grozdanov, A., Dimitrova, N., Nestorov, N., Dilova, N., & Dikova, G. (1982). Effect of low-dose irradiation and subsequente storage on the technological properties of beef. European Meeting of Meat Research Workers, Huff-Lonergan, E. & Lonergan, S. M. (2005). Mechanisms of water-holding capacity of meat: The role of postmortem biochemical and structural changes. Meat Science, 71, Hughes, J. M., Oiseth, S. K., Purslow, P. P. & Warner, R. D. (2014). A structural approach to understanding the interactions between colour, water-holding capacity and tenderness. Meat Science, 98, Kanatt, S. R., Chawla, S. P., & Sharma, A. (2015). Effect of radiation processing on meat tenderisation. Radiation Physics and Chemistry, 111, 1 8. Koohmaraie, M., & Geesink, G. H. (2006). Contribution of postmortem muscle biochemistry to the delivery of consistent meat quality with particular focus on the calpain system. Meat Science, 74(1), Lee, J.W., Yook, H.S., Lee, K.H., Kim, J.H., Kim, W.J. & Byun, M.W. (2000). Conformational changes of myosin by gamma irradiation. Radiation Physics and Chemistry. 58,

6 Silva, D. R. G., Torres Filho, R. A., Cazedey, H. P., Fontes, P. R.; Ramos, A. L. S., & Ramos, E. M. (2015). Comparison of Warner Bratzler shear force values between round and square cross-section cores from cooked beef and pork Longissimus muscle. Meat Science, 103, 1 6. Ramos, E. M., & Gomide, L. A.M. (2007). Avaliação da Qualidade de Carnes: Fundamentos e Metodologias. Viçosa: Editora UFV. Xavier, M. L. P., Dauber, C., Mussio, P., Delgado, E., Maquieira, A., Soria, A., Curuchet, A., Márquez, R., & Méndez, C.; López, T. (2014). Use of mild irradiation doses to control pathogenic bacteria on meat trimmings for production of patties aiming at provoking minimal changes in quality attributes. Meat Science, 98, Yoon, K. S. (2003). Effect of gamma irradiation on the texture and microstructure of chicken breast meat. Meat Science, 63(2),