INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CULIACÁNDEPARTAMENTO DE INGENIERÍA BIOQUÍMICA
EMPRESA:
CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN ALIMENTACIÓN Y DESARROLLO A.C.
PROYECTO:
CALIDAD DE LA CARNE DE BOVINO OBTENIDA DE ANIMALES DESARROLLADOS BAJO DIFERENTES
CONDICIONES AMBIENTALES
ASESOR EXTERNO
DRA. MARIA DOLORES MUY RANGEL
ASESOR INTERNO
DR. JUAN PEDRO CAMPOS SAUCEDA
ALUMNO:
CARMEN ALICIA NUÑEZ CAMACHO
CULIACAN, SINALOA. ENERO DE 2015
RESIDENCIAS
PROFESIONALES
ÍNDICE
DATOS GENERALES DE LA EMPRESA..................................................................................................3
ANTECEDENTES DE LA EMPRESA........................................................................................................3
MISIÓN...............................................................................................................................................4
VISIÓN................................................................................................................................................4
ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL........................................................................................................5
PROYECTO..........................................................................................................................................6
INTRODUCCIÓN..................................................................................................................................6
JUSTIFICACIÓN...................................................................................................................................7
OBJETIVOS GENERALES......................................................................................................................8
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.....................................................................................................................8
CARACTERIZACIÓN EN EL ÁREA EN QUE PARTICIPÓ..........................................................................8
PROBLEMAS A RESOLVER...................................................................................................................9
ALCANCES Y LIMITACIONES................................................................................................................9
FUNDAMENTO TEÓRICO..................................................................................................................10
Ganadería en Sinaloa...................................................................................................................11
Producción de Carne de bovino...................................................................................................13
Estructura y composición del músculo.........................................................................................14
Crecimiento y desarrollo de bovinos............................................................................................17
Conversión del músculo en carne................................................................................................18
Cambios post-mortem..............................................................................................................19
Factores Que Influencian las Propiedades Finales de la Carne.....................................................28
Condiciones ambientales y de manejo....................................................................................28
Valor nutritivo..............................................................................................................................31
Análisis proximal......................................................................................................................31
Factores utilizados para establecer grados de calidad.................................................................39
Potencial hidrógeno (pH).........................................................................................................39
Capacidad de retención de agua (CRA)....................................................................................41
Color.........................................................................................................................................42
Textura.....................................................................................................................................46
PROCEDIMIENTO Y DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS..............................................51
Tratamientos y materia prima......................................................................................................51
1
Color.........................................................................................................................................51
Firmeza.....................................................................................................................................52
Capacidad de retención de agua..............................................................................................52
Análisis de calidad química...........................................................................................................53
Acidez titulable.........................................................................................................................53
Potencial hidrógeno (pH).........................................................................................................53
Análisis de calidad proximal.........................................................................................................54
Humedad (AOAC, 1998, método 920.39).................................................................................54
Cenizas (AOAC, 1998, método 492.05).....................................................................................54
Proteína (AOAC, 1998, método 988.05)...................................................................................54
Grasa total (AOAC, 1998, método 920.39)...............................................................................55
Minerales.................................................................................................................................56
RESULTADOS Y DISCUSIONES...........................................................................................................58
Calidad física.................................................................................................................................58
Color.........................................................................................................................................58
Firmeza.....................................................................................................................................58
Capacidad de retención de agua..............................................................................................58
Calidad química............................................................................................................................59
Acidez titulable.........................................................................................................................59
Potencial Hidrógeno (pH).........................................................................................................59
Calidad proximal...........................................................................................................................59
Humedad..................................................................................................................................59
Ceniza.......................................................................................................................................59
Proteína....................................................................................................................................59
Grasa........................................................................................................................................59
Minerales.................................................................................................................................59
CONDICONES Y RECOMENDACIONES...............................................................................................59
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS........................................................................................................60
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DATOS GENERALES DE LA EMPRESA
El Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo A.C. Coordinación
Culiacán (CIAD), surgió en 1993 por iniciativa del gobierno federal y estatal de
Sinaloa, la Confederación de Asociaciones Agrícolas del Estado de Sinaloa
(CAADES) y la Comisión para la Investigación y Defensa de las Hortalizas (CIDH).
CIAD forma parte de los Centros Públicos de Investigación del Consejo Nacional
de Ciencia y Tecnología (CONACyT). Los ejes fundamentales y sustantivos que
rigen a CIAD son: investigación básica y aplicada; formación de recursos humanos
de alta especialización; y, vinculación con los sectores productivos y sociales.
Los objetivos de CIAD Culiacán son: contribuir a la generación y difusión del
conocimiento científico y tecnológico, a través de proyectos de investigación;
formar recurso humano especializado en las competencias nacionales e
internacionales a través de Programas Académicos de Iniciación Científica y
Posgrado con registro en el PNPC del CONACyT; apoyar a los sectores público,
social y privado mediante la gestión y desarrollo de proyectos, sistemas de
producción, procesos, productos, servicios y asesorías orientadas a la seguridad
alimentaria; e impulsar la innovación y competitividad a través de alianzas
científico-empresariales.
Las fortalezas de CIAD se resumen en la competitividad de los
investigadores, técnicos y administrativos; el dinamismo y la entrega del equipo de
trabajo y el reconocimiento institucional como modelo de vinculación con el sector
productivo, particularmente con el sector agroalimentario. CIAD cuenta con
infraestructura de vanguardia que le permite generar investigación, desarrollo e
innovación en alimentos; así mismo, ofrece programas de Maestría y Doctorado
con una eficiencia terminal y de inserción laboral que garantiza recursos humanos
preparados y competitivos para el crecimiento de México.
Las áreas de concentración de CIAD Culiacán son las siguientes:
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I. Investigación
II. Formación de recursos humanos
III. Vinculación
MISIÓN
Somos un centro de reflexión crítica que genera conocimiento,
innova, transfiere tecnología y forma recursos humanos especializados
en alimentos, nutrición, salud pública, desarrollo regional y recursos naturales,
vinculado con la sociedad.
VISIÓN
Ser una institución de liderazgo internacional con equilibrio entre
sus actividades de investigación, vinculación y docencia, que desarrolle líneas
emergentes afines y proyectos transdisciplinarios que impacten el bienestar social;
que promueva en sus empleados la superación, sentido de permanencia, apertura
y compromiso.
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ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL
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PROYECTO
Calidad de la carne de bovino obtenida de animales desarrollados bajo diferentes condiciones ambientales
INTRODUCCIÓN
La satisfacción del consumidor de carne depende de un conjunto de
propiedades de la misma tales como su terneza, jugosidad y sabor. Sin duda, la
terneza es entre esos atributos uno de los que el consumidor privilegia como
criterio de calidad. Si bien hay diferentes criterios entre consumidores en cuanto a
características deseables de la carne, la preferencia por carne tierna es
consistente y reconocida en todos los ámbitos de producción y comercialización.
Una de las causas de la gran variabilidad que manifiesta la terneza de la
carne bovina es que la misma está determinada por la constitución genética del
animal y también por factores ambientales como las condiciones durante crianza y
engorde. Aunque la importancia de la dieta en las propiedades física del músculo
es escasa, siempre que no origine deficiencias nutritivas graves. El ambiente en
que crecen los animales de abasto ejerce influencias importantes en las
propiedades del músculo. El efecto estresante de conjunto, originado por el
ambiente, tiene una importancia extraordinaria a pesar de que varíen los
resultados finales observados empleando el mismo nivel de estrés
El efecto del clima en la producción animal ha sido estudiado desde hace
aproximadamente medio siglo, lográndose importantes avances en el
entendimiento de los aspectos fisiológicos y de comportamiento animal bajo
condiciones termoneutrales y de estrés climático. Así, en la actualidad es posible
evaluar en forma conjunta el efecto de diversos factores tales como: radiación
solar, humedad relativa, temperatura ambiental, velocidad del viento,
precipitaciones, tipo de dieta, nivel energético de la dieta, genotipo, etc. En
conjunto, estas variables tienen un efecto directo sobre el bienestar animal, así
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como también en los índices productivos, tales como ganancia de peso diaria,
producción diaria de leche, conversión de alimento, tasa de preñez, etc. Todo ello
ha generado un importante conocimiento sobre cómo los animales reaccionan
frente a particulares combinaciones de factores medioambientales y de manejo
productivo.
JUSTIFICACIÓN
La ganadería bovina genera ganancias anuales de $176,946,730 para
Sinaloa por concepto de venta de carne, leche y ganado en pie. La infraestructura
de ésta actividad productiva en el estado se compone de una población ganadera
de aproximadamente 1,580,749 cabezas de ganado bovino para diversos fines. A
nivel mundial México se ubica como el sexto productor de carne de bovino con
una producción de 1,954,010 toneladas anuales. A nivel nacional, el estado de
Sinaloa contribuye con el 4.43% de la producción de carne de bovino, lo cual
corresponde a 79,840 toneladas (Uranga,2013).
La meta perseguida a corto plazo por la mayoría de las personas dedicadas
a las explotaciones ganaderas es alcanzar razonables ganancias por su trabajo y
habilidad en el manejo del animal, es por eso que día con día se busca mejorar la
eficacia productiva de carne y además se pretende que al ser consumidos por el
hombre conserve su calidad. En consecuencia, la meta perseguida es triple: la
producción eficaz de alimento de gran calidad que sea aceptado por la población
a la que va destinado.Todos y cada uno de los aspectos de la producción cárnica,
desde la concepción animal hasta el consumo de su carne, deben evaluarse
convenientemente para tratar de encontrar formas de mejorar la eficacia
productiva (FORREST,1974)
Si la industria animal ha de hacer frente a los problemas y retos que se le
presenten debe prestar continua atención, tanto a la eficacia como a la calidad.
Se reporta que las condiciones ambientales donde el periodo de desarrollo
del animal, juega un papel muy importante en la calidad de los productos: carne,
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grasa, piel, entre otros; así como el rendimiento y la velocidad en el tiempo de
madurez del ganado bovino. Por ello, con el propósito de mejorar la calidad final
de la carne de bovino, se estudiarán diferentes condiciones de estancia de
animales y su efecto en las diversas actividades (respiración, consumo de agua y
alimento, calidad de la estancia y la calidad final de la carne, después del
sacrificio) del rumiante durante su etapa de desarrollo.
OBJETIVOS GENERALES
Evaluar la calidad física, química y proximal final de la carne de bovino
producida bajo diferentes condiciones ambientales.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar la composición proximal del alimento utilizado
durante el crecimiento del ganado bovino y la composición proximal de sus
heces, para buscar una correlación entre los componentes ingeridos, los
de desecho y la calidad de la carne.
Realizar pruebas de análisis proximal (humedad, cenizas,
proteína y grasa total) a la carne de bovinos desarrollados bajo cuatro
diferentes condiciones ambientales (T1, T2, T3, T4).
Determinar la calidad física (color y textura) y química (pH y
acidez) de la carne de bovinos desarrollados bajo cuatro diferentes
condiciones ambientales (T1, T2, T3, T4).
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CARACTERIZACIÓN EN EL ÁREA EN QUE PARTICIPÓ
Dentro del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo A. C.
unidad Culiacán se cuenta con diferentes áreas de investigación básica y aplicada
enfocados en los programas de Ciencia y tecnología de los alimentos, inocuidad
alimentaria, biorrecursos y horticultura.
Para la realización de este proyecto se utilizaron los laboratorios de
nutrición y el laboratorio de análisis proximal que pertenecen al área de ciencia y
tecnología de los alimentos.
Los muestreos se realizaron dentro la planta TIF #11 de ganadería integral
Vizur S. R. L. de C.V. ubicada en la localidad de Culiacancito perteneciente a
Culiacán, Sinaloa.
PROBLEMAS A RESOLVER
Buscar y documentar la literatura e información necesaria para la realización del proyecto relacionado con el estrés calórico en la calidad de la carne de bovino.
Adaptarse y familiarizarse en el laboratorio y demás áreas de trabajo.
Estandarización de técnicas para el análisis de muestras.
Recolección, recepción y clasificación de muestras.
Disposición de equipos para análisis en el laboratorio.
Obtener e interpretar resultados
Escribir el documento de reporte de residencias
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ALCANCES Y LIMITACIONES
Alcances
Este proyecto busca conocer la influencia que tienen las condiciones
ambientales en las que se desarrolla el ganado bovino durante la época engorda
en la calidad final de la carne.
Limitaciones
Debido a la gran carga de trabajo que se presenta en el laboratorio de análisis nutricional la disponibilidad de los equipos es complicada.
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FUNDAMENTO TEÓRICO
Ganadería en Sinaloa
Por tradición la ganadería es una actividad que ha pasado de padres a hijos
desde su arraigo en nuestro territorio. En las primeras décadas del siglo XX, los
ganaderos sinaloenses realizaron verdaderas proezas para traer razas puras y
realizar en 1927, en el puerto de Mazatlán la primera exposición ganadera con
animales traídos de otros continentes a través del puerto de Veracruz. La
organización de ésta primera exposición estuvo a cargo de Clemente Maitret, de
origen francés pero que tenía su residencia en San Rafael, Veracruz. En dicha
exposición Natividad Toledo adquirió los primeros cinco sementales de raza Cebú.
Al año siguiente Ernesto Lorda introdujo por barco desde San Francisco
California los primeros pies de cría de ganado Holstien, siendo ocho hembras y
dos sementales.
En Sinaloa el primer gran apoyo otorgado a la ganadería lo fue sin duda la
promulgación de la primera Ley Ganadera, en el año de 1950, siendo gobernador
el general Pablo Macías Valenzuela, con lo que quedaron establecidas las bases
para la organización, fomento, protección, sanidad y explotación de la ganadería
en la entidad, pues a esta Ley se tuvieron que sujetar todos aquellos que
poseyeran más de veinte cabezas de ganado mayor y la tierra suficiente para su
manutención.
Para el año de 1960 el hato bovino llego a la cifra de 1, 081,285 cabezas de
ganado de las cuales 46,943 estaban clasificadas como finas, 343,260 eran
cruzas y las restantes 691,082 eran corrientes. Y los principales municipios con
población bovina fueron San Ignacio y Culiacán.
La importancia ganadera de cada entidad tiene mucho que ver con las
condiciones naturales que predomina en cada región del estado, mientras que las
más propicias para el desarrollo de esta actividad se encuentran en el sur del
11
estado, por ser esta la zona más húmeda y con mayor calidad de pastos
naturales. En cambio, el municipio de Culiacán aún sin ser uno de los municipios
más favorecidos geográficamente, éste si cuenta con poder económico para
desarrollar una ganadería tipo intensiva lo cual la hace más redituable, ya que la
mayoría de los grandes ganaderos del estado son los que cuentan con el capital
suficiente. Caso contrario pasa para las exportaciones de ganado, pues las más
numerosas salen de los municipios del norte del estado, esto debido
principalmente a dos razones; el ganado criado en la región norte por las
condiciones naturales es más sano y de mayor calidad, ya que la poca humedad
de la zona lo hace menos susceptible a las enfermedades, la otra razón es que su
mercado se encuentra más cercano hacia el norte del país, y es que la mayoría de
las exportaciones la realizan hacia este destino.
En el año de 1996 la actividad para el comercio de exportación continuó su
fortalecimiento, destacando la planta Tipo Inspección Federan (TIF) de productos
Chata, que exportaba productos sinaloenses a Estados Unidos y Rusia, asimismo
el rastro TIF VIZUR, que exportaba cortes de carne bovina hacia los Estados
Unidos.
Por lo tanto se puede entender que la evolución y desarrollo de la
ganadería en el estado fue lento pero muy significativo, ya que si bien el número
de cabezas de ganado no crecía considerablemente, éste si lo hacía en cuanto a
calidad, pues desde que se inició con la práctica de una ganadería intensiva, tanto
ganaderos como el gobierno a través de las instituciones se preocuparon por
mejorar las razas existentes, con el objetivo de alcanzar los mayores estándares
de calidad y con ello competir con los mejores mercados internacionales (Diaz-
Cruz, 2008).
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Producción de Carne de bovino
La carne de res es una de la más consumidas en nuestro país, por su sabor
y contenido nutricional. Ésta es obtenida de animales bovinos, que son animales
vertebrados, mamíferos y ungulados. Son rumiantes herbívoros, capaces de
digerir hierbas, paja, forrajes, heno, etc. Pueden llegar a pesar cerca de una
tonelada y a medir dos metros desde su pezuña hasta la espalda. Estos animales
sobreviven en un variado rango de climas, desde los desiertos a la tundra, así
como en los bosques tropicales (SHCP, 2014).
La producción de la carne de bovino se desarrolla bajo diferentes niveles
tecnológicos, sistemas de manejo y finalidades de explotación, comprendiendo
principalmente la producción de novillos para abasto, la cría de becerros para la
exportación y la producción de pie de cría.
Los sistemas productivos en nuestro país se encuentran relacionados con
los factores climáticos de las diferentes regiones. Los sistemas básicos para la
obtención de carne son el intensivo o engorda de corral y el extensivo o engorda
en praderas y agostaderos.
Las principales regiones ganaderas en México, de acuerdo con la
SAGARPA, son: Regiones árida y semiárida, Región templada y región de trópico
húmedo y seco, donde se encuentra el estado de Sinaloa. En ésta región
predominan las razas cebuinas y su cruza con europeas. Es una zona natural
proveedora de becerros para engorda y finalización en corrales, así como de
carne en canal para el abasto del D. F. y área metropolitana. En ésta región se
aprovecha la abundante producción de forrajes debido a las características
ecológicas de la zona, y se produce ganado de doble propósito (carne y leche)
(SAGARPA, 2014)
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Entre los estados con mayor producción de carne de canal de bovino,
Sinaloa se coloca en el cuarto lugar, con un volumen acumulado de 167 mil 009
toneladas en el primer semestre del año (SHCP, 2014).
Estructura y composición del músculo
El músculo y los tejidos conectivos son los componentes mayores de la
carne (músculo, grasa y huesos) de la canal animal y son los responsables, casi
exclusivamente, de las características cuantitativas de la carne.
Tejido muscular. Los músculos esqueléticos y cardiaco se denominan
también estriados debido a que al observarlos al microscopio presentan
transversales. El musculo esquelético se denomina voluntario, mientras que al liso
y cardiaco se le denomina involuntario.
Músculo esquelético. La unidad estructural del músculo esquelético es
una célula muy especializada a la que se denomina corrientemente fibra muscular.
Las fibras musculares constituyen del 75 al 92 por ciento del volumen muscular
total.
Fibra muscular esquelética. Las fibras musculares esqueléticas de
mamíferos y aves son células filamentosas largas, sin ramificar, que disminuyen
de diámetro por ambos extremos. Aunque las fibras pueden alcanzar una longitud
de varios centímetros, generalmente no son tan largas como el músculo completo.
Sarcolema. La membrana que rodea a la fibra muscular recibe el nombre
de sarcolema. La palabra sarco deriva del griego sarx, que significa carne, y el
sufijo lema en griego significa vaina. Se compone de proteínas y lípidos. Es
relativamente elástica, lo que es fácilmente comprensible si se piensa en las
tremendas distorsiones que sufre durante las fases de contracción, relajación y
estiramiento.
Sarcoplasma. El citoplasma de las fibras musculares se denomina
sarcoplasma. Se trata de una sustancia coloidal intracelular en la que están
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suspendidos todos los organículos. Se compone de un 75-85% de agua,
poseyendo además gotitas de lípidos, cantidades variables de gránulos de
glucógeno, ribosomas, numerosas proteínas, compuestos nitrogenados no
proteicos y diversos componentes inorgánicos.
Núcleos. Las fibras musculares esqueléticas son multinucleadas pero
debido a su gran variación en longitud el número de núcleos por célula no es
constante.
Miofibrillas. La miofibrilla es un órgano propio del tejido muscular. Las
miofibrillas están bañadas por el sarcoplasma y se extiende a todo lo largo de la
fibra muscular.
Los cortes transversales de las miofibrillas presentan una serie de puntos
perfectamente ordenados de dos tamaños distintos; tales puntos corresponden a
los filamentos (del interior de las miofibrillas). Generalmente se distinguen
filamentos gruesos, delgados o finos. A su vez las bandas de cada miofibrilla se
alinean paralelamente a lo largo de la fibra muscular dándole aspecto estriado.
Esta presencia de bandas que se presenta como zonas alternas claras y oscuras,
explica el término de músculo estriado con que también se conoce el musculo
esquelético (Forrets y col., 1975).
Las figuras 1 y 2 muestran un diagrama de la organización del músculo
esquelético, desde la estructura macroscópica a nivel molecular. (A) músculo
esquelético, (B) un haz de fibras musculares, (C) una fibra muscular en la se
aprecian las miofibrillas, (D) una miofibrilla que muestra el sarcómero y sus
distintas bandas y líneas, (E) un sarcómero en el que se ve la posición de los
miofilamentos de la miofibrilla, (F-I) secciones transversales que muestran la
disposición de los miofilamentos en diversas partes del sarcómero, (J) moléculas
de actina G, (K) un filamento de actina F enrolladas entre sí, (L) un filamento de
miosina mostrando las relaciones de las cabezas con el filamento, (M) un
filamento de miosina en el que se aprecian las regiones de cabeza y cola, y (N)
meromiosina ligera (LMN) y meromiosina pesada (Forrest y col., 1975)
15
FIGURA 1. Organización del músculo esquelético
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FIGURA 2. Macrofotografía electrónica en el que se aprecian porciones de dos miofibrillas y un sarcómero, así como un diagrama correspondiente a un sarcómero en el que se muestran las distintas bandas, zonas y líneas.
Crecimiento y desarrollo de bovinos
Conceptualmente la vida del vacuno para carne se divide tradicionalmente
en tres periodos de crecimiento, a saber: el de lactancia, recría y engorde. Dichos
periodos se diferencian por el cambio de peso, por el tipo y proporción de tejidos
que se desarrollan y por modificaciones del metabolismo (Di Marco, 2004).
Conversión del músculo en carne
El hombre ha empleado durante muchos siglos los tejidos animales como
alimento, sin prestar demasiada atención ni a sus funciones vitales, ni a los
cambios que en ellos acaecen antes de ser consumidos; sin embargo, con el
advenimiento de técnicas centralizadas de producción masificada, como las que
utilizan en la actualidad en la industria cárnica, ha aumentado la búsqueda de
métodos que controlen la cantidad y la uniformidad del producto final. Esto ha
llevado a investigar las causas de la variación de calidad de la carne con miras a
su mejora. La musculatura animal no cesa bruscamente todas sus funciones
vitales y se convierte de golpe en carne, por el contrario, durante un periodo de
varias horas, o incluso días, acaecen una serie de cambios físicos y químicos; al
conjunto de tales cambios es a lo que denomina conversión de musculo en carne.
(Forrest y col., 1975). La obtención de la carne inicia una vez que los animales han
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alcanzado un peso de aproximadamente 500 kg, estos son llevados a la planta de
faenado (también llamada rastro) para su procesado y en muchos casos iniciarse
el corte. (SAGARPA, 2012)
En una planta de faenado se lleva a cabo la transformación del animal vivo
a carne, esto se logra mediante el aturdimiento (que provoca inconciencia,
inmovilidad e insensibilidad) de los animales y su posterior procesado hasta
producir una canal, es decir el cuerpo del animal sin cabeza, piel ni patas.
Posteriormente. La canal se divide (longitudinalmente) en dos mitades, y por
último se cuartea para separar los cuartos trasero y delantero. (SAGARPA, 2012)
La canal se corta dependiendo del mercado al que se dirija, ya sea para
cortes mexicanos o americanos. De cada parte del animal se obtienen cortes que
varían mucho en su suavidad, jugosidad y precio. (SAGARPA, 2012)
Cambios post-mortem
En los seres vivos todos los órganos y sistema corporales colaboran en el
mantenimiento de un ambiente interno en el que cada uno pueda desempeñar su
función eficientemente. La mayoría de los órganos corporales, incluido el músculo,
únicamente funcionan eficientemente dentro de un rango estrecho de condiciones
fisiológicas (pH, temperatura, concentración de oxígeno y aporte de energía).
La conservación de un ambiente fisiológicamente equilibrado se denomina
homeostasis. Consiste en un sistema de controles y equilibrios que proporcionan
al organismo medios para enfrentarse a los agentes estresantes que tienden a
deteriorar el ambiente interno.
Los mecanismos homeostáticos están presididos por el sistema nervioso y
las glándulas endocrinas; estos dos sistemas sirven como mecanismos de
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comunicación y de iniciación que coordinan ciertos ajustes para el funcionamiento
de los diversos órganos durante los periodos de estrés.
La homeostasis tiene un enorme interés durante la conversión del músculo
en carne por dos razones: 1) muchas de las reacciones y cambios que tienen
lugar durante esta conversión son consecuencia directa de la homeostasis
(intentos de conservar la vida) y 2) las condiciones del periodo inmediatamente
anterior al sacrificio pueden modificar los cambios musculares post-mortem y
afectar la calidad de la carne.
Sangría. La primera fase de la matanza tradicional es la sangría (degüello o
desangrado) del animal, es decir, la extracción de su cuerpo de tanta sangre como
sea posible.
El degüello marca el comienzo de una serie de cambios post- mortem del
músculo; no resulta difícil imaginar que una hemorragia masiva constituye un
grave estrés. Tan pronto como desciende la presión sanguínea, el sistema
circulatorio ha de ajustar su funcionamiento en un intento de mantener un aporte
sanguíneo adecuado para los órganos vitales. El bombeo cardiaco aumentará y
los vasos periféricos se contraerán intentando mantener la presión sanguínea de
los órganos vitales. Este detalle exige, por sí mismo, gran atención de la
producción cárnica. La sangre es un excelente medio para el crecimiento de los
microorganismos causantes de alteración y el exceso de sangre en los cortes de
carne es repugnante para el consumidor; de aquí que una sangría los más
completa posible constituya un comienzo optimo del proceso de carnización.
Fallo circulatorio muscular. La función del sistema circulatorio consiste en
transportar los nutrientes esenciales para el músculo y en eliminar los productos
de desecho, bien para su excreción o para ser ulteriormente metabolizados en
otros órganos. La sangría elimina esta línea de comunicación entre en músculo y
su ambiente externo.
En los animales vivos el oxígeno se absorbe en los pulmones, siendo
transportados a las células corporales por la hemoglobina, el pigmento sanguíneo.
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La mioglobina muscular tiene una mayor atracción por el oxígeno que la
hemoglobina, detalle que ayuda a la transferencia del oxígeno desde la sangre a
las células musculares; la mioglobina proporciona un sistema de almacenamiento
del oxígeno hasta que lo emplean las células para su metabolismo. La cantidad de
oxigeno almacenado de esta forma es solamente la suficiente para permitir las
reacciones oxidativas durante un período de tiempo breve.
A medida que el aporte de oxígeno almacenado disminuye, como
consecuencia de la sangría, cesa el funcionamiento de la ruta aeróbica mediante
el ciclo del citrato y el sistema del citocromo. La energía metabólica se desplaza
entonces a la ruta anaeróbica de una forma muy similar a como cuando hay
suficiente oxígeno para el músculo vivo durante periodos de ejercicio intenso y
deficiencia de oxígeno. Por lo tanto nos encontramos con otro mecanismo
homeostático que permite al músculo disponer de otra fuente de energía;
mediante la ruta anaeróbica se produce mucha menos energía en forma de ATP.
Sin embargo, el músculo dispone así de una fuente energética que mantendrá
mucho tiempo la integridad estructural y la temperatura de las células.
En el animal vivo el ácido láctico originado en el metabolismo anaeróbico es
transportado desde el músculo al hígado, donde se utiliza para la síntesis de
glucosa y de glucógeno. Ambos productos pueden revertir de nuevo al musculo
para proporcionar energía cuando se dispone de nuevo de suficiente oxígeno.
Puesto que el animal degollado no dispone de sistema circulatorio, el ácido láctico
permanece en el músculo, aumentando su concentración a medida que prosigue
el metabolismo, continua acumulándose hasta que casi todo el glucógeno original
almacenado en el músculo ha sido agotado o hasta que se alcanzan condiciones
que retrasan o paran la glucolisis anaeróbica. El acumulo de ácido láctico
determina un descenso de pH muscular. El pH de la carne dependerá en gran
parte de la cantidad de glucógeno contenido en el musculo en el momento de la
sangría.
Caída post-mortem del pH. El descenso del pH muscular a consecuencia
de la acumulación de ácido láctico es uno de los cambios post-mortem más
21
significativos que acaecen en el músculo durante su conversión a carne. La
velocidad con el que desciende el pH, una vez que el animal ha sido sangrado, y
el límite hasta el que desciende el pH son muy variables.
En algunos animales el pH sólo desciende unas pocas décimas durante la
primera hora después del sacrificio, permaneciendo entonces estable con valores
relativamente altos y dando finalmente un pH último que varía entre 6.5 y 6.8. En
otros animales el pH desciende rápidamente hasta 5.4 – 5.5, en la primera hora
después de la sangría; la carne de estos animales presenta un pH último que varía
entre 5.8 y 5.6.
El acúmulo de ácido láctico en las primeras fases del periodo postmortal
puede tener un efecto negativo en la calidad de la carne. El desarrollo de
condiciones ácidas (pH bajo) en el músculo, antes de que el calor corporal natural
y el metabólico se hayan disipado durante la refrigeración de la canal, da lugar a la
desnaturalización de las proteínas musculares. El grado de desnaturalización
depende de la temperatura alcanzada y de lo que haya descendido el pH. La
temperatura parece que juega una función clave en la desnaturalización, puesto
que el músculo, una vez que ha sido debidamente enfriado, puede alcanzar un pH
relativamente bajo (5.2 – 5.4) sin que sea excesiva la desnaturalización.
La desnaturalización de las proteínas les hace perder solubilidad, capacidad
de retención de agua e intensidad del color del pigmento muscular. Todos estos
cambios son perjudiciales, tanto si el músculo se emplea como carne fresca, como
si se destina a un procesado ulterior.
Los músculos cuyo pH desciende rápidamente son de color pálido y tienen
muy baja la capacidad de retención de agua, por lo que la superficie al corte tiene
un aspecto acuoso. En casos extremos, la superficie del músculo gotea. Por otra
parte, los músculos que conservan un pH alto durante su conversión en carne son
de color muy oscuro y la superficie del corte es muy seca debido a que el agua,
naturalmente presente en el músculo, está ligada fuertemente a las proteínas.
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Disipación de calor después de la muerte. Como consecuencia de la
sangría el músculo pierde un importante mecanismo de control de la temperatura,
el sistema circulatorio. Ya no es posible llevar rápidamente a los pulmones y otras
áreas superficiales para su disipación el calor de zonas orgánicas profundas; por
lo tanto, después de la sangría, pronto sube la temperatura muscular. La altura
alcanzada por la temperatura depende de la velocidad de producción metabólica
de calor y de su duración. Un detalle importante que debemos hacer resaltar aquí
es que los factores metabólicos que determinan que la temperatura se eleve en el
periodo post mortal son los mismos que causan el descenso del pH. En
consecuencia la desnaturalización es inevitable salvo que se empleen
determinados medios para eliminar artificialmente el calor de la musculatura. La
temperatura del entorno de la sala de matanza, la duración de las operaciones de
carnización y la temperatura del frigorífico, todas tienen una marcada influencia en
la velocidad de la pérdida de temperatura de la canal.
Rigor mortis. Uno de los cambios postmortales más llamativos, que
acaecen durante la conversión del músculo en carne, es la rigidez de los músculos
después de la muerte. El fenómeno del rigor mortis (“rigidez de la muerte”) se
conoce desde hace cientos de años; sin embargo solamente ha sido estudiado en
relación con la conversión del músculo en carne en las últimas cuatro a cinco
décadas.
La rigidez observada en el rigor mortis se debe a la formación de enlaces
cruzados permanentes entre filamentos de actina y de miosina del músculo. Es la
misma reacción química que forma actomiosina en vida durante la contracción
muscular. La diferencia entre el estado vivo y el rigor es que en el último la
relajación es imposible, ya que no se dispone de energía para escindir la
actomiosina.
Para que el músculo se mantenga en estado de relajación se necesita ATP
y Mg2+ (que forman un complejo). A medida que desciende el ATP del músculo
comienzan a formarse enlaces permanentes. En ausencia de ATP la reacción es
irreversible, aunque se ha comprobado que los músculos no permanecen rígidos
23
indefinidamente. La “resolución” aparente del rigor mortis se debe, posiblemente, a
una degradación física de la estructura muscular.
La instauración del rigor mortis se acompaña de cambios físicos, tales como
pérdida de elasticidad y extensibilidad, acortamiento y aumento de la tensión. La
extensibilidad es uno de los cambios que más a menudo se utilizan para seguir el
desarrollo de la rigidez cadavérica. En el periodo que sigue inmediatamente a la
sangría el músculo es totalmente extensible. Si se tara o si se le aplica una fuerza,
se estira pasivamente y cuando tal fuerza se retira, la elasticidad natural del
músculo le hace retornar a su longitud original. En estas condiciones existen
pocos enlaces de actomiosina, si es que hay alguno, que prevenga la extensión
del músculo por la fuerza aplicada. El periodo de tiempo durante el que el músculo
es relativamente extensible y elástico se denomina fase de latencia o de retardo
del rigor mortis.
Una vez que han empobrecido los almacenes de glucógeno se aprovecha
el creatinfosfato (CP) para la fosforilación del ADP a ATP. A medida que se van
agotando los almacenes de CP la refosforilación del ADP es insuficiente para
mantener el músculo en un estado de relajación; comienzan a formarse puentes
de actomiosina y el músculo se extiende gradualmente menos bajo el influjo de la
fuerza externamente aplicada. La fase de iniciación o presentación del rigor mortis
comienza cuando el músculo empieza a perder extensibilidad y dura hasta la
terminación del rigor mortis. Cuando ha desaparecido todo el creatinfosfato y ya
no puede formarse ATP a partir del ADP, el músculo se convierte en relativamente
inextensible. Esto es señal de que se ha instaurado el rigor mortis.
Acortamiento y presentación de tensión. Puesto que el enlace de
actomiosina formado durante el desarrollo del rigor mortis es el mismo que el
originado durante la contracción muscular, la rigidez cadavérica puede
considerarse como una contracción muscular irreversible. Durante el desarrollo del
rigor mortis los músculos se acortan a medida que se forjan enlaces permanentes
y como resultado aparece una tensión en el interior del músculo que contribuye a
24
su rigidez. El acortamiento de la rigidez difiere de una contracción normal en que
se forman más enlaces cruzados. Durante una contracción normal sólo se originan
enlaces en, aproximadamente, el 20% de los posibles sitios de unión, mientras
que en el rigor mortis se utilizan casi todos los sitios de unión del área de
imbricación o solapamiento de los filamentos de actina y miosina.
Relación entre la caída del pH y aparición del rigor mortis. Los dos
aspectos más importantes están íntimamente relacionados debido a que ambos
atañen al metabolismo energético, concretamente al metabolismo del glucógeno.
La carne que experimenta los cambios de pH que se indica en la curva superior e
inferior de la figura 3, sufrirá un rápido desarrollo del rigor mortis. En la carne cuyo
pH desciende, de acuerdo con la curva superior, la iniciación e instauración del
rigor mortis será muy rápida debido a que el aporte energético inicial es limitado.
Cuando la caída de pH sigue el curso de la curva inferior, la iniciación e
instauración del rigor también será rápida, o porque el aporte energético es
rápidamente metabolizado, o porque las condiciones de gran acidez (pH bajo)
inhiben importantes reacciones químicas del metabolismo energético. La curva
intermedia de descenso de pH se asocia a un desarrollo del rigor mortis más lento
que cualquiera de los dos citados (Forrets y col., 1975).
FIGURA 3. Curvas de caída de pH post mortem
25
Pérdida de protección frente a la invasión bacteriana. En los animales
vivos sanos, el músculo está protegido frente a invasiones microbianas por una
serie de defensas, la primera línea de las cuales la constituyen los tejidos que
recubren el cuerpo y rodean muchos de los órganos internos. También ofrecen
alguna protección los tejidos conectivos y las membranas celulares. El sistema
linfático y los glóbulos blancos circulantes de la sangre tienen la capacidad de
destruir los organismos que penetran el cuerpo. Durante la conversión del músculo
en carne se alteran las propiedades de la membrana y el músculo se hace
susceptible a la acción bacteriana. Puesto que ya no actúan los sistemas
circulatorio y linfático no puede evitarse la difusión de los microorganismos. La
mayoría de los cambios que tienen lugar durante la conversión del músculo en
carne favorecen la proliferación microbiana. Sin embargo, el descenso del pH
muscular ejerce un efecto inhibidor en algunos microbios. Para prevenir la
contaminación de la carne con microorganismos causantes de su deterioro debe
tenerse un cuidado exquisito durante todas las operaciones de carnización y
almacenamiento.
Pérdida de integridad estructural. Durante el desarrollo del rigor mortis La
estructura muscular tiene una apariencia microscópica muy similar a la del
músculo vivo. Sin embargo, es indudable que después de la degollación se inician
pronto algunos débiles cambios degradativos, tales como la alteración de las
propiedades de la membrana. La desintegración de la estructura de la línea Z,
después de instaurado el rigor mortis, comienza en algunas ocasiones pronto y,
como se ha indicado, puede ser la responsable de la pérdida de rigidez muscular.
Microfotografías electrónicas tomadas después del sacrificio a intervalos de
tiempo crecientes, muestran una disrupción progresiva de la estructura miofibrilar.
Este cambio degradativo se verifica a velocidades diferentes en los distintos
animales y puede asociarse a diferencias cualitativas del músculo considerado
como alimento.
Degradación enzimática. Las células musculares presentan unos
orgánulos, las lisosomas, que contienen en estado inactivo unos enzimas
26
denominados catepsinas. A medida que el pH del músculo desciende se liberan
estos enzimas que comienzan a degradar la estructura proteica. La liberación de
catepsinas puede ser la responsable de una parte, al menos, de los cambios
estructurales postmortales observados.
El ablandamiento que tiene lugar durante la maduración o envejecimiento
de la carne de vacuno, se deben, en parte, a la degradación de algunos de los
tejidos conectivos de colágeno del músculo, bajo la acción de las catepsinas. Las
proteínas musculares, además de sufrir la acción de los enzimas proteolíticos
citados, están sometidas a desnaturalización. También los tejidos conectivos de
colágeno se desnaturalizan a consecuencia de un descenso rápido del pH
muscular.
Cambios en el aspecto físico.
Color. La musculatura de los animales vivos, con un aporte de oxigeno
suficiente, tiene un aspecto rojo brillante; si el músculo fuera deficitario de oxigeno
su aspecto sería rojo más oscuro o púrpura.
Después del sacrificio, cuando se ha consumido el oxígeno, los músculos
tienen un color púrpura oscuro. Cuando la carne fresca se corta por primera vez la
superficie del corte puede presentar color rojo oscuro; tras su exposición a la
atmosfera durante algunos minutos se oxigena la mioglobina y la carne cambia a
un color rojo más brillante. Si el músculo ha sufrido desnaturalización intensa el
tono del color se reduce considerablemente y aparece pálido incluso en la carne
cortada.
Firmeza. Los músculos vivos mantienen un cierto “tono” y generalmente se
unen por ambos extremos, directa o indirectamente, a alguna parte del esqueleto
por lo que, consecuentemente, son relativamente firmes. A medida que los
músculos alcanzan el rigor mortis se convierten en muy firmes y rígidos. Más
tarde, durante el proceso de maduración, a medida que prosigue la degradación
27
enzimática y la desnaturalización proteica, el músculo pierde firmeza. Y si la
desnaturalización proteica es muy grave los músculos se hacen blandos.
Propiedades fijadoras de agua. El agua supone el 65-80% de la masa
muscular total. En la célula muscular viva, lo mismo que en cualquier otra célula
viviente, el agua juega un papel importantísimo en el fisiologismo celular: actúa
como solvente o transportador de sustancias que deben movilizarse dentro de la
célula, es lubricante, mantiene la turgidez de las células, y constituye un
componente esencial de muchas reacciones químicas. Gran parte del agua de la
célula muscular está tenazmente unida a diversas proteínas. Si éstas no se
desnaturalizan continuarán ligando agua durante la conversión del músculo en
carne y (en gran parte) incluso durante el proceso culinario. El agua así retenida
contribuye a la jugosidad y palatabilidad de la carne.
Durante la conversión del músculo en carne, los cambios que tienen lugar
en el agua ligada, dependen de la velocidad y descenso alcanzado en la caída del
pH y de la cantidad de desnaturalización proteica. En aquellos casos en los que el
pH postmortal del músculo permanece muy alto, la capacidad de ligar agua de la
carne es similar a la del músculo vivo. Cuando durante la conversión en carne el
pH muscular desciende rápidamente es escasa su capacidad de ligar agua.
Factores Que Influencian las Propiedades Finales de la Carne
Condiciones ambientales y de manejo
Los animales viven en un estado de cercana interacción entre la
complejidad de los procesos físicos y químicos de su propio cuerpo y el entorno
que los rodea. La influencia del clima en la producción bovina ha sido reconocida
desde hace mucho tiempo. Así entonces la fisiología, el comportamiento y la salud
del ganado son marcadamente influenciados por el medioambiente en el cual el
ganado vive, el cual puede afectar significativamente el desempeño económico del
mismo. No obstante estar adaptados a las condiciones medioambientales en las
28
que viven, hay ciertas ocasiones en las que los animales sufren estrés debido a
las oscilaciones en las temperaturas o bien por una combinación de factores
negativos a los que se someten durante un corto periodo de tiempo. Los animales
hacen frente a estos períodos desfavorables primordialmente a través de
modificaciones fisiológicas y de comportamiento. Así, en la mayoría de los casos
esta respuesta se manifiesta en cambios en los requerimientos de nutrientes,
siendo el agua y la energía los más afectados cuando el ganado se encuentra
fuera de la denominada zona termo-neutral. Estos cambios en los requerimientos,
así como las estrategias adoptadas por los animales para enfrentar el período de
estrés, provocan una reducción en su desempeño productivo.
Los factores físico-ambientales que afectan al ganado fueron definidos por
Hahn y col (2003) y corresponden a una compleja interacción de la temperatura
del aire, humedad relativa, radiación, velocidad del viento, precipitación, presión
atmosférica, luz ultravioleta y polvo. Para una mejor comprensión del efecto que
ellos provocan sobre el ganado se presenta una breve descripción de los cuatro
factores más importantes:
Temperatura ambiental. Es probablemente la variable más investigada y al
mismo tiempo la más utilizada como indicador de estrés. El concepto de zona
termo neutral es el resultado de investigaciones realizadas a comienzos de la
década del setenta. Esta refleja el rango de temperatura ambiente efectiva de
confort para el ganado y para la cual no existe a la fecha una metodología clara
que permita su estimación en ganado de carne bajo condiciones prácticas de
producción. Khalifa (2003) definió la temperatura ambiente efectiva de confort para
el ganado como el estado constante de temperatura corporal, la cual puede ser
mantenida sin necesidad de ajustes fisiológicos o de comportamiento. Por esta
razón el promedio de la temperatura ambiente es generalmente considerado como
la principal medida térmica utilizada para estimar confort animal. Existen además,
numerosas evidencias de que durante el verano la temperatura ambiental tiene un
efecto directo sobre consumo diario de agua (CDA), existiendo una relación
positiva entre ambas variables. Si bien la temperatura ambiental ha sido
29
reconocida como uno de los factores más importantes en la productividad del
ganado también se ha reconocido que ésta es alterada por la acción del viento,
humedad, precipitación y radiación entre otros factores.
Humedad relativa. La humedad relativa (HR) es considerada un factor de
potencial estrés en el ganado, ya que acentúa las condiciones adversas de las
altas temperaturas. Los principales efectos de la HR están asociados con una
reducción de la efectividad en la disipación de calor por sudoración y respiración y
están negativamente asociados al CDA. La tasa de evaporación depende de la
gradiente de presión de vapor que existe entre el animal y el medioambiente
circundante, así como de la resistencia al movimiento en contra de la gradiente.
Richards (1973) reportó que a temperaturas superiores a los 30 °C, la HR
comienza a asumir un importante rol en los procesos evaporativos. En estas
condiciones, la simple gradiente de presión de vapor no es suficiente para
asegurar una adecuada evaporación. Así entonces, altas HR reducen el potencial
de disipación de calor tanto de la piel como del aparato respiratorio, afectando a
los animales especialmente en medioambientes en los que la disipación del calor
por vías evaporativas es crucial para mantener la condición horneo térmica. Por
esta razón un índice que da cuenta de ambos factores, temperatura y humedad,
fue desarrollado originalmente para ser utilizado en seres humanos y extendido
posteriormente al ganado por Berry y col (1964). El índice de temperatura-
humedad (THI) ha llegado a ser un estándar en las prácticas de manejo del
ganado por las últimas cuatro décadas, existiendo a la fecha tablas y rangos que
permiten predecir eventuales riesgos de estrés.
Velocidad del viento. El rol de viento en el bienestar y desempeño
productivo de los animales ha sido largamente reconocido por los investigadores.
El viento ayuda a reducir los efectos del estrés por calor durante el verano
mejorando los procesos de disipación de calor por vías evaporativas. Cabe
señalar que esta respuesta depende del estado en que se encuentra la piel del
animal, es decir, seca o húmeda. La transferencia de calor es más eficiente
cuando la piel esta húmeda que cuando está seca. La importancia de la velocidad
30
del viento fue realzada por Mader y col (2006), quienes la incluyeron como uno de
los factores de ajuste del índice de humedad-temperatura. Por otra parte, durante
el período invernal el viento tiene un efecto negativo, ya que incrementa la pérdida
de calor.
Radiación solar. La radiación solar (directa e indirecta) es considerada
como uno de los factores más importantes que afectan el balance térmico en el
ganado. La radiación de onda corta y onda larga tienen un fuerte impacto en la
carga total de calor y en el estrés por calor en los animales. También se ha
demostrado que la radiación solar tiene un impacto directo en la temperatura rectal
y la tasa de respiración. Existen además antecedentes que indican que la
radiación solar tendría un efecto en algunas concentraciones enzimáticas y
minerales en el plasma. Sin embargo, la cantidad de calor radiante absorbida por
un animal depende no sólo de la temperatura del animal, sino también de su color
y textura. Superficies oscuras irradian y absorben más calor que superficies claras
a una misma condición ambiental (ARIAS, 2008).
Valor nutritivo
El valor más importante de la carne radica en que es un alimento muy
nutritivo, cuya ingesta es recomendada para tener una dieta equilibrada y
saludable. La carne provee aminoácidos esenciales en cantidades que se
consideran muy adecuadas para promover la salud y prevenir enfermedades.
Además, la carne tiene vitaminas, minerales y ácidos grasos de gran importancia
para el adecuado funcionamiento del organismo.
La proteína animal nos ayuda a reducir la ingesta de carbohidratos y a
mantener nuestro peso corporal estable, es por esto que mientras la ingesta de
excesos de carbohidratos y harinas se asocia al sobrepeso y diabetes, el consumo
de carne no se ha podido asociar hasta la fecha con estas enfermedades.
31
Hoy sabemos que las grasas animales protegen a nuestro cuerpo al
brindarle ácidos grasos esenciales para el adecuado mantenimiento de la piel,
para la activación del sistema inmune, la prevención del cáncer y en general la
promoción de la salud (SAGARPA, 2012).
Análisis proximal El estudio de la composición química de la carne es relevante, porque
indica en que forma varía la concentración de nutrimentos que contiene.
Particularmente se analiza el contenido de materia seca, proteína, grasas y sus
componentes vía perfil de ácidos grasos, de colesterol, y cenizas. Los nutrimentos
que componen la carne pueden variar sus proporciones en función de una miríada
de factores; mientras algunos de estos pueden ser intrínsecos al animal del que
provienen (especie, raza, alimentación, edad, etc.), ya sea antes (tiempo de
ayuno, de transporte, estrés, método de insensibilización, etc.), o después de su
faenado (sistemas de refrigeración, congelado, carga microbiana,
enriquecimientos por la adición de marinados, etc.). Estos cambios en la
composición de la carne, son relevantes ya que influyen en su calidad tecnológica,
higiénica, sanitaria y sensorial. En términos generales, se puede decir que la carne
fresca contiene de un 70 a 75%de agua, 20 a 22% de proteínas, 1 a 5% de grasa,
1% de sustancias minerales y menos de 1% de hidratos de carbono. (SAGARPA,
2011)
De acuerdo con el Departamento de Agricultura de los Estados unidos
(USDA por sus siglas en inglés) 2012, se presentan en el Cuadro 1 los valores
para la composición de carne de bovino cruda con un contenido de grasa del 3 y
10%.
CUADRO 1. Composición de carne de bovino cruda con un contenido de grasa del 3 y 10%.
Carne de bovino cruda / 3% grasa
Carne de bovino cruda / 10% grasa
32
Componente Unidad Valor por 100 g Valor por 100 g
Agua g 75.5 78.48
Energía Kcal 115 176
Proteína g 21.98 20.00
Lípidos
totales
(Grasa)
g 3.00 10.00
Carbohidratos g 0.00 0.00
MineralesCalcio, Ca mg 8 12
Hierro, Fe mg 2.44 2.24
Magnesio, Mg mg 22 20
Fósforo, P mg 203 184
Potasio, K mg 357 321
Sodio, Na mg 66 66
Zinc, Zn mg 5.21 4.79
USDA, 2012
Determinación de humedad. La carne contiene aproximadamente entre un
70 y 75% de agua, de la cual el 70% es agua libre que se encuentra entre los
espacios de los filamentos de actina y miosina, el otra 5% es agua ligada a
proteínas. Cuando se hace determinación de humedad principalmente lo que se
mide es el agua libre.
El análisis del contenido de humedad o de materia seca, es en el análisis
bromatológico probablemente el más frecuentemente realizado, debido a que
permite conocer el grado de dilución de los nutrimentos o componentes de la
muestra. A diferencia de las determinaciones de capacidad de retención de agua y
pérdida por goteo, el análisis de humedad, se basa en la perdida de agua por
efecto del calentamiento en estufa con condiciones de aire forzado.
33
Determinación del contenido de cenizas. La carne es una buena fuente
de minerales altamente digestibles y que son relevantes en una dieta balanceada.
Por ejemplo, el hierro es un nutriente esencial para la salud, el zinc es esencial
para el crecimiento y también contiene cantidades significantes de sodio, potasio
y magnesio.
Las cenizas son conformadas por los residuos después de incinerar u
oxidar completamente la materia orgánica de la carne; tanto el agua como los
ácidos volátiles se evaporan, y las sustancias orgánicas se queman en presencia
del oxígeno del aire, hasta convertirse en CO2 y óxidos de nitrógeno.
La mayoría de los minerales se convierten en óxidos, sulfatos, fosfatos,
cloruros y silicatos; sin embargo, elementos como el Fe, Se, Pb, y Hg se pueden
volatilizar, lo que debe considerarse si se tiene interés en un análisis secuencial
para la determinación de estos minerales, para lo cual sería más recomendable un
procedimiento de cenizas húmedas. Se considera que para la determinación de la
cantidad de cenizas en muestras de carnes con alto contenido de grasa es
necesario secar y extraer la grasa antes de realizar el análisis de cenizas.
Determinación del contenido de proteína. Las proteínas de la carne, se
caracterizan por tener un alto valor biológico, lo que implica una muy adecuada
proporción entre los aminoácidos que la conforman ya que proporciona todos los
aminoácidos esenciales en cantidades equivalentes a los requerimientos del
humano. Es una proteína altamente digestible y fácilmente absorbible. El
contenido de proteína de la carne cruda es aproximadamente de 19–23%, éste
varía inversamente proporcional a la grasa y debido a las pérdidas de humedad y
grasa durante el cocinado; la proteína de la carne cocinada aumenta a 25-30%.
La proteína de la carne, representa un nutriente de alta calidad, que se
considera esencial en una dieta sana y equilibrada, principalmente por su aporte
en aminoácidos esenciales. Todos los aminoácidos que constituyen las proteínas
contienen nitrógeno en su molécula, ésta es una característica que permite
34
determinar el contenido de proteína a partir de la cuantificación de este elemento.
Sin embargo, la cantidad de nitrógeno presente en cada aminoácido, es variable.
Por ejemplo, el porcentaje en peso de nitrógeno en una molécula de tirosina, es de
8.6%, mientras que en la arginina es de 35.9%. Lo que implica que cada molecula
de proteína, en función de su perfil de aminoácidos, tendrá una cierta porción de
nitrógeno. En el caso de la carne, se ha considerado que debido a que el
contenido de nitrógeno de las principales proteínas de la carne (miosina y actina)
es el 16%, el factor convenido para estimar el contenido de proteína en función del
contenido de nitrógeno en la carne, sea de 6.25, el cual resulta de dividir 100/16.
Desde 1880, Johan Kjeldahl propuso el método para determinación de
proteína cruda. Un método que se sustenta en la cuantificación de nitrógeno en
una muestra y en el cual se acepta que no necesariamente todo el nitrógeno
determinado se refiere al nitrógeno α del grupo amino de los aminoácidos o
nitrógeno proteico, ya que la determinación puede incluir el nitrógeno no proteico
de amidas, ácidos nucleicos y aminoácidos libres.
El método de Kjeldahl se basa en la destrucción de la materia organica con
ácido sulfúrico concentrado, formándose sulfato de amonio, que en exceso de
hidróxido de sodio libera amoniaco, el cual se destila recibiéndolo en ácido bórico,
formándose borato de amonio, que se valora con ácido clorhídrico.
Éste método está basado en tres fases: digestión, destilación y titulación:
a) Digestión
Durante la digestión se busca la conversión de amonio (NH4+) de
todos los compuestos nitrogenados presentes en la muestra. Esta
conversión se realiza a elevada temperatura en presencia del reactivo
oxidante o digestor (generalmente ácido sulfúrico concentrado), y un
catalizador, en un proceso que dura entre 3 y 5 h. La digestión de una
molécula compleja como son las proteínas de la carne, puede
representarse de forma general por la siguiente reacción:
35
Los catalizadores más ampliamente utilizados son mezclas de sulfato
de potasio con titanio o sulfato de cobre, el óxido de mercurio ha sido
eliminado por su toxicidad.
b) Destilación
Al completarse la digestión, la mezcla alcalinizada con la solución de
NaOH, con el propósito de liberar NH3 a partir de NH4 por arrastre de vapor
hacia una solución que contiene ácido bórico, y de esa manera fijarlo para
un análisis posterior.
c) Titulación
El amonio fijado en la solución de ácido bórico se cuantifica por
titulación con una solución estándar de ácido clorhídrico (0.1N), formando
un complejo estable, y pudiendo observarse debido al cambio de color que
experimenta la solución de ácido bórico, producido por el amoniaco, y que
alcaliniza la solución progresivamente medida que es captado por el ácido
bórico.
La cuantificación de nitrógeno amoniacal se realiza por medio de una
volumetría ácido-base del ion borato formato, empleando ácido clorhídrico o
36
sulfúrico y como indicador una disolución alcohólica de una mezcla de rojo
de metilo y azul de metileno. Los equivalentes de ácido consumidos
corresponden a los equivalentes de amoniaco destilados.
H2BO3- + H+ H3BO3
Determinación del contenido de grasa. Los lípidos son considerados
como un grupo de compuestos orgánicos insolubles en agua y solubles en
solventes orgánicos (como por ejemplo éter y cloroformo), con una estructura
química formada por una cadena hidrocarbonada como parte principal de la
molécula, y que se encuentran o se derivan de organismos vivos.
Mientras que un ser humano puede sobrevivir sin el consumo de
carbohidratos, no lo podía hacer sin el consumo de aminoácidos y de grasas,
particularmente de los ácidos grasos esenciales, que son aquellos que el cuerpo
no puede producir. A diferencia de lo que mucha gente piensa, el consumo de
grasas es importante para mantener una dieta balanceada, por lo que la mayoría
de las recomendaciones nutricionales en el mundo, recomiendan que la energía
total consumida, provenga de un número de calorías similares a partir de grasa,
proteína y carbohidratos.
La forma más eficiente para acumular energía en el organismo, es a partir
de grasa, particularmente en forma de triglicéridos. Los triglicéridos están
formados por una molécula de glicerol y una, dos o tres moléculas de ácidos
grasos, los cuales se pueden identificar como saturados e insaturados
dependiendo si existen o no dobles enlaces en su estructuras. Los ácidos grasos
con una doble ligadura se denominan monoinsaturados y los que tienen más de
una doble ligadura en su cadena, se identifican como poliinsaturados.
Dependiendo del número del carbono donde se encuentren las dobles ligaduras
(contando a partir del carbono terminal más cercano a la doble ligadura), se
denominan omega 3, 6 ó 9. Los lípidos complejos, son aquellos que se asocian
con otro tipo de compuestos, estos incluyen a los fosfolípidos, los glucolípidos y
los sulfolípidos.
37
Los términos lípido, grasas y aceites en muchas ocasiones son utilizados
indistintamente. El término lípidos está asociado a las características de
solubilidad, por lo que mientras que aceite se utiliza para describir los lípidos que
se encuentran en estado líquido a temperatura ambiente. Debido a la falta de
definición científica de mayor exactitud y para propósito de etiquetado nutricional,
la FDA ha definido como grasas a la suma de ácidos grasos con cadenas de 4 a
24 carbonos.
Comúnmente, para la extracción de grasa en muestras de carne, los éteres
se utilizan como solventes orgánicos que disuelven compuestos no polares, pero
son poco eficientes con los lípidos polares lo que explica por un lado por qué la
extracción con los éteres resulta en una menor cantidad de grasa
(presumiblemente, no se extraen los fosfolípidos) y también porque, en muestras
con mayor cantidad de grasa neutra tienden a ser más eficientes.
Contrario a los éteres, las mezclas de cloroformo-metanol se caracterizan
por ser una combinación de un solvente no polar (cloroformo) y uno polar
(metanol), lo que permite la extracción de grasas tanto no polares como aquellas
polares (principalmente fosfolípidos asociados a membranas celulares), por lo que
su uso, permite colectar mayores cantidades de lípidos en menor tiempo.
Los lípidos de la carne se encuentran principalmente en el tejido adiposo y
en la grasa intramuscular. En el tejido adiposo se localizan principalmente
triglicéridos, mientras que en el tejido intramuscular se encuentran triglicéridos y
grasas ligadas a la membrana como fosfolípidos y lipoproteínas. Entre menor es el
contenido de grasa intramuscular, mayor es la proporción de fosfolípidos de
membrana y menor el de triglicéridos.
El contenido de lípidos en la carne fresca en México varía en función de
especie, raza, edad, sistema de alimentación, etc. Pero podemos considerar un
valor cercano al 2.5% pudiera aplicar para la mayoría de las carnes magras,
aunque los valores pueden variar entre 1 y 13%. Interesantemente, se ha
encontrado que existe una relación inversamente proporcional entre el contenido
de lípidos y el contenido de agua (SAGARPA, 2011).
38
Factores utilizados para establecer grados de calidad
Potencial hidrógeno (pH)
El pH es uno de los principales parámetros a considerar para verificar la
calidad de la carne, porque afecta varias de sus cualidades (color, capacidad de
retención de agua, etc.). El pH es definido como el logaritmo negativo de la
concentración de protones. Tiene una escala entre 0 y 14. Un valor de pH por
debajo de 7 es considerado como ácido, y por encima de un valor de 7 se
considera alcalino o también denominado básica.
El pH del músculo de animales sanos y vivos es alrededor de 7.04. Este
valor disminuye tras la muerte del animal, principalmente, debido a la degradación
del glucógeno a ácido láctico, una reacción en la que el músculo trata de producir
39
energía en ausencia de oxígeno. Esta reacción, depende importantemente de la
actividad de una serie de enzimas que son sensibles a la temperatura, por lo que
es relevante considerar la temperatura del músculo al momento de hacer la
medición de pH.
Qué tanto tiempo haya pasado entre la muerte de un animal y el momento
que se le midió el pH, es un factor relevante, ya que la acumulación de ácido
láctico normalmente continúa hasta cerca de 24h posteriores a la muerte. Además
de la extensión total que se tenga en la caída de pH, se sabe que es también
importante conocer con que velocidad se dio ese cambio, siendo particularmente
relevante lo que sucede en las 3 primeras horas post-mortem, por lo que es útil no
solo saber el pH en un punto determinado de tiempo, sino generar curvas que
describan el cambio en el pH con respecto del tiempo, normalmente se consideran
3 a 5 puntos en las 3 primeras horas post-mortem, por ejemplo 30, 45, 60, 120,
180 minutos y el pH final a las 24 horas.
La variación en los valores de pH, se da por un sinnúmero de factores,
algunos de ellos son intrínsecos al animal, pero normalmente los factores más
relevantes tienen que ver con el ambiente en que se manejó el animal y canal
durante las 24 horas previas y posteriores al faenado. Previo al faenado, el manejo
es un factor clave, ya que un exceso de estrés provocará la sobreproducción de
adrenalina, que tiende a promover la degradación de glucógeno y por ende,
favorece la caída abrupta del pH (acidificación). Luego del faenado, una mala
refrigeración de la canal, con temperaturas muy elevadas, promoverá también una
rápida caída de pH. Dependiendo de la velocidad de la disminución del pH post-
mortem y del pH final alcanzado por la carne, se distinguen diferentes tipos de
carne.
Carne DFD (dark, firm, dry)
Una caída lenta del pH post- mortem, es ocasionada caundo las
reservas de glucógeno en el animal son escasas, por ejemplo, cuando ha
habido un estrés crónico durante un transporte largo, con tiempos de
dietado (ayuno) muy prolongados, que en cerdos equivalen a más de 24
40
horas de dietado y en bovinos a más de 36 horas, lo que además se
exacerba con temperaturas ambientales frías y malos manejos (estrés)
antes del faenado. Todo esto, tiende a reducir las reservas musculares de
glucógeno, por lo que se presentará un menor contenido de ácido láctico
en el músculo, ocasionando un pH final elevado a las 24 horas post-
mortem (6 hasta 6.8), en comparación de una carne normal (5.4 a 5.9)
Carne PSE (pale, soft, exudative)
Para el caso en el que la disminución del pH post-mortem sea
acelerado y la caída del pH ocurra antes de que la carne pueda ser
enfriada eficazmente, la combinación de un bajo pH y alta temperatura
(arriba de 32°C), ocasiona una desnaturalización anormal de las proteínas
musculares, generando así una carne pálida, suave y exudativa, es decir
PSE. Mientras más rápido baje el pH del músculo, sus proteínas se irán
acercando a su punto isoeléctrico, por lo tanto retendrán menos agua, y
así se reducirá el rendimiento de la carne y se afectará el color de la
carne, dando una apariencia pálida.
Entonces el pH final de las carnes PSE estará normalmente por
debajo de 5.5. Sin embargo, la carne puede tener apariencia PSE, y tener
un pH que pareciera normal. Esto normalmente ocurre cuando la caída de
pH es muy abrupta durante la primera hora post-mortem. Particularmente
en el caso de los cerdos, la carne PSE se asocia a problemas de estrés
agudo inmediatamente antes de la muerte del animal.
Capacidad de retención de agua (CRA)La capacidad de retención de agua se puede definir como la aptitud de la
carne para mantener ligada su propia agua, incluso bajo la influencia de fuerzas
externas (presión, calor, etc.), o también la aptitud para fijar agua añadida.
Muchas de las propiedades sensoriales de la carne como son el color, la
textura y la firmeza, están relacionadas con la cantidad de agua que se tiene
contenida o retenida en la carne. Nutricionalmente, una baja CRA resulta en
41
pérdidas importantes de agua, que acarrean, proteínas, minerales y vitaminas
hidrosolubles. Desde el punto de vista industrial, la capacidad de una carne para
retener el agua originalmente contenida, así como el agua que se añada durante
los procesos industriales, por ejemplo durante el marinado o la inyección, influye
en la eficiencia del sistema y dicta en parte el rendimiento final del producto. Una
pobre retención de agua, provoca un goteo constante que interfiere en los
sistemas de empaque, así como en los sistemas de salazón en seco.
La CRA es influenciada (hasta cierto punto) por el pH del músculo, mientras
más alejado esté el pH del punto isoeléctrico de las proteínas del músculo, más
agua retendrá. Por ejemplo, en valores superiores a 5.8 de pH, se favorece la
capacidad de las proteínas para ligar las moléculas de agua. Además del pH, otros
factores que afectan la CRA, son la especie de que proviene la carne, el tipo de
fibra, la estabilidad oxidativa de sus membranas, el proceso de maduración, y de
ser el caso, el sistema utilizado para congelar y descongelar las carnes.
ColorEl color de la carne fresca es el principal atributo que influye en la decisión
de compra, dado que el consumidor asocia el color con el grado de frescura y
calidad. En la carne, al igual que otros materiales no metálicos, al incidir un rayo
de luz en su superficie se produce una reflexión difusa, esa reflexión es lo que se
define como el color. Así, al incidir una luz blanca, serán absorbidas por la
muestra, el color estará formado por la combinación de aquellas longitudes de
onda que no fueron absorbidas por la substancia. El color percibido ha sido
definido por la CIE (commision internatiaonale de L’Eclairage) como el atributo
visual que se compone de una combinación cualquiera de componentes
cromáticos.
Métodos colorimétricos
Para que se pueda generar un color, deben de existir primero una fuente
luz, una superficie que se ilumine y un detector que perciba e interprete lo que la
muestra refleja (la luz que no fue absorbida por la muestra). En la apreciación, el
42
receptor es la retina que manda analizar las señales al cerebro donde se produce
una versión subjetiva sobre la precepción del color.
Para evitar la subjetividad, y poder producir información que sea entendible
y reproducible de su forma universal, se utilizan tres características físicas que
definen el color. El tono también llamado Hue se refiere al nombre del color
(amarillo, rojo, azul, verde, etc.), este resulta de la suma de estímulos generados
en la retina, ando recibe impulsos con diferentes longitudes de onda. Estos colores
pueden tener diferente intensidad, pudiendo ser colores muy intensos o muy
débiles en términos de saturación de color, esto se denomina Croma. Finalmente
la Luminosidad nos indica que tan claro u obscuro es un color.
Aun definiendo estas tres características del color, nos encontramos con el
efecto de la subjetividad con que cada persona define estos términos. Por lo tanto,
el uso de instrumentos que nos permitan ser objetivos, se convierte en una
herramienta extremadamente útil en el laboratorio de calidad de la carne.
Las técnicas instrumentales para medir color, se definen básicamente en
función del proceso con el que se evalúa la luz que se recibe de la muestra. Los
colorímetros evalúan la luz mediante el uso de filtros de tres o cuatro colores
(longitud de onda específica), mientras que los espectrofotómetros proyectan un
haz de luz monocromática sobre la muestra y miden la cantidad de luz que es
absorbida en diferentes longitudes de onda, permitiendo incluso generar curvas
espectrales ya sea de absorbancia o de transmitancia (la luz absorbida o
transmitida).
Dado que estos equipos hacen lecturas en función del tipo de luz que se
emite sobre la muestra, es un punto muy relevante aclarar el tipo de luz que se va
a emitir sobre la muestra. Esta luz que se emite, se describe como iluminante y
hay varios tipos siendo los más comunes A (luz de Tusgeno, temperatura de 2854
grados Kelvin). B (4,800 K), C (equivalente a la luz de día, 6770 K), D (6,500 K)
etc. Según AMSA, lo ideal para evaluar carne, es usar una luz que sea intensa en
el espectro de colores rojos (iluminante A). Sin embargo, el iluminante más usado
43
en literatura científica es el D65, el cual corresponde a la luz promedio del medio
día en el norte de Europa.
Conjuntamente de la objetividad, otra ventaja del uso de estos equipos
colorimétricos, es que permiten realizar mediciones objetivas, rápidas y no
destructivas. Además de muchas otras escalas, la mayoría de estos aparatos
basan su funcionamiento en las escalas Hunter y CIELAB, las cuelas son
reconocidas como las más populares para evaluar el color de la carne fresca.
El espacio de color Hunter L, a, b se basa en un esquema de vectores que
se representan de forma tridimensional, y que están basados en la teoría de los
colores opuestos. La integran los parámetros L, a y b. L se refiere a la
luminosidad y se ubica verticalmente, tomando valores de 100 (blanco) y 0
(negro); mientras que a y b, ubicados horizontalmente, no tienen límites, pero si
valores positivos o negativos. La escala de a se mueve de los valores positivos
(rojo +) a los negativos (verde -); mientras que la escala de b va de amarillo (+) al
azul (-), tal como se muestra en la Figura 3. Todos los colores que se pueden
percibir visualmente se pueden mostrar en este espacio rectangular de color.
En 1976, la CIE propuso una modificación a la escala original (Hunter L, a,
b), al calcular de forma diferente los valores y paso a nombrarlos L*, a*, b* lo que
ahora se conoce como espacio de color CIEL* a* b*. Este espacio de color, es una
transformación matemática de las coordenadas X, Y, Z. En ocasiones, algunos
autores prefieren expresar los valores, en términos de Luminosidad (L*), Croma o
saturación (c*) y Hue o tono (H*), permite una descripción numérica del color de
manera semejante al que los seres humanos comunican verbalmente el color en
términos de luminosidad, tonalidad y saturación, los cuales se calculan a partir de
a* y b* de acuerdo a las siguientes ecuaciones:
44
Aunque similares en organización, un color tendrá valores numéricos
diferentes en estos dos espacios (Hunter Lab y CIEL a*b*), por lo que al momento
de realizar la medición deberá indicarse cuál es la escala y el instrumento que se
está utilizando.
Figura 4. Escala de color en arreglo de vectores en tres ejes, donde L*
(luminosidad) va de claro a obscuro, a* va de verde a rojo y b* va de azul a amarillo.
Consideraciones al evaluar el color de la carne
Al realizar la determinación de color en el músculo, el parámetro de L* se
correlaciona con el estado físico de la carne, debido al pH final del músculo, a la
estructura de las fibras musculares y a la cinética implicada para establecer el
rigor mortis; mientras que el tono es determinado por estado químico del pigmento
de mayor concentración en la carne, la mioglobina (Mb, de color rojo púrpura;
oximioglobina, MbO2, de color rojo vivo; metamioglobina, MetMb, de color pardo).
El tono en la carne fresca está relacionada con los factores pos-mortem, mientras
que el croma, se relaciona más con la concentración de mioglobina, que influye
directamente en la saturación del color del músculo y se relaciona principalmente
con los factores ante-mortem (tipo de músculo, edad, alimentación, genética, etc.).
De acuerdo con la guía AMSA (1992) y National Pork Board (NPB) (2000),
las mediciones de color en la carne cruda son afectadas por la nutrición del
animal, la velocidad de enfriamiento de la canal, el tipo de músculo, la orientación
de las fibras, el pH del músculo, el tiempo y la temperatura del almacenamiento
45
post-mortem, el tiempo de exposición del músculo al oxígeno, el grado y
distribución del marmoleo, la humedad y brillo de la superficie y la concentración
de mioglobina. Por ello, es de gran importancia estandarizar tanto como sea
posible las variables en la medición de color de las muestras a ser comparadas, y
considerar todos esos factores al momento de procesar las muestras. Siempre se
deberá de asociar la medición de color, con la del pH de la carne (SAGARPA,
2011).
En la facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la UNAM, el profesor
Enrique J. Delgado Suárez trabajó en el desarrollo de un patrón para la evaluación
de color de carne fresca de bovinos para su uso por parte del personal entrenado
(Figura 4). Lo anterior a partir de más de dos mil muestras obtenidas en rastros y
obradores alrededor de la república mexicana. A continuación se muestra el
patrón preliminar (SAGARPA, 2011).
FIGURA 5. Versión preliminar del patrón para la evaluación visual del color
en carne de bovinos, desarrollado por la FMVZ de la UNAM
46
TexturaSegún la norma ISO 5492:2 la textura se define como “todos los atributos
mecánicos, geométricos y superficiales de un producto, perceptibles por medio de
receptores mecánicos, táctiles y, si es apropiado, visuales y auditivos”.
La carne debe aparecer más firme que blanda. Cuando se maneja el
envase para uso y distribución al por menor, debe tener una consistencia firme
pero no dura. Debe ceder a la presión, pero no estar blanda (FAO, 2014).
La textura (dureza/terneza) es una de las características sensoriales más
importantes de la carne, la cual es considerada en la evaluación de calidad por
parte del consumidor, siendo la que determina en mayor medida su aceptación.
Además, está relacionada con el estado de e interacción de las diferentes
estructuras del músculo y sus componentes (miofibrillas, tejido conjuntivo y agua).
Las causas que dan lugar a la variación de terneza de la carne son muy
diversas, pero entre las más importantes se puede mencionar la especie, raza,
sistema de producción, sistema de refrigeración y congelado, maduración de la
carne, el acortamiento de los sarcómeros (estado de contracción muscular),
cantidad y características del tejido conjuntivo, temperatura de cocción de la carne
e inclusive el uso de sistemas de ablandamiento. Para el caso de carne cocinada,
además de los anteriores, también es necesario considerar el método de cocción
utilizado en su preparación. Cuando la carne es cocinada a altas temperaturas se
genera endurecimiento; mientras que si la cocción es prolongada esto puede
aumentar la suavidad si la carne presenta un alto contenido de colágeno, pues
provoca la gelatinización del mismo.
La medida instrumental de la textura fue propuesta como una alternativa a
la evaluación sensorial con el fin de superar los principales inconvenientes de
esta, debido a la gran variabilidad en los resultados, la dificultad de la ejecución de
la pruebas y a las peculiaridades de la interpretación de los resultados. Sin
embargo, es necesario que las medidas obtenidas con métodos instrumentales,
puedan correlacionarse con las respuestas de jueces de análisis sensorial, con el
fin de validar la técnica instrumental utilizada.
47
Las técnicas de evaluación de la textura propuestas deben ser capaces de
discriminar adecuadamente las muestras de carne, así como de cuantificar la
terneza resultante. La determinación de textura, puede ser llevada a cabo por
métodos instrumentales, como pueden ser los mecánicos (corte, compresión,
penetración, etc.), así como por métodos sensoriales.
El uso de métodos mecánicos ha sido ampliamente revisado por un gran
número de autores. Los métodos instrumentales se pueden clasificar en tres
categorías:
Fundamentales: hacen referencia a los mecanismos que
simulan bien la masticación, y la presión de los dedos; sin embargo, se
correlacionan muy poco con la evaluación sensorial.
Imitativos: permiten medir los parámetros que la experiencia
ha señalado que están relacionados con las precepciones sensoriales,
imitando con instrumentos las condiciones a las que se somete la comida
en la boca o en el plato.
Empíricos: cubren una miscelánea de test tales como punzón,
corte, extrusión, y otros, que aunque pobremente definidos se han
encontrado bastante correlacionados con la calidad de la textura y con la
evaluación sensorial.
También se pueden clasificar en función del tipo de deformación que se
produce durante la prueba:
1. Los basados en el uso de accesorios cuyo principio es el
corte, los cuales son los más frecuentemente usados.
Warner- Bratzler: es un aparato de corte, y es considerado
como un método de referencia para la comparación mediante aparatos y
medidas elaboradas.
Es fiable, fácil de realizar y se correlaciona bien con la
evaluación del panel sensorial de la terneza de la fibra muscular.
48
Kramer: es un sistema con hojas múltiples, tiene la ventaja de
efectuar medidas sobre las carnes cuando las fibras no están orientadas de
una forma uniforme.
2. Los basados en el uso de aparatos cuyo principio es el de
compresión, que son más fáciles de utilizar que aquellos basados en el
corte o cizallamiento de la carne, pudiendo establecer dos grupos:
De compresión lineal: este tipo de prueba se lleva a cabo con
la ayuda de equipos de ensayos universales utilizados corrientemente en la
industria de metales y de materiales sintéticos.
De compresión sinusoidal: a partir de instrumentos construidos
inicialmente para reproducir la masticación, cuyo aparato utilizado es una
especie “texturometro dentadura”, constituido por mandíbulas humanas
montadas sobre una articulación motorizada y una cavidad bucal artificial.
Aunque posterior a este han salido otras modificaciones. En esta misma
clasificación se ubica el tensómetro de Volodkevich (1938), que simula la
acción de los incisivos durante la masticación, y que está formado por dos
superficies redondeadas, una fija y otra móvil que se desplaza hacia el
interior.
También, como medida indirecta de la textura de la carne, pueden
considerarse la determinación del contenido de colágeno (total, insoluble y
soluble) y la longitud de sarcómeros.
Método de esfuerzo de corte. Para la medición de la dureza/terneza de la carne,
el método más ampliamente utilizado es la determinación de esfuerzo o de
resistencia al corte, basado en lo propuesto por Bratzler (1949). Dependiendo de
los objetivos particulares de cada estudio, es posible evaluar la suavidad en
términos de esfuerzo al corte, tanto en muestras crudas como cocinadas;
particularmente en aquellos casos en donde se deseen realizar estudios de
correlación, cuando se contempla la participación de consumidores o de paneles
entrenados.
49
La evaluación se efectúa ya sea con un equipo Warner-Brazler, o con una
adaptación de un accesorio Warner- Brazler a un texturómetro, donde se obtienen
los valores de resistencia al corte (kg, N), de una muestra de carne en forma de
prisma o cilindro. El corte se realiza perpendicularmente a las fibras con la ayuda
de dos cuchillas, una de ellas en forma triangular. Este aparato realiza una simple
medida de la fuerza máxima de corte ejercida durante la ruptura completa de la
muestra.
En caso de no contar con el equipo original de Warner-Bratzler, la
evaluación del esfuerzo al corte de la carne se lleva a cabo montando un
accesorio de cizallamiento en un equipo de ensayo universal que permite medir
con precisión la fuerza y el desplazamiento, así como eliminar todos los problemas
mecánicos ligados a la utilización de un dinamómetro de muelle. Estos equipos de
medición de textura, cuentan con un sensor de fuerza, que sube y baja a una
determinada velocidad y que al ponerse en contacto con la muestra de carne
registra la resistencia al corte (SAGARPA, 2011).
50
PROCEDIMIENTO Y DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS
Tratamientos y materia prima
Para llevar a cabo el desarrollo de este trabajo de investigación se utilizaron
sesenta muestras de carne de vacunos desarrollados bajo cuatro diferentes
condiciones ambientales, identificando los tratamientos de menor a mayor nivel de
confort en cada corral como T1, T2, T3 y T4. Las muestras de carne de bovino
fueron recibidas y procesadas en los laboratorios del CIAD, A. C. – Culiacán.
Primeramente se ordenaron las muestras conforme a los códigos de cada canal
asignados por la empresa en el rastro TIF. Posteriormente y para su control, la
muestra fue pesada y se cortó en dos trozos, uno de ellos se almacenó en un
congelador y el otro se utilizó para evaluar su calidad física, química y proximal.
Calidad física
ColorPara la determinación de color se realizaron diez mediciones a cada
muestra, las mediciones se distribuyeron tomado 5 mediciones en cada lado del
corte de carne. Se utilizó para esta evaluación un espectrofotómetro marca Konica
Minolta modelo CM-2600d. La evaluación arrojó valores de las coordenadas de
color L, a y b, que después fueron expresadas en función de los parámetros de L
(Luminosidad, va de 0 = menos luminoso a 100= más luminoso), C (Cromaticidad:
√a2+b2) y Angulo de matiz (°Hue: arctg b/a), especificando el espacio de color
CIELab, según Minolta (1994) son las medidas más apropiadas para interpretar el
color. El resultado se interpretó de acuerdo al diagrama del sistema de notación de
color L, a, b, cromaticidad (croma) y ángulo de matiz (tono) (Figura 6.).
51
FIGURA 6. Circulo de color empleado por Minolta, 1994.
FirmezaSe determinó firmeza en la carne de bovino utilizando el método de punción
mediante el uso de un penetrómetro marca Chatillon modelo C5225 series que
registró la fuerza de oposición del tejido muscular a la penetración del punzón que
fue insertado; los resultados se expresaron en Newton (N) y se realizó 3
mediciones a cada muestra.
Capacidad de retención de aguaLa capacidad de retención de agua (CRA) se determinó por el método de
centrifugación. Se cortó un trozo de carne en pedazos pequeños y se pesaron 5
gramos en la balanza analítica donde estaba el tubo para centrifugación
previamente tarado. Posteriormente se colocó el tubo dentro de la centrifuga por
un periodo de tiempo y a una velocidad de 13500 rpm. Se determinó la capacidad
de retención de agua por diferencia de peso.
52
Análisis de calidad química
Para los análisis de calidad química se utilizó la metodología propuesta por
la AOAC (1998). Se inició pesando 10 gramos de carne previamente molida en un
frasco pequeño donde se le adicionaron 50 ml de agua neutralizada (pH=7.0) para
evitar interferencia en la medición del potencial hidrogeno. Después se licuó y se
filtró con un embudo y tela de organza.
Acidez titulablePosterior al filtrado descrito anteriormente, se tomó una alícuota de 40 ml
que fue llevada al titulador automático Mettler DL-21, se determinó el pH de
manera directa y el resultado fue expresado en concentración de iones hidrógenos
presentes en la muestra. Enseguida, se tituló con NaOH 0.1N hasta alcanzar un
pH de 8.2 el cual nos indica la neutralización acido- base. Los resultados de
acidez titulable fueron expresados como porcentaje de ácido cítrico presente en la
muestra que posteriormente fueron convertidos a ácido láctico.
Potencial hidrógeno (pH)El pH de la carne fue determinado por dos métodos. El primero fue el
descrito anteriormente, el cual fue calculado en el titulador automático Mettler DL-
21. El segundo método consistió en medir el pH directamente de la muestra de
carne, se utilizó un potenciómetro y el electrodo fue introducido directamente en la
muestra de carne molida, para este método se tomaron tres mediciones en
diferentes partes de la muestra.
Análisis de calidad proximal
Humedad (AOAC, 1998, método 920.39)
Para la determinación de humedad se pesaron de 2 a 3 gramos
aproximadamente de carne de bovino en un crisol de porcelana previamente
53
secado a peso constante en una estufa de aire forzado durante 24 horas. Los
crisoles con muestra fueron introducidos a la estufa de aire forzado durante 24
horas aproximadamente, a una temperatura de 70°C. Posteriormente las muestras
fueron enfriadas en un desecador y pesadas. El porcentaje de humedad se
determinó mediante la ecuación:
% de Humedad=(Pi−Pf )Pi
X100
Donde:% Humedad = porcentaje de humedadPi= Peso inicialPf= Peso final
Cenizas (AOAC, 1998, método 492.05)
La determinación de cenizas se realizó utilizando los crisoles con muestra
seca procedentes de la determinación de humedad, estos fueron colocados en
una mufla a una temperatura de 550°C durante 24 horas, finalmente se pesó el
contenido de cenizas en los crisoles y su porcentaje se determinó mediante la
siguiente ecuación:
%Cenizas= Pi−PfPesode lamuestra
X 100
Proteína Para la determinación de proteínas se utilizó el método de Kjeldhal de la
A.O.A.C. Se pesaron en un pequeño trozo de plástico libre de nitrógeno
aproximadamente 0.1 gramos de muestra seca de carne, posteriormente se puso
la muestra en un matraz bola y se agregó 1.5 gramos de mezcla catalizadora
(sulfato de potasio y sulfato de cobre) y 5 ml de ácido sulfúrico para su digestión,
la muestra se colocó en un digestor marca Labconco durante 2 horas
aproximadamente, hasta que la muestra se tornó de color azul claro. El producto
de la digestión se enfrío y se diluyo con 10 ml de agua destilada, se colocó en el
destilador marca Labconco, se agregó hidróxido de sodio al 40% hasta neutralizar
54
la muestra y el amonio desprendido fue recibido en 15 ml de una solución de acido
bórico al 4% con 3 gotas de indicador (rojo de metilo y azul de metileno) durante 5
minutos. Finalmente se tituló la muestra con ácido clorhídrico (HCl) 0.1N. El
porcentaje de proteína se calculo a partir de la ecuación para la determinación del
porcentaje de nitrógeno proteico:
%Nitrogeno=mlde HCl X N HCl X 0.01401Pesode lamuestra
X 100
Dónde:Ml de HCl = mililitros gastados de HClNHCl= normalidad del HCl 0.01401 = miliequivalentes del nitrógeno
% de proteína= % de nitrógeno X 6.25 (factor de corrección para carne)
Grasa total (AOAC, 1998, método 920.39)
El porcentaje de grasa se realizó mediante extracción etérea, se tomaron 3
gramos de muestra de carne seca en un papel filtro No. 1 y se introdujo en un
dedal de extracción, posteriormente se colocó el dedal en un vaso extractor de
cristal Buchi previamente secado en una estufa de aire forzado a peso constante y
se ajustó con un anillo de la parte superior del vaso, se le agregó 150 ml de éter
de petróleo y se colocó en el extractor Buchi durante 4 horas. El extracto se
vaporo en una estufa a una temperatura de 105° C durante 2 horas
aproximadamente. El porcentaje de extracto etéreo se determinó por diferencia de
peso con la siguiente ecuación:
%Extractoetereo= Pesode E .E .Pesode lamuestra
X 100
Donde:
%E.E= porcentaje de extracto etéreo, grasa total
Peso de E.E = peso del extracto (Peso final del vaso seco con extracto – Peso inicial del vaso seco y limpio)
55
MineralesLa cuantificación de minerales (Ca, Mg, Fe, P, K, Na y Zn) se realizó a partir
de las cenizas previamente cuantificadas. Se agregó 5 ml de ácido clorhídrico
(HCl) concentrado para su digestión. Posteriormente se filtró la muestra digerida
en un matraz de 100 ml y se aforó con agua destilada. Se determinó la cantidad
de minerales mediante las técnicas de la A.O.A.C. (1993 y 1995).
Se determinó fosforo mediante un método colorimétrico, con una
micropipeta se tomó 1 ml de la solución obtenida en el matraz aforado a 100 ml y
se colocó en un tubo de ensayo, donde se le añadió 1 ml de molibdato de amonio,
1 ml de solución de hidroquinona y 1 ml de sulfito de sodio, se aforó la solución a
10 ml con agua destilada y se dejó reposar por un tiempo de 30 minutos, una vez
transcurrido este tiempo se midió la absorbancia a 650 nm utilizando un
espectrofotómetro de luz ultravioleta modelo 1E-95021226. El resto de los
elementos (Ca, Mg, Fe, P, K, Na y Zn) se determinaron por medio de una
espectrofotómetro de absorbancia atómica Varian modelo AA-20. Los elementos
Ca, Mg, Fe, Zn y Cu, se determinaron mediante lámparas de diferentes longitudes
de onda, se realizó una dilución extra para la determinación de Ca y Mg con una
relación de 1/10 ml. Na y K se determinaron por emisión de flama. Los resultados
se interpretaron de acuerdo a las siguientes ecuaciones.
Fd=100ml X mg
LPeso de lamuestra
Fd∗¿100ml X mg
LPeso de lamuestra
X 10
Dónde:Fd= factor de dilución (concentración real).mgL = Concentración de acuerdo al equipo.
Fd* = Factor de dilución para Ca y Mg.
56
RESULTADOS Y DISCUSIONES
Calidad física Color
En el cuadro 2 se muestran los resultados de las pruebas de color
realizadas a las muestras de carne de bovino. En primer lugar se muestran los
resultados de cromaticidad donde el análisis estadístico demostró que existe
diferencia significativa en el tratamiento testigo (T1) presentando un nivel de
saturación del color mayor con respecto al resto de los tratamientos. Enseguida se
muestran los resultados del ángulo de matiz, donde se puede observar de manera
general que se obtuvieron valores entre 17 y 19 de °Hue. Este resultado posiciona
a las muestras de carne en color el rojo y, observando los resultados obtenidos de
luminosidad se puede notar que tenemos valores entre 38 y 40 que de acuerdo
con la escala que se muestra en la figura 5, propuesta por el profesor Enrique J.
Delgado Suárez, posiciona a las muestras de carne de los 4 tratamientos en el
nivel número 5 que representa un color “rojo ligeramente oscuro” (SAGARPA,
2011).
CUADRO 2. Resultados de evaluación de color
VariableTratamiento
1 2 3 4Cromaticidad 10.2a ± 2.0 9.5b ± 1.9 8.9b,c ± 1.9 8.7c ± 1.7°Hue 18.9a ± 11.5 18.9a ± 14.6 17.0a ± 16.5 19.4 a ± 10.6Luminosidad 38.1 a ± 3.1 38.6a,b ± 3.1 38.2a ± 3.1 39.2b ± 3.1Nota: Letras diferentes indica una diferencia entre medias.
57
FirmezaLa figura 7 muestra los resultados del análisis estadístico en el que se
compara el efecto de las condiciones ambientales correspondientes a cada uno de
los tratamientos sobre el grado de firmeza de la muestra de carne de bovino. En la
figura se puede observar que conforme aumenta el grado de confort también
aumenta el grado de firmeza, sin embargo no se encuentran diferencias
significativas en los primeros tres tratamientos (T1, T2 y T3). El tratamiento donde
el ganado vacuno tuvo mayor grado de confort corresponde al T4, donde se
observa diferencia significativa con respecto al resto de los tratamientos.
Figura 7. Efecto de los tratamientos sobre la firmeza (N), las barras con diferente letra, presentaron diferencia significativa con un nivel de significancia del 5%
Capacidad de retención de agua
58
aa
a,b
b
En la figura 8 se muestra el resultado del análisis estadístico donde se
compara el efecto que producen las condiciones ambientales en cada tratamiento
sobre la capacidad de retención de agua. En el grafico se puede observar que no
existe diferencia significativa entre las muestras de carne correspondientes al
tratamiento testigo (T1) y el resto de las muestras de tratamientos donde el
ganado bovino estuvo expuesto a condiciones ambientales con un mayor grado de
confort.
FIGURA 8. Efecto de los tratamientos sobre la capacidad de retención de agua (%), las barras con diferente letra, presentaron diferencia significativa con un nivel
de significancia del 5%
Calidad química
59
A continuación se presentan los resultados de análisis de calidad química
realizadas a las muestras de carne de bovino desarrollados bajo diferentes
condiciones ambientales, identificando los resultados correspondientes a los 4
tratamientos en el cuadro 3.
Potencial Hidrógeno (pH)
En los resultados mostrados en el cuadro 3. de las mediciones de pH se
pueden observar dos variables, donde la primera representa el pH de la carne que
fue medido directamente de la muestra y la segunda, el pH de la carne medido en
el titulador automático. En general se observa que los resultados de ambas
mediciones se encuentran en un rango de pH, que de acuerdo con el manual de
análisis de calidad en muestras de carne expedido por la SAGARPA (2011), es
considerado un valor de pH normal (5.5 – 5.9). Por lo tanto se considera que no
existen diferencias significativas en los tratamientos. Además pueden considerarse
que, en cuanto a valores de pH las muestras de carne son de óptima calidad
puesto que éstos se encuentran alejados de los valores que nos indicarían
defectos como obtener una carne DFD (6.0 – 6.8) y PSE (< 5.5).
CUADRO 3. Resultados de pH y acidez titulable
Variable Tratamiento1 2 3 4
pH carne 5.50 ± 0.05 5.53 ± 0.07 5.61 ± 0.16 5.50 ± 0.04pH titulador 5.52 ± 0.08 5.60 ± 0.11 5.70 ± 0.19 5.62 ± 0.10
Acidez titulable (%Ácido láctico)
0.73 ± 0.06 0.71 ± 0.04 0.70 ± 0.05 0.72 ± 0.04
Acidez titulable
60
La tercera y última variable mostrada en el cuadro 3 se refiere al porcentaje
de ácido láctico presente en las muestras, se puede observar que a mayor
porcentaje de acidez, el valor de pH es menor y viceversa. No se encontró
diferencia significativa en ninguno de los 4 tratamientos.
Calidad proximal
En el cuadro 4 se reportan los resultados del análisis proximal realizado a
las muestras de carne procedentes de bovinos desarrollados bajo 4 diferentes
condiciones ambientales. Estos resultados se presentan expresados en base
húmeda para fines comparativos, sin embargo se realizó un análisis estadístico en
base seca en los análisis de grasa y proteína para descartar cualquier
interferencia relacionada con el contenido de agua que pudiera afectar los
resultados.
HumedadEl análisis estadístico indicó que existe diferencia significativa en resultados
de los análisis de humedad realizado a las muestras de carne del tratamiento
testigo (T1) y las muestras de carne donde el ganado bovino estuvo expuesto a
condiciones ambientales de mayor confort (T3 y T4). Se observa que las muestras
provenientes de ganado desarrollado bajo los tratamientos T3 y T4 presentan un
mayor contenido de agua en comparación con las muestras de ganado
desarrollado bajo condiciones ambientales convencionales (T1).
ProteínaCómo se indicó anteriormente, se realizó el análisis estadístico en los
resultados del contenido de proteína en las muestras de carne considerando base
seca. El análisis estadístico indico que existe diferencia significativa únicamente
entre el tratamiento testigo (T1) y el tratamiento T3 donde se manejó un mayor
grado de confort en las condiciones ambientales. El tratamiento T3 presenta un
mayor contenido de proteína comprado con el tratamiento testigo (T1).
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GrasaEl análisis estadístico mostró que existe una diferencia muy significativa en
los resultados del contenido de grasa en las muestras de carne, se observa que el
tratamiento testigo (T1) presenta una mayor contenido de grasa en comparación
con el resto de los tratamientos (T2, T3 y T4).
Se puede observar que hay una relación entre el contenido de humedad y
el contenido de grasa en las muestras de carne, destacando al tratamiento T1 el
cual contiene más grasa que el resto de los tratamientos y también es el
tratamiento que contiene menos agua. Por otro lado, las muestras en la que se
observó un mayor contenido de agua se pueden considerar carnes magras por
naturaleza, resaltando al tratamiento T3 con la mayor cantidad de agua, mayor
cantidad de proteína y menor cantidad de grasa comparado con el resto de los
tratamientos, las carnes más magras contienen más proteína y menos grasa,
debido a que el agua es un componente de la proteína pero no de grasa (USDA,
2007).
Al comparar los resultados de la composición nutrimental obtenidos con la
composición nutrimental sugerida por la USDA se pueden observar similitudes con
los datos correspondientes a la carne con un contenido de grasa del 3%.
CenizaEn el cuadro 4 se muestran los resultados de contenido de cenizas que
muestran valores entre 1.02 – 1.07.El análisis estadístico no mostró diferencia
significativa entre los tratamientos. De acuerdo con la SAGARPA (2013) la
cantidad de cenizas contenidas en muestras de carne es alrededor de 1.1, esto
nos indica que los valores obtenidos están por debajo del promedio sugerido por
SAGARPA. La riqueza en cenizas en los alimentos está relacionada con la
cantidad de minerales (USDA, 2013).
Minerales
CUADRO 4. Resultados de análisis proximal y minerales de las muestras de carne de bovinoProximal de unidad Tratamiento
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nutrientes por 100 g 1 2 3 4Humedad % g 72.80 ± 1.62 73.65 ± 1.41 74.13 ± 1.47 73.76 ± 0.96Cenizas % g 1.07 ± 0.28 1.02 ± 0.08 1.06 ± 0.07 1.06 ± 0.05Proteína % g 20.88 ± 1.44 20.62 ± 0.96 20.98 ± 1.330 20.89 ± 0.77Grasa % g 4.05 ± 2.37 2.61 ± 1.21 2.13 ± 0.97 2.45 ± 0.80Energía kcal 124.75 ± 7.71 114.36 ± 0.58 109.90 ± 9.22 112.96 ± 6.22Carbohidratos g 0 0 0 0MineralesHierro, Fe mg 1.63 ± 0.36 1.61 ± 0.57 1.45 ± 0.33 1.56 ± 0.46Zinc, Zn mg 3.22 ± 0.51 3.36 ± 0.29 3.39 ± 0.33 3.44 ± 0.56Cobre, Cu mg 0.15 ± 0.04 0.14 ± 0.03 0.15 ± 0.06 0.15 ± 0.068Potasio, K mg 4.97 ± 1.87 4.87 ± 1.10 5.31 ± 2.15 5.16 ± 2.27Sodio, Na mg 108 ± 10.48 107.78±10.08 109.23 ± 8.25 109.10 ± 10.01Magnesio, Mg mg 23.74 ± 2.09 26.03 ± 1.55 26.03 ± 3.68 25.93 ± 2.54Calcio, Ca mg 18.71 ± 10.5 21.03 ±1.67 21.17 ± 1.76 19.84 ± 3.16Fosfatos, P mg 179.79 ± 3.14 150.13±34.97 172.51± 26.42 142.50 ± 66.64
CONCLUISIONES Y RECOMENDACIONES
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Se cumplió con el objetivo de evaluar la calidad proximal del alimento para
ganado vacuno y heces para el estudio metabólico, sin embargo, esos resultados
no forman parte del objetivo principal de éste trabajo.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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