Desenvolvimento, aplicação e avaliação de um revestimento de quitosano com incorporação de óleos essenciais de manjericão e de limão em carne
Abstract
A carne, proveniente de bovinos, suínos ou aves, é muito consumida a nível mundial por ser uma importante fonte de nutrientes. Este produto alimentar é muito perecível, porserrico em água, proteínas e lípidos, pois tornam a carne favorável ao crescimento de microrganismos e sujeita a processos oxidativos, deixando-a imprópria para consumo. Para evitar a deterioração, criaram-se métodos de preservação para manter a qualidade nutricional e organolética da carne (tecnologias de embalamento, como atmosfera protetora, vácuo e ativo, e tecnologias de refrigeração/congelação). Os revestimentos edíveis são um embalamento ativo, que, quando aplicados em carne, prolongam o seu tempo de vida útil e a qualidade, por causa de poderem ter compostos antioxidantes e antimicrobianos na sua composição. Com o objetivo de aumentar o tempo de prateleira de carne embalada em atmosfera protetora, a 4 °C, desenvolveu-se um revestimento de quitosano com óleo essencial de limão e manjericão para aplicar em carne de bovino. Para isso, começou-se por selecionar uma em várias hipóteses de formulações de revestimento com base no pH, ângulo de contacto e permeabilidade a vapor de água dessas, onde as variáveis eram quitosano (0,19-2 % (w/v)) e óleos essenciais (0,01-0,12 % (w/v)). Escolheu-se a formulação que continha 1,25 % (w/v) de quitosano com 0,01 % (w/v) de óleo essencial de manjericão e 0,07 % (w/v) de óleo essencial de limão, com base na proximidade ao pH da carne (5,78), no alto ângulo de contacto (17,87° ± 1,50°) e uma permeabilidade a vapor de água mais baixa (8,44 x 10-1 g/(m·s·Pa)). Após se aplicar o revestimento na carne, avaliou-se o tempo de prateleira nos dias 0, 3, 6, 8 e 10, pela análise da carga microbiana, oxidação lipídica, pH, textura e cor. O revestimento mostrou-se eficaz na redução do crescimento de microrganismos a 30 °C, de Enterobacteriaceae e dos níveis de oxidação lipídica em relação à carne controlo durante o armazenamento. Os parâmetros texturais em estudo (dureza, adesividade, resiliência, coesão, elasticidade, gomosidade e mastigabilidade) tiveram um aumento muito menor na carne com revestimento em relação à carne controlo durante os 10 dias, o que indica que a carne com o revestimento se manteve macia e tenra por mais tempo. Nos parâmetros colorimétricos, verificou-se que, apesar de não haver diferenças significativas entre o ΔE*, devido à alta luminosidade (L*) que quitosano confere à carne, a saturação (C*) da carne com revestimento foi maior comparado ao controlo, por causa de esta se manter vermelha por mais tempo. O revestimento foi eficaz na preservação das características da carne embalada em atmosfera protetora com base na análise microbiológica e físico-química, aumentando o seu tempo de prateleira.
Full text
Universidade do Minho Escola de Engenharia Joana Sofia Miranda Ferreira Desenvolvimento, aplicação e avaliação de um revestimento de quitosano com incorporação de óleos essenciais de manjericão e de limão em carne outubro de 2024 Desenvolvimento, aplicação e avaliação de um revestimento de quitosano com incorporação de óleos essenciais de manjericão e de limão em carne Joana Sofia Miranda Ferreira UMinho | 2024
Joana Sofia Miranda Ferreira Desenvolvimento, aplicação e avaliação de um revestimento de quitosano com incorporação de óleos essenciais de manjericão e de limão em carne outubro de 2024 Dissertação de Mestrado Mestrado em Biotecnologia Trabalho realizado sob a orientação do Professor Doutor José António Couto Teixeira e da Engenheira Madalena Correia
i DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS Este é um trabalho académico que pode ser utilizado por terceiros desde que respeitadas as regras e boas práticas internacionalmente aceites, no que concerne aos direitos de autor e direitos conexos. Assim, o presente trabalho pode ser utilizado nos termos previstos na licença abaixo indicada. Caso o utilizador necessite de permissão para poder fazer um uso do trabalho em condições não previstas no licenciamento indicado, deverá contactar o autor, através do RepositóriUM da Universidade do Minho. Licença concedida aos utilizadores deste trabalho Atribuição-NãoComercial-SemDerivações CC BY-NC-ND https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
ii AGRADECIMENTOS Primeiramente, gostaria de agradecer ao Professor Doutor José António Teixeira a orientação e o conhecimento que me transmitiu durante a realização deste projeto. Agradeço também à Engenheira Madalena Correia, que durante a realização deste trabalho me ajudou a solucionar todas as dúvidas que tive. Gostaria de demonstrar a minha gratidão à empresa Carnes Campicarn, SA, por me ter recebido e me ter dado oportunidade de desenvolver a minha dissertação de mestrado em contexto empresarial. Quero expressar o meu agradecimento aos colaboradores da empresa, nomeadamente ao Engenheiro Eduardo Martins, o auxílio e o acolhimento que me deram durante todos os meses que lá estive. Também gostaria de agradecer ao Laboratório de Indústria e Processo, LIP, e aos colegas do laboratório que me receberam da melhor forma e me ajudaram a desenvolver o meu projeto, especialmente à Doutora Joana Martins, ao Doutor Jorge Vieira, à Doutora Fernanda Lüdtke e à Doutora Luz Rivera. Por fim, quero agradecer, em especial, aos meus pais, família e amigos que sempre me apoiaram ao longo desta jornada.
iii DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE Declaro ter atuado com integridade na elaboração do presente trabalho académico e confirmo que não recorri à prática de plágio nem a qualquer forma de utilização indevida ou falsificação de informações ou resultados em nenhuma das etapas conducente à sua elaboração. Mais declaro que conheço e que respeitei o Código de Conduta Ética da Universidade do Minho.
iv Desenvolvimento, aplicação e avaliação de um revestimento de quitosano com incorporação de óleos essenciais de manjericão e de limão em carne RESUMO A carne, proveniente de bovinos, suínos ou aves, é muito consumida a nível mundial por ser uma importante fonte de nutrientes. Este produto alimentar é muito perecível, por ser rico em água, proteínas e lípidos, pois tornam a carne favorável ao crescimento de microrganismos e sujeita a processos oxidativos, deixando-a imprópria para consumo. Para evitar a deterioração, criaram-se métodos de preservação para manter a qualidade nutricional e organolética da carne (tecnologias de embalamento, como atmosfera protetora, vácuo e ativo, e tecnologias de refrigeração/congelação). Os revestimentos edíveis são um embalamento ativo, que, quando aplicados em carne, prolongam o seu tempo de vida útil e a qualidade, por causa de poderem ter compostos antioxidantes e antimicrobianos na sua composição. Com o objetivo de aumentar o tempo de prateleira de carne embalada em atmosfera protetora, a 4 °C, desenvolveu-se um revestimento de quitosano com óleo essencial de limão e manjericão para aplicar em carne de bovino. Para isso, começou-se por selecionar uma em várias hipóteses de formulações de revestimento com base no pH, ângulo de contacto e permeabilidade a vapor de água dessas, onde as variáveis eram quitosano (0,19-2 % (w/v)) e óleos essenciais (0,01-0,12 % (w/v)). Escolheu-se a formulação que continha 1,25 % (w/v) de quitosano com 0,01 % (w/v) de óleo essencial de manjericão e 0,07 % (w/v) de óleo essencial de limão, com base na proximidade ao pH da carne (5,78), no alto ângulo de contacto (17,87° ± 1,50°) e uma permeabilidade a vapor de água mais baixa (8,44 x 10-1 g/(m·s·Pa)). Após se aplicar o revestimento na carne, avaliou-se o tempo de prateleira nos dias 0, 3, 6, 8 e 10, pela análise da carga microbiana, oxidação lipídica, pH, textura e cor. O revestimento mostrou-se eficaz na redução do crescimento de microrganismos a 30 °C, de Enterobacteriaceae e dos níveis de oxidação lipídica em relação à carne controlo durante o armazenamento. Os parâmetros texturais em estudo (dureza, adesividade, resiliência, coesão, elasticidade, gomosidade e mastigabilidade) tiveram um aumento muito menor na carne com revestimento em relação à carne controlo durante os 10 dias, o que indica que a carne com o revestimento se manteve macia e tenra por mais tempo. Nos parâmetros colorimétricos, verificou-se que, apesar de não haver diferenças significativas entre o ΔE*, devido à alta luminosidade (L*) que quitosano confere à carne, a saturação (C*) da carne com revestimento foi maior comparado ao controlo, por causa de esta se manter vermelha por mais tempo. O revestimento foi eficaz na preservação das características da carne embalada em atmosfera protetora com base na análise microbiológica e físico-química, aumentando o seu tempo de prateleira. Palavras-Chave: Óleo essencial de limão, Óleo essencial de manjericão, Quitosano, Revestimento, Tempo de prateleira de carne.
v Development, application and evaluation of a chitosan coating, incorporating basil and lemon essential oils on meat ABSTRACT Meat, from cattle, pigs or poultry, is widely consumed worldwide as it is an important source of nutrients. This food product is very perishable, as it is rich in water, proteins and lipids, which makes the meat favourable to the growth of microorganisms and subjected to oxidative processes, leaving it unfit for consumption. To prevent spoilage, preservation methods were created to maintain the nutritional and organoleptic quality of the meat (packaging technologies, such as modified atmosphere, vacuum and active, and refrigeration/freezing technologies). Edible coatings are an active packaging, which, when applied to meat, extends its shelf life and quality, because they may have antioxidant and antimicrobial compounds in their composition. With the aim of increasing the shelf life of meat packaged in modified atmosphere, at 4 °C, a chitosan coating with lemon and basil essential oils was developed to be applied on beef. To do this, we began by selecting one of several coating formulation hypotheses based on their pH, contact angle and water vapor permeability, where the variables were chitosan (0.19-2 % (w/v)) and essential oils (0.01-0.12 % (w/v)). The formulation containing 1.25 % (w/v) chitosan with 0.01 % (w/v) basil essential oil and 0.07 % (w/v) lemon essential oil was chosen, based on the proximity to the pH of the meat (5.78), on the high contact angle (17.87° ± 1.50°) and on the lowest water vapor permeability (8.44 x 10-1 g/(m·s·Pa)). After applying the coating to the meat, shelf life was evaluated on days 0, 3, 6, 8 and 10, by analysing microbial load, lipid oxidation, pH, texture and color. The coating was effective in reducing the growth of microorganisms at 30 °C, Enterobacteriaceae and lipid oxidation levels in relation to control meat during storage. The textural parameters under study (hardness, adhesiveness, resilience, cohesion, springiness, gumminess and chewiness) had a much smaller increase in coated meat in relation to control meat during the 10 days, which indicates that the coated meat remained softer and tender for longer. In the colorimetric parameters, it was found that, although there were no significant differences between the ΔE*, due to the high luminosity (L*) that chitosan confers to the meat, the saturation (C*) of the coated meat was higher compared to control, because it remained red for longer. The coating was effective in preserving the characteristics of meat packaged in modified atmosphere based on microbiological and physical-chemical analysis, increasing its shelf life. Keywords: Lemon essential oil, Basil essential oil, Chitosan, Coating, Meat shelf life.
vi ÍNDICE Direitos de Autor e Condições de Utilização do Trabalho por Terceiros .................................... i Agradecimentos ......................................................................................................................... ii Declaração de Integridade ........................................................................................................ iii Resumo ...................................................................................................................................... iv Abstract ...................................................................................................................................... v Índice ......................................................................................................................................... vi Índice de Figuras ....................................................................................................................... ix Índice de Tabelas ....................................................................................................................... xii Lista de Abreviaturas e Siglas ................................................................................................... xiii 1. Introdução ........................................................................................................................... 1 1.1. Indústria da Carne ........................................................................................................ 1 1.2. Composição Química da Carne .................................................................................... 2 1.2.1. Água ...................................................................................................................... 2 1.2.2. Proteínas ............................................................................................................... 3 1.2.3. Lípidos ................................................................................................................... 5 1.3. Deterioração da Carne ................................................................................................. 6 1.3.1. Microrganismos Patogénicos ................................................................................ 6 1.3.2. Oxidação ............................................................................................................. 11 1.4. Preservação da Carne ................................................................................................ 15 1.4.1. Embalamento ...................................................................................................... 17 1.4.2. Refrigeração, Congelamento e Ultracongelamento ........................................... 20 1.4.3. Revestimentos Edíveis ........................................................................................ 22 2. Introdução à Empresa ....................................................................................................... 29 2.1. Grupo Campicarn ....................................................................................................... 29
xiii LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ALOA: Agar Listeria Ottavani & Agosti ASAE: Autoridade de Segurança Alimentar e Económica ATP: Atmosfera Protetora a*: Coordenada Vermelho/Azul BHT: Butylated Hydroxytoluene BRCGS: Brand Reputation trough Compliance Global Standard b*: Coordenada Amarelo/Azul CO2: Dióxido de Carbono C*: Chroma (Saturação) DNPH: 2,4-Dinitrofenilhidrazina E: Espessura EFSA: European Food Safety Authority FCM: Food Contact Materials FDA: Food and Drug Administration g: Grama HACCP: Hazard Analysis Critical Control Point HORECA: Hotéis, Restaurantes e Cafeteria HPLC: High Performance Liquid Chromatography H2O: Água kg: Quilograma MAP: Modified Atmosphere L*: Luminosidade MDA: Malonaldeído mL: Mililitros mm: Milímetro nm: Nanometro n=3: Amostras em Triplicado OE: Óleo Essencial OL: Óleo Essencial de Limão OM: Óleo Essencial de Manjericão
xiv O2: Oxigénio p: Probabilidade Pa: Pascal PCA: Plate Count Agar PCC’s: Pontos de Controlo Críticos PFAS: Substâncias Perfluoroalquiladas Pi: Peso Inicial Pf: Peso Final Q: Quitosano s: Segundo spp.: Species TBA: Thiobarbituric Acid TBARS: Thiobarbituric Acid-reactive Substance TCA: Trichloroacetic Acid TPA: Texture Profile Analysis TBX: Tryptone Bile X-Glucuronide UFC: Unidades Formadoras de Colónias VRBG: Violet Red Bile Glucose WVP: Water Vapor Permeability WVTR: Water Vapor Transmission Rate Δa*: Diferença Entre Vermelho e Verde (+ = Mais Vermelho; - = Mais Verde) Δb*: Diferença Entre Amarelo e Azul(+ = Mais Amarelo; - = Mais Azul) ΔE*: Diferença Total de Cor ΔL*: Diferença Entre Claro e Escuro (+ =mais claro; - = mais escuro) ΔP: Variação da Pressão °C: Graus Celsius % (w/v): Percentagem de Peso/Volume % (v/v): Percentagem de Volume/Volume
1 1. INTRODUÇÃO 1.1. Indústria da Carne A carne é um produto que pode ser definido como um conjunto de diversos tecidos edíveis (tecido muscular associado a tecido adiposo e conjuntivo) de alguns animais e que outros, como os humanos, a utilizam como alimento. A carne consumida pelos humanos é proveniente de animais como os bovinos, suínos ou aves e, apesar da produção deste produto ter grande impacto ambiental, esta faz parte do dia-à-dia de uma grande parte da população global e, devido a isso, tem havido um grande aumento da sua produção a nível mundial, pois esta é uma importante fonte de proteínas e aminoácidos essenciais para a nutrição humana (Cobos e Díaz, 2015; Kalogianni et al., 2020; Ritchie et al., 2023). Atualmente, é no continente asiático que há a maior produção de carne a nível mundial, tendo ultrapassado os números da Europa e da América do Norte, que eram, na década de 60, os principais produtores de carne. Esta mudança ocorreu nos últimos anos devido ao aumento em 15 vezes mais a sua produção na Ásia, enquanto na Europa apenas duplicou e na América do Norte aumentou 2,5 vezes a mais quando comparado com a década de 60. Em Portugal a produção de carne tem aumentado gradualmente ao longo dos últimos anos, tendo sido produzido, em 2021, 103000 toneladas de bovino, 358750 toneladas de aves e 380290 toneladas de suíno (Ritchie et al., 2023). Com o rápido crescimento populacional, o consumo de carne a nível global também tem sido maior e, além disso, tem aumentado o consumo per capita nos últimos anos, o que justifica o aumento da produção de carne também, tendo esse aumento sido maior do que o aumento da população. O aumento do consumo de carne per capita deve-se, muitas das vezes, às transições económicas de alguns países, sendo consideravelmente maior em países de alta renda, isto é, quanto maior é o nível de riqueza de um país, maior é a quantidade de carne consumida pela população. Em Portugal, o consumo médio de carne era equivalente a 89,32 kg per capita em 2020 (Ritchie et al., 2023).
2 1.2. Composição Química da Carne Os componentes químicos presentes na carne são, principalmente, 72-75 % de água, 21 % de compostos nitrogenados, onde 19 % são proteínas, e 2,5-5 % de lípidos. Além destes, há alguns outros compostos presentes na carne, tais como as vitaminas, hidratos de carbono e minerais em quantidade menores (Cobos e Díaz, 2015). 1.2.1. Água A água é um componente importante em todo o sistema muscular da carne, estando presente em grande abundância. Esta está na carne sob três formas diferentes, podendo ser limitada (água associada a proteínas miofibrilares), imobilizada ou livre (Cobos e Díaz, 2015; Kolczak et al., 2007; Pearce et al., 2011). A água que está limitada é devido à alta carga das proteínas, tem mobilidade quase nula e não se move entre os diferentes compartimentos, mesmo que haja ação de forças externas como o congelamento ou o aquecimento (Cobos e Díaz, 2015; Kolczak et al., 2007; Pearce et al., 2011). A água imobilizada (maioria da água presente na carne) está localizada no interior da estrutura dos músculos e não está ligada às proteínas. Esta está ligada ao musculo por efeitos estéricos ou pela atração da água que está limitada pelas proteínas miofibrilares, mas esta pode ser facilmente removida por aquecimento ou pela formação de gelo (Cobos e Díaz, 2015; Kolczak et al., 2007; Pearce et al., 2011). A água livre está ligada à carne através de forças capilares fracas e flui livremente pela carne. Ela está presente na área sarcoplasmática, dentro de capilares e tem uma concentração salina superior à água imobilizada. Quando ocorre o rigor mortis (rigidez cadavérica), a água livre presente nos músculos pode tornar-se imobilizada devido ao encolhimento das miofibrilas (Cobos e Díaz, 2015; Kolczak et al., 2007; Pearce et al., 2011). A capacidade de retenção de água na carne está ligada às proteínas miofibrilares e isso tem muita importância no produto final, pois isso afeta o peso, a aceitação do consumidor e as propriedades funcionais da carne fresca/produtos de carne. Essa capacidade de a carne reter água pode sofrer alterações dependendo de determinados fatores, tais como os genéticos, práticas de produção animal, a forma como é transformado o músculo após a fase post mortem (após a morte) do animal. Após a fase post mortem do animal, com a acumulação de ácido lático proveniente do crescimento de microrganismos anaeróbicos, o pH da carne baixa e, como consequência, as proteínas ficam mais atraídas entre si, reduzindo a quantidade
3 de água entre as proteínas miofibrilares. A adição de aditivos (ácidos ou alcalinos) ou outros compostos, pode fazer com que a carne tenha maior ou menor retenção de água (Cobos e Díaz, 2015). 1.2.2. Proteínas As proteínas presentes na carne podem-se dividir em três tipos diferentes: miofibrilares (responsáveis pela contração e relaxamento do músculo), sarcoplasmáticas (com função metabólica) e proteínas do tecido conjuntivo (com função de suporte) (Cobos e Díaz, 2015; Pearson, 2012). As proteínas miofibrilares constituem grande parte das proteínas presentes nos tecidos musculares (60-70 %) e são responsáveis pelos movimentos de contração do músculo esquelético. Estas proteínas podem-se dividir em três grupos: proteínas contrácteis, responsáveis pelo movimento do tecido muscular (miosina e actina), proteínas regulatórias, que iniciam e controlam o movimento de contração e, por fim, proteínas do citoesqueleto e estruturais, que fornecem a estrutura necessária para que ocorram os mecanismos de contração (Cobos e Díaz, 2015; Pearson, 2012). A miosina (43 % da totalidade de proteínas miofibrilares) forma filamentos grossos constituídos por centenas desta proteína (cada molécula de miosina é formada por uma cauda longa e duas cabeças globulares e quando se juntam várias proteínas de miosina formam os filamentos de miosina), sendo estes filamentos os responsáveis por manter a estrutura tridimensional das proteínas cárneas. A actina (22 % do total de proteínas miofibrilares) é o componente principal dos filamentos finos. Para formar os filamentos de actina, são unidos diversos monómeros globulares de actina (actina G) de forma a obter duas cadeias de actina e depois esses dois filamentos vão enrolar-se entre si para formar uma estrutura helicoidal, formando, assim, a actina fibrosa (actina F) (Cada um dos monómeros provenientes da actina G possui uma região que se pode ligar à miosina). A miosina liga-se à actina, utilizando a energia proveniente da hidrolise da adenosina trifosfato (realizado por ATPases presentes na cabeça da miosina), o que forma o complexo de actomiosina. A miosina vai sempre estar ligada a diferentes monómeros da actina F, aproximando-se cada vez mais do centro do sarcómero (complexo de proteínas onde estão incluídas a miosina e a actina, que permite a contração muscular), provocando assim, o movimento de contração. Quando ocorre a fase
4 post mortem do animal, ocorre a combinação final da miosina com a actina (actomiosina), onde estas proteínas ficam permanentemente ligadas na mesma posição (Cobos e Díaz, 2015; Dara et al., 2021; Pearson, 2012; Stanfield, 2018). Na Figura 1.1, está esquematizado o mecanismo de contração muscular na carne explicado anteriormente. Figura 1.1. Estrutura molecular de miosina (filamento grosso)/actina (filamento fino) e mecanismo de contração dos músculos da carne dentro do sarcómero (ligação da miosina à actina para formar a actomiosina) (Adaptado de: Stanfield, 2018). Quanto às proteínas regulatórias, como troponina e a tropomiosina, regulam os mecanismos de relaxamento e contração dos músculos da carne dos diversos animais, mas não participam diretamente nesse processo. Já as proteínas do citoesqueleto (ex.: conectina, proteína C, filamina, vimentina, creatina quinase) são proteínas estruturais que fornecem suporte para as proteínas contrácteis e regulatórias, para que os mecanismos de contração funcionem (Cobos e Díaz, 2015; Pearson, 2012). Enzimas oxidativas, como as mitocondriais e as lisossomais, pigmentos heme, como a mioglobina e nucleoproteínas são alguns exemplos de proteínas sarcoplasmáticas. Este tipo de proteínas constitui cerca de 30 a 35 % da quantidade total de proteínas presentes nos músculos (Cobos e Díaz, 2015; Pearson, 2012). A mioglobina é a principal proteína sarcoplasmática, sendo esta responsável por fornecer cor à carne, podendo sofrer variações dependendo da espécie do animal, idade e nutrição. A função desta proteína é fornecer oxigénio aos músculos, devido às ligações que esta faz com oxigénio, água ou óxido nítrico. Na fase post mortem, a mioglobina continuará a ligar-se ao oxigénio até esta se acabar. Enquanto houver mioglobina, será formado oximioglobina (oxigénio transforma a mioglobina
5 em oximioglobina) que mantêm a carne num tom vermelho vivo. Quando acabar a capacidade da mioglobina de se ligar ao oxigénio, a carne vai escurecer, ficando com uma cor muito desagradável para o consumidor (a carne fica castanha) (Cobos e Díaz, 2015). As proteínas do tecido conjuntivo (ex.: colagénio, elastina, queratina) são proteínas fibrosas que formam cadeias polipeptídicas arranjadas de forma paralela para formar, por exemplo, longas fibras. Estas proteínas tem a capacidade de dar resistência, proteção e forma aos músculos esqueléticos (Cobos e Díaz, 2015; Pearson, 2012). 1.2.3. Lípidos Os lípidos encontrados na carne podem-se dividir em duas categorias: gorduras de depósito e lípidos intramusculares. As gorduras de depósito encontram-se sob a forma de gordura subcutânea, entre os músculos e na cavidade ao redor dos rins, coração e regiões pélvicas. As gorduras de depósito representam grande parte dos lípidos presentes na carne e são constituídos, maioritariamente, por triglicerídeos, mas podem-se encontrar também sob a forma de diglicerídeos, monoglicerídeos, ácidos gordos livres, vitaminas lipossolúveis e ésteres de colesterol (Cobos e Díaz, 2015). Os lípidos intramusculares estão presentes nos tecidos musculares em pequenas percentagens, variando entre 1 e 15 %, sendo estes muito importantes para os consumidores, pois estão ligados ao sabor, suculência e maciez da carne. Estes lípidos intramusculares são constituídos por depósitos lipídicos e lípidos estruturais. Os depósitos lipídicos aqui referidos são também constituídos principalmente por triglicerídeos. Os lípidos estruturais estão presentes nas membranas celulares dos músculos e dos tecidos adiposos, sendo constituídos maioritariamente por fosfolípidos e por colesterol (Cobos e Díaz, 2015). Os fosfolípidos tem uma variabilidade entre 10 e 50 %, podendo ser maior ou menor, dependendo da quantidade de triglicerídeos presentes na carne. A quantidade total de fosfolípidos também pode sofrer variações dependendo de diversos fatores, como o tipo de carne, a idade do animal e a sua dieta. O colesterol (50-70 mg em 100 g de tecido total e 115 mg em 100 g no tecido adiposo) presente na carne pode estar sob a forma de colesterol livre e éster colesterol, estando o primeiro associado às membranas celulares dos músculos e ao tecido adiposo intracelular e o segundo está localizado junto aos triglicerídeos do tecido adiposo (Cobos e Díaz, 2015).
6 1.3. Deterioração da Carne A composição química da carne torna-a favorável ao aparecimento e crescimento de bactérias patogénicas que vão fazer com que a carne se deteriore mais facilmente, tornandoa um produto alimentar muito perecível. Essa deterioração faz com que a carne se torne imprópria para consumo, ficando com uma aparência, sabor e odor muito desagradáveis. Além da exposição a microrganismos, também o efeito do oxigénio na carne provoca a oxidação dos lípidos e proteínas lá presentes, o que aumenta mais a deterioração da qualidade da carne (Doulgeraki et al., 2012; Umaraw et al., 2020). As formas mais claras de perceber a deterioração na carne é através da descoloração, odores desagradáveis/fortes e o aparecimento de viscosidade no exterior da carne (Nychas et al., 2008). No entanto, nem sempre a deterioração é visível, por vezes é necessário realizar determinados testes para verificar se a carne está própria para consumo ou não. 1.3.1. Microrganismos Patogénicos O aumento de microrganismos patogénicos, como as bactérias Gram-positivas e Gramnegativas, leveduras ou fungos filamentosos, na carne é a sua principal fonte de degradação (Borch et al., 1996; Doulgeraki et al., 2012). O aumento de microrganismos na carne deve-se ao facto de esta ser um produto que apresenta muitos nutrientes na sua composição que são ideais para o crescimento dos microrganismos deteriorantes e que, ao se multiplicarem, libertarão metabolitos tóxicos oriundos da sua atividade, o que tornará a carne desagradável e, principalmente, imprópria para consumo, colocando a saúde dos consumidores em risco (Dave e Ghaly, 2011; Doulgeraki et al., 2012). Normalmente, a fonte dos microrganismos patogénicos está relacionada com as condições microbiológicas do animal durante o abate (os animais ao estarem expostos ao solo, água, insetos, aves e até fezes, muitos microrganismos se alojem na pele do animal), com as práticas de criação antes do abate (criação ao ar livre ou criação intensiva; pode apresentar uma microflora intestinal diferente dependendo dessas condições), idade do animal quando abatido, manipulação durante o abate, evisceração e processamento, controlo da temperatura durante o abate, processamento e distribuição, métodos de preservação, tipo de embalamento, modo de armazenamento e manuseio por parte do consumidor (Cerveny et al., 2009; Dave e Ghaly, 2011; Doulgeraki et al., 2012; Zhu et al., 2022). Em todas estas etapas,
7 o pH da carne (deve ser abaixo de 6), a temperatura (baixa) e o nível de oxigénio (controlável durante o armazenamento) que a carne tiver poderão facilitar ou limitar o crescimento dos microrganismos. Além disso, todos estes processos deverão ser realizadas sob condições de higiene para evitar o aumento da atividade microbiana na carne, que levará à sua deterioração (Cerveny et al., 2009; Dave e Ghaly, 2011; Doulgeraki et al., 2012; Zhu et al., 2022). As bactérias são os microrganismos que mais se podem encontrar nos produtos cárneos. Eles ficam alojados normalmente na superfície da pele e apenas conseguem penetrar para o interior dos músculos no final da fase exponencial de crescimento, quando elas produzem enzimas proteolíticas. As bactérias podem também ser encontradas no interior dos tecidos musculares, devido à microflora intrínseca das carnes, mas esta apenas se torna um problema se a carne não for manuseada com cuidado, ficando, normalmente, estéril (livre de microrganismos) no interior. Desse modo, as bactérias de superfície são, normalmente, as causadoras da deterioração da carne, começando pela superfície, crescendo até à fase exponencial e, de seguida, entram para o interior dos tecidos musculares ao mesmo tempo em que formam uma camada viscosa na carne, que indicará que o produto cárneo está estragado (Gill, 1982). Na Tabela 1.1, estão listados os géneros de bactérias que normalmente estão presentes nos produtos cárneos (Jay et al., 2005). Tabela 1.1. Géneros de bactérias gram positivas (+) ou gram negativas (-) encontrados em produtos cárneos (Fonte: Jay et al., 2005). Géneros de Bactérias Acinetobacter (-) Aeromonas (-) Alcaligenes (-) Arcobacter (-) Bacillus (+) Brochothrix (+) Campylobacter (-) Carnobacterium (+) Caseobacter (+) Citrobacter (-) Clostridium (+) Corynebacterium (+) Enterobacter (-) Enterococcus (+) Erysipelothrix (+) Escherichia (-) Flavobacterium (-) Hafnia (-) Kocuria (+) Kurthia (+) Lactobacillus (+) Lactococcus (+) Leuconostoc (+) Listeria (+) Microbacterium (+) Micrococcus (+) Moraxella (-) Paenibacillus (+) Pantoea (-) Pediococcus (+) Proteus (-) Pseudomonas (-) Psychrobacter (-) Salmonella (-) Serratia (-) Shewanella (-) Staphylococcus (+) Vagococcus (+) Weissella (+) Yersinia (-)
8 A proliferação bacteriana na carne está relacionada com a quantidade de bactérias inicialmente presentes e com a disponibilidade de substrato presente no produto, como a glicose, que é o principal nutriente para o seu crescimento, verificando-se a diminuição continua dela à medida que ocorre a deterioração. De um modo geral, há três grupos de compostos presentes nos músculos que podem ser considerados nutrientes e que podem ser usados para o crescimento das bactérias, sendo eles compostos grandes como as proteínas/lípidos (muitos são insolúveis e, por isso precisam ser degradados para que as bactérias possam utilizá-los), os compostos nitrogenados solúveis (creatina, nucleótidos, aminoácidos, péptidos) e os compostos derivados do glicogénio dos músculos, de onde se obtém a grande maioria da glicose consumida pelas bactérias (Gill, 1982; Nychas et al., 2008). A concentração de glicose nos músculos da carne é variável, pois depende da quantidade de glicogénio lá presente (os níveis de exercício ou stress do animal antes do abate podem diminuir o total de glicogénio), visto que é a partir deste composto se obtém a maioria da glicose (o glicogénio é degradado para formar glicose pela via da glicogenólise). Com a glicose presente, os microrganismos começam a utilizá-la para o crescimento e transformam-na em ácido lático, por via da glicólise, que irá aumentar o pH da carne (Dave e Ghaly, 2011; Gill, 1982). Caso a glicose acabe e as formas de a obter também, as bactérias utilizarão, para o seu crescimento, compostos nitrogenados, como os aminoácidos, derivados da degradação proteica (proteólise). Quando ocorre o consumo de aminoácidos, são formados compostos (ácidos ou alcalinos dependendo dos produtos das bactérias presentes na carne) que terão odores desagradáveis e induzirão a formação da camada viscosa na carne (indica a deterioração da carne) (Cerveny 2009; Gill, 1982). Quando a carne está exposta ao oxigénio, as bactérias gram negativas aeróbicas estritas dos géneros Pseudomonas, Moraxella e Acinetobacter são, normalmente, as bactérias que mais causam deterioração na carne, sendo que, em temperaturas mais baixas, Pseudomonas são as bactérias que estão presentes em maior quantidade em relação a outros géneros de bactérias, e utilizam de preferência a glicose para o crescimento. Além das baixas temperaturas não as afetarem, também estas não são prejudicadas pela faixa de pH ideal da carne (5,8), ao contrário de Moraxella e Acinetobacter (Gill, 1982). Além destas, também se pode encontrar bactérias anaeróbicas facultativas, como Enterobacteriaceae, que podem ser encontradas na carne na presença de O2 e a deteriorar (crescem preferencialmente em temperaturas mais altas e consumem normalmente glicose) (Gill, 1982). Enquanto houver a
15 cisteína), ou pela conversão de tripletos de oxigénio (três moléculas de O2, estável em contacto com a carne) em singletos de oxigénio (uma molécula de O2, instável em contacto com a carne) pela ativação de fotossensibilizadores. Também vários tipos de catalisadores, como metais (oxidação proteica catalisada por metais) e enzimas (oxidação proteica catalisada por enzimas), aceleram o processo oxidativo nas carnes (Domínguez et al., 2022). Uma das mudanças que ocorre na carne que está relacionada com a oxidação proteica dela é, por exemplo, a formação de grupos carbonilo (aldeídos e cetonas) induzida pelo stress oxidativo, devido à oxidação direta das cadeias laterais de aminoácidos como a lisina, treonina, arginina e prolina (Estévez, 2011). Um dos métodos que pode ser usado para determinar a quantidade total destes compostos é o método DNPH, pois esse composto reage com os grupos carbonilos para formar hidrazonas, significando que quanto maior for a quantidade deste composto, maior é a oxidação proteica ocorrida na carne (Dominguez et al., 2019; Zhang et al., 2013). 1.4. Preservação da Carne A carne, apesar de ser um importante alimento na dieta humana, degrada-se facilmente pelo efeito da oxidação e por microrganismos patogénicos, o que causa, muitas vezes, problemas na saúde humana. Para evitar esses problemas, é dada muita importância à forma como a carne é preservada, de modo a manter as qualidades nutricionais e organoléticas no melhor estado qualitativo e de forma que a carne seja segura para consumo (Braïek e Smaoui, 2021). Ao longo da história da humanidade, tem-se utilizado diferentes métodos de conservação de produtos cárneos para os manter livres da deterioração (Vasilev et al., 2019). A salga (revestimento da carne com sal, de forma seca ou húmida), a defumação (exposição da carne ao fumo proveniente da queima de lenha, por exemplo) e a secagem (remoção da humidade total da carne) são alguns dos métodos de preservação utilizados desde a antiguidade, mas, mesmo que consigam fornecer à carne uma durabilidade maior quando comparado à carne no seu estado natural, ainda não é comparável ao tempo de armazenamento que um produto tem ao serem usadas técnicas de preservação mais recentes. Algumas das técnicas mais inovadoras que se tem utilizado mais recentemente para a preservação são, por exemplo, as tecnologias de embalamento, como a atmosfera protetora, o vácuo e o ativo, e as tecnologias
16 de refrigeração ou congelamento, como o uso de frigoríficos e arcas. Isso tem permitido prolongar o tempo de prateleira da carne quando comparado às técnicas tradicionais (Vasilev et al., 2019). Além do uso de embalagens apropriadas e o armazenamento em temperaturas adequadas, também são usados alguns aditivos alimentares em alguns tipos de produtos de carne (ex.: almôndegas, hambúrgueres), que prolongam o tempo de prateleira destes, tais como conservantes e antioxidantes. Segundo o regulamento (CE) N.º 1333/2008, de 16 de dezembro, os conservantes aumentam o tempo de vida útil das carnes, pois estes impedem a deterioração do produto causada pelo crescimento/desenvolvimento de microrganismos patogénicos e os antioxidantes são substâncias que prolongam o tempo de conservação/preservação de produtos alimentares através da proteção contra a deterioração oxidativa. São exemplos de conservantes que se podem usar na carne o sorbato de potássio (E 202), metabissulfito de potássio (E 224), sulfito de cálcio (E 226) e hidrogenossulfito de cálcio (E 227), e são exemplos de antioxidantes para produtos cárneos o ascorbato de sódio (E 301), lactato de sódio (E 325), ácido cítrico (E 330), citratos de sódio (E 331) e citratos de cálcio (E 333). Há alguns outros aditivos que não tem o propósito de preservar a carne, mas tem utilidade quando introduzidos em produtos cárneos. Um exemplo disso são os corantes, como o ácido carmínico (E 120), vermelho allura AC (E 129) (apenas para marcação de salubridade), caramelo sulfítico de amónia (E 150d) e vermelho de beterraba ou betanina (E 162), são um dos grupos de aditivos naturais que se podem também utilizar nos produtos cárneos, mas estes não vão ter um papel no aumento de tempo de vida útil dela como é o caso dos conservantes e antioxidantes, apenas vai conferir ou restituir a cor da carne, normalmente. Ainda mais recentemente, tendo em consideração as inovações mais recentes neste setor, tem-se estudado e utilizado outras técnicas, como o processo de alta pressão (colocação da carne numa camara de pressão (100-600 MPa) com o intuito destruir microrganismos e inativar enzimas) e a irradiação (exposição do produto cárneo a irradiação ionizante como os raios gama) (Vasilev et al., 2019). Além destas técnicas, tem-se utilizado também substâncias, preferencialmente naturais, com o intuito de diminuir o efeito de alguns fatores químicos (oxigénio) ou biológicos (microrganismos patogénicos) na carne. Essas substâncias são colocadas em contacto com a carne ou na própria embalagem com, por exemplo, efeitos
17 antioxidantes e antimicrobianos. Algumas das técnicas usadas para colocar essas substâncias na carne são revestimentos edíveis ou a pulverização (McMillin, 2017). 1.4.1. Embalamento O embalamento de produtos cárneos tem um papel muito importante na sua conservação, pois isto impede a exposição da carne a riscos para os consumidores, nomeadamente, os riscos para a saúde. Esses riscos podem ter origem biológica, química ou física, causando diversos tipos de deterioração nos produtos (Lee, 2018; McMillin, 2017). Um dos principais papeis do embalamento de carne atualmente está em aumentar o tempo de vida útil dos produtos, de modo a evitar a perda de qualidade/segurança e a diminuir a possibilidade da degradação da carne pelos diversos processos de contaminação. O aumento do tempo de prateleira está ligado a fatores que agradam os consumidores, tais como a diminuição do crescimento microbiano e da oxidação lipídica, além da melhoria da cor, aparência e odor da carne (Gómez e Lorenzo, 2012). Há diversas formas de embalamento para as carnes utilizadas atualmente, sendo o embalamento com atmosfera protetora, em vácuo e o ativo os mais importantes quando o foco é aumentar o tempo de vida útil dos produtos. Nas embalagens com atmosfera protetora ocorre a substituição da atmosfera em contacto com a carne para gases mais adequados, visando proteger o produto cárneo dos efeitos que o oxigénio terá, tais como a oxidação e o crescimento de microrganismos patogénicos (ex.: Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus) (Dar et al., 2018; Narasimha Rao e Sachindra, 2007). A mistura gasosa normalmente utilizada pode variar entre oxigénio (60-80 %), dióxido de carbono (20-40 %) ou azoto (até 10 %). O papel do oxigénio é transformar a mioglobina em oximioglobina e, assim, manter a cor da carne vermelha até que esta oxide totalmente. O dióxido de carbono é um gás com efeito antimicrobiano, pois impede o crescimento de microrganismos que poderiam deteriorar a carne. O azoto é um gás inerte que impede a deformação da embalagem (Dar et al., 2018; Lee, 2018; Narasimha Rao e Sachindra, 2007). Mesmo que neste tipo de embalamento haja o uso de oxigénio normalmente, com o uso de uma quantidade de dióxido de carbono superior à que existe naturalmente no ar, o efeito da
18 oxidação e o crescimento de microrganismos na carne vai ser mais demorado quando comparado com o que seria se não tivesse essa mudança de gases na embalagem. O embalamento a vácuo é um tipo de embalagem onde se molda o filme plástico totalmente na carne, através da retirada total de ar. O ar é retirado através de um processo chamado termoformagem, por pressão ou temperatura, e, como não há a presença de oxigénio, há, normalmente, a diminuição total da oxidação e do crescimento microbiano. Isto permite que a carne se mantenha estável e preservada durante mais tempo por não haver muitas formas de deteriorar o produto (Bernardez-Morales et al., 2023; Lee, 2018; Narasimha Rao e Sachindra, 2007). Apesar deste tipo de embalamento ter muitas vantagens, muitos consumidores não o apreciam, devido à cor que a carne tem nele, pois, a carne, quando está em vácuo, tem uma cor mais escura devido à inexistência de oxigénio, visto que a oximioglobina necessita de reagir com o oxigénio para ficar avermelhada, mas, quando a carne é retirada da embalagem e volte a estar na presença de oxigénio, ganha novamente a cor apreciada pelos consumidores (Narasimha Rao e Sachindra, 2007). O embalamento ativo é um sistema de embalamento onde há a interação entre a embalagem, o produto (ex.: carne) e o ambiente que o rodeia. O propósito deste tipo de embalamento é prolongar o tempo de vida útil do produto cárneo através da absorção de produtos químicos derivados dos alimentos/ambiente dentro da embalagem ou através da libertação de substâncias para os alimentos/ambiente (ex.: antioxidantes, antimicrobianos), preservando-o e mantendo a qualidade. Assim, estes sistemas alteram as condições a que os produtos estão sujeitos, aumentam o prazo de validade, melhoram a segurança microbiológica e as propriedades sensoriais dos produtos, o que aumenta, como consequência, a qualidade do produto. Há diversos tipos de sistemas de embalamento ativo como, por exemplo, os antioxidantes, antimicrobianos, de emissão de dióxido de carbono e absorção de oxigénio (Fang et al., 2017; McMillin, 2017; Ramos et al., 2018; Wyrwa e Barska, 2017). Segundo o regulamento (CE) N.º 450/2009, de 25 de maio, é permitido o uso de embalagens ativas para aumentar o prazo de validade ou para manter/melhorar o estado dos alimentos e as substâncias que tiverem o papel de desempenhar a função ativa, deverão ser seguras para os consumidores, podendo estar em embalagens separadas ou diretamente incorporadas no material da embalagem. O embalamento ativo antioxidante é uma forma que a indústria encontrou de combater os efeitos do oxigénio nos diversos produtos alimentares, como a carne, pois este composto
19 facilita o crescimento microbiano, a oxidação lipídica, o desenvolvimento de sabores e odores estranhos, mudanças de cor e textura e as perdas nutricionais. Com este tipo de embalamento, previne-se a deterioração da carne e prolongar o seu tempo de prateleira (Dar et al., 2018; Nastasijević et al., 2017; Ramos et al., 2018). Para isso, pode-se adicionar substâncias naturais ou sintéticas com efeito antioxidante nas embalagens, tais como algumas vitaminas (ácido ascórbico, tocoferóis), polifenóis (flavonoides, ligninas, xantonas) e carotenoides (β-caroteno, licopeno), encontrados, por exemplo em especiarias, extratos vegetais, óleos essenciais (Carocho et al., 2018; Novais et al., 2022). Este tipo de embalamento pode ser usado tanto sob a forma de dispositivos antioxidantes independentes como sob a forma de etiquetas ou os compostos antioxidantes serem incorporados nos materiais da embalagem ou no próprio produto (Nastasijević et al., 2017). Da mesma forma que o embalamento ativo antioxidante, também o antimicrobiano tem o propósito de prolongar o tempo de vida útil dos produtos cárneos, sendo, neste caso através da diminuição/eliminação do crescimento de microrganismos patogénicos (Salmonella spp., Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Clostridium botulinum e Escherichia coli) (Dar et al., 2018). Para isso ser possível, podem ser utilizadas substâncias ou compostos com propriedades ativas antimicrobianas, sintéticas ou naturais, como etanol, dióxido de carbono, iões de prata, ácidos orgânicos, óleos essenciais, especiarias, extratos de plantas (Nastasijević et al., 2017). As embalagens que tem substâncias com propriedades antimicrobianas permitem que haja a interação com o produto cárneo de forma a reduzir, retardar ou diminuir o crescimento de microrganismos que iriam deteriorar o produto ou até mesmo provocar doenças mais ou menos graves aos consumidores. Algumas formas de embalamento ativo antimicrobiano são a incorporação de substâncias antimicrobianas nos absorventes colocado por debaixo da carne (libertação lenta dos compostos antimicrobianos), a incorporação direta dos compostos antimicrobianos no filme da embalagem (libertação gradual dos antimicrobianos), o revestimento da embalagem com uma matriz que atue como um transportador dos compostos antimicrobianos (libertação para a superfície dos alimentos por evaporação ou migração para os alimentos devido à difusão) e também se pode utilizar biopolímeros nos alimentos que possuíam atividade antimicrobiana (ex.: quitosano) (Nastasijević et al., 2017).
20 1.4.2. Refrigeração, Congelamento e Ultracongelamento A refrigeração e congelação da carne têm o propósito de evitar o desenvolvimento de grande parte dos microrganismos através do controlo da temperatura, pois caso esta se encontre acima ou abaixo da faixa de temperatura ótima para o crescimento da maioria dos microrganismos, é possível evitar grande parte da deterioração na carne (Zhou et al., 2010). Estes métodos de conservação já tem sido usados há muito tempo, mas tem mudado a forma como elas são feitas e executadas. No passado, as carnes eram resfriadas em cavernas naturalmente frias e depois começou-se a construir caves com gelo natural onde se colocavam as carnes, de forma a se manterem em condições para serem consumidas. Com o avançar do desenvolvimento tecnológico, construíram-se equipamentos de refrigeração mecânica, como os frigoríficos e arcas, cada vez mais eficazes no controlo da temperatura da carne (Vasilev et al., 2019). A refrigeração da carne permite o prolongamento do tempo de prateleira dela, sem que esta sofra mudanças físicas, ficando a temperatura da carne acima da temperatura de congelamento. Este processo é importante para a manutenção da qualidade do produto cárneo, mas reduzindo consideravelmente o crescimento microbiano (Coombs et al., 2016; North e Lovatt, 2012). A congelação/ultracongelação são umas das melhores técnicas usadas para o controlo da temperatura, pois conseguem conservar diversos alimentos, incluindo todas os tipos de carnes. Estes conseguem inativar a atividade de grande parte dos microrganismos na carne durante todo o tempo que o produto cárneo estiver congelado, impedindo o seu crescimento e a atividade enzimática (Chellaiah et al., 2020; Coombs et al., 2016). Apesar dos benefícios ao prolongar mais o tempo de prateleira da carne, estes dois métodos causam mudanças físicas na carne, mas elas são, normalmente, reversíveis (North e Lovatt, 2012). A diferença entre estes dois métodos é o facto de a ultracongelação permitir que o tempo de armazenamento de um produto cárneo seja mais longo, visto que, segundo o Decreto-Lei n.º 207/2008, de 33 de outubro, a temperatura de ultracongelação é - 18 °C, enquanto a temperatura de congelamento não pode ser superior a - 12 °C (a carne picada não pode ser congelada, apenas pode ser refrigerada (2 °C) ou ultracongelada (- 18 °C). A refrigeração da carne dos animais inicia-se logo após a fase post mortem, pois, segundo o Regulamento (CE) n.º 853/2004, de 29 de Abril, logo após ser realizada a inspeção post mortem no matadouro, o animal deve ser logo a seguir refrigerado num local com ventilação
21 adequada, onde a temperatura das miudezas não pode ser superior a 3 °C e a da carne não pode ser maior que 7 °C, devendo essa temperatura ser mantida durante o transporte do animal até ao local onde será feita a transformação da carne. Caso haja a necessidade de realizar um abate de emergência em algum animal fora do matadouro e não for possível chegar em um máximo de duas horas lá, será necessário refrigerar logo o animal após o abate. Durante a desmancha, desossa, aparagem, corte em fatias, corte em cubos, acondicionamento e embalamento da carne a temperatura deve-se manter também a 3 °C para as miudezas e 7 °C para a restante carne. Além disso, a temperatura do ambiente onde estes procedimentos são realizados não deverá ser superior a 12 °C. Estes requisitos aplicamse à carne de ungulados domésticos, isto é, à carne de animais que tenham cascos ou unhas endurecidas, tais como a carne de gado, suíno, ovinos e outras. Relativamente às aves de capoeira (galinhas, patos, perus) e lagomorfos (coelhos), também segundo o Regulamento (CE) n.º 853/2004, de 29 de Abril, a carne destes animais deve ser refrigerada imediatamente após a inspeção e evisceração realizada no matadouro, não devendo a temperatura de refrigeração ser superior a 4 °C. Também durante a desmancha, desossa, aparagem, corte em fatias, corte em cubos, acondicionamento e embalamento da carne, a temperatura da carne deverá ser mantida a 4 °C e a temperatura do ambiente onde os procedimentos são realizados deverá estar até 12 °C no máximo. No caso da carne de caça, conforme é referido no Regulamento (CE) n.º 853/2004, de 29 de Abril, a carne proveniente da caça grossa selvagem (mamíferos selvagens terrestres) deve ser refrigerada, pouco tempo após o abate, a 7 °C e a carne que com origem na caça miúda selvagem (aves de caça e lagomorfos selvagens) deverá ser colocada a uma temperatura não superior a 4 °C, pouco tempo depois do abate. Quanto à transformação da carne em carne picada, preparados de carne e corte fino (carne mecanicamente separada), conforme o Regulamento (CE) n.º 853/2004, de 29 de Abril, o trabalho só deve ser realizado em uma carne que esteja a uma temperatura que não seja superior a 4 °C em aves de capoeira/lagomorfos, 3 °C para as miudezas/vísceras e 7 °C para a restante carne. Estes produtos devem ser, de seguida, armazenados sobre determinadas condições de refrigeração, com temperaturas não superiores a 2 °C para a carne picada, 4 °C para os preparados de carne e 2 °C para a carne separada mecanicamente, ou congelação, onde a temperatura interna não pode ser superior a - 18 °C.
22 A forma como a carne é descongelada é muito importante pois o descongelamento feito de forma errada pode provocar o aparecimento de doenças de origem alimentar (Chellaiah et al., 2020). A forma ideal de descongelar a carne seria em locais onde a temperatura seja inferior a 5 °C (ex.: frigorifico), pois entre os 5-60 °C é temperatura ideal para o desenvolvimento de microrganismos, que tinham diminuído a atividade quando refrigerados ou inativados durante o congelamento, voltam a se multiplicar e, consequentemente, degradar o produto cárneo (Anderson et al., 2004). 1.4.3. Revestimentos Edíveis Os revestimentos edíveis são um tipo de embalamento ativo, que tem a capacidade e objetivos de aumentar o tempo de prateleira, segurança e qualidade de um produto alimentar, através da prevenção do crescimento microbiano e outras alterações fisiológicas/químicas que podem degradar o produto, tais como a oxidação (Bastarrachea et al., 2015; Suhag et al., 2020; Beyza et al., 2018). Apesar de serem considerados embalagens, os revestimentos edíveis, atualmente, ainda não têm capacidade de substituir as embalagens tradicionais da carne, pois apenas fornecem uma segurança extra ao consumidor na qualidade do produto, mas não tem capacidade estrutural para formar um filme igual aos polímeros sintéticos (Campos et al., 2011; Beyza et al., 2018). Normalmente, os revestimentos edíveis são produzidos a partir de compostos naturais, pois os consumidores preferem-lhos por serem substâncias biodegradáveis e menos tóxicas. Além disso, os revestimentos previnem a perda de humidade, cor, evitam a oxidação lipídica e a presença de odores desagradáveis, além de aumentarem o prazo de validade de diferentes produtos como frutas, legumes, peixes e carnes (Suhag et al., 2020; Umaraw et al., 2020). Como foi referido, a carne é um produto alimentar onde os revestimentos podem ser utilizados. Há diversas vantagens no uso de revestimento nos produtos cárneos, pois, para além de fornecerem uma maior conservação pelo efeito antimicrobiano e antioxidante dos compostos presentes no revestimento, também diminuem a perda dos líquidos da carne (ligada à diminuição da oxidação lipídica), associados ao sabor, ternura e outras características da carne, e aumentam do valor nutricional desse produto. A diminuição da perda de humidade (um dos efeitos do revestimento) durante o armazenamento, indica a existência de menos efeitos negativos no sabor, textura e cor da carne (Khan et al., 2013).
23 Além de aumentar o tempo de prateleira dos produtos alimentares, os revestimentos edíveis, por serem considerados um tipo de embalagem primária, precisam ter uma estrutura consideravelmente estável, que atue como barreira para diversos gases, possua propriedades mecânicas que garantam a integridade física do revestimento/produto alimentar e que adira ao produto facilmente, isto é, o revestimento não se deverá desintegrar, por exemplo, e deixar de estar em contacto com o produto (Hassan et al., 2018; Yuan et al., 2016). Por isso, ao se desenvolver a formulação de um determinado revestimento é essencial incluir biopolímeros, tais como os polissacáridos, proteínas ou lípidos, pois estes são polímeros naturais, que tem as melhores propriedades mecânicas e de barreira, sendo relativamente semelhantes às dos polímeros sintéticos, mas são provenientes de fontes renováveis, podendo ser produzidos, por exemplo, por microrganismos, plantas ou animais, diminuindo a necessidade de utilizar tantos polímeros sintéticos (plásticos), provenientes de fontes não renováveis como o petróleo (Cerqueira et al., 2011; Ju et al., 2019; Khan et al., 2013). Os polissacáridos, como o quitosano, amido, celulose, alginato, pectinas, carragenina, são uns dos biopolímeros mais usados na produção de revestimentos edíveis. Estes tem a vantagem de conseguir impedir o contacto de gases, como o O2, com, por exemplo, a carne, devido à rede de ligações de hidrogénio bem organizada que este biopolimero tem. Como desvantagem, estes biopolímeros não tem grande capacidade para atuar como barreira para vapor de água pois são hidrofílicos, mas também se pode considerar em certa parte uma vantagem, pois podem retardar a perda de humidade do produto que ocorre num momento inicial. Eles tem algumas outras vantagens que podem agradar os consumidores, como o facto de serem incolores, não ter aparência oleosa e não acrescentaram muitas calorias ao produto alimentar (Hassan et al., 2018; Ju et al., 2019; Khan et al., 2013; Ramos et al., 2018). Na Figura 1.2, está representado o quitosano, um polissacárido catiónico natural, seguro para os humanos e biodegradável, obtido a partir da deacetilação da quitina, sendo esta proveniente de crustáceos ou da atividade de fungos, por exemplo. Este composto tem várias características de interesse que faz com que ele seja utilizado para a produção de revestimentos edíveis, tais como as propriedades viscoelásticas que tornam o filme que ele forma mais duradouro, resistente e flexível, às propriedades de barreira para gases como o oxigénio e, além disso, este composto tem propriedades antimicrobianas e antioxidantes intrínsecas de interesse. Um dos problemas do quitosano é, tal como acontece com outros polissacáridos, ser permeável a vapor de água, tornando-o uma fraca barreira para a
24 humidade (Campos et al., 2011; Hassan et al., 2018; Ju et al., 2019; Pinheiro et al., 2010; Yuan et al., 2016). Figura 1.2. Estrutura química do quitosano (Hassan et al., 2018). Há formas de se utilizar os revestimentos de quitosano em produtos alimentares na União Europeia segundo a EFSA. De acordo com o relatório relativo aos princípios de avaliação do uso de misturas de origem natural para fabricar materiais em contacto com alimentos, é possível utilizar compostos como quitosano para a fabricação de revestimentos, visto que este tem origem num alimento/ingrediente alimentar já utilizado normalmente. Caso seja comprovado que este não pode seja modificado durante a produção da substância por, por exemplo, aditivos, ou durante a produção do FCM, não há a necessidade de realizar testes de toxicologia. Além disso, se a substância utilizada na formulação do revestimento sofrer alguma alteração química pode ser utilizada e ser comparada com as substâncias não modificadas, tais como as naturais, desde que as condições em que esta foi modificada não sejam comparadas às situações ocorridas em alimentos consumidas, tais como o stress térmico/oxidativo. Devem também haver informações relativas aos efeitos adversos da substância utilizadas e/ou saber se esse composto é seguro, como é o caso do quitosano, pois este é seguro para consumo e não é tóxico. Como o quitosano tem origem da quitina proveniente dos crustáceos, este deve ser, caso seja utilizado como um revestimento, considerado e referido no embalamento como um alergénio (EFSA, 2023). As proteínas são moléculas que têm a capacidade de formar bons revestimentos edíveis dependendo das características moleculares destas (peso molecular, conformação, propriedades elétricas, flexibilidade e estabilidade térmica). Para formar os revestimentos que tenham como base as proteínas, normalmente realiza-se primeiro a desnaturação das proteínas seguida da formação de ligações covalentes, iónicas e de hidrogénio entre as moléculas para ligar novamente as cadeias de proteínas, sendo que quanto mais fortes forem as ligações formadas, mais resistente se torna o biofilme. Quando comparado aos
31 Figura 2.2. Edifício da empresa Carnes Campicarn S.A. em Vila Nova de Famalicão (Fonte: Campicarn). 2.1.3. CampI&D A CampI&D foi uma empresa criada na emergência de responder a desafios tecnológicos que a Carnes Campicarn ultrapassa diariamente, tais como assegurar requisitos/exigências de clientes e acompanhar o mercado de inovação. Atualmente, a CampI&D tem diversos projetos de investigação associados, tais como o projeto realizado neste trabalho sobre a elaboração de um revestimento de quitosano com óleos essenciais de limão e manjericão para aplicar nas carnes. 2.2. Produtos da Campicarn Os principais produtos comercializados pela Campicarn são provenientes da carne de bovino (vitela, vitelão, novilho/a ou vaca/boi), oriundo da exploração agropecuária do grupo Campicarn ou de outros fornecedores selecionados e aprovados. As principais diferenças entre estas quatro classificações de bovino é a cor e a ternura dela, quanto mais novo for o animal (vitela/vitelão) que deu origem à carne, mais clara e mais tenra essa vai ser, e quanto mais velho for o animal (vaca/boi), a carne vai ser mais escura e menos tenra. As carcaças dos bovinos são transportadas para a Carnes Campicarn, onde irão passar pelos processos de
32 desmancha e desossa e, após isso, serão divididos em diversas peças, tais como, por exemplo, o lombo, rabadilha, picanha, cheio da pá e aba descarregada, entre outras. Na Figura 2.3, está representada a diferença entre uma das peças de bovino (lombo) três classificações referidas anteriormente, evidenciando a mudança de cor da carne (o vitelão tem uma cor mais clara que o novilho e a carne de vaca é mais escura do que essa) e é possível verificar-se também o aumento da rugosidade na carne mais velha, indicando a perda de ternura da carne à medida que o animal envelhece. Figura 2.3. Diferença visual que ocorre na carne de bovino à medida que envelhecem. A. Lombo de vitelão; B. Lombo de novilho; C. Lombo de Vaca (Fonte: Campicarn). Algumas das peças de carne referidas anteriormente, podem ser transformadas noutros produtos, tais como os produtos do corte fino e os preparados de carne. Os produtos do corte fino, como, por exemplo, a picanha, a costeleta, a carne para assar, a jardineira, a dobrada e o rabo, entre outros, são produzidos através da padronização inicial das peças, e, de seguida, é feito o corte mecânico e/ou manual das peças em fatias/pedaços. Após o corte, o produto é embalado em atmosfera protetora ou em vácuo (incluindo skin) e são armazenadas entre 04 °C. Os preparados de carne, hambúrgueres, almôndegas, preparado de carne picada e carne picada, são produzidos a partir da passagem da carne por uma picagem, seguida de uma mistura, onde ocorre a adição de condimentos aditivados, que não alterem a estrutura natural das fibras da carne, mas que acrescentam características organoléticas de interesse e aumentam o tempo de prateleira da carne. De seguida, a carne é moldada no formato pretendido e colocada em cuvetes para ser embalada em atmosfera protetora e para ser armazenada entre 0-2 °C. Na Figura 2.4, encontram-se exemplos de produtos frescos de bovino, corte fino e preparados de carne, que são feitos e comercializados pela Campicarn.
33 Figura 2.4. Produtos frescos de bovino comercializados pela Campicarn. A. corte fino: Picanha; B. corte fino: Jardineira; C. Preparados de carne: Hambúrguer; D. Preparados de carne: Carne Picada (Fonte: Campicarn). Além das carnes de bovino, a Campicarn também transforma carne de outras espécies, tais como suíno, provenientes de fornecedores selecionados e aprovados. A empresa realiza todos os processos à semelhança do bovino, isto é, transformação (corte fino e preparados), embalamento, em atmosfera protetora e vácuo, incluindo o skin, e distribuição destes produtos cárneos. No caso dos preparados com carne de suíno, a Campicarn produz preparados com apenas suíno ou faz mistura dessa com bovino (produtos mistos). Além destes, a Campicarn tem também uma gama de preparados de carne ultracongelados, destinados a serem conservados a -18 °C. Na Figura 2.5, encontra-se um dos produtos ultracongelados da Campicarn. Figura 2.5. Preparados de carne de bovino ultracongelados da marca Deliciosa (Hambúrguer 100 % picanha). Recentemente, a Campicarn tem criado produtos novos e diferentes, sendo esses produtos resultantes de projetos de investigação e desenvolvimento realizados pela empresa CampI&D. Um desses produtos são os produtos híbridos, que ainda estão em fase de desenvolvimento, que são basicamente a mistura de carne com legumes e vegetais. O objetivo da criação dos produtos híbridos é aumentar o consumo de vegetais pelos consumidores, tornando a sua alimentação mais saudável e nutritiva. Para além dos produtos híbridos, que já contem vegetais, a Campicarn também tem apostado na produção/desenvolvimento de produtos 100 % vegetais, os chamados preparados vegetais (vegan). Estes produtos são produzidos a partir de proteínas vegetais e são destinados a atender as necessidades que os
34 consumidores tem por alimentos à base de plantas, por, primeiro, serem mais saudáveis e, segundo, haver alguns consumidores que estejam a diminuir ou deixar de se alimentarem com produtos que provenham de fontes animais. Tanto os produtos híbridos como os preparados vegetais serão armazenados a temperaturas iguais a -18 °C, são produtos ultracongelados. 2.3. Preservação da Carne na Empresa Na Campicarn são utilizadas diferentes métodos para garantir a segurança e qualidade dos produtos cárneos que chegarão aos consumidores, sendo usadas, atualmente, tecnologias de embalamento como a atmosfera protetora e o vácuo, e além disso, o uso de aditivos e conservantes em alguns dos produtos, tais como os preparados de carne. Outra forma de aumentar a preservação da carne é através do uso de tecnologias, como arcas congeladoras e frigoríficos, que baixem as temperaturas dos produtos para níveis que a grande parte dos microrganismos deteriorantes não possam atuar. As temperaturas utilizadas são 4 °C para os produtos frescos de corte fino em ATP/vácuo, 2 °C para os preparados de carne embaladas em ATP e -18 °C para os preparados de carne ultracongelados. Como referido anteriormente, as diferentes formas de embalamento utilizadas pela Campicarn tem um importante papel na conservação da carne, pois aumentam consideravelmente o tempo de prateleira dos diferentes produtos comercializados pela empresa. Os produtos provenientes do corte fino ou os preparados de carne podem ser embalados em cuvetes com atmosfera protetora, com uma mistura gasosa de 70% de O2 e 30% de CO2. Com estas alterações gasosas no interior da embalagem, a carne fica com um prazo de validade equivalente a 10 dias no caso dos preparados de carne e com 7 ou 8 dias para os produtos derivados do corte fino. O embalamento a vácuo é utilizado para embalar produtos provenientes da desmancha ou do corte fino, onde ocorre a retirada total do ar em contacto com a carne. Para os diferentes produtos embalados a vácuo há diversos prazos de validade, sendo que a carne da desmancha tem 24-30 dias de tempo de vida útil e a carne do setor do corte fino, embalada em skin vácuo, pode ter 18-21 dias de validade. Para ter uma maior garantia da permanência do vácuo, a embalagem da carne, após ser fechada, passa por um túnel de retração de água quente e fria, para que a peça de carne se adapte totalmente à embalagem e não haja danificação da mesma nos diversos canais de venda. Na Figura 2.6, estão identificados alguns dos produtos frescos, corte fino ou preparados de carne
35 comercializados pelas marcas próprias da Campicarn (marca Campicarn e marca Deliciosa) em atmosfera protetora e em skin vácuo. Figura 2.6. Produtos frescos embalados (corte fino ou preparados de carne) da Campicarn em atmosfera modicada ou Skin vácuo. A. Produto de corte fino da marca Campicarn embalado em atmosfera protetora; B. Produto de corte fino da marca Deliciosa embalado em skin vácuo; C. Preparados de carne da marca Campicarn embalado em atmosfera protetora. Nos preparados de carne, são utilizados diversos aditivos/conservantes na sua composição com o intuito de aumentar a preservação e tornar o tempo de prateleira maior quando comparado ao corte fino, além de melhoram algumas características organoléticas da carne. Os aditivos que são utilizados nos preparados de carne da Campicarn não são colocados diretamente no produto, mas são incorporados nos preparados sob a forma de um produto composto (são feitos e fornecidos por diferentes empresas à Campicarn), isto é, os aditivos que são adicionados na carne estão todos juntos num único produto que pode conter outros ingredientes, como o sal e extratos de plantas (que também aumentam o tempo de prateleira do produto, mas não são considerados aditivos). Os aditivos que são utilizados pela Campicarn são o conservante metabissulfito de potássio (E 224), os antioxidantes ascorbato de sódio (E 301), citrato de sódio (E 331iii) e ácido cítrico (E 330) e o corante ácido carmínico (E 120). Nos produtos vegan, são utilizados alguns outros aditivos em específicos, tais como metilcelulose (E 461) e goma de guar (E 412), que são emulsionantes, estabilizadores e espessantes. Além destes métodos, são seguidas regras de segurança alimentar de modo a evitar a proliferação de microrganismos/contaminantes pela carne e evitar a oxidação dos produtos cárneos. Algumas das regras estabelecidas pela Campicarn são a lavagem constante das mãos por partes dos trabalhadores, uso de máscaras, toucas e demais vestuário adequado, uso de utensílios devidamente higienizados. Recentemente, a Campicarn tem procurado e estudado formas de conservação cárnica mais inovadoras de modo a aumentar o tempo de vida útil dos produtos cárneos. Um desses
36 métodos inovadores é o uso de embalamento ativo, como, por exemplo, o uso de revestimentos que contenham compostos bioativos antioxidantes/antimicrobianos nas carnes. Apesar de ainda não ser utilizado pela empresa, está a ser ponderado o uso deste tipo de embalamento nos produtos da empresa futuramente. 2.4. Qualidade e Segurança Alimentar na Campicarn A norma BRCGS Food Safety que certifica a Campicarn garante a qualidade e segurança dos produtos que eles produzem. Essa garantia é realizada na prática através da comunicação mútua entre os clientes, fornecedores e colaboradores de forma a identificar e controlar os diversos fatores de risco associados a este produto. O controlo dos riscos é feito de acordo com o sistema HACCP que assegura chegada dos produtos cárneos aos consumidores sempre com qualidade e seguros. Além disso, é garantido o cumprimento das boas práticas de higiene no manuseamento da carne durante o trabalho realizado na carne, como, por exemplo, o uso de máscaras e demais equipamento necessário, além da lavagem recorrente das mãos e utensílios, diminuindo consideravelmente os fatores de risco associados. Um dos fatores de risco associados à carne é o crescimento de microrganismos patogénicos indesejados, que, mesmo que se tenha cuidado durante o processo de produção, há sempre o risco deles se desenvolverem devido à natureza/composição da carne. Para isso, realiza-se frequentemente análises microbiológicas na carne em laboratórios externos acreditados de modo a avaliar a quantidade de diferentes tipos de microrganismos que se podem encontrar na carne. Alguns dos testes que feitos pela Campicarn são a contagem de microrganismos a 30 °C (satisfatório se for menor que 1,5x105 UFC∙g-1 e aceitável se estiver compreendido entre 1,5x105 -1,5x106 UFC∙g-1), contagem de Enterobacteriaceae a 37 °C (satisfatório se for menor que 5x102 UFC∙g-1 e aceitável se estiver compreendido entre 5x102 - 5x103 UFC∙g-1), contagem de Escherichia coli a 44 °C (satisfatório se for menor que 1x102 UFC∙g-1 e aceitável se estiver compreendido entre 1x102 -1x103 UFC∙g-1), pesquisa de Salmonella spp. (negativo em 25 g de carne) e contagem de Listeria monocytogenes (inferior a 1x102 UFC∙g-1). A importância da realização desses testes, tanto para a Campicarn como para os seus clientes, é muito grande, pois a garantia de uma baixa comunidade microbiana na carne significa uma maior qualidade e segurança alimentar nos produtos que chegarão aos clientes/consumidores da carne da Campicarn.
37 Além da preocupação que a Campicarn tem com os possíveis microrganismos presentes nos produtos cárneos, também fazem o controlo do pH e da temperatura das carcaças, passam as embalagens da carne por detetores de metais e realizam frequentemente testes em laboratório para detetar metais pesados(ex.: chumbo, cádmio) e alguns contaminantes (ex.: detergentes de limpeza, PFAS), alergénios (ex.: glúten, soja, sulfitos) que poderão estar, por acaso, nos produtos cárneos.
38 3. OBJETIVOS Este projeto tem como principal objetivo desenvolver um revestimento de quitosano com óleo essencial de limão e manjericão para ser aplicado em carne bovina fresca da Campicarn, de modo a aumentar a qualidade da carne da empresa e prolongar, ao mesmo tempo, o tempo de vida útil da mesma, tendo em consideração o pedido dos consumidores por produtos cárneos com qualidade superior e mais seguros. Este processo será realizado através do desenvolvimento de uma formulação para uma solução de quitosano onde serão testadas diferentes quantidades de óleos essenciais de manjericão e limão com propriedades ativas antioxidantes e antimicrobianas. Nessas formulações serão avaliadas as propriedades físico-químicas da solução, tais como o pH, medição do ângulo de contacto e da permeabilidade a vapor de água. Será avaliado o efeito do revestimento na carne, qual a eficácia do filme na aderência à superfície da carne. Para a avaliação do tempo de prateleira foram avaliados aspetos organoléticos como odor, cor e textura, e realizaram-se análises microbiológicas, de oxidação (lipídica), de pH, texturais e de colorimetria na carne com revestimento embalada em ATP quando comparado com a que não teve a aplicação do revestimento.
39 4. MATERIAIS E MÉTODOS 4.1. Amostras de Carne As amostras de carne usadas durante a realização deste projeto, com origem em Espanha, foram fornecidas pela Carnes Campicarn S.A., mais especificamente, a Campicarn forneceu bifes do novilho da rabadilha/cheio da pá para a realização deste projeto. Segundo a Portaria n.º 42/2015, de 19 de fevereiro, o novilho/a é uma carne proveniente de carcaças de bovinos com idade superior a 6 meses e inferior a 24 meses e que ainda não tenha parido. Na empresa, após 12 bifes terem sido mergulhados no revestimento de quitosano com os óleos essenciais de limão e manjericão, foram embalados 27 bifes, necessários para a realização dos testes de prateleira, em cuvetes com atmosfera protetora (70 % O2-30 % CO2). 4.2. Desenho Experimental e Preparação dos Revestimentos Tendo em consideração a infinidade de escolhas/hipóteses que se pode utilizar numa formulação de revestimento para carne, foi usado o software Protimiza Experimental Design para definir as hipóteses de formulação, conforme foi descrito por Mendes et al., 2023. Foram escolhidas 3 variáveis independentes, o quitosano e os dois óleos essenciais, podendo o primeiro ter concentrações compreendidas entre 0,19-2 % e os segundos entre 0,01-0,12 %. O software escolheu um ponto central em triplicado e alguns outros pontos com maior ou menor quantidade de quitosano, óleo essencial de manjericão (Nutribio, Portugal) e óleo essencial de limão (Nutribio, Portugal). Assim, obteve-se 17 hipóteses de formulações, sendo 3 dessas hipóteses em triplicado, que estão apresentadas na Tabela 4.1. A escolha da formulação de revestimento que será utilizada na carne será baseada na resposta que os revestimentos em estudo tiver em relação a 3 variáveis dependentes escolhidas, sendo elas o pH, ângulo de contacto e permeabilidade a vapor de água. Para a preparação das 17 soluções de quitosano, dissolveu-se o polissacárido em uma solução aquosa de ácido lático a 1 % (v/v) durante 1 hora a 80 °C e com agitação constante. Quando misturado, acrescentou-se a quantidade de óleos essenciais, referentes a cada uma das hipóteses, à solução de quitosano. Após isso, homogeneizou-se a solução com o UltraTurrax (T18, IKA-Werke, Staufen, Alemanha) a 17000 rpm durante 3 minutos.
40 Tabela 4.1. Hipóteses de formulações de revestimentos com diferentes quantidades de quitosano, óleo essencial de manjericão e óleo essencial de limão. Formulação Quitosano (% w/v) Óleo Essencial: Manjericão (% w/v) Óleo Essencial: Limão (% w/v) 1 0,50 0,03 0,03 2 2 0,03 0,03 3 0,50 0,1 0,03 4 2 0,1 0,03 5 0,50 0,03 0,1 6 2 0,03 0,1 7 0,50 0,1 0,1 8 2 0,1 0,1 9 0 0,07 0,07 10 2,51 0,07 0,07 11 1,25 0.01 0,07 12 1,25 0,12 0,07 13 1,25 0,07 0,01 14 1,25 0,07 0,12 15 1,25 0,07 0,07 16 1,25 0,07 0,07 17 1,25 0,07 0,07 4.3. Caracterização dos Revestimentos 4.3.1. Medição do pH O pH das diversas formulações de revestimento foi medido com o auxílio de uma sonda de um medidor de pH digital ((Hanna Instruments, Inc., Nusfalau, Romênia), calibrada anteriormente com soluções tampão de pH 4,0 e 7,0. Assim, mergulhou-se a sonda em cada uma das soluções de revestimento. Com base na proximidade do pH do revestimento ao pH ideal para produtos cárneos, foram selecionados algumas das formulações que se poderiam utilizar. 4.3.2. Ângulo de Contacto Foi medido o ângulo de contacto que cada revestimento faz na carne, sendo esse procedimento realizado num bife da rabadilha de novilho fornecido pelas Carnes Campicarn (Mendes et al., 2023; Sousa et al., 2010). Para efetuar a medição, foi utilizado um medidor de ângulo de contacto (OCA 20, Dataphysics, Filderstadt, Alemanha), onde uma gota de cada
47 controlo e 3 amostras de carne com revestimento, à exceção do dia 0, que apenas se avaliou o controlo, mas é válido para comparar com o revestimento dos restantes dias, pois a carne teve a mesma origem. Foram realizados testes T (Tukey), com um intervalo de confiança de 95 %, de modo a verificar as diferenças significativas entre os valores médios dos dados obtidos no controlo e na carne com revestimento (p<0,05), ao longo do tempo.
48 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 5.1. Escolha da Formulação de Revestimento 5.1.1. pH, Ângulo de Contacto e Permeabilidade a Vapor de Água Foram realizados 3 testes (pH, ângulo de contacto e permeabilidade a vapor de água) para avaliar algumas das características dos 17 revestimentos e, com base nessa caracterização, escolheu-se qual é o melhor para aplicar em carne. O pH e o ângulo de contacto dos revestimentos foram medidos em todas as formulações em estudo e estão representados na Tabela 5.1. Tabela 5.1. Valores de pH e ângulos de contacto das diferentes hipóteses de formulação de revestimento de quitosano com óleo essencial de manjericão e limão. Os valores dos ângulos de contacto estão apresentados com média (n=3) ± desvio padrão. Formulação Quitosano (X1, %) Óleo E. manjericão (X2, %) Óleo E. limão (X3, %) pH (Y1) Ângulos de contacto (Y2, °) 1 0,5 0,03 0,03 4,31 10,60 ± 2,56 2 2 0,03 0,03 5,45 16,67 ± 0,61 3 0,5 0,1 0,03 4,11 8,40 ± 0,53 4 2 0,1 0,03 5,42 12,57 ± 0,99 5 0,5 0,03 0,1 4,16 15,70 ± 1,05 6 2 0,03 0,1 5,45 10,77 ± 0,45 7 0,5 0,1 0,1 5,70 16,60 ± 0,75 8 2 0,1 0,1 5.46 16,67 ± 1,40 9 0 0,07 0,07 4,84 0,00 ± 0,00 10 2,5 0,07 0,07 5,50 23,03 ± 1,19 11 1,25 0,01 0,07 5,78 17,87 ± 1,50 12 1,25 0,12 0,07 5,72 16,40 ± 0,96 13 1,25 0,07 0,01 5,73 15,90 ± 1,80 14 1,25 0,07 0,12 5,40 18,10 ± 0,95 15 1,25 0,07 0,07 5,29 14,70 ± 1,83 16 1,25 0,07 0,07 5,30 15,67 ± 1,43 17 1,25 0,07 0,07 5,28 15,50 ± 1,27 Como é possível verificar na Tabela 5.1, os revestimentos com concentrações de quitosano iguais a 0 % e 0,5% tem um pH muito baixo, com a exceção da formulação 7, que, apesar de ter a mesma quantidade de quitosano, tem um pH muito alto comparado às outras formulações (pode ter ocorrido algum erro de medição). Estes revestimentos, independentemente do valor do ângulo de contacto que façam na carne, ficam logo excluídas,
49 pois o pH ideal para a carne fica entre 5,3 e 5,8 (Edris et al., 2013). De qualquer forma, o ângulo de contacto que essas formulações fizeram na carne é muito baixo, pois a quantidade de quitosano (biopolimero que torna o revestimento mais espesso) é demasiado baixa para formar um ângulo grande. Como a carne é um produto alimentar que apresenta rugosidade, por vezes, a medição do ângulo de contacto é incerto, pois, como podemos ver nas formulações 5 e 7, o ângulo é semelhante às formulações que têm 1,25 % de quitosano, no entanto a quantidade do biopolimero é muito superior nestas últimas para apresentarem o mesmo ângulo. Nas restantes formulações (com 1,25 %, 2 % ou 2,5 % de quitosano), verificou-se primeiro os valores de pH e, tendo em consideração que esses devem ser próximo do pH da carne (5,8), selecionou-se 3 formulações, sendo elas as 11, 12 e 13. Quanto mais próximo de 5,8 for o pH da carne, melhor será, pois é nessa faixa que a cor da carne tem um tom vermelho vivo, que é mais apreciado pelos consumidores, e, quanto mais baixo for o pH, mais pálida se tornará a carne, como se pode verificar na Figura 5.1 (Boles e Pegg, 2010). Figura 5.1. Variação da cor da carne de acordo com a da faixa de pH a que a carne se encontra (Fonte: Boles e Pegg, 2010). Os valores dos ângulos de contacto das formulações de revestimento referidos anteriormente (11, 12 e 13) formados na carne são relativamente parecidos (nenhum é absorvido pela carne) e, como os pH das 3 formulações também são próximos, há a necessidade de realizar mais testes, tais como a permeabilidade a vapor de água, de forma a realizar uma escolha mais correta de qual formulação de revestimento se utilizará na carne. O teste de permeabilidade a vapor de água foi realizado nos três revestimentos selecionados (11, 12 e 13), com base nos resultados obtidos nos testes de pH e de ângulos de contacto, para escolher o filme que tenha a menor permeabilidade. O filme a ser escolhido para o revestimento da carne terá de ser menos permeável ao vapor de água para que a carne mantenha a humidade interna por mais tempo (um menor WVP previne a perda de humidade
50 de alimentos como a carne) (Zhou et al., 2019). Na tabela 5.2, estão indicados os valores da permeabilidade a vapor de água dos filmes referidos anteriormente. Tabela 5.2. Valor da permeabilidade a vapor de água (WVP) de 3 das 17 formulação de revestimento de quitosano com óleo essencial de manjericão e limão (Formulação 11 – 1,25 % Q + 0,01 % OM + 0,07 % OL; Formulação 12 – 1,25 % Q + 0,12 % OM + 0,07 % OL; Formulação 13 – 1,25 % Q + 0,07 % OM + 0,01 % OL). Formulação Quitosano (% (w/v)) Óleo E. Manjericão (% (w/v)) Óleo E. Limão (% (w/v)) WVP (g/(m∙s∙Pa)) 11 1,25 0.01 0,07 8,44 x 10-1 12 1,25 0,12 0,07 9,04 x 10-1 13 1,25 0,07 0,01 9,10 x 10-1 De acordo com os resultados obtidos na Tabela 5.2, a presença de uma maior quantidade de óleo essencial de limão na formulação diminui a permeabilidade do revestimento ao vapor de água e o aumento da quantidade de óleo essencial de manjericão torna o filme um pouco mais permeável, apesar de ambos os óleos serem hidrofóbicos. O filme que contém 0,12 % (w/v) de OM e 0,07 % (w/v) de OL tem um WVP menor que o revestimento que contém 0,07 % (w/v) de OM e 0,01 % (w/v), mesmo que o OM no primeiro seja quase o dobro do segundo. O filme que contem apenas 0,01 % (w/v) de OM e 0,07% (w/v) de OL tem um WVP muito menor do que os outros dois revestimentos. Isso deve-se ao facto de os óleos essenciais poderem ser mais ou menos hidrofóbicos dependendo da composição química deles, pois, apesar de todos os eles serem naturalmente hidrofóbicos, por serem lípidos, há alguns componentes da sua constituição que podem ser solúveis em água, tais como alguns terpenos (são considerados hidrofóbicos, mas também podem ter algum nível de solubilidade em água) e os terpenóides (são mais solúveis em água do que os terpenos) (Man et al., 2019; Rossi et al., 2020). Os resultados obtidos por Naseri et al., 2019, indicaram que a utilização do óleo essencial Ferulago angulate nos revestimentos edíveis produzidos nesse estudo tornou o filme mais permeável a vapor de água, pois à medida que se aumentava a concentração do óleo, mais o WVP aumentava. Segundo eles, apesar de o óleo essencial ser hidrofóbico, os componentes dele causaram a rutura da estrutura do polímero, permitindo, dessa forma a passagem da humidade. A adição de diferentes óleos essenciais em revestimentos edíveis, mesmo em quantidades iguais e sendo todos hidrofóbicos, pode causar resultados diferentes em revestimentos por terem componentes diferentes.
51 Além do facto de os diferentes óleos essenciais terem compostos mais ou menos hidrofóbicos e poderem interferir no valor de WVP, também a densidade dos revestimentos produzidos podem tornar os filmes mais ou menos permeáveis à água, pois, de acordo com Wang et al., 2024, que utilizou revestimentos de quitosano (4 % (w/v)) misturados com soluções aquosas de extrato de casca de pinheiro com diferentes concentrações (0%, 30%, 40% e 50 %) (razão 1:1), à medida que a viscosidade dos revestimentos aumentava (o menos viscoso tinha 0 % de extrato de casca de pinheiro e o mais viscoso tinha 50 %), menor o valor de WVP se tornava, ou seja os filmes com maior densidade tinham menos perda de água, tornavam-se mais impermeáveis. Alguns dos valores de WVP obtidos nesse estudo foram os seguintes: WVP do revestimento controlo igual a 8,96 x 10-10 g/(m∙s∙Pa) e WVP do revestimento com 30% extrato de casca de pinheiro é igual a 7,52 x 10-10 g/(m∙s∙Pa). Em Naseri et al., 2019, onde foi utilizada uma formulação de revestimento que continha 2 % quitosano misturado com uma solução de 2% de gelatina (40% revestimento de quitosano e 60 % revestimento de gelatina), também ocorreu a mesma situação, pois por o revestimento ter uma densidade maior, também os valores de WVP foram semelhantes aos obtidos por Wang et al., 2024, e menores do que os que se podem encontrar na tabela 5.2 (WVP da amostra controlo de Naseri et al., 2019, (sem óleos essenciais) foi igual a 1,27 x 10-10 g/(m∙s∙Pa)). Os revestimentos que tenham uma menor densidade, tais como os revestimentos presentes na tabela 5.2 e como os filmes produzidos por Chang et al., 2019, que tinha de 1 % de quitosano na composição, obtêm um WVP maior, como o previsto, significando que os revestimentos vão permitir que haja uma maior passagem de humidade. O WVP do revestimento controlo (quitosano, ácido acético e glicerol) foi igual a 0,90 g/( m∙h∙Pa) (2,5 X 10-4 g/(m∙s∙Pa)). O facto do WVP do revestimento de Chang et al., 2019, ser menor do que o obtido na tabela 5.2, pode ser devido à presença dos óleos essenciais nos revestimentos produzidos neste projeto, devido às alterações que os componentes dos óleos podem causar nos revestimentos edíveis (Naseri et al., 2019). Assim, de acordo com os resultados dos testes realizados nas 3 formulações selecionadas como possíveis revestimentos a serem utilizados na carne, foi escolhida a que continha 1,25 % (w/v) de quitosano, 0,01 % (w/v) óleo essencial de manjericão e 0,07 % (w/v) de óleo essencial de limão (Formulação 11). Essa escolha foi baseada no facto do seu pH ser o mais próximo de 5,8 (pH ideal da carne), o ângulo de contacto formado na carne ser o maior entre
52 os três revestimentos (espalha-se facilmente na superfície da carne sem ser absorbido por ela) e tem a menor permeabilidade a vapor de água, evitando, assim, a perda de água do produto. 5.2. Avaliação do Tempo de Prateleira 5.2.1. Análise Microbiológica Tendo em consideração a alta perecibilidade da carne, devido a esta ser um meio extremamente favorável ao crescimento de microrganismos patogénicos, por causa da presença de muita humidade e nutrientes essenciais para o seu desenvolvimento, há a necessidade de realizar análises à carga microbiana destes produtos (Costa et al., 2021). Sendo assim, foram realizados alguns testes de análise microbiológica na carne com revestimento e sem revestimento, testes esses que a Campicarn normalmente já realiza nos seus produtos, de modo a garantir a segurança dos seus consumidores, além de também as realizar a pedido dos seus clientes, tais como as grandes superfícies comerciais. De todos os testes que a Campicarn costuma realizar, foram escolhidos 5, sendo eles a contagem de microrganismos a 30 °C, contagem de Enterobacteriaceae a 37 °C, contagem de Escherichia coli a 44 °C, pesquisa de Salmonella spp. e contagem de Listeria monocytogenes. Os limites colocados pela Campicarn/clientes da Campicarn para os parâmetros aqui analisados estão apresentados na Tabela 5.3. Se a quantidade de microrganismos exceder os limites indicados na tabela, sabe-se que a carne estará imprópria para consumo, pois poderá causar diferentes doenças ou outros problemas aos consumidores. Tabela 5.3. Limites estabelecidos pela Campicarn/clientes da Campicarn para a quantidade máxima de microrganismos presentes nos produtos da Campicarn. Testes microbiológicos Limites Contagem de microrganismos a 30 °C Satisfatório se < 1,5x105 UFC∙g-1 Aceitável entre 1,5x105 - 1,5x106 UFC∙g-1 Contagem de Enterobacteriaceae a 37 °C Satisfatório se < 1x102 UFC∙g-1 Aceitável entre 1x102 - 1x103 UFC∙g-1 Contagem de Escherichia coli a 44 °C Satisfatório se < 5x102 UFC∙g-1 Aceitável entre 5x102 - 5x103 UFC∙g-1 Pesquisa de Salmonella spp. Negativo em 25 g Contagem de Listeria monocytogenes Inferior a 1x102 UFC∙g-1
53 Na Figura 5.2, está representada a quantidade total de microrganismos a 30 °C presentes na carne controlo e com revestimento, que foi armazenada a 4 °C durante 10 dias em atmosfera protetora. No gráfico dessa Figura, pode-se verificar que, ao longo dos dias, a quantidade total de microrganismos presentes na carne com revestimento é um pouco menor do que a quantidade presente na carne controlo, com a exceção do dia 6. Segundo a empresa que analisou as amostras de carne, a porção de amostra que foi utilizada para fazer a análise dos microrganismos a 30 °C (mesófilos), no dia 6, poderia não estar tão contaminada como uma outra porção que não chegou a ser analisada, isto é, diferentes partes da carne podem ter diferentes níveis de contaminação e, mesmo sendo bem homogeneizada, pode-se, por acaso, escolher alguma parte da amostra com uma população microbiana menor. Apesar de haver alguma diferença entre a amostra controlo e a amostra que contem o revestimento, a diferença entre os resultados obtidos ao longo dos dias, nas duas amostras, é pequena. Figura 5.2. Quantidade total de microrganismos (log UFC∙g-1) a 30 °C, presentes em amostras de carne, com revestimento e sem revestimento (controlo), em atmosfera protetora a 4 °C, ao longo de 10 dias de armazenamento (T0, T3, T6, T9 e T10). Considera-se o valor de bactérias obtido no dia 0 válido para o controlo e revestimento. As colunas representam a média das amostras (n=3) e as barras de erro indicam o desvio padrão dessas médias. a-d letras minúsculas diferentes indicam as diferenças significativas (p<0,05) entre as várias amostras ao longo dos dias de armazenamento (T0, T3, T6, T9 e T10). A,B letras maiúsculas diferentes indicam as diferenças significativas (p<0,05) entre os diferentes tratamentos num mesmo dia de armazenamento. aA aA cA aA aA bB dB bdB aA 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 T0 T3 T6 T8 T10 Microrganismos a 30º C (log UFC∙g-1) Tempo de armazenamento (dias) Controlo Revestimento
54 Como é possível verificar no gráfico, no primeiro dia de armazenamento, a população de microrganismos mesófilos a 30 °C, na amostra de controlo, encontrava-se acima de 6 log UFC∙ g-1. Este é um valor que pode variar muito, pois depende do estado inicial da carne (depende do tempo que a carcaça esteve armazenada numa arca de refrigeração antes de ser desmanchada, podendo estar apenas 1 dia (obrigatório para estabilizar o pH/temperatura da carcaça) ou mais. Em diversos estudos realizados, semelhantes a este e que utilizem bifes com revestimento de quitosano, são apresentados valores muitos distintos de quantidades de microrganismos, tais como em Langroodi et al., 2018, (acima de 4 log UFC∙g-1), em Đorđević et al., 2022, (2,35 log UFC∙g-1), e em Lima et al., 2024 (acima de 6 log UFC∙g-1). Nos estudos de Langroodi et al., 2018, (dia 0: 4,2 log UFC∙g-1; dia 12: 8 log UFC∙g-1 (aproximado)) e de Đorđević et al., 2022, (dia 0: 2,35 log UFC∙g-1; dia 12: 7.09 log UFC∙g-1) o aumento da quantidade de microrganismos a 30 °C no grupo controlo, ao longo dos dias, foi muito maior do que o obtido neste projeto (Figura 5.2) (dia 0: 6,57 log UFC∙g-1 ; dia 10: 7,11 log UFC∙g-1) e em Lima et al., 2024 (dia 0: 6,4 log UFC∙g-1; dia 8: 7,4 log UFC∙g-1). Isto deve-se a provavelmente já haver uma maior quantidade de microrganismos na carne nos primeiros dias do estudo realizado neste projeto e em Lima et al., 2024 quando comparado aos outros. Pela Figura 5.2, verifica-se que houve uma redução dos microrganismos em quase 1 log UFC∙g-1, comparando a amostra controlo com a amostra com revestimento, pois, no dia 8, a quantidade de microrganismos passou de 6,64 log UFC∙g-1 (controlo) para 5,86 log UFC∙g-1 (revestimento) e no dia 10 houve uma diminuição menor, pois foi de 7,11 log UFC∙g-1 (controlo) para 6,83 log UFC∙g-1 (experimental). No estudo realizado por Đorđević et al., 2022, onde se analisou a quantidade de microrganismos a 30 °C numa amostra sem revestimento, numa amostra com 2 % quitosano e em amostras com 2 % quitosano e diferentes quantidades de óleo essencial de Satureja montana L. (nanoencapsulado) (um deles tinha 0,25 % do óleo), verificou-se que, no 8º dia, houve uma diferença de 1,73 log UFC∙g-1 do controlo para o revestimento com quitosano e óleo essencial (0,25 %) e no 12º dia, a diferença do controlo para o revestimento com quitosano e óleo essencial foi de 0,61 log UFC∙g-1. Nesse estudo, verificou-se que houve uma diminuição maior da quantidade de microrganismos a 30 °C quando comparado aos resultados obtidos neste projeto (Figura 5.2) e, essa maior diminuição, deve-se, provavelmente, ao facto, de o revestimento utilizado ter uma maior quantidade de quitosano e óleo essencial do que a formulação que foi usada aqui. Mesmo se compararmos com outros revestimentos utilizados nesse mesmo estudo que
55 tenham uma maior quantidade de óleo essencial (0,5 % e 1 %) ou com outros revestimentos usados em Langroodi et al., 2018, (2 % quitosano, 2-4 % extrato de sumagre e 1 % de óleo essencial de zataria microflora), verifica-se que quanto maior for a quantidade de compostos com propriedade antimicrobianas, maior vai ser a diminuição da quantidade de microrganismos nas amostras com revestimento quando comparado ao controlo. Também no estudo feito por Đorđević et al., 2022, tal como aconteceu neste projeto, é percetível que, ao longo do tempo, há um enfraquecimento do revestimento, pois a diferença do controlo para a amostra com revestimento e óleo essencial é, por exemplo, no dia 10 (neste projeto) e no dia 12 (Đorđević et al., 2022)) menor quando comparada ao dia 8, isto é, os valores da quantidade de microrganismos na amostra com revestimento ficam mais próximas ao controlo à medida que aumenta o tempo de armazenamento. De acordo com a informação fornecida pela Campicarn acerca dos limites totais permitidos de microrganismos, a 30 °C, presentes na carne (Tabela 5.3), a quantidade total de microrganismos presentes na carne controlo, com a exceção do dia 6 por ser satisfatória, não era nem satisfatória nem aceitável e a quantidade de microrganismos presentes na carne com revestimento seria aceitável até ao dia 8 e não seria aceitável ou satisfatória no dia 10. Isto indica que a presença dos componentes antimicrobianos do revestimento tiveram um efeito positivo nos bifes de novilho, pois, apesar dos bifes não estarem nas melhores condições microbiológicas desde o primeiro dia (os bifes com revestimento e sem revestimento tiveram a mesma origem), a presença do revestimento conseguiu diminuir, em certa parte, a presença de microrganismos na carne. Na Figura 5.3 está indicada a quantidade total de microrganismos da família Enterobacteriaceae, a 37 °C, presentes nas amostras de carne em estudo, com e sem revestimento, ao longo de 10 dias de armazenamento. No gráfico da figura, verifica-se que a quantidade total de Enterobacteriaceae na carne sem revestimento aumentou até ao 6º dia (o 3º dia foi maior que o 1º e o 6º dia foi maior que o 3º) e a quantidade desses microrganismos nas amostras com revestimento no 3º e 6º dia foi menor comparado ao controlo. No 8º e 10º dia, não houve muitas diferenças significativas na quantidade total de Enterobacteriaceae entre o controlo e a carne com revestimento (no dia 8 o número total destas bactérias foi superior no controlo e no 10º dia foi superior na carne com revestimento), havendo uma diminuição do número total de Enterobacteriaceae nas duas amostras em estudo.
56 Figura 5.3. Quantidade total de Enterobacteriaceae (log UFC∙g-1) a 37 °C, presentes em amostras de carne, com revestimento e sem revestimento (controlo), em atmosfera protetora a 4 °C, ao longo de 10 dias de armazenamento (T0, T3, T6, T9 e T10). Considera-se o valor de Enterobacteriaceae obtido no dia 0 válido para o controlo e revestimento. As colunas representam a média das amostras (n=3) e as barras de erro indicam o desvio padrão dessas médias. a-d letras minúsculas diferentes indicam as diferenças significativas (p<0,05) entre as várias amostras ao longo dos dias de armazenamento (T0, T3, T6, T9 e T10). A,B letras maiúsculas diferentes indicam as diferenças significativas (p<0,05) entre os diferentes tratamentos num mesmo dia de armazenamento. Da mesma forma que aconteceu uma diminuição anormal no teste de microrganismos a 30 °C no dia 6 (Figura 5.2), também neste foi contabilizado uma quantidade muito pequena de Enterobacteriaceae nos dias 8 e 10, podendo ter-se escolhido aqui também uma porção de carne para a análise que não estaria tão contaminada por Enterobacteriaceae como noutras zonas que não foram escolhidas. O estudo feito por Mendes et al., 2023, testou um revestimento de quitosano (2 %) com extrato de chá verde (2 %) e óleo de linhaça (0,1 %) em carne de bovino proveniente de 3 zonas diferentes (Striploin (vazia), Knuckle (Rabadilha) e shoulder (pá)), armazenada a 4 °C em vácuo. Os resultados do controlo obtidos nesse estudo nas diferentes zonas testadas foi diferente, principalmente entre a vazia e as outras duas peças, pois a totalidade de Enterobacteriaceae presentes na carne da vazia aumentou pouco ao longo dos dias de armazenamento em relação aos outros dois (Vazia: dia 0 – 1 log UFC∙g-1, dia 5 – 2,4 log UFC∙g-1 e dia 8 – 2,6 log UFC∙g-1; Rabadilha: dia 0 – 1 log UFC∙g-1, dia 5 – 3,4 UFC∙g-1 e dia 8 – 4,8 UFC∙g-1; Pá: dia 0 – 1 log UFC∙g-1, dia 5 – 3,3 UFC∙g-1 e dia 8 – 4,7 UFC∙g-1). aA bA bA cA dA abA acB cA dA 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 T0 T3 T6 T8 T10 Enterobacteriaceae a 37º C (log UFC∙g-1) Tempo de armazenamento (dias) Controlo Revestimento
63 visível. Sendo assim, uns dos fatores que afetam o nível de oxidação da carne são a maior ou menor exposição ao oxigénio (sem embalamento, embalamento ATP ou vácuo) e a quantidade total desta proteína na carne após o abate do animal. Além disso, um outro mecanismo relacionado com a mioglobina, que permite o aumento da oxidação lipídica à medida que a carne está mais exposta a oxigénio, é a produção de espécies reativas de oxigénio provenientes da oxidação da oximioglobina para formar a metamioglobina e essas espécies reativas oxidarão os ácidos gordos insaturados da carne (Cobos e Díaz, 2015; Faustman et al., 2010). Atualmente, não foi estabelecido pela legislação um limite máximo de concentração de MDA em produtos cárneos, mas, de acordo com estudos realizados por outros autores, é referido um limite de 2 mg MDA∙kg-1, pois quando os valores deste composto são superiores a este, começa a ser notável a aparição de odores desagradáveis (rançosos) na carne (Dominguez et al, 2019; Đorđević et al., 2022; Mendes et al., 2023). Assim, de acordo com esta informação, os valores de TBARS, presentes na Figura 5.4, não seriam aceitáveis na carne sem revestimento nos dias 8 e 10. Já na carne com revestimento, os valores de TBARS ficaram, durante os 10 dias, sempre abaixo de 2 mg MDA∙kg-1, ou seja, não haveria aromas rançosos durante todo o armazenamento. 5.2.3. pH O pH da carne armazenada a 4 °C, que está representado na Figura 5.5, foi medido ao longo de 10 dias, tanto na carne controlo como na carne com revestimento. Este é um importante indicador de qualidade da carne fresca, pois a alteração dos valores deste parâmetro para níveis anormais (muito acima ou muito abaixo de 5,8), pode afetar a cor, a maciez, a capacidade de retenção de água e permitir o aumento da quantidade de microrganismos patogénicos (Chang et al., 2019; Hamoen et al., 2013).
64 Figura 5.5. Valores de pH das amostras de carne com revestimento e sem revestimento (controlo), em atmosfera protetora a 4 °C, ao longo dos 10 dias de armazenamento (T0, T3, T6, T9 e T10). Considera-se o valor de pH obtido no dia 0 válido para o controlo e revestimento. As colunas representam a média das amostras (n=3) e as barras de erro indicam o desvio padrão dessas médias. a-c letras minúsculas diferentes indicam as diferenças significativas (p<0,05) entre as diferentes amostras ao longo dos dias de armazenamento (T0, T3, T6, T9 e T10). A,B letras maiúsculas diferentes indicam as diferenças significativas (p<0,05) entre os diferentes tratamentos no mesmo dia de armazenamento. Como se pode verificar na Figura 5.5, os níveis de pH atingidos, durante os dias que se mediu este parâmetro, ficaram entre 5,5 e 5,7. A diferença de valores de pH entre as duas amostras em estudo não tiveram muitas diferenças significativas (p<0,05), tendo o pH das amostras sem revestimento, no 3º e 6º dia, ficado um pouco superior às amostras com revestimento e nos dias 8 e 10, o pH, foi superior nos bifes com revestimento. Com estes resultados, verifica-se que o pH da carne não sofreu muitas mudanças ao longo dos dias, mantendo-se sempre compreendido entre 5,3 e 5,8, que é o intervalo de valores de pH ideais para a carne (Edris et al., 2013). No 3º e 6º dia, o pH foi inferior nos bifes com revestimento (mais ácido), provavelmente devido à presença do ácido lático na formulação dos revestimentos que acidificaram o bife. Em Langroodi et al., 2018, foi estudado o efeito de um revestimento de quitosano com um óleo essencial de zataria multiflora e extrato de sumagre em bifes embalados em atmosfera protetora (80% O2-20% CO2), onde se analisou a evolução dos valores de pH ao longo de 20 dias de armazenamento em diferentes amostras de carne (uma sem embalamento ATP e sem revestimento, outra embalada em ATP sem revestimento e as outras com diferentes aA bcA cA abcA bcA aA bB abcA bcA 5,3 5,35 5,4 5,45 5,5 5,55 5,6 5,65 5,7 5,75 5,8 T0 T3 T6 T8 T10 pH Tempo de armazenamento (dias) Controlo Revestimento
65 formulações de revestimento e embaladas em ATP (quitosano 2 %, quitosano 2 % + sumagre 2 %, quitosano 2 % + sumagre 4 %, quitosano 2 % + sumagre 2 % + zataria multiflora 1%, quitosano 2 % + sumagre 4 % + zataria multiflora 1%)). Nesse estudo, o pH na carne sem revestimento embalada em ATP, aumentou ao longo dos dias (no dia 0, o pH estava abaixo de 6, no 4º e 8º dia era um pouco acima de 6 e no 12º dia já estava acima de 7), sendo a razão dada para esse aumento do pH, a acumulação de metabolitos microbianos com maior pH/formação de compostos alcalinos. As amostras com revestimento obtiveram pH menores que se mantiveram constantes ao longo dos dias. Além deste estudo, também outros obtiveram resultados semelhantes (aumento constante do pH em carne embalada sem revestimento e menor aumento ou manutenção dos valores do pH ao longo do armazenamento na carne com revestimento) (Đorđević et al., 2022; Karakosta et al., 2022; Yaghoubi et al., 2021). Comparando os resultados obtidos em Langroodi et al., 2018, com os que se obtiveram neste projeto (Figura 5.5), os valores de pH obtidos na carne sem revestimento aqui não aumentaram tanto, mantendo-se constantes até ao 10º dia, sendo até mais baixos que os valores obtidos na carne com revestimento embalada em ATP no 8º e 10º dia. Uma razão para a obtenção destes resultados, seria que a população microbiana presente na carne poderia produzir compostos mais ácidos do que os presentes nas amostras de carne de Langroodi et al., 2018, e, por isso o pH aumenta menos. Na carne com revestimento, o pH poderia ser um pouco maior devido à proteção que essa formulação daria à carne contra esses microrganismos que diminuiriam o pH da carne. Um outro motivo que justifique o pH da carne com revestimento ser semelhante ao da carne controlo, seria o facto do pH do revestimento (5,78) ser maior do que o da carne no dia inicial, pois este era 5,41. 5.2.4. Análise de Textura Na tabela 5.4, estão representados os valores dos vários parâmetros de textura (dureza (kg), adesividade (g∙s), resiliência (%), coesão, elasticidade (%), gomosidade e mastigabilidade), analisados nas amostras de carne controlo e com revestimento, durante os 10 dias de armazenamento, a 4 °C.
66 Tabela 5.4. Parâmetros de textura – dureza (kg), adesividade (g∙s), resiliência (%), coesão, elasticidade (%), gomosidade e mastigabilidade – analisadas em amostras de carne com revestimento e sem revestimento (controlo), em atmosfera protetora a 4 °C, durante 10 dias de armazenamento (T0, T3, T6, T8 e T10). Considera-se o valor dos parâmetros obtidos no dia 0 válidos para o controlo e revestimento. Os resultados dos parâmetros apresentados na tabela estão representados como média (n=3) ± desvio padrão. a-d letras minúsculas diferentes indicam diferenças significativas (p<0,05) entre as diferentes amostras durantes os dias de armazenamento (T0, T3, T6, T9 e T10). Parâmetro Texturais Tempo Controlo Revestimento Dureza (kg) T0 130,34 ± 13,58 a T3 132,61 ± 27,06 a 126,67 ± 11,36 a T6 135,14 ± 10,59 a 155,95 ± 14,75 ab T8 189,77 ± 11,68 b 162,70 ± 9,18 ab T10 203,24 ± 18,38 b 179,64 ± 5,85 b Adesividade (g∙s) T0 -104,20 ± 2,92 a T3 -80,76 ± 5,95 b -73,31 ± 10,74 b T6 -214,86 ± 34,31 c -71,46± 11,03 b T8 -202,23 ± 34,14 c -88,53 ± 28,28 ab T10 -442,89 ± 19,88 d -93,17 ± 34,48 ab Resiliência (%) T0 26,82 ± 3,91 a T3 31,14 ± 2,46 ab 20,92 ± 2,93 a T6 22,86 ± 3,00 a 24,73 ± 1,41 a T8 33,61 ± 2,36 b 25,49 ± 2,80 a T10 35,28 ± 2,65 b 26,05 ± 1,40 a Coesão T0 0,32 ± 0,04 a T3 0,35 ± 0,04 a 0,30 ± 0,04 a T6 0,36 ± 0,04 a 0,37 ± 0,04 a T8 0,44 ± 0,04 b 0,36 ± 0,03 a T10 0,45 ± 0,03 b 0,38 ± 0,03 a Elasticidade (%) T0 29,57 ± 2,90 a T3 33,32 ± 3,60 ab 39,28 ± 6,93 b T6 42,75 ± 2,87 b 47,50 ± 3,73 bc T8 41,63 ± 5,16 b 47,27 ± 4,42 bc T10 48,06 ± 1,18 c 50,24 ± 6,52 bc Gomosidade T0 42,76 ± 7,94 a T3 45,95 ± 6,81 a 40,21 ± 9,08 a T6 48,54 ± 4,30 a 63,04 ± 6,93 b T8 86,77 ± 8,36 c 62,11 ± 6,43 b T10 88,64 ± 9,71 c 64,77 ± 6,46 b Mastigabilidade T0 12,38 ± 2,76 a T3 14,87 ± 1,55 a 16,18 ± 3,55 a T6 20,66 ± 1,36 b 30,59 ± 5,87 c T8 38,37 ± 7,53 cd 29,86 ± 3,92 c T10 42,91 ± 4,38 d 32,49 ± 2,57 c
67 A análise dos parâmetros texturais, tais como os que estão na Tabela 5.4, são importantes para a verificação da qualidade dos diversos produtos alimentares. A avaliação da textura da carne é essencial para garantir a frescura da carne e garantir que ela não tenha sofrido nenhum tipo de deterioração, pois essa avaliação vai determinar se a carne é macia e se está num estado aceitável para os consumidores (Yan et al., 2024; Zheng et al., 2023; Zou et al., 2022). Pela Tabela 5.4, verifica-se que houve, de um modo geral, o aumento da dureza da carne ao longo do armazenamento, tanto nas amostras controlo como na carne com revestimento. Houve algumas diferenças significativas (p<0,05) durante o armazenamento da carne controlo e da carne com revestimento, que se verificaram no dia 8 na carne controlo e apenas no dia 10 na carne com revestimento. O aumento da dureza, no final do armazenamento, foi bastante superior na carne sem revestimento quando comparado à carne com revestimento. No dia 6, a amostra de controlo teve um valor de dureza inferior ao da carne com revestimento. Isso poderia ser resultante da existência de uma maior quantidade de gordura na carne (a gordura amacia a carne) ou de uma quantidade superior de água na amostra, por exemplo, que afetaria os resultados obtidos neste parâmetro. Como as amostras de carne utilizadas nas análises foram diferentes em cada um dos dias de armazenamento, é provável que elas tivessem características diferentes (quantidades diferentes de água, gordura, proteínas, colagénio) que pudessem afetar os resultados obtidos nos diversos parâmetros. Segundo Zouaghi e Cantalejo, 2016, a dureza das amostras de carne é maior quando esta é embalada na presença de oxigénio (havia 70 % O2, em média, nas embalagens das amostras da Tabela 5.4), pois a carne torna-se mais dura quanto há maior concentração de O2. Isso também pode ser comprovado pelo estudo feito por Bao et al., 2016, onde este avaliou a cozedura de hambúrgueres que tinham sido embalados com diferentes concentrações de O2. Nesse estudo, houve o aumento da dureza à medida que a concentração de O2 era maior. Apesar de a dureza ter aumentado de um modo geral, tanto no controlo como no teste experimental da Tabela 5.4, o aumento desse parâmetro foi menor na carne com revestimento durante o armazenamento, devido, em parte, à presença dos antioxidantes dos óleos essenciais e do quitosano, pois estes diminuem o efeito do oxigénio na carne. Jongberg et al., 2014, estudou o efeito que o embalamento com grandes quantidades de oxigénio tem na dureza do frango durante o armazenamento, onde se comparou esse parâmetro quando o frango foi embalado em ATP (80% O2 e 20 % CO2) com o que foi embalado
68 em vácuo, sendo essa dureza superior no embalamento em ATP nos primeiros dias de armazenamento. Esse aumento da dureza é derivado da formação de ligações cruzadas de dissulfureto nas proteínas da carne, sendo essas ligações oriundas da oxidação que ocorre nas proteínas da carne, pois oxigénio induz a oxidação dos grupos tióis (-SH) delas e esses grupos irão criar as ligações cruzadas, enrijecendo, desse modo, a carne (Bao et al., 2016; Jongberg et al., 2014). Apesar de nos primeiros dias a dureza da carne aumentar por causa das ligações cruzadas, pode-se ver que no dia 9 do estudo de Jongberg et al., 2014, o valor da dureza diminui, tanto no embalamento em ATP como no embalado a vácuo. Em alguns estudos onde se utiliza revestimentos de quitosano em carne que não é embalada em ATP, como no caso de Yan et al., 2024, e o de Zheng et al., 2023, todas as amostras de carne diminuem os valores da dureza ao longo dos dias de armazenamento, tal como aconteceu do dia 5 para o dia 9 no estudo de Jongberg et al., 2014. Segundo eles, um dos fatores que faz com que haja a diminuição dos valores desse parâmetro é a oxidação das proteínas miofibrilares, pois isso provoca o amolecimento dos tecidos musculares. Nesse caso, o uso do revestimento nas diferentes carnes, faz com que a diminuição dos valores de dureza não seja tão grande. Um fator que aumenta a dureza da carne é a quantidade de água presente nas amostras durante o armazenamento. Em estudos onde é utilizado o embalamento a vácuo é esperado que a dureza não aumente tanto ou até chegue a diminuir, ao contrário do que acontece no embalamento ATP, visto que, além de não haver a presença de oxigénio, também a própria embalagem atua como barreira para a água, não deixando a água sair tão facilmente da carne. No estudo realizado por Mendes et al., 2023, onde foi utilizado o embalamento a vácuo em todas as amostras de carne em estudo (controlo e revestimento), não houve diferenças significativas no parâmetro dureza (não houve variação entre as diferentes amostras durante o armazenamento). Isso significa que, ao não haver a presença de oxigénio na embalagem e ter uma barreira que impeça a saída da água do interior da carne (embalamento a vácuo, revestimento ou os dois em conjunto), a carne mantêm-se macia por muito mais tempo. Apesar de os revestimentos de quitosano serem fracas barreiras para o vapor de água, por serem polissacáridos, a presença dos óleos essenciais nos revestimentos permite o aumento da barreira para vapor de água e impede a libertação da água da carne para a atmosfera da embalagem, podendo ser esse um dos fatores que permitiu não haver um aumento tão
69 grande nos valores da dureza na carne com revestimento em relação à carne de controlo (Campos et al., 2011; Hassan et al., 2018). Na Tabela 5.4, estão indicados os valores da adesividade das amostras de carne em estudo, onde houve, em ambas as amostras, uma diminuição significativa (p<0,05) da adesividade do dia 0 para o dia 3. O próprio embalamento em ATP tem a capacidade de diminuir este parâmetro, pois os absorventes na embalagem absorvem, principalmente nos primeiros dias de armazenamento, os líquidos libertados pela carne (exsudado). Além disso, a percentagem de dióxido de carbono inicial presente na embalagem também atua como um antimicrobiano, evitando a produção de viscosidade por microrganismos patogénicos durante os primeiros dias de armazenamento (Dar et al., 2018). As amostras controlo apresentaram uma adesividade muito superior à das amostras com revestimento ao longo do armazenamento, havendo diferenças significativas (p<0,05) entre os dias 3 e 6 e entre os dias 8 e 10. No caso das amostras com revestimento, não houve diferenças significativas (p>0,05) na carne durante o armazenamento, à exceção da diminuição da adesividade que ocorreu do dia 0 para o dia 3 como foi referido anteriormente. Como a carne controlo teve uma adesividade maior do que a carne com revestimento durante o armazenamento, há a indicação de que houve a produção de mais viscosidade na superfície da carne controlo, devido à deterioração, tal como era esperado. O facto de haver uma maior população microbiana nas amostras de carne controlo, como se verifica no gráfico da Figura 5.2, faz com que esta apresente valores de adesividade superiores aos da carne com revestimento ao longo dos dias de armazenamento, pois, no final do armazenamento, a carne sem revestimento apresentou um valor da adesividade muito superior ao mesmo tempo que também se verificou um aumento dos microrganismos presentes na carne. O aumento dos microrganismos na carne está associado à diminuição da integridade dos músculos, por causa dos produtos que eles produzem, que afetam a qualidade da carne (Mendes et al., 2023). Outro fator que permite que não haja um aumento significativo da adesividade da carne na carne com revestimento, é o próprio revestimento, pois este forma uma barreira protetora que impede a libertação do exsudado da carne tão facilmente como acontece na carne controlo. Relativamente ao parâmetro da resiliência, como é possível verificar na Tabela 5.4, da mesma forma que aconteceu no parâmetro da adesividade, houve o aumento deste parâmetro em ambas as amostras de carne em estudo, mas apenas houve diferenças
70 significativas nos valores da resiliência da carne de controlo (p<0,05), pois esta aumentou muito do dia 6 para o dia 8. Isto indica que a carne com revestimento apresentou maior dificuldade em retornar à sua forma inicial quando comparada com a carne controlo. A elasticidade é um dos parâmetros texturais que se relaciona com a resiliência, pois a elasticidade é o nível de deformação que um produto pode sofrer até ao ponto em que é possível regressar ao estado inicial e a resiliência é a capacidade que um produto, neste caso, a carne, vai ter de recuperar após sofrer essa deformação (Mabrouki et al., 2023). No caso da elasticidade, houve um aumento gradual da elasticidade tanto na carne controlo como na carne com revestimento (houve diferenças significativas (p<0,05) no dia 6 e no dia 10 na carne controlo e no dia 3 na carne com revestimento), ficando, no final do armazenamento, ambas as amostras de carne em estudo com elasticidade semelhante, mas nos dias 3, 6 e 8 a elasticidade era superior na carne com revestimento. Este parâmetro relaciona-se com a resiliência, pois, por a carne controlo ter uma dureza maior (mais firme), vai ser mais resistente à força de deformação que é aplicada nela (menor elasticidade) e vai ter tendência a recuperar a sua forma mais rapidamente por causa disso (mais resiliente). Quanto ao parâmetro da coesão das amostras de carne, pela Tabela 5.4, verifica-se que apenas houve diferenças significativas (p>0,05) nas amostras de carne controlo a partir do dia 8, quando ocorreu um pequeno aumento da coesão. No caso das amostras com revestimento, não houve diferenças significativas na coesão das amostras dessa carne durante o armazenamento. O aumento da coesão nas amostras de carne controlo está relacionada ao aumento da dureza, pois a carne mais dura tem tendência a ser mais coesa. Relativamente aos parâmetros da gomosidade e mastigabilidade, estes estão diretamente ligados aos parâmetros da dureza, coesão e, no caso da mastigabilidade, elasticidade. A gomosidade, que é obtida através do produto da dureza pela coesão, aumentou nas amostras controlo no dia 8 significativamente (p<0,05). Já na carne com revestimento, houve diferenças significativas (p<0,05) no dia 6. Em ambas as amostras em estudo houve o aumento dos valores da gomosidade, mas, no final do armazenamento, a gomosidade na carne sem revestimento foi superior. Quanto aos valores da mastigabilidade, que se determinaram através do cálculo do produto da dureza pela coesão e pela elasticidade, nas amostras controlo houveram diferenças significativas (p<0,05) no dia 6 e no dia 8, enquanto na carne com revestimento verificaram-se diferenças significativas (p<0,05) entre o dia 3 e 6. Em ambas as amostras, houve o aumento da mastigabilidade ao longo do armazenamento, mas o
71 aumento desse parâmetro na carne controlo foi muito superior ao verificado na carne com revestimento a partir do 8º dia. No dia 6, os valores da gomosidade e da mastigabilidade da amostra controlo foram inferiores aos valores desses parâmetros obtidos na carne com revestimento, devido ao valor da dureza também ter sido mais baixo no controlo desse dia. Isso ocorreu também devido a haver uma maior quantidade de gordura ou água na amostra de carne, por exemplo, tal como se referiu relativamente ao parâmetro da dureza. Entre o 6º e o 10º dia, os valores da gomosidade e da mastigabilidade na carne com revestimento mantiveram-se semelhantes, não apresentando diferenças significativas (p>0,05) entre eles, e sendo muito inferiores aos da carne controlo. Sendo assim, como os valores destes dois parâmetros foram superiores nas amostras controlo, de um modo geral, isto significa que esta carne vai ser mais resistente à mastigação e necessitará de uma maior quantidade de energia e tempo para realizar esse processo. Segundo Hur et al., 2013, o aumento dos parâmetros da coesão, adesividade, gomosidade e mastigabilidade estão diretamente ligados ao aumento da dureza da carne, e isso pode ser verificado na Tabela 5.4, pois, como a carne controlo apresentou adesividade, coesão, gomosidade e mastigabilidade superiores à carne com revestimento, também esta teve maior dureza no final do armazenamento. Assim, os resultados obtidos na análise de todos os parâmetros texturais (dureza, adesividade, resiliência, coesão, elasticidade, gomosidade e mastigabilidade), no final dos 10 dias de armazenamento, indicaram que o revestimento de quitosano com os óleos essenciais de limão e manjericão teve a capacidade de preservar melhor algumas das características texturais da carne quando comparado à carne sem revestimento, isto é, mesmo que ambas as amostras de carne não tenham mantido os valores dos parâmetros durante os 10 dias de armazenamento, a carne com revestimento foi mais eficaz na preservação dessas características na carne, mantendo-a mais macia e tenra por mais tempo. Isso é devido à proteção que o revestimento confere à carne ao não a expor tanto ao efeito do oxigénio presente na embalagem e à proliferação microbiana, que esta teria caso não tivesse o revestimento (Bao et al., 2016; Jongberg et al., 2014; Mendes et al., 2023).
72 5.2.5. Análise Colorimétrica Um dos parâmetros mais importantes na escolha de um produto cárneo por parte do consumidor é a cor da carne. Se a carne apresentar uma cor vermelha, esta é uma indicação para os consumidores de que esta está fresca e com qualidade (Mendes et al., 2023; Yan et al., 2024). No Anexo II, Tabela A.1, encontram-se os valores das coordenadas L*a*b* das amostras de carne em estudo. A coordenada L* (Anexo II, Tabela A.1), que indica a luminosidade da carne (varia entre preto e branco), aumentou significativamente (p<0,05) em ambas as amostras de carne em estudo no 2º dia de armazenamento, mas foram sempre superiores na carne com revestimento, ou seja, a luminosidade da carne com revestimento apresentou valores que estão mais próximos do branco do que a carne controlo. A luminosidade é superior na carne com revestimento, devido ao brilho do próprio quitosano e da interação que este faz com a carne, pois os revestimentos que contêm quitosano aumentam a reflexão da luz na superfície da amostra em estudo (Mendes et al., 2023; Paparella et al., 2016). Relativamente ao a* (Anexo II, Tabela A.1), que indica a intensidade da cor vermelha na carne (varia entre verde e vermelho), verifica-se que houve uma diminuição dos valores desta coordenada ao longo do armazenamento em ambos os testes em estudo. Isto significa que a cor de ambas as carnes, que era originalmente mais vermelha, começou a diminuir a sua intensidade em ambas as situações. Apesar de no 10º dia de armazenamento os valores de a* serem semelhantes nas duas amostras de carne, até ao 8º dia, o valor de a* na carne com revestimento foi sempre superior ao da carne controlo, indicando que as propriedades antioxidantes do revestimento conseguiram atenuar os efeitos da oxidação da carne nos primeiros dias de armazenamento, que diminui a intensidade da cor vermelha na carne, ou seja, a taxa de ligação do oxigénio à mioglobina presente na carne foi mais lenta na carne com revestimento e, como consequência, a oxidação da oximioglobina para metamioglobina quando acabou a mioglobina também demorou mais tempo a acontecer, prolongando, assim, o tempo que a carne se manteve mais vermelha (Hoa et al., 2022). Quanto à coordenada b* (Anexo II, Tabela A.1), que indica a intensidade da cor amarela na carne (varia entre azul e amarelo), verifica-se que os valores desta coordenada diminuíram tanto nas amostras de carne controlo como na carne com revestimento e, da mesma forma que aconteceu com a coordenada a*, a diminuição foi mais rápida na carne de controlo, isto
79 6. CONCLUSÃO E PERSPETIVAS FUTURAS Tendo em consideração o curto prazo de validade de 7 dias da carne fresca do setor do corte fino da Campicarn, quando embalada em ATP, foi possível, com este projeto, criar um revestimento, que tivesse na sua formulação o biopolimero quitosano e os óleos essenciais de limão e manjericão, capaz de prolongar o tempo de prolongar o tempo de prateleira da carne quando aplicado nela o revestimento em questão. Para isso, foram escolhidas diversas formulações, com concentrações de quitosano e de óleos essenciais variáveis, para as testar qual seria melhor e mais eficaz para aplicar na carne. De acordo com os resultados obtidos na avaliação das propriedades físico-químicas das soluções de revestimento, concluiu-se que a formulação que continha 1,25 % (w/v) de quitosano, 0,01 % (w/v) de óleo essencial de manjericão e 0,07 % (w/v) de óleo essencial de limão era a melhor escolha, pois esta tinha valores de pH mais próximos do ideal para a carne, tinha um ângulo de contacto elevado e era menos permeável a vapor de água. Ao ser aplicado na carne, o revestimento mostrou ser eficaz no aumento do tempo de prateleira com base nos testes de avaliação da carga microbiana, da oxidação lipídica, do pH, da cor e da textura realizados durante o armazenamento da carne. Relativamente à avaliação da quantidade de microrganismos presentes na carne, apenas se pode verificar diferenças entre a carne controlo e a carne com revestimento na contagem de microrganismos a 30 °C e na contagem de Enterobacteriaceae a 37 °C, pois não foi detetado E. Coli, Salmonella spp. e L. monocytogenes em nenhuma das amostras em estudo. Foi percetível que, mesmo que a carne controlo não estivesse nas melhores condições microbiológicas desde o início do armazenamento (não estava própria para consumo de acordo com os limites estabelecidos pela Campicarn), as propriedades antimicrobianas do revestimento conseguiram diminuir o crescimento microbiano na carne com revestimento. A oxidação lipídica da carne com revestimento teve valores muito semelhantes durante todo o armazenamento, enquanto a carne controlo aumentou muito, evidenciando a eficácia do revestimento e das propriedades antioxidantes dele no combate à oxidação da carne durante os dias em que este teste foi realizado. Quanto aos restantes parâmetros físico-químicos, durante os 10 dias, o pH manteve-se sem grandes alterações em ambas as amostras, sendo apenas percetível maiores diferenças nos parâmetros texturais e colorimétricos. Percebeu-se que o revestimento foi eficaz em não
80 alterar tanto os diferentes parâmetros texturais, preservando um pouco melhor essas características, pois a carne controlo ficou muito mais dura/coesa do que a carne com revestimento, necessitando de mais tempo e força para esta ser totalmente triturada durante a mastigação, além da carne controlo ter também uma maior adesividade, o que indica que esta sofreu um maior nível deterioração por parte dos microrganismos patogénicos. Quanto aos parâmetros colorimétricos, é possível perceber que, de acordo com os resultados obtidos, a cor da carne com revestimento se manteve estável por mais tempo, com mais brilho e mais vermelha. Por fim, a análise organolética veio confirmar a melhoria significativa que o revestimento teve no prolongamento do tempo de prateleira e na qualidade da carne, principalmente nos testes relativos à cor, textura e aspeto. Foi percetível que a cor e o aspeto da carne com revestimento, ao longo do armazenamento, foi melhor e, no caso da textura, a maciez da carne com revestimento, avaliada pelo corte, foi notória quando comparada à carne controlo no final do armazenamento. Para concluir, o uso do revestimento edível com o intuito de melhorar a qualidade da carne e aumentar o seu tempo de prateleira, teve resultados positivos, mesmo que a carne não tivesse nas melhores características iniciais. Esses resultados positivos são devido, ao facto, do revestimento ter conseguido diminuir a quantidade de microrganismos presentes na carne, ter diminuído os níveis de oxidação que a carne sofreria ao longo do armazenamento e também ter melhorado as características texturais e de cor do produto cárneo. Apesar de o revestimento ter sido eficaz no aumento do tempo de prateleira, este apresenta uma desvantagem, pois haveria a necessidade de indicar no rótulo que o produto teria alergénios, devido ao quitosano ser proveniente de crustáceos e a empresa tem, atualmente, uma política de redução de alergénios. Futuramente, seria interessante testar outros revestimentos e compará-los com um revestimento semelhante a este, isto é, comparar um revestimento com apenas quitosano com outros que contenham quitosano e diferentes concentrações dos óleos essenciais, onde alguns dos filmes poderiam ter apenas um dos óleos essenciais, de modo a perceber qual seria o melhor revestimento para a carne. Além disso, nessa fase inicial da escolha dos revestimentos poder-se-ia realizar uma maior quantidade de testes para os caracterizar para além do pH, ângulo de contacto e permeabilidade a vapor de água, de modo a realizar uma escolha mais acertada. Alguns dos testes que se poderiam realizar nos filmes é a medição da
81 tensão do filme (se quebra facilmente ou não), da cor (se é opaco ou translúcido), avaliação da viscosidade do filme. Além destes, a avaliação da atividade antioxidante e antimicrobiana dos filmes em si seria muito importante, pois, assim, seria possível selecionar aqueles que tivessem as melhores propriedades, os que tivessem mais compostos antioxidantes e antimicrobianos que pudessem aumentar o tempo de vida útil da carne. Quanto ao tempo de prateleira, poder-se-ia realizar um outro teste de avaliação de oxidação, no caso, a oxidação proteica, visto que a carne é um produto alimentar que pode estar sujeito a este tipo de oxidação, apesar de ocorrer em menor quantidade. Para isso, um dos métodos que se poderia utilizar é o método DNPH, pois esse composto reage com os grupos carbonilos, que são produtos derivados da oxidação proteica. Outro teste que se poderia realizar seria a medição do peso das amostras no dia 0 e em cada um dos dias que se realizariam os testes do tempo de prateleira durante o armazenamento (todas as amostras teriam o mesmo peso inicial). Além destes, também seria interessante realizar a análise ao sabor da carne, onde se teria um painel de júris que avaliariam as diferentes amostras de carne em estudo pelo sentido do paladar, que deveriam verificar se a carne está macia ou dura, se estava suculenta ou não, sendo essa uma garantia que permitiria saber se os consumidores gostariam do sabor e outros parâmetros da carne com revestimento.
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