DETERMINAÇÃO DOS PONTOS DE GELEIFICAÇÃO E FUSÃO DA GELATINA DE OSSOS DE PESCADA (Macrodon ancylodon)

  Alfaro, A. T.1*; Costa, C. S.2; Jesus, F.R.1; Costa, R.1 ;Kuhn, C.2;  Borges, C3., Prentice, C.1
                          1Laboratório de Tecnologia de Alimentos – FURG
2Laboratório de Bromatologia – DCTA – FAEM/UFPEL
3Laboratório da Claire–/UFPEL

Campus Cidade  – Eng. Alfredo Huch, 475, CEP 96201-900
* alexandrealfaro@yahoo.com.br

1.	INTRODUÇÃO

Cerca de 30% do resíduo do processamento de pescado, consiste em pele e ossos com elevada quantidade de colágeno [1]. Quando colágeno solúvel é aquecido em soluções diluídas marcadas mudanças em suas propriedade ocorrem em uma faixa relativamente estreita de temperatura. Onde primeiro ocorre o colapso da estrutura helicoidal da molécula de colágeno, e então, o desenrolamento das cadeias levando ao lento decréscimo do peso molecular.
Após a desnaturação térmica as fibras de colágeno tornam-se elásticas e apresentam comportamento essencialmente elástico, como uma rede elástica aleatória. 
A desnaturação térmica do colágeno produz gelatina, um importante biopolímero [2;7], que tem sua principal aplicação nas indústrias farmacêutica e de alimentos, devido às suas propriedades únicas de formar géis termoreversíveis [8]. A temperatura de fusão (melting point) é uma das mais importantes propriedades funcionais da gelatina, e determina a sua aplicação tecnológica. A temperatura de fusão das gelatinas definida como ponto médio de transição, varia entre 37ºC e 40ºC para colágeno de mamíferos, é menor para colágeno de peixes e varia consideravelmente em colágenos de invertebrados.
O estado da proteína, as características da espécie, o método de extração e o tratamento para produzir o gel são significantes parâmetros que se deve levar em conta para avaliar o comportamento da gelatina durante o processo de gelatinização. 
A presença de ligações cruzadas entre as cadeias dentro da molécula tem pequeno efeito na temperatura de fusão. A estabilidade da hélice é dependente em especial das ligações peptídicas dos iminoácidos, suplementada pelas pontes de hidrogênio entre cadeias e posição ocupada pela glicina. 
O objetivo deste trabalho foi determinar os pontos de geleificação (gelling point) e fusão (melting point) da gelatina de ossos de pescada (macrodon ancylodon) obtida por pré-tratamento ácido, através de estudo dinâmico viscoelástico. 

2.	MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Materiais

Foram utilizadas carcaças frescas de pescada (Macrodon ancylodon), recém filetadas, obtidas junto à empresa Furtado Indústria de Pescados S/A. A carne ainda aderida a espinha foi retirada utilizado despoldadeira (BAADER Mod. 694, Germany), e os ossos então acondicionados em caixas apropriadas com gelo foram transportados para as dependências da Universidade Federal do Rio Grande , onde foram estocados à –18ºC, até sua utilização(aproximadamente 3 dias). Todos reagentes utilizados eram de grau analítico. 

 2.2 Pré-tratamento e extração da gelatina

Os ossos foram desengordurados em água à temperatura de 35ºC sob agitação continua, e depois lavados em água corrente. Após foram moídos em moinho de facas na granulometria de 4mm, sendo então, lavados em água corrente a temperatura ambiente para retirada de impurezas presentes. Os ossos então, foram submetidos a tratamento ácido, em soluções de HCl 4% (1:5 p/v) , por período de 72h, a temperatura de 10ºC. A osseína (ossos desmineralizados) então, foi lavada em água corrente para retirada do ácido em excesso, até  pH acima de 4.
As extrações foram realizadas sob agitação constante, em duas etapas de 120 minutos a temperaturas de 60ºC e 80ºC, em água destilada com pH 2 ajustado pela adição de ácido fosfórico, mantendo a proporção de 2½ de solução para 1 de osseína. 
		Após a extração o material foi centrifugado (10000g), por 60 minutos e o caldo obtido filtrado em funil de Büchner com papel filtro Whatman nº 4, sendo após, o filtrado liofilizado e moído. 

2.3 Determinação dos pontos de geleificação e fusão

Os pontos de geleificação (gelling point) e fusão (melting point) foram determinados em reômetro Rheostress Haake RS-150 (Haake, Karlsruhe, Germany), utilizando software Rheowin Job Manager. Utilizou-se para o estudo dinâmico viscoelástico cone-plate de 35mm de diâmetro e 1º de ângulo com GAP = 0,14mm. As amostras de gelatina 6,67% p/v foram preparadas pela dissolução em água destilada à 60ºC, sob constante agitação mecânica por 30 minutos, antes do início das análises.
As amostras foram submetidas à rampa de temperatura, sendo resfriadas e aquecidas de 40ºC para 7ºC, e voltando a ser aquecidas a 40ºC. Os experimentos foram realizados em tensão de 3,0 Pa, freqüência de 1Hz e taxa de variação de temperatura de 0,5 ºC/min, monitorando-se o processo através  dos módulos de elasticidade G’ e viscosidade G’’. O ângulo de fase () foi representado em função da temperatura. O ponto de geleificação (gelling point) foi determinado no ponto de intersecção dos módulos G’ e G’’ durante o resfriamento da amostra, segundo metodologia de Gudmundsson (2002) [3]. O ponto de fusão (melting point) foi determinado do mesmo modo durante subseqüente aquecimento.

3. 	RESULTADOS E DISCUSSÃO

A figura 1 apresenta as mudanças nos módulos de elasticidade G’ e viscosidade G’’ (A) e ângulo de fase  (B), monitorados durante o resfriamento de 40ºC para 7ºC da amostra de gelatina de ossos de pescada (Macrodon ancylodon). O ponto de geleificação (gelling point), segundo metodologia relatada anteriormente, esta situado próximo a 22ºC. No entanto, o inicio do processo de geleificação ocorre em torno de 29ºC, onde se observa o incremento do módulo elasticidade G’ em relação ao módulo viscosidade G’’ (Fig. 4 A) e o decréscimo do ângulo de fase  . O processo de geleificação ocorre então rapidamente abaixo desta temperatura (29ºC), a julgar pelo rápido decréscimo do ângulo de fase  (Fig. 1 B). 

                

Figura 1 - Módulos de elasticidade G’ e viscosidade G’’ (A) e ângulo de fase  (B), durante aquecimento de 40ºC para 7ºC da amostra de gelatina de ossos de pescada

Sob subseqüente aquecimento, observa-se o decréscimo dos módulos elasticidade G’ e viscosidade G’’ em torno de 18ºC, onde pode ser observado o mais acentuado decréscimo do módulo elasticidade G’ em relação ao módulo viscosidade G’’, fato confirmado pelo rápido aumento do ângulo de fase  (Fig. 2 B) nesta temperatura, indicando o praticamente desaparecimento do componente elástico G’. O ponto de fusão (melting point) da gelatina como observado na intersecção dos módulos G’ e G’’ (Fig. 2 A) esta situado em torno de 23ºC.   

Figura 2 - Módulos de elasticidade G’ e viscosidade G’’ (A) e ângulo de fase  (B), durante  resfriamento de 7ºC para 40ºC da amostra de gelatina de ossos de pescada

Muyonga et al. (2004), determinou a temperatura de fusão (melting point) de gelatina de ossos de nile perch (Lates niloticus) jovens e adultas, encontrando valores entre 25º e 26,5ºC. Estes valores são ligeiramente maiores que os determinados para ossos de pescada (23ºC). Esta diferença pode ser conseqüência do diferente pré-tratamento e método de extração empregado na produção da gelatina, visto que, a qualidade da gelatina depende das suas propriedades físico-químicas que são grandemente influenciadas não só pela espécie, mas também pela severidade do tratamento de extração [5].   Diferenças na composição de aminoácidos das gelatinas também poderiam explicar a diferença entre seus pontos de fusão, pois, é conhecido que as temperaturas de geleificação e fusão das gelatinas são relacionadas com a proporção dos iminoácidos prolina e hidroxiprolina da molécula de colágeno original [4].

4. CONCLUSÕES

A gelatina de ossos de pescada (Macrodon ancylodon) obtida através de pré-tratamento ácido apresentou ponto de geleificação (gelling point) em torno de 22ºC e ponto de fusão (melting point) situado em torno de 23ºC. O ponto de fusão mostrou-se ligeiramente menor que outros descritos para gelatina de ossos de pescado. Esta diferença pode ser conseqüência de diferentes pré-tratamentos, métodos de extração e composição de aminoácidos da gelatina.  
  
5.	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] GÓMEZ-GUILLÉN M. C., TURNAY J., FERNÁNDEZ-DÍAZ M. D., OLMO N., LIZARBE, M. A., & MONTERO, P. (2002) Structural and physical properties of gelatin extracted from different marine species: a comparative study. Food Hydrocolloids. v.16 p. 25–34.
[2] GILSENAN P. M. & ROSS-MURPHY S. B. (2000). Rheological characterisation of gelatins from mammalian and marine sources. Food Hydrocolloids. v. 14 p. 191–195.
[3] GUDMUNDSSON M. (2002) Rheological properties of fish gelatin. Journal Food Science. V. 67 p. 2172-2176. 
 [4] HAUG I. J., DRAGET K. I., SMIDSRØD O. (2004) Physical and rheological properties of fish gelatin compared to mammalian gelatin. Food Hydrocolloids. V. 18 p.203–213. 
[5] MONTERO P. FERNADEZ-DÍAZ M.D., GÓMEZ-GUILLÉN M.C. (2002) Characterization of gelatin gels induced by high pressure. Food Hydrocolloids. v. 16 p. 197-205.
[6] MUYONGA J.H., COLE C.G.B., DUODU K. G. (2004) Extraction and physico-chemical characterisation of Nile perch (Lates niloticus) skin and bone gelatin. Food Hydrocolloids. V. 18 p. 581–592. 
 [7] SCHOTT A. (2001). Functions of gelatine in food applications. American association of cereal Chemists, Inc., V. 46 p. 414-416.
 [8] SIMON A., VANDANJON L., LEVESQUE G., BOURSEAU P. (2002) Concentration and desalination of fish gelatin by ultrafiltration and continuous diafiltration process. Desalination. V. 144 p. 313-318.