MAESTRIA EN PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS

1. MODULO V PROCESAMIENTO DE CARNES, POLLOS Y HUEVOS MASTER SANDRA BLANDON NAVARRO MAESTRIA EN PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS

2. Contenidos Ablandado 1 2 Fermentación 3 Productosfermentados 4 Cocción 5 Conservasenlatadas

3. Métodos para ablandar la carne • Ablandado mecánico • Inyección de cloruro de calcio • Estimulación eléctrica • Chorros de agua a presión • Tratamiento enzimático • Maduración

4. Ablandado mecánico • Daño de las estructuras conectivas que envuelven los músculos y las fibras musculares individuales. • Objetivo: Favorecer la extracción de las proteínas miofibrilares durante el masajeo sucesivo mejorando el rendimiento de cocción y la textura en el producto terminado. Se utilizan dos tipos: De cilindros Con agujas El tenderizado incrementa el área de la superficie de la carne y permite una mayor absorción de agua. Para rendimientos de un 30% o más, tenderizar la carne, de lo contrario, no puede garantizarse la distribución homogénea de la salmuera en el músculo.

5. Ablandado mecánico • Ablandador de agujas muy similar al de una inyectora. • Se utiliza en productos que se quiere mantener integra la estructura anatómica del pedazo y muy especialmente para jamones enteros, deshuesados cerrados, con grasa y piel.

6. Ablandado mecánico • Ablandador de carnes de cilindro o ablandador rotativo. • En algunos modelos, uno de los cilindros está ligado a un muelle de tensión variable y se puede mover en función del espesor del músculo. • Usado para tratar las porciones cárnicas de los jamones recompuestos. • Jamones desgrasados enteros, deberían ser deshuesados abiertos, para exponer al corte de las cuchillas la mayor superficie posible.

7. Inyección de cloruro de calcio • La inyección de CaCl2 en piezas de carne a las 24 h postmortem, para estimular la acción calpaínas. • El % de inyección recomendado de 5 % de la masa de la pieza con una disolución al 3 % (m/v) en CaCl2 para que no se registren sabores y olores indeseables en el producto. Fuente: (Wheeleret al. 1993; Lourdes et al. 1998 citado por Landaverde, Carlos, 2009).

8. Estimulación eléctrica

9. Estimulación eléctrica • 3 tipos de equipos: • Bajo voltaje, diferencias de potencial entre 50 - 300 voltios. Estos equipos son manuales. • Mediano voltaje, construidos hasta 3000 voltios, operan en forma manual y automática • Alto voltaje, que se construyen automáticos hasta 3600 voltios. • Mediante dos terminales eléctricas, que pueden ser pinzas o barras, aplicadas en el tabique nasal, en la región cervical y cerca al tendón común del calcáneo, en el cuello, en la región isquiática femoral o través del nervio, es conectada la canal al electro estimulador.

10. Uso de ablandadores en la carne • Compuestos de proteasas Suavidad del tejido condicionada por el colágeno y el diámetro de las fibras perimesiales Ruptura de los filamentos musculares contraídos por la rigidez cadavérica y de las triples hélices de colágeno Más eficiente bromelina y ficina en la degradación de colágeno Bromelina, Ficina y papaína Enzimas proteolíticas Solubilizan 51, 37 y 15 % de las proteínas del tejido conectivo Papaína, bromelina, ficina Papaína y ficina atacan actomiosina. Bromelina tiene un ataque muy leve. Solubilizan 33, 54 y 60% de las proteínas solubles en soluciones salinas

11. Uso de ablandadores en la carne • Enzimas proteolíticas Por aspersión en polvo o en solución Por inyección Por inmersión • Principal problema: Distribución uniforme a través del tejido • Por inmersión, posible difusión no homógenea, con capas superficiales excesivamente suavizadas, centro duro. Decoloración. • Por inyección, zonas sobresuavizadas • en la zona de inyección.

12. Fermentación • Objetivo: crear un microambiente que controle el desarrollo de microorganismos patógenos o alterantes. • Condiciones anaeróbicas, sales de cura, un bajo pH, una baja actividad de agua y el secado de los productos, permiten controlar el desarrollo microbiano indeseable

13. Fermentación Los cultivos de BAL actúan como conservadores efectivos contra la proliferación de patógenos alimentarios y otros microorganismos indeseables. CultivosIniciadores Cultivos protectores Content 03 Su principal función es la supresión de cultivos indeseables. Modifican escasamente las propiedades sensoriales del producto. • Objetivo: conseguir en el producto cárnico propiedades físico-químicas y sensoriales determinadas • bacterias, hongos o levaduras

14. Principales microorganismos empleados en la fermentación de carnes

15. Microbiología de los cultivosiniciadores La utilización de cultivos iniciadores de la fermentación permite mantener bajo condiciones controladas el proceso de elaboración de productos cárnicos fermentados. • Deben ser homofermentativas • La ruta heterofermentativa puede ser activada en algunos géneros de BAL Bacteriaslácticas • Lactobacillusplantarum, Lactobacillus sake, Lactobacilluscurvatus, Pediococcuspentosaceus y Pediococcusacidilactici Lactobacillus y Pediococcus • NaCl por sobre un 3%, generan una disminución en la tasa de fermentación y un incremento en el tiempo de maduración requerido. Con NaCl Algunas cepas de L. sake y L. curvatus forman H2O2 en presencia de oxígeno en la masa cárnica embutida, esto puede causar fallas en el color y una rancidez prematura.

16. Microbiología de los cultivosiniciadores La mayoría de los cultivos iniciadores disponibles comercialmente, contienen especies de la familia Micrococcaceae, siendo Staphylococcuscarnosus, S. xylosus y Kocuriavarians, las especies más representativas. • Funciones: formación del color y la estabilización y desarrollo del aroma a través de la actividad de su catalasa y nitrato y nitrito reductasa y su intervención en el metabolismo lipídico. Micrococcaceae • Tienen la capacidad de tolerar medios conteniendo hasta 20% de NaCl y poseen actividad nitrato y nitrito reductasa. Familia microbiana • Degrada el H2O2 que puede formarse durante la fermentación por acción de BAL, previniendo de esta forma la actividad oxidativa y los efectos negativos sobre el color, el aroma y la vida útil. Actividadcatalasa La actividad lipolítica presente en Micrococcaceae es muy importante, impartiendo aromas particulares en los embutidos de larga fermentación.

17. Microbiología de los cultivosiniciadores Hongos y levaduras. Los hongos influye marcadamente en la estabilización del color mediante la actividad catalasa y en la generación de aroma debido a la acción lipolítica. pH por ác. Org. • Tolerante a la sal, no reduce el nitrato, presenta los mejores rendimientos en los embutidos secos y requiere de oxígeno para su desarrollo. Debaryomyceshansenii • Penicilliumnalgiovense, Penicilliumchrysogenum (25-26ºC contra 22-23ºC). • Se recomienda inhibición hongos micotoxigénicos durante la maduración de embutidos secos Hongos • Apariencia externa: generación de micelios blancos. • No deben generar compuestos tóxicos ni presentar actividad celulolítica La inoculación (inmersión o aspersión) y crecimiento superficial

18. Factores que afectan la fermentación de las carnes • Disponibilidad de agua. • Contenido de glucógeno. • El uso de carne congelada debido a la menor cantidad de agua fluida en el sistema. • Temperatura • Especie. Bacterias lácticas y concentración de tiamina. pH Inicial Carne de cerdo fermenta más rápido.

19. Factores que afectan la fermentación de las carnes • Microflora inicial por interacciones o por cambios químicos. • Contenido de Oxígeno (oxidaciones) • Sal añadida (superiores al 3% disminuyen la velocidad de fermentación).

20. Factores que afectan la fermentación de las carnes • Azúcares añadidas • 1% de CHO fermentables disminuye una unidad el pH. • Sacarosa, produce un sabor menos ácido. • Dextrinas fermentan lento. • Exceso de CHO reduce la velocidad de fermentación.

21. Factores que afectan la fermentación de las carnes • Humo líquido y antioxidantes. • Aplicación de humo natural (nivel de penetración). • Desecación de la superficie (menor disponibilidad de O2 a lo interno). • Adición de leche en polvo y proteína de soya (reducen aw).

22. Factores que afectan la fermentación de las carnes • Diámetro del embutido (tiempo, velocidad y pH).

23. Durante la fermentación Es un complejo con diferentes reacciones bioquímicas desarrollándose sucesiva y paralelamente. Carbohidratos Proteínas Grasas Incremento de compuestos NNP como péptidos de bajo peso molecular y aminoácidos libres : aroma típico de ciertos productos cárnicos madurados al generar precursores de compuestos volátiles Reaccioneslipolíticas Generan AGL que debido a sucesivas modificaciones, generan ésteres, aldehídos y cetonas, y participan en el aroma final del producto. Ácidoláctico Descenso en el pH y contribuyendo al desarrollo de la textura y sabor ácido.

24. Metabolismo de carbohidratos La carne post-rigor presenta un bajo contenido de carbohidratos - Los que están en la carne de elaboración de embutidos fermentados son glucógeno ( 1mg/g de carne), glucosa (0.1 mg/g de carne) y glucosa 6-fosfato (0.2 mg/g de carne). Diferencias en los productos de fermentación : enzima aldolasa - Homofermentativo, produce un único producto de fermentación, el ácido láctico, mientras heterofermentativo genera otros productos como el acetato, formato, etanol y CO2 Descenso en el pH - Aroma debido a la formación de metabolitos, reducción en la aw (el pH se acerca o iguala el punto isoeléctrico de proteínas), genera la coagulación de las proteínas musculares contribuyendo a la textura final del producto. Descenso en el pH Desarrollo del color deseado, facilitando la formación de óxido nítrico a partir del nitrito. Contribuye, conjuntamente con otros factores, a limitar el crecimiento de bacterias alterantes y patógenas.

25. Proteólisis y Metabolismo de aminoácidos La proteólisis: en parte por mecanismos endógenos (catepsinas y calpaínas) y parcialmente por peptidasas producidas por bacterias inoculadas (cultivos iniciadoras) o la flora nativa. La proteólisis de las miofibrilares es producto de la acción, especialmente de catepsinas (enzimas lisosomales), con actividad óptima a pH 3 y 6, excepto para la catepsina H que es activa a pH entre 5.5 y 6.5 Las etapas posteriores de la proteólisis estarían dominadas por peptidasas (endo y exopeptidasas) microbianas, aunque la participación de proteasas microbianas en la hidrólisis de proteínas miofibrilares no puede descartarse.

26. Proteólisis y Metabolismo de aminoácidos Durante la maduración, los productos de la hidrólisis proteínica (péptidos de bajo peso molecular y aminoácidos), participan en reacciones de descarboxilación y deaminación, generando aminas y ácidos orgánicos. Los aminoácidos libres son sustratos de un importante número de transformaciones químicas como descarboxilaciones, transaminaciones y deaminaciones, generando compuestos volátiles Las principales aminas proceden de la descarboxilación de la histidina (histamina), triptófano (triptamina), lisina (cadaverina), argenina (putrescina, espermidina y espermina) y tirosina (tiramina).

27. NaCl a 2.5% inhibe la actividad Bacteriasiniciadoras de los génerosSthaphylococcus (S. xylosus y S. carnosus) con capacidadlipolítica. Lipólisis La hidrólisis de las grasas puede deberse a la actividad enzimática endógena o producto del crecimiento bacteriano, especialmente de Micrococcaceae, hongos y levaduras. La Conc de AGL decreceinversamenteproporcional al incremento de sal, por la posibleinhibición en la producción de lipasas, crecmicrobiano o actividadlipolítica Al inicio sólo son detectables triglicéridos y fosfolípidos en el embutido, observándose AGL y 1,2-diglicéridos hacia el tercer día de maduración El contenido de AGL es bajo (0.6%) al inicio, alcanza 6.8% al finalizar el tiempo de maduración

28. Seguridad Color Aroma Sabor Textura Contribución de la fermentación sobre los atributos sensoriales y seguridad El color depende mayoritariamente del estado del pigmento cárnico (mioglobina) y su relación con el ambiente que lo rodea Competencia por nutrientes, generación de un ambiente desfavorable y competencia por la adhesión al sustrato. Incremento de la firmeza de la masa cárnica La sal y el nitrito empleados contribuyen a la formación del aroma típico a curado Atributossensorialesresultado de complejas interacciones bioquímicas entre los componentes de la carne, los microorganismos iniciadores inoculados, especias y otros aditivos y los procesos posteriores a la maduración. Ácidoláctico

29. Color de la carne El agregado de nitritos y otros aditivos, como el ascorbato y cultivos bacterianos con actividad nitratorreductosa (Micrococcaceae) a la formulación del producto cárnico, favorece la formación de nitrosomioglobina, otorgándole al embutido su color característico. Estas reacciones bioquímicas son favorecidas por un ambiente reductor, por lo que una mayor reducción en el pH cárnico, producto de la actividad de bacterias acidolácticas, favorece la formación de nitrosomioglobinas. Resulta de vital importancia emplear grasa fresca e introducir la menor cantidad de oxígeno a la masa cárnica. Idealmente se deberían incluir géneros bacterianos con actividad catalasa que permita eliminar los peróxidos formados durante la maduración cárnica y contribuir a la estabilidad del color.

30. Sabor y aroma La carne y la grasa son los sustratos de una serie de reacciones químicas que resultan en una amplia variedad de sustancias aromáticas. La presencia de carbohidratos y la temperatura de fermentación determinan la tasa de formación de ácido láctico y la presencia de microorganismos con potencial importancia en la generación de compuestos aromáticos. Los compuestos ácidos volátiles como el 2-metilpropiónico, 2-metilbutanoico y 3-metilbutanoico poseen importantes efectos sobre el aroma de los productos cárnicos fermentados aportando directamente aromas a queso e impactan además por su conversión a ésteres frutales.

31. Textura • Producto de la actividad microbiana, el pH cárnico desciende hasta valores que se aproximan al punto isoeléctrico de las principales proteínas miofibrilares. Resultando Reducción de la capacidad para ligar agua y un incremento de las interacciones proteína-proteína, con el consecuente incremento de la firmeza de la masa cárnica.

32. Ácidoláctico Es uno de los ácidos con mayor distribución en la naturaleza y el más empleado con fines preservantes. Es incoloro, no volátil, muy soluble en agua y con un pka=3.857. Aplicación de bacteriasacidolácticas La aplicación de bacterias acidolácticas logra una disminución del recuento de microorganismos mesófilos aerobios totales, enterobacterias y psicrotrofos • Diferentes mecanismos se han postulado para describir la forma por la cual los ácidos orgánicos ejercen su efecto bactericida. • ácido orgánico en su estado no disociado atraviesa por difusión la membrana celular bacteriana favorecido por su propio carácter lipofílico • el ácido se disocia con el objetivo de restablecer nuevamente el equilibrio (disociado/no disociado) liberando al medio grupos H+ que acidifican el medio • La bacteria, con el objetivo de restablecer el estado de homeostasis, agota su energía activando los mecanismos para eliminar los grupos ácidos hacia el exterior celular.

33. Uso de ácido láctico como descontaminante de la carne • No afecta negativamente los atributos sensoriales del alimento. • La carne no se decolora con 1% de Ac. Láctico a pH: 2.4 • Hasta 2% no causa sabores residuales. Disminución del pH Reduce microflora por Acción específica del ácido en forma no disociada

34. Bacteriocinas • Exhiben propiedades antimicrobianas • Son pequeñas proteínas catiónicas (30 a 60 residuos de aminoácidos) con un alto punto isoeléctrico y características anfipáticas.

35. Cocimiento de la carne • Destruye microorganismos. • Cambia el color • Altera la CRA • Afecta la suavidad • Desarrolla el aroma y sabor característico de la carne. Cambio en la grasa, proteína. Productos curados: El azúcar contribuye al sabor

36. Efectos sobre el pigmento y el color de la carne • Carne de res cambia más que la carne de cerdo. • En cocción: • Pigmento se convierte en oximioglobina. • Con calentamiento posterior la unidad proteica del pigmento se desnaturaliza. • Carne adopta un color café grisáceo

37. Cambios en el color por efecto de la cocción (mamíferos y aves): • · 40 ºC empieza la formación de oximioglobina (color rojo intenso).· 60 ºC se forma metamioglobina (color gris – café).· 70 ºC se forma el hemicromo por la desnaturalización de la mioglobina (color gris).· 80 ºC se genera una costra por sobrecocción y deshidratación (color café –negro).

38. Cambios que ocurren en las proteínas durante la cocción · A partir de 50°C se desnaturalizan las proteínas sarcoplasmáticas.· A partir de 63°C, el colágeno se solubiliza parcialmente por la destrucción de los enlaces puente de hidrógeno (dependiendo el efecto de la edad fisiológica del animal).· La elastina se hincha, pero debido a su configuración se modifica pronto.· La actomiosina se hace más firme y menos soluble, disminuye su capacidad de retención de agua.· Cuando la cocción es enérgica , el colágeno y la elastina se hacen más blandos, contrariamente a la actomiosina que se endurece a causa de la formación de uniones disulfuro que enlazan fuertemente las cadenas proteicas entre sí. Según el trozo de carne y la temperatura alcanzada, la cocción puede ablandarlo (si es por tiempo corto) o endurecerlo (si es prolongada).

39. Puntos de cocción para la carne de res · Carne ligera, T int 60 º C, casi cruda, jugosa, textura muy suave, interior de color rojo brillante, desnaturalización exterior (costra fina color café, hemicromo de globina desnaturalizada). ·Carne cocida, T int 71ºC, término medio, menos jugosidad. En el exterior , costra de color café más profundo y en el interior color rosado.· Carne bien cocida, T int 77 ºC, menos jugosa, aunque no necesariamente seca, en el exterior presenta un color café uniforme y en el interior café rosáceo.

40. Cocción de la carne • En medios húmedos: Se añade agua o la carne se cuece en el líquido que se libera de la carne en la medida en que se coagulan las proteínas. • En olla, olla a presión, envuelta en papel aluminio o una bolsa plástica. (guisado, cocción en agua y al vapor) • Cocción en medios secos o a través de medios grasos: rostizado, asado, horneado, fritura.

41. Efectos sobre el valor nutritivo • Buena retención de vit B (tiamina, riboflavina, niacina y ácido pantoténico). • Pérdidas de tiamina suelen ser mayores. • La carne ligera retiene más. • En medios húmedos, las vit se encuentran en el medio de cocción.

42. Efectos sobre el valor nutritivo • La retención de nutrientes suele ser mejor en medios con poco agua (cocciones a presión). • Asados y emparrillados provocan menor pérdida de nutrientes, tiamina 60-85% y riboflavina entre 60 y 100%. • La carne más rica en tiamina es la carne de cerdo, que ofrece las mejores retenciones durante la cocción.

43. Fritura de la carne • Temperatura superior a los 100ºC y no mayor a 180 ºC. • Se recomienda: • Utilizar aceite vegetal de calidad, calentarlo. • Trozos de carne del mismo grosor. • Escurrir el producto una vez que se retira del aceite.

44. Elaboración de conservas Podemos considerar las conservas como productos obtenidos por la combinación de dos técnicas: • Acondicionamiento en recipientes herméticamente cerrados • Calentamiento capaz de inactivar o destruir microorganismos y enzimas de modo irreversible.

45. Operaciones implicadas • Preparación de la carne. • Llenado • Agotamiento • Cierre • Esterilización • Enfriamiento y operaciones finales .

46. Preparación de la carne • Se utilizan partes de la canal que no alcanzan un buen precio en el mercado. • La materia prima utilizada en la conserva debe provenir de animales sanos, abatidos en condiciones higiénicas e tecnológicas aceptables de acuerdo con las normas de inspección oficial. • Se puede adicionar a la carne: sal, azúcar, vinagre, especias, nitratos y nitritos, gelatina comestible, mezcla de vísceras.

47. Llenado de los envases • Puede ser realizada manual o mecánicamente. En algunos paises es obligatorio que sea mecánicamente. • En el caso de salchichas, que quedaron sueltas dentro del recipiente, inmersas en medio líquido, debe obedecer a la disposición vertical para facilitar la salida del aire que haya quedado atrapado y favorecer el flujo de las corrientes de convección durante el calentamiento.

48. Envases • Además de evitar o reduciral mínimo lasposibilidades de interacciónconel alimento, losenvasesempleadosdeben permitir fácil transmisión de calor, ofrecerprotección completa al alimento, ser de bajocosto, livianos y resistentes a los choques térmicos y mecánicos.

49. Hojalata • Consta de una chapa de acero, aprox ¼ mm, revestida en ambos lados con una capa de estaño (0,0025 mm). • Las latas son barnizadas en la superficie interna, para disminuir los efectos de la interacción metal-alimento. • Los barnices internos o esmaltes, pueden ser oleoresinosos, fenólicos, vinílicos y epoxílicos.

50. Vidrio