Influence of pHu on the physicochemical, biochemical and sensory parameters associated with meat quality of Bos indicus cattle

A cadeia mundial de carne bovina está direcionada a atender demandas do mercado consumidor, que se torna cada vez mais informado e exigente quanto à qualidade da carne. Em função disso, essa tese discute a importância do pH final (pHf) do músculo post-mortem, amplamente utilizado como um preditor da qualidade da carne bovina. O estudo foi estruturado em três capítulos. O primeiro capítulo teve como objetivo revelar os caminhos desconhecidos por trás das mudanças nas proteínas e propor uma lista robusta de biomarcadores da condição dark-cutting em carne bovina. Os resultados mostraram que o perfil proteômico temporal identificou 251 proteínas diferentes entre pHf alto e normal aos 30 minutos (n = 33), 9 horas (n = 181) e 44 horas (n = 37) post-mortem. Vinte e três proteínas se sobrepõem entre os tempos postmortem e podem ser sugeridas como biomarcadores candidatos para o desenvolvimento da condição dark-cutting. O segundo capítulo investigou o declínio do pH de músculos Longissimus thoracis (LT) em diferentes momentos de amostragem: 0,5 h; 3 h; 6 h; 9 h; 24 h e 44 h post-mortem. Os resultados indicaram que os valores das faixas de pH normal e intermediário foram significativos (P<0,01), mostrando redução ao longo do tempo postmortem. O estudo quantificou por meio de análise eletroforética em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE) os pesos moleculares das proteínas e, entre seis tempos postmortem somente três (0,5 h, 6 h e 44 h) apresentaram diferença significativa (P<0,05) entre as faixas de pH. Além disso, o pHf alto apresentou o menor valor de força de cisalhamento tanto no experimento 1 (34,23N) quanto no experimento 2 (37,48N). Ao que tudo indica uma associação da desmina com menores valores de força de cisalhamento parece contribuir positivamente para maciez da carne bovina. Para (heat shock protein - HSP) 90, o pH normal e intermediário foram associados à níveis de expressão maiores de HSP90. Na HSP27 houve interação entre os tempos postmortem com maior percentual de intensidade relativa para 9 h. O equilíbrio entre Bax e Bcl-2 ainda não foram totalmente compreendidos, mas os resultados sugerem que a liberação do citocromo C da mitocôndria pode ter sido promovida por Bcl-2 no pH normal em 0,5 h e 9 h postmortem. Em relação a caspase-3, foi observado que as caspases são ativadas imediatamente após a sangria do animal, apresentando níveis de expressão mais elevados nos primeiros momentos do período postmortem e diminuindo ao longo do tempo. Por fim o terceiro capítulo avaliou as propriedades físicas e químicas, o perfil sensorial descritivo e a aceitabilidade de amostras de carne bovina usando dois grupos de pHf, sendo eles intermediário e normal. O estudo constatou que as amostras com pHf intermediário tiveram consideravelmente maior suculência (P<0,05) em comparação com o pHf normal. Ambas as amostras de carne bovina foram avaliadas de forma idêntica pela análise CATA (Check-all-that-apply) e se desviaram do perfil ideal de carne bovina. Além disso, os resultados evidenciaram diferenças nos teores relativos de deoximioglobina como consequência do processo de maturação, sendo maiores aos 3 dias do que aos 28 dias e, mais importante ainda, nas amostras com pHf intermediário (P<0,05). Os parâmetros de cor L*, b*, croma (C*), e oximioglobina foram significativamente influenciado (P<0,05) tanto pela categoria de pHf quanto pelo período de maturação. Os resultados desses estudos revelaram os principais achados envolvendo os parâmetros de qualidade da carne bovina e podem ser usados pelo setor industrial como estratégias para mitigar os efeitos do pHf na produção de carne bovina.The global beef industry is geared towards meeting the demands of the consumer market, which is becoming increasingly informed and demanding in terms of meat quality. As a result, this thesis discusses the significance of the final muscle postmortem pH (pHu), widely used as a predictor of beef quality. The study was structured into three chapters. The first chapter aimed to uncover the unknown pathways behind protein changes and propose a robust list of biomarkers for the dark-cutting condition in beef. Results showed that the temporal proteomic profile identified 251 different proteins between high and normal pHu at 30 minutes (n = 33), 9 hours (n = 181), and 44 hours (n = 37) postmortem. Twenty-three proteins overlapped across postmortem times and could be suggested as candidate biomarkers for dark-cutting development. The second chapter investigated the decline in pH of Longissimus thoracis (LT) muscles at different sampling times: 0.5 h, 3 h, 6 h, 9 h, 24 h, and 44 h postmortem. Results indicated significant values for normal and intermediate pH ranges (P<0.01), showing reduction over postmortem time. Polyacrylamide gel electrophoretic analysis (SDS-PAGE) quantified molecular weights of proteins, and among six postmortem times, only three (0.5 h, 6 h, and 44 h) showed significant differences (P<0.05) between pH ranges. Moreover, high pHu exhibited the lowest shear force values in both experiment 1 (34.23N) and experiment 2 (37.48N). There seems to be an association between desmin and lower shear force values, positively contributing to beef tenderness. For HSP90, the normal and intermediate pH was associated with higher expression levels of HSP90. HSP27 showed postmortem time interaction with a higher relative intensity percentage at 9 h. The balance between Bax and Bcl-2 is not fully understood, but results suggest that cytochrome C release from the mitochondria might have been promoted by Bcl-2 at normal pH at 0.5 h and 9 h postmortem. Concerning caspase-3, caspases were observed to be activated immediately after animal exsanguination, showing higher expression levels in the early postmortem period, decreasing over time. Finally, the third chapter evaluated the physical and chemical properties, descriptive sensory profile, and acceptability of beef samples using two pHu groups: intermediate and normal. The study found that samples with intermediate pHu exhibited considerably higher juiciness (P<0.05) compared to normal pHu. Both beef samples were similarly assessed by CATA (Check-all-that-apply) analysis and deviated from the ideal beef profile. Additionally, results showed differences in relative deoxymyoglobin levels due to the ageing time, higher at 3 days than at 28 days and, more importantly, in samples with intermediate pHu (P<0.05). The color parameters L*, b*, chroma (C*), and oxymyoglobin were significantly influenced (P