PROPIEDADES FISICAS DE LA CARNE CURSO UCUDAL-LATU SETIEMBRE 2005 Gustavo Brito

CARNE FRESCA ES EL PRODUCTO QUE HA EXPERIMENTADO LOS CAMBIOS QUIMICOS Y FISICOS QUE OPERAN DESPUES DE LA FAENA PERO QUE AUN NO HAN SIDO PROCESADOS UTILIDAD VENDEDOR APARIENCIA PARA EL CONSUMIDOR ADAPTABILIDAD PARA EL PROCESAMIENTO

PROPIEDADES 1) CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA BASES QUIMICAS EFECTO DE LA CARGA NETA EFECTOS ESTERICOS INTERCAMBIO IONICO 2) COLOR ESTADO QUIMICO 3) TEXTURA, FIRMEZA, ESTRUCTURA 4) PALATABILIDAD

CAPACIDAD DE RETENCION DEL AGUA ES LA HABILIDAD DE LA CARNE DE RETENER EL AGUA DURANTE LA APLICACIÓN DE FUERZAS EXTERNAS IMPORTANCIA COLOR TEXTURA JUGOSIDAD TERNEZA PERDIDA DE PESO PROCESAMIENTO (PROTEINA/AGUA)

BASES QUIMICAS TRES ESTADOS DEL AGUA EN EL MUSCULO LIGADA INMOVILIZADA LIBRE FACTORES POSTMORTEM PRODUCCIÓN DE ACIDO LÁCTICO PÉRDIDA DE ATP RIGOR MORTIS ESTRUCTURA DE LA CELULA

MOLECULAS DEL AGUA: POLARES (+ o -) NO NEUTRAS LIGADA 4-5% EN EL MUSCULO MOLECULAS DEL AGUA: POLARES (+ o -) NO NEUTRAS REACCIONAN CON PROTEINAS DIFICIL DE REMOVER H O H C = O H O - O GRUPO HIDOFILICO DE PROTEINA ATRAEN MOLECULAS AGUA

ORIENTACION MOLECULAR MENOR ORDEN ENLACES MÁS DEBILES INMOVILIZADA ORIENTACION MOLECULAR MENOR ORDEN ENLACES MÁS DEBILES LIGADA INMOVILIZADA O H H H O H MUSCULO C = O H H O H O - O O H H GRUPO HIDOFILICO DE PROTEINA ATRAEN MOLECULAS AGUA

ORIENTACION INDEPENDIENTE DE LAS CARGAS LIBRE ENLACES DEBILES FURZAS CAPILARES ORIENTACION INDEPENDIENTE DE LAS CARGAS LIGADA INMOVILIZADA LIBRE H H O O H H H O H MUSCULO H H O C = O H H O H O - O H H O O H H GRUPO HIDOFILICO DE PROTEINA ATRAEN MOLECULAS AGUA

EFECTO DE LA CARGA NETA --- + ++ ACIDO LACTICO - CAIDA DEL pH : GRUPOS PROTEINA -AGUA --- + ++ PUNTO ISOELECTRICO

EFECTO ESTERICO 1/3 PéRDIDA DE CRA SE DEBE A LA CAIDA DEL pH ESTADO DE CONTRACCIÓN Ca - Mg+2 _ SE UNEN A CARGAS (-) PROTEINA POCOS GRUPOS CARGADOS - NO HAY FUERZAS REPULSIVAS DSIMINUYE ESPACIO DISPONIBLE PARA UNIRSE CON AGUA

INTERCAMBIO IONICO POSTERIOR A LOS CAMBIOS EN FAENA (ALMACENAMIENTO) DEGRADACIÓN DE LA MEMBRANA REDISTRIBUCIÓN DE IONES (UNION CON MONOVALENTES Na) MEJORARÍA CRA

PROPIEDADES 1) CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA BASES QUIMICAS EFECTO DE LA CARGA NETA EFECTOS ESTERICOS INTERCAMBIO IONICO 2) COLOR ESTADO QUIMICO 3) TEXTURA, FIRMEZA, ESTRUCTURA 4) PALATABILIDAD

COLOR COMBINACIÓN DE FACTORES POR CADA COLOR = TRES ATRIBUTOS HUE CHROMA VALUE HUE: DESCRIBE LA LONGITUD DE ONDA DE LA RADICACIÓN DE LUZ (AMARILLO, VERDE, AZUL O ROJO) CHROMA: DESCRIBE LA INTENSIDAD DE UN COLOR CON RESPECTO A LA CANTIDAD DE LUZ BLANCA QUE ES MEZCLADA CON ÉL VALUE: ES UN INDICADOR DEL BRILLO DEL COLOR

CONTRIBUCIÓN AL COLOR DADA POR LOS PIGMENTOS (ABSORBEN CIERTAS LONGITUDES DE LUZ Y REFLEJAN OTRAS) OTROS FACTORES (ESTRUCTURA - TEXTURA) PIGMENTOS HEMOGLOBINA (SANGRE) MIOGLOBINA (MÚSCULO) 80-90% (DESPUÉS DE SANGRADO) OTROS PIGMENTOS DE MENOR CONTRIBUCIÓN CITOCROMO ENZIMAS

MIOGLOBINA ANILLO HEME IMPORTANTE EN DEFINICIÓN DEL COLOR ESTADO DE OXIDACIÓN DEL HIERRO

CONCENTRACIÓN DE MIOGLOBINA ESPECIES SEXO MUSCULO ACTIVIDAD FÍSICA TIPO DE FIBRA FIBRAS ROJAS - 30-40% - ROJO OSCURO FIBRAS BLANCAS

REACCIÓN DE PIGMENTOS CON COMPUESTOS/IONES - CAMBIOS COLOR ESTADO QUIMICO REACCIÓN DE PIGMENTOS CON COMPUESTOS/IONES - CAMBIOS COLOR ESTADO QUÍMICO DEL Fe - HABILIDAD DE COMBINARSE Mioglobina Mioglobina oxidada reducida Heme Actividad Enzimática Heme Fe+3 Proteína H2O Fe+2 Proteína Férrico Oxígeno Ferroso CONDICIONES DE REDUCCIÓN - REACCIÓN CON O2 - COLOR DESEABLE

FORMAS DE LA MIOGLOBINA DEOXIMIOGLOBINA: (CARNE SIN EXPOSICIÓN AL AIRE) PIGMENTO PURPURA - FORMA REDUCIDA- REACCIONA CON AGUA METAMIOGLOBINA : (CARNE CON POCO O2 – ENVASE VACIO) PGMENTO MARRÓN - ESTADO OXIDADO OXYMIOGLOBINA: (CARNE EXPUESTA AL AIRE 30 – 45 MIN BLOOMING ) PIGMENTO ROJO – BRILLANTE PIGMENTO OXIGENADO EN CONDICIONES ATMOSFERICAS - ESTABILIDAD DEPENDE DE LA CONTINUIDAD DE LA OFERTA DE O2 Y DE LA ACTIIVDAD ENZIMATICA (pH – TEMPERATURA)

MIOGLOBINA EN EQUILIBRIO CON OXYMIOGLOBINA Y METAGLOBINA (rojo brillante MbO2) Mioglobina (purpura rojo Mb) - O2 oxidación oxidación reducción Metamioglobina (marrón MMb)

OTROS FACTORES PSE – DFD: RELACIONADO A LA CRA - ALTERACIÓN DE LA REFLEXIÓN DE LA LUZ PSE : ALTA PROPORCION DE AGUA LIBRE ENTRE CELULAS DEL MUSCULO – (AGUA EXTRACELULAR) – INCREMENTA LA REFLEXION DE LA LUZ DFD : ALTA CRA – AGUA INTRACELULAR – AUMENTA LA ABSORCION DE LA LUZ ALTO pH – AUMENTA ACTIVIDAD ENZIMATICA – REDUCE OXYMIOGLOBINA

PROPIEDADES 1) CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA BASES QUIMICAS EFECTO DE LA CARGA NETA EFECTOS ESTERICOS INTERCAMBIO IONICO 2) COLOR ESTADO QUIMICO 3) TEXTURA, FIRMEZA, ESTRUCTURA 4) PALATABILIDAD

TEXTURA - ESTRUCTURA - FIRMEZA DIFICILES DE MEDIR OBJETIVAMENTE MEDIDO POR CONSUMIDORES : VISUAL – TACTO – GUSTATIVO FACTORES QUE LA AFECTAN RIGOR MORTIS CRA GRASA INTRAMUSCULAR TEJIDO CONECTIVO

PROPIEDADES 1) CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA BASES QUIMICAS EFECTO DE LA CARGA NETA EFECTOS ESTERICOS INTERCAMBIO IONICO 2) COLOR ESTADO QUIMICO 3) TEXTURA, FIRMEZA, ESTRUCTURA 4) PALATABILIDAD

PALATABILIDAD ROL IMPORTANTE EN EL CRITERIO DE ACEPTACIÓN – RECHAZO POR PARTE DEL CONSUMIDOR CARACTERISTICAS QUE CONTRIBUYEN A ELLA SON: APARIENCIA (COLOR) JUGOSIDAD TERNEZA SABOR

JUGOSIDAD FACTOR PRINCIPAL DOS COMPONENTES (A NIVEL DE CONSUMIDOR) AGUA GRASA INTRAMUSCULAR MADURACIÓN AROMA – SABOR : FLAVOR

TERNEZA SENSACIÓN DE BLANDURA DETERMINACIÓN OBJETIVO vs SUBJETIVO PERCEPCIÓN SUAVIDAD AL CONTACTO CON LENGUA-PALADAR RESISTENCIA A LA PRESIÓN CON LOS DIENTES FÁCIL FRAGMENTACIÓN ADHESIÓN RESIDUOS DESPUÉS DE MASTICAR

PRINCIPALES COMPONENTES DE LA CARNE RELACIONADOS A LA TERNEZA TEJIDO CONECTIVO ESTRUCTURA DE LAS FIBRAS MUSCULARES TEJIDO GRASO

TEJIDO CONECTIVO DETERMINA EL NIVEL DE TERNEZA BASE ( 20%) SOLUBILIDAD DEL COLÁGENO FORMACIÓN DE ENLACES CRUZADOS (ESTABLES AL CALOR) AFECTADO POR : EDAD , TIPO DE MÚSCULO, SEXO

ESTRUCTURA DE LA FIBRA MUSCULAR CONTRACCIÓN DE LAS FIBRAS (POSTRIGOR) - 15% TENSIÓN TEMPERATURA – pH ATP ACCIÓN ENZIMÁTICA (CALPAINAS – CALPASTATINAS) - 55% CRA

TEJIDO ADIPOSO GRASA INTRAMUSCULAR - 10% LUBRICACIÓN EN MASTICACIÓN EFECTO MENOR EN LA TERNEZA NIVEL MÍNIMO (SMALL = CHOICE) – MEJORA TERNEZA GRASA SUBCUTÁNEA

Relación entre grasa de la canal (%) y grasa intramuscular (%)

Relación entre espesor de grasa subcutánea y nivel de terneza Adaptado Tatum et al (1982)

RELACIÓN : MARBLING - PALATABILIDAD Palatabilidad aceptable

Relación entre grasa intramuscular y palatabilidad Adaptado de Huffhines et al. (1992)

CALIDAD DE CARNE CONJUNTO DE CARACTERÍSTICAS DE UN PRODCUTO QUE SATISFACEN DESEOS IMPLÍCITOS Y EXPLÍCITOS DEL CONSUMIDOR INTEGRADO AL PROCESO CÁRNICO (PRODUCTO FINAL – MATERIA PRIMA) FACTORES INTERNOS : PROPIEDADES FISICAS - QUIMICAS EXTERNOS: DETERMINANTES EXTERNOS

Atributos y requerimientos tecnológicos Preferencias del consumidor: apreciación visual (color) olor palatabilidad (terneza, jugosidad, sabor) terneza: importante-repetibilidad acceso a mercados importancia en la dieta y la salud humana Composición de las grasas CLA vida útil del producto (Vit E)

CARNE TEJIDO SOLUBILIDAD CONECTIVO COLÁGENO TAMAÑO FIBRA COLÁGENO MEZCLA FIBRAS CARACT. METABÓLICAS GLUCÓGENO pH ÚLTIMO MIOGLOBINA FORMAS MIOGLOBINA TASA ENFRIADO GRADO CONTRACCIÓN NIVEL DE GRASA PIGMENTO GRASA COMPOSICIÓN GRASA ACIDOS GRASOS PREDIO CARNE

Fibras rojas Efecto incrementa rojo textura suave pH último alto posibilidad rancidez Posible cold shortening aumenta jugosidad menor terneza mayor conc. mioglobina menor diámetro fibra conc. Menor glúcógeno ac. grasos insaturados más calcio mayor grasa intramuscular más estable líneas Z

pH último Efecto incrementa CRA disminuye intensidad sabor color oscuro contaminación microbiana disminuye terneza (5.8-6) aumenta terneza (> 6.1) exceso cargas negativas menos ac. Láctico y otros componentes menos oxymioglobina rápido crecimiento bacteria posible acortamiento fibra aumenta CRA – actividad enzimática

Tejido Adiposo Efecto proporción peso adipocitos/conectivo composición A.G. cobertura grasa grasa consistente y blanca valor nutritivo (posible color sabor) favorece tasa enfriado - terneza

Peso-Edad Efecto negativo positivo positivo - variable incrementa enlace cruzado menos solubilidad colágeno tasas de enfriado lentas (aumenta peso y grasa) más grasa intramuscular

EXPERIENCIAS EN URUGUAY

EXPERIENCIAS EN URUGUAY ESTUDIOS A NIVEL COMERCIAL DE Ph ESTUDIOS SOBRE CARACTERIZACIÓN DE LA TERNEZA y RELACIÓN pH – COLOR – TERNEZA VALOR NUTRITIVO – COMPOSICIÓN ACIDOS GRASOS VIDA ÚTIL (VITAMINA E) ANÁLISIS SENSORIAL

ESTUDIOS A NIVEL COMERCIAL DE pH

Auditoría de Calidad de la Carne Vacuna y Ovina (INIA, CSU, INAC) Objetivo: “Determinar la calidad del ganado vacuno y ovino, de las canales, menudencias y subproductos en la cadena cárnica del Uruguay con el objetivo de fijar una base con los actuales problemas de calidad y definir los niveles deseados en el futuro”

Auditoría de Calidad de la Carne Vacuna (INIA, CSU, INAC) Pérdidas de valor por causa de los defectos identificados (U$S/animal faenado) Cortes oscuros 14.48 Edad 8.657 Cuero 4.35 Decomisos 2.33 Machucamientos 1.02 Lesiones 0.70 Grasa amarilla 0.42 Preñez 0.57 32.52 Pérdida anual : U$S 58 millones (2002)

pH24 según tiempo de espera en planta

Efecto del Sistema de Producción sobre el pH a las 24 horas

pH24 según grado de terminación

Efecto de la Edad de la Faena sobre el pH a las 24 horas

ESTUDIOS SOBRE CARACTERIZACIÓN DE LA TERNEZA y RELACIÓN pH – COLOR – TERNEZA

Terneza Caracterización a nivel comercial Comparación con otros productos Relación con otras variables (pH – color – USDA QG) Efecto raza - alimentación Umbrales según consumidor

Metodología: 612 canales : 163 hembras y 449 novillos 2 plantas frigoríficas Hembras: Dentición: 0-4 8 d Pcc (kg): < 215 > Gs (mm): < 7 > Machos: Dentición: 0-2 4 6-8 Pcc (kg): < 225 240 265 > Gs (mm): < 5 5 7 >

Diferencias en terneza por sexo

Valores de terneza según sexo y dentición (7 d. maduración)

Valores de terneza según sexo y dentición (14 d. maduración)

Hipótesis Al comparar con escala americana 85% machos (0-8d): con madurez fisiológica menor a 42 meses de edad 68% hembras (0-8d): con madurez fisiológica cercana a 90 meses de edad

No se encontraron diferencias en: madurez esquelética marmoreo USDA Quality Grade R2 Variables Terneza 7 Terneza 14 USDA- QG 0.06 No se encontraron diferencias en: madurez esquelética marmoreo

Clasificación USDA QG - Novillos Madurez (%) Marbling (%) QG (%) A 76.44 Traces 35.06 Utility 4.02 B 18.97 Slight 55.17 Comm. 0.57 C 4.02 Small 6.90 Stand. 44.25 D - Modest 1.15 Select 44.25 E 0.57 Moderate 1.72 Choice 6.90 CSU – INIA - INAC

USDA QG según dentición (Novillos) 0-2 d. 4 d. 6-8 d. Mad. musc. 86.08 113.81 131.79 Mad. Esqu. 61.20 63.53 88.27 Mad. Gene. 70.72 76.90 101.40 MARB 318.84 324.76 344.07 QG 542.75 548.00 544.81 CSU – INIA - INAC

BIOTIPOS Terneza (WB) longissimus TERMINACIÓN Faena KgF KgF 5.8a5.7a5.6a 5.8a5.1a4.6a 4.8a4.5a4.1a Terneza (WB) longissimus 7.2a 5.1b 5.3b 4.6b KgF TERMINACIÓN 5.7 6.5 6.5 10.7 mm gs Faena

Calidad de carne Marbling score Referencia <Sl Sm-Sl >Sm

EVOLUCIÓN DE LA TERNEZA CON LA MADURACIÓN

Terneza (bife angosto) 4.3 4.4 4.8 3.9 4.3 3.8 3.4 3.5 3.3 6.1 4.6 5.4 3.9 4.9 3.8

Otros cortes

Factores industriales Condiciones de enfriado de la canal a) Tasa de descenso de pH y temperatura b) pH último c) color

Tasa de descenso de pH y temperatura

Tasa de descenso de pH y temperatura Características pH1 pH3 pH24 T1 T3 T24 Comercial 6.2 5.9 5.7 32 21 3

Respuesta de la terneza con el pHu hembras machos

Respuesta de pHu y color (a*) con la terneza Novillos - 1 Planta Frigorífica

Principales Correlaciones Novillos - 1 Planta Frigorífica ** Significativo al 1% * Significativo al 5%

Respuesta de la terneza y color (a*) con el pHu Novillos - 2 Plantas Frigoríficas

Principales Correlaciones Novillos - 2 Plantas Frigoríficas Variable WBSF7 WBSF14 L* a* b* AOB 0.25** PCC - 0.13** pH1 0.23** 0.27** 0.29** 0.24** 0.26** pH3 0.16** 0.14** -0.29** -0.33** -0.22** T3 pHu -0.59** -0.66** Tu 0.43** 0.44** 0.28** .16** 0.18** 0.42** ** Significativo al 1%

Relación entre terneza real y predicha (Novillos - 1 frigorífico - 14 d maduración - umbral 3.4 kg) 29.5% 11.6% 27.6% 31.3% Modelo: a*, pHu, pHu2 Exactitud: 60.8%

Relación entre terneza real y predicha (Novillos - 2 frigoríficos - 14 d maduración - umbral 3.4 kg) 52.0% 9.7% 22.0% 16.3% Modelo: aob, Tu, pHu, L*, a*, b* Exactitud: 68.3%

VALOR NUTRITIVO – COMPOSICIÓN ACIDOS GRASOS

Composición ácidos grasos (grasa intramuscular) Pasturas vs Corral n6/n3 (< 4) 3.2b 3.0b 1.7a 1.4a 0.5a 0.3b 0.2a 0.13b Pufa/sfa (>0.40)

Comparación entre distintos productos % lipidos n6/n3 Pufa/Sfa CLA Alemania España R.Unido Uruguay 2 Uruguay 3

VIDA ÚTIL (VITAMINA E)

Comparación productos 0.7 0.8 2.4 3.8 4.1 mg/kg Comparación productos 2.9 3.7 3.9 mg/kg Contenido vit. E = 3.5 mg/kg Pasturas vs Concentrado

ANÁLISIS SENSORIAL

Panel expertos Comparación de productos Uruguay 2 Uruguay 3 Alemania España R.Unido

Paneles consumidores Comparación de productos Uruguay 2 Uruguay 3 Alemania Comparación de productos

Experiencias Internacionales

New Zealand Beef and Lamb Quality Mark Objetivo: Ayudar al consumidor a reconocer calidad Calidad al comer (tierna ) Información (valor nutritivo) Inocuidad alimentaria Almacenaje y manejo Bienestar animal

Objetivo: Garantizar al consumidor calidad al consumir Involucra la genética con proceso industrial Paneles de consumidores Terneza: 40% Jugosidad: 10% Sabor: 20% Satisfacción general: 30%

Factores para alcanzar Porcentaje de Bos indicus Grado de osificación (m. fisiológica) Marbling pH final Descenso de pH y temperatura Maduración Cocción