Quí­mica y bioquímica de la carne y los productos cárnicos

126 Pages·2009·2.766 MB·Spanish

by  Andújar, Gustavo, Pérez, Dany, Venegas, Octavio

INSTITUTO DE INVESTIGACIONES
PARA LA INDUSTRIA ALIMENTICIA
QUÍMICA Y BIOQUÍMICA
DE LA CARNE
Y LOS PRODUCTOS CÁRNICOS
Gustavo Andújar, Dany Pérez y Octavio Venegas
Abril de 2003
1
Página legal
641-Alo-Q
Química y bioquímica de la carne y los productos cárnicos / Gustavo Andújar, Dany Pérez y
Octavio Venegas. -- En : Libros sobre Ciencia y Tecnología de la Carne y Productos Cárnicos
ISBN: 978-959-16-1060-7. -- Ciudad de La Habana : Editorial Universitaria, 2009. -- ISBN
978-959-16-1057-7. -- 125 pág.
1. Andújar, Gustavo
2. Pérez, Dany
3. Venegas, Octavio
4. Ciencia y Tecnología de los Alimentos
Digitalización: Dr. C. Raúl G. Torricella Morales ([email protected])
Instituto de Investigaciones para la Industria Alimenticia - Editorial Universitaria
(Cuba), 2009.
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Índice general
Estructura y composición del músculo y tejidos asociados...........7
Estructura básica del músculo.........................................................................7
Músculo esquelético...................................................................................................8
Fibra muscular ...................................................................................................................9
Conexiones miofibrilla-miofibrilla .................................................................................12
Conexiones de la miofibrilla a la membrana celular .....................................................13
Retículo sarcoplásmico.....................................................................................................13
Tejidos asociados.............................................................................................15
Tejido Conectivo......................................................................................................15
Tejido adiposo..........................................................................................................16
Tejido epitelial .........................................................................................................17
Tejido nervioso.........................................................................................................17
Sistema vascular......................................................................................................17
Componentes de la carne: proteínas, agua, grasas, minerales....................18
Proteínas ..................................................................................................................18
Proteínas miofibrilares.....................................................................................................18
Proteínas contráctiles......................................................................................................18
Miosina ..................................................................................................................................18
Actina.....................................................................................................................................20
Actomiosina ...........................................................................................................................21
Proteínas reguladoras.....................................................................................................21
Tropomiosina .........................................................................................................................21
Troponina...............................................................................................................................22
Calmodulina ..........................................................................................................................22
Actininas ................................................................................................................................22
Proteínas reguladoras menores.......................................................................................23
Proteínas del citoesqueleto .............................................................................................23
Proteínas sarcoplásmicas .................................................................................................25
La mioglobina .................................................................................................................25
Proteinasas del músculo..................................................................................................28
Proteínas del tejido conectivo..........................................................................................29
Colágeno.........................................................................................................................29
Elastina ...........................................................................................................................30
Reticulina ........................................................................................................................31
Agua .........................................................................................................................31
Efecto del pH sobre la capacidad de retención de agua de las miofibrillas ................32
Efecto de los puentes entre miofilamentos .....................................................................33
Efectos de las sales............................................................................................................33
Efecto de la diferencia entre músculos ...........................................................................33
3
Variaciones en la CRA entre especies, sexo y edades al sacrificio................................34
Grasas.......................................................................................................................34
Composición de los glicéridos..........................................................................................36
Fosfolípidos .......................................................................................................................37
Esteroles ............................................................................................................................38
Carbohidratos..........................................................................................................38
Glucógeno..........................................................................................................................40
Glucosaminoglicanos........................................................................................................40
Proteoglicanos...................................................................................................................40
Glicoproteínas...................................................................................................................41
Componentes inorgánicos .......................................................................................41
Funciones específicas de los elementos inorgánicos ......................................................42
Elementos trazas...............................................................................................................43
Vitaminas del tejido muscular................................................................................44
Otros componentes de la carne...............................................................................44
Factores que afectan la composición del músculo.................................................45
Especie...............................................................................................................................46
Raza...................................................................................................................................46
Sexo....................................................................................................................................46
Edad...................................................................................................................................46
Localización anatómica....................................................................................................47
Entrenamiento y ejercicio................................................................................................47
Plano de nutrición............................................................................................................47
Los cambios post mortem y la transformación del músculo en
carne ...............................................................................................49
Rigor mortis ....................................................................................................51
Acortamiento ...........................................................................................................55
Acidificación post mortem ......................................................................................56
Anomalías en la conversión del músculo en carne .......................................56
Anomalías causadas por la temperatura post mortem.........................................57
Acortamiento por frío......................................................................................................57
Rigor de descongelación...................................................................................................61
Anomalías de la acidificación post mortem...........................................................62
Carne PSE.........................................................................................................................62
Carne DFD........................................................................................................................65
Carne Hampshire o ácida................................................................................................65
La maduración o acondicionamiento ............................................................66
El proceso de la maduración...................................................................................66
Procesos enzimáticos ........................................................................................................67
La electroestimulación ............................................................................................70
Aceleración de la maduración por la ES........................................................................72
La aplicación de alta presión..................................................................................72
4
La suspensión pélvica de la canal...........................................................................73
La textura de la carne ....................................................................................75
Propiedades organolépticas de la carne........................................75
Contenido y solubilidad del colágeno.....................................................................75
El sabor y aroma de la carne .........................................................................77
Lípidos y aromas específicos...................................................................................77
Factores que afectan el sabor y aroma ..................................................................79
El sabor de verraco...........................................................................................................80
Conclusiones .....................................................................................................................80
Aspectos químicos y bioquímicos del curado................................................81
Cloruro de sodio y actividad de agua (aw) ............................................................81
Química y Bioquímica del procesamiento de la carne.................81
Concepto de aw ................................................................................................................81
Medición y estimación de la aw ......................................................................................82
Efecto antibacteriano de la sal ...............................................................................83
Cloruro de sodio y capacidad de retención de agua (CRA) .................................85
Nitritos y nitratos ....................................................................................................85
Efecto preservante del nitrito..........................................................................................86
Forma de empleo del nitrito ............................................................................................87
Otros aditivos empleados en el curado ..................................................................87
Azúcar ...............................................................................................................................87
Polifosfatos........................................................................................................................88
Ascorbatos.........................................................................................................................88
Agentes saborizantes........................................................................................................89
Glutamato monosódico....................................................................................................89
Humos líquidos.................................................................................................................89
Tratamiento térmico.......................................................................................89
El horneo moderno de productos cárnicos ............................................................90
La fase de secado.............................................................................................................. 90
El ahumado.......................................................................................................................92
Características químicas del humo.................................................................................93
Vapores y partículas........................................................................................................94
La generación del humo..................................................................................................96
La cocción .........................................................................................................................96
Carne y nutrición.............................................................................99
Proteína............................................................................................................99
Grasa................................................................................................................99
Vitaminas.......................................................................................................103
Minerales.......................................................................................................105
Carbohidratos ...............................................................................................106
5
Otros constituyentes de la carne..................................................................106
Factores adversos producidos por la inadecuada elaboración de la carne
108
Referencias .....................................................................................113
6
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EEEEEssssstttttrrrrruuuuuccccctttttuuuuurrrrraaaaa yyyyy cccccooooommmmmpppppooooosssssiiiiiccccciiiiióóóóónnnnn dddddeeeeelllll
mmmmmúúúúússssscccccuuuuulllllooooo yyyyy ttttteeeeejjjjjiiiiidddddooooosssss aaaaasssssoooooccccciiiiiaaaaadddddooooosssss
La estructura del músculo ha sido objeto de un porcentaje de carne para las diferentes espe-
intenso estudio durante muchos años. El co- cies (Callow, 1948).
nocimiento de la estructura del músculo es fun-
La proporción de carne es aproximadamente
damental para entender las relaciones entre las
inversa a la del tejido graso; en los animales
propiedades del músculo y su empleo como
mantenidos con un elevado plano de nutrición
carne. La función y situación de las proteínas
el por ciento de tejido muscular es menor. Al-
relacionadas con la contracción (miosina,
gunos datos ilustrativos de la proporción entre
actina, tropomosina y troponina) se conocen
estos tejidos en diferentes especies se presen-
actualmente con bastante detalle.
tan en la Tabla 1-2.
El tejido muscular se asocia con el movimiento
Estructura básica del músculo
y la posición del esqueleto y con la contrac-
Para comprender los cambios post mortem aso-
ción en muchos órganos, incluyendo, por ejem-
ciados a la conversión del músculo en carne,
plo, el sistema vascular.
así como sus propiedades y utilidad, se debe
La proporción del músculo en las canales de-
estudiar la estructura, composición y funcio-
pende de la especie, edad, sexo, raza, plano de
nes de la musculatura en el animal vivo.
nutrición, etc. En la Tabla 1-1 se muestra el
Existen tres tipos de músculos: músculo estria-
do voluntario o esquelético; músculo estriado
Tabla 1-1. Rendimientos en canal y carne involuntario o cardíaco y músculo liso invo-
de diferentes especies (según Callow, 1948). luntario (Lawrie, 1985).
Especie % canal / peso vivo % carne / canal Además del músculo esquelético, la carne con-
Bovino 55 49 - 68 tiene una pequeña proporción de musculatura
Porcino 70 - 75 * 36 - 54 lisa que forma parte fundamentalmente de los
Ovino 50 46 - 65 vasos sanguíneos. Otra forma especializada del
tejido muscular, el llamado músculo cardíaco,
* Incluye la cabeza
se limita sólo al corazón. Los músculos
Tabla 1-2. Las proporciones de tejido muscular óseo y graso en la canal del ganado bovino,
porcino y ovino, según datos de FAO/OMS (Codex Committee on Meat Hygiene ALINORM
76 / 17)
Músculos (%) Grasa (%) Huesos (%)
Especie
Mínimo Máximo Mínimo Máximo Mínimo Máximo
Bovino 42 82 2 40 11 35
Porcino 30 72 10 55 11 15
Ovino 45 80 2 40 12 30
7
nominado epimisio. Los músculos están for-
mados por la unión de numerosas fibras mus-
culares que están separadas en haces o fascí-
culos, mediante tejido conectivo en forma de
septos denominado perimisio. Estos septos
parten de la superficie interna del epimisio y
contienen los vasos sanguíneos y nervios de
mayor tamaño. Una delicada extensión de teji-
do conectivo, denominada endomisio, rodea
cada fibra individual(Lawrie, 1974; Swatland,
Figura 1-1. Aspecto al microscopio de un 1976; Dutson y Carter, 1984; Rowe, 1981). La
corte longitudinal de músculo estriado. Figura 1-2 es un esquema de la sección trans-
versaldel músculo, que muestra la disposición
esqueléticos y cardíacos se denominan también de las diversas envolturas conectivas.
estriados debido a que al observarlos al micros-
Las prolongaciones de las capas del tejido
copio presentan bandas transversales (Figura
conectivo confluyen en el extremo del múscu-
1-1).
lo formando los tendones mediante los cuales
Músculo esquelético
los músculos se insertan en los huesos. Esta
Más de 600 músculos esqueléticos distintos, estructura ofrece al músculo soporte y organi-
de diferentes tipos y tamaños constituyen en- zación y sirve al propósito de conducir el abas-
tre el 35 y 60 % del peso de la canal de los tecimiento vascular y nervioso hacia y desde el
mamíferos por lo que este tipo de músculo es músculo. Los grandes vasos sanguíneos y ner-
el principal componente de la carne (Judge et vios descansan en el perimisio entre fascículos
al., 1989). adyacentes mientras las ramas más pequeñas
son conducidas por el endomisio hacia las fi-
La mayoría de los músculos esqueléticos se
bras musculares individuales. Así, cuando las
unen directamente a los huesos, pero algunos
fibras se contraen, la fuerza de contracción se
lo hacen a ligamentos o fascias, cartílagos y
piel y por tanto, sólo indirectamente a los hue-
sos. Todos se caracterizan porque están rodea-
das de una serie de componentes del tejido
conectivo que las protegen, sostienen y les dan
la firmeza necesaria (Swatland, 1984).
Las fibras del músculo esquelético se recono-
cen por su característica estriación o patrón de
bandas, y por el hecho de que sus células son
multinucleadas con los núcleos localizados
periféricamente bajo la membrana llamada
sarcolema. Las fibras tienen aproximadamen-
te 50 µm de diámetro transversal, son muy lar-
gas y se acomodan y mantienen en su lugar por
Figura 1-2. Esquema del corte transversal
medio de componentes del tejido conectivo.
de un músculo, que muestra los niveles de
Un músculo completo está rodeado general-
organización de las envolturas conectivas
mente por una lámina de tejido conectivo de-
musculares.
8
Fibra muscular
La unidad estructural, esencial de los múscu-
los es la fibra muscular, que es una célula muy
especializada. Las fibras musculares constitu-
yen del 75 al 92 % del volumen total del mús-
culo. Los tejidos conectivos, vasos sanguíneos,
fibras nerviosas y el líquido extracelular cons-
tituyen el volumen restante, del que la mayor
parte lo forma el líquido extracelular (Lawrie,
1974; Dutson y Carter, 1984; Skaara y
Regenstein, 1990).
Las fibras musculares son células
multinucleadas, estrechas y largas que pueden
extenderse de uno a otro extremo del músculo
y alcanzar hasta una longitud de 34 cm a pesar
de tener un diámetro que oscila entre 10 y
Figura 1-3. Unión de los músculos a los hue- 100 µm dentro de individuos de una misma es-
sos mediante la inserción de los tendones. pecie y a veces dentro de un mismo músculo
(Figura 1-4).
transfiere a los componentes del tejido
La membrana que rodea la fibra muscular se
conectivo y la unidad muscular es capaz de
llamasarcolema y está compuesta de material
mover el esqueleto a través de las uniones
lipídico-proteico. El sarcolema es una delicada
tendinosas del músculo al hueso (Figura 1-3).
Figura 1-4. Esquema de la estructura de una fibra muscular típica, incluyendo la mem-
brana celular (sarcolema) y las cubiertas de tejido conectivo.
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