Post on 22-Apr-2015
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BIOTECNOLOGIA Alimentos e Nutracêuticos
APLICAÇÕES DA TRANSGLUTAMINASE DE ORIGEM MICROBIANA (MTgase) EM ALIMENTOS
CÁRNEOS
Ronaldo Montezuma
Consultor em Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação
São Paulo, fevereiro de 2014
APRESENTAÇÃO PROFISSIONAL
Médico Veterinário e Mestre em Engenharia e Ciência de Alimentos pela Universidade Estadual
Paulista (UNESP). Pesquisador e empreendedor em projetos de
inovação do agronegócio. Experiência de 20 anos como executivo em
unidades de negócios e áreas corporativas na Sadia, Sonae e JBS.
Atua como consultor no desenvolvimento de novos produtos e aplicação de produtos biotecnológicos
em indústrias alimentícias, no Brasil e America Latina.
IMPORTÂNCIA
Indústrias alimentícias de todo o mundo estão em busca do desenvolvimento de ingredientes ou produtos cárneos com novas características físicas e funcionais
Um dos objetivos é a alteração das propriedades dos produtos pela modificação das proteínas do carne utilizando a transglutaminase
(RODRIGUEZ-NOGALES, 2006; SHARMA, LORENZEN e QVIST, 2001)
CARACTERÍSTICAS
Independente do cálcio para ativação
Dependente de baixa tenção O2 para ativação
Massa molar 38.000 Kd
Ponto isoelétrico (pl) = 8,9
331 aminoácidos em uma única cadeia peptídica
1 resíduo de cistina
proteína monométrica simples
FONTES
Purificação da enzima dos fluidos dos tecidos dos animais abatidos para consumo: bovinos, suínos e pescados
Vegetais
Produção microbiana iniciou em 1980
Streptoverticilium mobaraense sp, linhagem S-8112
LEGISLAÇÃO
ANVISA (2003), RDC no. 348 complementa a RDC no. 24 e aprova a aplicação da transglutaminase de origem microbiana em alimentos
A resolução RDC no. 278 dispensa de registro as enzimas e preparações enzimáticas
MAPA (1986): Regulamentos Técnicos de Identidade e Qualidade Portaria nº 146, de 07 de março de 1996 coadjuvante opcional de tecnologia/elaboração: Enzima transglutaminase quantum satis
LEGISLAÇÃO
USDA FSIS (2001)
aprova sua utilização juntamente com a gelatina suína para utilização como ligante de produtos de carne formados e em presuntos curados e embutidos cozidos
FDA
A transglutaminase foi Genericamente Reconhecida Como Segura (GRAS)
FISIOLOGIA
Fator de coagulação presente no plasma: XIIIa transglutaminase e XIIIb proteína carreadora
Dependende de Ca++ e trombina
Aumento da estabilidade do coágulo da fibrina pela formação de ligações covalentes entre os polímeros de fibrina
Estabilização do tecido de cicatrização pela formação de ligações cruzadas entre as moléculas de fibrina
Favorece a migração dos fibroblastos
(BAER et. all, 1980; TAKAHASHI et. All; 1986 FOLK, 1980; BRUHN et. all, 1981)
FISIOLOGIA
Função quimiotática
Formação do tecido de granulação através das ligações cruzadas das proteínas adesivas: fibronectina, vitronectina, actina, miosina e colágeno
Prolongamento da estabilidade das ligações cruzadas pelo aumento da resistência a fribrinólise (BARRY et. all, 1988)
FISIOLOGIA
Fator XIII da coagulação sanguinea nos mamíferos
Formação do citoesqueleto e parede celular das Plantas
Formação da membrana de células esporulares
DE JONG; KOPPELMAN, (2002)
INIBIDORES
Metais pesados se ligam ao único grupo tiol do resíduo de cisteína: sítio ativo da MTG
Cu++ Zn++ Pb2+ Li+
Substâncias organicas específicas: Indício de um grupo SH participando da reação
Inibidor natural no soro do leite crú ainda não indentificado presume-se que se liga ao resíduo de cistéina
Presente em leite aquecido a temperatura até 62 a 65 °C por 30 minutos
Peso molecular 200 Da, não é um íon metálico livre
(DE JONG, BOUMANS & WIJNGAARDS, 2009)
REAÇÃO
Fonte: SHARMA, LORENZEN e QVIST, 2001 (adaptado).
AÇÃO
Catalização das reações das ligações cruzadas entre proteínas
Incorporação de uma amina livre
Hidrólise do resíduo glutamina
(GERRARD et al., 2001)
Propriedades de Textura e Análise do Perfil de
Textura (PTA) Curva típica do texturômetro GF (adaptada de BOURNE, 1982).
ATIVIDADE
Atividade ótima a 50°C por 10 minutos no em pH=6
Mantém a atividade por 10 minutos a 40°C
Perde a atividade a 70°C em poucos minutos
É ativada a 10°C e retém alguma atividade próximo do ponto de congelamento
ATIVIDADE
Temperatura (°C) Tempo (min)
5 240
15 105
20 70
30 35
40 20
FONTE: Adaptado de ANDO et al, 1989.
Relação entre a temperatura e o tempo de reação.
ATIVIDADE
FONTE: Adaptado de ANDO et al, 1989.
0
20
40
60
80
100
30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Ati
vid
ade
(%)
Temperatura (oC)
ATIVIDADE
FONTE: Adaptado de ANDO et al, 1989.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Ati
vid
ade
(%)
Temperatura (oC)
REATIVIDADE FOOD PROTEIN REACTIVITY
Milk Casein +++
Sodium caseinate +++
A-Lactoglobulin +
B- Lactoglobulin +
Egg Egg white protein (egg albumin) +
egg yolk protein ++
Meat Myoglobin +
Collagen ++
Gelatin +++
Myofibril: Myosin +++
Myofibril: Actin X X
Soybean 11S Globulin +++
7S globulin +++
Wheat Gliadin ++
Glutenin ++
+++ reacts very well, ++reacts well, + reacts depending of conditions, X in general do not react. (SAKAMOTO et al., 2006)
Reactivity of microbial transglutaminase for several proteins
APLICAÇÕES E DOSAGEM APLICAÇÃO PREPARAÇÃO CONCENTRAÇÃO U/g DOSAGEM g/Kg
Carnes e peixes TG BIONOV 100 100 8-10
Presunto cru TG BIONOV 100 100 10
Salames, presuntos TG BIONOV 100 100 1,5-2
Surumi, derivados peixe
TG BIONOV 100 100 1-3
Presuntos, salsichas TG BIONOV 100 100 3
Linguiças frescas, salsichas, presuntos,
mortadelas TG BIONOV 100 100 1
Queijos mussarela antes de pasteurizar
TG BIONOV 70 70 5
Iogurte e queijo fresco
TG BIONOV 70 70 0,3
Queijos mussarela TG BIONOV 70 70 0,5
Queijo duro amarelo TG BIONOV 70 70 0,3-1
Leite fluido crú TG BIONOV 70 70 0,4
VANTAGENS Melhoria do Perfil de Textura:
Dureza
Coesividade
Elasticidade
Fraturabilidade (redução)
Melhoria da fatiabilidade
Aumento da viscosidade
Redução da sinérese
Melhoria do rendimento:
Maior agregação das globulinas ao coalho
Aumento da retenção de líquido
VANTAGENS DO PROCESSO
Embutidos cozidos e fermentados:
Melhoria na fatiabilidade
Melhoria dos parâmetros do Perfil de Textura (PTA)
Fraturabilidade
Dureza
Adesividade
Coesividade
Elasticidade
Resiliência
Propriedades de Textura e Análise do Perfil de
Textura (PTA) Curva real do texturômetro (MONTEZUMA, 2009).
LEGISLAÇÃO
ANVISA (2003)
RDC no. 348 complementa a RDC no. 24 e aprova a aplicação da transglutaminase de origem microbiana em alimentos
A resolução RDC no. 278 dispensa de registro as enzimas e preparações enzimáticas. Entretanto sua utilização vem sendo declarada na lista de ingredientes em salames.
LEGISLAÇÃO
USDA FSIS (2001)
aprova sua utilização juntamente com a gelatina suína para utilização como ligante de produtos de carne formados e em presuntos curados e embutidos cozidos
FDA
A transglutaminase foi Genericamente Reconhecida Como Segura (GRAS)
REESTRUTURADOS IN NATURA
73% de pedaços de carne magra VCM 95% (30 a 150g)
moídos em disco de 3 furos ou achatados ou fatiados na espessura de 3 a 4 mm
Solução para solubilizar e extrair a miosina:
20% de água destilada gelada
0,8% de cloreto de sódio
0,2% de tripolifosfato de sódio
1% de TG BIONOV 100U/g em pó
5% de recortes VCM 80 a 90%, moídos em disco de 3 mm, adicionados após a mistura da TG
Total da batelada 100%
FLUXOGRAMA DO PROCESSO SELEÇÃO DA
MATÉRIA PRIMA
REDUÇÃO DO
TAMANHO
DESESTRURAÇÃO
DAS FIBRAS
0 a 4 o C
EXTRAÇÃO DAS
PROTÉINAS
2 a 4 o C
5 minutos
SEPARAÇÃO DOS
TECIDOS NÃO
MUSCULARES
SOLUBILIZAÇÃO
DAS PROTEÍNAS
2 a 4 o C
ADIÇÃO E
DISPERSÃO DA TG
2 minutos
EMBUTIMENTO A
VÁCUO
GRAMPEAMENTO
OU SELAGEM A
VÁCUO
CATALIZAÇÃO DAS
LIGAÇÕES
CRUZADAS
6 A 8 horas a 4 o C
SEMI
CONGELAMENTO
- 2 a -5 o C
EQUALIZAÇÃO DA
TEMPERATURA
- 1,0 o C
FATIMENTO OU
CUBAGEM
-1 o C
EMBALAGEM
PRIMÁRIA
EXTRUÇÃO E
MOLDAGEM A
VÁCUO
0 a 2 o C
EMBALAGEM
PRIMÁRIA
A VÁCUO
CATALIZAÇÃO DAS
LIGAÇÕES
CRUZADAS
2 horas a 8 o C
SELEÇÃO DA
MATÉRIA PRIMA
REDUÇÃO DO
TAMANHO
DESESTRURAÇÃO
DAS FIBRAS
0 a 4 o C
EXTRAÇÃO DAS
PROTÉINAS
2 a 4 o C
5 minutos
SEPARAÇÃO DOS
TECIDOS NÃO
MUSCULARES
SOLUBILIZAÇÃO
DAS PROTEÍNAS
2 a 4 o C
ADIÇÃO E
DISPERSÃO DA TG
2 minutos
EMBUTIMENTO A
VÁCUO
GRAMPEAMENTO
OU SELAGEM A
VÁCUO
CATALIZAÇÃO DAS
LIGAÇÕES
CRUZADAS
6 A 8 horas a 4 o C
SEMI
CONGELAMENTO
- 2 a -5 o C
EQUALIZAÇÃO DA
TEMPERATURA
- 1,0 o C
FATIMENTO OU
CUBAGEM
-1 o C
EMBALAGEM
PRIMÁRIA
EXTRUÇÃO E
MOLDAGEM A
VÁCUO
0 a 2 o C
EMBALAGEM
PRIMÁRIA
A VÁCUO
CATALIZAÇÃO DAS
LIGAÇÕES
CRUZADAS
2 horas a 8 o C
SELEÇÃO DA MATÉRIA PRIMA
REDUÇÃO DO TAMANHO
DESESTRUTURAÇÃO
HOMOGENEIZAÇÃO
IMPORTANTE! RETALHOS GORDUROSOS DEVEM SER MOÍDOS EM DISCO COM FURO DE 3 MM, OU PASSADOS NO CUTTER E MISTURADOS UNIFORMEMENTE, APÓS A MISTURA DA TG EM PÓ.
PROTEÍNAS REATIVAS
Solubilização e extração da miosina: Proteína sarcoplasmáticas solúvel
Formação uma película externa brilhante e adesiva
Catalização das reações da miosina e colágeno hidrolisado (gelatina)
Aumento das ligações cruzadas irreversíveis entre as superfícies dos pedaços musculares
SOLUBILIZAÇÃO DA MIOSINA
EXTRAÇÃO DA MIOSINA
PRESUNTO
ADIÇÃO DA TG
INÍCIO DA LIGAÇÃO
EMBUTIMENTO
EMBALAGEM A VÁCUO
MOLDAGEM
MOLDAGEM
REFRIGERAÇÃO
FATIAMENTO
CUBAGEM
PRESUNTO
PRESUNTO
PRESUNTO
BACON
BACON
BACON
CARNE PARA BEEF JERKY
REESTRUTURADOS
PEITO DE FRANGO
PRODUTO FINAL PEIXE RESTRUTURADO
PRODUTO FINAL PEIXE RESTRUTURADO
PRODUTO FINAL PEIXE RESTRUTURADO
CASE READY DE BIFE DE FRANGO EM ATMOSFERA MODIFICADA
GELIFICAÇÃO INSTANTÂNEA
Bife diretamente moldado em processo contínuo
APLICAÇÕES PARA SISTEMAS CONTÍNUOS
EMBALAGEM CONTÍNUA
PRODUTO PRONTO
BIFE REESTRUTURADO
Bife diretamente moldado em processo contínuo
PRODUTO PRONTO
PRODUTO PRONTO
SALAMES
SALAMES
SALAMES
SALAMES
SALAMES
SALAMES
SALAMES
SALAMES
SALSICHAS
PROMOÇÃO
PARCERIAS DE SUCESSO
PARCERIAS DE SUCESSO
CONTATO
Ronaldo Montezuma
Méd-vet. Me. Eng. Alimentos
+55 (011) 3099-9517 +55 (11) 99598-1750
Pesquisa, Desenvolvimento & Inovação
mailto:ronaldo@bionov.com.br
www.bionov.com.br
BIOTECNOLOGIA Alimentos e Nutracêuticos