Otimização da extração de colágeno a partir de tendões bovinos pela metodologia de superfície de resposta / Optimization of conditions for extraction of collagen from bovine tendon by response surface methodology
Palavras-chave:
Colágeno solúvel em ácidos. Coprodutos. Delineamento Composto Central Rotacional. Acid-soluble collagen. By-products. Rotacional Central Composite Design.Resumo
O mercado de carne bovina está em constante crescimento, em consequência disso, uma maior quantidade de resíduos são produzidos diariamente. A quantidade de matéria orgânica advinda desses resíduos contribui para o agravamento do impacto ambiental, devido ao seu elevado potencial poluidor. O aproveitamento destes coprodutos para a extração de colágeno é uma alternativa viável para agregar valor à matéria-prima e principalmente contribuir para a sustentabilidade na indústria de alimentos. O objetivo deste estudo foi a otimização da extração de colágeno de tendão bovino por meio da variação de dois parâmetros nas extrações, a concentração de ácido acético e o tempo das extrações. O material obtido foi caracterizado por espectrometria na região do infravermelho e análises físico-químicas. Os rendimentos das extrações variaram entre 1,42 e 10,75%, sendo próximos ao obtido na literatura partindo de outros coprodutos. Entretanto após a adaptação da metodologia foi possível obter o colágeno com rendimento de 36%, superior ao relatado para muitos coprodutos. A melhor condição da extração foi utilizando uma concentração de 2 mol.L-1 de ácido acético, com o tempo de 30 horas a temperatura ambiente.
Abstract: The bovine meat market is constantly growing. As a result, a larger amount of organic residues is produced daily. The amount of organic matter contained in such residues contributes to the worsening of the environmental impact because of their high polluting potential. The use of these by-products for extraction of collagen is a viable alternative to increase the value of raw materials and contribute for sustainability in the food industry. The objective of this study was to optimize the extraction of bovine tendon collagen by varying two parameters in the process: the acetic acid concentration and the duration of the extraction. The material was characterized by infrared spectrometry and physicochemical analyses. Extraction yields ranged between 1,42 and 10,75%, which is similar to that reported in the literature from other by-products. However, after adaptation of the method, collagen was obtained with a yield of 36%, higher than that reported for many by-products. The best condition for the extraction involved the extraction with 2 mol.L-1 of acetic acid during 30 hours at room temperature.
Downloads
Referências
ALMEIDA, P. F. Análise da qualidade de gelatina obtida de tarsos de frango e aspectos envolvidos no processo produtivo. 2012. 121 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) - Universidade Nove de Julho, São Paulo, 2012.
BET, M. R.; GOISSIS, G.; LACERDA, C. A. Characterization of Polyanionic collagen prepared by selective hydrolysis of asparagine and glutamine caboxyamide side chains. Biomacromolecules, v.2, p. 1074-1079, 2001.
BRANDÃO, F. S. Tendências para o consumo de carne bovina no Brasil. 2013. 101 p. Tese (Doutorado em Agronegócios) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2013.
CALADO, V.; MONTGOMERY, D. Planejamento de experimentos usando o Statistic. Rio de Janeiro: E-papers, 2003.
CALLEGARI-JACQUES, S. M. Bioestatística: princípios e aplicações. Porto Alegre: Artemed, 2003.
CAMPOS, D. M. Produção e caracterização de colágeno tipo I e de compósitos hidroxiapatita-colágeno para regeneração óssea. 2008. 100 p. Dissertação (Mestrado em Ciências em engenharia metalúrgica e de materiais) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2008.
CAPUTO, I. et al. An acetic acid-based extraction method to obtain high quality collagen from archeological bone remains. Analytical Biochemestry, v. 421, p. 92-96, 2012.
CARDOSO, J. C. Modificação do colágeno pela reação de Maillard e avaliação de formulações na forma gel desenvolvidas a partir do material modificado. 2005. 152 p. Tese - Universidade de São Paulo, Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto, Ribeirão Preto, 2005.
COMPARINI, A. et al. Metodologia de superfície de resposta: Uma introdução nos softwares R e Statistica. São Carlos: Icmc, 2009.
DENIS, A. et al. Molecular weight determination of hydrolyzed collagens. Food Hydrocolloids, v. 22, p. 989–994, 2008.
GÓMEZ-GUILLÉN, M. C. et al. Functional and bioactive properties of collagen and gelatin from alternative sources: A review. Food hydrocolloids, v. 25, p. 1813-1827, 2011.
GOMÉZ-GUILLÉN, M. C. et al. Structural and physical properties of gelatin extracted from different marine species: a comparative study. Food Hydrocolloids, v.16, p. 25-34, 2002.
INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Métodos físico-químicos para análise de alimentos. Versão eletrônica./coordenadores Odair Zenebon, Neus Sadocco Pascuet e Paulo Tiglea. São Paulo: IMESP, 2008.
KARIM, A. A.; BHAT, R. Gelatin alternatives for the food industry: recent developments, challegens and prospects. Food Science e Technology, v. 19, n. 12, p. 644-656, 2008.
LACERDA, C.; PLEIPIS, A. M. G.; GOISSIS, G. Hidrólise seletiva de carboxiamidas de resíduos de asparagina e glutamina em colágeno: preparação e caracterização de matrizes aniônicas para uso como biomateriais. Química Nova, v. 21, n. 3, p. 267-271, 1998.
LANDIS, W. J., SILVER, F. H. The structure and function of normally mineralizing avian tendons. Comparative Biochemistry and Physiology - Part A: Molecular & Integrative Physiology, v. 133, n. 4, p. 1135-1157, 2002.
OESSER, S. et al. Oral administration of 14C labeled gelatin hydrolysate leads to an accumulation of radioactivity in cartilage of mice (C57/BL). American Society for Nutritional Sciences, v. 129, p. 1891-1895, 1999.
PEDROSO, M. G. V. Estudo comparativo de colágeno hidrolisado e comercial com adição de PVA. 2009. 70 p. Dissertação (Mestrado em Química Analítica) - Instituto de Química da Universidade de São Paulo, São Carlos, 2009.
PRESTES, R. C. Colágeno e Seus Derivados: Características e Aplicações em Produtos Cárneos. UNOPAR. Cientifica Ciências Biológicas e da Saúde, v. 15, n. 1, p. 65-74, 2012.
PRESTES, R. C., et al. Caracterização da fibra de colágeno, gelatina e colágeno hidrolisado. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, v. 15, n. 4, p. 375-382, 2013.
ROMAN, J. A.; SGARBIERI, V. C. Caracterização Físico-química do Isolado Protéico de Soro de Leite e Gelatina de Origem Bovina. Brazilian Journal of Food Technology, v.10, n.2, p.137-143, 2007.
ROQUE, V. F.; SELL, I. Alternativas de utilização de resíduos gerados em frigoríficos de aves. 2004. Disponível em: <http://www.abepro.org.br/biblioteca/ENEGEP1998_ART068.pdf >. Acesso em 15 de maio de 2015.
SADOWSKA, M.; KOLODZIEJSKA, I.; NIECIKOWSKA, C. Isolation of collagen from the skins of Baltic cod (Gadus morhua). Food Chemistry, v. 81, p. 257–262. 2003.
SIONKOWSKA, A. et al. Collagen fibril formation in poly (vinyl alcohol) and poly (vinyl prolidone) films. Journal of Molecular Liquids, v. 144, n. 1-2, p. 71-74, 2009.
SKIERKA, E.; SADOWSKA, M. The influence of different acids and pepsins on the extractability of collagen from the skin of Baltic cod (Gadus morthua). Food Chemistry, v. 105, p. 1302-1306, 2007.
USDA - United States Department of Agriculture. FAS - Foreign Agricultural Service. Livestock and Poultry: World Markets and Trade. 2014. 22 p. Disponível em: <http://apps.fas.usda.gov/psdonline/circulars/livestock_poultry.pdf>. Acessado em: 15 de maio de 2015.
WANG, L. et al. Optimization of conditions for extraction on acid-soluble collagen from grass carpe (Ctenopharyngodon idella) reponse surface methodology. Innovative Food Sience e Emerging Techonologies, v. 9, n. 4, p. 604-607, 2008.
WOLF, K. L. Propriedades físico-químicas e mecânicas de biofilmes elaborados a partir de fibras e pó de colágeno. 2007. 101 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de alimentos) - Universidade Estadual Paulista. São José do Rio Preto, 2007.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
Os Direitos Autorais para artigos publicados nesta revista são de direito do autor. Em virtude da aparecerem nesta revista de acesso público, os artigos são de uso gratuito, com atribuições próprias, em aplicações educacionais e não-comerciais.
A revista se reserva o direito de efetuar, nos originais, alterações de ordem normativa, ortográfica e gramatical, com vistas a manter o padrão culto da língua e a credibilidade do veículo. Respeitará, no entanto, o estilo de escrever dos autores.
Alterações, correções ou sugestões de ordem conceitual serão encaminhadas aos autores, quando necessário. Nesses casos, os artigos, depois de adequados, deverão ser submetidos a nova apreciação.
As opiniões emitidas pelos autores dos artigos são de sua exclusiva responsabilidade.
Caderno de Ciências Agrárias está licenciado com uma 