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