INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA – INPA UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM PROGRAMA INTEGRADO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA TROPICAL E RECURSOS NATURAIS – PIPG BTRN. ALTERAÇÕES POSTMORTEM DO MÚSCULO DE ACARI-BODÓ, Liposarcus pardalis (CASTELNAU, 1855) CONSERVADO EM GELO OU CONGELADO E SEU APROVEITAMENTO TECNOLÓGICO. Fábio Tonissi Moroni Tese apresentada ao Programa de PósGraduação em Biologia Tropical e Recursos Naturais do Convênio INPA/UFAM, como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em CIÊNCIAS BIOLÓGICAS, área de concentração em Biologia de Água Doce e Pesca Interior. MANAUS-AM 2005 1 INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA – INPA UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM PROGRAMA INTEGRADO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA TROPICAL E RECURSOS NATURAIS – PIPG BTRN. ALTERAÇÕES POSTMORTEM DO MÚSCULO DE ACARI-BODÓ, Liposarcus pardalis (CASTELNAU, 1855) CONSERVADO EM GELO OU CONGELADO E SEU APROVEITAMENTO TECNOLÓGICO. Fábio Tonissi Moroni Orientador: Dr. Edson Lessi Co-orientadora: Dra. Vera Maria Fonseca de Almeida e Val Tese apresentada ao Programa de PósGraduação em Biologia Tropical e Recursos Naturais do Convênio INPA/UFAM, como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em CIÊNCIAS BIOLÓGICAS, área de concentração em Biologia de Água Doce e Pesca Interior. Suporte Financeiro: Projeto PTU/CNPq- INPA (# 469909100-5); Projeto Edital Universal/CNPq- INPA (# 476978/03-3). MANAUS-AM 2005 2 FICHA CATALOGRÁFICA Moroni, Fábio Tonissi. Alterações postmortem do músculo de acari-bodó, Liposarcus pardalis (castelnau, 1855) conservado em gelo ou congelado e seu aproveitamento tecnológico/Fábio Tonissi Moroni. – 2005. xv, 150 f. Tese (doutorado) – INPA/UFAM, Manaus, 2005. 1. Liposarcus pardalis 2. Tecnologia de pescado 3. acari-bodó 4. alteração post-mortem 5. Inovação tecnológica 6. Amazônia 7. Brasil. Sinopse: Foi realizado estudo de alterações postmortem do músculo de acari-bodó, Liposarcus pardalis (Castelnau, 1855) conservado em gelo e congelado, bem como a proposição de aproveitamentos tecnológicos. Palavras-chave: Liposarcus pardalis, Tecnologia de pescado, acari-bodó, alteração postmortem, inovação tecnológica, Amazônia, Brasil. Keywords: Liposarcus pardalis, Fish Technology, postmortem alteration, technological inovattion, Amazonian, Brazil. 3 “...E TODA CIÊNCIA SERIA SUPÉRFLUA, SE A FORMA DE MANIFESTAÇÃO E A ESSÊNCIA DAS COISAS COINCIDISSEM IMEDIATAMENTE”. Karl Marx (1818-1883). 4 DEDICATÓRIA A Deus, Ser Supremo que sempre me iluminou nas horas mais difíceis, me mostrando que nunca deixará de existir uma luz no fim do caminho. Aos meus pais: Célia Tonissi Moroni e Ulisses Moroni, pessoas corajosas e batalhadoras, que nunca mediram esforços para proporcionar alegrias e a melhor educação para os seus filhos. A minha esposa Raquel Borges Moroni, senhora dos meus mais dedicados e ternos sentimentos de amor e de respeito, companheira e cúmplice desta jornada. Aos meus irmãos Iara Tonissi Moroni e Ulisses Moroni Júnior, motivos de alegria e orgulho constantes, que a cada dia fazem com que eu compreenda mais profundamente o verdadeiro significado da palavra fraternidade. 5 AGRADECIMENTOS Ao meu orientador e grande amigo Dr. Edson Lessi pelo apoio e amizade desde que cheguei a Manaus. A minha co-orientadora Dra. Vera Maria Fonseca de Almeida e Val pela paciência e pela solidariedade em todos os momentos difíceis da minha jornada aqui. Aos pesquisadores e colegas da Coordenação de Pesquisas em Tecnologia de Alimentos, em especial, aos Doutores Rogério, Noêmia, Jerusa, Nilson, Falcão, Denise e Rebelo por todo o incentivo, amizade e hospitalidade nesses quatro anos de trabalho. Ao Msc. Gilvan Batista pelo auxilio prestado na coleta das amostras, obtenção do índice de rigor e determinação das proteínas do hidrolisado. Aos Doutores Adalberto LuísVal,Vera Maria de Fonseca de Almeida e Val e Msc. Maria de Nazaré Paula da Silva pelo grande apoio prestado durante minha estada no LEEM, como também ao demais colegas deste laboratório que me ajudaram a remar para chegar até aqui. Aos professores do curso de Pós-Graduação em Biologia de Água Doce e Pesca Interior. Aos Coordenadores do BADPI, no começo da Tese, o Dr. Geraldo Mendes dos Santos, e agora a Doutora Angela Varela, e a secretária da coordenação Carminha Arruda, pela ajuda para decifrar os procedimentos administrativos dessa renomada Instituição. Aos técnicos do CPBA/INPA pelo grande auxílio em todas as coletas. 6 Ao Doutor Geert Geesink , do CCL-Holanda, pela indispensável ajuda no estudo das alterações postmortem do L. pardalis. Aos Doutores Mohammed Koohmaraie, Tommy Wheeler e Sue Hauver, do U.S. Meat Animal Research Center, pelo treinamento dado nesse Instituto para a avaliação da atividade das calpainas e do MFI. A Doutora Makie Koidara da Universidad Central de Venezuela, pela indispensável ajuda para determinação do índice K. Ao Doutor José de Ribamar Araújo, do Instituto de Medicina Tropical de Manaus, pela orientação e apoio nas análises histológicas. Ao Doutor José Fernando pelas correções no rascunho do primeiro capítulo e a Técnica Rosilene Ribeiro Campos do Laboratório de Histologia da Universidade Federal do Amazonas pela confecção das lâminas de microscopia ótica. A Doutora Maria Inês Borella e aos técnicos Gaspar e Gerson, do ICB/USP, por toda ajuda e atenção dadas na obtenção e interpretação das imagens de microscopia eletrônica. Ao Sr. Wilson do Laboratório Temático de Microscopia da COPE/INPA por toda ajuda a mim dispensada. A Doutora Elisiana e sua equipe no CPEC/INPA, ao Doutor Newton Falcão e toda equipe do Laboratório de Análise de Solos do CPCA/INPA, pela orientação e determinações dos compostos obtidos a partir do resíduo de acari-bodó. Aos financiadores desse trabalho: CNPq pela bolsa de estudos concedida e pelos projetos PTU e Universal aprovados e ao INPA pelo PPI destinado. Ao Doutor Helio Maia (in memorian) pela orientação dada na purificação das biomoléculas e ao Doutor Carlos Araujo-Lima (in memorian) pelas observações realizadas na aula de qualificação. A ambos agradeço o exemplo de vida dedicada a Ciência. Para todos aqueles que, de uma maneira ou de outra, se fizeram presentes nessa jornada, colaborando para a finalização desta Tese, o meu muito obrigado. 7 Resumo O Liposarcus pardalis (Castelneau, 1855), popularmente denominado acari-bodó, é um peixe amazônico comercializado vivo porque após a morte desse animal há um rápido processo de deterioração muscular. Isso o torna um pescado de baixo valor comercial, quando comparado às demais espécies de peixes amazônicos. O objetivo do presente trabalho é identificar as causas das alterações postmortem do L.pardalis e propor novas formas de comercialização para esse pescado. Para tanto, o estudo foi iniciado pela descrição dos principais aspectos anatômicos e histológicos do trato digestivo do L. pardalis, por meio de técnicas de microscopia ótica, onde foi caracterizada a existência de hepatopâncreas no acari-bodó, e sugerido que a zona de transição entre o estômago e o intestino é o local onde se inicia a digestão proteolítica. Em seguida foram obtidas informações necessárias para o aproveitamento tecnológico do músculo do L. pardalis resfriado, sendo realizada a composição centesimal dos componentes do músculo, o rendimento da carcaça, a obtenção de cortes, o tempo-de-prateleira, em animais com e sem vísceras, proveniente da feira do CEASA-Manaus-AM, em duas épocas do ano distintas, de altos e baixos níveis dos rios amazônicos. Foram utilizados para esse fim métodos sensoriais, físicos, químicos e microbiológicos para a avaliação da perda da qualidade. Os resultados indicam que esse animal é um pescado com baixo teor de extrato etéreo, entre 0.29 % (altos níveis) e 0.19 % (baixos níveis) e elevados teores de proteína, respectivamente, 18,54% e 14.52 %, apresenta 42.06 % de partes comestíveis totais, pode-se obter dois tipos de cortes, denominados “charuto” e “tronco”, e apresentam o tempo de vida útil, quando conservados em gelo, de seis dias para animais com vísceras e doze dias para animais eviscerados, caracterizando a evisceração como uma etapa obrigatória para o armazenamento em gelo. Com o intuito de compreender as alterações proteolíticas e no metabolismo energético post mortem nesse pescado, correlacionado-as com o efeito da sazonalidade, foram estudadas as mudanças na atividade dos componentes do sistema calpaína, da degradação de nucleotídios, da geração de lactato e degradação de glicogênio no músculo em diferentes períodos de conservação em gelo e no desenvolvimento do rigor mortis no músculo de L. pardalis proveniente do lago do Catalão-Manaus-AM. Para esse fim foram realizados os seguintes procedimentos analíticos: determinação da atividade caseinolítica da m- 8 calpaína, µ-calpaína e da calpastatina em diferentes períodos post mortem, determinação do índice K, determinação do índice de fragmentação miofibrilar, determinação de pH, determinação da quantidade de lactato através da redução do NAD+ pela lactato desidrogenase, determinação da quantidade de glicogênio pela hidrólise com amiloglicosidase, e análise da degradação das miofibrilas por microscopia eletrônica de transmissão. As análises dos resultados indicaram que o L. pardalis apresentaram diferenças sazonais no período de duração do pré-rigor e rigor, e no período de resolução do rigor houve rompimento do disco Z e atividade máxima da m-calpaína. Logo, subsidiados pelos estudos supracitados, foram propostas três inovações tecnológicas para o processamento do músculo e resíduos do L. pardalis: os filés congelados, a compostagem e o hidrolisado protéico. Os filés congelados foram analisados por um período de estocagem de seis meses. As determinações de pH, NBVT, solubilidade protéica, capacidade de retenção de água e análises sensoriais e microbiológicas resultaram que os filés congelados permaneceram em condições de consumo durante todo período analisado. Os resíduos compostados apresentaram relação C/N após 6 semanas de 43.90/1, podendo ser utilizado com adubo orgânico. Houve 78,17% e 135,35 % de hidrólise relativa a pancreatina, respectivamente dos músculos e resíduos incubados com o extrato bruto do hepatopâncreas de acari-bodó. Isso torna os hidrolisados úteis para alimentação humana e animal. 9 Abstract Acari-bodó, Liposarcus pardalis (Castelnau, 1855), is amazonian armoured catfish, that is commercialized alive among native people because of the fast degradation. This fish possess an enormous potential for the technological development in its processing and use. Has a excellent acceptance in the local fish market, the meat is considered one of most flavourful, being very appreciated by the native people. The present Thesis had as the main objective to identify the causes of the postmortem alterations in the muscle of L. pardalis and the respective implications of these in the process of technological innovation for the ice stored fish and the freezing meat. The Thesis was divided in four chapters approaching the following subjects: The first chapter describes the anatomical and histological aspects of the digestive tract of the L. pardalis, characterizing the presence of hepatopancreas in acari-bodó and suggesting that the transitions zone between the stomach and the intestine is the place where initiates the proteolytic digestion. The second chapter got the necessary technological information for the muscle stored in ice, with and without viscera, from the open market of the CEASA-Manaus/AM. The gotten information had been to the centesimal composition of the components of the muscle, the edible parts and the shelf life. Was used for this end the sensorial, physical, chemical and microbiological methods for the evaluation of the loss of the quality. The results had suggested the need of the evisceration for the storage in ice of the L. pardalis . The third chapter on the changes in the activity of the components of the calpain system in the common muscle of. L. pardalis in different periods of conservation in ice and the effect of the sazonality in the development of the rigor mortis in L. pardalis muscle from the lake of the Catalão-Manaus/AM. The fourth chapter shows three technological innovations for the industrial approch of de L. pardalis muscle: fillets frozen, the composting of the fish waste and the protein hydrolysates. 10 Sumário INTRODUÇÃO GERAL 1 Capítulo 1 Fonte de enzimas proteolíticas no trato gastrointestinal de Liposarcus pardalis (Castelnau, 1855): aspectos anatômicos, histológicos e bioquímicos. 1 - INTRODUÇÃO 38 2 - MATERIAL E MÉTODOS 39 2.1 – Amostras 39 2.2 – Análises anatômicas e histológicas 39 2.3 – Análises bioquímicas 40 3 - RESULTADOS 41 3.1 – Análises anatômicas e histológicas 41 3.2 – Análises bioquímicas 51 4 – DISCUSSÃO 53 5 - CONCLUSÃO 54 11 12 Capítulo 2 Informações tecnológicas para o Liposarcus pardalis (Castelnau, 1855) conservado em gelo. 1 - INTRODUÇÃO 55 2 - MATERIAL E MÉTODOS 56 3 - RESULTADOS 59 3.1 – Composição centesimal. 59 3.2 – Rendimento da carcaça. 60 3.3 – Período de conservação em gelo. 62 4 - DISCUSSÃO 70 5 – CONCLUSÃO 74 13 Capítulo 3 Alterações postmortem no músculo de acari-bodó conservado em gelo e congelado. 1 - INTRODUÇÃO 74 2 - MATERIAL E MÉTODOS 77 2.1 – Animais 77 2.2 – Coleta do músculo para análises 78 2.3 – Procedimentos analíticos 82 3 - RESULTADOS 87 4 – DISCUSSÃO 95 5 - CONCLUSÃO 98 14 Capítulo 4 Inovações tecnológicas para o processamento do músculo do L. pardalis: os filés congelados, a compostagem e o hidrolisado protéico. 1 - INTRODUÇÃO 99 2 - MATERIAL E MÉTODOS 102 2.1 – Animais 102 2.2 – Procedimentos analíticos 103 3 - RESULTADOS 108 4 – DISCUSSÃO 113 5- CONCLUSÃO 118 6 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 119 15 CAPITULO I LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 Fotoesteromicroscopia do corte longitudinal da área de transição entre o esôfago (A) e o estômago (B) de L. pardalis. 42 FIGURA 2. Fotomicroscopia do corte longitudinal do esôfago de L. pardalis. 43 FIGURA 3. Fotoesteromicroscopia com luz de fundo do estômago de L. pardalis. 43 FIGURA 4. Fotomicroscopia do estômago de L.pardalis. 44 FIGURA 5. Fotoesteromicroscopia do corte longitudinal da área de transição entre o estômago e intestino do L.pardalis 45 FIGURA 6. Fotoestereomicroscopia da conexão entre a área de transição com o ducto comum do fígado. 46 FIGURA 7. Fotomicroscopia ótica do corte longitudinal da área de transição entre o estômago e o intestino 47 FIGURA 8. Fotoesteromicroscopia do corte longitudinal do intestino de L.pardalis 48 FIGURA 9. Fotomicroscopia ótica do corte longitudinal do intestino de L.pardalis. 49 FIGURA 10. Fotografia dos lobos do fígado longitudinal do intestino de L.pardalis 50 FIGURA 11 Fotomicroscopia ótica do corte longitudinal do fígado de L.pardalis 50 FIGURA 12. Grau de hidrólise (%) obtidos das miofibrilas de L.pardalis incubadas em diferentes tempos com extratos obtidos a partir do esôfago, estômago, área de transição estômago-intestino e fígado. 51 FIGURA 13. Análise da hidrólise de proteínas miofibrilares por enzimas proteolíticas em extratos do fígado e da área de transição entre o estômago e o intestino de L. 16 pardalis por SDS-PAGE. 52 17 CAPITULO II LISTA DE FIGURAS FIGURA 1. Seqüência de operações para o processamento de L. pardalis 61 FIGURA 2. Alterações no pH do músculo do acari-bodó (L. pardalis) conservado em gelo, inteiro (com vísceras) e eviscerado 62 FIGURA 3.Alterações na concentração de bases nitrogenadas voláteis totais do músculo de acari-bodó (L. pardalis) conservado em gelo, inteiro (com vísceras) e eviscerado 63 FIGURA 4. Evolução da área de enegrecimento na musculatura abdominal que recobre os ossos da cintura pélvica de acari-bodó (L. pardalis) 64 FIGURA 5. Alterações na qualidade sensorial do músculo de acari-bodó (L. pardalis) conservado em gelo, inteiro (com vísceras) e eviscerado 65 FIGURA 6. Crescimento de bactérias a 7º C, 20º C e a 35ºC, durante a conservação em gelo do L. pardalis, inteiro e eviscerado. 66 FIGURA 7. Gel SDS-PAGE de proteínas miofibrilares de acari-bodó (L. pardalis) 68 FIGURA 8. Fotomicroscopia de contraste de fase das miofibrilas preparadas do músculo de L. pardalis em tres tempos de conservação em gelo. 69 FIGURA 9. Alterações no índice de fragmentação miofibrilar do músculo de acaribodó (L. pardalis) conservado em gelo, inteiro (com vísceras) e eviscerado 70 18 CAPITULO II LISTA DE TABELAS TABELA 1. Valores percentuais médios da composição centesimal do músculo de acari-bodó, L. pardalis (Castelnau, 1855), nos períodos de seca e cheia 59 TABELA 2. Rendimento das carcaças de acari-bodó, L. pardalis, provenientes da Feira do CEASA, no município de Manaus/Amazonas 61 TABELA 3. Contagem total de mesófilos a 35ºC, psicotróficos a 20º C e a 7ºC, contagem de bolores e determinação do número mais provável de coliformes totais e fecais, em L. pardalis conservado em gelo durante 15 dias. 67 TABELA 4. Rendimento percentual das partes comestíveis totais de algumas espécies de água doce 71 19 CAPITULO III LISTA DE FIGURAS FIGURA 1. Flutuante do INPA no Lago do Catalão – Iranduba – Amazonas 80 FIGURA 2. Evolução do índice de rigor do L. pardalis conservado em gelo proveniente do lago do Catalão – Iranduba/Amazonas. 88 FIGURA 3. Determinação da concentração de nucelotideos em músculo de L. pardalis mantido em gelo durante 15 dias, procedente do lago do Catalão – Iranduba/Amazonas 88 FIGURA 4. Evolução do índice K do L. pardalis conservado em gelo proveniente lago do Catalão – Iranduba/Amazonas 89 FIGURA 5. Evolução da concentração do Lactato muscular do L. pardalis conservado em gelo proveniente do lago do Catalão – Iranduba/Amazonas. 90 FIGURA 6. Níveis das reservas de Glicogênio muscular do L. pardalis conservado em gelo proveniente do lago do Catalão – Iranduba/Amazonas. 90 FIGURA 7. Diminuição do pH muscular do L. pardalis conservado em gelo proveniente do lago do Catalão – Iranduba/Amazonas. 91 FIGURA 8. Perfis de eluição do sistema calpaina do músculo de L. pardalis conservado em gelo proveniente do lago do Catalão – Iranduba/Amazonas. 92 FIGURA 9. Micrografias eletrônicas de partes da musculatura do L. pardalis amostradas em diferentes períodos de conservação em gelo. 94 20 CAPITULO III LISTA DE TABELAS TABELA 1. Atividade total dos componentes do sistema calpaina do músculo de L. pardalis conservado em gelo proveniente do lago Catalão – Iranduba – Amazonas 93 CAPITULO IV LISTA DE FIGURAS FIGURA 1. Esquema representando os ajustes feitos no tambor de 200 litros para receber os resíduos calados de acari-bodó, L pardalis 106 FIGURA 2. Tambor adaptado para coleta de resíduos de acari-bodó, L. pardalis 107 FIGURA 3. Valores médios da pontuação obtida por meio da análise sensorial dos filés congelados de L. pardalis mantidos a -20ºC, no período de oito semanas. 108 FIGURA 4. Valores percentuais médios obtidos por meio da análise da capacidade de retenção de água nos filés congelados de L. pardalis mantidos a -20ºC, no período dezoito semanas 109 FIGURA 5. Teores médios de bases voláteis totais nos filés congelados de L. pardalis a -20ºC, no período catorze semanas 109 FIGURA 6. Valores médios das determinações de pH nos filés congelados de L. pardalis mantido a - 20ºC, no período dezoito semanas 110 FIGURA 7. Quantidade percentual média de proteína extraída com solução salina dos filés congelados de L. pardalis mantidos a - 20ºC, no período de 9/9/02a 23/3/03 110 FIGURA 8. Mudanças na contagem total de psicrófilos a 7ºC, psicrotrófilos a 20º C e mesófilos a 35ºC durante o armazenamento dos filés congelados de L. pardalis a -20ºC, no período de dezoito semanas. 111 CAPITULO IV LISTA DE TABELAS TABELA 1. Perda de umidade do resíduo de L. pardalis no tambor de cal após uma semana. 111 TABELA 2. Caracterização do pH, da matéria orgânica e dos macronutrientes presentes no composto orgânico obtido a partir do resíduo calado de L. pardalis. 112 21 TABELA 3. Percentuais de proteína na parte liquida do hidrolisado utilizando as enzimas do extrato de hepatopâncreas e o minced do músculo de L. pardalis e o resíduo do fileteamento desse pescado como fontes protéicas. 112 1 Introdução Geral 1.1 A Amazônia, a Biodiversidade e o Acari-bodó. Como promover o desenvolvimento econômico da Amazônia e preservar a biodiversidade? Essa questão não possui uma resposta simples, imediata e definitiva. Dimensões continentais e heterogeneidade biofísica e socioeconômica, criam um ambiente extremamente complexo para a definição das políticas que norteiam o uso dos recursos naturais, conseqüentemente o desenvolvimento regional (Castro & Pinton, 1997; Chácon, 2001; Fearnside, 1989, 2003; Clement & Val, 2003; Lovejo y, 2005; Marcovitch, 2005). Algumas características refletem a magnitude territorial e a importância ecológica dessa região da América do Sul (Koiffmann, 2004). Ocupa seis milhões de quilômetros quadrados, dois quintos da superfície do continente (a Amazônia ocidental é quase do tamanho d a Europa Ocidental) e um quinto da disponibilidade de água doce mundial. A floresta amazônica possui área aproximada de três milhões e trezentos mil quilômetros quadrados, equivalentes a 40 % da área total do Brasil. A Amazônia Legal abriga, ainda, a maior partes das nações indígenas; são 280.000 pessoas falando aproximadamente 180 línguas. Possui aproximadamente 30% da fauna e flora do planeta. Há mais espécies de peixes na Amazônia que em todo o Oceano Atlântico Norte (Lovejo y, 2005; Fearnside, 2003; Clement & Val, 2003). A Amazônia interfere no clima global. Vários estudos demonstram que as mudanças climáticas esperadas para o próximo século serão conseqüências do efeito estufa (Fearnside, 2003). O desmatamento das florestas tropicais contribui com 30% da emissão líquida de gases do 22 efeito estufa. Logo, a floresta em pé diminui a emissão líquida, além de atuar como um sumidouro dos gases provenientes da queima de combustíveis fósseis. Pesquisas realizadas por Salati et al. (1979) e Salati & Vose (1984) na Amazônia, quebraram o paradigma de que a vegetação era conseqüência do clima da região, nunca o contrário, mostrando que a Amazônia pode se tornar uma região árida e extremamente quente, sem a evapotranspiração das árvores e superfícies da floresta. Por isso, é importante definir o quanto se pode alterar esse ambiente sem diminuir drasticamente a biodiversidade e sem alterar o clima da região (Fearnside, 2003). O Produto Interno Bruto brasileiro (uma das medidas econômica da riqueza nacional) cresce na mesma proporção da área de floresta desmatada, isto é, os fatores de risco para a biodiversidade resultam da atividade econômica. Segundo Fearnside (2003) os fatores de risco para a biodiversidade amazônica além do desmatamento, são a exploração madeireira, os incêndios, a fragmentação da floresta, a depleção ou extinção da fauna, a invasão por espécies exóticas. Segundo Jank (2004) essas ações, associadas aos investimentos em tecnologia e nos sistemas extensivos de produção, são fatores que possibilitaram o país possuir o menor custo do mundo na produção/hectare de commodities como soja, carne bovina, algodão, celulose, frango e laranja. Por isso, o Brasil atingiu importância mundial na exportação desses produtos se tornando o terceiro maior exportador mundial de produtos agrícolas e agroindustriais. Assim o conflito se estabelece. Enquanto as políticas conservacionistas da biodiversidade valorizam a floresta em pé, as políticas de desenvolvimento econômico valorizam a área de solo que a floresta ocupa. Vários estudos valorizam financeiramente a biodiversidade (Fearnside, 1989). Esse valor é proveniente do custo de oportunidade (rendimento que um recurso poderia obter em um uso alternativo) dos produtos florestais que são comercialmente subtilizados como plantas medicinais, frutas, óleos essenciais, material genético que confere resistência a doenças, novos fármacos, cosméticos e moléculas orgânicas. Esse custo é 23 estimado de U$1,00 (Pearce & Moran, 1994) até U$ 6.820,00 /hectare de floresta/ano, na região de Iquitos, Amazônia peruana (Peters et al., 1989). No entanto, o argumento do custo de oportunidade mobiliza menos a classe empresarial que a luta pela manutenção da liderança nas vendas mundiais de commodities, que propicia a geração de emprego e renda imediata. Um exemplo desse conflito é a construção da BR 163, que liga Santarém a Cuiabá. A comunidade empresarial, principalmente do Estado do Mato Grosso é fortemente a favor da pavimentação dessa rodovia, considerada um estrangulamento para escoar a produção regional (Lopes, 2004). Por outro lado trabalhos como os de Laurance et al. (2001, 2005) posicionam-se contrários à pavimentação dessa rodovia e de outras planejadas para serem construídas em várias partes da Amazônia. Os autores argumentam que essas obras irão aumentar o desmatamento e a fragmentação da floresta em uma escala sem precedentes na Amazônia. As duas reivindicações são legítimas, pois enquanto a falta de infraestrutura onera a produção e descapitaliza os produtores, o crescimento desordenado sem a análise do impacto ambiental gera prejuízos irreparáveis, pois os recursos naturais da Amazônia são superficialmente compreendidos (Hall, 1991; Ab´Saber, 1996; Clement & Val, 2003; Angeloni, 2003). Utilizando estimativa otimista, atualmente apenas uma em cada dez espécies amazônicas é conhecida pelas ciências biológicas (Lovejoy, 2005). Além da riqueza mineral e dos combustíveis fósseis, os recursos biológicos são garantia de emprego e renda para a maioria das 35 milhões de pessoas que vivem nessa região com crescimento demográfico de 3% ao ano. Setores como o ecoturismo, a agricultura, a pecuária e segmentos da economia extrativista, como setor madeireiro e a pesca dependem da biodiversidade ou das condições climáticas proporcionadas (McGrath et al., 1993; Batista, 1998). O desenvolvimento econômico da Amazônia deve ser entendido como algo maior que o simples crescimento econômico. Enquanto o último conceito refere-se a variar quantitativamente a acumulação de capital, o primeiro significa mudar qualitativamente o modo de vida das pessoas, das instituições e das estruturas produtivas. Nesse sentido, desenvolvimento caracteriza-se pela transformação de uma economia arcaica em uma economia moderna e eficiente, associada com a melhoria 24 do nível de vida do conjunto da população (Souza, 1997). O desenvolvimento econômico ocorre na presença de inovações tecnológicas, por obra de empresários inovadores, financiados por instituições especiais de crédito. O processo produtivo deixa de ser rotineiro e passa a existir lucro extraordinário (Souza, 1997). Isso gera qualidades diferenciais entre os produtos e estimula a concorrência dentro do mercado, benéfico para o consumidor final. A capacidade de enxergar o novo no velho, de vencer as resistências intrínsecas às alterações e a preferência pela estabilidade que não conduz ao progresso predispõem ao surgimento de inovações tecnológicas (Jung, 2004). O crescimento da produção de alimentos industrializados impulsiona o desenvolvimento econômico. Nos processos de industrialização e urbanização, a oferta insuficiente de alimentos eleva o custo de vida e a taxa de salários, reduzindo a taxa de lucro e a acumulação de capital. A industrialização favorece o crescimento econômico e aumenta o bemestar social ao gerar maior nível de emprego e renda. Assim, buscar inovações tecnológicas que levem a maior produção de alimentos industrializados é uma estratégia para estimular o desenvolvimento econômico da Amazônia (Lopes, 1980; Souza, 1997). A inovação tecnológica na industrialização de alimentos visa obter novos conceitos, definições e parâmetros para serem desenvolvidos novos métodos e técnicas destinados à obtenção de produtos e processos. Assim, toda inovação tecnológica, contém três etapas principais: a pesquisa básica orientada; desenvolvimento do processo/ produto e a introdução desse no sistema produtivo (Bonsiepe, 1983; Souza, 1997; Jung, 2004). A pesquisa básica orientada visa entender e controlar as mudanças fisiológicas e bioquímicas no alimento com o objetivo de manter suas qualidades originais por um maior período de tempo. O desenvolvimento do processo/ produto visa melhorar o alimento e seu consumo continuamente como, por exemplo, aumentar a solubilidade de uma sopa instantânea, redesenhar embalagens para torná-las mais atrativas ou diminuir a quantidade calórica de alimentos. Mudanças 25 fundamentais para processos produtivos são aquelas que “pulam” etapas, economizando tempo e dinheiro, como por exemplo, os produtos de congelamento rápido (Arthur, 1990). A introdução de novos produtos no sistema produtivo envolve a pesquisa de mercado e a elaboração do plano de negócios, definindo o preço e o posicionamento estratégico, o local de comercialização, como o produto será divulgado e qual o canal de distribuição a ser escolhido. A introdução de novos produtos no mercado sempre foi problemática nos países periféricos, quando comparada aos países capitalistas desenvolvidos. Nesse primeiro grupo de países freqüentemente as inovações tecnológicas não avançam além da etapa de desenvolvimento de processos e produtos. Quando acontece a proposição de patentes, essas surgem nos Institutos de Pesquisa e nas Universidades. No segundo grupo de países, as inovações surgem, na sua grande maioria, no interior das empresas privadas. Essas possuem Departamentos de Pesquisa & Desenvolvimento considerados estratégicos para a manutenção da competitividade, vital para a sobrevivência das empresas no mercado. Por isso possuem fortes apoios financeiros e pesquisadores de alto nível com moderna infraestrutura, resultando em elevado nível anual de lançamento de novos produtos. O número de patentes concedido no Escritório Norte-Americano no ano de 2000 reflete essa realidade. Foram 110 concessões de patentes originadas do Brasil, contra as 3.538 concessões das patentes originadas da Coréia do Sul (Costa, 1983; Jung, 2004). Vários pesquisadores sugerem que o fracasso na introdução de novos produtos está relacionado à falta de orientação para as necessidades básicas do consumidor e do mercado. Medidas simples como pesquisa de mercado, poderiam ajudar os pesquisadores a desenvolver produtos que realmente possuem demanda. Isso evitaria o desperdício de tempo e dinheiro e aumentaria a chance de sucesso na etapa final do processo de inovação tecnológica (Costa, 1983; Jung, 2004). A inovação tecnológica na industrialização do pescado gera 26 benefícios econômicos e ambientais (Connel, 1975; Shaw, 1986; Burgess, 1987; Oetterer, 1999, 2002). O peixe é o animal que pode ser utilizado para a alimentação humana com maior eficiência, quando comparado com qualquer outro. Não requer terras cultiváveis ou compete com os seres humanos por alimento. O ambiente aquático pode ser utilizado para outros propósitos como, por exemplo, água para beber, irrigação ou geração de energia. A aqüicultura requer 1/3 a 1/30 da energia exigida pela agricultura. Apesar de 30 % da produção mundial de pescado ser utilizado para nutrição animal de animais domésticos, uma grande parte de toda produção mundial de carne para alimentação humana é proveniente do pescado. Na realidade para o cultivo de peixes só há a necessidade de dois fatores básicos: água e luz (Luna, 1983; Steffens, 1987; FAO, 2000). Logo, o pescado oriundo da pesca ou d a aqüicultura encontra condições ideais no ambiente amazônico (Val et al., 1995). O pescado é muito importante no contexto sócio-econômico da Amazônia (Neto, 2004). Segundo o relatório da Câmara Setorial da Agroindústria da Zona Franca de Manaus (SUFRAMA, 2000), o Amazonas é o maior produtor de pescado de água doce do Brasil. Estimase que as 125 mil toneladas de pescado de água doce/ano produzida no Estado equivalham a 30% do total produzido no país. O pescado gera, na Amazônia, 105 mil empregos diretos e indiretos e renda da ordem de US$ 200 milhões/ano. É a proteína animal com maior consumo na região, equivalente a 72% do consumo total (Jesus, 1998). O consumo médio per capita na região de Manaus e Itacoatiara foi estimado entre 100 e 200 g/dia (Shrimpton & Giugliano, 1979), sete vezes maior que a média geral de outras regiões do país. Dados mais recentes indicam que as populações rurais ribeirinhas consomem entre 360 e 500 g/dia (Batista et al., 1998). A grande produção e o elevado consumo regional explicam o porquê da importância desse segmento na economia regional. Vários grupos de pesquisa buscam a inovação tecnológica do pescado de água doce da Amazônia. O pioneiro na região é o grupo de 27 pesquisas na área de Tecnologia de Pescado da Coordenação d e Pesquisas em Tecnologia de Alimentos (CPTA) do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA). O foco do grupo é aumentar o conhecimento sobre os vários aspectos que interferem no processamento industrial do pescado. Uma parte dessa contribuição ocorre pelas Teses (Jesus, 1998; Carvalho, 2003); Dissertações (Dias, 1983; Falcão, 1989; Jesus, 1989; Carneiro, 1991; Almeida, 1996; Tristão, 1997; Pizarro, 1998; Arbeláez, 2000; Batista 2002; Ishihara, 2002; Brito 2004) e monografias (Oliveira, 1989) desenvolvidas na Coordenação. Esses trabalhos buscaram inovações no processamento das principais espécies de peixes comercializadas na Amazônia como o pirarucu (Arapaima gigas); o jaraqui (Semaprochilodus insignis); o tambaqui (Colossoma macropomum); o matrixã (Brycon cephalus), o aruanã (Osteoglossum bicirrhosum), a piranha preta (Serrasalmus rhombeus) e o acari-bodó (Liposarcus pardalis). Goulding (1980) estimou a existência de uma ictiofauna contida na bacia amazônica com aproximadamente 2500-3000 espécies, sendo 200 a 300 exploradas para alimentação e como peixe ornamental. Dentre aqueles comercializados para alimentação pode-se dividir como pescados de alto ou de baixo valor comercial, conforme Jesus (1998). O acaribodó se destaca dentre os pescados de baixo valor comercial. Sua carne apresenta baixo teor lipídico e elevado percentual protéico e faz parte da dieta do amazônida, que o consome assado ou cozido, degustando os pedaços da sua carne embebidos com pimenta murupi ou malagueta (SENAC, 2000; Jung, 2004). Há uma forte tradição cultural indígena nas técnicas de preparo e nos métodos de conservação do acari-bodo, ia´ká para as civilizações Tukano e Desâna. Essas e outras civilizações assam e enfumaçam o peixe em uma grelha de madeira, denominada trempe ou boucan, sustentada 80 ou 100 cm acima do fogo brando por forquilhas de madeira enterradas no chão, com espaçamento entre as forquilas de aproximadamente 100 cm. Após algumas horas esse peixe está desidratado. Esse processo é 28 chamado de moquém. O acari-bodó moqueado poderá ser armazenado durante semanas ou levado em viagens, para ser consumido nos períodos de descanso. O moquém é sempre utilizado para conservação, nunca como uma forma de preparo para o consumo imediato. Para isso o indígena utiliza métodos como assar o peix e, enterrando-o na brasa (Câmara Cascudo, 2004). O pira-cuí, ou farinha de peixe na língua indígena Nheengatú é uma outra forma de preparo para o consumo do acari-bodó. Essa técnica, também de origem indígena, consiste em pilar o peixe moqueado sem espinhas até reduzi-lo a pó, sendo então posto sobre um forno denominado nhaenpuna ou yapuna esfarinhado com as mãos até ficar completamente enx uto, obtendo-se assim um produto com textura floculenta e consumo bastante difundido entre os ribeirinhos da região amazônica, principalmente na região de Santarém (Castro, 1999; SENAC, 2000). Com a presença do colonizador europeu na região houve adaptações no preparo e consumo do acari-bodó aos costumes portugueses. O peixe passou a ser assado, não moqueado, sobre grelhas próximas ao carvão em brasa. Também surgiu a forma de preparo desse peixe utilizando o cozimento em molho denominado caldeirada de bodó, um prato típico da região norte (Câmara Cascudo, 2004). Esse animal apresenta uma característica peculiar. Ele é comercializado vivo dentro de embarcações com o porão parcialmente inundado ou de canoas modificadas denominadas “chata”, porque esse peixe apresenta um rápido processo de degradação após a sua morte. A degeneração origina um odor repugnante que inviabiliza o consumo da carne do peix e. Isso habituou o consumidor a comprá-lo apenas quando não estiver morto, frio no linguajar local. Essa condição implica em aumentar os custos, diminuindo sua lucratividade e tornando-o secundário na preferência dos pescadores, quando comparadas às demais espécies de peixes amazônicos (Brito, 1981; Castro, 1999). Isso é demonstrado quando se compara o preço de venda do acari- 29 bodó com o pescado oriundo de diferentes cidades da região Amazônica. Segundo Ruffino & Isaac (1994) a quantidade e o preço médio do quilograma do acari-bodó, desembarcado no Porto de Santarém em 1993, era 59.226 kg a R$0,64/kg. O preço pago pelo peixe varia em torno de R$ 1,00/kg, a depender da espécie e época do ano, sendo aquelas de menor valor chegam a custar R$ 0,30/kg (acarás) enquanto o pescado mais caro, como tucunaré e piracuru, pode alcançar até R$ 2,00/kg. No ano de 2001 foram desembarcados nos municípios de Manacapuru, Monte Alegre, Obidos, Parintins, Prainha e Santarém, respectivamente 8.644kg, 174.678Kg, 36.884 kg, 54.481Kg, 37.877Kg e 88.855 Kg, sendo o quilograma do acari-bodó, respectivamente, comercializado a R$ 0.59, R$ 0.26, R$ 0.26, R$ 0.88, R$ 0.28 e R$0.38. Esses dados representam as diferenças de consumo do acari-bodó entre as diferentes cidades da Amazônia (Ruffino, 2002). Outra implicação é o grande desperdício desse peixe durante sua comercialização. Nos períodos de safra ocorre 50 % de perda do acaribodó vendido nas feiras, apesar de ser negociado com os preços mais baixos do ano, morre na banca dos peixeiros (Ruffino, 2002). Como ninguém compra bodó “frio”, ele é jogado nos corpos de água ou nos aterros sanitários. Isso poderia ser revertido ou minimizado se o amazônida tivesse maiores opções de produtos obtidos a partir da carne do acari-bodó e aproveitamento tecnológico dos resíduos oriundos do processamento. Portanto, há a necessidade de gerar um conjunto de conhecimentos para impulsionar as inovações tecnológicas nos processos de industrialização do acari-bodó. Compreender o mosaico social e as nuances do mercado Amazônico é estratégico para o desenvolvimento. Identificar os atores que influem nos processos de tomada de decisão melhora os processos de negociação, constantes na elaboração de políticas públicas (Batista, 1998). A orientação para o mercado consumidor é um elemento crucial nas estratégias para o desenvolvimento de novas empresas e produtos. A profunda compreensão desses fatores sociais, associados aos aspectos tecnológicos, determina a manutenção do comércio em larga escala, fundamental para originar novos produtos e 30 alternativas para enriquecimento para as comunidades regionais (Clement & Val, 2003). 1.2. Biologia do Acari-bodó O Liposarcus pardalis (Castelnau, 1855) é um peixe de água doce da Ordem Siluriformes (bagres), família Loricariidae (Bonaparte, 1831), que agrupa os cascudos e acaris. Essa família representa o clado mais diverso e especializado da superfamília Loricarioidea ou subordem Loricarioidei, incluindo mais de 600 espécies agrupadas em 70 gêneros e 6 subfamílias (Isbrücker, 1980). A monofilia dessa subordem está bem definida com a presença de uma bexiga natatória encapsulada e odontodes nas nadadeiras, ou dispersos sobre a superfície corporal (Rapp Py-Daniel, 1997; Ribeiro & Pavanelli, 2001). Apesar da aparência préhistórica desse animal, ele é bastante derivado, comparado aos outros grupos de teleósteos neotropicais que habitam os corpos de água doce (Schaefer & Lauder, 1986; Monto ya-Burgos et al., 1997). Possui a boca localizada na região ventral, semelhante a ventosas, rodeada por lábios expandidos, que apresentam um par de barbilhões rictais nas comissuras. Possuir dentes filiformes associados com grande variedade de movimentos na mandíbula pré-maxilar, através de novas inserções musculares e conexões biomecânicas entre a barra hiodea e a mandíbula, conferiu à boca desse animal capacidade elevada para consumir detritos, ingerindo o material orgânico no fundo dos lagos ou na vegetação submersa. A dieta é constituída principalmente de materiais mortos (lignina e celulose) e uma pequena parte de materiais vivos (algas, bactérias, fungos e micro-invertebrados) (Yossa & Araújo-Lima, 1998), sendo esses últimos a fonte de energia e proteína para o crescimento da espécie (Araújo-Lima et al., 1986). Adicionalmente o acari-bodó possui a conformação corporal hidrodinâmica, com ventre achatado e o dorso arredondado, que possibilita ficar imóvel nas correntezas, economizando energia na exploração do fundo dos rios 31 (Schaefer & Lauder, 1986). O corpo é revestido de placas dérmicas com dentes tegumentários (odontodes) e espinhos desenvolvidos nas nadadeiras peitorais (1 espinho e 6 raios bifurcados), pélvicas (1 espinho e 5 raios bifurcados), dorsal (1 espinho e 13 raios bifurcados) e na caudal (bilobada com 2 espinhos e 14 raios bifurcados), com função de defesa contra predadores naturais como botos (Inia geoffrensis e Sotalia fluviatis), dificultando também sua manipulação durante processamento (Weber, 1992; Silva & Best, 1996). Formam uma armadura áspera, adornada por finas formações vermiculares sobre o crânio formando desenhos geométricos radiais. A linha lateral é composta por 29 placas. A região ventral é coberta por pele áspera colorida com padrão semelhante à pelagem do maior felino carnívoro das Américas, a onça-pintada, Panthera onsa. Infelizmente, toda essa sofisticada camuflagem é substituída pela coloração negra, quando o peixe fica exposto nas bancas dos peixeiros durante várias horas, para serem vendidos nas feiras livres (Weber, 1992; Rapp P yDaniel, 1997; Lhering, 2002). O animal está representado na figura 1. A B C Figura 1- Liposarcus pardalis (Castelnau, 1855), A, B e C sendo 32 respectivamente as vistas dorsal, ventral e lateral. O acari-bodó possui distribuição restrita na bacia do Amazonas, encontrado desde o rio Ucayali até a foz do rio Tapajós, sendo parcialmente simpátrico com o Glyptoperichthys gibbiceps (Kner, 1854). A Figura 2 representa o local de coleta baseado na distribuição de algumas espécies do genêro Liposarcus Gunther, 1864, na América do Sul (Machado-Alisson, 1990; Braga, 1990; Weber, 1992; MachadoAllisson, 1994). Figura 2 - Distribuição de algumas espécies do gênero Liposarcus Gunther, 1864, na América do Sul. Sendo quadrado azul: Liposarcus multiradiatus; quadrado vermelho: Liposarcus pardalis; quadrado verde: Liporsarcus disjunctivus; quadrado amarelo: Liposarcus anisitsi. Fonte: Weber (1992) 33 O sistema muscular compõe-se de dois grandes grupos principais: a musculatura ventral e a musculatura dorso-lateral. A ventral compreende a musculatura bucal, da cintura escapular, e da cintura pélvica. A dorso-lateral é compostas pela musculatura epiaxial e hipoaxial (Brito, 1981). Essas massas musculares, ex cetuando a musculatura bucal e parte da musculatura da cintura escapular, que serão perdidas durante o processamento, representam a parte mais nobre do animal do ponto de vista tecnológico. O estômago, em forma de U, é volumoso e cheio de ar. Ocupa quase a totalidade da cavidade celomática, é ricamente vascularizado e funcionalmente apresenta-se como órgão respiratório acessório. Esse permite que o peixe adote a respiração aérea facultativamente, subindo a superfície para respirar apenas quanto o oxigênio disponível na água torna-se escasso. Quando o oxigênio dissolvido na água está em níveis normais o L. pardalis utiliza a respiração branquial (Brito, 1981; Val, 1995; Brauner & Val, 1996; Bailey et al., 1999; West, 1999; Lopes, 2003). O intestino espiralado recobre o estômago totalmente, e há evidências de que o alimento passa pelo estômago, aparentemente, sem sofrer qualquer processo digestivo, permanecendo quase todo concentrado no intestino, fato este observado por Brito (1981) e Yossa & Araujo-Lima (1998). Em conseqüência do tamanho do intestino a relação entre esse e o tamanho corporal é muito alta (Armbruster, 1998). Vinte e dois exemplares foram medidos por Brito (1981) quanto ao comprimento intestinal médio, comprimento corporal médio e a relação entre comprimento intestinal e comprimento corporal, obtendo os seguintes resultados: 569 cm; 32,1 cm e 17,7. Esse longo intestino tem sido descrito como conseqüência da mudança do estômago de órgão digestório para órgão respiratório acessório (Graham, 1999). De hábito bentônico e noturno, vivem agrupados em casais e na natureza tendem a se unir em blocos, procurando locais pouco oxigenados e ricos em matéria orgânica decomposta, mais abundantes em 34 lagos e florestas inundadas por águas brancas (Brito, 1980; Saint-Paul et al., 2000). Douglas et al. (2002), trabalhando com os olhos de L. pardalis, fornecidos por vendedores de peixes para aquários de Londres e Tübingen, destacaram que apesar dos hábitos desse peixe não favorecerem a captação de luz, surpreendemente esse animal possui visão sofisticada, com dilatação e contração pupilar, rara entre os teleósteos, presença de cones e bastonetes na retina com várias terminações do nervo ótico. Duas áreas de alta concentração de células ganglionares, uma em cada olho, promovem a alta percepção espacial para explorar os substratos localizados anteriormente e posteriormente a suas extremidades cranial e caudal. A reprodução ocorre entre os meses de outubro até maio (Brito, 1981). O acari-bodó possui desova total e ovócitos com variação média de 2,40 mm. Apresenta uma estratégia reprodutiva tipicamente em equilíbrio, pois não realiza migração, apresenta baixa fecundidade e possui ovócitos grandes (Winemiller, 1989; Neves & Ruffino, 1998). A fauna parasitária e as principais patologias nesse animal são pouco conhecidas. metacercárias do Foram gênero descritos Odhneritrema tetramatódeos digenéticos, e da trematódeos família Strigeoidea (Thatcher, 1981). Uma nova espécie de Gorytocephalus Nickol e Thatcher, 1971 (Acanthocephala: Neoechinorh ynchidae) foi descrita por Thatcher (1979) no intestino do acari-bodó. Moroni et al. (dados não publicados) identificaram hemoparasitas, como o Tripanosoma sp. no sangue de acari-bodó comercializado em feiras livres de Manaus. Logo, apesar desses parasitas não serem transmissíveis ao homem, uma recomendação comum para o consumo de qualquer pescado é fazê-lo somente após tratamento térmico, como cozer ou assar ou tratamento químico, como salgar ou acidificar (Silva Junior, 1995; Germano, 2003). Quanto à freqüência de capturas, Batista et al. (1998) estudaram a caracterização da pesca em comunidades ribeirinhas no baix o-Solimões/ alto-Amazonas, durante dezembro de 1992 a fevereiro de 1994. Nesse 35 estudo constatou-se que o acari-bodó foi mais freqüente durante os meses de outubro a março. Esses dados são corroborados por Saint-Paul et al. (2000). As mudanças sazonais no nível dos corpos de água caracterizam os períodos cíclicos que alteram a bacia hídrica da Amazônia (Golding, 1980; Junk et al.,1983; Val & Almeida-Val, 1995). Essas flutuações no nível das águas ocasionam alterações drásticas no ambiente e na vida dos peixes. As altas taxas de decomposição das macrófitas aquáticos e terrestres, das liteiras nas florestas alagadas (iguapós) e lagos ocasionam queda do nível de oxigênio dissolvido na água, com muitas áreas ficando em anóxia por vários meses, como o hipolimnio de lagos de várzea durante a cheia e grandes áreas de capinzal durante a enchente (Junk, 1984; Almeida-Val & Val, 1990). A adaptação a essas condições extremas é decisiva para a sobrevivência dos peixes amazônicos e particularmente para o acari-bodó (Junk et al., 1983). Esse animal continuamente sofre adaptações comportamentais e fisiológicas ao ambiente hipóxio. São exemplos de adaptações comportamentais: aumento da freqüência da captura de ar, utilizando a respiração aérea acessória (Val, 1995); a migração para outros lagos e ambientes mais oxigenados (Brito, 1980). Como exemplos de adaptações fisiológicas pode-se citar: balanço dos fosfatos eritrocitários (Val et al., 1990; Almeida-Val et al., 1991; Val, 2000); decréscimo na atividade da malato desidrogenase (Almeida-Val & Farias, 1996); diminuição dos efeitos Root e Haldane de saturação das hemoglobinas por oxigênio (Brauner & Val, 1999); diminuição da atividade das enzimas associadas ao metabolismo de carboidratos, lipídios e aeróbico (West et al., 1999). Esses ajustes visam obter oxigênio pela captação de fontes externas ao ambiente hipóxio e diminuir a obtenção de energia por processos aeróbicos, associados com a regulação integrada e a capacidade de recuperação efetiva dos processos metabólicos, quando o ambiente restabelecer a normóxia (Hochachka & Somero, 1984). 36 Os ajustes metabólicos a hipóxia no músculo cardíaco de L. pardalis apresentam características singulares. Bailey et al. (1999), trabalhando com preparações da musculatura ventricular, demostraram a capacidade anaeróbica excepcional do acari-bodó, mantendo aproximadamente 50 % da força isométrica após 75 minutos de envenenamento com CN, a 25 ºC. Esses autores constataram que o L. pardalis foi melhor que as espécies norte-americanas, quando avaliado pela capacidade de preservar o tônus muscular durante o envenenamento com CN. Isso sugeriu a MacCormack et al. (2003) que haveria uma maior capacidade de regulação do Ca + + intracelular nesse peixe, que os descritos em literatura. Após realizarem uma série de ensaios com objetivo de analisar a influência dos canais K retículo sarcoplasmático, presentes na ATP mitocondriais e do musculatura ventricular, na geração de força na contratilidade cardíaca sob anóxia, concluíram que esse animal realmente difere dos demais nesse aspecto. Enquanto nos peixes norte americanos, o efluxo de Ca + + pelo retículo sarcoplasmático supera o influxo durantes os períodos de anóxia (Driedzic & Gesser, 1994), o L. pardalis realiza exatamente o contrário, diminuindo a atividade do Ca + + intracelular e mantendo o tônus muscular constante até 2 horas de anóxia. Logo, no acari-bodó, o cálcio fica estocado no reticulo sarcoplasmático durante os períodos com ausência de oxigênio. A saturação do ambiente com gás carbônico também leva a ajustes peculiares ao acari-bodó. Brauner et al. (2004) submeteram o L. pardalis a curtos períodos de hipercapnia ambiental e constataram que esse animal possui a maior tolerância entre os teleósteos para elevados níveis de acidose extracelular associados a constante regulação do pH intracelular. O pH do sangue variou de 7.98 a 6.99, com duas horas de exposição a água com P C O 2 de 42 mmHg. O pH do coração, fígado e músculo liso, mantiveram a regulação do pH intracelular sob uma fina regulação até a última tomada de dados, 6 horas após o início da exposição. Essa preferência pela regulação do pH intracelular durante acidose extracelular é rara entre os vertebrados. 37 Portanto, a biologia do acarí-bodó apresenta algumas incógnitas que interferem decisivamente no seu aproveitamento tecnológico: 1) Qual é a fonte das enzimas proteolíticas que degradam o músculo do acari-bodó? Essa pergunta é importante para a conservação do pescado. Pois se forem as enzimas digestivas proteolíticas intestinais ou estomacais, irá condicionar a conservação no gelo somente após a evisceração. Mas se forem as enzimas proteolíticas neutras cálcio dependentes, ativadas pelos ajustes metabólicos desse animal ao ambiente hipóxio, irá obrigar a aclimatação do animal às condições de normóxia previamente ao abate. 2) Como aproveitar o resíduo obtido do processamento desse animal, visto que é um material formado por materiais difíceis de serem decompostos na natureza como placas dérmicas e ossos? 1.3 Tecnologia do pescado. 1.3.1 Conceitos gerais: O termo genérico “pescado” compreende os peix es, crustáceos, moluscos, anfíbios, quelônios e mamíferos de água doce e salgada, destinados para alimentação humana. Quanto a forma de comercialização podem ser classificado como: in natura (mantido a temperatura ambiente); fresco (conservado entre cadamadas de gelo); resfriado (mantido na temperatura entre -0,5 a 2 ºC) e congelado (mantido a -20ºC) (Ellis, 1969; R IISPOA, 1981). A tecnologia do pescado constitui um instrumento capaz de gerar produtos que atendam as necessidades dos consumidores (Tanikawa, 1974; Fujimura, 1978; James, 1998). É o elo entre a matéria prima e o 38 consumidor (Rodrigues, 1984; Geromel & Forester, 1989). Em geral, no Brasil, são precárias as condições em que se realizam as operações de pré-abate. Operários com pouco treinamento, associados à falta de infraestrutura como deficiência na produção de gelo, capacidade de estocagem insuficiente, manuseio inadequado do pescado até o frigorífico, originam grandes desperdícios, comprometendo a qualidade do pescado. Essas perdas poderiam ser minimizadas se houvesse um sólido conjunto de informações tecnológicas sobre as espécies nativas da região amazônica. As informações tecnológicas são definidas pela FAO como o conjunto de informações que contém a composição química, o estudo morfológico, o estudo de rendimento da carcaça (as partes comestíveis ou não) e o estudo da vida de prateleira do pescado fresco. Esses são parâmetros essenciais para o controle da qualidade (Lupin & Bello, 1989; Lupin, 1994, 1999; Macedo-Viégas & Souza, 2004). A palavra qualidade, quando aplicada ao músculo do pescado, compreende inúmeros significados, tais como: segurança alimentar; fatores organolépticos; qualidade nutricional e aptidão para ser industrializado; consumo e aceitabilidade do peixe como alimento. Esses conceitos podem ser sintetizados em outros dois, erroneamente entendidos como sinônimos no senso comum: garantia da qualidade e controle da qualidade. A primeira diz respeito ao conjunto de atividades planificadas e sistemáticas, aplicadas em um sistema de qualidade. Em outras palavras, a garantia da qualidade é uma função estratégica de gestão. Por outro lado, entende-se controle da qualidade como as técnicas de caráter operacional utilizadas para satisfazer as ex igências da qualidade; logo, uma tática para efetivar os programas de garantia da qualidade (Martin, 1986; Huss, 1997). Compreender as alterações postmortem é um pré-requisito para um controle preciso da qualidade do peixe comercializado, pois possibilita escolher corretamente os marcadores ou indicadores da qualidade. As mudanças sensoriais, como coloração, flavor e textura, estão diretamente relacionadas com a perda do frescor do pescado (Polidori & Renaud, 39 1995; Poli et al.,1996; Gibson & Ogden, 1997). A bioquímica muscular antemortem e os processos bioquímicos ocorridos postmortem determinam os atributos para a qualidade do produto final. A perda do frescor ocorre devido à degradação do músculo do pescado. A degradação se inicia pela complexa combinação de processos bioquímicos, químicos e físicos, denominada autólise. Essa série de eventos origina condições propícias para a deterioração devido à contaminação microbiana, que finaliza o processo de degradação (Carranza, 1991; Jesus et al., 1990). Lo go, esses dois eventos não são sinônimos. A autólise é resultado da ação das enzimas endógenas ao músculo ou enzimas do trato digestório do animal (White & Chong-White, 1997). A velocidade do processo é determinada pela condição biológica do peixe, isto é, da quantidade de reservas de glicogênio muscular e da atividade das enzimas proteolíticas e glicolíticas. A principal característica sensorial é a diminuição da textura (Church, 1998). A deterioração ocorre pelo crescimento microbiológico no substrato muscular (Duflos et al., 1999; Vigira el al., 2004). Um grupo grande de bactérias existe na superfície corporal, no trato gastrointestinal e nas brânquias (guelras) dos peixes vivos. Com a despesca ocorre colapso do sistema imune e aumento da permeabilidade intestinal, possibilitando que as bactérias migrem da luz intestinal para os músculos e brânquias em busca do alimento. A barreira da pele é, também, atravessada pelos microorganismos num período de postmortem adiantado, embora a presença de escamas dificulte essa invasão (Barile et al., 1985). A microbiota natural do pescado apresenta características peculiares e é influenciada pela natureza do ambiente aquático, onde a temperatura é um dos principais fatores seletivos. Essa flora é formada pela flora existente nas águas onde o peixe vive. Em conseqüência disso, a mucosa que recobre a superfície externa do peixe e das guelras, contém bactérias dos gêneros Pseudomonas, Achromobacter, Micrococus, Flavobacterium, Sarcina, Serratia, Vibrio, Bacillus, Clostridium e Escherichia 40 (Huss,1997). A microflora característica no filé de pescado é formada por bactérias psicrófilas (Pseudomonas, Achromobacter, Amoraxella, Acinetobacter e Flavobacterium) adquiridas durante as operações d e obtenção da matéria-prima. O processamento de maneira imprópria pode resultar em alterações na sua microflora e na introdução de bactérias indicadoras de contaminação fecal (Coliformes, Escherichia coli, Estreptococus fecalis) e outras bactérias patogênicas (Salmonela, Vibrio, Clostridium, etc.). Filés de pescado processado de forma correta podem apresentar valores próximos a 10 mil bactérias/g de amostra, enquanto em produtos processados inadequadamente podem ser encontrados milhões de bactérias/g de amostra (Bressan & Perez, 2000). Essas degradam o músculo do pescado devido à alta produção de enzimas proteolíticas. A velocidade desse processo está diretamente relacionada com a temperatura de armazenamento e com as condições higiênicas da manipulação do pescado. Os sintomas mais evidentes da deterioração são: detecção de odores e sabores desagradáveis; formação de exudatos; produção de gazes e mudanças na textura e coloração tecidual (Huss, 1997; Huss, 1998). Muitos autores afirmam que as espécies tropicais são geralmente mais resistentes às mudanças deterioradoras e, conseqüentemente, o tempo de armazenamento em gelo é maior que nas espécies de águas temperadas e frias . Vários autores relacionam esse fato com a variação da flora bacteriana do pescado com o meio (Jesus, 1989; Jesus et al., 1990; Almeida, 1998; Huss, 1998). As bactérias psicotróficas, responsáveis pela deterioração da qualidade no pescado resfriado, constituem uma parte insignificante da flora do pescado tropical, enquanto essas são o grupo predominante no pescado de águas temperadas. As alterações autolíticas incluem proteólise das proteínas musculares e dos tecidos conectivos (Stoknes& Rustad, 1995). As condições físicoquímicas (pH, pressão osmótica) podem modular a ação proteolítica das 41 enzimas endógenas. A caracterização dos mecanismos proteolíticos envolvidos na desorganização da estrutura do músculo do pescado é realizada pela identificação dos componentes miofibrilares hidrolizados e pela identificação das proteinases envolvidas através de ensaios cinéticos utilizando inibidores específicos. Estabelecer as relações, entre essa desorganização com a perda do frescor e a degradação da textura, possibilita identificar potenciais indicadores de qualidade e refinar os métodos de controle. 1.3.2 Aspectos morfológicos e bioquímicos do músculo dos teleósteos. O músculo dos teleósteos, igual ao de outros vertebrados, é composto por longas unidades denominadas fibras musculares. Morfologicamente e funcionalmente, dois tipos de músculo, liso e estriado, são reconhecidos. Esse último é dividido em esquelético e cardíaco. O músculo liso é encontrado nas paredes dos vasos sangüíneos, no trato digestivo, nos ductos biliares e pancreáticos. O músculo esquelético forma a maior parte das porções comestíveis do corpo, considerada a mais nobre, do ponto de vista tecnológico. O músculo estriado é fortemente ligado ao sistema esquelético. Sua forma, composição e desenvolvimento, variam consideravelmente, dependendo do osso com o qual está relacionado. A musculatura lateral é um típico exemplo da musculatura estriada nos teleósteos. Esta musculatura é composta por miômeros (ou miótomos), em forma de “S”, dispostos paralelamente, ao longo dos dois lados do corpo do animal. Os miômeros são separados individualmente por faixas de tecido conectivo, denominado mioseptos colagenosos (ou miocomatas) que exercem função análoga ao sistema tendinoso dos mamíferos, ancorando as massas musculares ao esqueleto e a pele (Love et al., 1972, Montenero & Borderias, 1990). Além dess a 42 musculatura os teleósteos possuem músculos associados com os movimentos das nadadeiras (flexores das nadadeiras peitoral e caudal; supinadores das nadadeiras dorsal e anal) e também com os movimentos de abertura e fechamento da boca. Histologicamente a musculatura lateral é separada em músculos comuns (branco) e músculos escuros (vermelho ou marrom). O músculo escuro localiza-se debaixo da pele do corpo do animal. As proporções entre esses dois músculos variam de acordo com a atividade do peixe. Nos peixes sedentários como o acari-bodó, o tamoatá, o pirarucu, o aruanã, o tambaqui, cuja característica principal é nadar pouco e moverem-se apenas periodicamente, a quantidade de músculo escuro é muito pequena. Em peixes que são migradores como o jaraqui, a sardinha, o mapará, a piramutaba, a dourada, o percentual de músculo escuro pode atingir até 48 % do total da musculatura (Huss, 1998; Batista, 1999). Há muitas diferenças no diâmetro das fibras e na composição química desses dois músculos. As fibras musculares escuras possuem pequeno diâmetro e grande quantidade de lipídios intramusculares. As fibras musculares comuns apresentam grande diâmetro e pequena quantidade de lipídios intramusculares. Enquanto a fonte de ATP no músculo escuro é proveniente da β-oxidação dos ácidos graxos, a fonte de ATP no músculo comum é a via glicolítica. Essa diferença entre as fontes de energia utilizada é explicada pela grande quantidade de mitocôndrias presentes no músculo escuro, favorecendo o metabolismo aeróbico. O músculo comum utiliza as vias metabólicas anaeróbicas como a glicólise, favorecendo o acumulo de lactato no tecido. Essa diferença nos padrões de metabolização da glicose refletem das adaptações sofridas durante a historia evolutiva de cada espécie, sendo o músculo comum adaptado a movimentos súbitos, fortes e de curta duração; o músculo escuro, por sua vez, é adaptado para a manutenção de movimentos contínuos por longos períodos, impedindo a fadiga muscular precoce (Hibi ya, 1982). O estudo da composição centesimal do pescado fresco fornece 43 subsídios básicos para as áreas de tecnologia e nutrição, proporcionando novas perspectivas no aproveitamento racional do pescado (Potter, 1968). Essa importância é decorrente da ampla variação que pode haver na constituição das diversas espécies de pescado (Beaulieu & Gurdeley, 1998; Huss, 1998). O músculo do pescado pode conter 60 a 85% de umidade, aproximadamente 20% de proteína, 1 a 2% de cinzas, 0,3 a 1,0% de carboidrato e 0,6 a 36% de lipídeos. Este último componente apresenta uma maior variação, em função do tipo de músculo corporal em uma mesma espécie (por exemplo, em atum a carne dorsal apresenta teores de 1 a 2% de lipídeos, enquanto a carne abdominal pode alcançar até 20%), sexo, idade, época do ano, habitat e dieta, entre outros fatores. Particularmente, antes e após o período de reprodução, observa-se uma distinta diferença nas percentagens de lipídeos. Além disso, o conteúdo deste componente em peixes migratórios apresenta a maior variação com a época do ano, como por ex emplo, em arenque (2 a 22%), em sardinh a (2 a 12%) e em salmão (0,4 a 14%) (Ogawa & Maia, 1999). O aumento do teor lipídico no músculo apresenta correlação inversa com a umidade muscular. O músculo comum do pescado constitui uma importante fonte de proteínas para os processos neoglicogênicos. A quantidade de proteína e a atividade de proteinases podem sofrer variações determinadas pelas condições ambientais e os fatores fisiológicos. Os teores de proteína diminuem e atividade das enzimas proteolíticas endógenas aumenta durante os períodos de desova, estresse e na escassez de alimentos. Essa perda no percentual protéico apresenta correlação direta com o aumento da umidade no músculo. A identificação dos fatores que afetam a composição muscular e os possíveis mecanismos de controle é um tema complexo. A degradação ocorre principalmente sobre as proteínas sarcoplasmaticas, apesar da degradação das proteínas miofibrilares não estar descartada. Vários trabalhos têm descrito os hormônios como reguladores da degradação 44 protéica pela interação com enzimas proteolíticas (Nakashima, 1998; To yahara et al., 1981998; Luno et al., 1998; Hayashi et al., 2000). Cada miomero apresenta um feixe de fibras musculares. Cada fibra muscular é uma célula multinucleada sincítica, com 20 a 100 µm de diâmetro. Cada fibra muscular contem aproximadamente 1000 miofibrilas, com diâmetro de 2 µm. As proteínas miofibrilares são as proteínas musculares mais abundantes no pescado. Representam 60-80% do conteúdo total de proteína, bem superior aos mamíferos, esses com 40 % de proteínas miofibrilares. As outras proteínas musculares do pecado são: as sarcoplasmáticas (30% do total de proteínas), compostas principalmente por enzimas do metabolismo glicolítico e outras enzimas que participam do metabolismo celular, e o tecido conectivo (colágeno), representando 3-10% das proteínas do músculo do pescado (McCormick, 1994; Lourenço, 2000; Lodemel & Olsen, 2003, 2004). As miofibrilas apresentam estriações quando analisadas ao microscópio ótico, pela alternância de faixas escuras e claras. Ao microscópio de polarização, a faixa escura é anisotrópica, denominada banda A, isto é absorve o feix e de elétrons, enquanto a faixa clara é isotrópica, denominada banda I, isto é, possui pouca absorção do feixe de elétrons. No centro de cada banda I aparece uma linha transversal escura, o disco Z (Vigoreaux, 1994). A banda A apresenta uma zona mais clara no seu centro denominada banda H. Dividindo a banda H em duas porções iguais, a uma linha negra denominada Linha M. O sarcômero, unidade contrátil da musculatura, está delimitado entre dois discos Z (Bancroft & Stevens, 1982). As miofibrilas musculares são caracterizadas pela precisa uniformidade na organização, no comprimento e no espaçamento dos filamentos finos e grossos, dentro dos sarcômeros. Os filamentos finos são compostos por actina, originada a partir da polimerazação da actina G e proteínas associadas. As extremidades finais desses filamentos são ancoradas no disco Z. A extremidade inicial do filamento fino extende-se até os bordos externos da região H, onde são sobrepostos ao filamento 45 grosso, uma estrutura bipolar formada pela união de várias isoformas da miosina II. Essa ultima é uma proteína assimétrica, hexamerica, com massa molecular de aproximadamente 500 kDa, que contém muitos domínios estruturais e funcionais. A região mediana do sarcômero, a banda H e a linha M, contém apenas filamentos grossos. Todo citoesqueleto das células musculares consiste de centenas de diferentes tipos de proteínas, incluindo muitas que estão presentes em quantidade muito pequena, e um grande número ainda a ser descoberto (Seki et al., 1984; Hallett & Bremner, 1988; Greaser, 1991; Small et al., 1992; Ho et al., 1994, Harper; 1999). Uma lista de algumas proteínas do citoesqueleto está mostrado na Tabela 1. Proteínas dos filamentos grossos das miofibrilas (miosina, proteina C, e proteína H), região da linha M (miosimesina, proteína M, creatino quinase e esquelemina), filamentos finos (actina, tropomiosina, troponina, tropomodulina e nebulina), titina e as proteínas do disco Z (a-actina, Cap Z), como também as proteínas dos filamentos intermediários (desmina, paranemina, sinemina) e do filamento periférico (filamina) e costameros subjacentes à membrana celular (filamina, distrifina, talina e vinculina) são listadas de acordo com sua abundância, massa molecular aproximado e o numero de subunidades por molécula. Tabela 1. Al g u m a s proteínas mi o f i b r i l a r e s e do citoesqueleto presente nas células musculares estriadas (Robson, 1995). Proteína Localização % aproximado do m a s s a mo l e c u l a r Citoesqueleto a p r o x i ma d a ( k D a ) Miosina Fi lam ento grosso 45 520 Nº de subunidades 6 P r o t e í n a C ( M yB P - C ) Fi lam ento grosso 2 130 1 P r o t e í n a H ( M yB P - H ) Fi lam ento grosso 1 74 1 Miomesina Linha M 2 185 1 Proteína M Linha M 1 165 1 Creatino quinase Linha M <1 80 2 Esquelemina Linha M (peri férica ) <1 195 1 Ac t i n a Fi lam ento fino 20 42 1 Tropomiosina Fi lam ento fino 5 66 2 Troponina Fi lam ento fino 5 69 3 Tropomodulina Extremidade livre do filamento <1 61 1 10 3.700 1 fino Titina Fi lam entos sarc om ericos 46 longitudinais (Da linha M ao Disco Z) Nebu lina Paralelas (parte dos) filamentos 3 773 1 2 204 2 finos ao Disco-Z a-actina Disco Z Cap Z Disco Z <1 66 2 Desmina Fi lam entos interm ediários n o <1 212 4 Paranemina Fi lam entos interm ediários n o <1 356 2 Sinemina Fi lam entos interm ediários n o <1 372 2 Fi lamina Fi lam entos interm ediários n o <1 560 2 disco Z (p eriféricos) disco Z (p eriféricos) disco Z (p eriféricos) disco Z (p eriféricos) Distrofina Costameros-Memb rana <1 854 2 Ta lina Costameros-Memb rana <1 536 2 Vinculina Costameros-Memb rana <1 116 1 A actina e a miosina são as principais proteínas do sarcômero. A interação dessas é à base do processo de contração muscular. Resumidamente o processo de contração ocorre da seguinte forma: O retículo sarcoplasmático, um sistema de vesículas membranosas achatadas que preenche o espaço livre entre as miofibrilas, libera Ca + + após despolarização da membrana do retículo por estímulos elétricos provenientes dos túbulos T, um sistema de túbulos que conduzem o estímulo elétrico de uma junção mioneuronal situada na superfície da fibra muscular denominada placa motora, aumentando a concentração do cálcio intracelular. A troponina apresenta três subunidades: C; I; T. O cálcio liga-se a subunidade C da troponina. A subunidade I inibe a atividade ATPase do complexo actomiosina. A subunidade T é o local de ligação com outra proteína, a tropomiosina. A mudança conformacional da troponina induz o deslocamento da tropomiosina, liberando na actina o sítio de complexação com a porção globular da miosina. Na etapa a porção ATPase, hidrolisa o ATP em ADP e Pi. A hidrolise promove a mudança conformacional da molécula de miosina e a liberação do Pi, promovendo a forte ligação da miosina com a actina, formando o complexo actinomiosina. Quando o ADP é liberado há a geração de força e o deslizamento dos filamentos finos sobre o filamento grosso. O 47 complexo actinomiosina será desfeito e o músculo irá retornar ao relaxamento quando houver alta concentração de moléculas de ATP para ligarem-se novamente ao sítio catalítico e houver baix a concentração de cálcio intracelular. As proteínas filamentos acessórias estruturam os filamentos finos e os grossos dentro do sarcômero e são essenciais para a manutenção da força contrátil e a integridade estrutural do músculo. O disco Z é formado pelas proteínas α-actinina e Cap Z. O disco Z além de arranjar regularmente os filamentos finos, impede a despolimerização dos mesmos. O tamanho preciso de cada filamento fino é garantido por uma proteína inextensível de 800 kDa (~7000 resíduos de aminoácidos), denominada nebulina, a qual é inteiramente composta por motivos repetitivos ligantes de actina com 35 amino-ácidos. A nebulina extendese da extremidade inicial até a extremidade final de cada filamento fino e atua como uma “régua molecular” definindo até que ponto que a molécula de actina F deve ser polimerizada. A extremidade inicial da actina F é coberta e estabilizada pela tropomodulina. A desmina ocupa posição estratégica na ligação das miofibrilas lateralmente ao disco Z e conecta os Distrofina sarcomeros é ao componente sarcolema chave dos (Hwan & costâmeros, Bandman, o citoesqueleto transverso sub-sarcolemal rico em vinculina (Papa et Apresenta a extremidade C-terminal unida 1989). com al., 1997). proteínas transmembrânicas e a extremidade N-terminal ligada a actina F. A titina é a maior proteína já descoberta (aproximadamente 3.700 KDa). Possui duas funções nas células musculares estriadas: modela os filamentos grossos e é um elemento elástico que conecta os filamentos grossos ao disco Z (Koretz et al., 1993). A matriz extracelular ou tecido conectivo no músculo esquelético apresenta complexidade estrutural e funcional (Birkedal-Hansen et al., 1993). O colágeno é o principal componente dessa matriz, o qual é responsável pela integridade da miocomata e as propriedades mecânicas do músculo. O tecido conectivo é composto pelo epimísio o qual envolv e 48 o músculo e o perimísio, envolvendo o feixe de miofibrilas e o endomísio envolvendo individualmente as miofibrilas. Nos peixes teleósteos, existem dois tipos de colágeno, I e V, com diferentes características bioquímicas (Yamaguchi et al., 1976; Sato, 1989, 1991; Bremner, 1992; Sato et al., 1997; Eckhoff et al., 1998; Aidos et al, 1999; Bremner, 2000; Shigemura et al., 2003). 1.3.3- Efeito do resfriamento sobre o músculo do pescado. Existem vários eventos que caracterizam o metabolismo muscular postmortem. Imediatamente após a interrupção da circulação devido à falência cardíaca há a diminuição do suprimento de oxigênio tecidual. Isso direciona a síntese de energia utilizando a via glicolítica. Essa seqüência de reações resultam em diminuição das quantidades de glicogênio muscular e acúmulo de ácido lático, cuja concentração determina a queda do pH múscular, variando de 7 a 6. osmótica muscular aumenta com algumas horas A pressão postmortem. A concentração de ATP diminui e os lipídios são oxidados. Em peixes marinhos, o óxido de trimetilamina é convertido a trimetilamina, primeiro por enzimas endógenas e depois por bactérias (Huss, 1998). O óxido nítrico e as espécies reativas de oxigênio também aumentam. Ocorre degradação mitocondrial e do retículo sarcoplasmático devido à queda do pH e aumento da pressão osmótica. Essas mudanças resultam na liberação dos íons cálcio no citosol, onde as concentrações podem alcançar 0.2mM de cálcio livre. 1.3.3.1- O rigor mortis Uma série de processos autolíticos envolve a decomposição do glicogênio e a hidrólise dos nucleotídeos. O rigor-mortis, ou o processo de enrigecimento muscular postmortem, também denominado de 49 contratura muscular ou rigidez cadavérica, se estabelece quando a concentração de ATP no músculo reduz a < 1.0 µmol. O período prérigor varia de 1 a 6 horas postmortem. O ATP não é somente uma fonte de alta energia necessária para a contração muscular dos animais vivos, mas também proporciona plasticidade ao músculo. Quando os níveis de cálcio intracelular são maiores que 1.0 µ M, a ATP-ase ativada por cálcio reduz o nível de ATP no músculo, ocasionando formação do complexo actomiosina. Esta interação traz como resultado o aumento da textura muscular devido à contratura muscular, ocasionando seu endurecimento e perda da flexibilidade. Durante o rigor, o pescado não pode ser fileteado ou processado normalmente, porque o corpo está demasiadamente rígido para ser manipulado, impedindo o seu processamento industrial (Huss, 1998). De acordo com Watabe et al. (1989), a concentração de ATP em condições postmortem no pescado se mantém em um certo nível por um curto período, no qual a creatina fosfato, outro composto rico em energia, doa o grupo fosfato para o ADP, através de uma reação enzimática catalisada pela creatina-quinase para regenerar o ATP. A degradação postmortem do ATP inclui várias enzimas e na maioria dos peixes segue a seguinte rota metabólica: A adenosina trifosfato (ATP) sofre um processo de desfosforilação e desaminação para formar a inosina monofosfato (IMP), a qual é degradada a inosina (HxR) que, por sua vez, é degradado a hipoxantina (Hx). Quando os níveis de inosina monofosfato (IMP) e inosina (HxR) começam a diminuir, o conteúdo de hipoxantina (Hx) aumenta. A determinação de Hx tem se mostrado útil como método objetivo para medir a qualidade do pescado (Kreuzer, 1971, 1974).O ATP, ADP e AMP desaparecem geralmente em torno de 24 horas decorrente da desaminação e desfosforilação parcial .(Tarr, 1966; Eskin et al., 1971; Ikeda, 1980; Ogawa & Maia, 1999). A resolução do rigor-mortis ou o período pós-rigor é um processo que não está completamente compreendido. Ocorre naturalmente por ativações de uma ou mais enzimas proteolíticas durante o rigor. No 50 período da resolução o músculo torna-se novamente flexível, mas menos elástico do que antes de entrar em rigor, pois não ocorre a separação do complexo actomiosina, mas o rompimento do disco Z (Jiang et al., 1996). A flexibilidade e o aumento da maciez ocorre por degradação das proteínas que estruturam as ligações do citoesqueleto aos sarcômeros e a membrana plasmática (Busconi et al., 1989; Morgan et al., 1993, Purslow, 1999; Setandreu et al., 2002). Vários estudos têm descrito a degradação da matriz extracelular com o aumento da maciez da carne do pescado (Huss, 1998). Essa acentuada proteólise aumenta o teor de peptídios e aminoácidos livres no músculo, que nutrem o crescimento dos microorganismos deterioradores, tornando o pescado impróprio para o consumo humano. 1.3.3.2- A influência do sistema calpaína-calpastina no processo de amaciamento das carnes. A degradação das proteínas acessórias resulta na fragmentação dos miofilamentos (Mestre Prates, 2002). No pescado, dependendo da espécie, pode incluir a hidrólise da titina, nebulina, distrofina, liberação da a-actinina, proteólise da miosina e deslocamento da tropomiosina (Ladrat et al., 2003). Desmina é degradada em sardinha, mas não é em outras espécies, apesar de, em bovinos, ser um excelente substrato para as enzimas proteolíticas endógenas (Hwan & Bandman, 1989; VerrezBanis et al., 1999). Essa diferença entre a escolha do substrato é explicada pela variação do tipo e da atividade das enzimas. Os principais sistemas proteolíticos que atuam no processo de degradação postmortem proteasomas (Dahlmann são: os complexos multicatalíticos & Kuehn, 1995; M ykles ou & Haire, 1995; Matsuishi & Okitani, 1997; Otsuka et al., 1998, Sekikawa et al., 1998, 2001); os sistemas lisossomais, incluindo as catepsinas ácidas aspárticas ou cisteínicas (Yamashita & Konigaya, 1990, 1991; Kolodziejska & Sikorski, 1995; Aoki et al., 1997; Ogata et al., 1998; Aoki et al.2000); o 51 sistema calpaína-calpastatina (Johnson, 1990; Suzuki & Ohno, 1990; Tsuchi ya & Seki, 1991; Wheeler & Koohmaraie, 1991; Fox et al., 1993; Fauconneau et al., 1995; Johnson & Guttmann, 1997; Steen et al., 1997; Lee et al., 1999), as aminopeptidases citoplasmáticas e as proteases alcalinas, como também as enzimas hidrolíticas do tecido conectivo como elastases e colagenases (Croall & Demartino, 1991; Goll et al., 1991; Goll et al., 1992; Bracho & Haard, 1995; Gill et al., 1998, Kinbara et al., 1998; Kubota et al., 2001, 2003). O sistema calpaína-calpastatina apresenta uma grande importância no processo de autólise da musculatura do pescado (Mellgren, 1987; Molinari & Carafoli, 1997; Braun et al., 1999). Vários estudos têm demonstrado que um grupo de proteases intracelulares ativadas por cálcio, denominadas calpaínas, tem sido freqüentemente associadas com a autólise do músculo do pescado e da carne vermelha, devido à digestão do disco Z das miofibrilas, conduzindo ao aumento da maciez da carne (Koohmaraie, 1992; Killefer et al., 1994; Koohmarie, 1994; Rubensam et al.,1998). O sistema calpaína originalmente compreende três moléculas. As duas primeiras são denominadas calpaínas típicas ou ubíquas. Essas são duas proteinases Ca + 2 dependente caracterizadas quanto à concentração de cálcio para serem ativadas, a µ-calpaína requer 5-50 µ M Ca + 2 e mcalpaína requer 150-1000 µ M Ca + 2 . O terceiro polipeptídio do sistema é denominado calpastatina, cuja única função conhecida é ser o inibidor endógeno das calpaínas. Existem oito ou mais tipos de calpastatinas com massas moleculares variando de 17 a 85 kDa. Isso ocorre devido ao uso de diferentes promotores e eventos alternativos de splicing durante o processo de síntese protéica (Sorimachi et al., 1989, 1997). Ambas µ-calpaína e m-calpaína são moléculas heterodiméricas. Apresentam uma subunidade de 28 KDa e outra subunidade de 80 KDa, com 55-65% cristalográficos de da homologia estrutura entre da as duas m-calpaína proteinases. revela seis Estudos domínios protéicos: 1) uma seqüência N-terminal com 19 resíduos de aminoácidos; 52 2) e 3) dois domínios que constituem o sítio ativo, IIa e IIb, 4) Domínio III; 5) uma seqüência de 18 resíduos de aminoácidos ligando o domínio III ao domínio IV, e 6) domínio IV, o qual apresentas motivos estruturais “EF-hand”, ligantes de cálcio. (Salem et al., 2005) A importância fisiológica dessas diferentes calpastatinas é obscura. Sabe-se que todas se ligam a três diferentes lugares da molécula de calpaína, sendo uma característica comum a dependência do cálcio para a ligação em pelo menos dois sítios. A clonagem de cDNA possibilitou identificar 12 RNAm adicionais em mamíferos, que codificam polipeptídios homólogos aos domínios IIa e IIb das subunidades de 80 kDa da µ-calpaína e m-calpaína. (Goll et al., 2003) As calpaínas participam de uma série de processos celulares, incluindo as remodelagens do citoesqueleto e dos anexos da membrana, diferentes vias de transdução de sinal, e apoptose (Campbell, 1995). A desregulação da atividade da calpaína, no organismo vivo, associado à perda da osmeostase do cálcio pode levar a danos no tecido em resposta a eventos como infarto do miocárdio, isquemia neuronal (derrame) e trauma cerebral (Carafoli & Molinari, 1998). Um modelo de ativação desse sistema proposto por Dransfield (1993) ressalta a importância do cálcio na ativação das calpaínas. Seqüencialmente os eventos do processo de ativação postmortem da calpaína ocorrem da seguinte forma: 1- As calpaínas cálcio-ativadas ligam-se a calpastatina, em um processo cálcio dependente, formando um complexo inativo. Esse complexo permanece inativo até quando a calpastatina for degradada. 2- As subunidades heterodiméricas são separadas com a degradação da calpastatina. 3- O cálcio livre liga-se aos motivos estruturais “EF-Hand” do domínio IV, mudando a conformação do sítio catalítico, alinhando o trio de resíduos de aminoácidos C ys, His, Asn, tornando a enzima ativa. 4- As subunidades da calpaína sofrem autolíse na presença de cálcio, tornando-se inativas. 53 Existem relatos de um terceiro tipo de calpaína no estômago e trato digestivo, denominada n-calpaína. Essas são enzimas ativadas com nanomoles de Ca + 2 . Existem também as descrições de proteases semelhantes a calpaínas, outros membros da família das calpaínas, denominados calpaínas atípicas, que perderam o domínio de interação com o cálcio, como a p94, específica do músculo esquelético (Sorimachi et al., 1997, Goll et al., 2003). A maioria das calpaínas apresenta o pH ótimo na faixa de 7.2 a 8.2, o que a destaca como um importante agente proteolítico no pescado armazenado em gelo e congelado (Thakur et al., 2002). Estudo tem demonstrado que no músculo de crustáceos, as calpaínas estão associadas com mudanças de textura induzidas no músculo e digestão inespecífica das proteínas miofibrilares. Ao contrário, as calpaínas do músculo de vertebrados têm demonstrado serem muito específicas, degradando, principalmente, troponina-T, desmina, titina e nebulina, hidrolisando tanto actina como miosina em vertebrados (Koohmaraie, 1992, Eggen et al., 1995). As calpaínas do pescado degradam miosina (principalmente a cadeia pesada da miosina) para formar um fragmento inicial com um a massa molecular de aproximadamente 150 kDa.(Muramoto et al.,1989). Os mesmos autores demonstraram que as calpaínas do pescado são muito mais ativas em baixas temperaturas que as calpaínas dos mamíferos. Ainda que a calpaína tenha sido identificada em espécies distintas de peixes, incluindo a carpa (To yohara, 1985), tilápia e camarão (Wang et al.,1993), poucos dados demonstram uma alta correlação entre a atividade da calpaína e a mensuração instrumental da textura (Koohmaraie, 1992; Killefer et al., 1994; Huss, 1998). O cálcio intracelular postmortem aumenta até níveis próximos a 300 µM e favorece a ativação da calpaína, diminuindo a textura dos filés. In vivo as calpaínas podem ser ativadas, em condições fisiológicas, com valores tão baixos quanto 0.3 µM. Mas in vitro a enzima precisa 100 vezes mais cálcio para ser ativa que em condições fisiológicas, um paradoxo ainda não explicado (Hosfield et al., 1999). 54 Existem algumas hipóteses para explicar essa diferença: o aumento postmortem do cálcio livre no músculo per se já amaciaria a carne por processos não enzimáticos. Esta controversa teoria sugere que o cálcio atuaria enfraquecendo as estruturas celulares ligando-se diretamente a elas ou a fosfolipídios (Takahashi et al., 1987; Takahashi, 1992; Tatsumi et al., 1992; Takahashi, 1996; Shimada et al.,1998). No entanto, esses trabalhos nunca conseguiram excluir completamente alguma proteólise por alguma proteína “desconhecida”. Mais tarde Gessink et al. (2001), correlacionando o aumento da concentração de cálcio potsmortem com o Índice de Fragmentação Miofibrilar e a força de corte no texturômetro, contradisseram alternativas que essa teoria. explicam Esses o mesmos aumento do autores cálcio propuseram sarcoplasmático postmortem: 1) o aumento do cálcio é o resultado e não a causa das degradações que ocorrem no músculo; 2) o cálcio livre ativa o sistema calpaína-calpastatina e subseqüentemente afeta sua eficiênci a degradativa nas estruturas miofibrilares. Essas evidências juntamente com o conhecimento acumulado sobre a função das calpaínas indicam que o maior agente do amaciamento das carnes é a calpaína (Blanchard & Mantle, 1996). 1.3.3.3- O problema das vísceras. A qualidade e o período de armazenamento do pescado diminuem quando não são eviscerados. Muitas bactérias são armazenadas no trato digestivo do pescado (Morita, 1975). Essas bactérias juntamente com poderosas enzimas digestivas são capazes de provocar autólise postmortem violenta, especialmente na área abdominal, a qual pode originar odores e sabores extremamente desagradáveis, chegando at é promover o rompimento do ventre (Hochachka & Brill, 1984). Por outro lado, evisceração expõe a área abdominal a uma maior contaminação microbiana e torna-as mais susceptíveis ao escurecimento e a oxidação (Bird & Draper, 1984; Undeland, 1997). Dessa forma muitos fatores 55 como a idade do pescado, a espécie, o conteúdo de lipídios, a área de pesca e o método, entre outros devem ser levados em consideração antes de decidir se há a necessidade de proceder à evisceração. Como o acari-bodó é uma espécie magra será considerado apenas a influência da evisceração dessa espécie. A maior parte dos países do norte da Europa considera obrigatória a evisceração das espécies magras. Este é o caso do bacalhau, cuja permanência das vísceras causa uma redução da perda da qualidade e diminuição do período de armazenamento de 5 a 6 dias, enquanto a evisceração prolonga o período de armazenamento desse pescado em gelo, em até 13 dias (Huss, 1998). Experimentos similares com espécies marinhas magras semelhantes ao bacalhau apresentam resultados diferentes. No caso do eglefino (Melanogrammus aeglefinus), da merlan (Merlangius merlangus), o carbonero (Pollachius virens) e a bacaladilla (Micromesistius poutassou) foi observado que o pescado não eviscerado e armazenado a 0ºC sofre perda da qualidade comparado ao pescado eviscerado, mas o nível de perda da qualidade entre os dois tratamentos variou significativamente entre as espécies estudadas. Enquanto o eglefino, a merluza e o carbonero continuaram sendo aceitáveis com quase uma semana de conservação no gelo, o bacalhau foi considerado impróprio para o consumo com quatro dias de conservação em gelo (Huss & Asenjo, 1976). E não foram encontradas diferenças significativas entre os pescados de merluza americana (Merluccius gayi) com ou sem vísceras. Logo a evisceração tem que ser orientada para cada espécie, baseada em dados experimentais. 1.4. Armazenamento postmortem e a qualidade do músculo do pescado. 1.4.1 Métodos para avaliar a qualidade do pescado. A qualidade do pescado é usualmente definida em termos de 56 aparência, sabor, odor, firmeza, suculência e frescor. É determinada pela combinação de fatores intrínsecos ao músculo, como a composição química, e fatores extrínsecos como as operações e processos pré e pósabate (Gómez-Guillen & Batista, 1997; Gómez-Guillen et al., 2000). A qualidade da carne do pescado é fortemente ligada a noção de frescor, podendo ser avaliada por quatro diferentes critérios por diferentes métodos (Huss, 1997; Huss, 1998; Macedo-Viegas & Souza, 2004). A) Análise sensorial. A avaliação sensorial é o método mais usado na indústri a alimentícia, devido à sua praticidade. De acordo com Geromel & Forster (1989) avaliação sensorial é definida como uma disciplina científica utilizada para evocar, analisar e interpretar reações das características dos alimentos e materiais, quando são percebidos pelos órgãos dos sentidos, o olfato, o paladar, o tato, a visão e a audição. Estas reações dependem não só da classe e intensidade do estímulo, mas também das condições fisiológicas, psicológicas e sociológicas da pessoa ou grupo de pessoas que avaliam o alimento. Os métodos sensoriais de avaliação podem ser divididos em duas categorias: objetivos e subjetivos. Os métodos objetivos estão relacionados com métodos instrumentais, nos quais as tendências são minimizadas. É importante observar que, as tendências por serem de natureza pessoal, são difíceis de serem eliminadas. Os métodos subjetivos estão relacionados com testes sensoriais, onde tendências não são minimizadas, usando os órgãos dos sentidos, onde são observados aparência, odor, sabor e textura. Neste método o consumidor entra como principal instrumento de avaliação. Durante os últimos 50 anos, técnicas têm sido desenvolvidas para análise sensorial do peixe cru. Os estudos de Anderson, iniciados em 1907 em Aberdeen U.K. (Burgess et al., 1967) foram os primeiros a esclarecer os princípios e o uso da técnica de escala descritiva na 57 elaboração de um esquema de avaliação de bacalhau fresco estocado no gelo, que pode ser também utilizado para outras espécies de peixe magro. Nesta técnica de avaliação sensorial, sete fatores foram selecionados como os mais importantes: Aparência geral e aparência dos olhos, guelras e superfícies externas; Aparência do músculo, particularmente da superfície ao longo da espinha dorsal e das abas abdominais; Textura de peixe cru, avaliadas por meio de pressão manual; Odor de peixe cru, particularmente das guelras e da cavidade do corpo; Odor de peixe cozido; Sabor de peixe cozido; Textura de peixe cozido. Os termos descritivos para cada um dos sete fatores de qualidade foram colocados para dar uma idéia de como seria a seqüência de ocorrências, desde o momento da captura, estado absoluto de frescor, até o momento de rejeição ou pútrido. Buscando garantir melhores resultados sobre a qualidade do pescado é conveniente fazer uma correlação das determinações sensoriais com as determinações dos métodos físicos, químicos e microbiológicos (Olson et al., 1976; Ogden & Meyer,1997; Olafsdottir et al., 1997, 2004). B) Métodos químicos. O interesse dos métodos químicos e bioquímicos na avaliação da qualidade do pescado está relacionado com o fato de fornecerem uma resposta quantitativa extremamente precisa. A degradação dos catabólitos do ATP ocorre da mesma maneira para a maioria dos peix es, mas a velocidade de formação de cada produto da hidrólise do ATP é individual. Saito et al. (1959), foram os primeiros a desenvolver uma equação para medir o frescor do peixe, baseado nas alterações 58 autolíticas. O valor K relaciona a concentração de inosina e hipox antina e o conteúdo total de compostos obtidos da degradação de ATP. O valor K é calculado de acordo com a equação: K= HxR + Hx x100 ATP + ADP + AMP + IMP + HxR + Hx Segundo Okuma et al. (1992), quando a carne do pescado apresenta valores “k” menores de 20% (muito fresco), são convenientes para o consumo na forma de “sashimi” (carne crua), e aquelas com valor entre 20-40% (fresco) devem ser cozidas para o consumo, entretanto aquelas com valor acima de 40% (sem frescor) não são consideradas aptas para o consumo humano. Os processos de deterioração química mais importantes são as mudanças localizadas na fração lipídica do músculo do pescado. Os processos oxidativos conhecidos como autoxidação, são reações em que somente participam o oxigênio e ácidos graxos insaturados. O primeiro passo leva a formação de hidroperóxidos, que são insípidos do ponto de vista do sabor, mas podem provocar uma coloração marrom e amarelada no músculo do pescado. A degradação dos hidroperóxidos cede lugar a formação de aldeídos e cetonas, os quais possuem um forte sabor de ranço (Huss, 1997). Dentre os métodos disponíveis para detectar a oxidação dos lipídeos, o índice de peróxido (IP) dá a medida na primeira fase, a de indução, e o valor do ácido tiobarbitúrico (TBA) poderá ser utilizado na fase de propagação. Esse último tem sido usado, baseado no fato de que a oxidação dos compostos lipídicos leva a formação do malondialdeído ou derivados desse composto. A reação do TBA é um método efetivo para mensurar a extensão da autoxidação, mas infelizmente, nenhuma destas duas determinações se correlaciona de forma adequada com as análises sensoriais e com índice de frescor (Bird & Draper, 1984; Johnston et al.,1982, 1998). 59 C) Parâmetros microbiológicos. Parâmetros microbiológicos são contagens totais, número de bactérias estimados por microscopia, pesquisa de metabólitos específicos como bases voláteis totais e identificação de bactérias patogênicas po r métodos imunológicos ou moleculares. O pescado refrigerado pode ser deteriorado pela ação enzimática e bacteriana. Esse processo produz vários compostos nitrogenados, sendo os mais freqüentes a trimetilamina, dimetilamina, amônia e ácidos voláteis. O teor dessas substâncias é medido pela determinação das Bases Voláteis Totais (N-BVT), que aumenta em função da deterioração do produto. O teor de N-BVT para os peix es com excelente estado de frescor, atinge 5 a 10 mg/100g de carne; peixes com frescor razoável podem atingir até 15 a 25 mg/100g de carne. No início da putrefação (decomposição microbiana), este valor pode ir até 30 a 40 mg/100g e, quando bastante deteriorado tal conteúdo deve encontrar acima de 50 mg/100g (Okuma et al., 1992). No pescado, a velocidade de deterioração varia em função da composição, despesca, intensidade e condições higiênico-sanitárias do manuseio (lavagem, descamação, evisceração, etc.) e estocagem. Entretanto, a participação microbiana é o principal fator determinante da vida útil desse alimento e em termos gerais, quanto maior é a carga bacteriana do pescado, mais rápida é a sua deterioração (Gram et al. 1990). D) Físicos . Dentre as principais mudanças físicas que ocorrem no músculo do pescado, temos as alterações de pH, do potencial de óxido-redução (E h ), das propriedades elétricas, textura muscular, viscosidade do extrato de carne e tensão das fibras musculares (Ogawa & Maia, 1999). 60 A diminuição postmortem do pH do músculo do pescado tem um efeito direto sobre as outras propriedades físicas do músculo. Segundo Love (1975) a medida que o pH diminui, se reduz a carga total da superfície das proteínas musculares, causando sua desnaturação parcial e diminuindo sua capacidade de reter água. O músculo no seu estado de rigor perde sua umidade, altera sua textura, pois existe uma relação inversa entre dureza e pH do músculo. As medidas de pH não devem ser utilizadas individualmente como índice de frescor, pois certamente podem induzir a falsas avaliações. No entanto, seus valores geralmente acompanham, paralelamente as análises químicas, as avaliações sensoriais e as microbiológicas. Nenhum dos métodos acima descritos é plenamente satisfatório, pois são subjetivos, difíceis de serem implementados na industria ou não são universais. Um indicador ideal para a qualidade do pescado deve ser apto para acompanhar os efeitos do tempo e da temperatura de armazenamento no mesmo nível que as mudanças ocorram no pescado. Ele deve derivar de uma boa correlação entre sua evolução e o declínio do frescor ou tempo de armazenamento, deve ser independente do aspecto subjetivo, das condições de abate e da condição fisiológica do peix e. Deve ser um método universal, aplicável a todas as espécies e facilmente utilizável na industria. Um marcador molecular de natureza protéica possível de ser identificado por técnicas imunológicas, preenche todos os critérios do indicador ideal. Para avaliar as alterações autolíticas provocadas por enzimas proteolíticas do músculo, existem inúmeras metodologias descritas na literatura: Caracterização das proteases ácidas e alcalinas (GarciaCarreño et al.,1994; Díaz-López et al., 1998) identificação por eletroforese descontínua em gel de poliacrilamida (PAGE), de acordo com Laemmli (1970) das proteínas miofibrilares degradadas de acordo com Geesink et al. (2000) e sarcoplasmáticas de acordo com Nakagawa et al., 1988a, 1988b; o índice de fragmentação miofibrilar segundo 61 Culler et al. (1978) e Uytterhaegen et al., (1992), mensuração da atividade da calpaína e calpastatina segundo Koohmaraie (1990). Considerando o exposto acima a presente tese teve como objetivo geral identificar as causas das alterações postmortem do L. pardalis (Castelnau, 1855) e as respectivas implicações dessas no processo de inovação tecnológica do pescado fresco e nos filés congelados. A Tese foi dividida em quatro capítulos abordando os seguintes temas: O primeiro capítulo descreve os aspectos anatômicos e histológicos do trato digestivo do L. pardalis, caracterizando a existência de hepatopâncreas no acari-bodó e sugerindo que a zona de transição entre o estômago e o intestino é o local onde se inicia a digestão por enzimas supostamente originadas do hepatopâncreas. O segundo capítulo obteve as informações tecnológicas necessárias para o aproveitamento tecnológico do músculo do L. pardalis resfriado, com e sem vísceras, proveniente da feira do CEASA-Manaus-AM. As informações obtidas foram à composição centesimal dos componentes do músculo, o rendimento da carcaça, a obtenção de cortes, o tempo de prateleira. Foram utilizados para esse fim métodos sensoriais, físicos, químicos e microbiológicos para a avaliação da perda da qualidade. Os resultados sugeriram a evisceração obrigatória para o armazenamento em gelo do L. pardalis. O terceiro capítulo versou sobre as mudanças na atividade dos componentes do sistema calpaína no músculo comum de L. pardalis em diferentes períodos de conservação em gelo e o efeito da sazonalidade no desenvolvimento do rigor mortis no músculo de L. pardalis proveniente do lago do Catalão-Manaus-AM. O quarto capítulo propõe três inovações tecnológicas para o processamento do músculo do L. pardalis: os filés congelados, a compostagem e o hidrolizado protéico. 62 Capítulo 1 Fonte de enzimas proteolíticas no trato gastrointestinal de Liposarcus pardalis (Castelnau, 1855): aspectos anatômicos, histológicos e bioquímicos. 1 - Introdução O acari-bodó, Liposarcus pardalis (Castelnau, 1855) é um peixe de água doce da Ordem Siluriformes (bagres), família Loricariidae (Bonaparte, 1831). Possui distribuição restrita na Amazônia, hábitos bentônicos e alimentação detritivora (Weber, 1992; Yossa & Araújo-Lima, 1998) (Brito, 1981; Val, 1995; Brauner & Val, 1996, 1999; Bailey et al., 1999; West, 1999; Lopes, 2003). O primeiro estudo anatômico do trato gastrointestinal do acaribodó foi descrito por Brito (1981). Nesse trabalho, o autor ressalta dois pontos principais: o estômago como órgão respiratório acessório e o intestino com 569 cm de comprimento médio (n=24), 17,7 vezes maior que o comprimento corporal. Esse longo comprimento intestinal possui direta relação com a quantidade de detritos ingeridos (Delariva & Agostinho, 2001). A dieta é constituída principalmente de materiais mortos (lignina e celulose) e uma pequena parte de materiais vivos (algas, bactérias, fungos e micro-invertebrados) (Yossa & Araújo-Lima, 1998), sendo esses últimos a fonte de energia e proteína para o crescimento da espécie (Araújo-Lima et al., 1986). No entanto, a fonte de enzimas proteolíticas e o local de hidrólise do alimento ingerido ainda são indefinidos. Esse dado é importante porque as enzimas proteolíticas podem ser aproveitadas na indústria de alimentos para obtenção de hidrolisados protéicos, produtos maturados e 63 molhos a base de peixe (Essuman, 1992; FAO, 1993). Podem ser utilizadas em processos onde a hidrólise se faz necessária como: remover seletivamente a pele do couro; hidrolisar membranas e tecido conectivo; recuperar pigmentos e extratos aromatizantes (Haard, 1992). Atualmente as enzimas proteolíticas representam 50 % de todas as enzimas de interesse industrial (Haard, 1990; Arthur, 1991; Garcia-Carreño, 1991; Huss, 1998; Diaz-López e Garcia-Carreño, 2000). O objetivo do presente trabalho foi realizar análises anatômicas, histológicas e bioquímicas de alguns órgãos que constituem o trato digestório do L. pardalis com o intuito de identificar a fonte de enzimas proteolíticas. 2 - Material e Métodos. 2.1- Coleta das amostras teciduais Dezoito espécimes de L. pardalis foram obtidos na feira do CEASA na cidade de Manaus, Estado do Amazonas, transportados vivos para os laboratórios da Unidade Piloto de Tecnologia de Pescado, pertencente à Coordenação de Pesquisa em Tecnologia de Alimentos (CPTA/INPA). Foram sacrificados por hipotermia, por meio de imersão em água com gelo (proporção 1:1) durante 10 minutos. Após a morte, o abdômen dos animais foi aberto, com o auxílio de tesoura cirúrgica realizando incisão elíptica da nadadeira anal até a cintura escapular. Para extrair o trato digestivo, o esôfago foi cortado rente ao forame do esôfago localizado no cleito e as vísceras foram tracionadas em bloco. O trato digestivo foi lavado com soro fisiológico a 4ºC. Em seguida, as vísceras foram colocadas sobre placa de Petri posicionada acima de uma camada de gelo e os seguintes órgãos foram identificados segundo Brito (1981) e isolados do trato digestivo: esôfago; estômago; área de transição entre o estômago e o intestino; porção inicial do intestino com aproximadamente 5 cm. Os órgãos ocos foram cortados longitudinalmente e as peças foram novamente lavadas com soro fisiológico gelado. 64 2.2 - Análises anatômicas e histológicas. Para as análises macroscópicas foi utilizado material, proveniente de seis animais, a fresco ou fixado em solução aquosa tamponada de formaldeído a 3.7 %. As análises foram realizadas no estereomicroscópio Stemi SV11 com o fotomicroscópio ZEISS D70 acoplado, no Laboratório Temático de Microscopia Óptica e Eletrônica do INPA-Manaus. Os órgãos de seis animais foram acondicionados em frascos contendo solução aquosa tamponada de formaldeído a 3.7 %. Os frascos foram transportados para o Laboratório de Histologia da Universidade Federal do Amazonas (UFAM). Após 12 horas de fixação, as peças histológicas foram desidratadas em concentrações crescentes de álcool etílico, começando com álcool 70% e terminando em álcool absoluto após 24 horas. Em seguida as peças foram diafanizadas em xilol durante 6 horas antes da impregnação com parafina, e após 6 horas foi realizada a inclusão nos blocos de parafina. Tais blocos foram cortados com 5 µm de espessura, em micrótomo de parafina. Os cortes foram corados com o método de Hematoxilina Eosina (HE) e Tricrômio de masson (TM) (Bancroft & Stevens, 1982). Para a documentação fotográfica da microscopia óptica foi utilizado o fotomicroscópio ZEISS D70, na Gerência de Anatomia Patológica da Fundação de Medicina Tropical do Amazonas (FMTAM). 2.3- Análises bioquímicas. Os órgãos de seis animais permaneceram em placa de Petri sobre gelo. Uma amostra de 1 grama de tecido foi homogeneizado em 5 mL de tampão fosfato 0.2 M gelado, pH 7,2, contendo NaCl 0.5 M e CaCl2 0.02 M. Os homogenados ficaram em repouso a 4º C “overnight” para ativação de zimogênios. Posteriormente foram centrifugados a 4ºC, 5000 rpm, durante 30 minutos. O sobrenadante foi filtrado em lã de vidro para retirar glóbulos de gordura e debris celulares. Em frascos erlenmeyers de 250 mL foram adicionados: 1 mL do sobrenadante filtrado, 1 mL de miofibrilas lavadas de L. pardalis , obtidas segundo Geessink (2000) e 1 mL de tampão fosfato 0.2 M pH 7,2. Em seguida as amostras foram acondicionadas 65 em banho-maria metabólico Dubnhof, com agitação constante a 25º C. Alíquota de 200 µL de cada amostra foram coletados em intervalos regulares de tempo e acondicionados em tubos eppendorf sendo t0 (início da hidrólise), t1 (5 min.), t2 (10 min.), t3 (15 min.), t4 (30 min), t5 (60 min) e t6 (3 horas de hidrólise). Como controle negativo e positivo, respectivamente foram utilizados 1 mL de água e 1 mL de pancreatina 0.4 %. As análises foram realizadas em triplicata e a reação enzimática foi imediatamente interrompida pela imersão dos frascos em água aquecida a 100ºC. As amostras foram centrifugadas 3.500 rpm, 4ºC, 20 minutos. Uma alíquota de 50 µL do sobrenante foi utilizada para quantificação de proteínas pelo método de biureto, utilizando Kit Doles para proteínas totais (Goiânia, Brasil). As amostras que apresentaram hidrólise significativa foram adicionadas ao tampão desnaturante de proteínas (Gessink, 2000) contendo tris hidroximetil aminometano (Tris) 0.125 M, dodecilsulfato de sódio (SDS) 4%, glicerol 20%, 2-mercaptoetanol 10 %, água e azul de bromofenol 0.05%, obtendo concentração final de 1mg de proteína /mL de tampão. Em seguida as amostras foram aquecidas a 100 ºC em banho-maria e armazenadas a –20º C até o uso. As proteínas miofibrilares hidrolisadas foram analisadas por SDS-PAGE (Laemmeli, 1970) em gel de poliacrilamida descontinuo, 4% stacking gel e 12.5 % running gel, 100 V, 25 mA, usando sistema de minigel SE-245 Hoefer acoplada a fonte PS 500XT (500V, 400mA) (San Francisco, CA), com pente para 10 poços. Foi utilizado mistura de marcadores de alto de massa molecular Sigma (Saint Louis, Missouri) variando de 15.000-150.000 Da. Em cada poço do gel foram aplicados 30 µg de proteína. 3. Resultados 66 3.1- Análise anatômica e histológica. 3.1.1- Esôfago. A análise macroscópica do esôfago revelou pregas longitudinais dispostas em forma de anéis formando um “W”, conforme Figura 1. A B Figura 1- Corte longitudinal da área de transição entre o esôfago (A) e o estômago (B) de L. pardalis, a seta amarela indica as pregas esofagianas em forma de “W”. Aumento 60 X. Histologicamente apresenta camada de epitélio estratificado mucoso com células caliciformes e camada muscular da mucosa ausente. A submucosa é composta por tecido conjuntivo. A camada muscular apresenta músculo estriado longitudinal e circular, formando paredes espessas, conforme representado na Figura 2. 67 Célula caliciforme Camada mucosa Tecido conjuntivo Camada muscular Figura 2 – Fotomicroscopia do corte longitudinal do esôfago de L.pardalis. Hematoxilina Eosina. Aumento 400 X. 3.1.2- Estômago Na análise macroscópica o estômago de L. pardalis apresenta como camada translúcida delgada e a porção externa mais resistente que a interna. Internamente, apresenta duas pregas em forma de sólidas linhas antiparalelas, denominadas pregas ou dobras da mucosa, conforme representado na Figura 3. ⇒ Figura 3 - Fotoesteromicroscopia com luz de fundo do estomago de L. pardalis. 68 As pregas da mucosa são indicadas pela seta. Aumento 60 X. Foi observado que o estômago apresenta movimentos de contração reflexos quando retirado da cavidade abdominal, após dessecação da membrana coriácea branca acinzentada que o envolve. Apresenta forma em “U”, sendo possível a divisão em três regiões distintas. A região cárdia descendente se inicia logo após o esôfago. A região fundica é um saco cego altamente vascularizado. A região pilórica ascendente que transpassa diagonalmente abaixo do esôfago, formando um “X” quando observado ventralmente. A análise microsópica revelou criptas e submucosa com vasos repleto de hemácias nucleadas. Apresenta lamina própria sem vasos e glândulas gástricas (Figura 4). A B Figura 4 – Fotomicroscopia do estômago de L.pardalis. Hematoxilina Eosina (A), aumento 400 X e Tricromio de Masson (B), aumento de 200X . 69 3. 1. 3 – Área de transição estômago – intestino. A área de transição entre o estômago e o intestino é delimitada cranialmente pelo esfíncter pilórico e caudalmente por outro esfíncter que a separa do intestino. Essa região, em forma de bulbo, apresenta em média 2 cm e possui parede muscular resistente e grossa com pequenas vilosidades (Figura 5). Tal área possui ligação com o ducto coletor comum do fígado, descrito por Brito (1981) (Figura 6). B A B Figura 5 - Fotoesteromicroscopia do corte longitudinal da área de transição entre o estômago e intestino de L. pardalis, sendo possível observar o esfíncter pilórico (A) e caudal (B) indicado pelas setas. Aumento 60 X. 70 Figura 6 - Fotoestereomicroscopia da conexação entre a área de transição com o ducto comum do fígado de L. pardalis, sendo indicada pela seta. Aumento 60 X Histologicamente esta área apresenta lâmina própria com epitélio semelhante ao observado nos epitélios gástricos, capilares e vasos linfáticos, camada muscular e submucosa. Os esfíncteres são formados por musculatura lisa, e apresenta epitélio de transição entre o gástrico e o intestinal nas porções caudal. A B 71 C Figura 7- Fotomicroscopia ótica do corte longitudinal da área de transição entre o estômago e intestino, mostrando o epitélio tipo gástrico corado com HE, aumento 200 X (A); o epitélio intestinal e gástrico corados com Tricrômio de Masson , aumento de 100 x (B) e musculatura lisa do esfíncter pilórico corados com Tricrômio de Masson, aumento de 400 x (C). 72 3. 1. 4 – Intestino. A análise macroscópica do intestino apresentou uma porção inicial mais dilatada e delgada, seguida por afunilamento até alcançar o diâmetro constante do enorme tubo que se apresenta disposto em espirais ao redor do fígado (Figura 8). B A Figura 8 - Fotoesteromicroscopia do corte longitudinal do intestino de L. pardalis, sendo possível observar: as circunvoluções intestinais ao redor do lobo ínfero posterior do fígado, aumento de 40 X (A); a porção inicial dilatada do intestino indicada pela seta, Aumento 120 X (B). A análise histológica dos cortes não revelou células mucíparas, apresentou vilosidades com feixe fibrovascular e vasos sanguíneos contendo hemácias (Fig.9). A B C Figura 9 - Fotomicroscopia ótica do corte longitudinal do intestino de L. pardalis, evidenciando as vilosidades intestinais HE, 100X (A) detalhe das hemácias dentro dos capilares H.E. 73 200 X (B) 400X (C). 3.1. 5- Fígado. Ao exame macroscópico é um órgão multilobulado, apresentando dois lobos anteriores unidos por um lobo intermedário e ao lobo ínfero posterior pelo lobo posterior. As veias do sistema porta hepático convergem para o lobo ínfero posterior, localizado no centro das circunvoluções intestinais (Fig. 10). Figura 10 - Fotografia dos lobos do fígado longitudinal do intestino de L. pardalis, evidenciando dois lobos anteriores unidos por um lobo intermediário e ao lobo ínfero posterior pelo lobo posterior. A análise de microscopia revelou a presença do espaço porta e presença de células de Kuppfer. Foi observado a presença do ducto pancreático com epitélio cuboíde e ilhotas de Langerhans, caracterizando esse o órgão como hepatopâncreas (Fig. 11). A B C Figura 11 - Fotomicroscopia ótica do corte longitudinal do fígado de L. pardalis, mostrando o ducto pancreático com epitélio cubóide aumento 200 X, HE (A), espaço porta 200 x, HE (B), e ilhotas de Langerhans, 400X ,H.E. (C). 74 3.2 – Análises bioquímicas. O maior grau de hidrólise ocorreu quando as miofibrilas foram incubadas com os extratos obtidos a partir do fígado e na área de transição conforme representado na Tabela 1 e Figura 12. Tabela 1.1 – Dados do grau de hidrólise (%) obtidos das miofibrilas de Liposarcus pardalis incubadas com extratos obtidos a partir do esôfago, estômago, área de transição estômago-intestino e fígado. Tempo (min) Fonte da enzima Esôfago Estômago Transição Intestino Fígado Pancreatina 05 0,0 0,0 0 0,0 0,0 0.0 10 6,1 0.0 0 8,9 27,6 41,9 15 0,0 0.0 8 5,1 36,2 58,8 0.0 2,9 18 0.0 48,3 26,6 0.0 4,3 16 0.0 37,9 15,3 0.0 0.0 4 0.0 31,0 7,2 30 60 180 Gggg 75 60 Esôfago Grau de hidrólise (%) 50 Estômago 40 30 Transição 20 intestino 10 fígado 0 5 10 15 30 tempo de hidrólise (minutos) 60 180 Figura 12 - Grau de hidrólise (%) obtidos das miofibrilas de L. pardalis incubadas em diferentes tempos com extratos obtidos a partir do esôfago, estômago, área de transição estômago-intestino e fígado. = (p < 0.05) Anova/Tukey. A análise eletroforética indicou a degradação das proteínas miofibrilares, sendo observado a diminuição de várias bandas conforme revelado na figura 1.13. A hidrólise com os extratos do fígado e da área de transição se aproximaram quanto a especificidade da proteólise. Houve a degradação das proteínas miofibrilares com o massa molecular aproximado de 100 KDa, 35 KDa e 20 KDa. E D C B A PM A 76 PM A B C D E B Figura 13 – Análise da hidrólise de proteínas miofibrilares por enzimas proteolícas em extratos do fígado (A) e da área de transição (B) entre o estômago e o intestino de acari-bodó, L. pardalis, por SDS-PAGE, 12.5%, 100 V, 25 mA, 30 µg por linha, sendo: PM, padrão de massa molecular (de cima para baixo: 150, 100, 75, 50, 35, 25, 15 KDa) e A-E, tempos de hidrólise (min) respectivamente: A (5min), B (10min), C (30 min), D (60 minutos), E (180 minutos). 77 4- Discussão. As análises do esôfago indicam que esse órgão possui a função de condução, lubrificação e fracionamento dos alimentos (Brito, 1981). A presença de células caliciformes estimula a produção do muco para lubrificação dos detritos. Vários autores relacionam a morfologia do tubo digestório do peixe aos hábitos alimentares e modos de vida de cada espécie (Seixas Filho et al., 2000; Seixas Filho et al., 2001; Delariva & Agostinho, 2001). As pregas em forma de “W” talvez sejam uma dessas adaptações ao modo de vida, pois retém material orgânico particulado no interior do esôfago quando o animal se alimenta, evitando o desperdício de energia pela regurgitação. A hidrolise da miofibrila parece indicar que o esôfago não possui nenhum tipo de enzima proteolítica na sua constituição. O estômago parece não ter função digestiva alguma. As análises morfológicas, histológicas e bioquímicas revelam um órgão mais adaptado para a respiração do que para a digestão, possuindo paredes delgadas e o órgão sempre repleto de ar. Os movimentos de contração extracorpóreos seriam uma tentativa “desesperada” de captar oxigênio. Há autores que relatam que esse órgão está sempre vazio de alimento (Brito, 1981; Yossa & Araújo-Lima, 1998). Histologicamente a presença de uma grande irrigação e a ausência de epitélio glandular é uma outra evidência de que o animal utilize exclusivamente esse órgão para a respiração. A membrana coriácea e as colunas internas do estômago sustentariam uma alta pressão interna de ar. Não houve hidrólise significativa das proteínas miofibrilares no ensaio realizado, outro forte indício que o estômago no L. pardalis não apresenta função digestiva, discordando com a função dupla do estômago de Loricariideos descrito por Ambuster (1998) e Grahan (1999). O intestino possui funções absortivas, motoras e secretoras (Junqueira e Carneiro, 1995). Vários autores relacionam o longo comprimento do intestino dos detritivos a necessidade da absorção dos nutrientes (Brito, 1981; Hibi ya, 1982; Delariva & Agostinho, 2001). A mudança do padrão macroscópico do epitélio, bem como a dilatação da 78 primeira porção do intestino pode estar relacionada com a captação do alimento hidrolisado. As vilosidades aumentam a área de absorção do alimento, melhorando o desempenho funcional do intestino do L.pardalis. A ausência de células caliciformes pode ser um indicativo que a lubrificação do alimento no esôfago seja suficiente para a condução do alimento. As funções secretórias do L.pardalis ainda requerem estudos. O fígado e a área de transição parecem ser respectivamente a fonte de proteinases e o local da digestão proteolítica. O fígado possui estruturas típicas do pâncreas como ductos pancreáticos e ilhotas de Langerhans rodeadas por hepatócitos com tríade portal perfeita. Isso caracteriza o órgão como hepatopâncreas. Alguns peixes de água doce possuem hepatopâncreas como a carpas das seguintes espécies: Cyprinus carpio; Sillago japonica; Chrysophyrus major; Heliocheres poecilopterus; Stephalopepsis cirrhifer; Platycephalus indicus, a tilápia do nilo (Oreochronis niloticus), a truta arcoíris (Oncorhynchus mykiss) (Hibi ya, 1982). No entanto, poucos trabalhos têm caracterizado esses como fonte de enzimas proteolíticas , sendo esse tipo de trabalho mais freqüentemente realizado com crustáceos (Garcia-Carreño & Haard, 1993; Garcia-Carreño et al.,1994; Garcia-Carreño, 1997; Ezquerra & Carreño, 1997; Ezquerra & GarciaCarreño,1999; Saravana et al., 2000). A área de transição com paredes musculares espessas é delimitada entre dois esfíncteres. A comunicação com o ducto pancreático do hepatopâncreas pode ser o ducto coletor do fígado, descrito por Brito (1981), que conduziria as enzimas do hepatopâncreas a área de transição. O esfíncter pilórico impederia o retorno do suco digestivo ao estômago. O epitélio gástrico impede a ação autolítica das proteases. Os extratos obtidos a partir desses órgãos revelam alta atividade hidrolítica das miofibrilas, indicando a presença de enzimas proteolíticas nesses locais. Pode-se considerar que talvez a hidrólise obtida na área de transição seja devido a contaminação das enzimas oriundas do hepatopâncreas que não 79 foram retiradas no processo de lavagem das vísceras. 5 - Conclusão Os dados obtidos nas análises anatômicas, histológicas e bioquímicas das partes do trato digestório de L. pardalis, sugerem que a fonte das enzimas proteolíticas nesse animal é o hepatopâncreas e o local da digestão proteolítica é a área de transição. 80 Capítulo 2 Informações tecnológicas para o Liposarcus pardalis (Castelnau, 1855) conservado em gelo. 1- Introdução O Liposarcus pardalis (Castelnau, 1855), popularmente denominado acari-bodó, possui distribuição restrita na bacia Amazônica. Sua carne é muito apreciada em pratos regionais (como as caldeiradas) e preferida pelos ribeirinhos para o preparo do piracuí, por ter a carne magra e apresentar textura em forma de flocos quando seca. O acari-bodó é comercializado vivo porque apresenta um rápido processo de deterioração após a morte. Isso o torna secundário na preferência dos pescadores, visto que para mantê-lo vivo faz-se necessário aumentar os custos de produção, diminuindo sua lucratividade quando comparado às demais espécies de peixes amazônicos. A qualidade e o período de armazenamento do pescado diminuem quando não são conservados em gelo (Lisar, 1974; Simeonidou et al., 1998; Kyrana & Lougovois, 2002). Muitas bactérias são armazenadas no trato digestivo do pescado. Essas bactérias, juntamente com enzimas digestivas, são capazes de provocar autólise postmortem rápida, especialmente na área abdominal, a qual pode originar odores e sabores extremamente desagradáveis, chegando a promover o rompimento do ventre. Por outro lado, evisceração expõe a área abdominal a uma maior contaminação microbiana e torna-as mais susceptíveis ao escurecimento e à oxidação. As informações tecnológicas são definidas pela Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação (FAO) como um conjunto de informações que contém composição química, estudo morfológico, estudo de rendimento da carcaça e 81 determinação do tempo de vida útil do pescado fresco. Tais parâmetros são parâmetros essenciais para o controle da qualidade do pescado (Watanabe & Turner, 1993; Macedo-Viégas & Souza, 2004). Poucos estudos com o pescado amazônico têm sido realizados nesse sentido. As informações são poucas e dispersas entre os trabalhos realizados principalmente com os peixes de elevado valor comercial (Jung, 1985; Jesus, 1998; Carvalho, 2003). O objetivo do presente trabalho é obter informações tecnológicas para o processamento de L. pardalis , tais como a composição centesimal, avaliação do rendimento da carcaça e tempo de conservação em gelo do acari-bodó eviscerado e não-eviscerado. 2- Material e Métodos. 2.1 – Animais Para os estudos realizados os animais foram adquiridos na feira da Ceasa, em Manaus (AM) e transportados vivos para planta-piloto de tecnologia de pescado na Coordenação de Pesquisas em Tecnologia de Alimentos (CPTA/INPA) onde foram abatidos por hipotermia. Depois da morte, o músculo dos peixes foi obtido após a remoção da cabeça. Para os estudos de composição centesimal dois lotes de peixes foram adquiridos nos meses de agosto de 2003 e março de 2004 . Para os estudos de rendimento da carcaça cinqüenta animais foram pesados, medidos e processados. Após os cortes, 25 animais foram fileteados e os outros 25 foram para a máquina separadora de espinhas, BAADER 694 (Lübeck, Alemanha), para obtenção de carne mecanicamente separada (CMS) ou “minced fish”. O rendimento percentual das partes comestíveis totais e dos resíduos foram calculados segundo Souza et al (2000). Para os estudos do tempo de vida útil do pescado conservado em gelo cinqüenta 82 peixes foram divididos aleatoriamente em dois grupos sendo: GA (n=25) animais com vísceras e GB (n=25) animais eviscerados, decapitados no nível da cintura escapular. Ambos os grupos tiveram as nadadeiras aparadas e foram dispostos entre camadas de gelo em caixas de polietileno expandido. 2.2 – Análises Após a homogeneização do músculo, as análises foram realizadas em triplicata, na CPTA/INPA e no Laboratório de Ecofisiologia e Evolução Molecular (LEEM/INPA). Para os estudos de composição centesimal as análises realizadas foram : A. Determinação de Umidade: realizada em estufa a 105ºC até massa constante, conforme normatização do Instituto Adolfo Lutz (1985); B. Determinação de Extrato Etéreo: conduzida pelo método de Soxlet, utilizando como solvente o éter de petróleo, segundo normatização do Instituto Adolfo Lutz (1985); C. Determinação de Proteína Total: calculada a partir do teor de nitrogênio total, pelo método de Kjeldahl, conforme as normas da Association Official Analytical Chemists - AOAC (1990); D. Determinação de Resíduo Mineral Fixo: realizada pela incineração em mufla a 550º C até massa constante, segundo Adolfo Lutz (1985); E. Determinação de Fração “Nifext” (carboidratos): determinada através das somas das demais determinações subtraídas de 100. Para avaliar o período de conservação em gelo, amostras do músculo de cada grupo de foram analisados imediatamente após o abate e a cada três dias utilizando os seguintes métodos: A. Determinação do pH: realizadas em potenciômetro no primeiro dia e a cada dois dias no músculo do peixe, conforme normas analíticas do Instituto Adolfo Lutz (1985). B. Nitrogênio das Bases Voláteis Totais (N - BVT) no músculo: realizadas no primeiro dia e a cada três dias, conforme normas analíticas do 83 Instituto Adolf Lutz (1985), paralelamente às análises sensoriais . C. Avaliação Sensorial (degustação): Para o teste de degustação foi utilizada tabela de avaliação organoléptica para o bacalhau cozido, desenvolvido pela Torry Research Station - Abeerdeen, UK. (Burgess et al., 1967). Uma porção do peixe foi retirada e colocada em placas de Petri, cozida em banho-maria, e em seguida testada. Este teste foi realizado a cada três dias, na tentativa de verificar as alterações de sabor, odor e textura do produto conservado em gelo. Foram atribuídos pontos de cada característica analisada, que somados, permitiram classificar a qualidade em 4 classes: “A” (primeira qualidade)- destinado para resfriamento e congelamento; “B” (segunda qualidade)- resfriamento e defumação; “C” (terceira qualidade)- salga e defumação e “D” – impróprio para o consumo. D. Contagens microbiológicas: realizadas no primeiro dia do experimento e a cada 48 horas durante o tempo necessário ao acompanhamento da deterioração. Foram realizadas as seguintes análises: Contagem Total de Mesófilos a 35ºC, Contagem Total de Psicotróficos a 20ºC e a 7ºC, contagem de bolores e leveduras, determinação do número mais provável de coliformes totais e coliformes fecais, conforme os métodos microbiológicos oficiais (Laboratório Nacional de Referência Animal-LANARA, 1981; International Comission on Microbiological Specifications for Foods-ICMSF, 1978). E. Análises eletroforéticas do músculo: Foram coletadas 5g de musculaturas distintas (axial e abdominal) do mesmo animal, com os intervalos: 1, 3, 6 e 9 dias postmortem . As amostras foram armazenadas em tubos de 50 m L com tampa rosqueável contendo NaN 3 1mM Laboratório e mantidas de a –20°C Ecofisiologia até e o processamento Evolução no Molecular (LEEM/ INPA). As proteínas miofibrilares foram obtidas segundo G E ES IN K et al. (2000), quantificadas segundo B R A D FO R D (1976) e 84 analisadas por SDS-PAGE segundo L A E M M LI (1970). F. Análise do índice de fragmentação miofibrilar (IFM): As amostras foram processadas no LEEM-INPA e analisadas ao microscópio ótico de contraste Microscopia Óptica de e fase do Eletrônica Laboratório Temático de do Nacional de Instituto Pesquisas da Amazônia (LTMO-INPA). As análises do índice de fragmentação miofiobrilar ou m yofibril fragmentation index (MFI) foram realizadas segundo Culler et al. (1978), G E E S IN K et al. (2000) na qual 4 gramas de músculo são homogeneizadas em 40 m L de tampão IFM (100mM KCl, 20mM tampão fosfato pH 7.0, 1mM EGTA, 1mM MgCl 2 , 1mM NaN 3 ). Os homogeneizados foram transferidas para os tubos da Centrífuga refrigerada Sorval RC5B e centrifugados a 3000 rpm por 15 minutos a 4ºC. O sobrenadante foi descartado e o precipitado foi diluído em 10 mL de tampão MFI e homogeneizado com auxílio de bastão de vidro. O material foi drenado em uma peneira de polietileno para retirar os tecidos conjuntivos e debris celulares. Os resíduos de miofibrilas nos tubos foram novamente lavados com 10 mL de tampão MFI e novamente drenados na peneira. Foi pipetado 0.25 mL da suspensão em tubos 13 X 100 mm. As amostras e os padrões foram analisados em duplicata. Foi adicionado 0.75 mL de tampão MFI e 4 mL de reagente de biureto. Os tubos foram agitados e incubados a temperatura ambiente por 30 minutos. Para os padrões com albumina bovina, foram adicionados 4 mL do reagente de biureto a 1 mL do padrão. As amostras foram quantificadas por absorvância no espectrofotômetro Shimadzu, no comprimento de onda de 540 nm. Foi calculado a quantidade de mg de proteína por mililitro. Em um tubo de ensaio13 x 100 mm foi diluído uma alíquota da suspensão para obter a concentração final de 0.5 mg/mL em 8.0 m L. Os tubos foram agitados imediatamente antes da leitura no espectrofotômetro. O índice de fragmentação miofibrilar foi obtido multiplicando a absorvância 85 por 200. As fotos das miofibrilas foram obtidas utilizando microscópio ótico com contraste de fase, utilizando filtro azul, com aumento de 1000x. G. Análises estatísticas: Foram realizadas análises de variância para comparação entre médias e Tukey como teste a posteriore; análise de correlação para os parâmetros para avaliação da qualidade, utilizando o pacote de programas estatístico Statistica 6.0. 3- Resultados. 3.1- Composição centesimal. Ocorreram diferenças significativas (p < 0.05) ANOVA/Tukey, na composição centesimal no músculo de acari-bodó entre a análise realizada no período da cheia e da seca. Os teores de proteína e umidade variaram inversamente. O músculo do acari-bodó apresentou 14.52 % de proteína na seca contra 18, 54 % na cheia. A umidade foi o inverso, pois enquanto o maior valor ocorreu na seca (84.33 %) o menor ocorreu na cheia (80.44 %) conforme demonstrado na Tabela 1. Tabela 1. Valores percentuais médios da composição centesimal do músculo de acari-bodó, Liposarcus pardalis (Castelnau, 1855), nos períodos de seca e cheia. Análises Período de coleta Agosto (cheia) Março (seca) UMIDADE 80,44 (± 0 ,56 ) a 84,33 (± 0 ,54) b LIP ÍDIOS 0,29 (± 0 ,05 ) 0,19(± 0 ,01 ) PROTE ÍNA 18,54 (± 0 ,50 ) c 14,52 (± 0 ,50) d CINZA 0,33 (± 0 ,05 ) 0,46(± 0 ,03 ) NIFEXT 0,40 (± 0 ,01) 0,50 (± 0 ,01) (a,b, c, d= P<0.05, ANOVA/Tukey). 86 3.2 - Rendimento em carcaça. A seqüência de operações mais racional para o processamento dos animais foi a seguinte: o corte das nadadeiras, evisceração, decapitação (descabeçamento), separação do tronco e cauda e fileteamento. Conforme demonstrado na Figura 1. 1- Apara das nadadeiras 3- Corte da cauda 2- Evisceração 4- Decaptação 4- Decaptação 5- Cortes: Tronco e cauda (“charuto”) 87 6-Retirada da pele do 6-Retirada da pele do Tronco Tronco Figura 1- Seqüência de operações para o processamento de L.pardalis. A média dos comprimentos totais e peso dos animais respectivamente foram 424,6 (±74,78) gramas e 36,98 (±3,18) cm. O rendimento do animal inteiro eviscerado foi 91, 15 %. O rendimento da parte útil do pescado (o pescado sem cabeça, vísceras e nadadeiras) foi 51.87 % e de resíduos (cabeça, aparas das nadadeiras e vísceras) foi 48.12 %. 59.7% da parte útil do L. pardalis é o tronco e 40,20 % é a cauda. O rendimento em filés do tronco e da cauda foi 26.5%. O rendimento da musculatura abdominal restante do fileteamento foi 15.56 %. Logo as partes comestíveis totais desse animal, calculadas como a subtração da parte útil dos resíduos do fileteameno é 42.06 %. O rendimento em CMS da parte útil (carne mecanicamente separada) foi 29.40 %, significativamente menor (p<0.01) ANOVA/Tukey, que o rendimento das partes comestíveis. Os dados estão sumarizados na Tabela 2. Tabela 2- Rendimento das carcaças de 50 acaris-bodó, Liposarcus pardalis. Variáveis analisadas Valores médios Peso (g) 424,6 (±74,78) Comprimento total (cm) 36,98 (±3,18) Inteiro Eviscerado (%) 91, 15 Parte útil (%) 51,87 Tronco (%) 31,01 Cauda (charuto) (%) 20,90 Filés sem pele (%) 26,5 Músculos abdominais (%) 15,56 Partes comestíveis totais (%) 42,06a 88 29,.40b CMS (%) (a,b= P<0,05, ANOVA/Tukey). 3.3- Período de conservação em gelo. a) Determinação do pH: As determinações do pH muscular para o pescado inteiro diferiram significativamente quando comparadas com o pH muscular do pescado eviscerado, no período de 3 a 12 dias de conservação em gelo. Houve uma tendência de aumento dos valores de pH, mas a evolução desse parâmetro apresentou baixa correlação com o período de estocagem em gelo (Figura 2). 7,15 * = (p< 0.05) ANOVA/ Tukey. 7,1 * 7,05 pH 7 * * 6,95 pH Eviscerado pH Inteiro 6,9 6,85 6,8 6,75 0 3 6 9 12 15 conservação em gelo (dias) Figura 2 – Alterações no pH do músculo de acari-bodó (Liposarcus pardalis) conservado em gelo, inteiro (com vísceras) e eviscerado. b) Determinação do Nitrogênio das bases voláteis totais: Durante todo o período de estocagem em gelo não houve diferença significativa entre as determinações realizadas no animal inteiro e no eviscerado. E esse parâmetro não apresentou boa correlação com o tempo de 89 mg de N/ 100 g de músculo estocagem em gelo (Figura 3). 14 12 10 8 6 4 2 0 E vis c e ra d o In t e iro (N ã o e vis c e ra d o ) 0 3 6 9 12 15 P e río d o d e c o n se rv a ç ã o e m g e l o (d ia s) Figura 3 – Alterações na concentração de bases nitrogenadas voláteis totais do músculo de acari-bodó (Liposarcus pardalis) conservado em gelo, inteiro (com vísceras) e eviscerado. C) Análises sensoriais. A avaliação do sabor, odor e a textura do pescado, conservado em gelo revelaram a alta correlação com o tempo de estocagem em gelo. A queda da qualidade desse pescado foi mais acentuada no pescado inteiro. As fotos que foram obtidas dos músculos que recobrem os ossos pélvicos revelam que o aspecto sensorial ficou comprometido com 6 dias de conservação em gelo no animal inteiro, com o aspecto enegrecido e com pouca resistência a pressão dos dedos do avaliador (Figuras 4 e 5). 90 A B C D Figura 4 – Evolução da área de enegrecimento na musculatura abdominal que recobre os ossos da cintura pélvica de acari-bodó (Liposarcus pardalis). As letras A-D representam o período de conservação em gelo sendo: A (0 dia); B (2 dias); C (4 dias) e D (6 dias). 91 30 pontuação 25 20 Eviscerado Inteiro 15 10 5 0 0 3 6 9 12 15 periodo de conservação em gelo (dias) Figura 5 – Alterações na qualidade sensorial do músculo de acari-bodó (Liposarcus pardalis) conservado em gelo, inteiro (com vísceras) e eviscerado. D) Contagem microbiológica. As análises microbiológicas do animal inteiro e eviscerado não permitiram diferenciar a evolução do crescimento microbiano entre as duas formas de conservação do pescado no gelo. Houve alta correlação entre o tempo de conservação e o crescimento dos microorganismos. Os animais atingiram a contagem de 106 UFC/g de músculo, que torna o pescado impróprio para o consumo humano, com 12 dias de conservação no gelo. Não foram encontrados bolores e leveduras e nem coliformes fecais. Os coliformes totais também estavam ausentes no início do período de conservação em gelo (Figura 6 e Tabela 3). 92 8,00 7,00 Log 10 UFC/ g de músculo 6,00 5,00 4,00 35 ºC EV 20ºC EV 3,00 7ºC EV 35ºC Int 2,00 20ºC Int 1,00 7ºC Int 0,00 0 3 6 9 12 15 período de conservação (dias) Figura 6 - Crescimento de bactérias a 7ºC, 20ºC e a 35ºC, durante a conservação em gelo do L.pardalis, inteiro (Int) e eviscerado (EV). 93 Tabela 3 - Contagem total de mesófilos a 35ºC, psicotróficos a 20ºC e a 7ºC, contagem de bolores e determinação do número mais provável de coliformes totais e coliformes fecais, em Liposarcus pardalis conservado em gelo durante 15 dias, sendo A = animal inteiro, sem evisceração; B = animal eviscerado e aus= ausente. Conservação no gelo (dias) Contagem total (UFC/ g de músculo) 35º C A 0 3 6 9 12 15 4,30 4,20 4,57 4,32 6,75 5,62 20 ºC A 3,73 4,00 4,57 4,78 6,60 7,41 7 ºC 35ºC A B 1,70 1,95 3,96 4,69 6,58 7,40 4,30 4,91 4,41 3,85 4,28 5,36 20 ºC B 3,73 4,49 4,46 4,20 5,96 7,32 Bolores (UFC/g) Coliformes totais (NMP) Coliformes fecais (NMP) 7º C B A B A B A B 1,70 2,57 4,36 3,76 4,72 7,36 aus aus aus aus aus aus aus aus aus aus aus aus aus 93 93 240 150 460 aus 150 23 460 1100 460 aus aus aus aus aus aus aus aus aus aus aus aus 94 E) Análise eletroforética do músculo. A musculatura dos animais com vísceras apresentou degradação de algumas proteínas de baixo massa molecular (aproximadamente 15, 25 e 35 KDa) a partir do terceiro dia postmortem, enquanto a musculatura axial não apresentou nenhuma degradação durante o período analisado (Figura 7). Figura 7- Gel SDS-PAGE de proteínas miofibrilares de acari-bodó, conservado, sendo: PM, padrão de massa molecular (de cima para baixo: 150, 100, 75, 50, 35, 25, 15 KDa); A (eviscerado); B (inteiro) a, b, c, d, número de dias postmortem, respectivamente 1, 3, 6 e 9. 95 F ) Análise do Índice de fragmentação miofibrilar. O índice de fragmentação miofibrilar dos animais eviscerados apresentou boa correlação com o período de conservação em gelo. Houve uma fragmentação crescente das miofibrilas conforme demonstrado na figura 8. O mesmo índice não apresentou correlação alguma com os animais conservados com vísceras. Logo, o índice foi válido para os animais sem vísceras, mas não para os animais inteiros (Figura 9). A B C Figura 8 -Fotomicroscopia de contraste de fase das miofibrilas preparadas do músculo axial de L.pardalis em três tempos de conser vação em gelo: A (i mediatamente postmortem); B (após 3 dias) e C (após 5 dias). 96 Indice de fragmentação miofibrilar 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 eviscerado não eviscerado 0 3 6 9 12 15 período de conservação no gelo (dias) Figura 9 – Alterações no índice de fragmentação miofibriliar do músculo de acari-bodó (Liposarcus pardalis) conservado em gelo, inteiro (com vísceras) e eviscerado. 4 - Discussão. A composição centesimal revelou variação entre os períodos de seca e cheia. Os teores de umidade e proteína foram respectivamente maiores nos meses de março (seca) e agosto (cheia). Essas diferenças são reflexos da condição biológica antemortem do animal. O baixo teor lipídico do músculo de L. pardalis foi descritos por Junk, (1985). Os pescados magros armazenam lipídios nas vísceras e não nos músculos (Huss, 1998). Logo, apesar de não ter sido realizada a composição centesimal das vísceras, pode ser uma possível explicação do porquê de não ter havido variação sazonal significativa na fração lipídica A variação nos teores de proteína e umidade ainda não tinham sido descritas para o acari-bodó, ao contrário de peixes de alto valor comercial como o Tambaqui (Colossoma macropomum) e a matrinxã (Brycon cephalus) (Rojas, 2000; Arbelaez-Rojas et al., 2002). Os pescados magros, como o acari-bodó, quando sofrem variações o fazem substituindo a perda de proteínas para suprir o déficit energético por neoglicogenese por água. Os períodos de seca são 97 caracterizados pela maior competição por alimentos quando comparados com a cheia, onde os rios da bacia amazônica saem dos seus leitos inundando as áreas de várzea. Isso propicia abrigo e alimento para os peixes (Winemiller, 1996; Winemiller & Jepsen, 1998). Apesar da fração protéica ser bastante constante no músculo da maioria das espécies de pescado, se tem observado variações, como a redução das proteínas em salmão durante as grandes migrações para a desova (Ando et al., 1985; Ando & Hatano, 1986, 1991; Ando et al., 1999). O acari– bodó é um peixe sedentário, isto é, não realiza migrações (Batista, 1998), mas no mês de março pode-se encontrar alguns animais desovados, com desvio da síntese protéica para proteínas constitutivas dos ovócitos e não para proteínas do músculo (Neves & Ruffino, 1998). O conteúdo de carboidratos no músculo do pescado é muito baixo, geralmente observados inferior corroboram com a 0.5% (Huss, 1998). esses valores, não Os dados apresentando quantidades maiores da fração “Nifext”, que corresponde aos carboidratos. No entanto, esse baixo percentual não significa pouca influência no metabolismo postmortem, pois o carboidrato acumulado na forma de glicogênio determina o prolongamento do tempo de entrada em rigor mortis. Os estudos de rendimento em carcaça revelaram que é fundamental para o aproveitamento dos filés do músculo hipoxial profundo e músculo abdominal ventral. O rendimento observado somente com os filés sem pele (26.5 %) é inferior ao rendimento de outras espécies de peixes de água doce. Portanto, a inclusão da musculatura abdominal é fundamental para atingir o rendimento das partes comestíveis totais comparáveis aos demais pescados de água doce, descritos na Tabela 4. 98 Tabela 4 - Rendimento percentual das partes comestíveis totais de algumas espécies de água doce (adaptado de Macedo - Viégas & Souza, 2004). No me co mu m No me c ie nt íf ico P a rt e s Ref e rê ncia s co me st ív e is t o t a is ( %) B agr e a fr ica no Cla r ia s g a r lep iu s 4 3 ,3 8 -4 6 ,2 7 So uza et a l. ( 1 9 9 9 a) B agr e a me r i ca no I cta lu ru s p u n c ta tu s 3 9 ,4 9 So uza et a l. ( 1 9 9 9 a) T iláp ia d o N ilo Or eo ch ro m is n i lo t icu s 3 9 ,6 7 -4 3 ,0 0 T r uta ar co - ír i s On co rh yn ch u s myk i ss 4 0 ,1 4 So uza et a l. ( 2 0 0 0 ) So uza et a l. ( 1 9 9 9 b ) So uza et a l. ( 2 0 0 1 ) O percentual de resíduos gerados no processamento do acari-bodó em torno de 60% é comparável com o processamento de outros bagres, como o americano e o africano, que segundo Marengoni et al. (1998) foram observados 50,71 e 49,37 % de resíduos, respectivamente. No entanto, é uma fonte considerável de proteína que deve ser aproveitada para evitar desperdícios e impactos ambientais, que ocorrerão se esses forem jogados diretamente nos corpos de água, criando condições para eutrofização antrópica do ambiente aquático (Figueroa & Sánchez, 1997). O baixo rendimento da carne mecanicamente separado pode ser explicado pela dificuldade de compressão da carapaça do acari-bodó na máquina. Estudos futuros devem ser feitos nas máquinas para aumentar o rendimento do processo de industrialização. Quanto ao período de conservação em gelo, houve diferenças entre os parâmetros que foram analisados para o controle da qualidade do pescado, corroborando com Huss (1998) quando afirma que a qualidade do pescado não pode ser avaliada por um único parâmetro. A queda do pH nos três primeiros dias de conservação deve-se ao acúmulo de ácido lático originado nos processos glicolíticos anaeróbicos postmortem. A partir do terceiro dia até a condenação microbiológica no décimo segundo dia de conservação em gelo, o acari-bodó eviscerado apresentou menor aumento do pH do que o animal inteiro. O aumento do pH é devido à ação microbiana que degrada os aminoácidos e proteínas livres por reações de desaminação e 99 descarboxilação, aumentando os compostos nitrogenados livres, como amônia e outros compostos característicos da deterioração como gás sulfidrico, acetato, CO2, H2O, ácidos graxos (acético, butírico e propiônico), CH3SH, (CH3)2SH, e hipoxantina (Bastos, 1964; Ogawa & Maia, 1989). A determinação das bases voláteis totais não apresentou boa correlação com o tempo de conservação em gelo do animal. Isso gerou dados que não condizem com a realidade como o NBV-T estar em aproximadamente 8 mg de N/ 100 gramas de músculo, no 12º dia de conservação em gelo, que indicaria um bom estado de frescor mas na realidade tanto o animal eviscerado quanto o inteiro havia atingido o limite de 106 UFC/g de músculo, o que torna o pescado impróprio para o consumo humano (LANARA, 1981; RIISPOA, 1981). Os dados da qualidade sensorial do acari-bodó com vísceras o condenou com 6 dias de conservação no gelo. A condenação foi baseada no aspecto visual do produto. Esse enegrecimento foi destacado em outros peixes como a tilápia (Oreochromis niloticus) sendo atribuído a ação das enzimas digestivas que extravasam do intestino e provocam o rompimento do abdômen , belly burst. No entanto esse animal apresenta a condenação com 22 dias de estocagem em gelo (Huss, 1998). A análise microbiológica apresentou boa correlação com o período de conservação em gelo, sendo um bom parâmetro para avaliar o frescor do acaribodó. Apesar da determinação do pH indicar uma maior alcalinidade devido à ação microbiana, não houve diferença significativa entre os dois tipos de tratamento, indicando que a contaminação microbiana não é um fator independente, que justifique per si a obrigatoriedade de evisceração. O grande determinante da evisceração deve ser a autólise da musculatura abdominal evidenciada pelas fotos e pelas análises eletroforéticas. Essas indicam um forte indício da ação das enzimas provenientes do hepatopâncreas e da área de transição, mostrando a ação sobre as mesmas proteínas miofibrilares que os extratos brutos incubados com as miofibrilas (100 KDa e 35 KDa e 20 KDa). Essas degradações correspondem ao massa molecular das proteínas acessórias αactinina, tropomiosina 2 e a Troponina C (Tsuchiya et al., 1992; Papa et al., 1996, 1997; Joseph et al., 2001). Há ainda o aparecimento de uma banda de 100 aproximadamente 30 KDa, que parece ser resultado da degradação da troponinaT. Esses resultados necessitam refinamentos por meio de técnicas moleculares como “Western blot”, realizadas com anticorpos específicos para essas proteínas, confirmando a degradação das mesmas, no animal conservado em gelo e em estudo in vitro (Geesink, 2000). O índice de fragmentação miofibrilar parece ser um parâmetro promissor para a avaliação da qualidade do pescado conservado em gelo. Vários autores tem demonstrado que o índice de fragmentação miofibrilar possui forte correlação com o período de estocagem da carne bovina, suína e caprina (Ingolfsdottir, 1997; Veiseth et al. 2001; Misima et al., 2003). No entanto não foi um bom parâmetro para a musculatura abdominal do acari-bodó. Uma das explicações possíveis é referente ao princípio da técnica a qual é baseada no aumento linear da absorbância devido ao aumento da turbidez provocado pelos fragmentos de miofibrila, originados pela autólise. No entanto, a técnica possui uma sensibilidade limitada, não mensurando aminoácidos ou peptídios de baixo massa molecular como aqueles que estavam presentes na musculatura que ficou em contato direto com as vísceras. Esses devem ter sido eliminados durante as sucessivas lavagens do precipitado, segundo Geesink (2000), não ficando miofibrilas quantificáveis na suspensão. Logo, pode-se estimar que o período de conservação em gelo para o acaribodó prolonga-se até o sexto dia para os animais com vísceras e até o décimo segundo dia para os eviscerados. Tais valores contradizem o mito popular de que não é possível ingerir a carne do acari-bodó depois de morto. Esse animal sem as vísceras possui o mesmo período de conservação em gelo que os outros bagres que duram 12-13 dias no gelo, para pescados de águas temperadas e 12-27 dias para pescados de águas tropicais. (Santos, 1981; Poulter et al., 1981; Gram, 1989; Huss, 1998). Agora, para a conservação do animal inteiro, o período de 6 dias é muito baixo quando comparado as demais espécies de pescado de água doce da Amazônia. Portanto, considerando a importância do aumento do tempo de vida útil do animal e para a preservação da musculatura abdominal, item indispensável para alcançar rendimentos elevados de partes comestíveis totais, a evisceração desse animal é um pré-requisito obrigatório para conservar esse 101 pescado em gelo. 5- Conclusão. O acari bodó é um pescado magro que no qual os teores de proteína e umidade da composição centesimal do músculo sofrem variação sazonal. A inclusão da musculatura abdominal é fundamental para atingir rendimentos aceitáveis das partes comestíveis totais. O animal inteiro apresentou 6 dias e o animal eviscerado apresentou 12 dias de conservação em gelo. A evisceração é obrigatória para a conservação em gelo desse animal. 102 Capítulo 3 Alterações autolíticas no músculo do acari-bodó (Liposarcus pardalis): rigor mortis e sistema calpaína. 1 – Introdução. O pescado inicia a perda da qualidade logo após a sua morte. As enzimas musculares endógenas são os principais fatores na perda gradual do frescor, por um conjunto de reações químicas postmortem denominado autólise. Dois processos são fundamentais para a compreensão da autólise: o rigor mortis e a proteólise das proteínas miofibrilares (Huss, 1998; Delbarre-Ladrat et al., 2004). O rigor-mortis, também denominado de contratura muscular ou rigidez cadavérica, é o processo de enrijecimento muscular postmortem. Inicia-se quando a concentração de ATP no músculo se reduz a < 1.0 µ mol, sendo denominado período de rigor pleno. O período que antecede o rigor após a morte do animal varia de 1 a 6 horas postmortem (Korhonen et al.,1990) Para a maioria dos peixes teleósteos, quando ocorre a parada cardíaca, a glicólise anaeróbica (via de fermentação do ácido lático ou via de Embden-Meyerhof) é a única via metabólica possível para a produção de energia (Tarr, 1966; Marbach & Weil, 1967; Purintrabian et al., 2001). Quando o suprimento de oxigênio é escasso, a reoxidação do NADH é prejudicada. Em tais circunstâncias, o NADH é reoxidado pelo acoplamento com a redução do L-Lactato; o NAD + assim formado é usado para o prosseguimento da glicólise (Nazir & Magar, 1963; Iwamoto et al., 1988; Watanabe et al., 1989; Nelson & Cox, 2005). O ATP não é somente uma fonte de energia necessária para a contração muscular dos animais vivos, mas também proporcion a plasticidade ao músculo após o abate. Quando os níveis de cálcio intracelular são maiores que 1.0 µM, a ATP-ase ativada por cálcio reduz 103 o nível de ATP no músculo, ocasionando formação do complexo actomiosina. Esta interação traz como resultado o aumento da textura muscular devido à contratura muscular, ocasionando seu endurecimento e perda da flexibilidade (Bate-Smith & Bendall, 1947; Nazir & Magar, 1963; Bito et al., 1983; Jeacocke, 1984; Huss, 1998). De acordo com Watabe et al. (1989), a concentração de ATP em condições postmortem no pescado se mantém em um certo nível por um curto período, no qual o fosfato de creatina, outro composto rico em fosfato, doa o grupo fosfato para o ADP, através de uma reação enzimática catalisada pela creatina-quinase para regenerar o ATP. A degradação postmortem do ATP inclui várias enzimas e na maioria dos peixes segue a seguinte rota metabólica: a adenosina trifosfato (ATP) sofre um processo de desfosforilação e desaminação para formar a inosina monofosfato (IMP), a qual é degradada a inosina (HxR) que, por sua vez, é degradada a hipoxantina (Hx). Quando os níveis de inosina monofosfato (IMP) e inosina (HxR) começam a diminuir, o conteúdo de hipoxantina (Hx) aumenta. A determinação de Hx tem se mostrado útil como método objetivo para medir a qualidade do pescado pelo índice K (Tarr, 1966; Fraser et al., 1968; Eskin et al., 1971; Ikeda, 1980; Almas, 1981; Ogawa & Maia, 1999, Lkshmanam & Gopakumar, 1999). A resolução do rigor mortis, ou o período pós-rigor é um processo que não está completamente compreendido (Sigholt et al.,1997; Jerret & Holand, 1998; Skjervold et al., 2001). Ocorre naturalmente por ativações de uma ou mais enzimas proteolíticas durante o rigor. No período da resolução o músculo torna-se novamente flexível, mas menos elástico do que antes de entrar em rigor, pois não ocorre desinteração do complexo actomiosina (Koohmaraie, 1994, 1996; Koohmaraie et al.,1995; Robson, 1995; Robson et al., 1997; Kent et al., 2003). A flexibilidade e o aumento da maciez ocorre por degradação das proteínas que estruturam as ligações do citoesqueleto aos sarcômeros e a membrana plasmática. Vários estudos têm descrito também a degradação da matriz 104 extracelular com o aumento da maciez da carne do pescado (Ando et al., 1991; Cheftel & Cheftel, 1992; Cheftel et al., 1992; Ando et al., 1993; Ando et al. 1995; Huss, 1998, Saito et al., 2000 a, 2000b). Essa acentuada proteólise aumenta o teor de peptídios e aminoácidos livres no músculo, que nutrem o crescimento dos microorganismos deterioradores, tornando o pescado impróprio para o consumo humano (Connell, 1975; Clucas, 1982; Clucas & Ward, 1996; Huss, 1998; Batista, 2002). Os principais sistemas proteolíticos que atuam no processo d e degradação postmortem são: os complexos multicatalíticos ou proteassomas; os sistemas lisossomais, incluindo as catepsinas ácidas aspárticas ou cisteínicas; o sistema calpaína-calpastatina, as aminopeptidases citoplasmáticas e as proteases alcalinas, como também as enzimas hidrolíticas do tecido conectivo como elastases e colagenases (Ávila, 1997; Robson, 1997; Attaix et al., 1998; Sekikawa, 2001; Sentandrew et al., 2002; Delbarre-Ladrat et al., 2004; Jamdar & Harikumar, 2005). O sistema calpaína-calpastatina tem uma grande importância no processo de autólise da musculatura do pescado (Astier et al., 1991; Geesink et al., 2000; Ladrat et al., 2000, 2002; Delbarre-Ladrat et al., 2004a, 2004b). Vários estudos têm demonstrado que um grupo de proteases intracelulares ativadas por cálcio, denominadas calpaínas, tem sido freqüentemente associadas com a autólise do músculo do pescado e da carne vermelha, devido à digestão do disco Z das miofibrilas, conduzindo ao aumento da maciez da carne (Koohmaraie, 1992; Koohmarie, 1994; Killefer et al., 1994; Rubensam et al.,1998; Geessink et al., 1999; Geessink et al., 2001). O Liposarcus pardalis (Castelnau, 1855), é um peixe com excelente aceitação nos mercados amazônicos. A sua carne é considerada uma das mais saborosas, sendo muito apreciada em pratos regionais (como as caldeiradas) e preferida pelos ribeirinhos para o preparo do piracuí, por ter a carne magra e formar flocos quando seca (Brito, 1981; Castro, 1999). 105 O L. pardalis é um peix e de água doce da Ordem Siluriformes (bagres), família Loricariidae (Bonaparte, 1831), que agrupa os cascudos e acaris . Possui distribuição restrita à bacia do Amazonas e possui importância econômica regional (Weber, 1992; Rapp P y-Daniel, 1997; Ribeiro & Pavanelli, 2001; Ruffino, 2002). Vários estudos têm sid o realizados com os aspectos biológicos desse animal vivo (Thatcher 1979; Thatcher, 1981; Brito, 1981; Junk et al., 1983; Schaefer & Lauder, 1986; Val et al., 1990; Almeida-Val et al., 1991; Weber, 1992; Val, 1995; Almeida-Val & Farias, 1996; Brauner & Val, 1996; Silva & Best, 1996; Rapp P y-Daniel, 1997; Neves & Ruffino, 1998; Yossa & Araújo-Lima, 1998; Bailey et al., 1999; West, 1999; Saint-Paul et al., 2000; Val, 2000; Douglas et al., 2002; Lhering, 2002; Lopes, 2003). No entanto, as dinâmicas das alterações postmortem desse animal ainda não são conhecidas. O objetivo do presente capítulo foi caracterizar as alterações postmortem no músculo de L. pardalis proveniente do lago do Catalão-Manaus-AM, monitorando as mudanças causadas pelos processos autolíticos. 2 - Material e Métodos. 2.1- Animais. Os animais foram coletados em duas excursões respectivamente realizadas nos meses de junho de 2004 (cheia) e março (seca) de 2005, no lago do Catalão (S03º09’48”, W59º54’27”), localizado próximo ao município de Manaus, na confluência do rio Negro e Solimões . Nas duas coletas foram capturados aproximadamente 200 animais (100 em cada), por pescadores da Coordenação de Pesquisas em Biologia Aquática do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (CPBA-INPA), utilizando malhadeiras com tamanho de 35 mm entre nós. Após a captura, os animais foram transportados vivos para um tanque rede, localizado no centro do flutuante da CPBA, estando esse ancorado próximo ao lago do Catalão. 106 2.2- Coleta do músculo para análises. Os animais foram retirados dos tanques e abatidos por hipotermia, por meio de imersão em água com gelo (1:1) e acondicionados em caixas de isopor de 120 litros entre camadas de gelo (Fig. 1). Oito espécimes foram identificados com etiqueta de numeração seqüencial de um a oito. O índice de rigor mortis foi determinado imediatamente após o abate e a cada 15 minutos até atingir o rigor máximo e diariamente até a resolução do rigor. Para as medidas os exemplares foram colocados sobre uma superfície plana apoiados até a altura das nadadeiras pélvicas, ficando a parte caudal do corpo livre. O comprimento da inclinação, que se formou com a superfície, foi medido com auxílio de uma régua e de um esquadro, segundo a metodologia de Bito et al. (1983). 107 A B C Figura 1 – Flutuante do INPA no Lago do Catalão – Iranduba -AM, sendo mostrado em (A) o tanque-rede onde os animais aguardaram o abate por hipotermia, mostrado em (B). O animais foram transportados em caixas de isopor, entre camadas de gelo, para Manaus, como mostrado em (C). 108 A cada tempo de avaliação do índice de rigor foram coletadas amostras da musculatura axial do pescado conservado em gelo. Foram coletados e envolvidos com papel alumínio identificado, aproximadamente 30 g de músculo, sendo 10 g para cada determinação de nucleotídeos e 10 g para cada ensaio da atividade dos componentes do sistema calpaína (realizada apenas com o material da primeira coleta) e 10 g para determinação do pH tecidual. Foram coletados, e acondicionados em tubos eppendorf identificados, 8 g de músculo sendo 2 gramas para determinar as concentrações de glicogênio e lactato; 6 gramas para análises de microscopia ótica e eletrônica. Todas as amostras de tecido coletadas foram imediatamente congeladas em nitrogênio líquido e armazenadas a –80ºC, até o momento das análises. Para o acompanhamento da resolução do rigor mortis os animais restantes foram transportados em caixas de isopor para Unidade Piloto de Tecnologia de Pescado da Coordenação de Pesquisa em Tecnologia de Alimentos do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (CPTA-INPA). As amostras para as análises de microscopia eletrônica foram fixadas em glutaraldeido 2.5% em tampão cacodilato 0.1M segundo Watson (1958), no LEEMINPA, e enviadas para o setor de microscopia eletrônica do Departamento de Biologia Celular e do Desenvolvimento do Instituto de Ciências Biológicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP), onde as amostras foram processadas e analisadas. Para a determinação de nucleotídeos as amostras processadas e neutralizadas no LEEM-INPA, acondicionadas em gelo seco e enviadas por via aérea para o Laboratorio de Fisiopatologia de la Escula Vargas, Faculdad de Medicina, Universidad Central de Venezuela. 2.3- Procedimentos analíticos. Todos os procedimentos analíticos foram realizados com as amostras conservadas em gelo. 109 2.3.1- Nucleotídios As extrações de nucleotídios foram feitas de acordo com Marseno (1993) e Suwetja et al. (1998). 5 gramos do músculo comum foram homogeneizados com 10 ml de TCA 10 %, seguido de centrifugação (3 min, 3000 rpm, 4ºC). O sobrenadante foi coletado e o precipitado foi ressuspenso com 10 ml de TCA 5%. O material ressuspenso foi novamente centrifugado (3 min, 3000 rpm, 4ºC). O sobrenadante resultante foi combinado com o sobrenadante da primeira centrifugação. Foi neutralizado para pH 6.4 com soluções de KOH 10N e 1N. Foi centrifugado (3 min, 3000 rpm, 4ºC). O precipitado foi descartado e o sobrenadante foi acondicionado em balão volumétrico de 50 ml. O volume foi ajustado com PCA 5% neutralizado, pH 5.0 %. As amostras foram aliquotadas e armazenadas a – 80ºC até o uso. As determinações Cromatografia Líquida dos de nucleotídeos Alta foram Eficiência realizadas (CLAE) por utilizando cromatógrafo, marca Agilent, modelo 1110. Utilizou-se detector UVvisivel, comprimento de onda 254 nm. O fluxo da fase isocrática móvel (tampão KH 2 PO 4 0,01 M e KCl 0,001M, pH 5.2) foi 2,5 ml/min. Utilizou-se coluna HP5 µ m, 250 x 4 mm, série 799260D-84, fase reversa. A temperatura da coluna foi mantida a 10 ºC e o volume de amostra aplicado de 5 µ l. Os padrões utilizados foram de nucleotídeos comerciais da marca Sigma Chemical Company (St. Louis, MO) O valor K foi obtido a partir das concentrações dos nucleotídeos segundo Saito et al. (1959), que utilizaram a seguinte equação: K= [HxR] + [Hx] x100 [ATP ] + [ADP] + [AMP] + [IMP] + [HxR] + [Hx] onde:ATP= adenosina trifosfato; ADP = adenosina difosfato; AMP = adenosina monofosfato; IMP = Inosina monofosfato; HxR= In osina; Hx= hipoxantina. 110 2.3.2-pH As determinações de pH foram realizadas conforme normas analíticas do Instituto Adolfo Lutz (1985). 10 g de músculo foram homogeneizados com 100 ml de água desionizada. Após a decantação do sólido, foram realizadas as determinações do pH diretamente sobre a solução com a utilização de potenciômetro da marca Micronal modelo B474. 2.3.3 Lactato As análises de lactato foram determinadas segundo Marbach & Weil, (1967) e Thomas et al. (1999). Cem miligramas de tecido muscular foram homogeneizados com 0,9 ml de PCA 6%, seguido de Centrifugação (11.000 rpm, 10 minutos, 4ºC). O sobrenadante foi coletado e neutralizado com adição de 190µL de KOH 5M para 1000 µL de sobrenadante. As amostras foram armazenadas a -80ºC até a realização das análises. Essas foram feitas utilizando o kit 826-UV da marca Sigma Chemical Company (St. Louis, MO) para determinações enzimáticas quantitativas do lactato em 340nm, pela geração do NADH a partir do NAD + , catalisado pela lactato desidrogenase. 2.3.4 Glicogênio Para determinação da concentração de glicogênio muscular foi utilizado o método de Keppler & Decker (1974). Cem miligramas de tecido foram homogeneizados em 400µL de PCA 8%, centrifugadas (2.000 rpm, 4ºC, 5 minutos), neutralizadas com KHCO 3 1M e o glicogênio hidrolizado pela ação da amiloglicosidase (45ºC, 4 horas, agitação constante). A cinética foi interrompida com adição de PCA 35%. O extrato foi neutralizado com KHCO 3 1M e os níveis de 111 glicose liberados no processo de digestão quantificados por espectrofotométricamente, a 510 nm, utilizando o kit Glucox 500 da marca Doles S. A. (Goiânia,GO). O princípio do método consiste na quantificação de um composto vermelho, a 4-antilpiriquinona, resultante de uma seqüência de reações oxidativas a partir da glicose. Essas reações são catalisadas por uma mistura de enzimas denominada Glucox, que contém glicose oxidase (50 x 10 5 nKat) e peroxidase (50 x 10 2 nKat). 2.3.5 Atividade das calpaínas A atividade dos componentes do sistema calpaína foi avaliada seguindo a metodologia descrita por Koohmaraie (1990). Exatamente 10 g de músculo, livre de tecido conjuntivo, foram homogeneizados com 30 ml da solução Tris-HCl (Tri [hidroximetil] aminometano) 100 mM, pH 8,3, 4ºC contendo EDTA (ácido etilenodinitroacético) 10mM, 2-β -mercaptoetanol 2 mM, E-64 (trans-epoxisuccinil-L-leucilamido) 0,02mM, ovomucóide 0,01% e PMSF (fenilmetilsulfonilfluoreto), concentração final de 2 mM. Após a homogeneização em três ciclos de 30 segundos, em banho de gelo, as amostras foram centrifugadas a 17.000 rpm por 2 horas a 4ºC. O sobrenadante foi filtrado em 4 camadas de gaze e lã de vidro. O extrato de carne anterior foi dialisado por 18 horas contra solução Tris-HCl 40 mM, EDTA 0,5 mM, pH 7,35,4ºC e o material aplicado em coluna (1.5 X 20 cm) preenchida com a resina DEAESephacel, equilibrada com tampão de eluição (Tris 40mM, EDTA 0.5mM, 2-β -mercaptoetanol 0.05%). As proteínas foram lavadas com tampão de eluição 1X até a absorvância do eluído a 278 nm ser menor que 0.2. As proteínas ligadas a resina foram liberadas através da lavagem com um gradiente contínuo de NaCl, variando de 1X + 25mM a 1X + 350 mM (250 ml cada). Foram coletadas 140 frações, com 3 ml em cada fração, utilizando 112 coletor de frações e bomba peristáltica, com o fluxo de 1ml/min. Foi realizado o perfil cromatográfico das frações por espectrofotometria a 278 nm. Foram identificados os picos que corresponderam à calpastatina, a µ-calpaina e a m-calpaina. 1 ml de cada fração foi agrupada em tubos de 50 ml com tampa rosqueável. Os tubos foram identificados e conservados em geladeira até à determinação das atividades, sempre no máximo até doze horas após o agrupamento das frações. Os ensaios da atividade das frações agrupadas foram realizados em triplicata. Em cada tubo de ensaio foi adicionado as seguintes soluções: 1. Branco: 1 ml de tampão de eluição + 1 ml do meio de ensaio (Tris 100 mM, NaN 3 1mM e caseína 7mg/ml) + 100µl de CaCl 2 5mM; 2. Branco + m-calpaína : 1 ml do tampão de eluição + 1 ml do meio de ensaio (Tris 100 mM, NaN 3 1mM e caseína 7mg/ml) + 10µl d e m-calpaina (0.5U/ml) + 100µl de CaCl 2 5mM. 3. Teste: 0,1 a 0,5 ml de amostras agrupadas + 1 ml do meio de ensaio (Tris 100 mM, NaN 3 1mM e caseína 7mg/ml) + 0,5 a 0,9 ml de tampão de eluição + 100µl de CaCl 2 5mM. Os tubos foram incubados a 25ºC por 60 minutos. A reação foi interrompida pela adição de 2 ml de TCA 5%. Em seguida, as amostras foram centrifugadas (30 min, 2000 rpm, 4ºC) e quantificadas por espectrofotometria, a 278 nm. Foram calculados os resultados médios de cada amostra e sua atividade, da seguinte forma: Atividade da calpastatina = (Branco- (m-calpaina-teste) x fator d e diluição x volume total das amostras agrupadas) Gramas do músculo extraído. Atividade da m e µ-calpaina = (Branco- teste) x fator d e diluição x volume total das amostras agrupadas Gramas do músculo extraído. 113 Uma unidade de m-calpaína e µ -calpaína é definida como a quantidade de enzima que catalisa o aumento de 1.0 unidade de absorvância em uma hora a 25ºC. Uma unidade da atividade d a calpastatina será definida como a quantidade que inibe 1.0 unidade de atividade da m-calpaína purificada em coluna de DEAE-Sephacel (Morgan et al., 1993). 2.3.6 Microscopia O material destinado à observação em microscopia de transmissão eletrônica foi processado como descrito em Taylor et al. (1995) e Barbieri (1997). Faixas de músculo de aproximadamente 4 mm x 30 mm foram fixadas em glutaraldeído (diluído em tampão cacodilato 0,1 M, pH 7,2, 250 mOsm, 4ºC, 2 horas), pós-fixado em tetróxido de ósmio a 1% em tampão cacodilato com sacarose, por 2 horas, a 4ºC, imerso solução de sacarose 10 % contendo 0.5% de acetato de uranila, durante 24 horas, a 4º C, em seguida desidratado em soluções alcoólicas crescentes (70 a 100% ). O processo teve seqüência com a infiltração em óxido de propileno + resina básica, inclusão em resina pura (SPURR), com conseqüente disposição dos moldes e posicionamento em estufa a 70ºC, por 5 dias. Seguiram-se os cortes semifinos (0,5 µm) dos blocos, em ultramicrotomo LKB Porter Blum MT-1, e, posteriormente, os ultrafinos (70 mm), em ultramicrotomo LKB Porter Blum MT-2. As amostras foram montadas em telas de cobre especiais para microscopia eletrônica de transmissão (150 MESH) e contrastadas por acetato de uranila a 2% (Watson, 1958) durante 1 hora, sendo depois de lavadas em água destilada, por 30 minutos e, a seguir, por citrato de chumbo a 0,5% em água destilada (Reynolds, 1963) durante 30 minutos. As amostras foram observadas e documentadas em microscópio ótico de transmissão eletrônica JEOL – 100 CX II do Departamento de Biologia Celular e do Desenvolvimento do Instituto de Ciências Biológicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP). 114 2.3 – Análise estatísticas Foram realizadas análise de variância para comparação entre médias e Tukey como teste a posteriore; análise de correlação para os parâmetros para avaliação da qualidade, utilizando o pacote de programas estatístico Statistica 6.0. 3- Resultados Os animais coletados no período de seca entraram e saíram do rigor de forma mais rápida que os animais coletados na cheia. Os animais capturados no período de seca atingiram o rigor máximo em 75 minutos com a resolução após 7 dias de conservação em gelo. Os animais do período da cheia atingiram o rigor máximo após 120 100 80 60 40 20 0 Seca 17 14 8 11 5 2 0 cheia 0 0 Indice de rigor (%) 105 minutos postmortem e a resolução do rigor ocorreu após 15 dias ( Figura 2). dias de conservação em gelo Figura 2 – Evolução do índice de rigor do L. pardalis conservado em gelo proveniente do lago do Catalão – Iranduba – AM, coletado nos meses de junho de 2004 (cheia) e março de 2005 (seca). Os animais coletados na seca apresentaram concentrações de ADP e IMP menores que os da cheia. O ATP e Hipoxantina não foram quantificados (Figura 3). 115 nucleotídios (microgramas/ 5 microlitros) 6 5 4 3 2 1 0 0 1 3 6 15 ATP (seca) ADP (seca) AMP (seca) IMP (seca) Hx (seca) Ino (seca) ATP (cheia) ADP (cheia) AMP (cheia) IMP (cheia) Hx (cheia) Ino (cheia) periodo de conservação em gelo (dias) Figura 3 – Concentração de nucleotídios em músculo de L. pardalis mantido em gelo durante 15 dias, procedente do lago do Catalão – Iranduba – Amazonas, em Manaus – AM., coletados em duas excursões realizadas nos meses de junho de 2004 (cheia) e março (seca) de 2005, respectivamente. Os animais coletados na seca apresentaram a evolução do índice K maior que os da cheia. Nos animais do período da seca foi atingido valor de 60, 2 % com 6 dias de conservação em gelo, enquanto os da cheia atingiram 40,1% em 15 dias (Figura 4). 90 80 Indice K (%) 70 60 50 Seca 40 Cheia 30 20 10 0 0 5 10 15 20 dias em gelo Figura 4 - Evolução do índice K do Liposarcus pardalis conservado em gelo proveniente do lago do Catalão – Iranduba – Amazonas, coletados em 116 duas excursões respectivamente realizadas nos meses de junho de 2004 (cheia) e março (seca) de 2005. O acumulo de lactato muscular não diferiu significativamente entre os animais estudados durante o período de análise, apesar de ter havido diferenças observada imediatamente após o abate: sendo 4 e 7 mmol por grama de tecido, para os animais Lactato mmol/g tecido coletados na cheia e seca, respectivamente (Figura 5). 15 10 cheia seca 5 0 0 15 30 45 60 75 Periodo de conservação (minutos) Figura 5 - Evolução da concentração do lactato muscular do L. pardalis conservado em gelo proveniente do lago do Catalão – Iranduba – Amazonas, coletados em duas excursões respectivamente realizadas nos meses de junho de 2004 (cheia) e março (seca) de 2005. A diminuição do glicogênio foi mais acentuada nos peixes do período de seca. Os animais coletados no período de seca apesar de possuírem uma maior quantidade de glicogênio muscular, possuíram a glicogenólise mais acentuada que os animais nos períodos de cheia (Figura 6). 117 Glicogênio micromol/ g tecido 400 300 cheia 200 seca 100 0 0 15 30 45 60 75 Período de conservação no gelo (minutos) Figura 6 – Diminuição das reservas de glicogênio muscular do L. pardalis conservado em gelo proveniente do lago do Catalão – Iranduba – Amazonas, coletados em duas excursões respectivamente realizadas nos meses de junho de 2004 (cheia) e março (seca) de 2005. Apesar do valor inicial ter sido maior nos animais coletados no mês de junho, a queda do pH muscular foi acentuada nos coletados no mês de março. Enquanto para os animais de cheia houve demora de 45 minutos para atingir o valor de pH 6.8, nos da seca esse valor ocorreu em 15 minutos de conservação em gelo. Os dados estão representados na figura 7. 7,4 pH 7,2 7,0 cheia 6,8 seca 6,6 6,4 0 15 30 45 60 75 periodo de conservação em gelo (minutos) Figura 7 – Diminuição do pH muscular do L. pardalis conservado em gelo proveniente do lago do Catalão – Iranduba – Amazonas, coletados em duas excursões respectivamente realizadas nos meses de junho de 2004 (cheia) e março (seca) de 2005. 118 O perfil de eluição do sistema calpaína sofreu alterações durante o período de conservação no gelo. Imediatamente após a morte e até 30 minutos postmortem apresentou 3 picos, correspondendo à calpastatina e às calpaínas. Após uma hora postmortem houve predomínio da mcalpaina. Esta apresentou valores de atividade crescentes atingindo o b a 0,5 c 0,4 0,3 0,2 0,1 85 79 73 67 61 55 49 43 37 31 25 19 13 7 0 1 Absorvância 278 nm valor máximo em 15 dias postmortem (Figura 8 e na Tabela 1). frações 92 85 78 71 64 57 50 43 36 29 22 8 15 a 1,600 1,400 1,200 1,000 0,800 0,600 0,400 0,200 0,000 1 Absorvancia 278 nm A (imediatamente após a morte) Frações B (1 hora após a morte) Figura 8- Perfis cromatográfico em resina DEAE-Sephacel, eluido com tampão Tris-HCl 100mM, gradiente de NaCl de 25mM a 350 mM, fluxo 1,5 mL/min, frações de 6 mL , do sistema 119 calpaina do músculo de L. pardalis conservado em gelo proveniente do lago do Catalão – Iranduba – Amazonas, coletados excursão realizada no mês de junho de 2004 (cheia), sendo A (imediatamente postmortem) e B (1 hora postmortem). As letras a, b, c, respectivamente representam os picos de m-calpaína, µ-calpaína e calpastatina. Tabela 1- Atividade total dos componentes do sistema calpaina sistema calpaina do músculo de Liposarcus pardalis conservado em gelo proveniente do lago do Catalão – Iranduba – Amazonas, coletados excursão realizada no mês de junho de 2004 (cheia).nd = não determinada. Tempo de armazenagem em m – calpaína (a) µ-calpaina (a) calpastatina (a) gelo Imediatamente postmortem 0,098 0,0405 2,107 30 min 0,2586 0,138 0,088 45 min 0,3128 0,468 0 60 min 0,4421 nd nd 24 horas 0,0248 nd nd 72 horas 0,5291 nd nd 15 dias 32,058 nd nd a= unidades de atividade/grama de músculo; nd = não disponível A resolução do rigor ocorreu no mesmo período de rompimento do disco Z do acari-bodó. A perda da integridade gradual do disco Z está demonstrada na Figura 9. No primeiro dia há uma total integridade estrutural do disco Z e das miofibrilas. No terceiro dia de conservação em gelo, inicia-se o rompimento do disco Z, evidenciado pelas falhas provocadas pela proteólise específica das proteínas acessórias do sarcômero. No décimo quinto dia há a evidencia do rompimento do disco Z, pela presença de filamentos livres. 120 B A Figura 9- Micrografias eletrônicas de partes da musculatura do L. pardalis amostradas em diferentes períodos de conservação em C gelo. (A) 1 dia postmortem; (B e C) 3 dias; (D) 15 dias. As setas brancas indicam a integridade do disco Z nos diversos períodos e a 121 D seta preta indica o disco Z rompido. 4- Discussão. Watanabe & Turner (1993) afirmam que o rigor inicia-se entre uma a seis horas após a morte do peixe, e essa diferença freqüentemente está associada à quantidade de glicogênio muscular que o animal possuía antes da morte (Huss, 1998). Os animais com menor glicogênio entram mais rapidamente em rigor. No entanto, isso não ocorreu com o L. pardalis, onde os animais da seca e da cheia não tiveram diferenças significativas (ANOVA/Tukey) em relação à quantidade de glicogênio, mas foram mais rápidos no tempo de entrada no rigor. Os lagos de várzea da Amazônia Central têm como característica principal a grande variação no nível da água. Essa flutuação pode alcançar uma amplitude de 10 m, e o lago ficar reduzido a 20 % da sua área máxima durante a estação de águas baixas (Sioli, 1984; Junk, 1985). Esta sazonalidade afeta a distribuição dos peixes, a entrada de matéria orgânica no sistema e a concentração de oxigênio dissolvido na água, caracterizando a estação seca por condições de hipóxia (Yossa & Araújo-Lima, 1998; Lopes, 2003). O período de entrada em rigor é muito dependente do estresse antes do abate (Maddock & Burton, 1994; Sigholt, 1997; Skjernold, 2001, Bugeon et al., 2003). Jerret & Holand (1998) demostraram que os grupos controle de salmão entraram em rigor com 8 horas postmortem , enquanto os animais altamente estressados, em 30 minutos após a morte. A influência do estresse sobre a evolução do rigor foi observada por Korhonen et al. (1990), que avaliaram o tipo de abate sobre o rigor de tilápias (Aerochoromius aureus) com ou sem estresse. O estresse foi induzido pela movimentação contínua dos peixes, durante 30 minutos. Os peixes submetidos ao estresse entraram em rigor mais rapidamente que o grupo controle. O efeito do estresse e do exercício muscular sobre a bioquímica postmortem do salmão do Atlântico (Salmo salar) e truta arco-iris (Oncorhynchus mykiss) , estudado por Thomas et al. (1999), resultaram em mudanças no período de entrada e resolução do rigor. Kirschnik et al. (2000) avaliaram o rigor mortis em tilápia do Nilo submetidas ou não ao estresse antes do abate e estocadas em duas temperaturas 0ºC e 10ºC. O acompanhamento do índice de rigor nas duas situações 122 indicaram que os animais estressados entraram em rigor pleno mais rapidamente. A redução do glicogênio tem sido descrita como uma resposta ao estresse de peixes. Skjervold et al. (2001) descreveram a redução de 30 % do glicogênio muscular de salmão do Atlântico (Salmo salar) submetido ao estresse. O mesmo efeito sobre o glicogênio foi observado por Skjervold et al. (1999). Uma característica comum a esses trabalhos está no fato de terem sido realizados com peixes migradores, que possuem maior capacidade de armazenar glicogênio muscular que peixes sedentários como o acari-bodó (Hibi ya, 1982). Logo, uma possível explicação para não haver variação sazonal nos níveis de glicogênio muscular, o que corrobora com Lopes (2003), é que peixes sedentários utilizariam outros sítios, como o fígado, para mobilizar suas reservas energéticas em casos de estresse. Lopes (2003) estudou os ajustes metabólicos sofridos pelo L.pardalis no período da seca e constatou aumento da atividade do metabolismo glicolítico anaeróbico no músculo branco, evidenciado pela relação lactato desidrogenase/ citrato sintase e piruvato quinase/citrato sintase quando comparado aos valores obtidos a partir dos animais coletados no período da cheia. Esses dados podem explicar a queda no pH ter sido mais rápida no animais da seca que nos da cheia. No entanto, a perda da qualidade mais acentuada em animais que saem do rigor mais rápido é evidenciada. Segundo Okuma et al. (1992), quando a carne do pescado apresenta valores “k” menores de 20% (muito fresca), é adequada para o consumo na forma de “sashimi” (carne crua), e aquelas com 20-40% (fresca) devem ser cozidas antes, entretanto as com valor acima de 40% (sem frescor) não são consideradas aptas para o consumo. Por esse critério, os animais do período seco foram considerados impróprios para o consumo com 6 dias de conservação em gelo e o pescado da seca com 15 dias. É claro que apenas um critério não pode ser decisivo para a condenação do peixe, mas sim um forte indicador da influência do fator sazonal na qualidade do pescado resfriado. Vale ressaltar que o acari-bodó apresentou uma quantidade altíssima de IMP em relação a outros nucleotídeos. O IMP confere palatabilidade à carne do pescado, estando relacionado a altos níveis de aceitação organoléptica (Veciana-Nogues et al., 1997). Juntamente com a 123 glutamina monofosfato e o glutamato monossódico podem ser utilizados como potencializadores de sabor em sopas pré-fabricadas e outros alimentos industrializados. Talvez esse seja o motivo da aceitação da “caldeirada de bodó” na culinária regional. Em nenhuma das amostras analisadas foi possível quantificar ATP. Uma investigação mais rigorosa deverão incorporar análises com diferentes concentrações para cada amostra: 5 µ L para o IM P e 15 a 20 µ L para as demais. Dessa maneira talvez será possível observar o ATP. O L. pardalis pode ser uma formadora de Inosina, e não de hipoxantina, um nucleotídeo que apresenta sabor amargo e é considerado como bom índice de qualidade de pescado de água doce (Ehira & Uchi yama, 1973). Em nenhuma das análises foi encontrado esse ultimo produto da degradação do ATP. Esses dados corroboram com as determinações realizadas com outros peixes amazônicos, como o matrinxã (Brycon cephalus) por Batista et al. (2004). Os dados talvez indiquem esse padrão para as espécies regionais. A proteólise ocorrida no músculo do L. pardalis apresenta características muito peculiares. A presença dos três componentes do sistema calpaína nas primeiras 24 horas foi substituída pela presença apenas da m-calpaína, nos períodos subseqüentemente analisados. A calpastatina permaceu ativa inibindo as calpaínas, até o momento de sua autólise, 45 minutos postmortem. O valor máximo de atividade da mcalpaína foi no mesmo período que houve a resolução do rigor, possivelmente uma evidência da ação dessa enzima no processo de autólise do músculo de L. pardalis. A degradação da calpastatina e da calpaína nos primeiros 45 minutos difere dos estudos feitos com mamíferos (Koohmaraie, 1992; Killefer et al., 1994), onde a atividade dessa apresenta a melhor correlação com a textura 24 horas postmortem e também com os estudos realizados por Ladrat et al. (2004) com Dicentrarchus labrax L, onde a calpastatina permaneceu ativa por um a semana, no entanto sem possuir a atividade inibitória sobre a m-calpaína. 124 As análises de microscopia revelam nítido rompimento do disco Z, nos fragmentos do músculo de L.pardalis conservado em gelo. Isso é muito importante, pois ainda que a calpaína tenha sido identificada em espécies distintas de pescado, incluindo a carpa (To yohara, 1985), tilápia e camarão (Wang et al.,1993), poucos dados demonstram uma relação de “causa e efeito” entre a atividade da calpaína e a mensuração instrumental da textura (Huss, 1998). A análise de microscopia indica que análises por texturômetros podem dar bons resultados com esse peixe. Os dados de microscopia e as análises da atividade do sistema calpaína, indicam que a m-calpaína pode exercer uma influencia decisiva na resolução do rigor, através da proteólise das proteínas acessórias do disco Z (Taylor & Koomaraie, 1998, Taylor et al., 2002). Em mamíferos, a resolução do rigor por rompimento do disco Z, “o dogma Z”, tem sido questionada. Taylor et al. (1995) relatam que em estudo realizado com as miofibrilas de músculo de bovinos, essas foram fragmentadas na linha I e o disco Z permaneceu intacto. No entanto, isso não parece ser uma verdade para o músculo de L.pardalis que realmente possuiu o rompimento da miofibrila no disco Z. 5- Conclusão Os animais apresentaram diferenças sazonais no período de duração do pré-rigor e rigor. No período de resolução do rigor houve rompimento do disco Z e atividade máxima da m-calpaína. 125 Capítulo 4 Inovações tecnológicas para o processamento do músculo do L. pardalis: os filés congelados, a compostagem e o hidrolisado protéico. 1 – Introdução. O crescimento da produção de alimentos industrializados vem impulsionando o desenvolvimento econômico. Nos processos de industrialização e urbanização, a oferta insuficiente de alimentos eleva o custo de vida e os salários, reduzindo o lucro e a acumulação de capital. A industrialização favorece o crescimento econômico e aumenta o bemestar social ao gerar maior nível de emprego e renda. Logo, buscar inovações tecnológicas que levem a maior produção de alimentos industrializados é uma estratégia para estimular o desenvolvimento econômico da Amazônia (Lopes, 1979; Pinho et al., 1992; Souza, 1997). O Estado do Amazonas é um grande produtor e processador de pescado. Estima-se que as 125 mil toneladas de pescado de água doce/ano produzida no Estado são equivalentes a 30% da produção nacional. O pescado gera, na Amazônia, 105 mil empregos diretos e indiretos e renda da ordem de US$ 200 milhões/ano (SUFRAMA, 2000). É a proteína animal com maior consumo na região, equivalente a 72% do consumo total (Jesus, 1998). O consumo médio per capita na região de Manaus e Itacoatiara foi estimado entre 100 e 200 g/dia (Shrimpton & Giugliano, 1979; Smith, 1979; Amoroso, 1981), sete vezes maior que a média geral de outras regiões do país. Dados mais recentes indicam que as populações rurais ribeirinhas consomem entre 360 e 500 g/dia (Batista et al., 1998). A maior parte de pescado do Amazonas é exportada na forma congelada (SUFRAMA, 2000). Esse método de conservação diminui a 126 deterioração da qualidade devido à redução do crescimento de microorganismos e os processos bioquímicos musculares postmortem (Benjakul & Bauer, 2001). A carne do pescado apropriadament e congelada e embalada pode manter boas condições de qualidade, quando armazenados de –20ºC a –30ºC, até um ano. Essa forma possibilita que o pescado amazônico possua distribuição global. Estima-se que 50 % do pescado processado sejam de partes não comestíveis, denominados resíduos de pescado (Clucas & Teutschen, 1998; Verreschi, 2005). A quantidade anual média de pescado destinado à exportação, comercializadas por empresas com Serviço de Inspeção Federal, nos anos de 1995 a 1999 foi aproximadamente 5,5 toneladas (SEBRAE, 2001). Logo, nesse período foram produzidas 2,25 toneladas/ano de resíduos. Esses dados são estimativas, pois não considera o pescado comercializados “in natura” que tornaram-se impróprios para o consumo humano e também os peixes retirados dos rios mas que não são comercializados por apresentar valor comercial muito baixo. Portanto, o aproveitamento do resíduo de pescado representa um aspecto regional relevante para a preservação do meio ambiente amazônico (Souza et al., 2000). A política ambiental do Governo Federal prevê no artigo 174 da Constituição Federal que o Estado seja o regulador das atividades econômicas. Esse deve promover o desenvolvimento equilibrado entre produção e conservação ambiental. Esse artigo obriga os setores de produção pesqueira a buscarem formas racionais de manejo de resíduos objetivando evitar danos ao meio ambiente (Zanella, 1999). Uma forma racional para aproveitar o resíduo de pescado é a elaboração de adubo orgânico. A prática mais utilizada na agricultura para a obtenção de adubo orgânico é a compostagem. Essa técnica consiste em criar um ambiente propício para o aumento da fixação de nitrogênio, oriundo da decomposição das proteínas animais ou vegetais pelos microrganismos. Esses se alimentam da matéria orgânica pela fermentação aeróbica (Figueroa & Sanchéz, 1997; Zanella,1999, Macedo- 127 Viegas & Souza, 2004). Os microrganismos fermentadores utilizam o carbono e o nitrogênio como fonte de nutrientes para o crescimento. Durante a fase de crescimento eles utilizam umidade e o oxigênio atmosférico, incorporando água e CO 2 no composto. Esse crescimento também gera calor, que em uma pilha de compostagem bem confeccionada atinge 65ºC. A prática da compostagem controla o mau cheiro da decomposição, elimina microorganismos patogênicos e minimiza a perda de nutrientes por volatilização da amônia e lixiviação dos sais solúveis pelas águas das chuvas abundantes no trópico úmido (Costa, 1994; Jahnel et al., 1999). Denomina-se matéria orgânica ou adubo orgânico todo produto proveniente da decomposição de corpos organizados ou de resíduos de origem animal ou vegetal, urbano ou industrial, que apresentam elevados teores dos constituintes básicos da parte orgânica do solo: carbono orgânico e nutriente para os vegetais (Bastos, 1984; Castro, 1987; Sutcliffe, 1989; Costa, 1994). Existem várias fontes de matérias primas que podem ser transformadas em adubo orgânico. Essas podem ser produzidas na própria fazenda como estercos, camas de galinha, palhas e resíduos vegetais. Também podem ter origem nos resíduos urbanos como o lixo sólido e o lodo de esgoto. Outra fonte a ser considerada é o resíduo das agroindústrias e industrias manufatureira (Costa, 1994; Sediyama et al. 2000). Outra forma de aproveitamento de resíduos é o hidrolisado protéico de pescado. Esse produto é obtido por meio da hidrólise dos resíduos em condições controladas de temperatura e tempo de reação, utilizando proteases de origem vegetal ou animal (Vereschi, 2005). Esse processo origina um alimento de fácil digestão, por ser formado por aminoácidos e peptídeos, que pode ser utilizado na alimentação humana, através da alimentação por sondas esofagianas em pacientes hospitalizados nas unidades de terapia intensiva, como também pode ser 128 utilizado na alimentação animal, como sucedâneos do leite para bezerros e leitões ou atuar como fonte protéica na alimentação da fase larval de algumas espécies de peixes criados em cativeiro (Figueroa e Sanchéz, 1997; Macedo-Viegas et al., 2003). O acari-bodó, Liposarcus pardalis (Castelneau, 1855), apresenta destaque dentre os pescados de baix o valor comercial. Sua carne apresenta baixo teor lipídico e elevado percentual protéico e faz parte da dieta do amazônida, que o consome assado ou cozido, degustando os pedaços da sua carne acrescidos com pimenta murupi ou malagueta (Pereira, 1974; SENAC, 2000; Jung, 2004). Esse peixe apresenta uma característica peculiar. Ele é comercializado vivo dentro de embarcações com o porão parcialmente inundado ou de canoas modificadas denominadas “chata”, porque apresenta rápido processo de degradação após a sua morte, que origina um odor repugnante, inviabilizando o consumo da carne do peixe. Isso habituou o consumidor a comprá-lo apenas quando não estiver morto (Brito, 1981; Castro, 1999). Essa condição implica em grandes desperdícios e baixa lucratividade. Nos períodos de safra ocorre 50 % de perda do acari-bodó vendido nas feiras (Ruffino, 2000), apesar de ser negociado com os preços mais baixos do ano, morre na banca dos peixeiros. Logo o acari-bodó que não é vendido torna-se prejuízo ao comerciante. Para tanto, o objetivo do presente capítulo é propor três inovações tecnológicas para o processamento do músculo do L. pardalis: os filés congelados, a compostagem e o hidrolizado protéico. 2- Material e Métodos. 129 2.1 Animais. Cinqüenta animais foram adquiridos na feira do CEASA localizado na cidade de Manaus sendo transportados vivos para a planta de processamento de pescado da Coordenação de Tecnologia de Pescado (CPTA) do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA/Manaus), sendo abatidos por hipotermia, pesados, medidos e processados. Após os cortes, 25 animais foram destinados para fileteamento. Em seguida os filés foram colocados no congelador de placa modelo 323 Zero Grau, por cerca de 2 horas, até atingirem a temperatura de –36ºC. Os filés congelados foram armazenados a –18ºC, em câmara frigorífica comercial durante todo período de análise. Os outros 25 animais foram processados na máquina separadora de espinhas marca BAADER 694 (Lübeck, Alemanha), para obtenção de carne mecanicamente separada (CMS) ou “minced fish”. As amostras foram analisadas após o descongelamento em refrigerador à 5ºC, durante 12 horas. 2.2 Procedimentos analíticos 2.2.1- Teste de degustação Para o teste de degustação foi utilizada a tabela de avaliação organoléptica para o bacalhau cozido, desenvolvido pela Torry Research Station - Abeerdeen, UK (Burgess et al., 1967). Uma porção do peixe foi retirada e colocada em placas de Petri, cozida em banhomaria, e em seguida analisada. Este teste foi realizado a cada duas semanas, na tentativa de verificar as alterações de sabor, odor e textura do produto congelado. Foram atribuídos pontos de cada característica analisada, que somados, permitiram classificar a qualidade em 4 classes: “A” (primeira qualidade)- destinado para resfriamento e congelamento; “B” (segunda qualidade)- resfriamento e defumação; “C” (terceira qualidade)- salga e defumação e “D” – impróprio para o consumo. 130 2.2.2 pH As análises de pH foram realizadas em potenciômetro no primeiro dia e a cada duas semanas no músculo do peixe, conforme normas analíticas do Instituto Adolfo Lutz (1985). 2.2.3 N-BVT As análises do Nitrogênio das Bases Voláteis Totais foram realizadas a cada duas semanas, conforme normas analíticas do Instituto Adolfo Lutz (1985), paralelamente às análises sensoriais . 2.2.4 Solubilidade protéica As análises de solubilidade protéica foram realizadas a cada semana e expressas como mg de Nitrogênio extraído com NaCl 5%. Dois gramas do músculo congelado foram adicionados a 10ml de NaCl 5%, homogeneizado por 3 minutos, centrifugado (5000 rpm, 5 minutos, 4ºC), filtrado em gaze e completado o volume em balão volumétrico de 25ml, sendo denominado solução 1. Uma alíquota de 3ml da solução 1 foi coletada, adicionado 5ml de ácido sulfúrico puro e digerido a 350º C. Titulou-se pelo método de Kjeldahl, segundo Iroside & Love (1958). 2.2.5 Capacidade de retenção de água A capacidade de retenção de água foi determinada segundo a metodologia descrita por Wootlon & Chuah (1981). Tubos com tampa rosqueável de 25 ml foram preenchidos com papel de filtro Wattman nº1, primeiramente cortado na forma de circulo com 5 cm de diâmetro e em seguida em tiras. O papel foi prensado dentro dos tubos com auxílio de um bastão de vidro. Duas gramas de músculo descongelado 131 foram colocadas nesses tubos, centrifugados (3000 rpm, 10 minutos, 4ºC) e após a centrifugação o músculo foi novamente pesado para verificar o percentual de perdas de líquidos. 2.2.6 Análises microbiológicas As análises microbiológicas foram realizadas no primeiro dia do experimento e a cada 1 semana durante o tempo necessário ao acompanhamento da deterioração. Foram realizadas as seguintes análises: Contagem Total de Mesófilos a 35ºC, Contagem Total de Psicotróficos a 20ºC e a 7ºC, conforme os métodos microbiológicos oficiais (Laboratório Nacional de Referência Animal- LANARA, 1981; International Comission on Microbiological Specifications for FoodsICMSF, 1978). 2.2.7- Compostagem A compostagem foi realizada segundo modificações da técnica de Vanella (1999). O resíduo do fileteamento e da separação mecânica da carne foram colocadas em tambor de aço com capacidade para 200 litros especificamente adaptado para essa finalidade. O fundo do tambor foi coberto com seixo rolado até a altura da abertura adaptada para a coleta do resíduo. Em seguida, foi adicionado a primeira camada de cal virgem (CaO). Os resíduo foi sucessivamente adicionado entre camadas de cal. As adaptações no tambor e o processo de obtenção de calagem do resíduo estão respectivament e demonstrados nas Figuras 1 e 2. Após uma semana o resíduo foi retirado do tambor, pela abertura inferior, e separado da cal por peneiramento, denominando resíduo calado. O tambor foi novamente preparado para receber o resíduo calado da seguinte forma: o fundo foi forrado com seixo rolado, em seguid a colocadas camadas de pó de serragem (10Kg), de resíduo calado 132 (1Kg) e camada de folhas secas (2Kg). Cada camada foi previamente molhada com 1 litro de água, utilizando regador manual, antes que uma nova camada fosse adicionada. Essa operação foi repetida quatro vezes, até chegar ao topo do tambor. Esse ficou tampado durante duas semanas, sendo a ultima camada de folhas umedecida a cada dois dias com 1 litro de água. Após esse período o composto foi despejado sobre uma lona preta, onde ficou acondicionado por mais duas semanas. Imediatamente ao tombamento e a cada quinze dias foram aleatoriamente coletadas amostras desse composto e enviadas ao Laboratório Temático de solos e plantas da Coordenação de Pesquisas em Ciências Agronômicas (CPCA-INPA), onde foram realizadas as seguintes análises: Carbono, Nitrogênio Total e matéria orgânica utilizando Cromatografo Gasoso e pH utilizando potenciômetro, segundo Anderson & Ingram (1993). 133 Apoio para mãos Ponto de solda (PS) Tampa PS 85 cm PS PS Apoio para as mãos PS 50 cm Vergalhão Figura 1 – Esquema representando os ajustes feitos no tambor de 200 litros para receber os resíduos calados de acari-bodó, L. pardalis. 134 A B C Figura 2 – Tambor adaptado para coleta de resíduos de acari-bodó, L.pardalis, sendo mostrado em (A) o tambor com suas adaptações principais; (B) o preparo para receber a cal, obstruindo os furos de drenagem com seixo rolado até o nível de abertura da tampa e (C) o resíduo do acari-bodó sobre a primeira camada de cal. 2.2.3- Hidrolisados Os hidrolisamos foram obtidos segundo Macedo-Viegas & Souza (2004). Os resíduos do fileteamento do L. pardalis e a carne mecanicamente separada foram moídos, lavados duas vezes com água e filtrados em pano de algodão. A hidrólise foi realizada em 12 frascos erlenmeyer de 250 ml mantidos a 50ºC no banho metabólico Dubnof, sob agitação constante. Em todos os frascos foram adicionados 10 gramas de material hidrolisável (carne mecanicamente separada e ou resíduo) em 30 ml de tampão fosfato 0.1 M, pH 7.2. Como fonte enzimática foi utilizado 1 ml do extrato bruto do hepatopâncreas de L.pardalis, obtido conforme extração descrita no capítulo 1. Como controles positivo e 135 negativo foram respectivamente utilizados pancreatina 0.4% e água. 3- Resultados 3.1- Filés congelados Não houve variação significativa na qualidade sensorial durante o período de armazenagem a –20ºC até a 18ª semana. Os filés não apresentaram sabor de ranço e durante as dezoito semanas de avaliação. Houve perda gradativa da qualidade da textura e do odor, mas não no sabor, que se manteve agradável até o fim do período de análises. Em nenhuma das avaliações realizadas foi atingida a pontuação para Média da Pontuação da avalição sensorial condenar sensorialmente o pescado, que na escala utilizada é abaixo de 10 (Figura 3). 30 25 20 15 10 5 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 semanas Figura 3 – Valores médios da pontuação obtida por meio da análise sensorial dos filés congelados de L. pardalis mantidos a –20ºC, no período oito semanas. Houve um pequeno decréscimo na capacidade de retenção de água, evidenciado pela maior quantidade de perda de líquidos durante o armazenamento. A variação foi estatisticamente diferente a partir da quinta semana (Figura 4). 136 perda de líquidos (%) 90 85 80 75 70 65 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 semanas Figura 4 – Valores percentuais médios obtidos por meio de análise da capacidade de retenção de água nos filés congelados de L. pardalis mantidos a –20ºC, no período de dezoito semanas. Os teores médios de nitrogênio de bases voláteis totais não atingiram o BVT mg N/100 g de musculo valor de condenação de 30 mg de N/100 gramas de músculo (Figura 5). 12 10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 semanas Figura 5 – Teores médios de bases voláteis totais nos filés congelados de L. pardalis mantidos a –20ºC, no período de 14 semanas. As determinações de pH realizadas durante o período de conservação em gelo não revelaram grandes alterações nesse, havendo uma tendência de queda nos períodos finais de conservação, compreendendo a 14ª a 18ª semana (Figura 6). 137 7,2 pH 7,1 7 6,9 6,8 6,7 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 semanas Figura 6 – Valores médios das determinações de pH nos filés congelados de L. pardalis mantidos a –20ºC, no período de 18 semanas. A quantidade média de proteína extraída em NaCl a 5% diminuiu durante o período de conservação a –20ºC, de 65 mg de nitrogênio protéico para 35 mg, representando aproximadamente 46 % de redução mg de N proteico extraido com NaCl 5% (Figura 7). 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 semanas Figura 7 – Quantidade percentual média de proteína extraída com solução salina dos filés congelados de L. pardalis mantidos a –20ºC, no período de 9/9 de 2002 a 23/3 de 2003. A Figura 8 apresenta a contagem total de psicrófilos a 7ºC, psicotrófilos a 20ºC e mesófilos a 35ºC. Os valores de psicotróficos ultrapassaram o limite estabelecidos pela legislação na quinta semana de congelamento, sendo esse um aumento eventual, que não se repetiu mais no período de conservação a –20ºC (Boulos & Bunho, 1999). 138 Log 10 (UFC/g de musculo) 10,5 35 ºC 20ºC 7ºC 7 3,5 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 semanas Figura 8 – Contagem total de psicrófilos a 7ºC, psicotrófilos a 20ºC e mesófilos a 35ºC durante o armazenamento dos filés congelados de L. pardalis a –20ºC, no período de dezoito semanas. 3.2- Compostagem Houve a desidratação do resíduo quando esse foi colocado entre camadas de cal. O peso inicial diferiu do peso final em 2.82 Kg, representado a perda de umidade em aproximadamente 38%. Não houve a presença de moscas e ou outro tipo de animal que tradicionalmente habite o lixo. Não houve a formação de odores desagradáveis decorrentes da decomposição, apresentando apenas um leve cheiro de amônia no interior do tambor (Tabela 1). Houve um aumento significativo da matéria orgânica disponível no composto quando comparado com a serragem e entre a primeira e a segunda análise do composto (Tabela 2). Tabela 1 - Perda de umidade do resíduo de Liposarcus pardalis no tambor de cal após uma semana. Peso inicial (Kg) Peso final (Kg) Perda de umidade (%) 7.420 4.600 38.00 139 Tabela 2- Matéria orgânica e macronutrientes no composto orgânico obtido a partir do resíduo calado de L. pardalis . Amostras pH N g/ Kg-1 Serragem 7.3 0.6 510.9 93.45 865/1 8.48 11.50 262.50 451.50a 22,82/1 7.48 6.40 307.10 528.21b 47,98/1 7.24 7.10 311.70 536.12b 43,90/1 Composto (2 semanas) Composto (4 semanas) Composto (6 semanas) C g/Kg-1 M.O. g/Kg-1* C/N N = nitrogênio, C= carbono, M.O. = matéria orgânica. a, b = p<0.05 (ANOVA/Tukey) 3.3- Hidrolisado protéico Houve hidrólise do músculo e do resíduo quando esses foram incubados com o extrato bruto de hepatopâncreas de acari-bodó. A hidrólise foi menor no músculo triturado, atingindo 78.17 % de hidrolise relativa a pancreatina, enquanto no resíduo houve 135,35 % (Tabela 3). Tabela 3 –Percentuais de proteína na parte liquida do hidrolisado utilizando as enzimas do extrato de hepatopâncreas e o minced do músculo de L. pardalis e o resíduo do fileteamento desse pescado como fontes protéicas. Condições de Hidrólise: 50ºC; pH 7.2; 2 horas. Hidrolisado Proteína (%) Músculo + Extrato Bruto Resíduo + Extrato Bruto Músculo + Pancreatina Músculo + Agua Resíduo + Pancreatina Resíduo + Água 46.9 (± 1,7) 37,14 (± 5,4) 60,00 (± 2,4) 0 27,44(±1,7) 0 Hidrólise relativa a pancreatina (%) 78,17 135,35 100,00 0,00 100,00 0,00 Matéria Seca 1,246 1,593 1,59 1,07 1,48 1,28 140 4- Discussão As análises sensoriais, químicas e físicas dos filés congelados demonstram claramente que há perda da qualidade em função do tempo de estocagem a –20ºC. A palatabilidade do pescado congelado por longos períodos normalmente é limitada pelas perdas tanto no sabor e odor quanto na textura (Suzuki, 1987). Também a utilidade do pescado como matéria-prima pode diminuir durante o armazenamento em temperaturas de congelamento devido à perda da funcionalidade das proteínas (Colomenero & Borderias, 1983). Logo o congelamento não bloqueia a degradação. A degradação do odor e sabor no pescado congelado é devido à oxidação lipídica, e provavelmente influenciada por outras reações bioquímicas como a hidrólise dos lipídios, proteólises e catabolismo de nucleotídeos (Haard, 1994). O acari-bodó é um pescado magro (Jung, 1985), sendo talvez essa a explicação do porque não ter desenvolvido o sabor de gorduras rancificadas. O pescado pode progressivamente enrijecer e fibrosa-se, durante o período de estocagem nas temperaturas iguais ou inferiores a –20ºC (Schubring, 1999). Isso origina atributos sensoriais como textura esponjosa, rígida, seca, de borracha, perda da suculência e da capacidade de retenção de água. Tecnologistas de pescado reconhecem que a desnaturação e agregação das proteínas musculares sejam normalmente associadas com perda da qualidade no pescado congelado (Ironside & Love, 1958; Suzuki, 1987; Haard, 1994; Ofstad et al., 1996; Benjakul et al., 2002; Olsson et al., 2002). A diminuição da capacidade de retenção de água e da solubilidad e protéica representam a diminuição da qualidade nos filés congelado por desnaturação protéica. Esse mecanismo ainda não está completamente esclarecido. O problema tem sido extensivamente estudado e várias teorias têm sido propostas (Matsumoto 1979; 1980; Suzuki, 1987; Haard, 1994). Essas enfatizam a contribuição de três fatores na desnaturação 141 protéica do pescado congelado: 1) A redistribuição da água e solutos nos tecidos; 2) Hidrólise de lipídios e/ou oxidação e interação dos produtos com proteínas; 3) A formação do formaldeído pela ação da enzima óxido de trimelamina dimetilase. No caso do acari-bodó, por ser um pescado magro e ser de água doce (portanto não possuir óxido de trimetilamina), o primeiro fator parece ser de maior importância para a desnaturação protéica dos filés congelados. O pescado possui aproximadamente 75 % de água. O processo de congelamento converte a maioria da água em gelo. A água no pescado contém íons dissolvidos e substâncias coloidais que diminuem o ponto de congelamento para temperaturas baixo de 0ºC. O ponto de congelamento típico do pescado é de –1ºC a –2ºC. Durante o congelamento a concentração de sais e moléculas orgânicas aumenta à medida que a água é congelada. Mesmo em temperaturas abaixo de –25ºC, apenas 90 a 95 % da água é congelada. No entanto, a maioria do pescado é congelado entre –1ºC e –5ºC. Essa faixa de temperatura é chamada zona crítica ou zona de congelamento (Connell, 1975; Connell, 1979; Johnston et al., 1994). Quanto mais rápido a temperatura de congelamento passar pela zona de congelamento melhor será a qualidade dos filés congelados. Durante o processo de congelamento, as temperaturas do músculo do pescado caem rapidamente da temperatura inicial até a zona de congelamento. Na zona crítica a temperatura diminui lentamente até que a maioria dos líquidos intersticiais estejam congelados. Uma vez que essa faixa de temperatura é ultrapassada, as temperaturas voltam a diminuir em velocidade acelerada, devido a difusividade térmica do gelo ser bem maior que a da água (Garthwaite, 1992). O tamanho dos cristais de gelo formados depende do tempo que o músculo fica na zona crítica. Devido a dinâmica de formação dos cristais de gelo, primeiro nucleação e depois crescimento dos cristais, quanto mais tempo ficar entre –1 a – 5ºC, os cristais serão maiores e em menor número. Quanto maior o cristal maior será o rompimento da estrutura tecidual, a perda de líquidos e exposição das proteínas à desnaturação (Colmenro & Borderias, 1983). 142 A máxima qualidade no congelamento é obtida quando o processamento e armazenamento do músculo ocorrem nas temperaturas mais baixas possíveis. Por isso, o congelamento em nitrogênio liquido e congeladores de dióxido de carbono, bem como o armazenamento em freezer –80ºC, são os métodos de congelamento mais indicados para preservar a estrutura tecidual e a atividade enzimática (Garthwaite, 1992). A perda da solubilidade das proteínas em NaCl 5% deve-se ao aumento das ligações não-covalentes denominadas interações hidrofóbicas. Vários autores têm relacionado inversamente o aumento d a superfície hidrofóbica e a diminuição da solubilidade protéica em filés congelados (Haard, 1994). Uma pequena porcentagem das proteínas musculares dos pescados congelados forma agregados de alto peso molecular. As enzimas proteolíticas endógenas como catepsinas D e L são ativadas pelos processos de congelmento-descongelamento, evidenciada pela hidrólise da distrofina, um possível marcador para o controle da qualidade do pescado congelado (Bonnal et al., 2001). Formaldeído e diaminas semelhantes a cadaverina, espermina e espermidina, resultantes dessa proteólise, aceleram a formação de polímeros com alto peso molecular (> 200 KDa). Os agregados são estabilizados por ligações cruzadas. Essas são formadas pela reação de grupamentos amino das proteínas com dialdeídos tetraméricos originados da metilação do butiraldeído. (Reed y & Holmes, 1965). Uma das possíveis vias de formação do butiraldeído é a retirada de grupamentos hidroxila do D- β -hidroxibutirato, um corpo cetônico (Nelson & Cox, 2005). Talvez o jejum prolongado antemortem seja um fator importante para a perda da qualidade do pescado congelado. O padrão microbiológico também foi aceitável para os filés congelados. Apesar dos psicotrófilos terem alcançado valores de 10 7 UFC na quinta semana de conservação, pode-se considerar esse fato como um ponto isolado, pois as demais amostras não reproduziram o mesmo numero de UFC. Talvez seja devido a contaminação na manipulação do 143 filé antes do congelamento dessa amostra. Logo apesar de não ter sido todas as amostras que apresentaram o valor, deve-se promover nos próximos fileteamentos, a sanitização dos filés antes do congelamento, lavando-os com água hiperclorada a 5 ppm. A compostagem dos resíduos de L.pardalis parece ser uma boa forma de manejo dos resíduos. A adição de cal virgem diminuiu a concentração de água nos tecidos, levando uma diminuição da atividade de água (Wa). Teles et al. (1999) higienizaram com cal virgem, na proporção de 1:1, o lodo acumulado no fundo de lagoas de estabilização da Estação de tratamento de Esgotos da Região Metropolitana de VitóriaES, sendo que após o processo não apresentou crescimento de coliformes fecais, ovos e larvas de helmintos. A relação entre carbono e nitrogênio também foi muito boa aproximando-se do ideal de 30:1. Costa (1994) estabeleceu que a relação C/N inicial ótima do composto está entre 30 e 40. A relação de 43,9 obtida na sexta semana, apesar de não estar dentro dessa faixa, está bem próxima. Logo esse um é bom composto para utilização como adubo orgânico. Para simplificar o processo de obtenção do composto, em uma próxima fase, poderia suprimir a etapa de compostagem dentro do tambor e fazê-la em pilhas diretamente sobre a lona preta. Isso é justificado pelo fato que os melhores valores de pH do composto foram obtidos após o tombamento. O maior pH na primeira análise talvez seja devido a restos de cal no resíduo do composto em maturação.Quando o resíduo foi decomposto a cal parou de influir no pH. Esse processo de compostagem pode ser utilizado em projetos de cunho social e/ou ambiental. Os tambores adaptados para coletar os resíduos poderiam ser instalados nas feiras-livres que comercializam pescado. Os comerciantes seriam orientados para não jogar nas caçambas que recolhem o lixo destinado aos aterros sanitários, ou (o que é mais freqüente no Amazonas), não jogar diretamente nos corpos de água, mas sim armazena-los em recipientes identificados para esse fim. Pessoas 144 carentes em situação de risco social poderiam ser cadastradas e remunerados pelo projeto. O resíduo seria coletado freqüentemente por esses menores e utilizando carrinhos de mão, levariam para os tambores adaptados, onde seriam calados. Com uma freqüência semanal, um caminhão com caçamba passaria nas feiras recolhendo o resíduo calado. Esse resíduo seria então levado para um terreno para ser peneirado, compostado e transformado em húmus. Um estudo está sendo realizado com o objetivo de transformar o composto obtido a partir do acari-bodó em humus de minhocas californianas e minhocas nativas da Amazônia. Os primeiros resultados como minhocas californianas foram extremamente animadores, mostrando que além da rápida capacidade de transformação desse composto em húmus, essas minhocas conseguiram reproduzir nesse substrato (Oliveira et al., dados não publicados). Logo, o projeto poderia ser mantido pela venda de composto para adubo orgânico e húmus de minhoca. O hidrolisado protéico obtido a partir do resíduo foi melhor que o músculo mecanicamente separado e moído. Isso reflete que há uma maior quantidade de materiais hidrolisáveis no primeiro substrato que no segundo. Os teores de matéria seca corroboram com essa observação. Benjakul & Morrisey (1997) estudaram a produção e composição dos hidrolisados protéicos de resíduos de Merluccius products da cost a oeste dos Estados Unidos e verificaram que as alcalases e neutrases possuíram atividade ótima respectivamente em pH 9.5, 60ºC e pH 7.0, 55ºC. Pela atividade obtida nas condições de hidrólise do ensaio com o extrato bruto de L.pardalis e em estudos cinéticos previamente realizados, parece ser um conjunto de proteases como tripsina e catepsinas, que possuem atividade ótima em pH próximo de 7.0. No entanto, ensaios com inibidores específicos devem ser realizados para caracterizar o extrato bruto ou as frações purificadas. Kristinsson & Rasco (2000) avaliaram as propriedades bioquímicas e funcionais das proteínas do músculo de salmão hidrolisadas por 145 enzimas obtidas de extratos do ceco pilórico e obtiveram alto grau de hidrólise e ex celente funcionalidade quando comparados a enzimas comerciais. Os extratos brutos do hepatopancreas de L.pardalis parecem ser uma boa fonte de proteases para hidrolisados. No entanto ainda necessitam estudos cromatográficos, como aminogramas e ensaios biológicos, para avaliar o valor nutricional desse hidrolisado obtido. 5- Conclusão Os filés de acari-bodó, Liposarcus pardalis podem ser congelados por seis meses sem comprometimento da qualidade do produto. A compostagem e o hidrolisado protéico são duas técnicas úteis para o aproveitamento dos resíduos do L. pardalis. 146 6 - Referências Bibliográficas Aidos, I., Lie, Ø. L.; Espe, M. 1999. Collagen content in farmed Atlantic salmon (Salmo salar L.). J. Agric. Food Chem, 47:1440-1444. Almas, K. A. 1981. Chemistry and Microbiology of Fish and Fish Processing. 1ª edição. Universit y of Trondhein. Trondhein. ISBN 827245-005-4. 123p. Almeida-Val, V. M. F.; Val, A. L.; Feldberg, E.; Caraciolo, M. C. M.; Porto, J.i.v. 1991. Evolução dos peixes da Amazônia: Aspectos genéticos e adaptativos. In: Val. A.L.; Figliuolo, R.; Feldeberg, E. (eds.). 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