FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA
INGENIERIA DE ALIMENTOS
TECNOLOGIA DE CARNICOS
RUTH ISABEL RAMÍREZ ACERO
TECNOLOGIA DE CARNICOS Primera Edición
ISBN
Copyrigth
Universidad Nacional Abierta y a Distancia
Autor: Ruth Isabel Ramírez Acero
Diseño de Portada: Leonardo Rosas
2006
INTRODUCCION
OBJETIVOS
UNIDAD DIDACTICA1
.
ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LAS MATERIAS PRIMASObjetivos
Capitulo 1. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA CARNE 5
1.1 Estructura del tejido muscular de la carne 6
1.2Composición química de la carne 12
1.2.1 Proteína 13 1.2.2 El agua 19 1.2.3 Grasa 21 1.2.4 Minerales 22 1.2.5 Vitaminas 23 1.2.6 Carbohidratos 23 1.2.7 Sales 24 1.3 Características sensoriales 25 1.3.1 Jugosidad 25 1.3.2 Aroma y Sabor 25 1.3.3. Textura 26
1.4 Transformación del músculo en carne 26
1.4.1 Maduración de la carne 31
1.5 Métodos de conservación y almacenamiento de la carne 31
1.5.1 Refrigeración y congelación 31
1.5.1.1 Efectos de la congelación sobre la CRA 34
1.5.1.2 Deterioro de los productos refrigerados o congelados 35
1.5.2 Deshidratación 35
1.5.3 Irradiación 36
1.5.4 Conservadores químicos y acidulantes. 37
Capitulo 2. Estructura y composición del pescado, mariscos y aves
2.1 Estructura del tejido muscular del pescado 38
2.1.1 Reconocimiento de los tejidos del pescado 41
2.2 Composición química del pescado 41
2.2.1 Proteínas 42
2.2.2 Compuestos extractables que contienen nitrógeno 43
2.3 Transformación del músculo en carne 47
2.4 Factores de calidad del pescado 51
2.4.1 La frescura. 52
2.4.2 Valor nutricional 52
2.4.3 Características sensoriales. 53
2.5 Característica de los mariscos 54
2.5.1 Composición química de los mariscos 54
2.6 Conservación y almacenamiento de pescados y mariscos 55
2.6.1 Métodos de congelación de pescados y moluscos 57
2.6.2 Almacenamiento 57
2.6.3 Aspectos de calidad 58
2.7 Características de la carne de ave 60
2.7.1 Composición de la carne de ave 60
2.7.2 Características Sensoriales 64
2.7.3 Almacenamiento y conservación 66
Capitulo 3. Materias primas no carnicas y sus funciones
3.1 Ingredientes y aditivos 69
3.1.1 Agua (h2o) o hielo 70
3.1.2 Sal 70
3.1.3 Nitritos (no2) y nitratos(no3) 71
3.1.4 Azucares 73 3.1.5 Ascorbato y eritorbato. 74 3.1.6 Polifosfatos 75 3.1.7 Extendedores 76 3.1.8 Antioxidantes 77 3.1.9 Almidones 78 3.1.10 Condimentos o especias 79 3.1.11 Inhibidores 80 3.1.12 Ablandadores 80 3.1.13 Humo 81 3.1.14 Colorantes 81
3.2 Empaque para embutidos carnicos. 81
3.2.1 Tripas Naturales 82
3.2.2 Tripas Artificiales 83
3.2.3 Propiedades de las tripas artificiales 84
LECTURAS COMPLEMENTARIAS 85
Capitulo 1. Operaciones de elaboración y maquinaría 95
1.1 Operaciones y maquinaría 95
1.2 Maquinaría y equipo para jamones. 104
1.3 Maquinaría y equipos de enlatados 105
1.4 Utensilio 107
Capitulo 2. Productos cárnicos curados y/o ahumados
2.1 Curado 110
2.1.1 Reacciones del curado 110
2.1.2 Factores extrínsecos del curado 113
2.1.3 Clases del curado 113
2.1.4 Factores que influyen en la penetración de la sal 114
2.1.5 Clases de Salmueras 114
2.1.6 Efecto de la utilización de nitrito y nitratos 116
2.1.7 Desventajas del curado de la carne 116
2.2 El ahumado 117
2.2.1 Clases de ahumado 118
2.3 Tecnología productos cárnicos crudos 119
2.3.1 Chorizo Antioqueño 119
2.3.2 Hamburguesa molida 122
2.4 Productos cárnicos curados y/o ahumados. Jamones fresco cocido 124
2.4.1 Elaboración de jamón batido tipo york o prensado 126
2.4.2 Pernil con hueso y sin hueso 132
2.5 Productos cárnicos crudos curados madurados. 136
2.5.1 Elaboración y tecnología del Jamón Parma 138
2.5.2 Elaboración de tocineta 140
2.5.3 Defectos de las carnes curadas 141
2.5.4 Embutidos crudos maduros 142
Capitulo 3. Emulsiones carnicas y Productos cárnicos escaldados
3.1 Emulsiones 144
3.1.1 Factores que afectan la estabilidad de las emulsiones 146 3.1.2 Adición de ingredientes en una emulsión cárnica. 148
3.2 Proceso de una emulsión. 148
3.3 Tecnología de productos cárnicos escaldados 150
3.3.1 Características de las materias primas 150
3.4 Tecnología productos cárnicos escaldados (embutidos) 153
3.4.1 Salchicha tipo suiza 154
3.4.2 Salchichón cervecero. 154
3.4.3 Mortadela 154
3.4.4 Jamonada 155
4.2 Tecnología productos cocidos 162 4.2.1 Proceso de elaboración productos cárnicos cocidos 163
4.2.2 Queso de cabeza. 164
4.2.3 Elaboración de paté de hígado 172
4.3 Especialidades cárnicas. 176
4.3.1 Clasificación de las especialidades cárnicas. 176
4.4 Tecnología de productos cárnicos especiales 177
4.4.1 Elaboración de lomo de cerdo y muchacho relleno 177
4.4.2 Elaboración de pollo y pavo relleno 179
4.4.3 Carnes y pescados apanados 184
LECTURAS COMPLEMENTARIAS 187
BIBLIOGRAFIA 201
UNIDAD 3. TECNOLOGÍA DEL PESCADO. STANDARIZACIÓN DE PRODUCTOS Y PROCESOS.
OBJETIVOS
Capitulo 1. Tecnología de productos de pescado
1.1 Generalidades 205
1.2 Defectos o causas de alteraciones en productos enlatados 206
1.3 Enlatados 207
1.3.1 Proceso de enlatado 208
1.3.2 Determinación del tiempo de vida útil 213
1.4 Tecnología de elaboración del atún enlatado 214
1.5 Semiconservas de pescado 216
1.5.1 Escabechado de pescado y mariscos crudos 220
1.6 Proceso de elaboración de pescado seco-salado 222
1.7 Pescado ahumado 182
Capitulo 2. Empaques y Estandarización de procesos.
2.1 Empaque 225
2.1.1 Atmósferas modificadas 225
2.1.2 Empaques para productos de pescados congelados 227
2.1.3 Empaques para productos embutidos cárnicos. 229
2.1.4 Empaques para productos obtenidos de aves 230
2.2 Estandarización de procesos y productos. 232
2.2.1 Estandarización de productos 232
2.2.2 Balance de formulación 236
LECTURAS COMPLEMENTARIAS 254
BIBLIOGRAFÍA 261
1 Estructura del músculo 7
2. Estructura de las fibras musculares 9
3. Filamentos de actina y miosina 10
4. Diagrama del complejo actomiosina 10
5. Bandas del sarcómero 11
6. Estructura de la mioglobina. 15
7 Modificaciones de la mioglobina de la carne no
sometida a tratamiento. 16
8 Modificaciones de la mioglobina de la carne sometida a
Tratamiento. 18
9 Formas de ubicación del agua en el músculo 20
10. Variación del pH post-mortem para carnes normales,
DFP y PSE 30
11. Musculatura axial del salmón 39
12. Musculatura esquelética del pez 39
13. Sección de la célula muscular, con diversas estructuras 40
14. Relación entre textura del músculo y el pH 49
15. Representación esquemática de la composición química
de la carne de ave 63
16 Cambios químicos en la pigmentación 112
17 Ordenación de las moléculas de grasa y agua 145
18 Distribución en planta por producto 249
Nº DESCRICION PÁGINA
1 Componentes tejido muscular 6
2 Porcentaje de grasa 23
3 Composición química de diferentes carnes 24
4 Aminoácidos esenciales contenidos en las proteínas del pescado 42
5 Vitaminas en el pescado 47
6 Cambios autolíticos del pescado enfriado 51 7 Nutrientes contenidos en 100 g de filete de pescado 53
8 Fases en el proceso de adulteración 59 9 Composición de la grasa en la carne de ave (%). 60 10 Composición química de la carne cruda de ave 61 11 Contenido de vitaminas y minerales en carne cruda de ave 61
12 Composición de la salmuera para 100 litros de agua 114
13 Fórmulas de rebozado para productos de pescado en % 186
14 Calidades de los productos cárnicos escaldados según su composición 233 15. Relación de las restricciones industriales para evaluar los productos escaldados. 234
16 Evaluación de la formulación 245
17 Análisis de resultados de la evaluación de la salchicha 246
INTRODUCCIÓN
La carne ha formado parte de la dieta humana desde la prehistoria y la aparición de la caza. Posteriormente la cría de animales domésticos se convierte en una parte importante de la agricultura. El consumo de carne ha constituido para algunas culturas la fuente principal de proteínas, ya que la mayoría de su composición contiene los aminoácidos esenciales que el hombre necesita para su metabolismo y desarrollo diario, aunque en ciertos sectores de estas culturas existen carencias y malnutrición; debido a factores económicos que limitan el consumo de la carne.
Todos los productos de los que el hombre se nutre son, con excepción del agua y de la sal, perecederos. La naturaleza perecedera de la carne e inicialmente su alta estacionalidad llevó al desarrollo de los primeros métodos de conservación, como el sacado y el curado. Más tarde, el relativo costo de la carne y las demandas de una población en aumento, dieron lugar al desarrollo de productos, incluidos los embutidos cárnicos que permiten la utilización de absolutamente todas las partes del animal. Estos dos factores, han dado lugar al desarrollo de una gran industria de productos derivados de la carne, que hoy en día tienen un porcentaje considerable en el sector de la industria y de la economía de los países.
El curso de tecnología de carnes, es un elemento importante dentro del conjunto de materias que forman el perfil profesional de quienes estudian el campo de los alimentos. La ciencia de la carne y de los productos carnicos requiere conocimientos de tres disciplinas básicas: tecnología, química y microbiología. Este curso se integra la tecnología como factor esencial para la innovación y el diseño de procesos que tienen como finalidad la trasformación y elaboración de productos cárnicos; la química que abarca la aplicabilidad de la ciencia de los alimentos para obtener una mejor óptica del comportamiento bioquimico del tejido animal y su transformación de músculo a carne y todos aquellos cambios que conllevan a la formación de compuestos que otorgan a la carne las características gastronómicas y nutricionales tales como la textura, su comportamiento ante los diferentes sistemas de cocción o conservación, todas ellas están ligadas a la estructura del sistema proteico muscular; la microbiología, ya que muchas de las reacciones inducidas por microorganismos conllevan a la formación de aromas y sabores de productos cárnicos característicos, cuando son microorganismos benéficos sin dejar a un lado alteración del sistema muscular por acción de microorganismos patógenos que inducen a la formación de sustancias
los procesos estandarizados.
El curso académico esta compuesto por tres unidades que direccional al estudiante a abordar temáticas relacionadas con el proceso, manejo, conservación, transformación y almacenamiento de la carne y el pescado. También se busca que el estudiante descubra las necesidades y expectativas que genera la ciencia de la carne y sus derivados en la formación del ingeniero de alimentos.
En la primera unidad didáctica. Estructura y Composición de las materias primas. En esta unidad se tratan temas tan importantes para el estudiante como la estructura, composición química y las transformaciones bioquímicas que en él tienen lugar, las características organolépticas que determinan los índices de la calidad comercial de la carne y aspectos relacionados con la maduración y los métodos de conservación. Se considera en un capítulo aparte la estructura y composición del pescado, mariscos y aves; ya que cada especie tiene diferente composición y porcentaje de dichos componentes que la conforman y esto determina su comportamiento ante diferentes factores y procesos. Otra temática son los aspectos teóricos de las materias primas que intervienen en la preparación de derivados cárnicos y sus funciones.
En la segunda unidad, abarca la tecnología de procesos y productos carnicos. En los capítulos de esta unidad se manejan las operaciones de elaboración y los equipos requeridos para las diferentes etapas de preparación de estos derivados. Se presenta lo concerniente a la clasificación y producción de los diferentes productos cárnicos, donde la diferencia se establece a partir de los procesos, métodos y materias primas empleadas para su elaboración.
La tercera unidad didáctica contiene el tema de una tecnología muy marcada para algunos países, que tienen su origen y sustento en la tecnología del pescado. La importancia del empaque en productos terminados. La estandarización y formulación de los productos con el fin de direccional hacía una producción estable en cuanto a características organolépticas, químicas y microbiológicas, buscando con esto que los costos de producción sean favorables y garanticen alimentos balanceados, inocuos y de calidad.
Señor estudiante, en cada una de las etapas de elaboración de alimentos se deben emplear prácticas sanitarias correctas para protege la salud publica. esto significa el uso de materia prima limpia, condiciones sanitarias de proceso, manipulación y controles de temperatura, así mantener las caracteristicas de los productos y prevenir perdidas durante el proceso. Es por eso que cada una de
Con el fin de afianzar el aprendizaje de los contenidos, así como el de las habilidades, al inicio de los capítulos se incluyen ejercicios y/o ejemplos que sirven como activación cognitiva, para ubicar a los interesados en el contexto a desarrollar, reforzar o reafirmar una temática y al final de cada capítulo se encuentran actividades que direccionan hacia la transferencia de los contenidos en las diferentes prácticas de laboratorios, plantas piloto, situaciones cotidianas, laborales. Estas actividades vienen diseñadas para que el estudiante la realice en forma individual y las pueda socializar con el fín de reforzar y ampliar sus conocimientos.
El modulo es un material que complementa la formación profesional, su analisis, desarrollo y profundización de las temáticas planteadas lo conduciran a ser competente en el manejo y comprensión de los fundamentos de la tecnología de carnes y pescados.
OBJETIVOS
• Determinar la estructura y composición química de las materias primas • Analizar los cambios bioquímicas en la transformación del músculo
• Definir las funciones y principios activos de los ingredientes y aditivos en la elaboración de un producto cárnico.
• Establecer los métodos de conservación y almacenamiento para materias primas y productos terminados
• Identificar los sistemas de clasificación de los productos cárnicos.
• Identificar las caracteristicas de los empaques que se utilizan en la industria de carnes
• Determinar los principios y procesos tecnologicos en la elaboración de productos.
• Describir y determinar la función de las operaciones y los equipos que se utilizan en la elaboración de productos.
• Elaborar productos carnicos teniendo en cuenta las diferentes técnicas. • Identificar los defectos y las causas en productos cárnicos.
• Standarizar procesos de producción
• Conocer y aplicar la legislación para la industria de carnes. • Determinar y establecer el control de calidad de los productos.
UNIDAD DIDACTICA 1
ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LAS MATERIAS PRIMAS
OBJETIVOS
1. Conocer e identificar la estructura y composición del tejido muscular 2. Conceptuar y analizar los cambios bioquímicos que ocurren en la
transformación del músculo en carne.
3. Analizar la composición química de la carne y su función en los procesos tecnológicos.
4. Caracterizar y definir las funciones y principio activo de las materias primas no cárnicas.
5. Describir y analizar los diferentes métodos de conservación y almacenamiento de la carne fresca.
CAPÍTULO I. ESTRUCTURA Y COMPOSICION DE LA CARNE.
Actividad Inicial
.Señor estudiante. Realice las actividades propuestas en el inicio de cada capitulo del modulo preguntándose y respondiendo a las siguientes preguntas. ¿Que sé de la actividad que se propone? y ¿ qué quiero aprender?. Consigne sus resultados y respuestas de la actividad en el portafolio académico.
El curso a desarrollar es tecnología de carnes y pescados, teniendo en cuenta los conocimientos y/o experiencias que tenga, realice su propio análisis y determine que parámetros se deben tener en cuenta para obtener carne de calidad, apta para consumo y proceso. Indique por qué cada uno de los parámetros escogidos por Usted es un soporte técnico en el curso a desarrollar.
La carne es el tejido muscular de los animales que es utilizado como alimento por los seres humanos, proporcionando altos niveles de proteína, minerales esenciales (como hierro, selenio, zinc), vitaminas del grupo B (excepción del ácido fólico) y aminoácidos esenciales como Lisina, Treonina, Metionina y Triptófano.
Según la legislación colombiana (NTC 1325 y el decreto 2162 de 1983 del Ministerio de Salud Pública de Colombia) definen la carne como la "Parte muscular de los animales de abasto constituida por todos los tejidos blandos incluyendo nervios y aponeurosis, y que halla sido declarada apta para el consumo humano, antes y después de la matanza o faenado, por la inspección veterinaria oficial. Además, se considera carne el diafragma, no así los músculos del aparato hioideo, corazón, esófago y lengua". Su importancia en la alimentación y nutrición humana es su aporte de proteínas.
1.1 Estructura del tejido muscular.
Los componentes del tejido muscular y la descripción de cada uno de ellos se relaciona en el cuadro 1.
Cuadro 1. Componentes tejido muscular.
Componente Descripción
Epimisio
- (Haz secundario). Es una envoltura exterior gruesa, en forma de lámina, de tejido conectivo (de colágeno) que recubre el músculo.
-
Perimisio - (Haz primario). Conformado por una red de tejido conectivo de colágeno que contiene las haces de las fibras musculares.
Endomisio Es un tejido conectivo que cubre las fibras musculares individuales dentro de las haces de las mismas.
Sarcolema o membrana muscular
Compuesta por proteínas y lípidos. Esta conformada la membra celular (plamalema) y una lámina basal externa formada por glucoproteínas. Es elástica y por ello puede sufrir cambios durante la contracción y la relajación muscular. En su superficie se encuentran las terminaciones nerviosas y en su interior las miofibrillas.
Sarcoplasma.
Es el citoplasma de la
s fibras musculares. Se encuentra en él la proteína globular que fija el oxigeno transportado por la sangre y es la mioglobina produciendo el color rojo. Tambien puede almacenar hidratos de carbono en forma de glucógeno
Fibras musculares
Son células multinucleadas, estrechas, largas, son la estructura esencial de los
músculos, están conformadas por
miofibrillas que están muy cerca unas de otras, constituyen entre el 75-92% del volumen total de la célula muscular. Son el sistema contráctil del músculo, tienen forma de orgánulos cilíndricos de 10-100 um de y na longitud hasta de 34 cm
Figura 1. Estructura del músculo 1
Fuente: Componentes estructurales del músculo. H. Varnam. Carne y productos cárnicos y Larragaña Ildelfonso Control e higiene de los alimentos.
De acuerdo a lo anterior las fibras músculares estan compuestas por miofibrillas las cuales son estructuras cilindricas de naturaleza proteícas encargadas de la contracción muscular de la carne. Las miofibrillas estan compuestas de miofilamentos de tipo grueso y delgado. Los miofilamentos gruesos contienen moléculas de la proteína miosina y los filamentos delgados contienen dos
cadenas de la proteína actina. Cada filamento de miosina se encuentra rodeado por seis filamentos de actina dispuestos hexagonalmente
Las miofribrillas están formadas de hileras que alternan miofilamentos gruesos y delgados con sus extremos traslapados. Durante las contracciones musculares, estas hileras de filamentos interdigitadas se deslizan una sobre otra por medio de puentes cruzados que actúan como ruedas. La energía que requiere este movimiento procede de mitocondrias densas que rodean las miofibrillas.2
.
Figura 2 Estructura de las fibras musculares
Fuente.Curso internacional tecnología de carnes/centro de tecnología de carnes. Campinas (Brasil)Instituto de tecnología de alimentos. 1978.
La molécula de miosina tiene una cola larga (156nm y 2nm), que tiene dos cabezas curvadas en forma de pera (19nnmL), unidades en forma flexible a uno de los extremos. Esta molécula está compuesta por dos grandes sub-unidades de 20.000 de peso molecular variable (cadenas pesadas) y cuatro subunidades de peso molecular variable (cadenas ligeras). Las cadenas pesadas forman la cola de la molécula de miosina, aproximadamente el 50%, tiene forma de hélice y se enrollan en una configuración semejante a una cuerda. El resto de cada una de las moléculas pesadas se pliega para formar la cabeza globular.
En el filamento grueso, las colas de la molécula de miosina, se configuran para formar el esqueleto del ligamento; las colas de la mitad se sitúan en dirección opuesta, lo que da lugar a un esqueleto uniforme. Esta configuración de las
cabezas, al sobresalir de la superficie de los filamentos gruesos, hace que estas puedan interactuar fácilmente con el ligamento delgado (actina.)
Figura 3 Filamentos de actina y miosina
10
El filamento delgado esta conformado por aproximadamente 400 moléculas de F-actina, variando el número en las diferentes especies animales, las moléculas de F- actina se forman por condensación de monómeros de G- actina que tiene forma globular y puede unirse a una cabeza de miosina. Estas moléculas tienen una configuración helicoidal con el eje mayor de cada monómero perpendicular al eje de del filamento.
Figura 4 Diagrama del complejo actomiosina.
Fuente: H. Varnam. Carne y productos cárnicos, 1998
Otras proteínas miofibrilares que se encuentran en menor proporción son C- actina, C-proteína, B-actinina (la troponina y tropomiosina) que actúan como reguladoras al sensibilizar la F- actina al calcio para la contracción muscular las primeras por su acción directa o indirecta en la contracción muscular.
La troponina es un complejo proteico globular que se une a las moléculas de tropomiosina a intervalos de 38,5 mm a lo largo de lados de la actina F.
- El Sarcómero. Es la unidad estructural repetitiva de la miofibrilla y es la unidad básica de la contracción y la relajación muscular presenta una serie de bandas las cuales se denominan con letras.
Figura 5. Bandas del sarcómero
Fuente.Modificado a partir de W. Bloom y D.W.Fawcett. A textbook of histology (W.B. Saunders Co. Philadelphia, 1978)
Banda I. La banda clara, formada por filamentos de actina, se encuentra en el centro de la banda A.
Banda A. La banda más oscura, formada casi totalmente por miosina. Se encuentra a los lados de la Banda I
Banda H. Se encuentra en los extremos de los filamentos de actina y solamente contiene filamentos de miosina, la amplitud de esta zona H depende del estado de contracción del músculo.
Línea Z. Es una fina línea oscura que separa las bandas I. El sarcómero está comprendido por dos lineas Z adyacentes.
En la figura 5 se muestra los diferentes estados de contracción: (A) Músculo distendido
(B) Músculo en reposo
TEJIDOS DE LA CARNE: La carne esta formada por el tejido muscular, tejido conectivo y adiposo.
La célula del tejido muscular está formada por fibras musculares lisas, estriadas o cardiacas. La estriada es una célula alargada envuelta en una membrana (sarcolema o miolema), que recubre el sarcoplasma donde se encuentran las miofibrillas, formadas por actina y miosina, que se presentan como una serie de discos claros y oscuros, los primeros elásticos y los otros contráctiles, respectivamente.
Tejido conectivo. Por medio de este tejido las fibras musculares, los huesos y la grasa se mantienen en su lugar. El endomisio son capas delgadas de tejido que rodean las fibras musculares individuales y que con el perimisio que es el tejido conectivo de fibras más gruesas se unen las bandas de las fibras musculares. El tejido conectivo consiste principalmente de una matriz indiferenciada denominada substancia fundamental, formada de mucopolisacáridos en los que se encuentran las fibras de colágeno y elastina.3
El tejido adiposo es rico en células adiposas, esféricas, brillantes y de gran tamaño. Su color es amarillo-blanco y su consistencia es semisólida. Las carnes finas como el lomo tienen la grasa finamente distribuída entre el tejido muscular, lo que lo hace más sólido.
1.2 Composición química de la carne
Según Lawrie, la carne magra contiene principalmente: • Agua (75%). • Proteína (19%) • Grasa intramuscular (2.5%). • Sales. • Vitaminas. • Carbohidratos 1.2.1 PROTEÍNAS.
Son sustancias complejas formadas por carbono (C) hidrógeno (H), oxígeno (O2) y nitrógeno (N2). Además, contienen otros elementos como azufre, hierro y fósforo. Los aminoácidos son la estructura fundamental de las proteínas; se obtienen por el desdoblamiento de enzimas o ácidos. Los aminoácidos contienen por lo menos
un grupo amina (-NH2) junto con uno o varios grupos carboxilos (-COOH). Son compuestos cristalinos incoloros y generalmente solubles en agua.
Las proteínas musculares se clasifican en tres grupos: Proteínas del estroma, proteínas sarcoplámicas y proteínas miofibrilares.
PROTEÍNAS DEL ESTROMA. • El colágeno4
Las proteínas del tejido conectivo son las más abundantes, pero también son dañinas a la estabilidad de los productos cárnicos. El colágeno es la proteína de tejido conectivo más común en la carne, ya que es la base de una red fibrosa que transmite la fuerza de contracción de la fibra muscular a los huesos al recubrir y conectar las fibras musculares y las haces musculares. Hay esencialmente tres tubos concéntricos de tejido conectivo que comprenden cada músculo.
El colágeno es dañino a la estabilidad de los productos cárnicos porque, aunque inicialmente absorbe humedad durante el proceso de cocción, el colágeno se encoge, liberando grasa y humedad de su estructura. Si es cocinado por mucho tiempo en un ambiente húmedo, el colágeno se convierte en gelatina, la cual es también indeseable en la mayoría de los productos cárnicos.
La posición anatómica de los músculos determina el contenido de colágeno, ya que los músculos más activos y/o involucrados en los movimientos más leves contienen, naturalmente, la mayoria del tejido conectivo. Obviamente, las piernas de los animales se hallan más involucrados en el movimiento y, particularmente, las piernas delanteras de los animales (especialmente la brazuela) están diseñadas para movimientos más complicados. Por otra parte, los músculos del lomo en la espalda de los animales son usados primordialmente para sostener la estructura esqueletal del animal. Por lo tanto, los lomos contienen mucho menos tejido conectivo que los músculos de la brazuela en las piernas delantera
A medida que el animal envejece ya no se produce más tejido conectivo, pero el tejido conectivo que está presente se une más entre sí por medio de enlaces químicos, lo cual lo hace más duro y menos soluble. Si los animales envejecen al punto de perder tejido muscular (las vacas, por ejemplo), la proporción del músculo que está constituido de colágeno aumentará, incluso si el contenido absoluto permanece igual.
La castración disminuye el colágeno, lo que mejora la calidad de los productos terminados, debido a que funcionalmente es la proteínas de menores cualidades; tiene una baja capacidad de retención de agua y al calor se encoge dejando escapar el agua, lo que exige una determinada tecnología para la elaboración de los productos cárnicos. La capacidad de emulsificación del colágeno es nula (cero).
• La elastina.
Es una proteína de color amarillo fluorescente por la presencia de un residuo cromóforo. Es el segundo componente del tejido conjuntivo, se encuentra en las paredes arteriales y en los ligamentos.
La elastina tiene estructura fibrosa, elástica (por enlaces peptídicos cruzados), con cadenas peptídicas unidas entre sí. Es impermeable al agua hinchándose sin disolverse y no forma gelatinas; es resistente a las proteasas, aunque se hidroliza parcialmente con la elastasa del páncreas. Es poco digerible porque aguanta la acción de ácidos y bases relativamente concentrados. Nutricionalmente hablando es pobre porque tiene una baja cantidad de aminoácidos esenciales.5
PROTEÍNAS SARCOPLÁSMICAS.
El miogeno y las globulinas (Albúminas). Son proteínas constituidas por una mezcla compleja de aproximadamente 50 componentes muchas de ellas enzimas del ciclo glucolítico.
! "
La proteína sarcoplásmica más abundante es la mioglobina, que le confiere el color rojo a la carne y constituye el 90% de los colorantes y el 10% de hemoglobina; el exceso de esta proteína en la carne se presenta cuando la sangría ha sido inadecuada, durante el faenado de los animales. Estas aparecen tambienm con frecuencia como goteo o purga, la cual se observa en el fondo de los recipientes o tanques de descongelamiento de la carne. Estas proteínas son solubles en agua y con frecuencia son llamadas proteínas del plasma. Si bien estas proteínas son frecuentemente desechadas en la industria cárnica, debido a la suposición de que son sangre, ellas pueden contribuir hacia las regulaciones de sustancias añadidas. No son beneficiosas en la ligazón de agua o grasa durante el procesamiento.
Las concentraciones de mioglobina varían según la especie animal y el tipo de músculo, la edad y el ejercicio del animal, aumentando el contenido de hierro con la edad. La mioglobina es una heteroproteína porfirínica constituida por un grupo hemo y por una molécula de globina, estabilizando el conjunto de puentes de hidrógeno, salinos e interacciónes hidrofóbicas.
El grupo hemo de la molécula de mioglobina es una molécula plana y rígida, con una alta estabilidad en el núcleo, tiene carácter básico y capacidad para formar quelatos estables con metales como el hierro, magnesio, zinc y cobre. El ión central de la mioglobina es un átomo de hierro (Fe+2), que está unido a un átomo de O2, que es la reserva del músculo.
Figura 6. Estructura de la mioglobina. Anillo hemo oxidado y unido a la histidina de la globina
Fuente: Larragaña Ildelfonso, control e higiene de los alimentos, 1999
En el músculo fresco la mioglobina y el hierro (en forma reducida Fe+2) es de coloración púrpura; cuando capta O2 adquiere una coloración rojo vivo.
La estructura de la mioglobina es la misma que la hemoglobina, la diferencia está en que la mioglobina es un monómero (un anillo pirrólico) y la hemoglobina es un tetrámero (cuatro anillos pirrólicos). En la cocción de la carne se forman ferrocromos que le confiere el color pardo por oxidación del Fe+2 a Fe+3. Si se adicionan sales nitrosas hay reducción manteniendo la coloración rosada de la carne, característica de los productos cárnicos curados.
Las carnes oscuras (res) tienen de 4- 10 mg de mioglobina/g de tejido húmedo (hasta 20mg/g en ganado viejo); las carnes blancas como las de cerdo y ternera contienen 3 mg/g. También se presentan diferencias entre animales de la misma especie y en músculos del mismo animal.
De acuerdo a la unión de diferentes sustancias la mioglobina toma diferentes coloraciones, que manifiestan características y calidad de la carne. En la figura 7 se muestran las diferentes modificaciones des la mioglobina de la carne con tratamiento termico.
%
% %
Fig.7 Modificaciones de la mioglobina de la carne no sometida a tratamiento.
Fuente: Adaptada de Bodwell, C.E. et als:. The Science of Meat and Meat Products. W.H.Freeman and Compant, 1971).
Figura 8 Modificaciones de la mioglobina de la carne sometida a tratamiento.
Fuente: Adaptada de Bodwell, C.E. et als: The Science of Meat and Meat Products. W.H.Freeman and Compant, 1971).
PROTEINAS MIOFIBRILARES.
Estas proteínas estan divididas en dos grupos, proteínas contráctiles (75%) en la cual encontramos la miosina (53%) y la actina(22%) y proteínas reguladoras de la contracción(25%) conformada por las troponinas y tropomiosinas,
aproximadamente el 8% cada una; proteínas M 5%; proteínas C, 2%; y actinas lfa y beta.
Las proteínas contráctiles son solubles en sal, pueden ser disueltas en una solución salina (salmuera). Estas son importantes, ayudan a ligar (o emulsionar) grasa y agua durante la cocción. La actina y la miosina son las proteínas individuales más involucradas en el proceso de contracción muscular, permiten el movimiento de las piernas y otras partes del cuerpo de los animales y la gente. La miosina, es la más funcional de todas las proteínas animales en la elaboración de productos cárnicos cocidos. La mejor manera de extraer la miosina de la carne es removiendo la carne de las canales previo al desarrollo del rigor, y mezclándola con sal inmediatamente para prevenir el desarrollo de la forma contraída de la actomiosina. La actomiosina es la forma proteica usada con mayor frecuencia en la industria cárnica, es relativamente buena para ligar agua y grasa, ella no es tan funcional como la miosina sola. Una vez que la actina y la miosina se han contraído para formar el complejo actomiosina, es mucho más difícil extraer la miosina de la carne.
& '
' ( )
) *+ ,
*+
Funcionalidad de las proteínas cárnicas.
La funcionalidad de las proteínas según Ranken, 1984 se basa en tres principios. 1. Extracción de las proteínas cárnicas a una soución salina, para aportar una
matriz capaz de proporcionar cohesión al producto, y para emulsificar la grasa.
2. Coagulación de las proteínas extraídas para formar un gel. 3. Capacidad de retención de agua. CRA
El gel proteíco aporta integridad estructural, retiene el agua y la grasa en el producto y da la textura final. La fracción de las proteínas de la carne principalmente responsable de todas estas actividades es la miosina soluble en
solución salina, que comprende cerca del 11.5% de ese total de proteína de la carne magra.
1.2.2 EL AGUA
Es la sustancia de mayor proporción en la carne, aproximadamente el 75%; está formada por dos átomos de Hidrógeno (H) y uno de oxigeno (O2) El H y O se encuentran ligados por unión atómica; forman con el O2 un ángulo de 105º, originando puntos de gravedad con carga positiva y negativa, lo que la hace bipolar.
La bipolaridad le da la propiedad de captar o rechazar cargas positivas y negativas; esta es la base de muchos procesos y fenómenos de la industria cárnica, como la formación de soluciones verdaderas y coloidales y la fijación de agua en la carne durante los procesos de curado y emulsión.
Existe una relación entre el contenido de humedad de la carne y su contenido proteico, la que es representada por una razón matemática de 3.6 partes de humedad a 1 parte de proteína. A medida que el contenido de proteína aumenta o disminuye, el contenido de humedad también aumenta o disminuye respectivamente a razón de 3.6:1. Normalmente, a medida que el contenido de grasa aumenta o disminuye, la combinación de humedad y proteína se desplaza en dirección opuesta.
En el músculo el agua se encuentra en una proporción de 70% en las proteínas miofibrilares, 20% en las sarcoplásmicas y 10% en el tejido conectivo. En la carne se encuentra de tres formas (según Fennema 1970):
Agua de constitución.
El 4-5% del agua total de la carne se encuentra ligada químicamente; la mayor parte está ligada electrostáticamente a la proteína y la fuerza de la molécula proteica depende del pH. . El agua ligada es la más fuertemente atada y no es afectada por la adición de sal o cambios en el pH. Sin embargo, la cantidad de agua ligada es reducida a medida que el músculo entra en el rigor mortis y durante la cocción.
Agua de interfase.
Se divide en agua vecinal (formando de dos a cuatro capas) y agua multiplicada (más lejana de las proteínas)
Agua normal.
Se divide en: agua retenida en el músculo (envuelta en las proteínas gel) y agua libre, que es la primera que se libera en los tratamientos térmicos a que es sometido el alimento.
Figura 9. Formas de ubicación del agua en el músculo
Funciones:
• Disolución y dispersión de los ingrediente secos • Extracción de proteína durante el procesamiento. • Suaviza textura en productos bajos en grasa.
• Reduce el aumento de temperatura al emulsificar mezclas • Reduce costos de materias primas.
1.2.3 Grasas
Son sustancia conformada por carbono, hidrógeno y oxigeno; estos elementos se encuentran formando parte de los triglicéridos que son los constituyentes de las grasas naturales, animales y vegetales.
El tejido graso de las canales tiene un 70% de triglicéridos, o grasa verdadera, y el
como el colesterol y otros. Las grasas animales contienen cantidades apreciables de ácido olérico, palmítico y estereárico.
Las grasas se diferencian exteriormente por su consistencia color, olor y sabor. De su consistencia y sabor depende su uso en salsamentaria. A mayor número de ácidos grasos insaturados es más blanda. En los porcinos la segunda característica tecnológica, después de la CRA, es el índice de yodo y el punto de fusión de las grasas que reflejan la composición de los lípidos.
En las grasas animales los ácidos grasos saturados son hexadecanóico (ácido palmítico) y octadecanóico (ácido esteárico), cuyas temperaturas de fusión son de 62,9 y 69,6° C, respectivamente. Tienen olor penetrante y sabor repugnante que se debilitan hasta ser casi inoloros e insípidos; son poco solubles en agua y solubles en solventes orgánicos. Los acidos grasos insaturados (oleico y linoleico). La proporción entre ácidos grasos saturados e insaturados varía según la especie. La grasa de cerdo tiene mayor proporción de ácidos grasos insaturados y por lo tanto es más reactiva y susceptible de procesos deteriorativos como la oxidación. Las grasas animales son: sólidas (sebos), semisólidas(mantecas) y líquidas(aceites).
Las grasas de los animales de abasto se diferencian exteriormente por su consistencia, olor, sabor y color, que dependen de su composición. De la consistencia y el sabor depende el uso para elaborar productos cárnicos. Está determinada por el punto o temperatura de fusión; para elaborar productos cárnicos se necesitan grasas duras (no sebos), con un punto de fusión cercano a 35°C.
Las grasas blandas tienen un porcentaje alto de ácidos grasos insaturados. El sabor de las grasas animales depende de las sustancias que la acompañan del contenido de ácidos grasos insaturados y de cadena corta. Las grasas para uso industrial deben ser duras, blancas, con alto punto de fusión (sin ser sebos) y resistentes a la hidroperoxidación. El contenido de carotenoide determina su blancura.
La grasa de cerdo es la más utilizada por la industria cárnica por sus características físicoquímicas y organolépticas, las cuales son transmitidas a los productos procesados. Se usa la grasa de los tejidos como la dorsal, la de pierna y de papada
La grasa en los productos cárnicos contribuyen a la jugosidad y sabor, son ingredientes económicos en la formulación y constituyen la fase dispersa en las emulsiones cárnicas, dan una muy buena textura y sabor a los productos.
Cuadro 2. Porcentaje de grasas.
1.2.4 Minerales
Son sustancias que participan en la conformación del cuerpo humano y el de los animales actúa como iones. Son elementos inorgánicos esenciales en la dieta humana; su contenido en la carne es del 0,8-1,8%.
Las carnes, en general son ricas en hierro y fósforo, pero contienen pequeñas cantidades de calcio. Contribuye en ladieta con cantidades apreciables de potasio y magnesio.
1.2.5 Vitaminas
La niacina y la B12 son vitaminas que se encuentran en cantidad importante en la carne. Las B1 y B2 son en menor cantidad y muy escasas las vitaminas C y E; hay trazas de vitaminas A y D.
1.2.6 Carbohidratos
Los carbohidratos son menos del 1% del peso de la carne, la componen el glucógeno y el ácido láctico. El glucógeno es el carbohidrato que se encuentra en el cuerpo del hombre y de los animales, en el hígado y los músculos; se forma a partir de la glucosa y es utilizada como sustancia de reserva energética.
El glucógeno muscular puede emplearse directamente para obtener energía; el colágeno hepático (no se debe gastar), solo pasa a glucosa al descender los carbohidratos en los músculos y la sangre. La glucosa es transportada por el torrente sanguíneo hasta las células musculares que trabajan lo que indica que los músculos trabajaron demasiado produciendo animales cansados, que contraen pocos carbohidratos; esto es perjudicial en el proceso de maduración de la carne. El contenido promedio de glicógeno en los músculos de los animales de abasto es de 0,05-1,8%. La carne de caballo tiene un alto contenido 0,3-0,9% con el cual se
puede diferenciar analíticamente la carne de esta especie de otras. El hígado de animales de abasto tiene de 2,8-8% de este carbohidrato.
1.2.7 Sales.
Se encuentra en la carne los fosfatos de potasio, calcio y magnesio, las sales de hierro y en poca cantidad cloruro sódico.
Cuadro 3. Composición química de diferentes carnes
Res Cerdo Cordero Ternera Conejo Hígado Pollo Pavo Pato
Calorías 123 123 162 106 137 153 106 105 137 Proteína 20 22 21 23 22 20 24 24 20 Grasa 5 4 9 2 6 7 1 1 7 Grasa saturada 1.9 1.4 4.2 0.6 2 2.2 0.3 0.3 2 Grasa poliinsatu. 0.2 0.7 0.4 0.3 1.8 1.9 0.2 0.2 1 Grasa monoinsa 2.1 1.5 3.3 0.7 1.3 1.3 0.5 0.3 3 Hierro 2 1 2 1 1 8 1 0.3 2 Zinc 4 2 4 2 1 8 1 1 2 Magnesio 29 27 19 Selenio 3 13 1 9 17 22 Vitamina B6 0.5 0.8 0.3 Vitamina B12 2 1 2 2 10 100
1.3 Características Sensoriales 1.3.1 Jugosidad
La jugosidad de la carne se relaciona con la humedad y liberación de fluidos durante la mordida, la jugosidad es debida a la liberación del suero y a la estimulación de la grasa con la producción de saliva.
La relación de la jugosidad de la carne con el contenido de grasa es proporcional. La carne veteada de los animales maduros produce mayor jugosidad que los animales jóvenes. En los animales jóvenes inicialmente la jugosidad es alta pero al final del masticado es seca y rigida.
La carne blanda libera rápidamente los jugos al ser masticada. En carnes duras la jugosidad es mayor y constante si se liberan los jugos y grasa lentamente.
El proceso de cocción influye en la jugosidad, tratamiento en donde se produce la mayor retención de fluidos y grasa dan como resultado carnes más jugosas. Las carnes de cerdo, ternera y cordero se cocinan por más tiempo y son menos jugosa que las de vacuno (Lawrie, 1966). Una temperatura baja al asar en horno produce menores pérdidas al cocinado y una carne más jugosa (Cross et al.,1979 y Harrison, 1978)
1.3.2 Aroma y sabor:(Irwin Hornstein y Aaron Wasserman).
La carne cruda fresca presenta un olor suave a ácido láctico comercial. La carne de cerdo macho adulto en ocasiones presenta olor sexual. Una carne almacenada en malas condiciones desarrolla aromas proteolíticos por la descomposición proteíca, olores acres o pútridos por el crecimiento microbiano, u olores rancio por la descomposición de la grasa.
El sabor a suero de la carne cruda es debido a la combinación de sales y saliva. El sabor a caldo se relaciona con el sabor a suero. El sabor de la carne de vacuno no madurado es metálica y astringente y carece de flavor típico de la carne de vacuno, el flavor a vacuno se desarrolla en aproximadamente ocho días de maduración. El aroma de la carne de cerdo se denomina suave y dulce. El aroma de la carne de cordero tiene un flavor a animal y grasiento.
El sabor característico de la carne curada cocinada se debe a los ingredientes empleados en el proceso de curado. La adición de humo en los productos carnicos da un sabor y un aroma característicos. La utilización de nitritos tiene como propósito fijar el color y ayuda al sabor de las carnes tratadas con este aditivo.
El aroma a carne enlatada se debe al tratamiento térmico utilizado para alcanzar las temperaturas de esterilización, en mayor medida que a la contribución del estaño de la lata.
1.3.3 Textura.
Es la sensación que percibe de la carne el consumidor y que está directamente relacionado con la ternura y la jugosidad. Depende del tamaño de las haces de las fibras musculares; el tamaño de las haces depende de número y del diámetro de fibras que contiene.
La ternura es una medida de la textura y se obtiene durante la maduración de la carne. En la ternura se valora la facilidad del corte y masticado. La ternura está determinada por los siguientes aspectos:
• La proporción de tejido conectivo: la cantidad de colágeno es casi igual en animales jóvenes y adultos, la diferencia está en que la de los jóvenes es más soluble y esto hace la carne más tierna.
•
• La estructura y estado de las fibras musculares y de sus haces: si está o no en rigor mortis.
• La edad de sacrificio: aumenta el grosor de las fibras y la cantidad de tejido conjuntivo.
• El sexo, el régimen alimenticio y el grado de cebo: estos factores también afectan la textura de la carne.
• El Frío: en congelación y descongelación pueden endurecer la carne, especialmente cuando se aplica antes del rigor mortis. La alta concentración de calcio durante el rigor provoca mayor contractibilidad; la aplicación de inyecciónes de fermentos proteólicos antes del sacrificio mejora la ternura del ganado vacuno; son inocuos porque se destruyen con la cocción de la carne
&
)
-" %
1.4 Transformación del músculo en carne
Después de la muerte del animal, una de las modificaciones mas características del tejido muscular es la perdida de sus propiedades elásticas. Las reacciones bioquímicas que entran en juego para explicar la conversión del músculo en carne son muy complejas y para ello se requiere de conocer acerca de los procesos oxidativas energéticos de obtención de energía, que es la Glucólisis. Por medio de este proceso se obtiene energía metabólica.
La glucólisis o glicólisis es la consecuencia de reacciones que convierten la glucosa en un compuesto químico llamado piruvato o ácido pirúvico en condiciones aerobias y en condiciones anaerobias en lactato.
En los seres vivos, se realiza la glucólisis aeróbica en el citoplasma de todas las células a partir de moléculas de glucosa obtenidas de la degradación del glicógeno almacenado en el hígado. Las reacciones químicas empiezan con la glucosa y terminan con la formación de piruvato, éste se transforma en oxalato, compuesto químico que se encuentra entre el citoplasma celular y las mitocondrias. Cuando el piruvato se convierte en oxalato, comienza en la mitocondria el ciclo de Krebbs o ciclo de los ácidos tricarboxílicos, para la obtención de energía corporal. Dentro de las tranformación de glucosa a piruvato, hay formación de energía (formación de 2 moléculas de ATP), por lo cual la glucólisis puede continuar hasta la formación de piruvato.
La glucólisis tiene dos objetivos importantes:
- conversión de glucosa a piruvato en presencia de oxigeno sanguíneo
- formación de 2 moléculas de ATP para continuar con los procesos de formación de ácidos láctico y ciclo de Krebbs.
En la glucólisis anaeróbica (cuando el animal muere), cesa el suministro de oxigeno, entonces las reacciones químicas de glucólisis toman otro camino, no se produce piruvato, sino se produce lactato que queda acumulado en el citoplasma celular y no hay formación de oxalato y no se presenta el ciclo de Krebbs. De esta forma hay una acumulación de lactato en los tejidos biológicos que modifica el pH del citoplasma afectando la función de las enzimas de la glucólisis para la formación de moléculas de ATP.
& .
' % % % %
! % " *+ /
RIGOR MORTIS
Después de la muerte del animal se originan transformaciones bioquímicas, especialmente reacciones de hidrólisis que conducen a la desaparición de las reservas de energéticas del músculo (ATP). La velocidad e importancia de estas reacciones condicionan la calidad de las carnes comestibles.
El rigor mortis es el proceso por el cual los músculos de los animales se convierten en carne. Este proceso ocurre después de la muerte del animal y se caracteriza por la rigidez e inextensibilidad de los músculos. El rigor mortis comienza cuando termina la glucólisis aerobia y comienza la glicólisis anaeróbica.
La rigidez e inextabilidad del músculo es responsabilidad de una unión irreversible de las proteínas contráctiles del sarcolema de la carne: La actina y la miosina. Como esta presente la glicólisis anaerobia, la cantidad de ATP formado es insuficiente para separar estas dos proteínas.
El pH del músculo vivo es de 7.0, luego del sacrifico el pH desciende rápidamente. Este descenso del pH esta estrechamente relacionado con la acumulación de lactato en el músculo hasta niveles de 5.7 – 5.8.
Las enzimas responsables de la formación de los productos de la glicólisis se desnaturalizan progresivamente a medida que el pH sigue descendiendo (en torno a pH 5.5). Cuando el pH alcanza valores cercanos a 5.5, las proteínas del músculo empiezan también a sufrir modificaciones que alteran sus propiedades funcionales, ya que la mayoría de estas proteínas tienen sus puntos isoeléctrico en pH a 5.5. Esta desnaturalización de las proteinas del músculo hace que desaparezca las interacciones proteina- agua y se favorezcan las interacciones proteina- proteina que afectan la capacidad de retención de agua. Las proteinas en este estado son fácilmente susceptibles de ataques por parte de proteasas , ya que el pH 5.5 favorece la acción de éstas.
Las proteasa que afectan al sistema proteico son: capaina I y II (degradan triponina, tropomiosina, proteinas C y M). Las captesinas (que degradan las proteinas lisosomales, miosina, actina, colágeno, troponinas y tropomiosinas). Las
a pHs más bajos que las calpaínas. Se consideran que estás dos enzimas actúan sinergicamente sobre el sistema proteico en la rigidez cadavérica para la modificación de la capacidad de retención de agua que afecta desfavorablemente la ternura de la carne.
La intensidad de los fenómenos que acompañan a la rigidez cadavérica depende, especialmente, del estado nutricional del animal en el momento de su
muerte y de la temperatura a la cual se almacena la carne.
La relación de la temperatura en este proceso se analiza: Después de la muerte, el enfriamiento controla el descenso del pH y evita la desnaturalización de las proteinas de la carne y asi aumenta la capacidad de retención de agua, y disminuye el ataque por microorganismos. Si no se enfría rápidamente, el pH desciende rápido y puede romper la estructura de las fibras musculares y una gran parte del agua del gel miofibrilar se expulsa hacia los espacios intercelulares o se exude fuera del tejido, con lo que la textura de la carne sé modificada.
En casos en que el pH del músculo baja más rápidamente que lo normal, el músculo seguramente resultará ser pálido, suave y exudativo (PSE). El otro extremo de calidad es el producto oscuro, firme y seco (DFD), el cual ocurre más en la carne de res.
Carnes PSE
Cuando el pH del músculo baja rápidamente, es debido a: Enfriamiento lento, cantidad producida de lactato por ayuno prolongado antes del sacrificio y estrés en el animal, esto produce una carne pálida, suave y exudativa ( PSE). El glucogeno se transforma en ácido láctico por medio de reacciones de glicólisis anaeróbica hasta alcanzar pHs menores de 5.9. La carne PSE tiene un color pálido y sufre perdidas por goteo por tener baja capacidad de retención de agua , esto es debido , una vez más, por la rápida caída en el pH y da como resultado bajo rendimiento en los productos carnicos curados. El utilizar esta carne no es económicamente rentable y se presentan algunos defectos en los productos elaborados con este tipo de carne. Entre ellos tenemos.
• Mayores pérdidas durante la cocción y el curado. • Mayor proporción de gelatina en los enlatados. • Excesivas mermas de la carne fresca por exudación.
• Coloraciones variadas e irregulares especialmente blanca lechosa en la carne de cerdo, que no es muy agradable organolépticamente.
• Carnes DFD
Una aplicación de temperaturas de refrigeración después del sacrificio, asegura el control de la caída del pH para producir carne oscura, dura y seca ( DFD). Según algunos autores la carne DFD es la más apetecida por los procesadores de carnes por su alto pH (6.3 – 7.0), que se ubica entre el pH del animal cuando esta vivo. Esto se traduce en que el animal fue sometido a un ayuno adecuado y que las reservas de glucogeno son pocas o casi nula (que hace imposible la fermentación anaeróbica o glicólisis anaeróbica), para así ser poca también la cantidad de ácido láctico formado, entonces el lactato existente es el proveniente de otras fuentes de la célula, pero no por vía glucolitica. A este pH las proteinas tienen capacidad de retención de agua a causa del pH lejano a sus puntos isoelectricos, pero hace que esta sea más susceptible al ataque microbiano.
Figura 10. Variación del pH post-mortem para carnes normales, DFP y PSE
7.0 oscuro 6.5 Ligeramente oscuro Normal pH 6.0 Normal pero Levemente pálido 5.5 5.0 Extremadamente
Oscuro pero pálido
exudativo
1 2 3 4 5 6 24 Tiempo (horas) “post-muerte”
1.4.1 Maduración de la carne.
La maduración de la carne se realiza con el fín de mejorar la palatabilidad, manteniendola a temperaturas entre 0 y 5 ºC por un periodo de tiempo. Con el proceso de maduración se busca disminuir su dureza y desarrollar el sabor.
Marsh et al (1981) han mostrado que la maduración de la carne se presenta en las primeras 3 semanas luego del sacrificio. Las temperaturas y los pH altos en la canal aceleran el proceso de maduración. Canales a 37ºC durante un periodo de 3 horas, produce una disminución de la dureza, tanto en canales magras como grasas.
El mecanismo por el que ocurre la disminución de la dureza durante la maduración es debido a las enzimas endógenas del músculo, tales como las catepsinas, el factor activado por el calcio u otras proteasas (Bird et al., 1980) 1.5 Metodos de conservación y almacenamiento de la carne.
Con los diferentes métodos de conservación y almacenamiento se busca también prestar atención al efecto del método sobre la calidad del producto, los riesgos para la salud del consumidor y el manipulador, el mal uso del método, los problemas de distribución y comercialización y la evaluación ingenieril y económica del método a utilizar.
1.5.1 Refrigeración y la congelación.
Estas dos opciones permiten conservar la carne, manteniendo las características de calidad y evitan la pérdida de peso.
La refrigeraciópn es el proceso de retirar el calor de la carne reduciendo su temperatura y mateniendola en un nivel adecuado sin llegar a su punto de congelación o formación de cristales. La temperatura debe estar entre -8 a- 15ºC, una humedad relativa de 85-95% y una velocidad de aire de 0.5-1.5m/5 seg. La refrigeración ayuda a que la maduración enzimática de la carne no suceda en forma apresurada y de esta forma se limite el desarrollo de microorganismos y alteraciones de tipo bioquímico.
La superficie de la canal de vacuno retiene gran cantidad de agua exudada o de limpieza que suministra enfriamiento evaporativo adicional al derivado de las perdidas de peso real, estas canales se pueden enfriar en una noche, lo cual produce una merna de 0.75 a 1.25%. y el enfriamiento aplicado a las canales porcino pueden producir una merma de 2%. El enfriamiento inadecuado de las canales produce enmohecimiento o decoloración de la superficie.
La refrigeración rápida se alcanza empleando la prerrefrigeración. Esta consiste en llevar la canal, inmediatamente después del sacrificio a un cuarto con una temperatura de -10ºC con una fuerte circulación de aire y un tiempo de 3 horas, luego se traslada la carne a un cuarto con temperatura de -1ºC y humedad relativa de 90% completandose la refrigeración.
Cuando no se tienen cuartos para la prerefrigeración rápida, se colocan las medias canales a temperatura de -0.5ºC con el 90% humedad relativa y circulación de aire y en 24 o 30 horas se alcanzan la temperatura ideal para conservación del producto.
La congelación es un proceso en el cual la carne se somete a temperaturas menores a las de su punto de congelación o sea temperaturas a las cuales el agua libre se congela. El producto final es un bloque sólido, es el cambio de liquido a sólido implica pérdida de energía, se considera la carne congelado cuando el 80% del agua libre esta a -10ºC. El centro térmico del producto debe estar congelado a temperatura de -18ºC.
La velocidad de congelación puede ser rápida o lenta. En la congelación rápida el avance del frente de hielo desde la superficie hasta el centro del producto es de 5 centímetros o mayo de 5 por hora. En la congelación lenta el avance del frende de hielo desde la superficie hasta el centro de la carne es de menos de 0.1cm por hora.
En la congelación lenta se forma menor número de cristales y estos cristales son irregulares y de gran tamaño afectando las paredes de las células, pérdiendo su contenido de agua y nutrientes en la descongelación.
En la congelación rápida la formación de los cristales adentro y fuera de la célula son simultáneos, el agua no se difunde tan rápido al espacio extracelular, y se forma mayor número de cristales que no rompen la membrana por ser homógeneos y pequeños, conservando la carne al ser descongelada.
Entre los sistemas de descongelación tenemos:
• Congelación por aire forzado. La velocidad del aire debe ser superior a 3 metros por segundo y temperatura de -30ºC. Esta congelación puede ser continua en la cual se introduce la canal en el túnel a velocidad constante en un tiempo determinado hasta alcanzar la congelación, luego de la congelación el producto es trasladado a los cuartos de conservación.
• Conservación por contacto. Se introduce el producto entre dos placas de metal en cuyo interior se efectúa la expansión del líquido refrigerante. Las placas tienen una temperatura de -35ºC. Por presión hidráulica, se puede favorecer el contacto. Este sistema se utiliza para carnes despiezadas.
• Congelación por inmersión o aspersión, se emplean soluciones que no se congelan o líquidos refrigerantes.
• Descongelación en cámaras refrigeradas a temperaturas inferiores a +4°C. Para disminuir la duración de la descongelación, se cortan los bloques de carnes congeladas. Los trozos son almacenados en bolsas apiladas. La descongelación es larga, puede ser hasta una semana. Teniendo en cuenta que el espacio ocupado es importante, así como la exudación.6
• Descongelación en túnel con aire a temperatura ambiente es tan larga como la descongelación en cámaras refrigeradas y los inconvenientes son los mismos, siendo los riesgos microbianos considerables. Para acelerar este proceso, la operación puede ser efectuada en cámaras ventiladas donde la higrometría es elevada (mas de 80%), lo que disminuye el fenómeno de exudación
• Descongelación por micro-ondas es difícil de realizar a causa de las zonas de recalentamiento en la superficie de los trozos de carne. Es además costoso en inversiones y en funcionamiento. Su única ventaja es la rapidez (algunos minutos) y que la exudación es reducida., pero se debe tener cuidado de que la carne no sea tratada con las microondas por encima de los 20-25°F (-7 a -4°C). De otra manera, ocurrirá una cocción localizada de la carne, lo cual reducirá aún más la capacidad de retención.
• Descongelación al vapor tiene por principio poner trozos de carne (de tamaño pequeño y regular) en un recinto donde se inyecta vapor, el que se condensa al contacto con la carne fría y libera su calor de condensación. Este método es bastante corto, no provoca exudación y las incidencias sobre la calidad parecen favorables.
La pérdida de agua, esta no es reabsorbida y da lugar a exudación. Este fenómeno se da por condensación de agua en la superficie fria de la carne, descongelada la superficie se produce evaporación del agua previamente formada y del agua no reabsorbida por los tejidos musculares.
Los microorganismos sobrevivientes pueden reiniciar su actividad metabólica en la superficie de la carne. Para evitar el desarrollo de bacterías mesófilas se debe mantener la superficie a temperaturas bajas. La descongelación se debe hacer a 4ºC en recintos cerrados.
Piñeros, Gregorio. Tecnología para la elaboración y control de la calidad de productos carnicos. Universidad Nacional de Colombia.
El empaque es de importancia para el proceso de congelación sirve para contener el producto y evitar pérdidas por humedad. Este material deber tener:
• Baja tasa de transmisión del vapor de agua • Baja tasa de transmisión de gases
• Baja resistencia estando húmedo • Resistencia a las grasas
• Resistencia a temperaturas más bajas que las de congelación • Exento de sabores, olores y sustancias toxicas
• Fácil manutención. • Precios aceptables.
1.5.1.1 Efectos de la congelación sobre la Capacidad de Retención de Agua Se considera que la carne congelada tiene, en general, una capacidad de ligazón reducida en un 10% en comparación con carne fresca no congelada. Esta reducción en la capacidad de ligazón se debe al daño que le ocurre a las proteínas cárnicas durante la congelación inicial, el almacenamiento y la descongelación. Se asume que la cifra de 10% se estimó de carne congelada y descongelada incorrectamente, de modo que la carne congelada y descongelada correctamente debe tener una capacidad de ligazón mucho mayor.
La velocidad de congelación no es el único factor involucrado, sin embargo, ya que carnes congeladas criogénicamente que se almacenan a temperaturas por encima de los 0°F(-18°C) permitirán que los cristales crezcan más rápidamente, eventualmente ocasionando el mismo problema que si la carne hubiera sido congelada muy lentamente. Esto es también un problema en congeladores que no mantienen las temperaturas uniformemente bajas, tales como congeladores de descongelado automático. El tiempo de almacenamiento congelado es también un factor que afecta la CRA; mientras más tiempo se almacena la carne congelada, mayor será la purga durante la descongelación.
La descongelación es la tercera oportunidad de reducir la CRA de la carne congelada. La descongelación es, por naturaleza, un proceso más lento que la congelación y la mayoría de los intentos de acelerar este proceso son dañinos para la carne. Un rápido templado de la carne con agua caliente puede causar la desnaturalización de proteína y, si la carne no está empacada, el contacto directo entre la carne y el agua resultará en una pérdida de proteína de la carne.
