Latency of appearance of carotenoids pigments and and its potential for traceability of ruminant diet

Abstract

Pigmentos carotenoides estão envolvidos na cor e nas características nutricionais das carcaças de herbívoros e são potenciais traçadores de dieta. No entanto, a latência de aparecimento dos pigmentos carotenoides (PC) no plasma e tecidos animais permanece desconhecida. Investigou-se o padrão de concentração de PC no plasma, as mudanças no espectro de reflectância bem como nas características de cor da gordura de cordeiros submetidos à troca de regime alimentar de baixa para alta concentração de carotenoides. Uma revisão do estado da arte das metodologias utilizadas para a traçabilidade é apresentada. O experimento foi conduzido no Instituto Nacional de Pesquisa Agronomica (INRA), Theix, França. Seis tratamentos, com regime alimentar de alta concentração de pigmentos carotenoides durante 0, 15, 30, 45, 60 e 75 dias antes do abate, foram acompanhados em baias individuais. Cada tratamento era composto por 10 cordeiros da raça Romane; o manejo alimentar foi instaurado para assegura padrão de crescimento e peso de carcaça similar entre todos os tratamentos. O aporte de pellets de alfafa foi escolhido para mimetizar a concentração de carotenoides plasmáticos (CCP) encontrada em uma situação a pasto. Amostras de plasma foram coletadas de 12 cordeiros escolhidos ao acaso, antes da primeira distribuição de pellets de alfafa e, após isto, diariamente durante 15 dias. O espectro de reflectância, a luminosidade, e os índices de vermelho e amarelo foram medidos 24 horas após o abate no músculo e gordura subcutâneo caudal e peri-renal. A CCP 24 horas após a troca alimentar apresentou-se suprior aos níveis iniciais. As médias de CCP continuaram a elevar-se até o 6° dia, em média, ond e após isto, alcançaram um platô. Um modelo monomolecular foi proposto para este padrão, a equação obtida com as médias é: CCP = 97 (ep 2.2)* (1-exp(-0.3378 (EP 0.0282)* d)), onde r2 = 0.997, EP residual = 4.47, n = 15, e d = dia. Houve mudanças nas características do espectro de reflectância em ambos os depósitos de gordura aos 15 dias posteriores à troca de regime alimentar, bem como na tonalidade amarela da gordura subcutânea. A média na concentração de pigmentos carotenóides e no tom de amarelo de gordura subcutânea aumentou linearmente com a duração do regime de alto carotenoide enquanto que na gordura perirenal a resposta foi curvilinear. Marcadores de plantas como os carotenoides, terpenos e compostos fenólicos além de ácidos graxos são potenciais traçadores na carne. Isótopos estáveis tem demonstrado grande valia na caracterização de origem geográfica além de sistemas a baixos insumos. Métodos globais que utilizam a espectroscopia se mostram promissores, porém ainda estão em desenvolvimento.Carotenoid pigments are involved in the color and nutritional characteristics of herbivore carcasses and are potential biomarkers for diets authentication. However, the latency of appearance of carotenoid pigments (CP) in plasma and fat remains unknown. This study investigated the pattern of plasma, meat and fat changes in reflectance spectrum characteristics and colour in lambs switching from a low to a high dietary carotenoid level. A review of the state of the art on these methodologies for authentication is presented. The experiment was conducted at the National Institute of Agronomic Research (INRA), Theix, France. Six treatments, feeding a high dietary carotenoid level for 0, 15, 30, 45, 60 or 75 days before slaughter, were compared in individually penned lambs. Each treatment used 10 Romane lambs; feeding management ensured similar growth pattern and carcass weight for all the treatment groups. The level of alfalfa pellets intake was chosen to mimic the plasma carotenoids concentration (PCC) found in a grazing situation. Plasma samples were collected before the first distribution of alfalfa pellets, and after that, daily for 15 days on 12 randomly selected lambs. The reflectance spectrum, lightness, redness and yellowness index were measured 24 hours after slaughter in subcutaneous and peri-renal adipose tissue. As early as 24 h on the alfalfa diet, the plasma carotenoid concentration (PCC) was already higher than before the switch. Mean PCC continued to increase until day 6 on average and reached a plateau thereafter. We propose a monomolecular function to model this pattern, the equation obtained on the mean data being: PCC = 97 (se 2.2)* (1-exp(-0.3378 (SE 0.0282)* d)), where r2 = 0.997, residual SD = 4.47, n = 15, and d = day. There was a change in reflectance spectrum characteristics for both fat deposits and yellowness of subcutaneous fat as early as 15 days after the diet switch. Mean concentration of carotenoid pigments and yellowness of subcutaneous fat increased linearly with the duration of the high dietary carotenoid level whereas in perirenal fat, the response to the duration of the high dietary carotenoid level was curvilinear. Plants biomarkers such as carotenoids, terpenes and phenolic compounds of fatty acids are also potential tracers in the meat. Stable isotopes have proven able to characterization of geographical origin as well as low-input systems. Global methods using spectroscopy indicate potential but are still under development