Carlos Alberto Alves Junior Adição de L-lisina e fibras alimentares em produto cárneo emulsionado sem adição de fosfato e reduzido teor de sal: efeito sobre as propriedades físico- químicas São José do Rio Preto 2022 Câmpus de São José do Rio Preto Carlos Alberto Alves Junior Adição de L-lisina e fibras alimentares em produto cárneo emulsionado sem adição de fosfato e reduzido teor de sal: efeito sobre as propriedades físico-químicas Dissertação apresentada como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Engenharia e Ciência de Alimentos, junto ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Câmpus de São José do Rio Preto. Financiadora: Capes-DS Orientadora: Profª. Drª. Andrea Carla da Silva Barretto São José do Rio Preto 2022 A474a Alves Junior, Carlos Alberto Adição de L-lisina e fibras alimentares em produto cárneo emulsionado sem adição de fosfato e reduzido teor de sal: efeito sobre as propriedades físico-químicas / Carlos Alberto Alves Junior. -- São José do Rio Preto, 2022 86 f. : il., tabs. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas, São José do Rio Preto Orientadora: Andrea Carla da Silva Barretto 1. Salsicha. 2. Clean label. 3. L-lisina. 4. Fibra de trigo. 5. Celulose microcristalina. I. Título. Sistema de geração automática de fichas catalográficas da Unesp. Biblioteca do Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas, São José do Rio Preto. Dados fornecidos pelo autor(a). Essa ficha não pode ser modificada. Carlos Alberto Alves Junior Adição de L-lisina e fibras alimentares em produto cárneo emulsionado sem adição de fosfato e reduzido teor de sal: efeito sobre as propriedades físico-químicas Dissertação apresentada como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Engenharia e Ciência de Alimentos, junto ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Câmpus de São José do Rio Preto. Financiadora: Capes-DS Comissão Examinadora Profª. Drª. Andrea Carla da Silva Barretto UNESP – Campus de São José do Rio Preto Orientadora Prof. Dr. Tiago Luís Barretto IFSP – Campus de Barretos Profª. Drª. Tayse Ferreira Ferreira da Silveira UNESP – Campus de São José do Rio Preto São José do Rio Preto 08 de março de 2022 AGRADECIMENTOS À Deus, por ser a luz do meu caminho e pelo seu imenso amor. À minha orientadora, Profa. Dra. Andrea, pela confiança em mim depositada, compreensão e por seus ensinamentos; À minha família, meus pais, Carlos e Liliane e ao meu irmão, Bruno, pelo carinho, compreensão e apoio em todas as minhas decisões; À minha noiva, Sara, por estar sempre ao meu lado acreditando e incentivando na concretização desse sonho, pela paciência, amor e companheirismo; Aos meus amigos de laboratório Marcello, João Marcos, Bruna, Danúbia, Elisa, Larissa, Eduardo, por toda amizade, apoio e ensinamentos pessoais e profissionais; Aos meus amigos de departamento Isac, Yara, Mariana Garcia, Victoria, Francielli, Carolina, Halissom, pela parceria, amizade e bons conselhos; Aos técnicos Luis e Alana, pelos ensinamentos e auxílios prestados; Ao Departamento de Engenharia e Tecnologia de Alimentos e ao Programa de Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos da UNESP – IBILCE e a todos os docentes, discentes e colaboradores que contribuíram de forma direta ou indireta; O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 88887.487065/2020-00, à qual agradeço. RESUMO A salsicha é um produto cárneo emulsionado consumido em todo o mundo. Sua produção conta com ingredientes como fosfato e cloreto de sódio (NaCl), em razão das propriedades funcionais propriciadas na matriz, especialmente a extração das proteínas miofribilares da carne. Entretanto, a ingestão em excesso desses ingredientes pode potencializar o risco de doenças cardiovasculares, hipertensão, hiperfosfatemia e doenças ósseas. Diante disso, torna-se necessário substituir e/ou reduzir os fosfatos e o NaCl dos produtos cárneos, frente a crescente preocupação por parte dos consumidores entre a relação alimentação e saúde. Na primeira etapa analisou-se os efeitos da adição da L- lisina, fibra de trigo e celulose microcristalina em salsicha sem adição de fosfato e reduzido teor de NaCl quanto as propriedades físico-químicas. Oito tratamentos foram elaborados, sendo três controles: CON1 – 0,5 % tripolifosfato de sódio (STTP) e 2 % NaCl; CON2 – sem STTP e 2 % NaCl; CON3 – sem STTP e 1 % NaCl; e cinco tratamentos sem adição de STTP e 1 % de NaCl, com adição de L-lisina e/ou fibras alimentares: LYS – 0,8 % L-lisina; WTF – 2 % fibra de trigo; MCC – 2 % fibra de celulose microcristalina; LYSWTF – 0,8 % L-lisina e 2 % fibra de trigo; LYSMCC – 0,8 % L- lisina e 2 % fibra de celulose microcristalina. A L-lisina e a fibra de trigo proporcionaram boa estabilidade da emulsão em salsichas sem adição de STTP e reduzido teor de NaCl. A L-lisina e a celulose microcristalina auxiliaram no rendimento desses produtos. A adição das fibras alimentares e L-lisina promoveram aumento da dureza de salsichas sem STTP e reduzido teor de NaCl. Na segunda etapa estudou-se os efeitos da adição da L- lisina e fibras alimentares em salsichas sem adição de fosfato e substituição de 50 % do NaCl por cloreto de potássio (KCl) quanto às propriedades físico-químicas. Sete tratamentos foram elaborados: TTC1 – 0,5 % de STTP e 2 % NaCl; TTC2 – sem STTP e 2 % NaCl; TTC3 – sem STTP e 1 % NaCl; TTC4 – sem STTP, 1 % NaCl e 1 % KCl; LWFK - sem STTP, 1 % NaCl, 1 % KCl, 0,8 % L-lisina e 2 % fibra de trigo; LMCK - sem STTP, 1 % NaCl, 1 % KCl, 0,8 % L-lisina e 2 % celulose microcristalina; LWTMCK - sem STTP, 1 % NaCl, 1 % KCl, 0,8 % L-lisina, 1 % fibra de trigo e 1 % celulose microcristalina. A L-lisina, fibras alimentares e KCl auxiliaram no rendimento e pH das salsichas livre de fosfato e reduzido teor de NaCl. Em conjunto (LWFMC) proporcionaram boa estabilidade da emulsão. O KCl reduziu a oxidação lipídica, os valores de b* e a dureza proveniente da redução do NaCl. A L-lisina e as fibras alimentares aumentaram os valores de a*, bem como, a dureza e mastigabilidade das salsichas livre de fosfato e reduzido teor de NaCl. A incorporação das fibras alimentares fibra de trigo e celulose microcristalina em conjunto com a L-lisina e KCl contribuiu com propriedades tecnológicas de salsicha livre de fosfato e reduzido teor de NaCl, apresentando-se como uma alternativa na reformulação de produtos cárneos emulsionados. Palavras–chave: Salsicha. Clean label. L-lisina. Fibra de trigo. Celulose microcristalina. ABSTRACT Sausage is an emulsified meat product consumed all around the world. Its production includes ingredients such as phosphate and sodium chloride (NaCl), due to the functional properties provided in the matrix, especially the extraction of myofibrillar proteins from the meat. However, excessive consumption of these ingredients can increase the risk of cardiovascular disease, hypertension, hyperphosphatemia and bone diseases. That way, it is necessary to replace and/or reduce phosphates and NaCl in meat products, due, in particular, to growing concern from consumers about the relationship between food and health. In the first stage, the effects of the addition of L-lysine, wheat fiber and microcrystalline cellulose in sausage without phosphate addition and reduced NaCl were analyzed, in relation to the physicochemical properties. Eight treatments were produced in total. Three control treatments were: CON1- 0.5 % sodium tripolyphosphate and 2 % NaCl; CON2- no added sodium tripolyphosphate and 2 % NaCl; CON3- no added sodium tripolyphosphate and 1 % NaCl; and five more treatments with no added sodium tripolyphosphate and 50 % reduction of NaCl: LYS- 0.8 % L-lysine; WTF- 2 % wheat fiber; MCC- 2 % microcrystalline cellulose fiber; LYSWTF- 0.8 % L-lysine and 2 % wheat fiber; LYSMCC- 0.8 % L-lysine and 2 % microcrystalline cellulose fiber. L-lysine and wheat fiber provided good emulsion stability in sausages without addition of STTP and NaCl reduction. L-lysine and microcrystalline cellulose helped in the yield of these products. The addition of dietary fiber and L-lysine increased the hardness of sausages without STTP and reduced NaCl. In the second stage, the effects of the addition of L- lysine and dietary fiber in sausages without addition of phosphate and replacement of 50% of NaCl by KCl in terms of physicochemical properties were studied. Seven treatments were developed: TTC1 – 0.5% STTP and 2% NaCl; TTC2 – without STTP and 2% NaCl; TTC3 – without STTP and 1% NaCl; TTC4 – without STTP, 1% NaCl and 1% KCl; LWFK – without STTP, 1% NaCl, 1% KCl, 0.8% L-lysine and 2% wheat fiber; LMCK – without STTP, 1% NaCl, 1% KCl, 0.8% L-lysine and 2% microcrystalline cellulose; LWTMCK – without STTP, 1% NaCl, 1% KCl, 0.8% L-lysine, 1% wheat fiber and 1% microcrystalline cellulose. L-lysine, dietary fiber and KCl helped in the yield and pH of the phosphate-free and reduced NaCl sausages. Together (LWFMC) provided good emulsion stability. KCl reduced lipid oxidation, b* values and hardness from NaCl reduced sausages. L-lysine and dietary fiber increased a* values, as well as the hardness and chewiness of the phosphate-free and NaCl reduced sausages. The incorporation of dietary fibers, wheat fiber and microcrystalline cellulose together with L-lysine and KCl contributed to the technological properties of a phosphate-free sausage with NaCl reduction, presenting themselves as an alternative in the reformulation of emulsified meat products. Keywords: Sausage. Clean label. L-Lysine. Wheat fiber. Microcrystalline cellulose. LISTA DE FIGURAS Capítulo II - L-lysine and dietary fiber improve the physicochemical properties of sausage without addition of phosphate and salt reduction Figura 1 - Emulsion stability (a) and processing yield (b) of sausages. 51 Capítulo III - Propriedades tecnológicas de salsichas sem fosfato, com teor reduzido de NaCl adicionadas de celulose microcristalina, fibra de trigo e cloreto de potássio Figura 1. Estabilidade da emulsão (a) e rendimento (b) das salsichas. 68 LISTA DE TABELAS Capítulo I - Revisão Bibliográfica - Uso de l-lisina e fibras alimentares para a substituição de fosfato e NaCl em produtos cárneos emulsionados Tabela 1 - Teores máximos de adição de CMS, miúdos comestíveis e proteínas não cárnicas em salsichas (%). 21 Capítulo II - L-lysine and dietary fiber improve the physicochemical properties of sausage without addition of phosphate and salt reduction Tabela 1 - Ingredient proportions added to the sausage of the different treatments (%). 38 Tabela 2 - Proximate composition of sausages. 43 Tabela 3 - Lipid oxidation (in mg of MDA kg-1 of sample) of sausages. 45 Tabela 4 - Texture profile of the sausages. 46 Tabela 5 - Instrumental color of sausages during refrigerated storage. 49 Capítulo III - Propriedades tecnológicas de salsichas sem fosfato, com teor reduzido de NaCl adicionadas de celulose microcristalina, fibra de trigo e cloreto de potássio Tabela 1 - Ingredientes variáveis dos diferentes tratamentos (%). 63 Tabela 2 - Composição centesimal das salsichas (%). 67 Tabela 3 - Valores de pH dos diferentes tratamentos de salsicha. 70 Tabela 4 - Estabilidade à oxidação lipídica (em mg de MDA/kg de amostra) das salsichas. 71 Tabela 5 - Cor instrumental das salsichas durante estocagem refrigerada. 74 Tabela 6 - Perfil de textura instrumental das salsichas durante estocagem refrigerada. SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO GERAL 13 2 OBJETIVOS 14 2.1 Objetivo geral 14 2.2 Objetivos específicos 15 APRESENTAÇÃO DO TRABALHO 15 REFERÊNCIAS 16 CAPÍTULO I - Revisão bibliográfica - Uso de l-lisina e fibras alimentares para a substituição de fosfato e NaCl em produtos cárneos emulsionados 19 1 INTRODUÇÃO 20 2 IMPORTÂNCIA DOS FOSFATOS EM PRODUTOS CÁRNEOS EMULSIONADOS 21 3 IMPORTÂNCIA DO SÓDIO EM PRODUTOS CÁRNEOS EMULSIONADOS 22 4 L-LISINA EM PRODUTOS CÁRNEOS 24 5 FIBRAS ALIMENTARES EM PRODUTOS CÁRNEOS EMULSIONADOS 24 5.1 Fibra de trigo 26 5.2 Celulose microcristalina 27 CONSIDERAÇÕES FINAIS 27 REFERÊNCIAS 28 CAPÍTULO II - L-lysine and dietary fiber improve the physicochemical properties of sausage without addition of phosphate and salt reduction 34 ABSTRACT 35 1 INTRODUCTION 36 2 MATERIALS AND METHODS 37 2.1 Materials 37 2.2 Sausage production 38 2.3 Proximate composition and pH 39 2.4 Lipid oxidation 39 2.5 Texture profile analysis (TPA) 40 2.6 Instrumental color 40 2.7 Emulsion stability and yield 41 2.8 Statistical analysis 41 3 RESULTS AND DISCUSSION 42 3.1 Proximate composition and pH value 42 3.2 Lipid oxidation 44 3.3 Texture profile analysis 45 3.4 Instrumental color 47 3.5 Emulsion stability and yield 50 4 CONCLUSION 52 REFERENCES 53 CAPÍTULO III - Propriedades tecnológicas de salsichas sem fosfato, com teor reduzido de NaCl adicionadas de celulose microcristalina, fibra de trigo e cloreto de potássio 57 RESUMO 58 1 INTRODUÇÃO 59 2 MATERIAIS E MÉTODOS 61 2.1 Produção das salsichas 61 2.2 Composição centesimal 63 2.3 Estabilidade da emulsão e rendimento 63 2.4 Determinação de pH 64 2.5 Estabilidade à oxidação lipídica 64 2.6 Cor instrumental 64 2.7 Perfil de textura instrumental 65 2.8 Análise estatística 65 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 66 3.1 Composição centesimal 66 3.2 Estabilidade da emulsão e rendimento 67 3.3 Determinação de pH 69 3.4 Estabilidade à oxidação lipídica 71 3.5 Cor instrumental 72 3.6 Perfil de textura instrumental 75 4 CONCLUSÃO 78 REFERÊNCIAS 78 CONCLUSÃO GERAL 86 13 1 INTRODUÇÃO GERAL As carnes e os produtos cárneos contemplam em sua composição proteína de alta qualidade, aminoácidos essenciais, vitaminas do grupo B e minerais, com grande importância na alimentação do ser humano (BARRETTO; PACHECO & POLLONIO, 2015). Apresenta diversos peptídeos e aminoácidos caracterizando-os como alimentos relevantes na dieta humana (CHEN et al., 2020). A salsicha é um produto cárneo emulsionado amplamente consumido em todo o planeta, em diversos tipos e tamanhos (ZHU et al., 2020). Os produtos cárneos emulsionados usufruem de níveis específicos de fosfato e NaCl em suas formulações, especialmente pela atuação em conjunto na extração e solubilização das proteínas miofibrilares da carne, as quais são responsáveis por propriedades tecnológicas como estabilidade do gel formado, emulsificação, capacidade de retenção de água e gordura na matriz (HORITA et al., 2014; CÂMARA et al., 2020). Entretanto, o consumo em excesso desses ingredientes pode potencializar a ocorrência de algumas doenças crônicas não transmissíveis. O excesso de sódio na dieta humana está estritamente relacionado ao desencadeamento de doenças cardiovasculares, hipertensão, obesidade e câncer gástrico (GOMES et al., 2021). Uma dieta com excesso de fosfato pode potencializar o risco de doenças como a hiperfosfatemia, doenças cardiovasculares e ósseas (THANGAVELU et al., 2019; PINTON et al., 2019; ZHANG et al., 2021). A mudança dos hábitos dos consumidores, especialmente na preferência por alimentos mais saudáveis pressiona a indústria da carne no desenvolvimento de estratégias para a reformulação de seus produtos (OZTURK-KERIMOGLU et al., 2022; ZHU et al., 2022). As principais transformações desejáveis por parte dos consumidores nesses produtos são as reduções: de gordura, do teor de sódio, dos aditivos sintéticos e calorias, bem como a inserção de ingredientes funcionais em sua composição (MEJIA et al., 2019). A L-lisina é um aminoácido essencial que pode aumentar a solubilidade da miosina até mesmo em baixa força iônica (LI et al., 2019). Sua incorporação contribui com a redução das perdas por cozimento, incremento da capacidade de retenção de água e estabilidade das emulsões, melhora atributos de cor e textura, bem como, apresenta 14 atividade antioxidante nos produtos cárneos (NING et al., 2020; CHEN et al, 2022; ZHOU et al., 2014). Possibilitando sua aplicação em produtos cárneos livre de fosfato e reduzido teor de NaCl (ZHENG et al., 2017). Nos produtos cárneos emulsionados, a adição de fibras solúveis e/ou insolúveis vem sendo amplamente empregada, especialmente por suas características tecnológicas, como capacidade de retenção de água, auxílio na estabilidade da emulsão, odor neutro, aprimoramento do fatiamento dos produtos e capacidade de redução dos custos das formulações (BARRETTO; PACHECO; POLLONIO, 2015). O KCl se destaca como potencial substituto do NaCl, pois apresenta composição molecular semelhante (SANTOS et al., 2021), proporcionando propriedades físico- químicas e ação antimicrobiana similar ao NaCl em produtos cárneos emulsinados (ZAMPOUNI et al., 2022). No entanto, a reformulação de produtos cárneos é considerada um grande desafio, pois componentes como o NaCl, a gordura e os aditivos sintéticos são componentes que desempenham funções essenciais em produtos cárneos, como capacidade de formação de gel, sabor característico, capacidade de retenção de água, conservação, estabilidade das emulsões, capacidade de deslocar o ponto isoelétrico das proteínas miofibrilares, entre outras. Nesse sentido, torna-se necessário um estudo da substituição e/ou redução de fosfato e NaCl em produtos cárneos emulsionados por substitutos eficientes, disponibilizando produtos mais saudáveis e com caracteristicas tecnológicas e sensoriais semelhantes ao convencional. 2 OBJETIVOS 2.1 Objetivo geral Avaliar os efeitos da adiçao de L-lisina e fibras alimentares em salsicha sem adição de fosfato e reduzido teor de NaCl quanto às propriedades físico-químicas. 15 2.2 Objetivos específicos Avaliar os efeitos da L-lisina, fibra de trigo e celulose microcristalina em salsicha sem fosfato e reduzido teor de NaCl sobre a composição centesimal, pH, estabilidade da emulsão, rendimento, estabilidade exidativa, cor instrumental e perfil de textura instrumental. Avaliar os efeitos da L-lisina, fibra de trigo e celulose microcristalina em salsicha sem fosfato e substituição de 50 % do NaCl por KCl quanto a composição centesimal, pH, estabilidade da emulsão, rendimento, estabilidade exidativa, cor instrumental e perfil de textura instrumental. APRESENTAÇÃO DO TRABALHO Para melhor distribuição e compreensão dos assuntos abordados este trabalho foi organizado em três capítulos. O capítulo I refere-se a uma revisão bibliográfica sobre o tema abordado na dissertação. Será elaborada uma versão aprimorada e estruturada em modelo de artigo científico, em inglês, para ser submetido à publicação em periódico especializado na área de Ciência e Tecnologia de Alimentos. O capítulo II trata-se do artigo científico “L-lysine and dietary fiber improve the physicochemical properties of sausage without addition of phosphate and salt reduction” submetido para publicação na Revista Scientia Agricola. O capítulo III trata-se do artigo “Propriedades tecnológicas de salsichas sem fosfato, com teor reduzido de NaCl adicionadas de celulose microcristalina, fibra de trigo e cloreto de potássio” a ser submetido após a realização de uma versão em inglês para a Revista Food Science and Technology. 16 REFERÊNCIAS BARRETTO, A.C.S; PACHECO, M.T.B; POLLONIO, M.A. R. Effect of the addition of wheat fiber and partial pork back fat on the chemical composition, texture and sensory property of low-fat bologna sausage containing inulin and oat fiber. Food Science And Technology. Campinas: Soc. Brasileira Ciencia Tecnologia Alimentos, v. 35, n. 1, p. 100- 107, 2015. CÂMARA, A. K. F. I.; OKURO, P. K.; CUNHA, R. L.; HERRERO, A. M.; RUIZ- CAPILLAS, C.; POLLONIO, M. A. R. Chia (Salvia hispanica L.) mucilage as a new fat substitute in emulsified meat products: Technological, physicochemical, and rheological characterization. LWT- Food Science and Technology, v. 125, 2020. 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Conforme a legislação brasileira (BRASIL, 2000) denomina-se salsicha “o produto cárneo industrializado, obtido da emulsão de carne de uma ou mais espécies de animais de açougue, adicionados de ingredientes, embutidos em envoltório natural, ou artificial ou até mesmo por extrusão, submetidos a um processo térmico adequado”. Obedecendo as seguintes características físico-químicas: adição máxima de amido de 1-2%; teor de umidade máximo de 65%; teor de gordura ≤ 30%; teor de proteína mínima de 12% e; teor de carboidratos máximo de 1-7,0%. Classificadas em salsicha, salsicha Viena, salsicha Frankfurt, salsicha Tipo Viena, salsicha Tipo Frankfurt, salsicha de carne de ave e salsicha de peru, dependendo das matérias-primas empregues. De acordo com o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) por meio da Instrução Normativa SDA- 4, de 31/03/2000, a utilização de carnes mecanicamente separadas (CMS), miúdos comestíveis e proteínas não cárnicas são permitidos em algumas salsichas, conforme ilustrado na Tabela 1. (BRASIL, 2000). 21 Tabela 1. Teores máximos de adição de CMS, miúdos comestíveis e proteínas não cárnicas em salsichas (%). Classificação CMS1 Miúdos Comestíveis Proteínas não cárnicas Salsicha 60 10 4 Salsicha Viena - - - Salsicha Frankfurt - - - Salsicha Tipo Viena 40 10 4 Salsicha Tipo Frankfurt 40 10 4 Salsicha de Ave 40 10 4 Salsicha de Peru - - 4 1CMS – carne mecanicamente separada. 2 IMPORTÂNCIA DOS FOSFATOS EM PRODUTOS CÁRNEOS EMULSIONADOS Os fosfatos são amplamente utilizados no processamento de produtos cárneos. Atuam sinergicamente com o NaCl, deslocando o ponto isoelétrico das proteínas miofibrilares, auxiliando em sua extração e solubilização (DUŠEK et al., 2003). As proteínas miofibrilares solubilizadas são responsáveis pela capacidade de retenção de água, emulsificação e retenção de gordura e pela estabilidade do gel formado durante o cozimento (DESMOND, 2006). Os fosfatos também podem aumentar a estabilidade oxidativa (POHLMAN et al., 2002) e melhorar a maciez e suculência dos produtos à base de carne (BAUBLITS et al., 2005). Do mesmo modo que ajudam a reduzir as perdas de cozimento e manter as propriedades de cor e textura (ABERLE et al., 2001). Sendo assim, é um aditivo importante no processamento de produtos à base de carne e, por esse motivo, sua redução é considerada desafiadora (CÂMARA et al., 2020). Pinton et al. (2019) observaram que a ausência da adição de tripolifosfato de sódio à formulação de emulsão cárnea resultou em um produto com menor rendimento pós cozimento e menor estabilidade da emulsão, além de prejudicar o perfil de textura e aceitação sensorial quando comparado aos produtos em que houve a adição do fosfato na formulação. Resultados semelhantes foram obtidos por Choe et al. (2018) que também avaliaram o efeitos físico-químicos e sensoriais em salsichas com e sem adição de fosfato em sua formulação. Os autores reportaram que a ausência do aditivo resultou em uma 22 maior quebra da emulsão e maior oxidação lipídica, e prejudicou os parâmetros de perfil de textura instrumental. Em uma substituição do fosfato por fibra cítrica em mortadela suína curada, Powell et al. (2019) relataram que não foi possível alcançar todas as propriedades funcionais proporcionadas pelo tripolifosfato de sódio no produto. Zhang et al. (2021) alcançaram resultados promissores na redução de 50% de fosfato em salsichas tipo Frankfurt, por meio da aplicação de ultrassom com temperatura controlada, possibilitando o desenvolvimento de salsicha que atenda a premissa “rótulo limpo”. 3 IMPORTÂNCIA DO SÓDIO EM PRODUTOS CÁRNEOS EMULSIONADOS O sódio apresenta impactos positivos e negativos para o ser humano, como assistência da membrana celular e pressão arterial, risco de doenças cardiovasculares e hipertensão, respectivamente. Sendo a quantidade de consumo o fator determinante de seus efeitos (DELGADO-PANDO et al., 2018). De acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS, 2021), a ingestão de sódio recomendada é de 2g por dia (aproximadamente 5g do NaCl) para uma pessoa adulta. No entanto, maior parte da população consome o dobro dessa quantia, expandindo o risco de desenvolvimento de doenças cardíacas e acidentes vasculares cerebrais. Com isso, a OMS estipulou por meio do guia “WHO Global Sodium Benchmarks for Different Food Categories” uma meta global visando diminuir até 2025 o consumo de sal/sódio em 30%. Por essa razão, a indústria de alimentos busca criar novas técnicas para substituir de forma parcial o teor de NaCl dos produtos (INGUGLIA et al., 2017). Em produtos cárneos, geralmente emprega-se a estratégia de reduzir o NaCl por meio da incorporação de outros sais de cloreto, como cloreto de potássio (KCl), cálcio (CaCl2) ou magnésio (MgCl2) (PATEIRO et al., 2021). Outra estratégia é a aplicação de misturas de sais de cloreto com baixo teor de sódio, as quais apresentam diversas substituições de NaCl e menores impactos adversos no produto se comparado com a incorporação de apenas um sal de cloreto (ZHENG et al., 2019). O emprego de tecnologias como o ultrassom tem ganhado notoriedade em produtos cárneos com reduzido teor de NaCl, expressando resultados satisfatórios, 23 principalmente na extração das proteínas, formação do gel e estabilidade da emulsão (CICHOSKI et al., 2019). O campo elétrico pulsado apresenta-se como uma estratégia eficiente, possibilitando a redução direta do NaCl e disponibilizando um produto sem nenhum atributo indesejável (BHAT et al., 2020). No entanto, os produtos cárneos emulsionados usufruem de níveis específicos de NaCl em suas formulações para extração das proteínas miofibrilares, as quais são solúveis em soluções de alta força iônica e protagonista de características como emulsificação, capacidade de retenção de água e gordura e, estabilidade do gel formado durante o cozimento (HORITA et al., 2014). Com fundamental importância nesses produtos, o NaCl colabora com a ligação de água e gordura na matriz, da mesma forma que auxilia em atributos como sabor e cor (WILAILUX et al., 2020). Nesse sentido, a substituição ou redução dos níveis de NaCl em produtos cárneos emulsionados é considerado um grande desafio, no qual alguns autores concentram-se na busca por substitutos e/ou métodos efetivos. Em um estudo sobre os efeitos da redução de NaCl em salsicha contendo carne de frango mecanicamente separada e misturas de sais de cloreto (KCl e CaCl2), Horita et al. (2014), observaram que essas misturas são estratégias eficientes na redução do NaCl, em forças iônicas equivalentes. Porém, o KCl apresentou superioridade em relação as propriedades tecnológicas. Vilar et al. (2020) analisaram os impactos da adição de algas comestíveis em salsichas reformuladas com reduzido teor de NaCl e gordura, relatando que a adição de algas e a redução de NaCl e gordura afetou as propriedades físico-químicas e sensoriais dos produtos, especialmente a respeito da cor, impressão geral, sabor, aroma e textura. O’Neill et al. (2018) alcançaram resultados expressivos em uma aplicação conjunta de processamento de alta pressão e ácidos orgânicos em salsichas com redução de NaCl, possibilitando o desenvolvimento de um produto com até 51% de redução de NaCl, sem impactos negativos provenientes dessa redução e com maior vida de prateleira. Caracterizando-se como uma boa estratégia para assegurar a qualidade e aumentar a vida de prateleira de produtos cárneos processados com reduzido teor de NaCl. 24 4 L-LISINA EM PRODUTOS CÁRNEOS A l-lisina é um aminoácido essencial com grande potencial em aprimorar propriedades físico-químicas e sensoriais dos produtos cárneos reformulados (GUO, et al., 2020). Alguns trabalhos concentram-se no estudo dos efeitos da adição da l-lisina em modelos de produtos cárneos. Zhou et al. (2014) relataram que a adição de l-lisina à formulação, melhorou a capacidade de retenção de água em linguiças. Zheng et al. (2017) concluiu que a adição de l-lisina aumentou a capacidade de retenção de água e melhorou os parâmetros do perfil de textura em salsichas suínas com redução de sódio e sem adição de fosfatos. Os autores justificam que o uso da l-lisina pode aumentar a solubilidade, a superfície dos resíduos hidrofóbicos e a ativação do grupo sulfidrila da proteína. Também pode ajudar em uma textura mais firme e uniforme, que auxilia os parâmetros de textura. 5 FIBRAS ALIMENTARES EM PRODUTOS CÁRNEOS EMULSIONADOS De acordo com a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) – RDC n° 360, de 23 de dezembro de 2003, fibra alimentar é definida como: “qualquer material comestível que não seja hidrolisado pelas enzimas endógenas do trato digestivo humano” (BRASIL, 2003). Teoricamente, a classificação das fibras alimentares é constituída por dois grupos em razão da solubilidade, sendo as fibras solúveis (hemiceluloses e pectina) e as fibras insolúveis (celulose, quitosana e lignina) (PHIROM-ON & APIRAKSAKORN, 2021). E são fragmentadas em quatro subgrupos: amido resistente, oligossacarídeo resistente, polissacarídeo não amiláceo e os compostos não carboidratos. Dentre eles, existem as fibras alimentares que são consideradas prebióticas, as quais atendem as seguintes premissas: influenciam positivamente a atividade metabólica e a composição da microbiota intestinal; resistência à absorção gastrointestinal e ao ácido gástrico e; habilidade em ser metabolizado pela flora intestinal (REZENDE, LIMA & NAVES, 2021). As fibras alimentares minimizam o risco de algumas doenças como hipertensão, diabetes, obesidade, doenças cardiovasculares, gastrointestinais e alguns tipos de câncer. Além disso, as fibras alimentares prebióticas melhoram a atividade e o crescimento das 25 comunidades de bactérias do cólon (CARVALHO et al., 2019; REZENDE et al., 2021). Com isso, auxiliam na redução do trânsito intestinal, tornando o tempo insuficiente para a membrana do cólon reagir com algum composto cancerígeno (AHMAD et al., 2020). De acordo com o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA, 2015), a recomendação diária de ingestão de fibras alimentares para uma pessoa adulta está entre 25 a 30 g. A ausência de fibras e elevados teores de gordura saturadas e aditivos sintéticos, caracterizam os produtos cárneos emulsionados como prejudiciais à saúde por parte dos consumidores (CÂMARA et al., 2020). Com isso, alguns autores analisaram os efeitos da adição de fibras alimentares em produtos cárneos emulsionados. Powell et al. (2019) concluíram que a fibra cítrica, nos teores avaliados, possui capacidade de substituir algumas propriedades do tripolifosfato de sódio em mortadela suína curada. No entanto, em uma estratégia de redução de fosfato, a fibra cítrica apresenta-se como um colaborador expressivo e pode ser dependente do produto e da formulação geral. Na substituição de amido em produto cárneo emulsionado, Mejia et al. (2019) concluíram que a celulose microcristalina mostrou-se eficaz no desenvolvimento de um produto com menor teor de calorias e maior teor de fibras. Assim como, a combinação de celulose microcristalina e β-Glucana que promoveu boas propriedades tecnológicas. Han e Bertram (2017) concluíram que, para o desenvolvimento de produtos cárneos emulsionados com redução de gordura e apelo nutricional, as cinco fibras alimentares empregues por eles podem atuar como substituto da gordura. Barretto, Pacheco e Pollonio (2015) comprovaram que, em mortadela as fibras são potenciais substitutos para gordura, na qual a adição de 6,58% de fibras (5% de inulina, 1% de fibra de aveia e 0,58% de fibra de trigo) e redução de 42,75% de gordura apresentou semelhanças ao tratamento controle (20% de gordura e sem fibras) em relação a impressão geral, dureza e coesividade. 26 5.1 Fibra de trigo Caracterizada como uma fibra alimentar insolúvel, a fibra de trigo é obtida a partir da palha do trigo por um método específico de produção e, contempla cerca de 97% de teor total de fibra alimentar. Apresenta-se como uma fibra de coloração branca, neutra, inerte, de consistência fina e livre de glúten, ácidos graxos e organismos geneticamente modificados (OMG). Além disso, a disponibilidade de diversos comprimentos da fibra possibilita sua aplicação em diversos seguimentos da indústria de alimentos (CARVALHO, 2015; CHOE & KIM, 2018). A fibra de trigo dispões de propriedades tecnológicas como aprimoramento de atributos de textura, capacidade de retenção de água, controle da dispersão da umidade e melhoria no rendimento dos produtos (JRS, 2015). Alguns autores concentram-se no estudo dos efeitos da aplicação da fibra de trigo em produtos cárneos quanto às características físico-químicas e sensoriais. Em um estudo dos efeitos da incorporação de fibra de trigo em produtos reestruturados de peixe, Sánchez-Alonso et al. (2007) constataram que, a fibra aprimorou a capacidade de ligação da água reduzindo as perdas por cozimento e não afetou a força de cisalhamento dos produtos. A uma adição de 3% da fibra, os produtos foram sensorialmente aceitos, porém quando a concentração foi de 6% a aceitação sensorial foi comprometida, especialmente pelo desenvolvimento da sensação de secura. Carvalho et al. (2019) avaliaram os efeitos da substituição de carne e gordura em hambúrgueres bovinos por diferentes concentrações de fibra de trigo e observaram que, a adição de até 4,6% de fibra de trigo hidratada proporcionou resultados semelhantes aos obtidos no tratamento controle (sem adição de fibra) quanto às propriedades tecnológicas e sensoriais dos produtos. Possibilitando o desenvolvimento com maior teor de fibras, menos calórico e com propriedades sensoriais e de saciedade asseguradas. Estudos com produtos cárneos emulsionados apontam resultados satisfatórios com a aplicação da fibra de trigo em conjunto com outros componentes, como gelatina de pés de frango, pele de porco e pele de frango como substituto de gordura, possibilitando o desenvolvimento de produtos mais saudáveis (KIM et al., 2020; CHOE & KIM, 2018; CHOE & KIM, 2019). 27 5.2 Celulose microcristalina A celulose microcristalina (MCC) é um hidrocolóide com diversas aplicações em produtos farmacêuticos, cosméticos e alimentícios. Insolúvel em água, é produzida por hidrólise parcial da polpa de madeira com tratamento térmico em ácido clorídrico, sujeita ao emprego de forças mecânicas, desprendendo a parte não cristalina da celulose (GIBIS et al., 2015). A MCC apresenta-se como um pó cristalino poroso, branco, livre de odor e impurezas, identificado pelo menor grau de polimerização se assemelhado ao material inicial. A tecnologia de processamento e o grau de cristalinidade da mateira prima determina a cristalinidade da celulose microcristalina (NSOR-ATINDANA et al., 2017). Suas propriedades estão estritamente ligadas ao processo de despolimerização. Em alimentos, seu uso foi deferido como aditivos de fibras, expressando êxito em sucos de frutas como espessantes, em produtos com redução de gordura conferindo sensação cremosa na boca, em produtos lácteos, de panificação e cárneos (ZHU et al., 2020). Alguns autores relataram os efeitos da adição de celulose microcristalina em produtos cárneos sobre as propriedades físico-químicas e sensoriais. Schuh et al. (2013) observaram resultados promissores em embutidos emulsificados com reduzido teor de gorduras e alto teor de proteína, onde a celulose microcristalina aprimorou a rede gel de proteína. Mejia et al. (2019) obtiveram sucesso na substituição do amido em modelos de emulsão cárnea por celulose microcristalina, alcançando um produto com maior teor de fibras e menos calórico. Bem como, a combinação de MCC com β-glucano desencadeou emulsões com boas propriedades tecnológicas e 100g desses produtos poderia suprir 3% da ingestão total diária de fibras. CONSIDERAÇÕES FINAIS As fibras alimentares e a L-lisina se apresentam como potenciais colaboradores na reformulação de produtos cárneos com menor adição de fosfato e NaCl, principalmente pela melhoria de propriedades tecnológicas como capacidade de retenção de água, estabilidade da emulsão, capacidade de formação de géis, além de elevar a qualidade nutricional desses alimentos e reduzir os custos das formulações. Portanto, o êxito no 28 emprego das fibras alimentares depende do tipo de fibra utilizado, da concentração, do produto aplicado e do objetivo proposto. REFERÊNCIAS ABERLE, E. D.; FORREST, J. C.; GERRARD, D. E.; MILLS, E. W. 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Artigo submetido à Revista Scientia Agricola 35 L-LYSINE AND DIETARY FIBER IMPROVE THE PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF SAUSAGE WITHOUT ADDITION OF PHOSPHATE AND SALT REDUCTION Carlos Alberto Alves Junior1, Elisa Rafaela Bonadio Bellucci1, João Marcos dos Santos1, Marcello Lima Bertuci1, Andrea Carla da Silva Barretto1* 1 Universidade Estadual Paulista/IBILCE – Depto. de Engenharia e Tecnologia de Alimentos, C.P. 15054-000 – São José do Rio Preto, SP – Brasil. ABSTRACT: The demand for clean label foods has driven research in the meat products sector. The objective of this study was to evaluate the effect on the physicochemical properties of adding L-lysine, wheat fiber and microcrystalline cellulose in sausage with no added phosphate and reduced salt. Eight treatments were produced in total. Three control treatments were: CON1- 0.5 % sodium tripolyphosphate and 2 % salt; CON2- no added sodium tripolyphosphate and 2 % salt; CON3- no added sodium tripolyphosphate and 1 % salt. A further five treatments with no added sodium tripolyphosphate and 1 % of salt: LYS- 0.8 % L-lysine; WTF- 2 % wheat fiber; MCC- 2 % microcrystalline cellulose fiber; LYSWTF- 0.8 % L-lysine and 2 % wheat fiber; LYSMCC- 0.8 % L-lysine and 2 % microcrystalline cellulose fiber. The L-lysine and wheat fiber provided good emulsion stability of sausages. L-lysine and microcrystalline cellulose increased the yield of the products. Microcrystalline cellulose produced an increase the red colour value (a*) of sausages. Yellow colour intensity value (b*) was significantly affected by the removal of sodium tripolyphosphate and salt reduction, but L-lysine and microcrystalline cellulose 36 improved this parameter, providing similar results to CON1. The addition of L-lysine and dietary fiber contributed to increase hardness in sausages with no added sodium tripolyphosphate and salt reduction. L-lysine and wheat fiber has been seen to be promising for the reformulation of emulsified meat product if no added phosphate – reduced salt due to lipid oxidation control and improvement in emulsion stability. Keywords: Clean label, amino acid, wheat fiber, microcrystalline cellulose. INTRODUCTION The development of meat products with healthier appeal has been one of the main aims in the meat industry to improve consumer acceptability and, consequently, aggregate value to products (Han and Bertram, 2017). The reformulation of meat products is considered a great challenge because they need to be healthier while keeping the technological and sensory characteristics similar to conventional ones. Phosphates and sodium chloride (NaCl) are important ingredients of meat products, contributing to the extraction and solubilization of myofibrillar proteins and they are promoters of several technological and sensory properties in these products, such as: formation of the three-dimensional gel network (protein-water , protein-fat and protein-protein), emulsion stability, oxidative and microbiological stability, water and fat retention capacity, texture and flavor enhancement and conservation (Pinton et al., 2021; Câmara et al., 2020; Rodrigues et al., 2019). L-lysine is an essential amino acid of great nutritional value. It can increase myosin solubility at low ionic strength (Li et al., 2019; Li et al., 2018). Thus, L-lysine has the potential to improve the physicochemical and sensory properties, such as water 37 retention capacity, texture profile, flavor and global acceptance of meat products with reduced NaCl content. (Guo et al., 2020; Zhou et al., 2014; Zheng et al., 2017). The addition of fibers to meat products has contributed to the functional properties of these foods, such as emulsion stability, viscosity, sensory and rheological characteristics. (Das et al., 2020), as well as the ability to bind water and oil, water retention capacity and gel formation, to increase shelf life and to reduce cooking losses (Wu et al., 2021). In emulsified meat products, emulsion stability is critical in any reformulation, mainly because it depends on factors such as the temperature and pH of the meat, protein content, fat and NaCl content. (Nieto and Lorenzo, 2021). Therefore, the objective of this study was to evaluate the effect on the physicochemical properties of adding L-lysine, wheat fiber and microcrystalline cellulose to sausage with no added sodium tripolyphosphate and reduced salt. MATERIALS AND METHODS Materials All raw meat were obtained from an establishment with SIF certification (Serviço de Inspeção Federal). Wheat Fibers (Creafibe WC-200) and microcrystalline cellulose (Nutracel 611 SD®) were donated by Nutrassim Food Ingredients (Extrema, Brazil). Sodium nitrite, sodium erythorbate and sodium tripolyphosphate were donated by New Max Industrial Ltda (Americana, Brazil). L-lysine was acquired from Êxodo Científica (Sumaré, Brazil). 38 Sausage production Eight treatments of sausage were produced, all treatments had the following ingredients: lean pork (27.5 %), beef chuck (27.5 %), pork back fat (15 %), sodium nitrite (0.015 %) and sodium erythorbate (0.05 %). The differences among treatments are due to the amount of water, NaCl, sodium tripolyphosphate, L-lysine, wheat fiber and microcrystalline cellulose, which are presented in Table 1. 25 sausages were produced for each treatment. Table 1 - Ingredient proportions added to the sausage of the different treatments (%). Treatment CON1 CON2 CON3 LYS WTF MCC LYSWTF LYSMCC Water 27.5 28.0 29.0 28.2 27.0 27.0 26.2 26.2 NaCl1 2.0 2.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 STPP2 0.5 - - - - - - - L-lysine - - - 0.8 - - 0.8 0.8 wheat fiber - - - - 2.0 - 2.0 - MCC fiber3 - - - - - 2.0 - 2.0 1 sodium chloride, 2 sodium tripolyphosphate, 3microcrystalline cellulose fiber. The meat raw materials; lean pork (moisture 70.67 %, protein 21.63 %, fat 5.10 %), beef chuck (moisture 71.51 %, protein 21.78 %, fat 3.50 %), and pork back fat (moisture 20.30 %, protein 8.11 %, fat 71.35 %), at refrigeration temperature (4 ± 2 °C) were ground in a grinder (Bermar, São José do Rio Preto, Brazil) with an 8 mm disc and weighed on a semi-analytical scale BL320H (Shimadzu, Kyoto, Japan). Subsequently, the raw meat was minced in a Super Sire cutter (Filizola, São Paulo, Brazil) together with sodium chloride and half of the water in a semi-solid state to start the emulsification process. Then, the other additives, the other half of the water, the fibers (wheat fiber and microcrystalline cellulose) and the L-lysine were added. This process took about 2.5 minutes, with temperature monitoring using an SH-113 digital skewer thermometer 39 (Hidrautech, Shanghi, China) not exceeding 9 °C at the end of the process, to ensure the integrity of the raw emulsion. The raw emulsion was stuffed in artificial cellulosic cases, with a diameter of 25 mm, using an E-8 manual filler, model (C.A.F., Rio Claro, Brazil). Soon after, the sausages were put into a Turbo 240 Classic industrial oven (G.Paniz, Caxias do Sul, Brazil). They were cooked with an initial oven temperature of 50 °C for 8 minutes, increasing to 60 °C for another 8 minutes and to 72 °C for 5 minutes, thus the internal temperature of the product reaching 72 °C. After cooking, the sausages were cooled in cold water, followed by peeling and packaging in vacuum polyethylene nylon bags, stored under refrigeration to 4 ± 2 °C for 30 days before analysis. Proximate composition and pH The moisture, ash and protein contents were determined according to the official method of Association of Official Analytical Chemistry (AOAC, 2007). The fat content was determined according to the method described by Bligh and Dyer (1959). Carbohydrate content was obtained by difference. All analyses were performed in triplicate and the results expressed as a percentage. The pH was determined in triplicate using an mPA-210 digital pH meter (mPA- 210, MS TECNOPON, Piracicaba, Brazil) with probe penetration directly into the product at a temperature of 25 °C. Lipid oxidation Thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) was quantified, following the methodology described by Vyncke (1975), on days 0, 15 and 30 at refrigerated storage. Briefly, 5 grams of sausage was mixed with 25 ml of trichloroacetic acid solution (7.5 %) 40 using an IKA T18 digital ultra-turrax (Werke GmbH & Co. KG, Staufen, Germany) and centrifuged at 4500 rpm for 10 min. Then, the supernatant was filtered, and 5 ml of the filtrate was added to 5 ml of thiobarbituric acid solution and and placed in a water bath at 90 °C for 40 min. The reading was taken at 532 nm. For the standard curve, 1,1,3,3 tetraethoxypropane (TEP) was used as standard and the TBARS result was expressed in mg of malonaldehyde (MDA) kg-1 of sample. Texture profile analysis (TPA) The texture profile analysis was performed in a TA-XT/Plus/50 texturometer (Stable Micro Systems, Godalming, UK) following the method described by Bourne (1978). The parameters determined are hardness, cohesiveness, springiness and chewiness. The sausage samples were cut with a stainless-steel cutter (20 mm diameter) and a cylindrical probe (36 mm diameter) was used, with 50 % compression and test speed 5 mm s-1, n = 10. Instrumental color The instrumental color was measured using a ColorFlex45/0 colorimeter (Hunterlab, Reston, United States) with 10° viewing angle, D65 illuminant using the Universal software version 4.10, previously calibrated using black glasses and white tiles. The samples were placed in a quartz capsule with an internal diameter of 75 mm. The CIELAB color specification system was used, and the parameters obtained were L* (lightness), a* (redness) and b* (yellowness). Four readings for each parameter at equidistant points in the sample were collected. The mean of the measurements represented the reading for each sample. 41 Emulsion stability and yield The stability of the emulsion was determined according to the methodology described by Henck et al. (2019) with some modifications. At first, 30 grams of raw emulsion was weighed in triplicate in Nylon Polyethylene bags, sealed without vacuum with Nylon clamps. Then, the samples were placed in an NT245 water bath (Nova Técnica, Piracicaba, Brazil) at 70 ± 1 °C for one hour. After cooling the samples in running water, the exuded liquid was weighed and the percentage loss over the initial weight was calculated. Emulsion stability is expressed as a percentage using Equation 1. % 𝐸𝑚𝑢𝑙𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡𝑦 = (100 − % 𝑙𝑜𝑠𝑠) (1) where % loss = (weight of exudate liquid x 100) raw emulsion weight -1. The yield of the sausages was quantified by the difference in weight of the samples, before and after heat treatment and cooling at room temperature. Values are expressed as a percentage, according to equation 2. 𝑌𝑖𝑒𝑙𝑑 (%) = 100 − % 𝑤𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡 𝑙𝑜𝑠𝑠 (2) where % weight loss = [(starting weight – final weight) starting weight -1] x 100. Statistical analysis Results were expressed as mean values and standard error of the mean. Each processing repetition was considered as a random variable, while the storage and treatment time were fixed variables and the results of analysis (chemical composition, pH, colour parameter, lipid oxidation, TPA and emulsion stability and yield) were considered dependent variables. The data obtained were statistically analyzed using 42 analysis of variance (ANOVA) through the General Linear Model (GLM) and the means compared by the Tukey test (p < 0.05). The STATISTICA version 7.0 software (Statsoft Inc., 2004) was used for the statistical analysis. RESULTS AND DISCUSSION Proximate composition and pH value The proximate compositions of the sausage treatments are shown in Table 2. The moisture content was similar among the treatments (p < 0.05). The treatments with 2 % of salt added (CON1 and CON2) presented higher percentage of moisture and they are to the same as the LYS treatment. So, the salt reduction without other alternative ingredient for replacement affected (p < 0.05) the moisture content in sausages, noting that the reduction in ionic strength facilitated the loss of moisture. According to Vilar et al. (2020), the reduction of salt decreases the binding strength of water with myoglobin, due to the important property of the salt to solubilize and improve the functionality of myoglobin in meat products. Regarding the LYS treatment, the L-lysin contributed to the non-reduction of moisture, providing results similar to CON1 and CON2 and improving the water holding capacity of sausage. Some authors have reported similar behavior. Zheng et al. (2017) evaluated the effects of L-lysine and L-arginine in pork sausage with no added phosphate and reduced salt, proving that L-lysine provided a significant increase in water holding capacity, higher than the control treatment. Zhou et al. (2014) confirmed that the addition of L-lysine at different levels in pork sausage showed increased water holding capacity compared to the control treatment. In our study, the lack of sodium tripolyphosphate does not seem to have affected the moisture content, possibly due to the raw meat used. The 43 reduction of salt affected (p < 0.05) all the other treatments, that is, the addition of fibers had no effect on the moisture. Table 2 - Proximate composition of sausages. Treatments Moisture (%) Protein (%) Lipids (%) Ash (%) Carbohydrates (%)1 pH CON1 65.48ª 13.69 16.87 2.98ª 0,98b 6.43 CON2 65.37ª 14.48 17.57 1.15ab 1,43b 6.22 CON3 63.48b 15.38 18.24 0.97ab 1,92ab 6.21 LYS 65.18ª 15.64 17.32 0.95ab 0,90b 6.19 WTF 64.27b 13.87 18.12 0.92b 2,81ab 6.22 MCC 61.86c 15.56 17.56 0.60b 4,41ab 6.19 LYSWTF 61.64c 14.07 17.99 0.99ab 5,30ª 6.17 LYSMCC 64.27b 13.88 18.41 0.66b 2,77ab 6.23 SEM 0.368 0.221 0.149 0.206 0,424 0.023 p-value 0.000 0.183 0.085 0.028 0,011 0.113 a-c Means followed by different letters in the same column differ by Tukey Test (p ≤ 0.05); SEM – standard error of the mean. Treatments: CON1- 0.5 % STPP and 2 % NaCl; CON2- no STPP and 2 % NaCl; CON3- no STPP and 1 % NaCl; LYS- no STPP, 1 % NaCl and 0.8 % L-lysine; WTF- no STPP, 1 % NaCl and 2 % wheat fiber; MCC- no STPP, 1 % NaCl and 2 % microcrystalline cellulose fiber; LYSWTF- no STPP, 1 % NaCl, 0.8 % L-lysine and 2 % wheat fiber; LYSMCC- no STPP, 1 % NaCl, 0.8 % L-lysine and 2 % microcrystalline cellulose fiber. Sodium tripolyphosphate (STPP). The protein content ranged from 13.69 % to 15.64 % and was similar among the different treatments of sausage (p > 0.05). The lipid content also showed no difference among the different treatments (p > 0.05). No difference in protein and lipid content is due to the same amount of raw meat ingredients in all treatments. The ash content was not affected by the removal of sodium tripolyphosphate and salt reduction but the addition of wheat fiber and microcrystalline cellulose reduced the ash content in the sausages. The pH value did not differ (p > 0.05) among the treatments, showing that no added sodium tripolyphosphate and salt reduction, as well as the addition of L-lysine and dietary fiber did not affect the pH value. Powell et al. (2019) reported that the removal of sodium tripolyphosphate and addition of 0.75 % and 1 % of citrus fiber did not affect the 44 pH values in bologna sausage. O'Neill et al. (2018) verified that 48 % of salt reduction in frankfurters showed no effects on pH values among the different treatments. Carvalho et al. (2019) found similar results for pH among the treatments with the addition of different levels of wheat fiber and a control treatment without the addition of wheat fiber. Lipid oxidation The lipid oxidation was affected by storage time (p < 0.05) for most treatments (Table 2), except for CON1, LYSWTF and LYSMCC. In general, the lipid oxidation values increased with increased storage time. At day 0, no difference was seen among the treatments (p > 0.05) and the TBARS values ranged from 0.524 to 0.664 mg MDA kg-1 of sample. After 15 days, the highest values of lipid oxidation were presented by CON2 that did not differ from the LYS treatment and the lowest values were shown by CON1 followed by treatments with added fiber (WTF and MCC). At 30 days, CON2 presented the highest lipid oxidation (p < 0.05) reaching 1.469 mg MDA kg-1 of sample. This result shows that removing sodium tripolyphosphate from the formulation increases lipid oxidation in emulsified sausage, highlighting that, according to Campo et al., 2006, TBARS values did not exceed the limits of acceptability and deterioration (2.0 mg MDA kg-1 of sample). 45 Table 3 - Lipid oxidation (in mg of MDA kg-1 of sample) of sausages. a-d Means followed by different letters in the same column differ by Tukey Test (p ≤ 0.05); A-C Means followed by different letters on the same line differ by Tukey Test (p ≤ 0.05); SEM – standard error of the mean. Treatments: CON1- 0.5 % STPP and 2 % NaCl; CON2- no STPP and 2 % NaCl; CON3- no STPP and 1 % NaCl; LYS- no STPP, 1 % NaCl and 0.8 % L-lysine; WTF- no STPP, 1 % NaCl and 2 % wheat fiber; MCC- no STPP, 1 % NaCl and 2 % microcrystalline cellulose fiber; LYSWTF- no STPP, 1 % NaCl, 0.8 % L-lysine and 2 % wheat fiber; LYSMCC- no STPP, 1 % NaCl, 0.8 % L-lysine and 2 % microcrystalline cellulose fiber. Sodium tripolyphosphate (STPP). With the removal of sodium tripolyphosphate together with the reduction of sodium chloride (CON3), lipid oxidation was significantly reduced (p < 0.05), showing that the NaCl accelerates lipid oxidation (15 and 30 days of storage). Overholt et al. (2016) affirm that commercial salt, associated with sodium chloride, has many metallic components that can contribute to the lipid oxidation. However, it can present a pro- oxidant effect even when pure. Texture profile analysis The texture profile analysis (Table 4) shows that the hardness increased (p < 0.05) with the removal of sodium tripolyphosphate and salt reduction, as well as with the addition of dietary fiber and L-lysine. The incorporation of wheat fibers and microcrystalline cellulose (WTF and MCC) contributed to increased hardness. However, in treatments with L-lysine (LYS, LYSWTF and LYSMCC) the hardness was even higher Treatments Storage time (days) SEM p-value 0 15 30 CON1 0.596 0.474d 0.660c 0.036 0.119 CON2 0.588C 0.949Bª 1.469Aª 0.089 0.000 CON3 0.530B 0.609Bcd 0.833Abc 0.033 0.000 LYS 0.538B 0.785Aab 0.830Abc 0.043 0.007 WTF 0.524B 0.611ABcd 0.702Ac 0.021 0.002 MCC 0.664B 0.573Bcd 1.086Ab 0.059 0.000 LYSWTF 0.589 0.665bc 0.591c 0.038 0.649 LYSMCC 0.576 0.697bc 0.801bc 0.043 0.146 SEM 0.025 0.162 0.049 p-value 0.944 0.000 0.000 46 (p < 0.05). Guo et al. (2020) investigated the effect of incorporating L-lysin in salt- reduced recontructed ham and found that concentrations of 0.6 % and 0.8 % of L-lysin increased hardness when compared to lower concentrations (0.2 % and 0.4 %). According to those authors, when L-lysine is added in low concentrations, the hardness can be negatively affected due to inhibition of L-lysine on thermal aggregation of myosin while, when added in high concentrations, it activated more myosin to be solubilized after curing, nullifying the thermal aggregation inhibition effect of myosin. The treatments with the addition of dietary fibers together with L-lysine exhibited the highest hardness values. Table 4 - Texture profile of the sausages. Treatments Hardness Cohesiveness Springiness Chewiness CON1 12.47f 0.65a 0.74ab 5.89c CON2 15.12e 0.66a 0.75ab 7.50b CON3 16.63e 0.51cd 0.73ab 6.17bc LYS 20.78bc 0.62ab 0.78a 9.92a WTF 18.11d 0.48d 0.72b 6.30bc MCC 18.58cd 0.53cd 0.74ab 7.33bc LYSWTF 25.60a 0.56bc 0.75ab 10.85a LYSMCC 22.67b 0.60ab 0.76ab 10.31a SEM 0.500 0.009 0.004 0.249 P-value 0.000 0.000 0.028 0.000 a-f Means followed by different letters in the same column differ by Tukey Test (p ≤ 0.05); SEM – standard error of the mean. Treatments: CON1- 0.5 % STPP and 2 % NaCl; CON2- no STPP and 2 % NaCl; CON3- no STPP and 1 % NaCl; LYS- no STPP, 1 % NaCl and 0.8 % L-lysine; WTF- no STPP, 1 % NaCl and 2 % wheat fiber; MCC- no STPP, 1 % NaCl and 2 % microcrystalline cellulose fiber; LYSWTF- no STPP, 1 % NaCl, 0.8 % L-lysine and 2 % wheat fiber; LYSMCC- no STPP, 1 % NaCl, 0.8 % L-lysine and 2 % microcrystalline cellulose fiber. Sodium tripolyphosphate (STPP). The non-inclusion of sodium tripolyphosphate did not influence (p > 0.05) the cohesiveness of sausages, unlike the salt reduction, which considerably reduced (p < 0.05) 47 this parameter. L-lysine alone and L-lysine with microcrystalline cellulose (LYS and LYSMCC) compensated for this reduction, producing similar results (p > 0.05) to CON1. As for springiness, all treatments were similar (p > 0.05) to CON1. L-lysine showed springiness greater (p < 0.05) than wheat fiber on sausage with non-inclusion of sodium tripolyphosphate and salt reduction. The removal of sodium tripolyphosphate (CON2) increased (p < 0.05) sausage chewiness. Therefore, with the salt reduction in sausages with no added sodium tripolyphosphate (CON3), results were similar to CON1, which presented the lowest value for this parameter. With the addition of L-lysine (LYS, LYSWFT and LYSMCC) there was an increase (p < 0.05) in chewiness. Some authors reported similar behavior in relation to TPA in meat products emulsified with the addition of wheat fiber, microcrystalline cellulose and L-Lysine. Schuh et al. (2013) observed an increase in hardness in sausage with the addition of microcrystalline cellulose. In the reformulation of sausage with reduced fat content, Choe and Kim (2019) found that wheat fiber together with chicken skin contributed to an increase in the hardness of the products. In a study of the effects of incorporating L-lysine into pork sausage, Zhou et al. (2014) reported an increase in the hardness and chewiness parameters of the products. Instrumental color Intrumental color parameters seen in the sausage treatments are presented in Table 5. At day 0, the treatments with added fiber only (WTF and MCC) presented the highest L* values, which means that these treatments presented more lightness than the other treatments and differ from CON2 (p < 0.05). LYSMCC had the highest L* value after 30 48 days (60.58) and was different from CON1 (58.97). Therefore, we may conclude that sampling time does affect lightness, taking as an example the CON2 treatment which increased L* value after 30 days. Different results were found by Choe et al. (2018), who observed that the removal of phosphate in emulsion-type sausages had the lowest value of L*. The removal of sodium tripolyphosphate and salt reduction did not influence the a* parameter (p > 0.05). It was the same for the treatments with the addition of L-lysine and/or dietary fiber, except for the MCC treatment on day zero, which presented a higher intensity of a*, indicating that microcrystalline cellulose contributed to an increase in the intensity of the red color (p < 0.05). Initially, MCC presented a higher a* value, being redder than CON1 (p < 0.05) while, at 30 days, no difference was found among the treatments. According to Schuh et al. (2013) and Vasquez-Mejia et al. (2019) the addition of different levels of microcrystalline cellulose showed similar a* values to the control treatment of emulsified sausage and beef emulsion models, respectively. The non-inclusion of sodium tripolyphosphate did not influence (p < 0.05) the b* value. So, together with the salt reduction (CON3), this parameter was significantly affected (p < 0.05). Among the sausages with the addition of L-lysine and/or dietary fiber, only the LYS and MCC treatments showed similar b* (p > 0.05) to CON1, at day 0. At 30 days, the treatments with the addition of dietary fiber and/or L-lysine did not show any difference (p > 0.05) in relation to CON1. 49 Table 5 - Instrumental color of sausages during refrigerated storage. CON1 CON2 CON3 LYS WTF MCC LYSWTF LYSMCC SEM P-value L* 0 59.22ab 57.84Bb 59.34ab 59.08ab 60.63a 60.34a 59.34ab 59.84ab 0.198 0.016 30 58.97b 60.10Aab 60.20ab 59.18ab 60.25ab 60.41ab 59.81ab 60.58a 0.132 0.013 SEM 0.452 0.560 0.232 0.217 0.126 0.122 0.365 0.256 P-value 0.788 0.040 0.062 0.834 0.134 0.772 0.538 0.151 a* 0 8.26b 10.21ab 10.55ab 10.09ab 10.01ab 11.43Aa 9.85ab 10.13ab 0.223 0.050 30 9.22 10.22 9.99 10.33 10.17 10.56B 10.27 10.24 0.158 0.592 SEM 0.442 0.359 0.376 0.411 0.355 0.207 0.382 0.409 P-value 0.288 0.982 0.472 0.775 0.827 0.032 0.590 0.897 b* 0 11.93b 11.86Ab 12.70a 12.19Aab 12.56a 12.17ab 12.46Aa 12.55a 0.051 0.000 30 11.75ab 11.48Bb 12.36a 11.46Bb 12.19a 12.40a 12.07Bab 12.33a 0.066 0.000 SEM 0.119 0.095 0.102 0.145 0.102 0.098 0.099 0.072 P-value 0.452 0.044 0.104 0.008 0.065 0.244 0.046 0.140 a-b Means followed by different letters on the same line differ by Tukey Test (p ≤ 0.05); A-B Means followed by different letters in the same column differ by Tukey Test (p ≤ 0.05); SEM – standard error of the mean. Treatments: CON1- 0.5 % STPP and 2 % NaCl; CON2- no STPP and 2 % NaCl; CON3- no STPP and 1 % NaCl; LYS- no STPP, 1 % NaCl and 0.8 % L-lysine; WTF- no STPP, 1 % NaCl and 2 % wheat fiber; MCC- no STPP, 1 % NaCl and 2 % microcrystalline cellulose fiber; LYSWTF- no STPP, 1 % NaCl, 0.8 % L-lysine and 2 % wheat fiber; LYSMCC- no STPP, 1 % NaCl, 0.8 % L-lysine and 2 % microcrystalline cellulose fiber. Sodium tripolyphosphate (STPP). 50 Emulsion stability and yield Figure 1 (stability of the emulsion) shows that CON1 had a higher value (89.93 %), due to the ingredients sodium tripolyphosphate and NaCl that helped in the extraction and solubilization of myofibrillar proteins, providing greater emulsion stability. This result agrees with the result for moisture content, for which CON1 presented higher moisture content than the other treatments. The removal of sodium tripolyphosphate (CON2) reduced (p < 0.05) the stability of the emulsion, and together with the salt reduction (CON3), this reduction in stability was even greater. Zhang et al. (2021) found that a 50 % reduction of phosphate in frankfurter- type sausages produced a reduction in the emulsion stability of the products. Horita et al. (2014) observed that the removal of 50 % of NaCl from the sausage formulation caused a reduction in the emulsion stability of the products. 51 Figure 1 - Emulsion stability (a) and processing yield (b) of sausages. a-c Means followed by different letters in the same column differ by Tukey Test (p ≤ 0.05); SEM – standard error of the mean. Treatments: CON1- 0.5 % STPP and 2 % NaCl; CON2- no STPP and 2 % NaCl; CON3- no STPP and 1 % NaCl; LYS- no STPP, 1 % NaCl and 0.8 % L-lysine; WTF- no STPP, 1 % NaCl and 2 % wheat fiber; MCC- no STPP, 1 % NaCl and 2 % microcrystalline cellulose fiber; LYSWTF- no STPP, 1 % NaCl, 0.8 % L-lysine and 2 % wheat fiber; LYSMCC- no STPP, 1 % NaCl, 0.8 % L-lysine and 2 % microcrystalline cellulose fiber. Sodium tripolyphosphate (STPP). The addition of L-lysine together with wheat fiber (LYSWTF) increased the stability of the sausages emulsion, showing similar results (p > 0.05) to CON1. In a study of the effects of a b c c b c ab b 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 CON1 CON2 CON3 LYS WTF MCC LYSWTF LYSMCC E m u ls io n S ta b il it y ( % ) Treatments (a) a a c a bc a ab a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 CON1 CON2 CON3 LYS WTF MCC LYSWTF LYSMCC P ro ce ss in g Y ie ld ( % ) Treatments (b) 52 adding wheat fiber to an emulsified chicken-based product, Wu et al. (2021) found that the incorporation of wheat fiber provided greater stability of the emulsion to the product. Figure 2 shows that CON1 had the highest yield, around 95 %, and the removal of sodium tripolyphosphate (CON2) had no influence (p > 0.05). However, the salt reduction in sausages with no added sodium tripolyphosphate contributed to a significant reduction (p < 0.05) in yield. The addition of L-lysine and microcrystalline cellulose helped in the yield of sausages. Zhou et al. (2014) reported that the higher the level of added L-lysine, the higher the yield in pork sausage. Gibis et al. (2015) observed that the addition of more microcrystalline cellulose (3 %) in fried hamburgers promoted less weight loss after frying, showing that microcrystalline cellulose helps prevent weight loss in meat products after heat treatment. CONCLUSION The addition of L-lysine to sausage with non-inclusion of phosphate and salt reduction affected moisture, cohesiveness, b* value and yield. L-lysine and wheat fiber provided better emulsion stability to sausages. This study demonstrated that L-lysine, wheat fiber and microcrystalline cellulose are ingredients that improve some physico-chemical properties of emulsified meat product without addition of phosphate and salt reduction. Acknowledgments: The authors would like to acknowledge the financial support from CAPES. Authors’ Contributions: Conceptualization and data acquisition: C.A. Alves Júnior, E.R.B. Bellucci, A.C.S. Barretto. Data analysis and writing and editing: C.A. Alves Júnior, E.R.B. Bellucci, J.M.dos Santos, M.L. Bertuci, A.C.S. Barretto. 53 REFERENCES Association of Official Analytical Chemists-International [AOAC]. 2007. Official Methods of Analysis. 18ed. AOAC, Gaithersburg, MD, USA. Bligh, E. G.; Dyer, W. J. 1959. A Rapid method of total lipid extraction and purification. Canadian Journal of Biochemistry and Physiology 37: 911-917. Bourne, M. C. 1978. Texture profile analysis. Food Technology 32: 62-66. 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Artigo a ser traduzido e submetido ao Períodico “Food Science and Technology” 58 PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DE SALSICHAS SEM FOSFATO, COM TEOR REDUZIDO DE NaCl ADICIONADAS DE CELULOSE MICROCRISTALINA, FIBRA DE TRIGO E CLORETO DE POTÁSSIO Carlos Alberto Alves Junior1, Bruna Caroline da Silva Lima1, João Marcos dos Santos1, Marcello Lima Bertuci1, Andrea Carla da Silva Barretto1* 1 Universidade Estadual Paulista/IBILCE – Depto. de Engenharia e Tecnologia de Alimentos, C.P. 15054-000 – São José do Rio Preto, SP – Brasil. Resumo: A crescente demanda por alimentos mais saudáveis, motiva a indústria da carne a investir em estratégias para o desenvolvimento de produtos cárneos reformulados, com menor adição de alguns aditivos. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da adição da L-lisina, fibra de trigo e celulose microcristalina em salsichas livre de fosfato e substituição de 50 % do cloreto de sódio (NaCl) por cloreto de potássio (KCl) sobre às propriedades tecnológicas. O KCl aumentou a estabilidade da emulsão, rendimento e pH das salsichas. Reduziu a oxidação lipídica, os valores de b* e a dureza proveniente da redução do NaCl. A L-lisina e as fibras alimentares aumentaram a*, pH e estabilidade da emulsão, assim como, a dureza e mastigabilidade das salsichas. A celulose microcristalina e a fibra de trigo se mostraram ingredientes promissores quando usadas em conjunto com a L-lisina e o KCl em salsicha, podendo contribuir para o desenvolvimento de produtos cárneos emulsionados sem adição de fosfato e com reduzido teor de NaCl com boas propriedades tecnológicas. Palavras-chave: substituto de fosfato, estabilidade da emulsão, produto cárneo emulsionado, redução de aditivos. 59 INTRODUÇÃO A expressão “rótulo limpo” surgiu na década de 80 e com a crescente busca por alimentos que preconize a saúde e bem-estar dos consumidores, essa terminologia tem ganhado destaque e tem sido considerada pela indústria alimentícia na reformulação dos produtos (Thangavelu et al, 2019; Soladoye et al., 2021). Apesar da inexistência de uma regulamentação, entende-se de uma forma geral, que “rótulo limpo” constitui na redução ou substituição de ingredientes sintéticos por naturais (Noguerol et al., 2021; Roobab et al., 2021). O desenvolvimento de produtos mais saudáveis, contemplando teores reduzidos de sódio, gordura e aditivos sintéticos, com boas propriedades funcionais e características similares ao produto convencional, tem sido os objetivos da indústria da carne (Fernández- López et al., 2020). Em produtos cárneos, os fosfatos contribuem para extração e solubilização das proteínas miofibrilares, por meio do deslocamento do ponto isoelétrico, e asseguram as propriedades de cor e textura, minimizando as perdas de cozimento, e retardando a oxidação lipídica (Câmara et al., 2020) e, melhora no sabor da carne. Os fosfatos também são capazes de minimizar os efeitos indesejáveis provenientes da redução de sódio em produtos cárneos, aperfeiçoando atributos sensoriais e tecnológicos (Hrynczyszyn et al., 2010). A alta ingestão de fosfato pode potencializar a ocorrência de doenças como: a hiperfosfatemia, especialmente em pessoas com doenças renais crônicas, onde os rins não são capazes de eliminar o excedente de fosfato (Thangavelu et al., 2019), elevando em 20 a 40% o risco de mortalidade nesses indivíduos; doenças cardiovasculares (Pinton et al., 2019) e; doenças ósseas, devido ao desiquilíbrio entre o cálcio, ferro e magnésio no corpo promovido pelo consumo excessivo (Zhang et al., 2021). O NaCl possui papel fundamental no processamento de produtos cárneos, especialmente pelas propriedades tecnológicas propiciadas na matriz desses produtos. A principal propriedade 60 é a extração e solubilização das proteínas miofibrilares, as quais são responsáveis pelo processo de emulsificação, formação de gel, retenção de água e gordura (Pinton et al., 2020). O aperfeiçoamento da textura e sabor, assim como, a inibição do crescimento microbiano, também são características tecnológicas promovidas pela adição de NaCl em produtos cárneos (Raybaudi-Massilia et al., 2019). Sua redução pode promover impactos negativos nas propriedades tecnológicas desses produtos, especialmente quanto às provenientes da extração das proteínas miofibrilares, o que pode ocasionar em um produto com menor capacidade de retenção de água e gordura na matriz e estabilidade do gel formado (Leâes et al., 2020). O consumo excessivo de NaCl está estritamente ligado ao aumento de doenças cardiovasculares e hipertensão, representando um sério transtorno para a saúde pública. Na dieta humana cerca de 75% do consumo de sódio advém de alimentos processados. Já as carnes e seus derivados respondem por cerca de 20%