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Beta-agonistas: o que são e como funcionam na produção de carne bovina

Por Sérgio Bertelli Pflanzer e Pedro Eduardo de Felício (FEA-UNICAMP)

Introdução

De acordo com a Instrução Normativa 55/2011 do MAPA, de 1º de dezembro de 2011 [Brasil, 2011], estão proibidas a importação, a produção, a comercialização e uso de substâncias naturais ou artificiais, com atividade anabolizante hormonal, para bovinos de abate. Esta IN revogou a IN 10/2001 [Brasil, 2001] que incluía na proibição as substâncias com atividade anabolizante, ainda que desprovidas de caráter hormonal. Desse modo, ficou liberada a possibilidade de registro dos beta-agonistas, que ocorreu recentemente, 25 e 27 de junho de 2012, com a aprovação da venda de dois produtos comerciais, cujos princípios ativos são, respectivamente, o zilpaterol (Zilmax® da MSD) e a ractopamina (Optaflexx® da Elanco).

O que são beta agonistas

Beta-agonistas (agonistas B-AR) são substâncias que ativam os receptores beta-adrenérgicos (B-AR), conhecidas como agentes repartidores, que têm sido utilizados e estudados em espécies zootécnicas por mais de duas décadas, principalmente por seus efeitos na produção de carcaças mais magras e musculosas. Esses compostos sintéticos são farmacologicamente similares às catecolaminas, como a dopamina, norepinefrina (noradrenalina) e epinefrina (adrenalina), que são compostos utilizados na medicina humana há mais de 30 anos como bronco-dilatadores. Nos animais de produção, os agonistas B-AR já estudados são: cimaterol, clenbuterol, L-644-969, ractopamina, salbutamol e zilpaterol, os quais são administrados pela adição em algum dos ingredientes da ração [Anderson et al., 2005].

Como os beta agonistas funcionam

Os agonistas B-AR ativam receptores específicos da membrana das fibras musculares e dos adipócitos, modificando o metabolismo celular dos tecidos muscular e adiposo.

Os B-AR são divididos em três subtipos, os receptores beta-1, beta-2 e beta-3, presentes na maioria das células de mamíferos, variando a sua distribuição e proporção nos tecidos e nas espécies [Mersmann, 1998]. É por isso que alguns agonistas B-AR são mais eficientes que outros numa mesma espécie animal. Nos bovinos, a predominância nos tecidos muscular e adiposo é dos B-AR2, que segundo alguns autores, nas células adiposas é de 75% [Sillence e Matthews, 1994; Van Liefde et al., 1994], ou superior a 90% [Johnson et al., 2011]. Nas fibras musculares a proporção de B-AR2 é aproximadamente 99% [Johnson et al., 2011].

A ação dos agonistas B-AR tem início com a ativação dos receptores mediada pelas proteínas Gs, que por sua vez ativam a enzima adenilato ciclase, que irá converter ATP (adenosina trifosfato) em AMPc (adenosina monofosfato cíclico), que é um segundo mensageiro intracelular. O AMPc se liga, então, à proteína quinase A (PKA), causando fosforilação da mesma, tornando-a ativa para suas funções catalíticas (Figura 1) [Mersmann, 1998; Moody et al., 2000; Anderson et al., 2005].

Essa ativação ocorre fisiologicamente nos tecidos mesmo sem a utilização dos agonistas exógenos, porque o próprio organismo produz tais substâncias. Entretanto, quando os agonistas B-AR são fornecidos aos animais, as células se mantêm ativadas por mais tempo, de modo a manter constante o metabolismo.

No tecido adiposo: a PKA ativa as lipases e inativa as enzimas lipogênicas que estão envolvidas, respectivamente, nos processos de degradação e síntese dos ácidos graxos e triglicerídeos [Yang e Mcelligott, 1989; Moody et al., 2000].

No tecido muscular esquelético: as respostas à ação dos agonistas B-AR no músculo é basicamente a hipertrofia celular. A PKA ativada aumenta as quantidades de RNA (ácido ribonucleico) e RNAm (ácido ribonucleico mensageiro) das proteínas miofibrilares, aumentando a taxa de síntese proteica [Moody et al., 2000; Anderson et al., 2005]. Para alguns autores, os agonistas B-AR aumentam a atividade da calpastatina e causam inibição da atividade das calpaínas, diminuindo assim a degradação proteica [Kretchmar et al., 1989; Yang e Mcelligott, 1989; Koohmaraie e Shackelford, 1991; Parr et al., 1992; Dunshea et al., 2005; Hope-Jones et al., 2010].

Efeitos no desempenho animal

Os principais efeitos práticos notados em animais suplementados com agonistas B-AR são: melhoria da eficiência alimentar, com igual ou menor ingestão de matéria seca [Vestergaard et al., 1994; Mersmann, 2002; Schroeder et al., 2004; Dunshea et al., 2005], e aumento no ganho de peso diário, resultando em maior peso vivo após um certo período de alimentação [Beckett et al., 2009; Elan et al., 2009].

Figura 1. Esquema de funcionamento das substâncias agonistas B-AR na células musculares e de gordura.

Alguns pesquisadores encontraram aumentos de 36 e 39%, respectivamente, no ganho de peso diário e na eficiência alimentar de novilhos que receberam zilpaterol (6 mg/kg) nos últimos 40 dias da dieta em confinamento [Plascencia et al., 1999]. Mais recentemente, comparando os efeitos de zilpaterol (60 mg/animal/dia) e ractopamina (300 mg/animal/dia), outro estudo [Avendaño-Reyes et al., 2006] concluiu que, em relação ao controle, o aumento no ganho de peso diário foi de 26 e 24 %, respectivamente, e a ingestão de matéria seca foi significativamente menor (1,6 %) nos novilhos que receberam ractopamina.

Em relação ao ganho de peso total, existe relato de incremento, de até 11 kg, quando novilhos foram suplementados com zilpaterol (8,33 mg/kg por 0, 20, 30, ou 40 d) nos últimos 40 dias de confinamento num total de 170 dias [Elan et al., 2009]. Resultados semelhantes foram encontrados por outros autores, mesmo num período mais curto (118 dias) que descreveram aumento no peso vivo de 13 kg, quando os animais receberam zilpaterol (8,33 mg/kg por 0, 20, 30, ou 40 d) por 40 dias [Beckett et al., 2009]. Na comparação de zilpaterol e ractopamina, verificou-se que houve um aumento de 19 e 10 kg, respectivamente, em novilhos suplementados nos últimos 33 de um total de 138 dias de confinamento [Avendaño-Reyes et al., 2006].

Efeitos nas características de carcaça

Por atuarem elevando a proporção de massa muscular, geralmente associada à diminuição do tecido adiposo [Byrem et al., 1998; Mersmann, 1998; Mersmann, 2002], os agonistas B-AR aumentam o peso, o rendimento da carcaça, e a área de olho de lombo (AOL), com diminuição da espessura de gordura subcutânea (EG), elevando assim a estimativa de rendimento de desossa. Por fim, o uso de agonistas B-AR está normalmente associado à diminuição da gordura intramuscular (mármore), que prejudica o grau de qualidade organoléptica da carne na tipificação pelo “USDA Quality Grade” (padrões de qualidade da carne do governo dos EUA) [Vasconcelos et al., 2008; Avendaño-Reyes et al., 2006; Beckett et al., 2009; Elan et al., 2009].

Bovinos que receberam zilpaterol ou ractopamina tiveram carcaças com 22 e 14 kg a mais, respectivamente, do que o grupo controle [Avendaño-Reyes et al., 2006]. Outras pesquisas mostraram um incremento de 8 kg quando os animais receberam ractopamina [Schroeder et al., 2004] e 13 kg quando o agonista B-AR foi o zilpaterol [Plascencia et al., 1999].

Em relação ao rendimento de carcaça (preparada segundo os padrões americanos, com gordura renal, pélvica e cardíaca – KPH), a utilização dos agonistas B-AR pode elevar em cerca de 2 pontos percentuais (pp.) por carcaça. Numa pesquisa [Vasconcelos et al., 2008] os autores encontraram 66,6 % de rendimento de carcaça de bovinos que receberam zilpaterol (8,33 mg/kg por 40 d), contra 64,4 % do controle. Em outras [Elan et al., 2009] e [Beckett et al., 2009] a suplementação com zilpaterol elevou o rendimento de carcaça em 1,8 e 1,5 pp., respectivamente, em relação ao controle. O uso de ractopamina e zilpaterol aumentou, respectivamente, em 1,5 e 2 % pp. o rendimento de carcaça, na comparação com o controle [Avendaño-Reyes et al., 2006].

Dois estudos [Elan et al., 2009] e [Beckett et al., 2009] avaliaram o efeito do zilpaterol sobre a AOL, espessura de gordura, e “Yield Grade” (estimativa de rendimento dos quatro cortes primários, numa escala de 1 a 5, onde 1 é maior do que 52,3% e 5 é menor do que 45,4% de cortes cárneos desossados com espessura de gordura padronizada). Concluíram que houve um aumento de 11 e 8 cm2 na AOL, uma diminuição de 1 e 2 mm na EG e, consequente diminuição de 5 e 4 décimos no “Yield Grade”, respectivamente. Na comparação entre zilpaterol e ractopamina, respectivamente, houve um aumento de 5 e 8 cm2 na AOL e redução na espessura de gordura de 1 e 3 mm, relativamente ao controle [Beckett et al., 2009].

Outro critério avaliado na carcaça, e que serve de base para sua valorização, é a quantidade de gordura intramuscular presente na AOL (“marbling” – mármore), e esta pode ser pontuada em uma escala de 100 a 800 (“Practically Devoid to Moderately Abundant”). A utilização de zilpaterol, na suplementação de bovinos confinados, reduziu os valores de mármore de 434 para 402 e 475 para 445 de acordo com Elan et al. [2009] e Beckett et al. [2009], respectivamente, quando a suplementação foi realizadas por 40 dias, em comparação com animais controle. Maiores diferenças para mármore, entre animais que receberam (n=398) ou não (n=451) zilpaterol, foram relatadas por Vasconcelos et al. [2008].

Efeitos dos beta-agonistas na maciez da carne

Os efeitos dos agonistas B-AR na qualidade da carne variam de uma pesquisa a outra, mas, de um modo geral, resultam numa redução nos escores de maciez sensorial e aumento da força de cisalhamento, portanto, carne mais dura [Brooks et al., 2009].

Os diferentes agonistas B-AR podem afetar a qualidade de maneira diferente, pois têm distinta afinidade pelos receptores. Contudo, existem poucos trabalhos sobre isto na literatura científica. Num deles, comparando-se zilpaterol e ractopamina, os autores [Avendaño-Reyes et al., 2006] concluíram que ambos aumentaram a força de cisalhamento do contrafilé quando comparados a amostras controle, e que não houve diferença significante entre os agonistas estudados. Em outro estudo [Strydom et al., 2009], os autores compararam os efeitos de três agonistas B-AR (zilpaterol – 6 ppm, ractopamina – 30 ppm e clembuterol – 2 ppm), suplementando bovinos por 30 dias e maturando o contrafilé por 2, 7 e 14 dias. Concluíram que todos os três agonistas aumentaram a força de cisalhamento das amostras em relação ao controle; as amostras daqueles que receberam clenbuterol foram mais duras, seguidas por zipaterol e ractopamina.

Um estudo [Brooks et al., 2009] avaliou o efeito da suplementação com 6,8 g de zilpaterol / t de ração na dieta de bovinos, por 0, 20, 30 e 40 dias, na qualidade da carne de três músculos (Longissimus lumborum – LL, Gluteus medius – GM e Triceps brachii – TB) maturados por 7, 14 e 21 dias. A força de cisalhamento aumentou com o tempo de suplementação, para os três músculos e a porcentagem de bifes com valores de força de cisalhamento menores do que 4,5 kg (macio) foi inferior nas amostras dos tratados. Em outro [Claus et al., 2010], foi avaliada a maciez da carne de novilhos e novilhas suplementados com zilpaterol (7.56 g/907 kg de ração) por até 40 dias. As amostras dos músculos LL, TB e GM foram mais duras quando os animais receberam zilpaterol por 30 e 40 dias do que as daqueles que receberam o beta-agonista por 20 dias ou do controle.

Na tabela 1 são apresentados resultados resumidos de um artigo [Avendaño-Reyes et al., 2006] que comparou os efeitos de dois agonistas B-AR no desempenho animal, característica de carcaça e qualidade da carne bovina.

Tabela 1. Efeito de dois beta-agonistas na produção de bovinos de corte [Avendaño-Reyes et al., 2006].

Algumas tecnologias como maturação, injeção de cloreto de sódio e fosfato (“enhancement”), amaciamento mecânico por lâminas (“blade tenderization”) e estimulação elétrica têm sido avaliadas buscando minimizar o problema de textura que pode diminuir a aceitabilidade da carne. Num estudo [Brooks et al., 2009], os autores avaliaram a eficácia do tempo de maturação (até 21 dias), em amostras de bovinos tratados com zilpaterol por até 40 dias. Concluíram que a maturação diminuiu os valores de força de cisalhamento e melhorou os escores de maciez dos músculos LL, TB e GM, tanto de animais tratados como controle, e isto se deu na mesma intensidade nas amostras de carcaças USDA Choice e USDA Select.

Outros trabalhos têm indicado que a maturação da carne (contrafilé por até 28 dias), de animais suplementados com zilpaterol, diminuiu os valores de força de cisalhamento, porém sem atingir os mesmos valores das amostras do controle, para o mesmo tempo de maturação [Kellermeier et al., 2009; Leheska et al., 2009; Mehaffey et al., 2009; Rathmann et al., 2009; Strydom et al., 2009; Hilton et al., 2009; Holmer et al., 2009; Hope-Jones et al., 2010].

Os efeitos da estimulação elétrica de alta voltagem (400 V) em carcaças de animais suplementados com zilpaterol (0,15 mg/ kg de peso vivo/ dia) foram avaliados numa pesquisa [Hope-Jones et al., 2010]. Os autores encontraram interação entre os dois fatores para a força de cisalhamento. A estimulação elétrica foi mais eficiente em melhorar a maciez da carne de animais tratados com zilpaterol, ainda assim as amostras controle foram mais macias que aquelas dos tratados, mesmo após 3 e 14 dias de maturação. A estimulação de baixa voltagem (85 V, 14 Hz, 60 s) em carcaças de animais suplementados ou não com clenbuterol (0,16 µg/kg peso vivo/d por 42 d) foi estudada em outro trabalho [Geesink et al., 1993].

O beta-agonista aumentou a força de cisalhamento da carne em relação ao controle, e a estimulação elétrica foi suficiente para igualar a maciez das amostras após 13 dias de maturação. É importante assinalar que resultados de estimulação elétrica de baixa voltagem são pouco consistentes, ou em outras palavras, nem sempre o que se verifica em condições experimentais pode ser confirmado em escala comercial.

Em experimento [Brooks et al., 2010] onde o zilpaterol (6,8 g de zilpaterol / t de ração) por 20 dias, diminuiu a aceitação da maciez de 83% para 76% das amostras de contrafilé, foi utilizada a técnica de amaciamento mecânico com lâminas, combinada ou não com “enhancement” (injeção de 10% de solução para atingir 0,3% de NaCl e 0,35% de fosfatos na carne). Os autores relataram melhoria nos escores de maciez sensorial das amostras maturadas por 14 ou 21 dias, na mesma extensão, tanto do controle quanto do tratamento com zilpaterol. Relataram também que o “enhancement” diminui a força de cisalhamento, mas não foi suficiente para superar o endurecimento causado pelo zilpaterol.

Pesquisas em colaboração com a Texas Tech University

No segundo semestre de 2010, foi desenvolvida na Texas Tech University a parte experimental de uma tese de doutorado da FEA – Unicamp [Pflanzer, 2012], que teve como objetivo avaliar o efeito da utilização de zilpaterol na qualidade do coxão mole e do contrafilé [Rodas et al., 2012]. Os autores avaliaram também se o emprego de cloreto de cálcio, por injeção na carne resfriada, e da maturação, por até 28 dias, poderia minimizar ou melhorar a qualidade destes cortes [Pflanzer, 2012; Rodas et al., 2012]. O uso de zilpaterol (8.3 mg/kg por 20 dias) elevou em 27 kg o peso de carcaça quente, entretanto esse valor é referente apenas a carcaças USDA Select (Quality Grade), as quais foram selecionadas para os testes de qualidade. Uma diferença menor, de 12 kg, entre os pesos médios das carcaças de animais que receberam zilpaterol e controle, a favor dos tratados, foi encontrada quando carcaças Select e Choice foram avaliadas em conjunto.

A força de cisalhamento foi afetada pelo zilpaterol, onde o contrafilé, mesmo maturado por 28 dias ficou mais duro que as amostras controle. Já o coxão mole de animais que receberam zilpaterol, quando maturado por 14 dias, atingiu o mesmo nível de maciez do controle. A injeção de cloreto de cálcio no contrafilé e coxão mole, 72 horas post mortem, foi eficiente para melhorar a maciez, podendo estes serem maturados por 14 e 7 dias, respectivamente, para atingirem a mesma maciez das amostras controle. Na análise sensorial, os provadores treinados não detectaram efeito do zilpaterol nas características organolépticas do coxão mole, mas sim na maciez do contrafilé, que mesmo maturado por 21 dias, foi menos macio nas amostras dos que receberam zilpaterol na dieta. Não houve efeito do beta-agonista no sabor ou na suculência deste corte cárneo.

Implicações

Os beta-agonistas são capazes de incrementar a produtividade dos bovinos alimentados intensivamente, melhorando a eficiência alimentar, aumentando o ganho de peso diário, produzindo animais mais pesados, com maior rendimento de carcaça e, também, com maiores estimativas de rendimentos de carne magra. Tantas vantagens quantitativas podem ter um contraponto indesejável na qualidade organoléptica da carne, mencionada em diversos estudos como menos macia e, eventualmente, com algum prejuízo de suculência e sabor em virtude da menor quantidade de gordura intramuscular.

Saliente-se que, ainda, não existem pesquisas nacionais sobre os beta-agonistas, porque essas substâncias estavam proibidas no país, de modo que a carne resultante de experimentos não poderia ser aproveitada para alimentação humana. Assim, um imenso campo de investigações se abre a partir de agora, sendo necessário testar os efeitos dos beta-agonistas, levando-se em conta o período de administração e o tempo total de alimentação intensiva, no desempenho e nas características de carcaça e da carne de machos castrados e não castrados, da subespécie Bos indicus e cruzas com Bos taurus. Isto porque será preciso conhecer e minimizar qualquer impacto negativo de um eventual sinergismo de fatores capaz de prejudicar o comércio do gado e das carcaças, bem como a aceitação da carne pelos consumidores.

É importante, também, testar e validar tecnologias que reduzam ou anulem os efeitos negativos dos beta-agonistas na textura de cortes cárneos, tendo em conta o método de cocção a que são usualmente submetidos. Por último, serão de grande valia os levantamentos sobre níveis de resíduos que possam ser encontrados na carne e nos subprodutos comestíveis, pois eles podem ter conseqüências negativas nas exportações para países que tenham restrições a essas substâncias.

*Sérgio Bertelli Pflanzer é Pós-doutorando FAPESP e Pedro Eduardo de Felício é Professor titular na Faculdade de Engenharia de Alimentos – Unicamp.

PFLANZER, S. B.; de FELÍCIO, P. E. O que são e como funcionam os B-agonistas na produção de carne bovina. Higiene Alimentar, v.26, p.206 – 212, 2012.

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