Impact of chilling rates on beef quality; the potential of DEXA to predict fat content; and the genomic breed traceability of certified Angus beef sold in Brazil | Impacto das taxas de resfriamento na qualidade da carne bovina; potencial do DEXA para predizer o teor de gordura; e a rastreabilidade genética de raça em carnes Angus certificada comercializada no Brasil

The objectives of this study were 1) to evaluate the temperature/pH decline response and meat quality parameters of Bos indicus beef carcasses subjected to conventional and dynamic chilling environments; 2) to assess dual-energy X-ray absorptiometry (DEXA) precision and accuracy in predicting longissimus steaks intramuscular fat (IMF) content; and 3) to determine the extent to which the Nellore breed contributes to the genetic composition of certified Angus beef and evaluate its relationship with the longissimus steaks composition from four different brands. In the first study, forty carcasses were used in each treatment (conventional and dynamic) to evaluate the effects of chilling decline rates on meat quality. Temperature and pH were recorded throughout the first 24h of chilling. After this period, longissimus thoracis was sampled, and meat quality analyses were performed. As results, carcass shrink percentage was higher in the conventional than in the dynamic chilling environment (P = 0.049). The pH values were significantly higher in the dynamic chilling environment at 2, 4, 6, and 12 hours after slaughter (P < 0.05). Also, there was a tendency (P = 0.059) for higher ultimate pH (24h) in the dynamic chilling environment. Temperature values were significantly lower in the dynamic treatment from 4 to 24 hours postmortem (P < 0.001) compared to the conventional treatment. Meat samples from the conventional chilling rate had higher mean values for color parameters a*, b*, oxymyoglobin, and chroma (P ≤ 0.006). In contrast, the deoxymyoglobin value was higher in the dynamic chilling treatment (P = 0.002). The variation in chilling rate evaluated in this study impacted meat pH, color, and tenderness, as the dynamic chilling treatment resulted in a tendency towards higher ultimate pH levels, less intense red color with and higher shear force value. The second study was performed with 72 Angus and 72 Nellore steaks to assess the capability of DEXA to predict IMF content of beef longissimus against chemical IMF as the gold standard. DEXA performance of fat% prediction was assessed using a leave-one-out cross validation method among Angus and Nellore steaks, which generated a chemical fat% range of 14.05-36.82% and 2.46-7.84%, respectively, and using the pooled data. There was a significant positive association between DEXA predicted fat and chemical fat content. However, higher precision was found for pooled data (R2 = 0.95, RMSECV = 1.95) and Angus (R2 = 0.75, RMSECV = 2.39) than Nellore (R2 = 0.15, RMSECV = 1.22) group. Accuracy also had the same response with average slope values close to 1 for pooled data and Angus and a lower value (0.42) for Nellore group. DEXA precisely predicts IMF content across a wide range of fat content. However, its precision and accuracy of prediction within low-fat content samples are lower than in high-fat content. Finally, to conduct the third study, DNA genotyping and chemical analysis were evaluated in 96 samples of Angus-certified meat, obtained from different brands, to determine the extent to which Nellore breed contributes to the genetic composition of certified Angus beef and evaluate the tissue composition of longissimus steaks from four different brands. On average, meat samples presented 53% of Angus genome and 47% of Nellore genome. There was a tendency for a negative correlation between Nellore proportion and fat content (P = 0.065), indicating that an increase in Nellore genetics may lead to lower fat content. Evaluating the chemical analysis among the four brands, Brand 2 presented the highest collagen (2,06%) and fat (7.97%) content values compared to Brand 3, which presented the least amount of collagen (1.69%) and fat content (5.14%). In addition, Brand 1 differed from Brand 2 on protein content (P = 0.047), in which Brand 1 presented a higher value (21.39%). On DEXA composition, Brand 3 presented the least fat content (12.58%) compared to the other brands. In sum, Nellore genetics contributed up to 49% of the genome profile of Angus-certified beef evaluated in this study. Also, there are differences in tissue composition between brands, with a tendency for leaner meat as the Nellore genetics increase. Keywords: Beef carcass. Genotyping. Grading. Marbling. Meat quality. Tenderness. Temperature

Os objetivos deste estudo foram: 1) avaliar as curvas de declínio de temperatura/pH e os parâmetros de qualidade da carne de carcaças de bovinos Bos indicus submetidas a ambientes de resfriamento lento e rápido; 2) avaliar a precisão e acurácia da absorciometria de raios-X de dupla energia (DEXA) na predição do teor de gordura intramuscular (IMF) de bifes longissimus; e 3) determinar até que ponto a raça Nelore contribui para a composição genética da carne Angus certificada e avaliar sua relação com a composição dos bifes longissimus de quatro marcas diferentes. No primeiro estudo, 40 carcaças em cada tratamento foram usadas para avaliar os efeitos da taxa de refrigeração lenta e rápida na qualidade da carne. A temperatura e o pH foram registrados durante as primeiras 24 horas de resfriamento. Após esse período, foi coletada uma amostra do longissimus thoracis e análises da qualidade da carne foram realizadas. Como resultados, a porcentagem de perda de peso das carcaças foi maior na taxa de resfriamento lento do que na taxa de resfriamento rápido (P = 0,049). Os valores de pH foram significativamente mais altos no ambiente de resfriamento rápido em 2, 4, 6 e 12 horas após o abate (P < 0,05). Além disso, obteve-se uma tendencia (P = 0,059) para pH final (24h) mais alto no resfriamento rápido do que no resfriamento lento. Os valores de temperatura foram significativamente menores no tratamento rápido de 4 a 24 horas após o abate (P < 0,001) em comparação com o tratamento lento. Nas amostras de carne, a taxa de resfriamento lento promoveu valores médios mais altos para os parâmetros de cor a*, b*, oximioglobina e croma (P ≤ 0,006). Em contrapartida, o valor de desoximioglobina foi maior no tratamento de resfriamento rápido do que no lento (P = 0,002). A variação na taxa de resfriamento avaliada neste estudo impactou o pH, a cor e maciez da carne, pois o tratamento de resfriamento dinâmico resultou em uma tendência a níveis de pH final mais altos, cor vermelha menos intensa e maior valor de força de cisalhamento. O segundo estudo foi realizado com 72 bifes Angus e 72 bifes Nelore para avaliar a capacidade da DEXA de predizer o conteúdo de IMF de bifes longissimus de carne bovina em comparação com o IMF químico como padrão ouro. O desempenho do DEXA na predição do percentual de gordura foi avaliado usando um método de validação cruzada leave-one-out entre os bifes Angus e Nelore, que gerou uma faixa de percentual de gordura química de 14,05-36,82% e 2,46-7,84%, respectivamente, e usando dados agrupados. Houve uma associação significativa e positiva entre a gordura predita pelo DEXA e o teor de gordura química. No entanto, foi encontrada maior precisão para os dados agrupados (R 2 = 0,95, RMSECV = 1,95) e Angus (R2 = 0,75, RMSECV = 2,39) do que para o grupo Nelore (R2 = 0,15, RMSECV = 1,22). A acurácia também teve a mesma resposta com valores de slope próximos a 1 para dados agrupados e Angus e um valor mais baixo (0,42) para o grupo Nelore. O DEXA prediz com precisão o conteúdo de IMF em uma ampla faixa de conteúdo de gordura. Entretanto, sua precisão e acurácia na predição em amostras com baixo teor de gordura são menores do que em amostras com alto teor de gordura. Por fim, para realizar o terceiro estudo, foram realizadas genotipagem de DNA e análises químicas em 96 amostras de carne Angus certificada, obtidas de diferentes marcas, para determinar até que ponto a raça Nelore contribui para a composição genética da carne Angus certificada e avaliar diferenças em composição química entre as marcas. Em média, as amostras de carne apresentaram 53% do genoma Angus e 47% do genoma Nelore. Houve uma tendência de correlação negativa entre a proporção de Nelore e o teor de gordura (P = 0,065), indicando que um aumento na genética Nelore pode levar a um menor teor de gordura. Avaliando a análise química entre as quatro marcas, a Marca 2 apresentou os valores mais altos de colágeno (2,06%) e teor de gordura (7,97%) em comparação com a Marca 3, que apresentou a menor quantidade de colágeno (1,69%) e teor de gordura (5,14%). Além disso, a Marca 1 diferiu da Marca 2 no teor de proteína (P = 0,047), em que a Marca 1 apresentou um valor mais alto (21,39%). Na composição DEXA, a Marca 3 apresentou o menor teor de gordura (12,58%) em comparação com as demais. A genética Nelore contribuiu com até 47% do perfil genômico da carne bovina certificada Angus avaliada neste estudo. Além disso, há diferenças na composição do tecido entre as marcas, com uma tendência de carne mais magra com uma proporção maior de genética Nelore. Palavras-chave: Carcaça bovina. Genotipagem. Tipificação. Marmoreio. Qualidade da Carne. Maciez. Temperatura.