Efeito dos tratamentos térmicos convencionais no resíduo da nicarbazina e monitoramento do seu produto de degradação na carne de frango

Orientadora: Profa. Dra. Luciana Igarashi Mafra

Coorientador: Dra. Vivian Feddern

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa : Curitiba, 26/04/2019

Inclui referências: p. 101-110

Resumo: O composto 4,4'-dinitrocarbanilida (DNC) é o resíduo de interesse do anticoccidiano nicarbazina em carne de frango. Apesar de serem encontrados níveis de DNC superiores ao limite máximo de resíduo (LMR) permitido, a carne de frango é consumida após ser processada termicamente. Isso significa que avaliar o impacto de tratamentos térmicos sobre o resíduo DNC pode contribuir para uma estimativa mais precisa dos riscos de exposição do consumidor. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do processamento térmico no conteúdo de DNC acumulado em carne de frango e monitorar o seu produto de degradação. Para isso, foram realizados ensaios da hidrólise de DNC em soluções aquosas a 100 °C em diferentes pH (2-10). Para obtenção do perfil de decomposição térmica da DNC foram utilizadas as técnicas termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial acoplada à espectrometria de massas (TGADSC- MS) e pirólise associada a cromatografia gasosa e espectrometria de massas (Py-GC-MS). A análise de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS) foi utilizada para quantificação de DNC e do seu produto de degradação em peito de frango. As amostras de peito de frango contendo DNC foram obtidas da criação de frangos de corte com administração de nicarbazina (180 mg kg-1) na ração durante 42 dias. Foram selecionados cinco métodos convencionais de preparo da carne: cozimento em água, grelha, micro-ondas, fritura e forneamento. Os resultados dos ensaios de hidrólise demonstraram que a DNC foi hidrolisada (100 °C) tanto sob catálise ácida quanto básica e resultou na liberação de p-nitroanilina (p-NA). As análises térmicas revelaram que a decomposição da DNC ocorreu entre 252-280 °C como um evento endotérmico (AH de 670 J g-1). Os resultados dos experimentos dos tratamentos térmicos da carne, demonstraram que a degradação máxima foi alcançada em 10 min para cozimento em água, em 30 min para grelha, e em 2 min para micro-ondas. Para estes métodos, nenhuma redução significativa dos níveis de DNC ocorreu acima dos referidos tempos de tratamento térmico. Por outro lado, uma degradação linear foi evidenciada quando fritura e forneamento foram aplicados. No experimento do comparativo dos métodos, o cozimento em água foi o mais eficiente, apresentando 69% de degradação do resíduo. Grelha, micro-ondas, fritura e forneamento apresentaram em média 55% de degradação. Fatores como tempo de tratamento térmico, perda de água e temperatura das amostras exerceram influência na degradação do resíduo DNC. A quantificação de p-NA nas amostras de peito de frango contendo DNC processadas termicamente apontou a sua ocorrência. Estes resultados corroboram a liberação de p-NA a partir da degradação hidrolítica da DNC. Esta liberação foi mais pronunciada ao longo do tempo de tratamento térmico. A ocorrência de p- NA em carne de frango a partir da degradação da DNC não havia sido reportada ainda. Cozimento em água e micro-ondas apresentaram os menores níveis de p-NA, enquanto que grelha, fritura e forneamento atingiram 326,3, 640,0 e 456,9 Mg kg-1, respectivamente. Sendo assim, é importante que se considere o efeito do processamento térmico na concentração de DNC e p-NA em peito de frango. Finalmente, recomenda-se um melhor entendimento sobre os produtos de degradação, uma vez que a partir do composto principal podem ser formados outros compostos de maior toxicidade.

Abstract: The chemical compound 4,4'-dinitrocarbanilide (DNC) is the residue of concern left from the anticoccidial nicarbazin in chicken meat. Despite being found DNC levels above the maximum residue limits allowed, chicken meat undertakes thermal processing before consumption. This means that to obtain the effect of thermal processing on DNC residue can provide a more accurate food safety risk assessment. This study aimed to evaluate the influence of thermal processing on DNC levels accumulated in chicken meat and to monitor its degradation product. In order to reach this target, DNC hydrolysis assay was carried out in aqueous solutions at 100 °C in different pH (2-10) levels. To obtain DNC thermal behavior, thermal analysis was performed by thermogravimetry and differential scanning calorimetry coupled to mass spectrometry (TGA-DSC-MS) and pyrolysis coupled to gas chromatography and mass spectrometry (Py-GCMS). Liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) was used for quantification of DNC and its degradation product in chicken meat. Chicken breast samples containing DNC were obtained through a field experiment by feeding broilers with nicarbazin (180 mg kg-1) for 42 days. Five conventional cooking methods were considered: boiling, grilling, microwaving, frying, and roasting. Results from hydrolysis assays showed DNC breakdown (100 °C) in both acid and alkaline medium, releasing p-nitroaniline (p-NA). Thermal analysis revealed DNC decomposition between 252-280 °C as an endothermic event (AH de 670 J g-1). Results from thermal processing of chicken meat containing DNC showed that all cooking methods, over the time, surpassed the endpoint core temperature in chicken breast. Maximum DNC degradation was achieved at 10 min for boiling, at 30 min for grilling, and at 2 min for microwaving. For these methods, no further reduction was evidenced for longer processing time. On the other hand, a continuous linear increase of DNC degradation occurred when frying or roasting were performed. In method comparative experiment, boiling was the most efficient procedure in reducing DNC, promoting 69% of residue degradation. Grilling, microwaving, and frying reached 55% of DNC degradation. Factors such as cooking time, water loss and sample temperature presented influence on DNC degradation. Quantification of p-NA in chicken breast samples containing DNC and submitted to thermal processing showed occurrence of this degradation product. These results corroborated release of p-NA from DNC hydrolysis. This release was more significant over cooking time and was never reported so far. Boiling and microwaving showed the lowest levels of p-NA, whereas grilling, frying and roasting, achieving 326,3, 640,0 and 456,9 gg kg-1, respectively. Therefore, it is important to consider the effect of thermal processing on DNC and p-NA content in chicken meat. Finally, it is suggested a better understanding of the degradation products, because even if the parent compound is degraded, other toxic compounds can be formed.