https://doi.org/10.1590/S0101-20612002000200009
Solid fat content of abdominal chicken fat, its stearins and its binary mixtures with bacon
Ming Chih Chiu; Luiz Antonio Gioielli*
Universidade de São Paulo. Faculdade de Ciências Farmacêuticas. Departamento de Tecnologia Bioquímico-Farmacêutica. Cx Postal 66083, CEP 05315-970. São Paulo-SP. lagio@usp.br
Palavras-chave: conteúdo de gordura sólida; mistura; gordura abdominal de frango; estearina; toucinho.
Solid fat content is a parameter used to define the most appropriate applications of a fat or fat blends in a specific product. This parameter is normally measured by the nuclear magnetic resonance method, and it is related to the consistency of fat. Dry fractionation of oils and fats is the separation of high melting from low melting triacylglycerols by crystallization from the melt. Apart from blending, this is the most economical process in oil and fat processing. It is a purely physical process compared to other chemical modification processes, such as hydrogenation and interesterification, which modify the triacylglycerols. The interactions that occur among the triacylglycerols in the mixtures change the physical properties of the fat. The objective of the paper was to analyze the interactions that occur in binary mixtures of two animal fats (abdominal chicken fat and bacon fat), regarding their solid fat content at different temperatures. A mathematical model of multiple regression of the quadratic type was applied. The results showed that an eutectic effect and compound formation can be observed.
Keywords: solid fat content; mixture; abdominal chicken fat; stearin; bacon.
O conteúdo de gordura sólida indica o percentual de gordura que se encontra no estado sólido a uma determinada temperatura. A espectrometria de ressonância magnética nuclear é atualmente o método de escolha na determinação desta propriedade. O método se baseia nas diferenças entre os decaimentos de energia das fases sólida e líquida de uma gordura quando exposta a um intenso pulso de rádio-freqüência. A medida da intensidade de energia em vários pontos do decaimento permite a determinação da quantidade de prótons presentes nas fases sólida e líquida. O método de ressonância nuclear magnética é mais rápido, mais preciso e fornece resultados mais próximos ao teor absoluto de gordura sólida em relação a técnicas como dilatometria e análise térmica diferencial [7, 17, 35]. Nestas últimas a determinação é indireta e, portanto, os resultados são expressos como índice de gordura sólida. Há relação direta entre o conteúdo de gordura sólida e a consistência da gordura, mas não necessariamente linear [5, 22, 24, 27, 28, 39].
As interações que ocorrem entre os triacilgliceróis nas misturas de gorduras são os principais fatores que influenciam os comportamentos de fusão e cristalização. GIOIELLI [19] e SATO, UENO, YANO [32] descreveram três tipos de sistemas binários que podem ser observados: soluções sólidas contínuas, sistema eutético e sistema monotético.
O Brasil é o segundo maior produtor e exportador mundial de carne de frango. A produção total brasileira de carne de frango atingiu cerca de 5,5 milhões de toneladas em 1999, o que equivale a 3,1 bilhões de aves [3, 4]. A gordura abdominal corresponde a aproximadamente 2 a 2,5% do peso total do frango abatido [8, 18]. Esta gordura pode ser aproveitada como um ingrediente na fabricação de rações e embutidos, pois apresenta altos teores de ácido oléico, palmítico e linoléico. Contudo, os pequenos abatedouros a descartam, juntamente com as vísceras, penas e sangue contribuindo, desta forma, com o aumento dos dejetos lançados na natureza.
VIAU & GANDEMER [37] descreveram a composição em ácidos graxos, a estrutura dos triacilgliceróis, os conteúdos de colesterol e tocoferol e a proporção de gordura sólida entre 0º e 40ºC de várias gorduras de aves, como frango, pato e ganso. As proporções relativas de ácidos graxos saturados, monoinsaturados e polinsaturados variaram, respectivamente, de 29% a 35%, de 47% a 57% e de 10% a 24%, de acordo com a gordura analisada. A quantidade de tocoferol encontrada foi muito baixa (< 6ppm). Os conteúdos de colesterol variaram de 40mg a 70mg por 100g de gordura. Os principais triacilgliceróis foram PO2, POL, LO2, O3 e P2O, onde P = ácido palmítico, O = ácido oléico e L = ácido linoléico.
Os ácidos graxos saturados influenciam fortemente o conteúdo de gordura sólida dos lipídios, devido ao seu elevado ponto de fusão, que varia de 63ºC a 70ºC [26]. As gorduras são invariavelmente misturas de diferentes triacilgliceróis e cada um destes apresenta seu próprio ponto de fusão. Portanto, as gorduras não apresentam um ponto de fusão específico, mas sim uma faixa de fusão [15].
O objetivo do trabalho foi analisar as interações que ocorrem em misturas binárias de gordura abdominal de frango e suas estearinas com gordura suína (toucinho), em relação ao conteúdo de gordura sólida.
Foram utilizadas amostras brutas de gordura abdominal de frango de diferentes raças comerciais, gentilmente fornecidas por microempresas, e gordura de toucinho obtida da fusão da gordura retirada do toucinho.
2.2.1 – Fracionamento
Foi realizado o fracionamento da gordura de frango por cristalização a seco às temperaturas de 17,5ºC e 20ºC, obedecendo-se as seguintes etapas:
• As amostras de gorduras foram inicialmente fundidas em forno de microondas até a temperatura de 70ºC, para assegurar a completa fusão dos cristais. Posteriormente, foram colocadas em estufa à temperatura de fracionamento.
• Após 24 horas a gordura parcialmente cristalizada foi filtrada sob pressão reduzida para separação das frações líquida (oleína) e sólida (estearina).
2.2.2 – Misturas
Para estudar as interações que ocorrem em misturas binárias, foi utilizado um planejamento de seis experimentos, nas seguintes proporções: 100/0, 80/20, 60/40, 40/60, 20/80, 0/100. Foram realizadas misturas da gordura de toucinho com gordura de frango, com estearina obtida a 17,5ºC de gordura de frango e com estearina obtida a 20ºC de gordura de frango.
As amostras foram preparadas por mistura nas proporções mencionadas, após fusão completa à temperatura de 60-70ºC e novamente solidificadas, sendo armazenadas sob resfriamento.
Para a resposta analítica foi aplicado um modelo matemático de regressão múltipla do tipo quadrático por tratar-se de um experimento com misturas de dois componentes [23]. Este modelo matemático está representado pela seguinte equação:
y = conteúdo de gordura sólida;
x = proporção de cada componente.
Foi utilizado o aplicativo Statgraphics versão 2.6, que permitiu a obtenção dos coeficientes para o modelo, além de apresentar seus níveis de significância, coeficientes de determinação e análise de variância.
2.2.3 – Conteúdo de gordura sólida
A determinação foi realizada segundo a AOCS, método Cd 16b-93 [1]. Foi utilizado o método direto, sendo que as leituras das amostras foram feitas em série nas temperaturas de 10, 15, 20, 25, 30 e 35ºC. O equipamento utilizado foi o Espectrômetro de Ressonância Magnética Nuclear Maran Ultra Benchtop, de 20MHz.
2.2.4 – Composição em ácidos graxos
A análise da composição em ácidos graxos foi realizada em cromatógrafo a gás Varian GC, modelo 3400 CX, equipado com detector de ionização de chama e integrador eletrônico, modelo CG-300. Foi utilizada coluna capilar de sílica fundida VA-WAX (Varian), com 30m de comprimento x 0,25mm de diâmetro interno e fase estacionária: polietilenoglicol (0,25mm de espessura). As condições foram: injeção split, razão de 50:1; temperatura da coluna: 150ºC por 11 minutos, programada até 210ºC numa razão de 3ºC por minuto; gás de arraste: hélio, numa vazão de 1,5mL por minuto; gás "make-up": hélio a 30mL por minuto; temperatura do injetor: 250ºC; temperatura do detector: 280ºC. A composição qualitativa foi determinada por comparação dos tempos de retenção dos picos com os dos respectivos padrões de ácidos graxos. A composição quantitativa foi realizada por normalização de área, sendo expressa como porcentagem em massa.
O índice de iodo foi calculado a partir da composição em ácidos graxos segundos as normas da AOCS, método Cd 1c-85 [2]. O resultado foi expresso em g de iodo/100g de gordura. O índice de saponificação foi calculado a partir da composição em ácidos graxos, em função da definição do índice, que corresponde ao número de mg de hidróxido de potássio necessárias para saponificar um grama de óleo ou gordura. A equação utilizada foi a seguinte [33]:
Onde:MM = massa molar média dos ácidos graxos.
Os resultados apresentados na Tabela 1 representam os rendimentos obtidos das frações sólidas e líquidas da gordura de frango às temperaturas de 17,5ºC e 20ºC.
Os resultados encontrados para a composição em ácidos graxos da gordura de frango e para os índices de iodo e saponificação (Tabela 2) estiveram compatíveis com a literatura consultada. As pequenas diferenças provavelmente são devidas a fatores intrínsecos às aves, tais como: idade, sexo, raça, tipo de alimentação, clima e o tipo de tecido adiposo analisado [6, 9, 10, 11, 30, 34, 37, 38]. Os resultados obtidos para os mesmos parâmetros acima mencionados, para a gordura de toucinho, estiveram de acordo com a literatura pesquisada [12, 21, 29, 31, 34, 40]. A composição em ácidos graxos da gordura de toucinho varia de acordo com a alimentação, origem, espécie, e localização da gordura presente no suíno [21]. Esta gordura contém quantidades consideráveis dos ácidos palmítico, esteárico, oléico e linoléico, e, menores quantidades dos ácidos mirístico, palmitoléico, linolênico e araquidônico. Sua composição em triacilgliceróis compreende 7% de trissaturados e 30% de dissaturados. Quando comparada ao sebo bovino, a gordura de toucinho apresenta maior quantidade de triacilgliceróis com duas duplas ligações e de triacilgliceróis com três duplas ligações. Animais não-ruminantes como os suínos incorporam rapidamente os ácidos graxos insaturados da dieta em seus depósitos tissulares de gordura [29]. Devido a este comportamento metabólico, a gordura de toucinho apresenta elevados índices de ácidos graxos insaturados como o ácido oléico (47,1%).
O comportamento de fusão das gorduras animais é complexo, uma vez que consiste em diferentes tipos de triacilgliceróis. Baseando-se na classificação dos triacilgliceróis, quando são distinguidos por seus ácidos graxos saturados, monoinsaturados ou polinsaturados, há 14 tipos de acilgliceróis presentes no toucinho, em concentração igual ou acima de 1%. No toucinho, o ácido palmítico está preferencialmente esterificado na posição sn-2, o ácido esteárico na posição sn-1 e os ácidos oléico e linoléico na posição sn-3. Já no sebo bovino o ácido oléico ocupa principalmente a posição sn-2. Com isso, a cristalização do toucinho ocorre na forma b, enquanto que o sebo bovino cristaliza na forma b' [17].
CORREA-CABRERA et al. [13] relataram que para algumas matérias-primas, em especial a gordura de frango, torna-se conveniente modificar o conteúdo em frações de baixos pontos de fusão, de modo a melhorar o seu comportamento térmico. Assim, o fracionamento térmico controlado ou a hidrogenação parcial podem ser utilizados a fim de obter frações mais duras que permitam manter as características organolépticas sem influenciar negativamente a estabilidade frente à variação de temperatura.
O índice de iodo da gordura de frango esteve próximo ao citado por BIONDIC [6], que relatou valor de 78,5. Entretanto, o índice de saponificação relatado foi de 184,7, enquanto que neste estudo obteve-se 196,9. As diferenças entre os índices de iodo das estearinas em relação às oleínas foram de 15,6 e 15,9 unidades, às temperaturas de fracionamento de 17,5 e 20ºC, respectivamente. O teor de ácido oléico nas oleínas foi maior que para a gordura de frango, embora o teor de ácido linoléico tenha sido menor. Isto pode ser devido ao fato que o ácido linoléico encontra-se presente nos triacilgliceróis ligado principalmente a ácidos graxos saturados. Com relação ao índice de saponificação pode-se observar que a diferença entre a gordura de frango e suas frações foi mínima, porque o peso molecular médio dos ácidos graxos nas gorduras é praticamente o mesmo.
Os resultados do conteúdo de gordura sólida das amostras em função da temperatura são apresentados nas Figuras 1 a 3, representando a média de duas determinações. Os resultados das curvas de sólidos demonstraram que as misturas binárias apresentam perfis distintos, possibilitando obter misturas que cobrem faixas variadas do conteúdo de gordura sólida em função da temperatura. O conteúdo de gordura sólida da mistura binária de estearina a 17,5ºC com gordura de toucinho nas proporções de 100/0 e 80/20 nas temperaturas estudadas pode permitir seu uso em "shortenings" destinados à fabricação de produtos de pastelaria e na proporção de 60/40 pode ser utilizada em "shortenings" destinados à panificação e confeitaria. Para a mistura binária de estearina a 20ºC este mesmo parâmetro torna esta fração adequada à fabricação de margarinas para aplicação em massas folhadas, e, nas proporções de 60/40 e 40/60 são adequadas para a fabricação de "shortenings" destinados à confecção de produtos de panificação e "shortenings" para todos os tipos de produtos, respectivamente [34]. Segundo CHIU & GIOIELLI [10], a gordura de frango apresenta-se líquida ou semi-líquida à temperatura ambiente, podendo ser utilizada para diversos fins culinários: condimentos, bolos, frituras, também podendo ser utilizada para melhorar a consistência de cremes cosméticos. No trabalho com massas, seu comportamento é superior ao óleo de algodão e à gordura suína. VIAU & GANDEMER [37] verificaram que a baixa quantidade de triacilgliceróis saturados (< 3%) causa o pequeno teor de gordura sólida à temperatura ambiente (3% – 10% a 20ºC).
GROMPONE et al. [20] afirmaram que a gordura de frango, sendo rica nos ácidos palmítico e palmitoléico, favorece sua possibilidade de emprego na fabricação de margarinas. CHIU & GIOIELLI [9], relataram que as misturas de gordura abdominal de frango com gordura de toucinho à temperatura de 10ºC apresentaram faixa adequada de consistência, evidenciando que são adequadas para a elaboração de margarinas.
A Tabela 3 apresenta os coeficientes calculados por regressão múltipla a partir dos resultados experimentais do conteúdo de gordura sólida. Os coeficientes não significativos (p<0,05) foram eliminados. Os resultados demonstraram que a gordura de toucinho não apresentou efeito sobre o conteúdo de gordura sólida a 35ºC, quando misturado às estearinas. Os coeficientes relativos às interações significativas entre as estearinas e a gordura de toucinho e também para as misturas binárias de gordura de frango com gordura de toucinho foram negativos de 20 a 35ºC, demonstrando um efeito antagônico para a propriedade de conteúdo de gordura sólida, característico das interações eutéticas entre triacilgliceróis ou entre gorduras. Este efeito ocorre em função da pequena intersolubilidade no estado sólido dos triacilgliceróis e pode ser caracterizado pela depressão nas linhas de iso-sólidos, quando a proporção de gordura de toucinho está ao redor de 60%, como no caso da mistura de gordura de frango com gordura de toucinho (Figura 4). Para as misturas binárias das estearinas com gordura de toucinho o eutético varia na faixa de 60 a 80% de gordura de toucinho (Figuras 5 e 6). Por outro lado, à temperatura de 10ºC, os coeficientes relativos às interações foram positivos, caracterizando a chamada formação de compostos [7, 9, 12, 36]. Neste caso, a interação resulta em um empacotamento molecular favorável das cadeias de ácidos graxos, aumentando o conteúdo de gordura sólida, em relação às gorduras originais. Na Figura 4 evidencia-se este tipo de interação, apresentada pelas curvas iso-sólidos, ocorrendo nas misturas entre as gorduras de frango e de toucinho na proporção de 80/20, em temperaturas mais baixas. A formação de compostos ocorre em sistemas binários do tipo PPO/POP, StPO/POP, EPE/PEE e POP/OPO, onde P = palmítico, O = oléico, St = esteárico e E = elaídico. Essa interação ocorre em misturas de óleo de palma (com cerca de 30% de POP) e banha (com cerca de 50% de OPO). A mistura 1:1 de óleo de palma e banha contém 28% de sólidos a 22ºC, enquanto os componentes apresentam 20 e 22%, respectivamente. Esse efeito é responsável pela arenosidade em margarinas produzidas com estas misturas. Outro exemplo é verificado na mistura de uma fração de óleo de palma interesterificada (com cerca de 66% de PPO) com uma fração intermediária de óleo de palma (rica em POP) [9, 14]. VIAU & GANDEMER [37] afirmam que a gordura de frango apresenta em sua composição principalmente triacilgliceróis do tipo: PO2, POL, LO2, O3 e P2O, onde P = ácido palmítico, O = ácido oléico, L = ácido linoléico. O triacilglicerol do tipo P2O pode, portanto, ter levado à formação de compostos nas misturas entre gordura abdominal de frango com a gordura de toucinho. Para que a formação de compostos ocorra, são necessárias as seguintes condições: a) mistura de trialcilgliceróis mono-insaturados simétricos e assimétricos; b) trialcilgliceróis simétricos contendo somente um tipo de ácido graxo saturado; c) trialcilgliceróis assimétricos contendo dois ácidos graxos saturados diferentes, desde que o ácido comum a ambos acilgliceróis esteja na posição sn-2. Quando estas condições ocorrem, as cadeias de ácidos graxos empacotam formando três ácidos idênticos lado a lado. De acordo com D'AGOSTINI, GIOIELLI, FERRAZ [14] as interações que ocorrem entre os triacilgliceróis nas misturas binárias e ternárias de óleos e gorduras são os principais fatores que influenciam o comportamento de gorduras quanto a sua fusão e cristalização.
O nível de significância encontrado para os modelos foi > 97%. Pela Tabela 3, pode ser observado que a variação das respostas (R2 = 0,9758 a 0,9999) pode ser explicada pelas regressões múltiplas, indicando excelente ajuste do modelo aos dados experimentais.
A consistência das amostras foi determinada em trabalho anterior [9]. Como a consistência de gorduras é influenciada pelo conteúdo de gordura sólida do material [9, 16], foi efetuada uma relação entre essas propriedades, por regressão linear simples, apresentada na Tabela 4. A equação da reta correspondente é a seguinte:
y = conteúdo de gordura sólida (%)
x = consistência (g/cm2)
Os resultados da Tabela 4 demonstraram que houve relação linear significativa a p<0,05. O coeficiente linear da reta representa o conteúdo de gordura sólida das amostras de estearinas e de suas misturas quando a consistência é igual a zero, apresentando valores de 12,262 a 28,747. Isto mostra que, quando o teor de sólidos na gordura é inferior ao redor de 12%, o material apresenta-se como um líquido viscoso, ao invés de se comportar como uma gordura plástica. Quando a proporção de gordura no estado sólido é maior que 12%, o óleo líquido é imobilizado pela matriz cristalina, tornando a gordura plástica [10, 11, 14, 25]. A relação entre índice/conteúdo de gordura sólida e consistência é sempre direta, mas não necessariamente linear [5, 9, 10, 11, 14, 22, 24, 27, 28, 39].
O rendimento do processo de fracionamento em relação as estearinas foi baixo (15,7% a 17,5ºC e 9,6% a 20ºC). O conteúdo de gordura sólida das misturas binárias dependeu de todas as frações utilizadas. Os coeficientes negativos para o conteúdo de gordura sólida demonstraram um efeito antagônico característico de interações eutéticas entre gorduras, tendo ocorrido em todas as misturas, na faixa de 20 a 35ºC. Os coeficientes positivos demonstraram um efeito sinérgico, caracterizando a chamada formação de compostos entre misturas de gorduras, que foi observado em todas as misturas à temperatura de 10ºC.
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