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Universidade Federal do Rio Grande – FURG Escola de Química e Alimentos Engenharia de Alimentos Disciplina de Tecnologia de Carnes Prática 02 – Produção de Charque Francisco Leal – 51580 Professor: Carlos Prentice-Hernández Rio Grande/RS, abril de 2017 Sumário 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................ 3 2. MATERIAL E MÉTODOS .............................................................................. 4 2.1 Material .............................................................................................................. 4 2.1.1 Equipamentos ............................................................................................. 4 2.1.2 Reagentes .................................................................................................... 5 2.2 Métodos ............................................................................................................. 5 2.2.1 Determinação inicial e final de umidade .................................................... 5 2.2.2 Determinação inicial e final de cor ............................................................. 5 2.2.3 Determinação inicial e final de atividade de água (aw)............................... 6 2.2.4 Determinação de cloretos por Argentometria (Método de Mohr) .............. 6 2.2.5 Fluxograma do processo ............................................................................. 6 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ....................................................................... 8 4. QUESTÕES.................................................................................................... 10 5. CONCLUSÃO ................................................................................................ 12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 12 3 1. INTRODUÇÃO A criação do charque é datada do ano de 1780, na região de Pelotas no Rio Grande do Sul, onde às margens do canal São Gonçalo teve sua produção sustentada pela mão-de-obra escrava. Trazido pelo cearense José Martins, este produto monopolizou a economia do sul do país por muito tempo e abonou estancieiros que, mais tarde, compunham a “elite”. No século XIX, este mesmo grupo foi responsável por desencadear a Revolução Farroupilha, tendo como um dos principais motivos deste o alto imposto taxado sob o charque (FAGUNDES, 2008). O RIISPOA (Regulamento da Inspeção Industrial e Sanitária de Produtos de Origem Animal), no Decreto n° 30.691 de 29 de março de 1952, nos define charque como “carne bovina salgada e dessecada” (BRASIL, 1952). Segundo Lara et al. (2003), o charque é um produto cárneo típico da região sul do país, obtido através da desidratação da carne bovina através de dois processos distintos: a salga e a secagem (natural ou forçada). As mudanças físico-químicas e a drástica redução da atividade de água que ocorrem durante o processamento do charque nos gera um produto com maior vida útil e menor risco de contaminação; em contrapartida, o produto passa a ter um forte sabor e aroma característico (NORMAN & CORTE, 1985). Apesar dos recentes avanços da tecnologia na área de refrigeração e de embalagens, os métodos mais tradicionais de preservação de carnes (como a salga e a secagem, por exemplo) ainda são utilizados e desempenham um papel importante em sua estrutura comercial, atendendo as necessidades da comunidade em termos de flexibilidade de vendas. Com um bom controle de processamento, espera-se que um produto ligeiramente salgado e semi seco tenha uma vida útil de 72-96 horas; enquanto que produtos salgados e secos, com características específicas de textura e qualidade, podem apresentar uma vida útil de 3-4 meses sem que haja sinais de deterioração. As carnes totalmente conservadas, no caso do charque, apresentam características visuais e organolépticas diferenciadas, podendo ser semi reconstituída quando devidamente preparada antes de cozinhar (NORMAN & CORTE, 1985). O objetivo da aula consistiu em conhecer e praticar o processo de elaboração do charque bovino, bem como determinar os teores de umidade, atividade de água (aw), teor de cloretos e cor, da peça elaborada, antes e após o seu processamento. 4 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Material • Amostra cárnea bovina (coxão de fora), proveniente de Mercado localizado em Rio Grande/RS; • Bacia; • Balão volumétrico 100 mL; • Bastão de vidro; • Béquer 50 mL; • Bureta; • Cápsula de alumínio; • Espátula; • Erlenmeyer 250 mL; • Faca e tábua de corte; • Funil; • Papel filtro; • Pipetas e pipetador (pêra); • Sal grosso e sal fino. 2.1.1 Equipamentos • Forno-mufla; • Estufa; • Colorímetro portátil (Minolta®); • Medidor de atividade de água (AQUALAB®). 5 2.1.2 Reagentes • Ácido nítrico (HNO3) 1:9 (v/v); • Cromato de potássio (K2CrO4) 5% (p/v); • Hidróxido de sódio (NaOH) 0,1M; • Nitrato de prata (AgNO3) 0,1M. 2.2 Métodos 2.2.1 Determinação inicial e final de umidade Para determinação do teor de umidade da amostra cárnea foi utilizado o método da Association of Official Analytical Chemistry Internacional (AOAC, 2000) 934.01, onde 5 g da amostra foi pesada, em balança analítica, individualmente em cápsulas de alumínio (previamente secas durante 1 h em estufa a 105 °C), para posteriormente serem submetidas ao processo de secagem em estufa com temperatura de 105 °C. Após 5 h, as amostras são retiradas da estufa e mantidas em dessecador até que as cápsulas atinjam tempera ambiente. A diferença entre a massa inicial da cápsula com a amostra úmida e a massa final da cápsula contendo a amostra seca é caracterizada como a umidade da mesma. A análise será realizada em triplicata. 2.2.2 Determinação inicial e final de cor A amostra será analisada em colorímetro portátil Minolta®, modelo CR400 (ideal para inspeções de cores de alimentos), com luz D65 e calibrado com padrão branco (Y = 93; x = 0,3136 e y = 0,3321). Serão obtidos valores de L*, a* e b*. Este equipamento é compatível com um processador de dados opcional, capaz de imprimir os resultados no local (KONICA MINOLTA, 2017). A análise será realizada em triplicata. 6 2.2.3 Determinação inicial e final de atividade de água (aw) A amostra será analisada em medidor de atividade de água (umidade relativa de equilíbrio) AQUALAB®, que utiliza um sensor eletrolítico sem histerese. A medição deste parâmetro é dada de forma direta pelo equipamento (AQUALAB, 2017). A análise será realizada em triplicata. 2.2.4 Determinação de cloretos por Argentometria (Método de Mohr) Para determinação de cloretos foi utilizado o método de Mohr, que se fundamenta na solubilização do cloro da amostra com água e na titulação do cloreto com solução padronizada de nitrato de prata. São pesados 5 g da amostra em cadinho de porcelana e submetido a incineração em forno-mufla a 450 °C, até que seja obtido cinzas claras. Para facilitar a dissolução das cinzas, é adicionado 3 gotas da solução de ácido nítrico:água 1:9 (v/v). A filtragem é realizada com água destilada até completar o volume de 100 mL. Desta solução, 10 mL são transferidos para Erlenmeyer de 250 mL. Caso seja necessário, é feito o ajuste de pH de 6,5 a 10,5 com adição de gotas de hidróxido de sódio (NaOH 0,1M) diretamente no Erlenmeyer. É adicionado 1 mL do indicador decromato de potássio e titulado com solução padrão de nitrato de prata previamente elaborada, até que haja formação e persistência de precipitado de coloração vermelho-tijolo, anotando- se o volume gasto na titulação (BRASIL, 1999). A análise é realizada em triplicata. 2.2.5 Fluxograma do processo O fluxograma geral do processo que visa a transformação da amostra cárnea (coxão de fora) no produto final desejado (charque) está exemplificado na Figura 1. Apesar de estar descrito a saída de material lipídico (gordura) na etapa do corte da amostra cárnea em “mantas”, não foi preciso realizar a toalete; a amostra se apresentou com aparência limpa e pronto para o processamento. Durante a prática não foi necessária adição de sal nas a partir da segunda ressalga; foi possível reutilizar o sal devido a pouquíssima quantidade de exsudado. Após etapa de secagem, o charque foi armazenado em temperatura de resfriamento até posterior uso. 7 Figura 1. Fluxograma do processamento da amostra cárnea em charque 8 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados obtidos para o teor de umidade, atividade de água (aw), cor de fora e cor do meio para amostra cárnea bovina (coxão de fora) antes do processamento está representado no Quadro 1: Quadro 1. Resultado das análises realizadas na amostra cárnea bovina inicial COXÃO DE FORA Umidade (%) Atividade de água (aw) Cor de fora Cor do meio 73,93 ±1,17 0,905 ±0,001 L* 44,19 ±2,24 L* 42,79 ±4,14 a* 25,38 ±1,07 a* 23,04 ±1,89 b* 16,89 ±6,61 b* 8,20 ±0,69 Os resultados obtidos para o teor de umidade, atividade de água (aw), cor de fora, cor do meio e análise de cloretos do produto final (charque) produzido na aula prática está representado no Quadro 2: Quadro 2. Resultado das análises realizadas no produto final CHARQUE Umidade (%) Atividade de água (aw) Cor de fora Cor do meio Cloretos 52,19 ±0,22 0,735 ±0,002 L* 44,11 ±0,60 L* 34,34 ±0,96 NaCl (%) Cl (%) Total (%) a* 7,21 ±0,73 a* 18,45 ±1,82 15,40 9,34 24,74 b* 9,91 ±0,74 b* 6,87 ±1,29 Por legislação (não mais vigente, porém ainda utilizada como parâmetro de discussão deste relatório), foi incluído no Decreto n° 1.255, de 25 de junho de 1962, os teores de umidade e resíduo mineral fixo máximos permitidos para o charque; enquanto que o teor de umidade máxima é 45%, o resíduo mineral fixo não deve ultrapassar 15% (BRASIL, 1962). O charque elaborado em aula prática apresentou um teor elevado de umidade (em torno de 52,2%); isto pode ter ocorrido pelo fato do tempo de secagem ter sido insuficiente para atingir o percentual desejado. O teor de cloretos obtido nas análises do charque foi de mais de 24,7%; valor acima dos teores descritos em Lara et al. (2003), que relatam concentrações de 10 até 20% de conteúdo salino no charque. Provavelmente, uma análise do teor de cinzas da amostra cárnea utilizada (coxão de fora) para elaboração do charque também resultaria 9 em valor acima do esperado. Gouvêa & Gouvêa (2007) relatam que a concentração de sal é um fator limitante de sua penetração na carne; quanto maior a concentração salina na amostra, maior será a penetração nos músculos (até que seja atingido o equilíbrio osmótico do processo de salga). Além disto, estes dois autores ainda comentam o poder de absorção da carne com a sua temperatura: quanto mais resfriada estiver a peça, maior será a absorção. Estes podem ter sido os principais motivos que ocasionaram um teor elevado de cloretos no charque produzido. Outra alteração significativa da amostra cárnea original e do produto acabado (charque) é a mudança de coloração. A mioglobina é responsável por 80 a 90% da quantidade total de pigmento presente na carne, quantidade esta suficiente para conferir sabor vermelho ao produto. Porém, é descrito por Seideman et al. (1984) que a utilização de sais (como cloretos) no processamento de produtos cárneos, como o charque, influenciam diretamente na coloração do mesmo. A variação de cor devido a utilização de sal está relacionada diretamente com dois mecanismos oxidativos: aumento do potencial de oxidação da mioglobina, responsável por diminuir a capacidade de buffering da carne; bem como a redução da tensão superficial do oxigênio da carne, resultando na oxidação deste pigmento. Durante o processo de salga, foi notável a perda de luminosidade (parâmetro L*), ficando mais opacas no produto final do que na matéria-prima submetido ao processamento (uma das características do charque). Sabadini et al. (2001) concluiu que menores temperaturas preservam melhor as características da carne in natura. Em relação ao parâmetro a*, considerado o mais importante na salga úmida pelo fato de avaliar a coloração vermelha no diagrama de cromaticidade, também teve uma queda considerável. Fatores como a presença de oxigênio no ambiente e o tempo de contato deste com o produto cárneo durante a salga deslocam a reação da mioglobina e metamioglobina (CHASCO et al., 1996). O parâmetro b* não possui grande importância para o processamento do charque, mas também sofreu uma redução durante processo de transformação do produto. Foi possível também verificar que a parte externa do produto cárneo sofreu mais com a exposição ao sal e ao ambiente durante as etapas deste processamento do que a interna. Após processado, uma pequena amostra do charque foi cortada longitudinalmente, sendo possível perceber que a parte central e interna do produto ainda apresentava coloração viva. 10 Um dos principais parâmetros do ponto de vista microbiológico e de estabilidade de produtos cárneos, que pode ser medido de maneira direta e com precisão, é a atividade de água (aw). Como esperado, após processo de salga (aumento da concentração salina) e secagem (remoção de umidade), o charque apresentou atividade de água de 0,734; valor próximo a faixa de 0,74-0,78 citado por Rödel, Scheuer & Wagner (1990). Esta alteração é um dos principais motivos pelo qual o charque é considerado um produto “seguro” do ponto de vista alimentar. A massa inicial da amostra cárnea bovina (coxão de fora) utilizada na aula prática foi 2,370 kg; após o corte longitudinal desta amostra em mantas de 3-4 cm de espessura, sua massa (submetida ao processamento de charque) foi de 2,223 kg. No final da etapa de salga úmida, a massa das mantas pesou 2,237 kg; enquanto que no final do processamento, após etapa de secagem, o charque apresentou uma massa de 1,634 kg. Segundo Norman & Corte (1985), a natureza da matéria-prima influencia muito no rendimento do processo de obtenção do charque; em média, para cada 1 kg de carne são produzidos 550 g de charque e aproximadamente 100 g de sal consumido, resultando em um rendimento teórico de 55%. O charque produzido durante aula prática apresentou um rendimento de aproximadamente 70%; porém, se o teor de umidade estivesse dentro do que preconiza a legislação, este rendimento diminuiria. 4. QUESTÕES • A propriedade coligativa que estuda a diminuição da pressão máxima de vapor de um solvente quando se adiciona um soluto não-volátil a este é denominada “Tonoscopia”. Quando se comparamos a pressão de vapor de um solvente puro, podemos afirmar que ela sempre será maior que a pressão de vapor de uma solução; isto se deve basicamente ao fato das partículas do soluto “roubarem” energia cinética das moléculas do solvente, impedindo que estas passem ao estado de vapor. É possível estabelecer uma relação onde afirma-se que quanto maior for a quantidade de partículas em uma solução, menor sua pressão de vapor. Quando adicionamos cloreto de sódio na carne, esta substânciahigroscópica tem a capacidade de absorver a umidade do produto, causando uma desidratação. Este processo de penetração do sal no interior da carne e saída de água é um típico exemplo de osmose; o tempo necessário para que haja um equilíbrio entre o sal e a água é denominado “tempo de salga” (SOUZA, 2007). 11 • O efeito bactericida ou bacteriostático do cloreto de sódio é dependente da concentração utilizada deste sal, uma vez que o efeito inibitório está relacionado diretamente com a concentração deste em fase aquosa. O sal desempenha esta importante função em produtos cárneos, uma vez que este é constituído de íons Na+ (atraídos pelo oxigênio, mais eletronegativo) e Cl- (atraídos pelos hidrogênios, menos eletronegativo), que são rodeados por moléculas de água devido às forças de atração entre os dipolos da água. Esta interação entre as moléculas do soluto e do solvente é responsável pela solubilização. A adição de sal causa uma redução na atividade de água do produto, resultando em um sistema microbiano estável, exclusivamente devido à sua propriedade de atuar como agente desidratante, bem como a seu poder de diminuir a pressão de vapor das soluções em que este está contido. Por isso, podemos dizer que o sal possui ação bacteriostática e bactericida quando utilizado em produtos cárneos, diminuindo a velocidade com que ocorre a deterioração deste produto; excetuam-se, no caso do charque, os micro-organismos (MO’s) halófilos, capazes de se reproduzir em altas concentrações de sal (AMBIEL, 2004; DEGENHARDT, 2008). • A principal desvantagem do Método de Mohr (Argentometria) para determinação de cloretos é a dependência reacional do pH estar compreendido em uma faixa de 6,5 a 10,5. Em faixas de pH menor que 6,5 a concentração de íons H+ é suficiente para colidir com os íons cromato (CrO4 -2), produzindo um composto altamente solúvel e que impossibilita a turbidez, uma característica deste método. Em faixas de pH maiores que 10,5 os cátions de prata irão reagir com os íons OH- e formarão o hidróxido de prata, que se decompõe em óxido de prata (Ag2O) e água, causando erro analítico no experimento. Outras restrições deste método estão relacionados com cátions de metais de transição, que tendem a ser insolúveis e apresentarem uma coloração escura, podendo atrapalhar a visualização do ponto de viragem (SKOOG et al., 2012). • Durante o processo de elaboração do charque ocorrem, de maneira simultânea, duas transferências de massa em contra-fluxo: enquanto que a umidade do interior da carne migra para o exterior, o sal entra; por consequência, há diminuição no teor de umidade do produto e um incremento em seu teor salino, bem como a redução da atividade de água (RÖDEL, SCHEUER & WAGNER, 1990). A massa de amostra cárnea somada a massa de sal deve ser igual a massa de charque mais a massa de água eliminada. As mantas recebem a salmoura (água e sal fino na proporção de 355 g de sal para 1 kg de água) na etapa da salga úmida dentro de uma bacia e são mantidas por 50 minutos (virando 12 a peça a cada 10 minutos). Após esta etapa, o resíduo líquido é descartado e as peças recebem, em um novo recipiente, uma camada de sal grosso que seja suficiente para cobrir todas as mantas. Entre as etapas de ressalgue, caso seja necessário, adiciona-se mais sal grosso no momento que o exsudado é retirado. Após etapa de tombagem, as mantas são submetidas a secagem em estufa, onde mais uma parte da água será removida destas peças. A partir da massa inicial da amostra cárnea e da massa final de charque é possível obter o rendimento deste processamento. Desta maneira, o balanço de massa global do processo consiste nos valores das entradas (massa de coxão de fora e massa de sal utilizado) e saídas (massa de água eliminada e massa de charque obtida). 5. CONCLUSÃO Foi possível desenvolver o conhecimento teórico e prático do processo de elaboração do charque bovino durante a aula prática, auxiliando no aprendizado dos alunos envolvidos. As alterações que ocorrem dentro e fora da carne durante o processamento foram evidenciadas ao longo da semana. O teor de umidade do charque (52,2%) e o teor de cloretos (24,7%) ficaram acima do permitido por legislação (45 e 15%, respectivamente); indicativos que o tempo de secagem foi insuficiente e que o teor de minerais da matéria-prima poderia estar acima do esperado. A cor da carne sofreu alteração durante todo o processamento, refletindo na diminuição parâmetros L*, a* e b*; assim como a atividade de água, que sofreu uma drástica redução (de 0,905 para 0,734) que era esperada por ser uma característica própria do charque (produto salgado desidratado). . REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • AMBIEL, C. Efeitos das concentrações combinadas de cloreto e lactato de sódio na qualidade e conservação de um sucedâneo da carne-de-sol. 2004. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Alimentos) – Universidade Estadual de Campinas (USP), Campinas - SP. • AOAC. Official methods of analysis. 17th ed., Maryland, USA: Association of Official Analytical Chemistry, 2000. 13 • AQUALAB®. Analisadores de atividade de água. Decagon Devices, Inc., 2017. Disponível em: <http://aqualab.decagon.com.br/produtos/>. Acesso em: 17 de abril de 2017. • BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Regulamento da Inspeção Industrial e Sanitária de Produtos de Origem Animal (RIISPOA). Rio de Janeiro: Diário Oficial da União (DOU), 1952. • BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Regulamento da Inspeção Industrial e Sanitária de Produtos de Origem Animal (RIISPOA). Brasília: Diário Oficial da União (DOU), 1962. • BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Métodos analíticos físico-químicos para controle de produtos cárneos e seus ingredientes – sal e salmoura. Brasília: Diário Oficial da União (DOU), 1999. • CHASCO, J.; LIZASCO, G.; BERIAIN, M. J. Cured colour development during sausage processing. Meat Science, v. 44, n. 3, p. 203-211, 1996. • DEGENHARDT, J. Aditivos e Ingredientes na Indústria da Carne. Aditivos & Ingredientes, v. 40, p. 55-63, 2008. • FAGUNDES, A. A. Cronologia do Decênio Heróico: 1835 a 1845. Porto Alegre: Martins Livreiro, 2008. • GOUVÊA, J. A.; GOUVÊA, A. A. L. Tecnologia de fabricação do charque: dossiê técnico. Bahia: Rede de Tecnologia Bahia, 2007. • KONICA MINOLTA®. Colorímetro CR-400. Konica Minolta Sensing Americas, Inc., 2017. Disponível em: <http://sensing.konicaminolta.com.br/products/colorimetro-cr- 400/>. Acesso em: 17 de abril de 2017. • LARA, J. A. F.; SENIGALIA, S. W. B.; OLIVEIRA, T. C. R.; SOARES, A. L. Evaluation of Survival of Staphylococcus aureus and Clostridium botulinum in Charqui meats. Meat Science, v. 65, n. 1, p. 609-613, 2003. • NORMAN, G. A.; CORTE, O. O. Dried salted meats: charque and carne-de-sol. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) Report, 1985. 14 • RÖDEL, W.; SCHEUER, R.; WAGNER, H. Nuevo metodo para la determinacion de la activdad agua en produtos cárnios. Fleischwirtschaft, v. 2, p. 36-41, 1990. • SEIDEMAN, S. C.; CROSS, H. R.; SMITH, G. C.; DURLAND, P. R. Factors associated with freash meat color: a review. Journal of Food Quality, v. 6, n. 3, p. 211-237, 1984. • SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Química Analítica. 8ª ed., São Paulo: Cengage Learning, 2012. • SOUZA, L. A. Pressão de Vapor em Soluções e Tonoscopia. Brasil Escola, 2007. Disponível em: <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-vapor-solucoes.htm> e <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/tonoscopia.htm>. Acessosem: 17 de abril de 2017.
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