Trabajo de investigación parámetros fisicoquímicos para determinar la calidad de la carne






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“Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático”



FACULTAD DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y URBANISMO

ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL Y COMERCIO EXTERIOR

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS PARA DETERMINAR LA CALIDAD DE LA CARNE
Asignatura: Tecnología de Alimentos I

Docente: Ing. Williams Castillo Martínez

Integrantes: Meneses Peralta, Juan Enrique

Morellya Lisseth Aspíllaga Arrascue

Martha Calderón Quiroga

Ciclo: III

Sección: “A”

Fecha: 12/11/2014

Pimentel - Perú

2014

  1. Introducción:

Los parámetros de calidad son de gran importancia a la hora de evaluar los procesos realizados a través de las diferentes áreas de la empresa, por esto se realizó en seguimiento de los procedimientos que llevarán a un mejoramiento comenzando desde el momento de recepción de la materia prima cárnica, y pasando por cada uno de los procesos de transformación hasta llegar a un producto terminado que genere una satisfacción en el consumidor final. Dentro de estos parámetros están el pH, la temperatura, el color, el mezclado, el peso, el empaque, entre otros; los cuales son analizados profundamente para garantizar el producto terminado; al contar con estas óptimas condiciones y unido a un excelente y ordenado proceso de producción generará un producto de óptima calidad que será posicionado tanto en el mercado nacional como internacional.
La carne fresca por su composición química y por su elevada actividad de agua, es un producto altamente perecedero. Una vez sacrificado el animal, la carne está expuesta a la contaminación por una diversidad de microorganismos que conducen inevitablemente a su alteración. A todo esto hay que unir el riesgo de la presencia de microorganismos patógenos y de sustancias tóxicas. En consecuencia, la vida útil de la carne fresca es muy corta.

La tecnología de los alimentos dispone de métodos de conservación que pueden controlar adecuadamente la actividad enzimática y los procesos fisicoquímicos que alteran los productos y limitar o anular por completo la actividad de microorganismos. La inhibición que consiguen esos métodos de conservación puede ser, por tanto, parcial o total.

La conservación de los alimentos puede llevarse a efecto por procedimientos químicos (modificando la composición de los productos) o físicos (por la acción de determinados factores externos). Por ello, la elaboración de productos cárnicos debe entenderse hoy en día como una forma de ofrecer al consumidor una mayor diversidad y calidad de los alimentos, es decir, como un proceso de transformación.

Se denomina carne a la estructura compuesta por fibra muscular estriada, acompañada o no de tejido conectivo, grasa, fibras nerviosas, vasos linfáticos y sanguíneos, de las especies animales autorizadas para el consumo humano. La calidad de este producto obedece a un sinnúmero de factores que incluyen la raza, la localización anatómica, el sistema de producción, el tipo de sacrificio y procesamiento, así como el sistema de comercialización, entre otros.

El proceso de obtención de carne inicia con el traslado de los animales de abasto a la planta de sacrificio; ésta y todas las operaciones pre-mortem provocan un estado de estrés, por lo que es necesario mantener las condiciones que coadyuven al bienestar animal. El sacrificio desencadena múltiples cambios bioquímicos que llevan a la transformación del tejido muscular a carne. A medida que disminuye la concentración de oxígeno muscular se establece un metabolismo anaerobio y acumulación de ácido láctico que provoca una reducción del pH, desde valores próximos a 7 en el animal vivo, hasta alcanzar un pH entre 5.3-5.7 a las 24 horas post-mortem. El pH de la carne aumenta gradualmente por el incremento en bases volátiles a medida que se suscitan reacciones de proteólisis, descarboxilación y oxidación, entre otras, que en estado avanzado son responsables de su deterioro. Las características de color, jugosidad y textura, además de otras propiedades como la capacidad de retención de agua (CRA) y la capacidad de emulsión (CE), dependen en gran medida del pH de la carne, por lo que estas variables se consideran los principales indicadores de la calidad de la carne fresca, así como de su aptitud tecnológica para la elaboración de productos cárnicos.


  1. Fundamento Teórico

2.1 pH

El pH del tejido muscular del animal vivo es prácticamente neutro. Cuando el animal muere, el músculo se ve privado de riego sanguíneo y por lo tanto de oxígeno. Esto hace que se bloquee la síntesis de ATP, que es la fuente ordinaria de obtención de energía muscular, con lo cual el músculo se ve obligado a adquirir esa energía por vía anaerobia a partir del glucógeno de reserva, dando lugar a la producción de ácido láctico (Monin, 1988). Mientras exista glucógeno se produce ácido láctico, descendiendo el pH hasta que se interrumpen los fenómenos glucolíticos o bien hasta que se inactivan las enzimas que rigen el metabolismo muscular (Lawrie, 1998).
Tanto el valor final del pH (aproximadamente a las 24 h. después del sacrificio) como la velocidad de caída del mismo durante la transformación del músculo en carne, afectan a las características organolépticas (color, jugosidad, flavor...) y tecnológicas de la misma (capacidad de retención de agua, capacidad de conservación) (Sañudo, 1991)
El pH último, esta correlacionado negativamente con la actividad ATPasa miofibrilar y tiene poca relación con el potencial glucolítico, siendo la evolución del pH muy útil para conocer el estado en que se encuentra el músculo en la fase entre el sacrificio y la instauración del rigor mortis.
Otro factor a tener en cuenta es la temperatura del músculo ya que también modula la velocidad de la glucolisis post-mortem, de modo que temperaturas elevadas (alrededor de 40ºC) aceleran el descenso del pH, alcanzándose el pH final en menos tiempo (Pearson y Young, 1989).
Dada la relación que existe entre el descenso del pH y la transformación del músculo en carne, la determinación de este parámetro constituye una buena medida para conocer el proceso de maduración y valorar la calidad de la carne como producto final del mismo (Purchas, 1990). En este sentido Jeremiah et al. (1991) propusieron identificar canales consideradas como duras mediante el valor final del pH, llegando a la conclusión de que valores comprendidos entre 5.8 y 6.2 tomados en el músculo Longissimus dorsi en ganado bovino de varias razas daban lugar a canales que el consumidor apreciaba como duras. Igualmente Beriain y Lizaso (1997), señalan que a medida que se hace mayor la velocidad de caída del pH y disminuye el pH final de la carne, aumenta su dureza y la cantidad de jugo expelido.
La depleción de glucógeno muscular dependerá en gran medida de todos aquellos factores que causan estrés a los animales, entre los que cabe citar el ruido, los movimientos bruscos, los olores nuevos, la privación de agua y alimento, las temperaturas extremas, las instalaciones inadecuadas, los tiempos prolongados de espera, la ruptura de grupos sociales establecidos y la agrupación de animales de distinta procedencia.
A diferencia del ganado porcino y vacuno, el ovino resulta ser poco susceptible a los efectos del estrés (Charpentier y Goutefongea, 1966), por lo que no presenta los problemas característicos del mismo, como serían los derivados de valores del pH anormales. Así un pH final elevado da lugar a carnes oscuras, con mayor capacidad de retención de agua, de consistencia firme, aspecto seco en su superficie y peor conservación (DFD: Dark, firm, dry), sobre todo en vacuno y porcino (Fischer y Hamm, 1980). La luz es absorbida por la estructura ordenada y traslúcida de las fibras musculares, la reflexión es baja y las superficies aparecen por ello oscuras. El elevado pH proviene de la utilización de las reservas de glucógeno muscular antes del sacrificio lo que da lugar a una escasa formación de ácido láctico post-mortem.
Un pH último bajo dará lugar a carnes más claras, blandas y con menor poder de retención de agua (PSE: pale, soft exudative). Se debe a la aparición de un metabolismo glicolítico muy rápido que determina una velocidad de descenso del pH y una progresiva desaparición de ATP muy rápida. En este caso las fibras musculares separadas dan lugar a una estructura desordenada con un gran espacio extracelular y la luz se refleja en mayor proporción desde la superficie (Mac Dougall, 1970).
2.2 Capacidad de retención de Agua y pérdidas por cocción.

La carne cruda de los mamíferos inmediatamente después del sacrificio contiene, por término medio, un 75% de agua (Lawrie, 1998), porcentaje que varía con la especie de procedencia y el músculo que se considere. Parte de este agua se pierde por evaporación durante el enfriamiento de las canales (las de bovino pierden hasta un 2% de su peso y en corderos lechales estas pérdidas pueden llegar a ser de un 5%) o por goteo, como consecuencia de la sección de los tejidos (según el grado de división de la carne puede perderse hasta un 6%, porcentaje que llega a doblarse tras la descongelación y que puede ser mayor aún en las carnes PSE). Las mayores pérdidas de agua, sin embargo, se producen en el cocinado de la carne, pérdidas que pueden superar el 40% (Offer y Knight, 1988). Parece, pues, más que justificado el interés por estudiar la capacidad que tiene la carne para retener el agua, tanto cruda como cocinada.
Hamm (1960) define la capacidad de retención de agua (CRA) como la propiedad que tiene la carne para retener su agua constitutiva tanto durante la aplicación de fuerzas externas como por otros tratamientos. Sañudo et al. (1992a), la define como la capacidad de la carne para retener el agua que ella misma contiene cuando se aplican fuerzas externas como cortes, calentamiento, trituración y prensado lo cual presenta un gran interés durante su conservación, fileteado, cocinado y transformación.
La CRA contribuye a la calidad de la carne (Hamm 1960) y de sus productos derivados, estando relacionada con la textura, terneza, y color de la carne cruda y con la jugosidad y firmeza de la carne cocinada (Offer et al., 1989).
El parámetro de calidad más afectado por la CRA es la jugosidad. Al hablar de la jugosidad de la carne se pueden distinguir dos estadios. En primer lugar aparece una jugosidad inicial, que produce sensación de humedad al inicio de la masticación, debido a una rápida liberación de jugo, y que depende básicamente de la capacidad de retención de agua de la carne.

Posteriormente, aparece una jugosidad continuada, mantenida o sostenida, la cual está determinada por la cantidad de grasa que esa carne posea.

La grasa que presenta la carne, estimula la secreción de saliva por lo que según algunos autores (Jennings et al., 1978; Sañudo, 1992b), la carne de los animales con mayor estado de engrasamiento es más jugosa. Esto podría explicarse por el efecto que la grasa intramuscular ejerce sobre la microestructura de la carne, permitiendo la retención de una mayor cantidad de agua (Hamm, 1960). También cuanto más tierna es la carne se liberan, más rápidamente los jugos durante la masticación y es mayor la sensación de jugosidad que se produce.
La CRA se supone producida, en primer lugar, por una inmovilización del agua de los tejidos en el sistema miofibrilar (Hamm, 1985); más específicamente debido a que el agua se mantiene atrapada en el músculo por acción capilar.

Según describe Hamm (1963) el 70% del agua constitutiva de la carne fresca se encuentra localizada en las miofibrillas musculares, el 20% en el sarcoplasma y el resto en el tejido conjuntivo. Del total de agua del músculo un 4-5% se encuentra asociada a los grupos polares de la proteína se conoce como "agua ligada". Este grado de unión depende de la solubilidad proteica y esta a su vez del estado de las proteínas miofibrilares (Sayre y Briskey, 1963) y del pH. Así el agua ligada permanece fuertemente unida a las proteínas, incluso cuando se aplican fuerzas externas sobre el músculo. A medida que se alejan de los grupos reactivos de las proteínas se disponen moléculas de agua unidas por fuerzas de menor intensidadeste agua se denomina "inmovilizada" y la cantidad que se desprende depende de la intensidad de la fuerza externa aplicada sobre el músculo. El agua que se mantiene unida a la estructura del músculo únicamente por fuerzas superficiales se denomina "agua libre" y se libera fácilmente del mismo al aplicar una fuerza externa (Forrest et al., 1979).
La capacidad de retención de agua tiene gran importancia en los procesos tecnológicos a que se ve sometida la carne, y también puede ser indicativo de manipulaciones fraudulentas como ocurre en el caso de la carne con escasa capacidad de retención de agua, lo cual lleva consigo, mayores pérdidas por oreo de la canal, mayores pérdidas al despiezar y filetear, etc. (Sañudo et al., 1992c).
Respecto a las "pérdidas por cocinado" se producen por la rotura de la membrana celular, y por las modificaciones que sufren las proteínas en relación a su estructura tridimensional con el calentamiento. La mayoría de los autores consultados señalan pérdidas superiores en la carne sometida a un cocinado lento (Abougroun et al., 1985; Pospiech y Honikel, 1991), mientras otros tienen una opinión opuesta (Appel y Löfqvist, 1978; Choun et al., 1986), hay una tercera postura que señala que el grado de cocinado no afecta la CRA del tejido muscular (Tyszkiewicz y Tyszkiewicz, 1966). Sin embargo, como indica Sierra, (1977) hay que tener en cuenta, no solo el tiempo de cocción sino también el tipo de cocinado, en función de la temperatura, presencia de agua, calor directo, tamaño, grosor y preparación previa de la pieza.
2.3 Color.

Desde un punto de vista físico el color de la carne es el resultado de la distribución espectral de la luz que incide sobre ella, y de la intensidad de la luz reflejada por su superficie.

En la percepción visual del color hay tres elementos a considerar: el objeto en cuestión, que en nuestro caso es la carne, la luz y el observador que lo visualiza y por ello se introducen aspectos subjetivos y psicológicos a la percepción de este parámetro.

El color de la carne depende de la concentración de pigmentos hemínicos (fundamentalmente mioglobina), del estado químico de la mioglobina en superficie, de la estructura y estado físico de las proteínas musculares y de la proporción de grasa de infiltración (Warris et al., 1990a).
La mioglobina es una proteína sarcoplasmática, relativamente pequeña, portadora de oxígeno (PM: 16.700). Su función es la de almacenar oxígeno y facilitar su transporte a las mitocondrias. Contiene una proteína, la globina, con un grupo hemo de ferroporfirina que es idéntico al de la hemoglobina. El grupo hemo es el responsable del intenso color rojo-pardo de la hemoglobina y de la mioglobina. La mioglobina exhibe una afinidad muy elevada por el oxígeno, (se halla saturada ya en un 50% cuando la presión de oxígeno es de 1 a 2 mm Hg y en un 95% cuando la presión es de 20mm Hg).
La mioglobina almacena y transporta el oxígeno que necesita el músculo, por lo que su concentración aumenta a medida que crece la demanda de oxígeno; por ello es superior en los músculos más activos y según crece el animal, siendo, además diferente en las distintas especies domésticas. La hemoglobina (especialmente en los animales mal sangrados), los citocromos y los flavonoides pueden influir también en el color de la carne, así como, indirectamente, su contenido en humedad y grasa intramuscular (Cepero y Sañudo, 1996).
No solamente es importante el contenido en mioglobina, sino también el estado químico en que esta se encuentre, produciéndose una interconversión de forma continua entre las tres formas básicas del pigmento lo que hace variar el color según la proporción relativa y la distribución de estos pigmentos.
En la carne fresca la mioglobina se puede presentar en tres formas básicas:

- Mioglobina reducida o desoximioglobina (hierro ferroso, Fe2+), Mb. De color rojo púrpura, se encuentra en el interior de la carne donde la presión parcial de oxígeno es baja; subsiste tras la muerte por la propia actividad reductora del músculo.

- Oximioglobina o mioglobina oxigenada (hierro ferroso. Fe2+), MbO2.

Formada cuando la Mb se pone en contacto con el aire con la consiguiente oxigenación del pigmento, es característica de la superficie de la carne fresca, tiene un color rojo brillante y es el color deseado por el consumidor por lo que habrá que intentar alargar su presencia.

- Metamioglobina o mioglobina oxidada (hierro férrico, Fe3+), MetMb. Se forma por exposición prolongada de la anterior al oxígeno o directamente desde la mioglobina reducida cuando las presiones de oxígeno son bajas (alrededor de 4 mm), siendo de color marrón-pardo. Cuando supone más del 20% del pigmento total en superficie, Hood y Riordan (1973) indican que dos de cada tres compradores no adquieren la carne.
El color de la carne es uno de los atributos más valorados por el consumidor en el momento de la compra hasta el punto de ser considerado uno de sus criterios preferenciales (Krammer, 1994).
El consumidor en general prefiere una carne de color rojo brillante mientras que rechaza la de color apagado o pardo (Beriain y Lizaso, 1997). No obstante en la aceptación del color influyen factores geográficos, sociales culturales por lo que la generalización en este parámetro es compleja.
La apreciación que tiene el consumidor del color de la carne se ve influida por el grado de infiltración graso (marmóreo) de la pieza muscular, de modo que valores superiores al 2.5% de contenido de grasa de infiltración aumentan la reflectancia de la luz y en consecuencia proporcionan un aspecto más claro a la carne (Barton-Gade, 1981).
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