Obtenção de gelatina utilizando cabeças de carpa comum (Cyprinus carpio): avaliação das etapas de pré-tratamento e extração

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2010.A carpa comum (Cyprinus carpio) é conhecida por ser geradora de quantidade considerável de rejeitos mal aproveitados por indústrias pesqueiras. Estes rejeitos são constituídos por vísceras, peles, ossos e cabeças. Diversos fatores têm contribuído para a utilização de cabeças de carpa provenientes da industrialização, dentre estes a quantidade de cabeças desperdiçadas, que pode atingir 22% do volume da matériaprima, e é uma fonte de nutrientes de baixo custo e rica em colágeno. A maioria das gelatinas comerciais é derivada de mamíferos, sendo peles e ossos de bovinos e suínos as principais matérias-primas do produto. A gelatina é de uma proteína pura, digestível, que se obtém a partir da hidrólise à quente do colágeno, e por este motivo, o pescado torna-se uma potencial fonte de matéria-prima. A aplicação da gelatina é diversificada, podendo ser utilizada na indústria cosmética, farmacêutica,fotográfica e alimentícia. O presente estudo foi dividido em dois objetivos. Primeiramente foram avaliados os efeitos da concentração alcalina, tempo de pré-tratamento e prétratamentos com ou sem troca de solução alcalina do material para a obtenção de gelatina das peles das cabeças de carpa. Foi utilizado um planejamento fatorial 23 completo, e os fatores de estudo foram concentração de NaOH (3-4 M), tempo de prétratamento(45-105 min), e troca de solução de NaOH no pré-tratamento, tendo como respostas rendimento em gelatina, força do gel e ponto de fusão. Na segunda etapa, os ossos remanescentes deste processo foram utilizados para o estudo da influência da granulometria (1-2 mm) nas respostas consideradas das gelatinas extraídas da fração óssea, através da comparação das médias pela aplicação do teste de Tukey, com intervalo de 95% de confiança. Foram realizadas quatro extrações com pH e temperaturas de cada extração de 5,3-60°C, 4,4-70°C, 3,8-80°C e 3,6-85°C. Para as gelatinas extraídas das peles, o maior rendimento (2,27%) foi obtido com solução de NaOH 3 M, 45 min e sem troca de solução no pré-tratamento. Os maiores valores de força do gel (298,7 g) e ponto de fusão (29°C) foram obtidos a concentração de solução NaOH 3 M, 45 min e sem troca de solução alcalina. Para as gelatinas extraídas dos ossos, o maior rendimento (4,86%) foi obtido na granulometria de 1 mm. Os maiores valores de força do gel (128,2 e 131,5 g) não apresentaram diferença significativa (p≤0,05) e foram encontrados na primeira extração das granulometrias de 1 e 2 mm, respectivamente. Na fração óssea a 2 mm, se obteve o maior ponto de fusão, sendo 28,5°C na a primeira extração. O rendimento total da gelatina obtida a partir das cabeças de carpa foi de 7,13%.Common carp (Cyprinus carpio) is known to produce large amount of byproduct does not made use for fisheries industries. These byproduct can be viscera, skin, bone and head, all riches in collagen. Several factors have been contributing to the use of the carp head coming from industrialization, among which the amount of carp head wasted, with which it can reach around 22% of the volume of the raw material, and it is a source of low costs nutrients. Most of commercial gelatin is derived from mammalian, being skins and bones of bovine and porcine the main raw material of this foodstuff. Gelatin is a pure and digestible protein, which is obtained from hydrolysis of the collagen, and for this reason, the fish become a potential source from raw material. Its application is branched out, being able to used in the cosmetic, pharmaceutical, photographic and food industries. The present study was divided into two parts. At first, it was valued the effect of alkaline concentration, pre-treatment time of the raw material, and treatment with and without change of alkaline solution, in the process of extraction of skin/muscles fraction gelatin of carp head coming from manufacturing processing of this fish. It was used 23 complete experimental design. Pre-treatment time (45-105 min), concentration of alkaline solution (3-4 M) and pre-treatment with change of alkaline solution were chosen as independent variable. Gelatin yield, gel strength and melting point were the response variable. At the second part, was valued of the influence of the bones granulometry (1-2 mm), remaining of the skin extraction of common carp head, in the gelatin yield, gel strength and melting point through the average results comparison by the Tukey test, where differences were considered significant at p≤0.05. It was used four extraction with pH and temperature of each extraction 5.3-60°C, 4.4-70°C, 3.8-80°C and 3.6-85°C. To the skin gelatin the higher gelatin yield (2.27%) was obtained with NaOH solution 3 M, 45 min and pre-treatment without change of alkaline solution. The higher gel strength (298.7 g) was achieved using NaOH solution 3 M, 105 min and pre-treatment without change of the alkaline solution. As for the melting point, the higher value (29.1°C) was obtained with NaOH solution 4 M, 45 min, and pre-treatment with change of NaOH solution. To the bones extraction, the higher gelatin yield was reached with size 1 mm (4.86%). The higher gel strength (128.2 and 131.5 g) were not significantly difference, and they were found in the first extraction with bones size 1 and 2 mm, respectively. Using 2 mm of granulometry, it was possible to obtain the higher melting point values, being 28.5°C to the first extraction