Mestrado em Controlo de Qualidade Área de Especialização em Água e Alimentos
|
|  Yüklə 7.17 Mb.
|
Mestrado em Controlo de Qualidade Área de Especialização em Água e Alimentos Gema de ovo. Composição em aminas biogénicas. Influência da gema na fracção volátil de cremes de pasteleiro Bárbara Filipa Santos Ramos Porto
Março de 2008 Bárbara Filipa Santos Ramos Licenciada em Microbiologia Gema de ovo. Composição em aminas biogénicas. Influência da gema na fracção volátil de cremes de pasteleiro
Professora Doutora Isabel Maria Pinto Leite Viegas Oliveira Ferreira Co-Orientador: Professora Doutora Olívia Pinho Março de 2008 Dissertação de Candidatura ao Grau de Mestre em Controlo de Qualidade de Água e Alimentos Apresentada à Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto Este trabalho foi realizado na Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto, no Serviço de Bromatologia da Universidade do Porto
A.2.3 Análise estatística 46 B.2.5. Análise estatística 67 ÍNDICE DE TABELAS Tabela 1. Características físico-químicas das proteínas presentes na clara de ovo (Linden & Lorient, 1999) 7 Tabela 2. Composição em proteínas da gema de ovo (Linden & Lorient, 1999) 9 Tabela 3. Composição em carotenóides da gema de ovo (Davis & Reeves, 2002) 9 Tabela 4. Composição nutricional do ovo bruto inteiro (por 100g) (Macrae et al., 1993) 10 Tabela 5. Composição em amino ácidos do ovo comestível (por 100g) (Turnbull, 1998, Stadelman, 2003) 11 Tabela 6. Componentes lipídicos do ovo comestível (por 100g) (Stadelman, 2003) 12 Tabela 7. Vitaminas presentes no ovo comestível (por 100g) (Stadelman, 2003) 13 Tabela 8. Composição em minerais do ovo comestível (por 100g) (Stadelman, 2003) 14 Tabela 9. Composição de aminas e poliaminas em ovos 19 Tabela 10. Vantagens e limitações à utilização dos principais ovoprodutos (Linden & Lorient, 1999, Souza-Soares & Siewerdt, 2005) 28 Tabela 11. Potentes aromatizantes da gema de ovo (Cerny & Cuntz, 2004) 32 Tabela 12. Esquema do gradiente de eluição usado na separação das aminas biogénicas em estudo. 45 Tabela 13. Parâmetros das curvas de calibração determinados pelo método do padrão externo 47 Tabela 14. Composição em aminas biogénicas doseadas na gema dos ovos caseiros * 48 Tabela 15. Ésteres identificados após extracção dos compostos voláteis, nas amostras de cremes de pasteleiro 75 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Estrutura seccional do ovo de galinha (Laghi et al., 2005). 4 Figura 2. Esquema da secção radial da casca de ovo (Larrañaga et al., 1999) 5 Figura 3. Micromapeamento electrónico de sondagem da casca de ovo. a) Cutícula com uma superfície homogénea, a1) superfície da cutícula corroída, a2) secção radial da casca mostrando a cutícula; b) superfície externa da casca; b1) superfície externa da casca com irregularidades, b2) superfície externa com aspecto granular; c) superfície interna com estrias e poros normais, c1) superfície interna com pequenas fissuras, c2) superfície interna com fissuras e poros (Favier et al., 2000). 22 Figura 4. Aspecto dos ovos frescos e dos ovos envelhecidos (baseado em Larrañaga et al., 1999). 24 Figura 5. Circuitos da formação das aminas biogénicas e das poliaminas (Mariné-Font et al., 1995). 38 Figura 6. Esquema da amostragem para os ovos caseiros 41 Figura 7. Esquema da amostragem para os ovos comerciais 42 Figura 8. Esquema resumido da extracção e derivatização das aminas biogénicas. 44 AGRADECIMENTOS Este trabalho pretende ser um acto, sobretudo, de gratidão ao Departamento de Bromatologia da Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto, onde encontrei um ambiente de consideração, amizade e excelência académica que me permitiram realizar esta pesquisa. Começando pela minha Orientadora, Doutora Isabel Ferreira, agradeço a sua simpatia, disponibilidade, confiança e entusiasmo. À Professora Olívia Pinho, Co- Orientadora, agradeço a forma simpática, dinâmica, prestável e sobretudo humilde de demonstrar seu grande valor, não só nas horas de trabalho, bem como nas de convívio, também fundamentais, e que fazem toda a diferença. Às Licenciadas Sofia Silva e Francisca Menezes agradeço a ajuda técnica, prestada de forma rápida e eficaz. A todos os elementos do Laboratório de Bromatologia, colegas e funcionários (também agora amigos) aprecio a forma como me integraram no grupo, de forma calorosa. Agradeço à Engenheira Elisa Soares a palavra amiga e experiente nos momentos de desânimo. Agradeço também a todo o grupo do Laboratório de Optimização de Processos Alimentares da ESB, onde integrei uma bolsa de investigação desde 2005, com especial destaque para a Professora Cristina Silva e a Doutora Teresa Brandão, que sempre demonstraram simpatia e compreensão, dando-me autonomia de horários de forma a eu concluir o mestrado. Quero ainda salientar todas as minhas amigas que em momentos de desânimo e frustração, me tentaram animar com palavras e gestos de carinho, destacando as minhas amigas Fátima Miller, Joana Fundo e Patrícia Almeida. Agradeço aos amigos que criei no Serviço de Bromatologia, particularmente à Olga Viegas e ao Armindo Melo que me incentivaram a escrever a tese nos momentos de menor inspiração. Não me posso esquecer da minha amiga e colega de mestrado, Elisângela Costa que esteve presente em todos os momentos desde o início até ao fim do mestrado e que sempre me fez companhia nas noites que passei a trabalhar no laboratório. Agradeço ao Nuno pelo amor e dedicação, que com carinho e muita paciência me animou nos momentos mais difíceis, e pelos fins-de-semana que me fez companhia enquanto eu estudava. Agradeço aos meus restantes amigos, sem salientar ninguém, por todo o apoio e compreensão demonstrada quando eu continuamente desmarquei encontros com eles por causa do mestrado. Por último, não poderia deixar de agradecer profundamente aos meus pais, irmã e sobrinho pelo apoio incondicional que sempre me deram. À minha mãe agradeço o carinho e a presença constantes, fundamentais em todo o meu percurso de vida. Agradeço ao meu sobrinho que com o seu amor, carinho e alegria, foi dos únicos capazes de me animar e fazer esquecer momentos de maior adversidade. À minha irmã pelo incentivo constante. Ao meu pai agradeço, por toda apoio e confiança demonstrados.
O trabalho experimental realizado nesta dissertação divide-se em duas partes. Na primeira, avaliou-se a influência da temperatura e do tempo de armazenamento na composição em aminas biogénicas da gema de ovo, na segunda estudou-se a influência da gema de ovo na fracção volátil e nas características sensoriais de creme de pasteleiro. A metodologia de RP-HPLC/UV, com derivatização por dabsilo, optimizada para a quantificação de aminas biogénicas na gema de ovo, revelou-se adequada para o doseamento de putrescina, cadaverina, histamina, etilamina, propilamina, etanolamina, tiramina, triptamina, espermina, espermidina, feniletilamina. Foi possível estudar o efeito da temperatura e do tempo de armazenamento no teor de aminas biogénicas da gema, ao longo do prazo de validade do ovo. Nas gemas de ovo só foram detectadas cinco das onze aminas biogénicas em estudo: putrescina, cadaverina, propilamina, etilamina e etanolamina. O tempo de armazenamento ao longo do prazo de validade tem efeito significativo no teor das cinco aminas (p<0.01). Pelo contrário, a temperatura de armazenamento não tem efeito significativo no teor das referidas aminas, p>0.01. A diminuição significativa do teor de aminas biogénicas ao longo do prazo de validade justificou a aplicação de uma regressão linear múltipla em stepwise para estimar o tempo de armazenamento. Um método de microextracção em fase sólida no “headspace” acoplado a GC/MS foi optimizado para caracterizar a fracção volátil dos cremes de pasteleiro. O perfil de voláteis de cremes de pasteleiro contendo gemas de ovo foi comparado com o perfil de voláteis de creme de pasteleiro com substituto e com a fracção volátil de cremes de pasteleiro comerciais recolhidos de bolas de Berlim. Um total de 92 compostos voláteis foi identificado no presente estudo. As famílias de compostos voláteis detectados incluíram hidrocarbonetos alifáticos e alicíclicos (26), aldeídos (10), cetonas (10), hidrocarbonetos aromáticos (20), furanos (6), álcoois (12), ésteres (3) e ácidos (5). A análise discriminante dos resultados dos voláteis foi aplicada para prever a origem do creme de pasteleiro. A função obtida permitiu classificar correctamente todas as amostras de acordo com o tipo e origem do creme de pasteleiro. Adicionalmente, efectuou-se a análise descritiva para avaliar o perfil sensorial dos diferentes tipos de creme de pasteleiro. Obtiveram-se diferentes perfis sensoriais para os cremes de pasteleiro de diferentes origens. Abstract The experimental work of this thesis is divided in two parts. The first, evaluates the influence of temperature and storage time in the composition of biogenic amines in egg yolk, the second studied the influence of egg yolk in the volatile fraction and sensory characteristics of bakery creams. The RP-HPLC/UV method, using dabsil derivatization, optimized for the determination of biogenic amines in egg yolk, was appropriate quantification putrescine, cadaverine, histamine, etilamine, propilamine, etanolamine, tiramine, triptamine, espermine, espermidine, feniletilamine. The effect of temperature and time of storage in the levels of biogenic amines during egg shelf-life was evaluated. Only five of the eleven biogenic amines under study were detected: putrescine, cadaverine, propilamine, etilamine e etanolamine. Storage time during shelf-life presented a significant effect on the levels of the five amines (p<0.01). On the contrary, storage temperature did not presented a significant effect on the levels of the mentioned amines, p>0.01. The significant reduction of biogenic amines during the shelf-life justified the application of a multiple linear regression using stepwise method to estimate the storage time. A headspace solid phase microextraction method coupled to GC/MS was optimized to caracterize the volatile fraction of bakery creams. Volatile profiles of egg bakery creams were compared with the volatile profiles of a bakery cream substitute and with the volatile fraction of commercially available bakery creams collected from “bolas de Berlim”. A total of 92 volatile compounds were identified in the present study. The groups of detected volatiles were aliphatic and alicyclic hydrocarbons (26), aldehydes (10), ketones (10), aromatic hydrocarbons (20), furans (6), alcohols (12), esters (3) and acids (5). Discriminante analysis of the volatile data was also applied to predict bakery cream origin. The function obtained was able to correctly classify all the samples according to type and origin of bakery cream. Additionally, the sensory descriptive profile of the different types of bakery creams was elaborated. Different sensory descriptive profiles were obtained for bakery creams of different origin. Publicações e comunicações: Da realização deste trabalho resultaram as seguintes publicações e comunicações:
ABREVIATURAS ADC – Arginina descarboxilase AOAC – American Official of Analytical Chemists AdoMetDC – S-adenosimetionina descarboxilase CAR – Carboxen CE – Electroforese capilar CP – creme de pasteleiro CPs – Cremes de pasteleiro das pastelarias CP1 – creme de pasteleiro proveniente das bolas de Berlim da pastelaria 1 CP2 – creme de pasteleiro proveniente das bolas de Berlim da pastelaria 2 CP3 – creme de pasteleiro proveniente das bolas de Berlim da pastelaria 3 CP4 – creme de pasteleiro proveniente das bolas de Berlim da pastelaria 4 CPO – Creme de pasteleiro com ovo CPO1 – Creme de pasteleiro com ovos 1 CPO2 – Creme de pasteleiro com ovos 2 GC – Cromatografia Gasosa ELISA – Enzyme Linked Immuno Sorbente Assay ELSD - Evaporative light scattering detector FID – Detector por ionização em chama HDL – Lipoproteinas com elevada densidade HPLC – Cromatografia Líquida de alta eficiência HS - “headspace” IgY – Imunoglobulina Y LDL – Lipoproteinas com baixa densidade MAO – Monoamino-oxidase MS – Espectrometria de massa NAG – N-acetilglucosamina NAM – Ácido N-acetilmurâmico ODC – Ornitina descarboxilase OPA – Oftaldeído OTAP-92 – Péptido antimicrobiano da ovotransferrina que consiste num fragmento catiónico de 92 amino ácidos OTf – Ovotransferrina RP – Fase Reversa (Reverse Phase) RT – Tempo de Retenção (Retention Time) SB – Substituto do ovo SDE – Destilação e extracção simultâneas SPME – Micro-extracção em fase sólida (Solid Phase Microextraction) S-ovalbumina – ovalbumina estável TCA – Ácido Tricloroacético TEA – Trietilamina TLC – Cromatografia de camada fina UV – Ultra violeta INTRODUÇÃO O ovo é uma célula reprodutiva complexa onde ocorre o desenvolvimento extra-uterino do embrião, utilizando a reserva natural dos componentes do ovo. O seu papel original como uma câmara embrionária permite supor que contém inúmeros compostos essenciais para a vida. Existem várias fontes de ovos, mas os únicos com interesse comercial são os ovos de galinha, assim todas as menções a “ovos” referem-se à espécie Gallus domesticus. O ovo é usado como padrão de qualidade nutricional para outros alimentos (Sakanaka et al., 2000; Campbell et al., 2005). Na verdade, o ovo constitui uma óptima fonte de nutrientes para o Homem (Gautron et al., 2007), para além de ser uma importante fonte de proteínas, lípidos, vitaminas e sais minerais, o ovo contém várias moléculas que promovem a saúde e com propriedades biotecnológicas (Belitz & Grosh, 1987, Anton et al., 2006, Gautron et al., 2007). É uma fonte importante de moléculas activas para a indústria farmacêutica, cosmética e alimentar. Contém moléculas com actividade antimicrobiana, antiviral, anti-aderentes, antihipertensivas, antineoplásticos, antioxidantes, antigénicas, crioprotectivas e imunomodeladoras (Anton et al., 2006). Além disso, possui ainda moléculas com funções fisiológicas importantes que são essenciais no desenvolvimento do embrião da galinha e também no desenvolvimento embrionário de inúmeras espécies, como as aminas biogénicas, particularmente as poliaminas e diaminas (Pegg & McCann, 1982). A composição do ovo varia com a idade, estirpe e linhagem das galinhas, variações individuais entre galinhas, dieta, temperatura do ambiente, condições e tempo de armazenamento (Turnbull, 1998). O período para o consumo de ovos frescos tem sido definido como cerca de três semanas, no entanto, o período de tempo de armazenamento em temperatura ambiente e sob refrigeração são motivos de debate permanente (Cepero et al., 1995). Na literatura existem diversos estudos sobre as modificações que ocorrem durante o armazenamento dos ovos, focando principalmente a difusão de CO2 através dos poros da casca, o aumento do pH, da câmara de ar e do peso da gema e a diminuição da densidade, do peso do ovo e do peso do albúmen (Silversides & Villeneuve, 1994, Silversides & Scott, 2001, Silversides & Budgell, 2004, Jones, 2007). O ovo inteiro ou os seus constituintes (clara e gema) representam um ingrediente essencial em muitos produtos alimentares, pois combinam propriedades nutricionais, organolépticas e funcionais (Martinet et al., 2003, Guérin-Dubiard et al., 2005). A gema de ovo crua tem um odor suave, contudo com o aquecimento desenvolve um aroma agradável característico. Os compostos aromatizantes responsáveis pelo seu aroma característico provêm da oxidação lipídica e das reacções de Maillard, visto a gema possuir proteínas e lípidos em elevadas quantidades. Deste modo, é muito utilizada em produtos alimentares processados, nomeadamente produtos de pastelaria.
O ovo é uma célula reprodutiva complexa e altamente diferenciada. A estrutura do ovo é apresentada na Fig.1, começando do exterior para o interior, os principais elementos do ovo são: a casca; as membranas da casca (interna e externa); clara ou albúmen, e a gema ou vitelo (Laghi et al., 2005). O peso médio de um ovo é 60g. A casca representa cerca de 9,5% do peso do ovo, enquanto que a clara representa 61,5% do seu peso total e a gema representa 29% do ovo inteiro (Belitz & Grosh, 1987, Kovacs-Nolan, 2005). 
Figura 1. Estrutura seccional do ovo de galinha (Laghi et al., 2005). 1.1.1 Casca A casca consiste em cristais de carbonato de cálcio embebidos numa matriz orgânica de fibras proteicas e complexos proteínas-mucopolissacarideos numa proporção de 50:1 (Belitz & Grosh, 1987). A superfície da casca está envolvida pela cutícula que numa porção esponjosa proteica (Figura 2). Numerosos micro-poros em forma de funil (7,000-17,000 por ovo) estendem-se pela casca, formando passagens entre a membrana da casca e a cutícula. A cutícula proteica sela parcialmente os poros, mas mantém-se permeável aos gases enquanto restringe a penetração de microrganismos (Fennema, 1976, Belitz & Grosh, 1987, Larrañaga et al., 1999).
Existem duas membranas com a espessura de 48 µm e 22 µm entre a superfície interna da casca e o albúmen. Uma membrana mais espessa (externa) denominada esponjosa, próxima à casca; e outra mais fina (interna) designada região mamilar (ver Figura 2). Ambas as membranas são compostas por fibras proteicas do tipo queratina e por polissacarídeos (Fennema, 1976). A membrana externa da casca está firmemente ligada à casca através de numerosos cones na superfície da membrana interna da casca e por associações de fibras. Possui seis camadas de fibras orientadas alternadamente em direcções opostas, enquanto que a membrana interna tem três camadas de fibras paralelas à casca e com ângulos rectos entre elas (Fennema, 1976). A sua estrutura confere-lhes resistência e assim contribui para impermeabilizar o conteúdo do ovo, dos microrganismos (Larrañaga et al., 1999).
A clara é constituída por quatro fracções, que diferem na sua viscosidade: a fracção externa, estreita e fluida; a fracção intermédia, espessa e densa, designada por saco de albumina; a zona interna fluida e fina e a zona calazifera (Belitz & Grosh, 1987, Macrae et al., 1993, Larrañaga et al., 1999). A porção interior do ovo, a gema ou vitelo, é rodeada pelo albúmen. Uma camada estreita mas resistente do albúmen (camada calazifera) rodeia estreitamente a gema e ramifica-se em duas calazas em sítios opostos da gema, que se estendem ao albúmen espesso. A calaza é uma espécie de cordão, constituído por fibras de mucina, que liga a gema à casca, permitindo-lhe oscilar dentro de um limite de segurança, e mantendo-a numa posição central ao ovo (Regestein & Regestein, 1984, Belitz & Grosh, 1987, Larrañaga et al., 1999). A clara protege a gema dos choques e variações de temperatura. É constituída sobretudo por água e proteínas, com escassos minerais, o que é invulgar num produto de origem animal (as proteínas constituem cerca de 90% da matéria seca). Possui glucose livre (no dobro da concentração presente no plasma sanguíneo), que constitui a fonte primária de energia disponível para o embrião (Linden & Lorient, 1999). O albúmen é o conjunto de proteínas presentes na clara. A clara é uma fonte natural de proteínas com interesse nutricional, biológico e tecnológico. As proteínas da clara do ovo são extensivamente usadas no processamento alimentar pelas suas propriedades funcionais excepcionais (gelificante e espumante), assim estas proteínas são desejadas em muitos alimentos como os produtos de pastelaria, produtos de carne, bolachas e molhos (Vachier et al., 1995). O conhecimento das suas características físico-químicas favorece a elucidação das suas funções e relações em benefício da indústria alimentar. A Tabela 1 lista as proteínas do albúmen, de acordo com a sua abundância na clara do ovo, e algumas propriedades físico-químicas destas (Linden & Lorient, 1999). O albúmen contém cerca de 0.02% de lípidos e 1% de hidratos de carbono (metade destes na forma livre e a restante parte ligada a proteínas) (Macrae et al., 1993, Ternes, 2003). Tabela 1. Características físico-químicas das proteínas presentes na clara de ovo (Linden & Lorient, 1999)
|
