BIOQUÍMICA DA TRANSFORMAÇÃO DO MÚSCULO EM CARNE

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<p>UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ</p><p>CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS</p><p>DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS</p><p>BIOQUÍMICA DA TRANSFORMAÇÃO DO MÚSCULO EM CARNE</p><p>Silmara de Fátima Silva Cavalcante</p><p>FORTALEZA</p><p>2023</p><p>1.0 TRANSFORMAÇÃO DO MÚSCULO EM CARNE</p><p>1.1. Estrutura do músculo</p><p>O tecido muscular é constituído por unidades estruturais de fibra muscular, com o sarcômero (delimitado pelas duas linhas Z) como unidade funcional, sendo constituído pelas miofibrilas de contração (actina e miosina). Os filamentos de actina e miosina são envolvidos pelas proteínas troponina e tropomiosina (reguladoras). Essas proteínas atuam como um “cadeado” que permite a formação do complexo actomiosina. Vale salientar que, a presença de ATP e Ca2+ é essencial para liberar o “cadeado”.</p><p>1.2. Contração muscular</p><p>Através das terminações nervosas responsáveis pela ligação entre o cérebro e o músculo, é liberada a Acetilcolina, neurotransmissor que permite a liberação de Ca2+ do retículo sarcoplasmático para o sarcolema. Ao mesmo tempo ocorre a produção de ATP pelas mitocôndrias através da respiração celular nas fibras musculares, essa energia é mobilizada pelas miofibrilas musculares para contração e o relaxamento.</p><p>O Ca2+ se liga a troponina formando o complexo cálcio-troponina, consequentemente, a tropomiosina é movimentada e deixa de cobrir o local da conexão da miosina (cabeça – ATPase) na actina. Tem-se o consumo (hidrólise) de ATP para que a cabeça da miosina se mova e complexe com o filamento de actina.</p><p>A miosina se move e puxa a actina, ocorrendo o deslizamento da actina sobre a miosina. À medida que ocorre o deslizamento, o sarcômero encurta e há contração do músculo.</p><p>1.3. Relaxamento muscular</p><p>Quando o músculo está em repouso, deve ser mantida uma alta concentração de ATP. O ATP se complexa com o Mg2+, que é responsável por manter a troponina nos sítios de ligação da actina.”</p><p>Para desfazer a contração muscular, também é necessário ATP. Há uma demanda de ATP tanto pra retirada da miosina da actina quanto pra desfazer o complexo cálcio-troponina. Nesse processo o Ca2+ retorna ao retículo sarcoplasmático e, consequentemente, a tropomiosina volta a cobrir os sítios específicos de ligação da actina, impedindo a formação do complexo actomiosina responsável pela contração, logo, é resultado o relaxamento do músculo.</p><p>1.4. Fontes de energia</p><p>Além do ATP, há outras fontes de energia. A cretina fosfato (CP) funciona semelhantemente ao ATP, quando ocorre sua hidrólise tem-se a produção de fosfato inorgânico (Pi) e, consequentemente, a liberação de energia. A CP é uma alternativa ao ATP, quando há deficiência de ATP, a CP é utilizada pro relaxamento e contração do músculo. Vale salientar que a quantidade de CP é limitada, e é por isso que a creatina pode ser consumida. Durante uma atividade física intensa, o fluxo sanguíneo pode ser insuficiente para atender a demanda de oxigênio para a produção de ATP, por isso a suplementação de creatina é comum.</p><p>Vale ressaltar que enquanto o animal está vivo, a glicose pode ser metabolizada imediatamente para produzir energia ou convertida e armazenada como glicogênio para uso futuro como fonte de energia.</p><p>Fonte: Elaborado pela autora (2023).</p><p>1.5. Pré-rigor (glicólise anaeróbica)</p><p>Ainda em vida, o animal utiliza-se da respiração como principal rota metabólica para produção de energia (glicólise aeróbica, ciclo de Krebs e CTE). O abate do animal ocorre no momento da sangria, interrompendo o fluxo sanguíneo, que é responsável por distribuir o O2 e glicose pro tecido muscular. Nesse momento, ainda há resquícios de glicose e O2 no tecido, mantendo alta concentração de ATP. Com o passar do tempo, esses nutrientes se ausentam e, consequentemente, a concentração de ATP é diminuída.</p><p>Na tentativa de manter a homeostasia, o organismo mobiliza as reservas energéticas para suprir a necessidade ATP. O glicogênio armazenado no fígado é mobilizado e convertido em glicose, que passa pelo processo de glicólise anaeróbica (independente da presença de O2), gerando piruvato. Após essa etapa, são produzidos 2 ATP e 2 NADH, uma quantidade de energia reduzida quando comparada com a produzida na rota metabólica aeróbica.</p><p>Tendo a ausência de O2, a rota metabólica para produção de ATP é alterada, logo, o tecido muscular passa a utilizar-se da rota fermentativa (fermentação lática). Nessa rota, o piruvato é reduzido a ácido lático, oxidando o NADH através da ação da lactato desidrogenase. O acúmulo de ácido lático acarreta a redução do pH do tecido, ao mesmo tempo, a produção ATP passa a ser insuficiente pra contração, relaxamento e homeostasia do músculo.</p><p>A acidificação do tecido muscular desnatura as enzimas que atuam na via glicolítica anaeróbica, interrompendo o consumo de glicogênio e produção de ácido lático, o que impede haver a reposição de ATP.</p><p>No pré-rigor o músculo ainda é extensível.</p><p>1.6. Rigor mortis</p><p>O pH do tecido muscular reduz cada vez mais devido o aumento da concentração de ácido lático. A acidificação do tecido também resulta na perda da polaridade da membrana do retículo sarcoplasmático por conta da maior distribuição de íons H+, resultando na liberação excessiva de Ca2+ para o sarcolema. Com a alta concentração de Ca2+ e a baixa concentração de ATP e CP, ocorre a contração permanente.</p><p>Os resquícios de ATP e CP serão usados pela miosina (cabeça com atividade ATPásica), permitindo que ela se ligue ao filamento de actina, cujos sítios de ligação foram liberados da tropomiosina através da formação do complexo cálcio-troponina. Vale reforçar que, para haver a contração, é necessária a presença de Ca2+, como tem-se Ca2+ em excesso, o baixo nível de ATP não será suficiente para o relaxamento do músculo (desfazer complexo cálcio-troponina e complexo actomiosina), resultando na instauração do rigor.</p><p>No pós-rigor, o músculo perde extensibilidade e é rígido.</p><p>O baixo pH inativou as enzimas do metabolismo anaeróbico.</p><p>1.7. Pós-rigor (Proteólise)</p><p>A redução o pH também resulta na ativação das calpaínas e catepsinas, proteases que atuam no amaciamento da carne. Além disso, ocorre a desnaturação das fibras musculares, rompendo as linhas Z devido a acidificação do tecido.</p><p>Nesse estágio, ocorre o amaciamento ou maturação da carne, onde as enzimas proteolíticas atuam na redução da fração proteica, ocasionando a resolução do rigor e, consequentemente, tornando o músculo macio, já podendo ser chamado de carne.</p><p>Quanto maior a diminuição da fração proteica pela ação das enzimas proteolíticas, maior o aumento da CRA, visto que, a interação proteína-água vai ser facilitada devido o menor tamanho da proteína. Vale salientar que a causa da diminuição da CRA é a desnaturação da proteína por efeito da temperatura e da redução inadequada do pH.</p><p>1.8. Problemas tecnológicos</p><p>Entre os fatores que influenciam a qualidade do produto final, destaca-se o estresse no manejo pré-abate. Quanto a alimentação, animais mal nutridos apresentam pouca reserva de glicogênio. No post mortem, ao iniciar as reações bioquímicas, o pouco glicogênio presente não vai ser suficiente para redução adequada do pH. Por outro lado, se o animal tiver super nutrido, ou seja, ingeriu alimento no momento antes do abate, a concentração de açúcar livre no sangue no sangue aumenta, e o metabolismo não faz uso do glicogênio, porque já se tem excesso de glicose que não vai ser suficiente pra baixar o pH.</p><p>Animais que sofrem morte grave ficam fadigados antes do abate, são caracterizados por apresentar baixos níveis de glicogênio nos tecidos.</p><p>· Condição DFD (Escura, firme e seca)</p><p>Ocorre quando animal é submetido a um estresse a longo prazo, o glicogênio é consumido antes do abate e no post mortem não terá glicogênio suficiente e necessário para que a glicólise anaeróbica ocorra de forma satisfatória (ocorre lentamente pela ausência de glicogênio), resultando em uma baixa concentração de ácido lático e, consequentemente, o pH não vai sofrer redução, causando um aumento não ideal da CRA e deixando a carne mais suscetível ao ataque microbiológico. A carne é escura</p><p>devido água retida na estrutura não apresentar refletância da luz. A carne é firme pois o pH próximo da neutralidade não é capaz de ativar a calpaína (enzima proteolítica).</p><p>· Condição PSE (Pálida, mole e exsudativa)</p><p>Ocorre quando o animal é submetido a um estresse a curto prazo, ou seja, momentos antes do abate. O glicogênio é consumido de forma rápida. Isso faz com que as reações bioquímicas aconteçam rapidamente (glicólise e fermentação lática) no post mortem, resultando em alta produção de ácido lático, fazendo com que seja atingido o PI (5,2). No PI as cargas irão se anular, não tendo força eletrostática pra reter a água na estrutura da carne, logo, a carne perde sua CRA e fica flácida e exsudativa. Essa acidificação do tecido também resulta na desnaturação das proteínas, quando se perde a CRA também perde mioglobina, visto que, a mioglobina é solúvel na água que foi exsudada.</p><p>O conteúdo deste arquivo é uma junção dos principais pontos abordados nas disciplinas de Bioquímica de Alimentos e Matérias Primas de Origem Animal. Além disso, foi utilizado como referência o livro de Koblitz (2008).</p><p>silmaracavalcante@alu.ufc.br</p><p>2.0 REFERÊNCIAS</p><p>KOBLITZ, Maria Gabriela Bello. Bioquímica de alimentos: teoria e aplicações práticas. Rio de Janeiro, RJ: Guanabara Koogan, 2008. 242 p., il. ISBN 9788527713849</p><p>Acetilcolina</p><p>Fibra muscular</p><p>Retículo sarcoplamático</p><p>Liberação de Ca2+</p><p>Ca2++ Troponina</p><p>Complexo Cálcio - Troponina</p><p>Deslocamento da Tropomiosina</p><p>Sítio de ligação na actina desbloqueado</p><p>Miosina + Actina</p><p>Complexo actomiosina</p><p>Músculo contraído</p><p>2</p><p>image1.png</p><p>image2.png</p>