El autoengaño no es compatible con la buena vida. Es fácil aceptar la realidad cuando esta te gusta. No obstante, es igualmente indispensable aceptarla sí no te parece. De hecho, particularmente sí no te parece.
Rolf Dobelli, El Arte de la Buena Vida, 2017
Un objetivo importante en la industria cárnica es evitar el deterioro y alargar la vida comercial de sus productos. La carne y los productos cárnicos pueden sufrir distintas formas de deterioro, y en este artículo nos enfocaremos exclusivamente en el deterioro químico.
Los antioxidantes son ampliamente conocidos por la mayoría de las personas como ingredientes que, al ser consumidos en forma de suplementos, brindan varios beneficios para la salud. En relación a esto, existe una gran cantidad de información en los medios de comunicación sobre los antioxidantes naturales presentes en frutas y verduras. Sin embargo, no se menciona nada sobre los antioxidantes que se encuentran de manera natural en la carne, y mucho menos sobre el uso y la funcionalidad de añadir cualquier tipo de antioxidante a la carne y sus derivados.
El deterioro químico es la alteración que sufre la carne debido a la oxidación de las grasas, también conocido como rancidez oxidativa, y afecta tanto al sabor como al color. Este tipo de deterioro puede ocurrir en carne o productos cárnicos en estado fresco, así como en productos cárnicos cocinados. Cuando la oxidación ocurre después de la cocción y durante el almacenamiento refrigerado, se le conoce comúnmente como «sabor a recalentado» o «WOF», por las siglas en inglés de «warmed-over flavor». Es difícil distinguir entre la oxidación previa y posterior a la cocción debido a la similitud de los productos que resultan de la oxidación y a la efectividad de los métodos de conservación para controlar ambos tipos de procesos oxidativos.
Para abordar este tema, es necesario diferenciar entre los diferentes antioxidantes que podemos encontrar y que son los siguientes:
Antioxidantes intrínsecos o endógenos: Estos antioxidantes están naturalmente presentes en los alimentos.
Antioxidantes inducidos: se forman durante el proceso de cocción de los alimentos.
Antioxidantes extrínsecos o exógenos: Estos se refieren a los antioxidantes que se añaden deliberadamente a los alimentos.
Antioxidantes endógenos en carne y productos cárnicos
Los antioxidantes endógenos presentes en las carnes frescas son tocoferoles (vitamina E), carnosina, ácido lipoico y algunos sistemas enzimáticos. Durante la cocción de la carne, se forman además compuestos con propiedades antioxidantes debido a la reacción de Maillard. Sin embargo, ninguno de estos antioxidantes endógenos o inducidos han demostrado ser efectivos en retrasar la oxidación de los productos cárnicos bajo las condiciones comunes de procesamiento. Por consiguiente, la estrategia más efectiva para reducir la oxidación de las grasas en carne y sus derivados es utilizar antioxidantes exógenos.
Antioxidantes exógenos añadidos a carnes y productos cárnicos
Los antioxidantes exógenos que se añaden de forma intencional a los alimentos se clasifican comúnmente por su origen, ya sea en sintéticos o derivados de fuentes naturales.
Aunque el nitrito es un antioxidante muy eficaz en las carnes curadas, este artículo no lo considerará debido a que no todos los productos cárnicos se curan, y el proceso de curado añade un sabor y un color muy característico que no se desea en la carne fresca y otros productos derivados. Por tanto, en este caso se revisará el uso de otros antioxidantes que no afecten las características sensoriales de la carne. El uso de los nitritos lo revisamos en el artículo sobre los «Ingredientes Básicos del Curado».
Antioxidante Sintéticos
En el área cárnica, los antioxidantes sintéticos más comúnmente utilizados son el BHT, BHA, TBHQ y los tocoferoles, también conocidos como vitamina E. Aunque los tocoferoles se tratan a menudo como un aditivo natural, es importante destacar que los que se utilizan en la industria de alimentos, por lo general no se derivan de fuentes naturales.
En Estados Unidos se permite desde hace mucho tiempo la adición de BHA y BHT en salchichas y tocinos. Estos se utilizan de manera individual hasta el 0.01% en base al contenido de grasa o en combinación hasta el 0.02%. Por otro lado, el TBHQ puede utilizarse en tocino solamente sí se combina con BHA o BHT.
Se han identificado otros aditivos que se les atribuye actividad antioxidante, como el tripolifosfato, aunque su eficacia no es del todo clara debido a los resultados contradictorios obtenidos en diversos estudios con carne.
NOTA: Es necesario verificar la regulación específica del uso de estos aditivos en productos cárnicos en cada país.
Antioxidantes Naturales
La creciente preocupación de los consumidores ha ejercido presión sobre la industria cárnica para aumentar el uso de antioxidantes naturales, aunque cabe destacar que este enfoque no es nuevo. Desde mediados de los años 80, se han llevado a cabo investigaciones para retrasar o reducir la oxidación de las grasas en productos cárnicos, analizando el potencial de extractos vegetales, concentrados de cítricos y productos de semillas oleaginosas con este propósito.
Los antioxidantes naturales se pueden incorporar de dos formas: añadiéndolos al alimento del animal durante la última etapa de la crianza para reducir la autooxidación de la carne durante su procesado, o incluyéndolos como parte de los ingredientes durante la fabricación de productos cárnicos. Los estudios de investigación sugieren que el mejor momento de agregarlos, es durante la última etapa de la crianza en lugar de después del sacrificio, ya que esto permite una distribución más uniforme de los antioxidantes en la carne. La adición de vitamina E y de aceite de orégano a niveles de 200 ppm en el pienso han dado muy buenos resultados.
Se han investigado una amplia variedad de extractos vegetales por sus efectos antioxidantes en productos cárnicos, entre ellos se encuentran el romero, orégano, albahaca, borraja, tomillo, jengibre, clavo, menta, té verde y canela por nombrar algunos.
El uso de hierbas y especias como antioxidantes depende de si aportan un sabor y color compatibles con la carne fresca o los productos cárnicos procesados. La incorporación de extractos desodorizados de oleorresinas de especias y hierbas ha permitido obtener beneficios antioxidantes sin afectar negativamente el sabor del producto cárnico. Hasta ahora, el romero y sus extractos son los antioxidantes naturales más ampliamente utilizados en la industria cárnica. Además, el sabor natural del romero ha dado como resultado productos cárnicos más sabrosos en comparación con el uso de antioxidantes sintéticos como BHT/BHA.
Otras fuentes naturalesde antioxidantes son los de origen animal como el quitosano (10 ppm), que ha mostrado ser más eficaz que el extracto de romero (200 ppm) y el σ-tocoferol (60 ppm) al menos en carne molida para hamburguesas. Otras fuentes son los productos no alimentarios que por lo común se comercializan como suplementos dietéticos, como los extractos de semillas de uva y el extracto de corteza de pino.
Los extractos vegetales o naturales tienen la ventaja de no estar regulados como aditivos antioxidantes por el USDA, y muchos de ellos son reconocidos como GRAS por la FDA, lo que los habilita para ser utilizados en carne y productos cárnicos. Aunque se conocen bien los componentes activos de los extractos naturales, el hecho de utilizar sustancias químicas puras como el ácido rosmarínico y el rosmanol, presentes en el romero, no resultan de interés para la industria. Esto se debe a que serían considerados como aditivos alimentarios y por lo tanto estarían sujetos a investigaciones y regulaciones estrictas antes de poder ser utilizados y declarados en la etiqueta. Las ventajas de utilizar los componentes activos de los extractos naturales serían el bajo nivel de uso y que no contribuirían con el sabor y color en los productos cárnicos.
Actualmente y dependiendo de cada extracto vegetal, podríamos decir que la mayoría presenta una actividad antioxidante significativa a niveles por arriba de las 500 ppm hasta un máximo cerca de las 2500 ppm. En cambio, los antioxidantes sintéticos se usan de manera individual en 100 ppm. Hasta ahora la combinación de BHA/BHT al nivel máximo permitido de 200 ppm ha superado a cualquiera de los antioxidantes naturales (extracto de romero, vitamina E, extracto de semilla de uva y de corteza de pino) en estudios con carne molida.
Los antioxidantes, ya sean naturales o sintéticos, pueden tener efectos sinérgicos. Esto significa que cuando se combinan, pueden ser más efectivos en prevenir el deterioro de las grasas que cuando se utilizan por separado. La efectividad de cada antioxidante puede variar según el tipo de producto cárnico, el tipo de proceso, el tiempo de almacenamiento y el uso previsto.
Además de reducir la velocidad de la rancidez oxidativa de las grasas, la mayoría de los antioxidantes contribuyen a mejorar la estabilidad del sabor y el color. Sin embargo, algunos antioxidantes naturales pueden impartir un sabor o color al producto cárnico, lo que puede limitar su uso.
Hasta el momento los antioxidantes más eficaces para ser utilizados en carne son BHA/BHT, vitamina E, romero y las catequinas del té. Otros dos antioxidantes que han destacado en estudios de investigación son el ginseng y la sábila (aloe vera).
«Cuando el hombre de las cavernas puso el primer trozo de carne sobre el fuego, el concepto de sabor fue creado»
Peter M. Brown, 2009, Ingredients in meat products, Capítulo 9
¿Alguna vez te has preguntado cómo es posible que existan y sigan lanzándose al mercado una gran variedad de productos cárnicos alrededor del mundo, aunque básicamente se utilicen solo 3 especies de proteína (res, cerdo y pollo)?
La respuesta está en la habilidad de los procesadores de carne para manipular estas 3 proteínas mediante la combinación de diferentes sabores, obtenidos con la mezcla de especias, hierbas y otros ingredientes. Además, también utilizan diferentes métodos de cocción, tamaños de porción y tipos de empaque. Esta combinación de factores ha permitido el desarrollo continuo de nuevos productos cárnicos, impulsado por la creciente y cambiante demanda de los consumidores, quienes buscan mayor variedad y conveniencia en sus alimentos.
De aquí que sea muy importante tener un conocimiento práctico sobre la funcionalidad de los diferentes ingredientes no cárnicos, especialmente de aquellos responsables del sabor y la apariencia, como son las especias, hierbas y saborizantes. Estos elementos juegan un papel muy importante para desarrollar productos cárnicos exitosos en el mercado actual.
Definiciones
Es importante que conozcamos el concepto de cada uno de los ingredientes que aportan sabor para evitar confusiones:
Especias: se obtienen de diferentes partes de plantas herbáceas y árboles que pierden sus hojas en ciertas épocas del año (caducifolios). Por ejemplo, raíz (jengibre), frutos (chiles, pimientos), corteza (canela, casia) o bayas (pimienta negra, enebro).
Hierbas: se obtiene de las hojas o la parte frondosa de las plantas herbáceas. Algunos ejemplos son la salvia, orégano, albahaca y tomillo.
Vegetales: en el libro, del cual se genera este resumen, los vegetales se incluyen dentro del grupo de las especias, pero otros autores los manejan por separado y en mi caso considero conveniente presentarlo de esta manera. Aquí se consideran como agentes de sabor solo a las verduras provenientes de bulbo (ajo y cebolla) y de tallo (apio).
Aceites y oleorresinas: son versiones líquidas, concentradas e insolubles en agua de las hierbas y especias. Se fabrican mediante extracción por vapor, química o mecánica. Son muy específicas para aroma, sabor y color, o cualquier combinación de estos atributos.
Los aceites son la fracción volátil y representan principalmente el aroma, pero también proporcionan algo del sabor.
Las oleorresinas contienen tanto la fracción volátil como la no volátil, ofreciendo un sabor y aroma más cercano a las hierbas y especias en estado natural. Algunas de ellas pueden proporcionar notas de sabor pungentes, astringentes, dulces y/o amargas y algunas pueden aportar color (óleo de paprika).
Saborizantes: este grupo incluye una gran variedad de componentes de sabor, desde caldos proteicos, jugos de fruta, vinagres y salsas soya o worcestershire, hasta humos líquidos, entre otros. Algunos de ellos pueden secarse por aspersión para obtener las versiones en polvo. También existen los denominados sabores de reacción que se obtienen a partir de aminoácidos (sabores cárnicos) u obtenidos mediante fermentación ó hidrólisis de proteínas, como el glutamato monosódico, levaduras autolizadas y PVHs.
Sazonadores: son productos que consisten en la mezcla de dos o más ingredientes, como especias, hierbas, vegetales, saborizantes y otros (sal, etc.) que proporcionan un perfil de sabor más complejo, completo y equilibrado.
Tanto las especias, hierbas y vegetales pueden estar disponibles en forma fresca, seca, enteras, quebradas o molidas, cada una con diferentes ventajas y desventajas en su uso. Es fundamental entender estas diferencias para utilizarlas adecuadamente en el desarrollo de productos.
Además, las especias, hierbas y vegetales poseen por naturaleza ciertos compuestos que son los responsables de su sabor y aroma característicos. Por ejemplo, el compuesto principal que brinda el sabor a pimienta negra es la piperina, la pungencia de los chiles proviene de la capsaicina y el clavo debe su sabor y aroma al eugenol, y así cada especia o hierba tiene al menos un componente distintivo.
El conocimiento de los componentes responsables del sabor y aroma típico de cada hierba o especia nos es de utilidad para determinar la compra de estas materias primas a precios competitivos y nos brinda herramientas para identificar posibles adulteraciones en productos molidos o en polvo, asegurando de esta manera obtener productos de calidad con un 100% de pureza
Usos
Con estos ingredientes podemos elaborar los siguientes productos:
Sazonadores: estos son mezclas secas o en polvo de especias, hierbas, vegetales y/o saborizantes que pueden o no contener sal. Se utilizan para dar sabor, aroma y mejorar la apariencia de la carne, así como preparar diferentes guisos con ella. Cuando estas mezclas contienen algún líquido (jugos, aceite, vinagre) se denominan coberturas o adobos
Unidades Cárnicas o Mezclas Funcionales: Estos productos surgen al combinar los ingredientes anteriores (especias, hierbas, vegetales, saborizantes y/o sal) con ingredientes funcionales como fosfatos, proteínas, hidrocoloides, nitritos, antioxidantes, etc. Su objetivo es mejorar la capacidad de retención de agua de la carne, incrementar rendimientos, reducir mermas de cocción, modificar texturas, aumentar la vida útil, entre otros usos. Estos productos se comercializan y, en algunas ocasiones, se diseñan según la necesidad específica de los clientes. Algunos ejemplos son las Unidades para Jamón, Unidades para Tocino, Unidades para Chorizo, Marinadores para inyección o tombleo de res, cerdo o pollo con diferentes rendimientos.
Respecto a la regulación de hierbas, especias vegetales y saborizantes, es importante señalar que, aunque no hay restricciones específicas, estos ingredientes se autolimitan. Es decir, utilizar niveles demasiado altos de cualquiera de ellos puede afectar negativamente el perfil de sabor de los productos finales
En el caso de Estados Unidos, existen algunas restricciones relacionadas principalmente con el color, especialmente en productos cárnicos que tienen un estándar de identidad. Estos estándares exigen que un determinado producto contenga ciertas especias específicas para mantener su denominación. Por ejemplo, la salchicha italiana fresca, que está limitada a un 35% de grasa, en comparación con el 50% de otras salchichas frescas, debe contener al menos tres especias de una lista que incluye hinojo, albahaca, orégano, pimentón, pimienta negra y ajo. Además, según el USDA, es una de las pocas salchichas que pueden contener pimentón, al igual que el chorizo y la longaniza frescos. A continuación, aquí encontrarás una FÓRMULA BASE PARA SALCHICHA ITALIANA FRESCA.
Es fundamental tener en cuenta las regulaciones y restricciones en cada país al formular y elaborar productos cárnicos para cumplir con los estándares establecidos.
Utilizar hierbas, especias, vegetales y saborizantes es una de las maneras más fáciles y convenientes para desarrollar una gran variedad de productos cárnicos. Basta con incorporar una o más especias a la fórmula de un producto existente para crear uno completamente nuevo. Por ejemplo, sí deseamos obtener una salchicha italiana fresca picante podemos añadir unos 130 g de chile en polvo a la fórmula base mencionada anteriormente. Del mismo modo, sí queremos elaborar una salchicha italiana fresca dulce, basta con añadir 750 g adicionales de azúcar. Estas cantidades son solo un punto de partida y pueden modificarse según el nivel de picante o dulzor que se requiera. De la misma manera, sí necesitamos mejorar la vida útil de la salchicha italiana fresca podemos reemplazar las especias por oleorresinas. Sí queremos retardar la rancidez, podemos añadir antioxidantes y para retrasar el deterioro microbiológico agregaríamos conservadores como lactatos y/o acetatos.
A continuación, se enlistan los ingredientes de uso común dentro de las principales categorías de productos cárnicos:
Embutidos o productos cárnicos crudos: los ingredientes básicos son sal, azúcares, especias/hierbas/vegetales y/o sus extractos, saborizantes, antioxidantes y conservadores.
Embutidos o productos cárnicos curados y/o ahumados (crudos o cocinados): por lo general contienen sal, azúcares, fosfatos, especias/hierbas/vegetales y/o sus extractos, conservadores, eritorbato/ascorbato sódico y nitritos.
Productos cárnicos marinados al vacío o inyectados: por lo general se preparan salmueras que contienen sal, azúcares, fosfatos, almidones/gomas/fibras, extractos de especias/hierbas/vegetales y saborizantes, para dar sabor interno a la carne. Una vez que la carne ha sido marinada, se pueden aplicar coberturas superficiales (sazonadores o adobos) para crear un sabor y un atractivo visual adicional. Estas coberturas pueden incluir sal, azucares, especias/hierbas/vegetales, saborizantes, aceite, mantequilla, jugos de frutas, miel, vinagres etc. así como un ingrediente funcional que pudiera ser un almidón nativo o modificado para mejorar la adherencia de los ingredientes y la absorción de agua.
El perfil de sabor y la formulación de los diferentes productos en cada categoría varían según las preferencias de cada país, región o el consumidor final objetivo. La versatilidad en la elección de ingredientes permite adaptar los productos cárnicos a los gustos y exigencias específicas de los consumidores locales o regionales, lo que contribuye a la diversidad de sabores y opciones disponibles en el mercado.
Regulación
En Estados Unidos, la mezcla de ingredientes para elaborar sazonadores, coberturas o unidades funcionales está regulada por la FDA. Sin embargo, cuando estas mezclas se utilizan en productos cárnicos, también deben ajustarse a las directrices del USDA. Ambos organismos exigen que los ingredientes en un producto cárnico aparezcan en la etiqueta según su uso de mayor a menor.
La FDA exige además la inclusión de todos los ingredientes en el etiquetado, incluidos los sublistados o incidentales. Por otro lado, el USDA permite omitirlos. Los ingredientes sublistados/incidentales pueden incluir agentes antiaglomerantes y de control de fluidez (como fosfato tricálcico, dióxido de silicio), aceites vegetales y ciertos azúcares o sólidos de jarabe o maltodextrinas utilizados para acarrear extractos o sabores líquidos en niveles inferiores al 2%. Si se utilizan proteínas hidrolizadas, se debe especificar la fuente de la proteína (por ejemplo, soya, maíz, trigo). Además, cualquier ingrediente que sea alérgeno debe ser identificado en la etiqueta (por ejemplo, «contiene soya, leche, etc.»).
En relación con las hierbas y especias, hemos mencionado previamente que son autolimitantes, lo que significa que una cantidad excesiva de una especia o hierba desequilibrará el perfil de sabor deseado. Así que la regulación en este caso se centra en sus propiedades colorantes. En los productos cárnicos cocidos, se permiten el uso de todas las especias colorantes como el pimentón, el achiote y la cúrcuma. Sin embargo, en productos cárnicos frescos picados o de músculo entero, existen limitaciones. Por ejemplo, el pimentón está limitado a ciertas salchichas frescas y su uso está permitido también en productos de ave de músculo entero. Las especias colorantes, ya sea en forma de polvo o extractos, deben etiquetarse separadas de las especias.
En E.U.A., también existen estándares comerciales para algunos perfiles o sabores étnicos que pueden ser elaborados a partir de mezclas de especias. Por ejemplo, un sazonador «cajún» puede contener además de sal, chile rojo y/o pimiento rojo, pimienta negra, pimienta blanca, ajo y cebolla. Con el surgimiento de los sabores étnicos, se han desarrollado otros estándares comerciales específicos para atender las preferencias y demandas de los consumidores. Aquí puedes ver otras mezclas comerciales que se han establecido.
Y ya para finalizar
Con la creciente diversidad étnica y las cambiantes demandas de los consumidores en cada uno de nuestros países, se presentan retos emocionantes para los procesadores de carne. Estos desafíos involucran la tarea de desarrollar nuevos productos que satisfagan las preferencias y necesidades del mercado, por lo que es a través del conocimiento y la combinación experta de especias, hierbas, vegetales y saborizantes que descubriremos que el límite para crear productos cárnicos con diferentes sabores, aromas y colores es tan grande como nuestra propia imaginación.
«Cualquier cosa que valga la pena lleva tiempo. La maestría es un proceso de años»
Debbie Millman, 2017
Carnicero experto curando carne de manera artesanal. Ilustración creada por la IA de BING
Nuestro ingenio como seres humanos, junto con las casualidades de la vida, nos ha llevado a encontrar soluciones para procesar y conservar los alimentos durante más tiempo, especialmente aquellos que son muy perecederos, como la carne o la leche fresca, por nombrar algunos. Un buen ejemplo de esto es la tecnología o proceso de curado, una técnica muy antigua que ha sido perfeccionada a lo largo de los siglos y ha dado lugar a los deliciosos productos cárnicos curados que disfrutamos hoy en día. El curado surgió por azar y es una ligera evolución del proceso de salado. Existe evidencia desde el año 3,000 a.C. del uso de la sal como conservante para evitar la rápida descomposición de la carne. Con el paso del tiempo, se descubrió que ciertas sales proporcionaban un mejor color y conservación a la carne, y hubo quien se dio cuenta que el salitre, o más bien la sal contaminada con salitre (nitrato de potasio), era el responsable de estos resultados. Así nació el proceso de curado. Más adelante, ya en el siglo XX, se descubrió el proceso esencial de la conversión de nitrato a nitrito, siendo este último la entidad química responsable del curado de la carne. En ese mismo siglo, la ciencia sobre el curado de la carne se desarrolló rápidamente, se incorporaron aceleradores de curado, nuevos equipos de procesamiento y otro tipo de ingredientes que mejorarían las características de la carne y vendrían además nuevas regulaciones para este tipo de productos cárnicos procesados.
DEFINIENDO EL CURADO Y SUS TÉCNICAS
El curado es el proceso mediante el cual se agregan sal, nitrito y/o nitrato a los productos cárnicos para su conservación. El uso de los términos «curado», «cura» o «curar» implica la inclusión de nitrito y/o nitrato en la carne. Una «Salmuera de Curado» es principalmente una dilución de sal, nitritos y/o nitratos en agua, a la cual se le pueden añadir otros ingredientes.
Existen tres técnicas principales:
El «Curado por Inmersión», en el que las piezas de carne se sumergen en una salmuera de curado.
«El Curado por Inyección», donde se utiliza una inyectadora para introducir la salmuera de curado dentro de las piezas de carne.
«El Curado en Seco» es el uso de una mezcla seca de sal, nitrito y/o nitratos y otros ingredientes que se aplica en la superficie de la carne.
Actualmente, los INGREDIENTES BÁSICOS de la tecnología de curado son:
Agua
Sal
Nitritos y/o nitratos
Fosfatos
Aceleradores de curado
AGUA
El agua es un componente natural de la carne cruda, pero durante el proceso de curado se utiliza agua adicional, que no es propia de la carne. Esta agua extra se considera un ingrediente o materia prima NO cárnica. El agua tiene las siguientes funciones:
Actuar como solvente, vehículo o agente dispersante de los ingredientes típicos utilizados en la elaboración de productos cárnicos curados, como la sal, nitrato, nitrito, fosfatos y otros.
Solubilizar las proteínas cárnicas extraídas mediante el uso de sal, lo cual contribuirá a mejorar la capacidad de retención de agua, la textura y la estabilidad de los productos cárnicos curados. Esto repercute en una mayor jugosidad y un mayor rendimiento durante la cocción.
SAL
La sal, también conocida como cloruro de sodio (NaCl), es fundamental en los productos cárnicos curados. La sal es altamente soluble en agua y se disocia en iones de sodio y cloruro. La funcionalidad de la sal en la carne depende de la cantidad de iones disociados o de la fuerza iónica. Un valor de fuerza iónica mayor a 0.5 provoca la hinchazón y desintegración de las miofibrillas musculares, lo que permite la extracción y posterior solubilización de estas proteínas en el agua. Con una concentración de sal del 2% o más en la mayoría de las formulaciones cárnicas, se obtendrá la fuerza iónica necesaria. Sin embargo, incluso a concentraciones más bajas, como 0.5-1.0%, utilizadas en muchas carnes frescas marinadas, es posible mejorar las propiedades de retención de agua. Es precisamente el ion cloruro, y no el de sodio, el responsable de permitir que las proteínas de la carne retengan más agua. Otro aspecto importante de la sal en los productos cárnicos es su sabor salado y su capacidad para intensificar o realzar otros sabores (actúa además como potenciador de sabor). Aquí es el ion sodio el responsable. Además, la sal ayuda a reducir la actividad del agua (Aw) de los alimentos, lo que contribuye a su conservación al inhibir el crecimiento de microorganismos.
Los nitritos y nitratos se conocen como «Agentes de Curado». Debemos recordar que para que un producto cárnico sea considerado curado, debe incluir nitrito, nitrato o ambos.
El nitrato es efectivo como agente de curado solo si se convierte en nitrito mediante una reducción bacteriana. Por lo general, el nitrato se utiliza solo en productos artesanales o que necesitan curarse lentamente durante un mayor tiempo, ya que actúa como una reserva de nitrito durante el proceso. El verdadero agente de curado es el nitrito. A partir del nitrito se produce óxido nítrico, que es esencial para el desarrollo del color característico de las carnes curadas y probablemente de sus otras propiedades. El nitrito es un compuesto muy reactivo y por tanto el responsable de las propiedades únicas y distintivas de los productos cárnicos curados. Estas propiedades incluyen el color rosado, el sabor característico de la carne curada y la protección del sabor, ya que funciona como un antioxidante. Además, el nitrito es un agente antimicrobiano muy efectivo para inhibir bacterias patógenas como Clostridium botulinum y Listeria monocytogenes.
La adición de nitrato o nitrito en los productos curados está regulada y los límites permitidos varían en los diferentes países. Por lo general, el límite promedio oscila entre 150 a 156 mg/kg, expresado como nitrito de sodio en el producto terminado.
En la actualidad, se han desarrollado productos cárnicos naturales y orgánicos que se denominan «libres de nitritos» o «productos no curados», pero que en realidad utilizan fuentes naturales de nitrato procedentes de vegetales, como apio, espinacas, acelgas, etc., combinados con un cultivo iniciador de bacterias el cual permite la transformación del nitrato natural en nitrito y, finalmente, obtener un producto curado. Sin embargo, el desafío de utilizar este tipo de ingredientes naturales está en la dificultad de regular o determinar la cantidad de nitritos en el producto final.
FOSFATOS
Los fosfatos son sales inorgánicas que contienen fósforo y aunque no son ingredientes distintivos de las carnes curadas, como sí lo son el nitrito y la sal, se incluyen en muchas soluciones de curado y formulaciones de carne debido a los efectos beneficiosos que aportan. Algunas de sus funciones son:
Incrementar la capacidad de retención de agua de las proteínas, lo que ayuda a que la carne retenga más agua durante el proceso de cocción. Esto se traduce en productos más jugosos, tiernos y de mayor rendimiento.
Mejorar las propiedades emulsificantes de la proteína cárnica, lo cual contribuye a la estabilidad de las emulsiones en productos como salchichas, mortadelas y algunos chorizos.
Mejorar la textura al proporcionar una estructura más firme y suave, lo cual es útil en productos como el jamón o el tocino, que se cortan en rebanadas.
Estabilizar el color rosado característico de la carne curada cuando se utilizan en combinación con los agentes de curado.
Contribuir a la actividad antioxidante controlando el desarrollo de rancidez oxidativa en los productos cárnicos.
Contribuir a la conservación de la carne fresca, aunque no son considerados como conservadores pueden tener algunos efectos antimicrobianos.
Existen diferentes formas de fosfatos con variaciones en pH y solubilidad en agua, y se clasifican en ortofosfatos, pirofosfatos, tripolifosfatos y polifosfatos. Es muy importante considerar las diferentes propiedades de cada uno de ellos para aplicaciones específicas en la carne y productos cárnicos. El uso de fosfatos en la carne se encuentra regulado y por lo general en la mayoría de los países están limitados a utilizarse como máximo al 0.5% en producto terminado.
ACELERADORES DE CURADO
Estos aditivos ayudan a acelerar la reacción química crítica de transformar el nitrito a óxido nítrico, la cual es necesaria para obtener las propiedades características de los productos curados. Los aditivos que aceleran la curación se dividen en dos tipos:
Agentes reductores: los más comunes y utilizados en las carnes curadas son el ascorbato de sodio y el eritorbato de sodio. En productos curados, en Estados Unidos de América (EUA), su uso está limitado de 547 a 550 mg/Kg dependiendo el tipo de producto. Ambos aditivos son muy eficaces también para mantener el color rojo atractivo de la carne fresca, pero en ese país no se permite su uso con esta finalidad, sin embargo, sí está autorizado para rociar las superficies de los productos curados antes del empacado para proteger su color.
Acidulantes: entre los más utilizados están la glucono-delta-lactona y el pirofosfato ácido de sodio a niveles desde el 0.5% al 1.0% en producto terminado. Al reducir el pH de la carne se favorece rápidamente la reacción de curado, pero esto ocasiona también una reducción en la capacidad de retención de agua de la proteína cárnica y por lo tanto del rendimiento del producto. Por este motivo debe considerarse con cuidado su uso. Por lo general se aplican en productos que requieren de fermentación tales como salami, pepperoni, etc.
Toda la información mostrada en este artículo proviene del resumen del libro «Ingredients in Meat Products» publicado en EUA, por lo que sugiero consultar la regulación de cada país para saber sí existen o no limitaciones en el uso de los diferentes ingredientes en carne y/o productos cárnicos
El conocimiento y la comprensión de las características y funcionalidad de los ingredientes básicos es esencial para mejorar los procesos de curado y ofrecer productos cárnicos de alta calidad que cumplan con las expectativas de los consumidores en términos de sabor, textura y seguridad alimentaria, sobre todo ahora que la industria cárnica enfrenta nuevos desafíos en un mercado muy competitivo y con consumidores cada vez más exigentes en la búsqueda de alternativas más naturales y saludables para conservar los alimentos.
Es importante señalar que además de los ingredientes básicos, existen otros tipos de ingredientes y aditivos para mejorar el sabor, textura, rendimiento y aspecto final de los productos cárnicos curados como pueden ser el uso de hierbas, especias, almidones, proteínas vegetales, gomas, etc. los cuales revisaremos más adelante en otros artículos.
«Porque las cosas que tenemos que aprender, las aprendemos haciéndolas… Los hombres se vuelven constructores al construir y el que está aprendiendo a tocar la cítara aprende a tocar la cítara tocándola.
Aristóteles
Ingredientes No Cárnicos. Obra Pop Art creada por la IA de Bing
En el mundo de las redes sociales, existe una gran cantidad de personas dedicadas a la lectura de libros, principalmente de autoayuda, finanzas, marketing y psicología, entre otros temas. Estas personas comparten sus puntos de vista y resúmenes en blogs, videos y podcasts, lo cual resulta muy interesante para aquellos que, debido a la falta de tiempo u otras razones, no pueden leer los libros por sí mismos y encuentran en estas plataformas una forma accesible de aprendizaje. Esto me llevó a reflexionar: ¿por qué no hacer lo mismo para los libros técnicos?
En general, este tipo de libros pueden resultar difíciles de conseguir o tener un costo elevado, además de que la mayoría de ellos están en inglés. Por lo tanto, creo que sería muy útil y conveniente extraer y resumir el conocimiento contenido en este tipo de literatura, poniéndolo al alcance de todas aquellas personas que buscan información sobre temas técnicos muy específicos. En mi caso, pues me interesa todo lo relacionado al área de ciencia y tecnología de alimentos, por lo que he decidido iniciar este experimento con el objetivo de facilitar el aprendizaje en estos temas para todos aquellos estudiantes y profesionistas del campo de los alimentos, así como para aquellas personas que laboran en la industria de alimentos sin contar con ninguna preparación técnica previa y claro para cualquier persona que tenga curiosidad sobre los ingredientes, sobre todo al leer las etiquetas de los alimentos.
El primer libro que me interesa resumir se titula «Ingredientes en productos cárnicos: propiedades, funcionalidad y aplicaciones«, de Rodrigo Tarté (en inglés: «Ingredients in Meat Products: Properties, Functionality and Applications«). En un mundo donde la industria alimentaria enfrenta desafíos constantes, desde cambios en los hábitos y preferencias de los consumidores hasta problemas de seguridad alimentaria, resulta crucial entender cómo los ingredientes no cárnicos pueden marcar la diferencia. Por lo tanto, la idea que quiero llevar a cabo consiste en crear una serie de artículos, uno por cada capítulo del libro, para explorar de manera gradual el fascinante tema de los ingredientes utilizados en los productos cárnicos, conocidos también como «materias primas NO cárnicas«. En estos artículos revisaremos las características de cada ingrediente, su función y cómo utilizarlos en la carne. Los temas que abordaremos en esta serie de publicaciones son los siguientes:
«No importa lo sofisticadas que sean nuestras elecciones, lo buenos que seamos dominando las probabilidades, el azar siempre tendrá la última palabra. Sólo nos queda «el estoicismo» (dignidad) como solución, el intento del ser humano de igualarse con la probabilidad.
Nassim Taleb, ¿Existe la suerte? Las trampas del azar, 2015
Fotografía de «Delicia Cristalina» creada por NightCafe Studio, un generador de arte de IA que transforma texto a imágenes
Con frecuencia consumimos una gran cantidad de alimentos que no han sido procesados (ni ultra procesados) como por ejemplo, tomates, papas, leche, zanahorias, carne, pescado, queso, huevo, ajo, champiñones y podría enumerar un sinfín de alimentos que son comunes en nuestra dieta y no se ha conocido o se ha reportado (al menos hasta ahora) ninguna “epidemia” mundial de síntomas preocupantes como por ejemplo, que demasiada gente presente casi al mismo tiempo enrojecimiento de la piel, dolor de cabeza, dolores musculares, entumecimiento o ardor alrededor o en la boca y la garganta, palpitaciones del corazón, hormigueo, somnolencia, transpiración, náuseas, fatiga, sed o incluso síntomas tan graves como dolor de pecho, latidos rápidos o anormales del corazón, respiración dificultosa, hinchazón en la cara o la garganta…. Es raro y quizá esto se deba a que la gran mayoría de las personas desconoce que cotidianamente consume de manera inconsciente grandes cantidades de glutamato todos los días y que esta ingesta “natural” es mayor o si acaso similar al uso de glutamato de sodio como aditivo en alimentos. El respaldo de este comentario lo pueden encontrar en el artículo “Review of Glutamate Intake from Both Food Additive and Non-Additive Sources in the European Union” publicado en la revista “Annals of Nutrition and Metabolism”. Así como este escrito, existe una diversidad de estudios científicos que destruyen el famoso mito del “Síndrome del Restaurante Chino” nacido en 1968 en un artículo publicado en una revista de Medicina, la cual, por cierto, no sometió la publicación sobre este síndrome, a ningún filtro de revisión, no solicitó al escritor ningún dato o evidencia y hasta el momento lo que ahí se menciona no ha podido replicarse en ningún otro estudio.
La inocuidad del glutamato de sodio se evalúa constantemente desde 1968 y aún permanece como un aditivo permitido para su uso en alimentos tanto en el Codex Alimentario, la EFSA, la FDA, así como en las diferentes agencias reguladoras de cada país. Esto obviamente no elimina la posibilidad de que existan algunas personas que sean sensibles o que muestren alguna intolerancia a este ingrediente, pero tampoco estamos hablando de síntomas graves o persistentes que tengan que ser tratados. Es muy difícil que el glutamato sea un ingrediente dañino ya que básicamente está presente de forma natural en una gran cantidad de alimentos sobre todo en aquellos que son ricos en proteínas.
¿Pero que es el glutamato?
El glutamato monosódico (GMS/MSG), como comúnmente lo conocemos y podemos conseguirlo en supermercados o tiendas online, es la sal cristalizada en polvo del ácido glutámico. Es de color blanco, inodora y muy soluble en agua.
El ácido glutámico es un aminoácido no esencial.
Los aminoácidos son moléculas orgánicas básicas que al unirse entre ellos forman la estructura de proteínas, enzimas y hormonas.
La gran mayoría de las proteínas están formadas por 20 aminoácidos, de los cuales 9 son esenciales (indispensables) para el ser humano (Histidina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Metionina, Fenilalanina, Treonina, Triptófano y Valina) porque nuestro cuerpo no puede sintetizarlos y por lo tanto es necesario obtenerlos de nuestra dieta. Los 11 restantes no son esenciales porque nuestro cuerpo los sintetiza (alanina, arginina, asparagina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutámico, glutamina, glicina, prolina, serina y tirosina). Todos los aminoácidos, sean o no indispensables, son importantes para el buen funcionamiento de nuestro cuerpo.
Los aminoácidos tienen diferentes sabores, algunos son dulces, amargos, ácidos y unos pocos presentan el sabor llamado umami.
El umami es el quinto sabor después de los sabores salado, dulce, ácido y amargo. El umami (esencia de delicia) es una nota que podríamos describir como sabrosa y deliciosa. El representante principal del 5to sabor es, sin duda, el ácido glutámico, pero también lo presentan el ácido aspártico y diferentes péptidos de la hidrólisis de proteínas y algunos nucleótidos como el inosinato y guanilato.
Entonces el ácido glutámico lo encontraremosnaturalmente en una gran variedad de alimentos tanto de origen animal como vegetal formando proteínas, péptidos o en forma libre como ácido glutámico, que es la forma en la cual tiene el mayor efecto en proporcionar un sabor delicioso a los alimentos.
En la siguiente tabla 1 se muestran algunos alimentos ricos en ácido glutámico.
ALIMENTO
GLUTAMATO UNIDO (mg/100 g)
GLUTAMATO LIBRE (mg/100 g)
Leche/productos lácteos: Leche de vaca leche maternal (humana) queso parmesano
819 229 9847
2 22 1200
Productos avícolas: Huevos Pollo Pato
1583 3309 3636
23 44 69
Carne: Carne de res Cerdo
2846 2325
33 23
Peces: Bacalao Macarela Salmón
2101 2382 2216
9 36 20
Vegetales: Chícharos Maíz Zanahorias Espinaca Tomates Papa
5583 1765 218 289 238 280
200 130 33 39 140 180
Tabla 1: Glutamato natural (unido y libre) en algunos alimentos
El ácido glutámico se podría extraer de los alimentos para obtener el glutamato monosódico (sal de ácido glutámico), pero sería muy caro y poco eficiente, motivo por el cual en la actualidad se produce mediante la fermentación de diferentes ingredientes de origen vegetal, por ejemplo, la melaza de caña de azúcar o la de remolacha azucarera (una variedad blanquecina de betabel), así como también hidrolizados de almidón de yuca (tapioca), maíz, etc. En un inicio el glutamato monosódico se obtenía mediante la hidrólisis de proteínas vegetales como el gluten de trigo o la pasta de soya desgrasada.
He comentado anteriormente que es el ácido glutámico en su forma libre el que hace que los sabores sean sabrosos, más no así el ácido glutámico, ya que este se encuentra unido a proteínas, pero podemos liberarlo con los procesos de cocción utilizados en la preparación de alimentos, así como también haciendo uso de la fermentación (quesos, salsa de soya, etc.) ya que, en ambos procesos estamos hidrolizando proteínas y por lo tanto liberando ácido glutámico
Aún y cuando el glutamato es omnipresente muchas personas seguirán afirmando que lo que hace la diferencia y lo que causa la gran cantidad de síntomas en el popular mito del “síndrome del restaurante chino”, es que el aditivo que se utiliza en la industria es artificial y el que se encuentra en los alimentos es natural. El argumento más sólido contra esta afirmación se desprende de la ciencia, es decir, tenemos que saber que uno de los puntos básicos de la química es:
“No existen diferencias (en estructura molecular, funcionalidad, etc.) entre las versiones naturales y sintéticas de un producto químico o aditivo”.
Y nutrimentalmente hablando, tanto el glutamato que está presente en forma natural en los alimentos, como el aditivo sintético “glutamato monosódico” se digieren y se aprovechan en nuestro cuerpo exactamente de la misma manera sin importar cuál sea su origen.
Usos del glutamato monosódico
Este aditivo se utiliza en la industria como un potenciador de sabor en productos salados y/o ácidos, puede usarse también para reducir el contenido de grasa y/o de sodio en los alimentos sin alterar el sabor o la preferencia del producto (checa como reducir sodio aquí). La dosis sugerida en alimentos puede ir desde el 0.02% hasta el 1% en base al producto terminado. El nivel de uso dependerá del alimento en el cual deseamos utilizarlo.
Aún existe mucha desinformación y conceptos erróneos sobre el glutamato, así como también abundan las noticias falsas sobre el uso de los diferentes aditivos en la industria de alimentos, pero eso será tema de otro artículo. Mientras tanto el GMO ha estado con nosotros por mucho tiempo y así como no existe un medicamento que cure todos los males (aceite de serpiente), tampoco existe un ingrediente o aditivo alimentario que produzca la infinidad de síntomas que le adjudican al glutamato monosódico.
¿Por qué temer a esta «Delicia Cristalina» que nos brinda Sabrosura?
«La virtud es algo que hacemos. Es algo que elegimos… Es un reto diario al que nos enfrentamos no una sola vez sino continuamente, en repetidas ocasiones… ¿Adquiriremos una buena costumbre o una mala? ¿El coraje o la cobardía? ¿La felicidad de la ignorancia o el reto de una nueva idea? ¿Seguir como siempre… o evolucionar? ¿El camino fácil o el correcto?
Ryan Holiday, La Llamada del Coraje, 2022
Pintura de Carne Kobe estilo Andy Warhol generada por DALL-E mini (un modelo de inteligencia artificial que genera imágenes a partir de palabras)
Aproximadamente unos 80.5 millones de toneladas de carne y productos cárnicos se pierden y desperdician cada año en el mundo (esto equivale al 23% de toda la producción de carne). La mayor parte de este desperdicio (51.5 millones de toneladas) se genera a nivel consumo, es decir en hogares, restaurantes y otros servicios alimentarios. Durante el procesamiento de la carne se van a la basura otros 16.1 millones de toneladas y en la distribución cerca de 9.7 millones de toneladas.
Las pérdidas y el desperdicio de la carne se dan a lo largo de toda la cadena de suministro de alimentos (CSA) , es decir desde la crianza de los animales hasta su consumo como alimento. Es importante señalar que en los países de altos ingresos, el desperdicio se obtiene principalmente a nivel consumidor debido a varias razones:
El alto poder adquisitivo de las personas, ha posicionado a estos países como los del más alto consumo per-cápita de carne
Hay disponibilidad de una gran cantidad de alimentos por persona en cada una de las tiendas y restaurantes, sobre todo en aquellos lugares donde sirven platos muy grandes o los restaurantes que proponen bufets libres, donde se puede comer lo que sea a un mismo precio y por lo tanto incitan a la gente a servirse más comida de la que pueden ingerir.
Existe en los consumidores una actitud «insensible» en la que simplemente pueden permitirse desperdiciar comida porque si.
En los países en desarrollo o de medianos ingresos las pérdidas se distribuyen de una manera más equitativa a lo largo de la CSA pero encaminados hacia el mismo comportamiento de los países desarrollados. En cambio en los países de bajos ingresos (como el África subsahariana) más de la mitad de las pérdidas de carne ocurren principalmente durante la producción animal debido a la alta mortalidad de animales causada por las frecuentes enfermedades en la crianza del ganado (neumonía, enfermedades digestivas y parásitos).
Según el estudio realizado por la FAO (2011). Las pérdidas y el desperdicio de carne a nivel mundial se presentan de la siguiente manera en cada una de las 5 etapas de la CSA:
1. Producción animal
En esta etapa se contabilizan las pérdidas de carne de bovino, cerdo y de ave que se deben a la muerte de los animales durante la crianza.
2. Transporte al sacrificio
En esta etapa las pérdidas de carne de bovino, cerdo y aves se debe a las muertes que ocurren durante el transporte al rastro (matadero) y a los animales que se desechan ahí.
3. Procesamiento y envasado
En este punto, las pérdidas de carne de bovino, cerdo y ave se deben al desbarbado (procedimiento de limpieza y acabado de canales para eliminar irregularidades, por ejemplo, signos de sangre, membranas o restos de vísceras adheridos a la carne) así como también al procesamiento industrial posterior como por ejemplo durante la producción de cortes finos, procesos de marinación, elaboración de salchichas, chuletas, tocinos, jamones, guisos, etc.
4. Distribución
Aquí se contabiliza todo el desperdicio de carne y productos cárnicos que ocurre en el sistema de mercadeo (mayoristas, supermercados, minoristas, mercados tradicionales, vendedores)
5. Consumo
En el último eslabón de la cadena se toma en cuenta todo el desperdicio que ocurre a nivel doméstico y servicios alimentarios (hoteles, restaurantes, etc.)
Es importante saber como y en donde se dan todas las pérdidas y desperdicios así como conocer cuales son las causas por las cuales se deterioran los alimentos, en especial sí trabajamos dentro de la industria alimentaria en las áreas de procesamiento, distribución y comercialización, esto con la finalidad de que podamos brindar soluciones a este problema, pero antes que nada, debemos ser conscientes a nivel personal y tomar nuestras propias medidas en casa.
Es bien sabido que la mayoría de los alimentos frescos tienen una vida útil muy limitada, por lo que la carne fresca no es la excepción, inmediatamente después del sacrificio de los animales, viene toda una serie de cambios que debemos retrasar o impedir. En este sentido se han identificado 3 tipos de deterioro que ocurren en la carne y son los siguientes:
Deterioro Microbiológico: Es la PRINCIPAL CAUSA DE DETERIORO en la carne. Es la alteración debida al desarrollo de microorganismos. La carne es el medio de cultivo ideal para su crecimiento debido al alto contenido de humedad, compuestos nitrogenados, minerales, disponibilidad de carbohidratos fermentables (glucógeno) y un pH favorable. Desde la muerte del animal, durante la preparación de canales, el procesamiento de la carne y hasta su venta final se produce contaminación microbiana, que es la responsable de la formación de olores desagradables, debida a la degradación de proteínas y aminoácidos, sabores extraños, agriado y mucosidad.
Oxidación de Lípidos: Es la alteración debida al deterioro de las grasas. Produce olores y sabores desagradables, pérdida de aminoácidos y vitaminas, así como cambios en color por la autooxidación de las grasas (rancidez oxidativa) y por la presencia de lipasas debida a la contaminación microbiana (rancidez hidrolítica)
La Autólisis Enzimática: es la alteración de la carne debida a su propia actividad enzimática. En la carne se tiene la presencia de enzimas proteolíticas y lipolíticas. Las enzimas proteolíticas, por ejemplo, causan la degradación de las proteínas transformándolas en un alimento para el crecimiento de microorganismos lo cual favorece el deterioro microbiológico revisado en el punto 1. Las enzimas lipolíticas a su vez, actúan en la piel, sangre y tejidos causando la oxidación de grasas y la mioglobina. El resultado total de la autólisis enzimática produce el ablandamiento de la carne, coloraciones verdosas y olores y sabores desagradables.
Así que para conservar a la carne y sus productos es necesario tomar las siguientes acciones:
Inhibir el deterioro microbiológico y
Minimizar la oxidación y el deterioro enzimático
En la actualidad se cuenta con varios procesos que cumplen estos objetivos y/o se combinan entre ellos para conservar a la carne y sus productos. Estos procesos se pueden dividir de la siguiente manera:
Físicos
Control de temperatura
Uso de frío
Uso de calor
Control de humedad (aw)
Empaque en atmósferas modificadas
Altas presiones
Químicos:
Curado/Salado
Fermentación
Uso de aditivos
Fisicoquímicos:
Ahumado
Todos los métodos de conservación tienen ventajas y desventajas muy específicas. Lo importante aquí es señalar y aclarar que “la conservación de alimentos NO recae solamente en los métodos de conservación o el uso de aditivos, sino que debe complementarse con el uso adecuado e higiénico de los alimentos antes, durante y después de su procesamiento, así como durante su distribución y venta para evitar re-contaminaciones”.
La higiene es primordial en el manejo de los alimentos, sin ella la eficacia de los métodos de conservación se vería reducida y los conservadores tampoco serían de gran ayuda para mejorar la vida útil, ya que estos aditivos solo son preventivos y su efectividad depende de contar con una carga microbiana muy baja desde el inicio.
Vamos a revisar entonces brevemente en que consisten cada uno de los métodos de conservación de la carne mencionados anteriormente:
Métodos Físicos de Control de Temperatura
Uso de Frío:
El frío produce una disminución en la velocidad de todos los procesos químicos, enzimáticos (metabólicos) y de proliferación de microorganismos. Por lo que sí almacenamos los alimentos a bajas temperaturas, provocaremos un retraso en los cambios deteriorativos que será mayor cuanto más baja sea la temperatura. Es necesario indicar que aún a bajas temperaturas, hay microorganismos que son capaces de sobrevivir, por lo que es muy importante no interrumpir la cadena de frío. Con el uso de frío se logran los siguientes objetivos de conservación:
Ralentizar el deterioro microbiológico y
Prevenir la desnaturalización de proteínas
Los métodos en los cuales se utiliza el frío son:
Enfriamiento: este es quizá uno de los pasos iniciales más importantes para el procesamiento posterior de la carne. Se emplea en las plantas de sacrificio inmediatamente después de la matanza y durante el transporte y almacenamiento. Es necesario reducir la temperatura de la canal inmediatamente después de la evisceración a 4°C dentro de las 4 hr posteriores al sacrificio. El enfriamiento es fundamental para la higiene, la seguridad, la vida útil, la apariencia y la calidad nutricional de la carne. Hay 2 maneras de hacer el enfriamiento, uno es por inmersión, donde las canales se sumergen en agua fría (0-4°C) y la otra es por convección de aire, donde las canales se almacenan con circulación de aire frío y rocío de agua. La temperatura superficial de la canal se reduce más rápido mediante el enfriamiento con aire, lo que mejora el secado de la canal y minimiza el deterioro microbiano. La calidad microbiana del producto enfriado por aire es mejor que la de un producto enfriado por agua (es más rápido y de mejor calidad microbiológica). El enfriado rápido ayuda a prevenir la desnaturalización de las proteínas y por lo tanto a reducir el deterioro microbiológico, ya que los microrganismos son más propensos a desarrollarse con proteína desnaturalizada o degradada que con proteína nativa.
Refrigeración: es el método de conservación más común y el más utilizado para el almacenamiento de carne fresca a corto plazo y la finalidad es mantener la temperatura en el intervalo de 0 – 4°C. Generalmente, la carne fresca permanece en buenas condiciones durante un período de 5-7 días (vida útil típica) sí se mantiene a una temperatura refrigerada entre 0 a 5°C.
Congelación: es el método ideal para conservar la carne y algunos productos cárnicos ya que mantiene sus características originales por un largo plazo, sí comparamos contra la refrigeración. Consiste en convertir el agua del alimento en hielo con gran rapidez y almacenarlos luego a temperaturas muy bajas (-18°C o menos). Aún así, la capacidad de conservación de la carne congelada es limitada porque lo que son las reacciones enzimáticas, oxidativas y la cristalización del hielo no se detienen en absoluto y seguirán desempeñando un papel importante en el deterioro. Otro punto que afecta de manera significativa la calidad de la carne, es la velocidad de congelación. Una congelación rápida produce carne de mejor calidad que sí se hace lentamente. La calidad de la carne congelada depende del tamaño de los cristales de hielo que se forman. Durante la congelación lenta, se forman cristales de hielo más grandes que dañan las células (se rompen sus membranas) y esto da como resultado la desnaturalización de las proteínas. Además, al descongelar la carne una buena parte de la humedad original se perderá como purga debido al daño en el tejido. Es importante tener en cuenta, que la congelación no mata a la mayoría de los microorganismos; simplemente se vuelven inactivos. Cuando la carne se descongela, el deterioro continúa donde se quedó. Durante la congelación, aproximadamente el 60% de la población microbiana viable muere, pero la población restante aumenta gradual y lentamente durante el almacenamiento en congelación.
Super-enfriado: se trata de un concepto diferente al de la refrigeración y la congelación. Es un método basado en la cristalización parcial del hielo para prolongar la vida útil de los productos alimenticios frescos, donde la temperatura del producto se reduce a menudo en 1 o 2 grados por debajo del punto de congelación inicial del producto. Este proceso funciona casi de manera similar, por ejemplo, a cuando se agrega hielo externo a los productos del mar o a las aves, sólo que en el super-enfriado, primero se hace un enfriamiento inicial seguido inmediatamente de congelación por convección a -15°C por un tiempo determinado sólo para congelar la superficie del alimento, esto funciona como un depósito de refrigeración, lo cual asegura su transporte y distribución refrigerado. El producto empacado se almacena a temperaturas ligeramente superiores a la temperatura de congelación por lo que tiene el potencial de reducir los costos de almacenamiento y transporte. La ventaja principal de este método de conservación sobre la refrigeración es que puede aumentar la vida útil de la carne hasta 4 veces.
Uso de Calor:
El calor puede considerarse como uno de los primeros métodos de conservación de alimentos y se basa principalmente en la desnaturalización de proteínas, lo que produce además:
La destrucción de microorganismos.
Inactivación de enzimas proteolíticas.
Mejora en la palatabilidad (intensifica sabor, aroma y altera textura).
Desarrollo de colores actractivos
Y la estabilización del color en productos curados
Para que el incremento de la temperatura funcione como un buen método de conservación o estabilización de los productos cárnicos debe complementarse con otros métodos de conservación, como el uso de empaques para que impidan la re-contaminación microbiana y/o métodos que impliquen la reducción de temperatura (refrigeración, congelación).
Con el tratamiento térmico de los alimentos, así sea tan leve como un escaldado, se está prolongando su vida útil al destruir o inactivar una buena parte de la microflora. En la medida en que el tratamiento térmico sea más severo, de igual manera será la destrucción microbiana, la inactivación de enzimas y la estabilidad del producto.
Los métodos que usan el calor para la conservar la carne son principalmente:
Pasteurización: se refiere al calentamiento moderado en un rango de temperatura de 63 a 75°C, que es también el rango de temperatura de cocción de la mayoría de las carnes procesadas. Este tratamiento térmico incrementa de manera significativa la vida útil de la carne pero es necesario que estos productos se almacenen en condiciones de refrigeración.
Esterilización Comercial: se refiere al calentamiento de la carne a temperaturas superiores a los 100°C para lo cual se necesita el uso de presiones altas. La esterilización comercial es un tratamiento térmico más severo que la pasteurización y tiene la finalidad de destruir a los microorganismos y sus esporas bacterianas. Esto se logra empacando los alimentos en recipientes herméticamente cerrados (latas, vidrio o plástico laminado). La severidad del tratamiento dependerá del pH del alimento. Un alimento de baja acidez (pH>4.6) exige un calentamiento generalmente en el rango entre 116°C y 130°C durante el tiempo suficiente para lograr una reducción de 12 ciclos logarítmicos en el número de esporas de Clostridium Botulinum. Sin embargo, los alimentos de alta acidez (pH<4.6) no se someten a tratamientos tan intensos, puesto que el desarrollo de bacterias formadoras de esporas no tiene lugar a esos valores de pH.
Métodos Físicos de Control de Humedad
El control de la humedad se realiza mediante procesos de deshidratación con la finalidad de reducir la actividad de agua (aw) para prevenir el crecimiento de microorganismos deteriorativos y de esta manera incrementar la vida útil de los alimentos.
La carne se deshidrata principalmente de 2 formas:
Secado: este método es posiblemente uno de los más antiguos y comunes para conservar la carne. Actualmente el secado se utiliza en combinación con otros métodos de conservación, que revisaremos más adelante, como el salado, curado, ahumado. Los métodos utilizados para el secado son:
Secado al sol y
Secado mecánico (en hornos o secado convencional con aire caliente).
Liofilización: también conocida como secado por congelación, implica la eliminación de agua del alimento por sublimación, es decir, al agua pasa del estado sólido (congelado) al estado gaseoso (vapor) sin pasar por el estado líquido. Esto, en términos prácticos, se realiza congelando el alimento a -40°C en una cámara a la cual se le saca el aire para hacer vacío. En estas condiciones de vacío, el punto de ebullición del agua es tan bajo que con un ligero calentamiento a bajas temperaturas (de congelación o refrigeración) es posible evaporar más del 90% del agua. Con este método se obtienen productos de una calidad sensorial y nutritiva muy superior a los alimentos secados, además de contar con una buena aceptabilidad, una vida útil más larga y mejores propiedades de reconstitución. La principal desventaja del secado por congelación es el costo, además el producto una vez liofilizado debe empacarse de preferencia al vacío o en atmósferas modificadas para mantener su calidad durante el almacenamiento.
Método Físico (Uso de Empaques)
Los empaques protegen a los alimentos del deterioro microbiológico, reacciones oxidativas (deterioro de color, sabor, olor, textura y pérdida de nutrientes), previenen la contaminación cruzada con microorganismos patógenos y/o deteriorativos, protegen contra peligros químicos y físicos, previenen la pérdida o absorción de agua y oxígeno y son además un medio para comunicar información sobre los ingredientes utilizados, la declaración nutrimental así como facilitar la mercadotecnia de los productos. Los productos cárnicos al empacarse deben quedar cubiertos con un material de protección adecuado y para esto existe toda una gama de productos sintéticos disponibles en el mercado en forma de películas o láminas de plástico.
Las opciones más comunes para empacar carne son:
Empaque permeable: es el envasado tradicional, donde la carne se coloca en charolas y se cubren con un emplaye (película plástica).
Empaque al vacío: es el envasado en empaques de alta barrera (acetato de etilvinilo, cloruro de polivinilideno) en el cual se elimina el aire para reducir el oxígeno y de esta manera evitar el crecimiento de microorganismos aeróbicos, oxidación de grasas y deterioro del color.
Empaque en atmósferas modificadas: conocido como «MAP» por sus siglas en inglés de «Modified Atmosphere Packaging», es una tecnología de envasado que sustituye el aire atmosférico dentro del empaque por una mezcla de gases que protege las características de la carne y garantiza que se mantenga fresca durante el mayor tiempo posible. Los empaques con atmósferas modificadas por lo general contienen mezclas de dos o tres gases que pueden ser O2 (para mejorar la estabilidad del color), CO2 (para inhibir el crecimiento microbiológico) y N2 (un gas inerte para mantener la forma del empaque).
Método Físico (Altas Presiones)
Es un proceso de pasteurización no térmica donde los alimentos se someten a altas presiones hidrostáticas en la región de 300 a 600 Mpa durante aproximadamente 10 minutos, esto equivale a una presión 5 veces mayor a la encontrada en el fondo del océano, la cual se transmite de forma uniforme e instantánea a todos los puntos del producto, consiguiendo así un efecto equivalente a la pasteurización, pero sin utilizar calor. La alta presión afecta la fisiología celular de los microorganismos e inactiva ciertas enzimas alimentarias. Por lo general este proceso se utiliza como un paso final adicional en el procesamiento de la carne para alargar su vida útil. Es muy utilizado en productos donde se desean eliminar conservadores.
Método Fisicoquímico (Ahumado)
El ahumado es una técnica de conservación muy antigua, donde la carne se expone al humo de la quema de madera, lo cual potencia las características sensoriales y nutricionales de los productos cárnicos pero ayuda también a su conservación al deshidratar la superficie del alimento, reducir el pH superficial y evitar la oxidación de las grasas debido a las propiedades antioxidantes que tienen los componentes del humo. Por lo general el ahumado está estrechamente relacionado a otros métodos de conservación como el salado y el curado que se utilizan en combinación para extender la vida útil de la carne incluso sin necesidad de refrigerarla.
Los métodos habituales de ahumado son:
Ahumado en caliente: la carne que puede estar ligeramente salada o curada (para inhibir el crecimiento bacteriano se ahuma en caliente a temperaturas que oscilan entre 60°C y 93°C.
Ahumado en frío: la carne, después de un curado parcial o total, se cuelga o se coloca en rejillas y se deja ahumar durante días a un rango de temperatura óptimo de 23-48°C.
En la actualidad estos procesos pueden realizarse sin la quema de madera y haciendo uso de humos líquidos obteniendo los mismos beneficios sensoriales, nutrimentales y de conservación con la ventaja de que con los humos líquidos se eliminan las resinas y alquitranes que son compuestos cancerígenos presentes en el humo proveniente de la quema de madera.
Métodos Químicos
Los métodos químicos de conservación de la carne como el salado, el curado y la fermentación son tan antiguos como el ahumado y el secado y es debido a esto que se encuentran estrechamente relacionados entre si. El uso de aditivos es más reciente y puede utilizarse en combinación con todos los métodos de conservación que hemos revisado.
Salado/Curado: lo agrupo como un mismo método de conservación debido a que en la antigüedad cuando se hacía la salazón de carne, mediante frotación superficial o inmersión en salmuera, se utilizaba sal de roca o sal marina pero algunas veces estas fuentes de sal contenían salitre (nitrato de potasio y nitrato de sodio) lo cual fue descubierto más adelante por nuestros antepasados, cuando se generaban colores y sabores distintos en la carne que era salada. El azúcar también comenzó a utilizarse en la carne para mejorar la conservación y su sabor y es de esta manera que ahora tenemos lo que se conoce como el curado, que implica conservar los alimentos mediante la combinación de sal, nitratos, nitritos y/o azúcares. La sal contribuye al sabor y reduce la actividad de agua (aw), el azúcar reduce también la aw y ayuda a balancear el alto contenido de sal y los nitratos/nitritos son efectivos para controlar el crecimiento de bacterias anaerobias y actúan como antioxidantes evitando la oxidación de las grasas y estabilizando el color de los productos. El curado es muy utilizado en la elaboración de jamones, salchichas, tocino, chuletas ahumadas y toda una gran variedad de productos.
Fermentación: Es un método simple y económico para conservar la carne y los productos cárnicos. Implica un proceso biológico en el cual se utilizan microorganismos deseables como Lactobacillus y la presencia de sal que ayuda como una barrera para las bacterias indeseables al reducir la aw. Durante el desarrollo de las bacterias benéficas se producen ácidos, que reducen el pH de la carne, así como H2O2 y otros agentes antimicrobianos que evitan el crecimiento de microorganismos deteriorativos y patógenos teniendo como efecto productos cárnicos más seguros (inocuos), con una mayor vida útil y un sabor particular.
Uso de aditivos: la mayoría de los métodos de conservación anteriores inhiben el crecimiento microbiano pero no previenen el deterioro oxidativo (excepto el ahumado, curado y el empaque al vacío), ni el desarrollo de microrganismos psicrófilos y esporas (excepto el curado con nitrito). Por lo que es necesario utilizar y combinar algunos aditivos con los métodos anteriores para que nos ayuden a optimizar y prolongar la estabilidad, calidad, frescura y la vida útil de la carne reduciendo la proliferación microbiana y las reacciones de oxidación durante el sacrificio, procesamiento y almacenamiento. Los aditivos que comúnmente se utilizan en la carne para este fin son:
Acidulantes o ácidos orgánicos: para hacer las llamadas intervenciones químicas que sirven para reducir la carga microbiana en el lavado de canales, cortes y recortes de carne. Por ejemplo se usan soluciones del 1 al 3% con ácido láctico, ácido acético, ácido peroxiacético (peracético), entre otros.
Conservadores: para inhibir o retardar el crecimiento de microorganismos e incrementar por tanto la vida útil de la carne fresca o procesada. Los conservadores más usados son sorbato de potasio, benzoato de sodio, extracto cítrico, bacteriocinas o mezclas entre ellos.
Antioxidantes: para retrasar la rancidez de las grasas y la pérdida de color. Los aditivos usados son por ejemplo, extractos de romero, orégano, regaliz, los cuales pueden complementarse con otros aditivos que actúan en sinergia conocidos como antioxidantes secundarios por ejemplo el ascorbato de sodio, eritorbato de sodio, etc.
Hasta aquí he intentado brindar un panorama muy básico y superficial sobre los diferentes métodos para conservar la carne y los productos cárnicos pero es posible profundizar aún más en cada uno para conocer los equipos que se utilizan, la forma de aplicación, condiciones de trabajo y tipos de productos en los cuales pueden ser utilizados, etc. Existen además otros métodos que no he incluido como por ejemplo la irradiación, el uso de empaques activos, pulsos eléctricos y una gran variedad de tecnologías que aún están desarrollándose. Espero esto sea una guía de utilidad.
«En un mundo en transición, estudiantes y profesores necesitan enseñarse a sí mismos una habilidad esencial: Aprender a Aprender.
Carl Sagan, El Mundo y sus Demonios, 1999
Existe la creencia en algunas personas de que un ingrediente que proviene o se extrae de fuentes naturales es mejor y más saludable contra el mismo ingrediente elaborado por la mano del hombre en un laboratorio y esto se debe en gran parte a nuestro poco conocimiento sobre química. En esta liga encontrarás 5 puntos básicos para defenderte al hablar de química o en este caso de ciencia de los alimentos.
Para hablar de esto vamos a tomar como ejemplo al ácido benzoico y terminaremos con los nitritos.
El ácido benzoico se utiliza en la industria de alimentos como acidulante, pero tiene muy poca solubilidad en agua, así que, para una mayor eficiencia en el uso de este químico, que se encuentra en diferentes plantas en la naturaleza, como por ejemplo canela, clavo y ciruela, se utiliza una reacción de neutralización para transformarlo en la “sal del ácido benzoico”. Esta sal tiene muy buena solubilidad en agua y se le conoce bajo el nombre de benzoato de sodio, el cual es uno de los conservadores más utilizados en la industria de alimentos, sobre todo en alimentos ácidos (de preferencia con pH<4.5).
¿A que voy con esto? Bueno como podemos observar en la ilustración de este post, ya sea que el ÁCIDO BENZOICO provenga de la EXTRACCIÓN DE FUENTES NATURALES o de la SÍNTESIS QUÍMICA EN UN LABORATORIO, el resultado ES EXACTAMENTE EL MISMO. Misma molécula, mismas propiedades. De ahí que sí fuiste a leer y hacemos uso de los 5 puntos básicos de química, que mencionamos anteriormente, podemos concluir lo siguiente:
“SÍ UN QUÍMICO O ADITIVO PARA ALIMENTOS ES ARTIFICIAL O NATURAL, NO NOS DICE EXACTAMENTE NADA SOBRE SU TOXICIDAD”.
No por originarse en la naturaleza un ingrediente ó aditivo es algo mejor a lo elaborado en un laboratorio . Esto aplica por ejemplo y sobre todo a los PRODUCTOS CÁRNICOS que se venden en los supermercados con la leyenda de “SIN NITRITOS” o “SIN NITRITOS Y NITRATOS AÑADIDOS”, incluso algunas empresas afirman que no son productos curados y que sólo están elaborados con ingredientes naturales, esto con la finalidad de que se PERCIBAN como ALIMENTOS MÁS SALUDABLES y por lo tanto puedan venderse a un mayor precio ($$$). Muy posiblemente tu creas que ellos están haciendo uso de una tecnología muy innovadora y estas dispuesto a pagar ese valor, pero lo que nadie nos dice es que se trata de algo más sencillo de lo que parece. Para elaborar jamones, salchichas, salami, etc. «sin nitritos añadidos» por lo general se utiliza el “APIO EN POLVO”, en la declaración de ingredientes de la etiqueta aparecerá como “SABORIZANTE O AROMATIZANTE NATURAL”.
EL APIO EN POLVO ES UNA FUENTE IMPORTANTE DE NITRATOS y por tanto se utiliza como una alternativa “natural” para sustituir o reemplazar la adición de “nitrito sintético” en la elaboración de productos cárnicos que PERCIBIMOS como «más saludable» pero que finalmente contienen la misma cantidad, o posiblemente más, de nitrito que los productos cárnicos tradicionales que utilizan nitrito de sodio (sintético) como aditivo.
En la actualidad los vegetales ofrecen un gran potencial para introducir nitratos/nitritos “de manera natural” en los alimentos. Estos ingredientes como por ejemplo el apio, acelga, espinacas, betabel, perejil, lechuga, arúgula, rábano, mostaza, entre otros, se utilizan en polvo (deshidratados) y pueden llegar a contener entre el 2 al 5% de nitratos que, durante la elaboración de los cárnicos, se transforman en nitritos mediante una reacción de reducción. Como puede observarse el contenido de nitratos es muy variable, por lo que las empresas que producen estos vegetales en polvo están tratando de estandarizar su contenido para garantizar que los productos cárnicos de «apariencia saludable» contengan una cantidad de nitrito residual similar a la de los productos cárnicos tradicionales.
Así que ahora ya lo sabes, todos los productos cárnicos que encuentres en tiendas en donde las etiquetas incluyan las leyendas “Sin nitritos o nitratos añadidos” o “Sin nitritos” y que sólo declaran contener ingredientes naturales (lo cual es cierto) SI CONTIENEN NITRITOS y SÍ ESTÁN CURADOS técnicamente (aunque por norma o estándar de producto, según la regulación, puedan indicar que no) y SÍ ESTÁS PAGANDO MÁS DINERO porque la etiqueta se ve y se percibe más “LIMPIA”, pero NO ES TRANSPARENTE.
Así que al igual que en el caso del ácido benzoico, la estructura molecular, funcionalidad y reactividad de los Nitritos de Fuentes Naturales SON IGUALES a los Nitritos Sintéticos y por sí te lo preguntabas, ambos nitritos (naturales y sintéticos), bajo ciertas condiciones, forman NITROSAMINAS (compuesto cancerígeno) siguiendo exactamente LA MISMA REACCIÓN QUÍMICA.
Hasta este momento es posible que algunas personas todavía argumenten que es mejor que los ingredientes provengan de fuentes naturales en lugar de que sean sintetizados en un laboratorio y entonces llegamos nuevamente a los terrenos de la química y concluimos con uno de los puntos básicos que debemos entender al hablar de ciencia y es el siguiente:
Los productos químicos «naturales» no son automáticamente buenos y los productos químicos «artificiales» no son automáticamente malos.
«¿Cuál es la diferencia entre un dragón invisible, incorpóreo y flotante que escupe fuego que no quema y un dragón inexistente?»
Carl Sagan, El Mundo y Sus Demonios, 1997
Dentro del área de la Agricultura Celular y Acelular, una de las tecnologías que está avanzando a pasos agigantados y que se presenta como la de mayor potencial en el desarrollo de ingredientes en la industria de alimentos es la Fermentación de Precisión. ¿Y de que va esto?
En mi artículo “De la Fermentación a la Putrefacción hay un paso”, exploré el tema de la fermentación como un método biológico que con el tiempo aprendimos a controlar, en primer lugar, para conservar los alimentos al cultivarlos con ciertos microorganismos benéficos (por ejemplo algunas levaduras y bacterias ácido-lácticas) cuyo crecimiento manipulamos con el uso de diversos factores, tales como temperatura, humedad, nutrimentos, concentración de oxígeno, etc. Durante su desarrollo, estos microorganismos benéficos convertirán algunos componentes alimentarios (principalmente carbohidratos) en sustancias que tienen propiedades antimicrobianas como ácidos orgánicos, alcoholes y bacteriocinas contribuyendo de esta manera a la conservación y seguridad de los alimentos, causando además algunos cambios sensoriales, funcionales y nutricionales muy deseables.
Con todo el conocimiento acumulado durante décadas en la elaboración tradicional de alimentos fermentados, los científicos han encontrado formas diferentes de usar esta tecnología convirtiéndola en una herramienta muy versátil para la industria. En la actualidad, los principales usos de la fermentación son:
Procesar un producto alimenticio o un ingrediente alimentario (uso tradicional)
Obtener una mayor cantidad del microorganismo fermentador, como fuente principal de proteína o alimento
Obtener ingredientes especializados (saborizantes, enzimas, vitaminas, proteínas y grasas) para incorporarlos en otros alimentos.
De acuerdo a estas aplicaciones, existen entonces 3 tipos de procesos que son:
Fermentación Tradicional
Fermentación de Biomasa
Fermentación de Precisión
Vamos viendo a que se refiere cada uno, empezando por el proceso original.
FERMENTACIÓN TRADICIONAL
Este proceso se conoce desde hace varios siglos y en el se utilizan microorganismos vivos para transformar algunas materias primas o preparaciones alimenticias, como por ejemplo, leche, masa de harina de trigo, mostos de cebada o uvas y vegetales en diferentes tipos de alimentos que cuentan con un perfil nutrimental, sabor y textura que son únicos como lo son el queso, yogur, pan, cerveza, vino, pepinillos, aceitunas, entre otros.
Dependiendo del producto que se va elaborar, la fermentación puede dirigirse hacia una fermentación láctica, alcohólica, acética o de otro tipo de acuerdo con el tipo de microrganismo a cultivar, el sustrato y las condiciones de tiempo y temperaura de crecimiento. La fermentación láctica, por ejemplo, se lleva a cabo mediante el uso de bacterias ácido-lácticas para elaborar quesos, yogur, vegetales fermentados y algunos productos cárnicos como el salami, etc. En lo que respecta a la alcohólica, se utilizan levaduras que fermentan los azúcares en alcohol y dióxido de carbono para obtener vinos, cerveza, tequila, vodka y productos de panificación. En la acética se usan bacterias acéticas que transforman el alcohol en ácido acético para obtener diferentes tipos de vinagre. La fermentación alcalina se da principalmente en alimentos con alto contenido proteico y usando bacterias de la especie Bacillus u hongos de las especies Aspergillus, Mucor o Rhizopus para elaborar algunos condimentos, como la salsa de soya, miso, tempeh, ogiri, etc. Básicamente todos los alimentos fermentados que conocemos o hemos comidos se elaboran mediante la fermentación tradicional que consiste, en esencia, en cambiar las características sensoriales (sabor, textura, aroma) a través de la digestión anaeróbica microbiana.
FERMENTACIÓN DE BIOMASA
Para entender este proceso, es importante saber que una biomasa “microbiana” es toda aquella materia orgánica viva que se va generando por el desarrollo, crecimiento y acumulación de los microorganismos de una misma especie (bacterias, hongos, levaduras y microalgas).
Esta tecnología de biomasa surge cuando, a nivel microbiológico, nos damos cuenta de la rapidez y eficiencia con la que los microorganismos se reproducen y crecen cuando tienen una buena fuente de nutrimentos y las condiciones óptimas de desarrollo. Es común que los microorganismos dupliquen su peso en cuestión de horas por lo que en este caso el enfoque ya no es hacer un cambio sensorial en los alimentos (fermentación tradicional), sino que ahora la idea gira en base a la crianza de microrganismos en volúmenes industriales, es decir buscamos que haya una sobrepoblación y se amontonen formando lo que sería la biomasa microbiana, que puede considerarse el producto final del proceso o la fuente de donde obtendremos el producto final. Vaya, es algo similar a la ganadería de res, cerdo, pollo u otros animales para obtener finalmente las piezas de carne que vemos en los supermercados, solo que en este caso alimentaremos y cuidaremos de los microorganismos para obtener alimentos. Esta biomasa microbiana se convierte en un alimento por sí mismo o en una fuente de ingredientes (proteínas, aminoácidos, vitaminas, etc.) para la industria alimentaria. Esta modalidad de la fermentación existe hace tiempo y mediante esta se obtiene la levadura que se usa en la industria de la panificación. Hoy en la actualidad está siendo ampliamente utilizada para obtener proteínas funcionales y de alta calidad nutrimental a partir de levaduras, hongos filamentosos o microalgas con el objetivo de elaborar alimentos alternativos a la carne. Algunas empresas que están desarrollando productos muy interesantes con esta tecnología son: YEAP, SACCHA, MEATI, Sophie’s Bionutrients y SMALLFOOD.
El proceso para obtener proteínas, mediante la fermentación de biomasa, desde que se cultivan los microorganismos hasta que se comercializan puede durar como mínimo 7 días. Comparemos esto con los 7 o 9 meses que pueden transcurrir desde que se plantan las semillas de soya o chícharo para comercializar finalmente sus proteínas.
FERMENTACIÓN DE PRECISIÓN
Esta tecnología, a diferencia de las anteriores, es la únicaqueutilizamicroorganismos que han sido modificados genéticamente y es por así decirlo, una variante de la fermentación de biomasa con el objetivo de criar a estos seres microscópicos para obtener ingredientes funcionales muy específicos, de ahí que se le denomine como de “precisión”.
En la fermentación tradicional, el microorganismo es un agente de cambio que modifica las propiedades sensoriales para que el alimento sea el protagonista de la película (queso, yogur, cerveza, vino).
En la fermentación de biomasa, el microorganismo es el protagonista, pues se transforma en el alimento en sí o en uno de sus componentes principales, como proteína. Checa lo que están haciendo estas empresas: Quorn, Nature’s Fynd y Mycorena.
Y en la fermentación de precisión, el microorganismo se “programa” genéticamente para que funcione como una fábrica de ingredientes funcionales de alto valor comercial (los nuevos protagonistas) que luego serán usados para elaborar alimentos. Esta tecnología tiene algo de tiempo utilizándose para obtener, por ejemplo, la insulina que necesitan las personas diabéticas, así como el cuajo “microbiano” ampliamente utilizado en la industria quesera. Actualmente el enfoque más importante está dirigido hacia la producción de proteínas y grasas que se encuentran en la carne, leche y huevos pero por fuera de lo que sería la cadena de crianza y sacrificio de animales. Debido a esto las etiquetas del futuro, como parte del marketing, incluirán posiblemente la leyenda de “animal free” para atraer a los consumidores preocupados por el bienestar animal y el cambio climático.
Las proteínas y grasas obtenidas mediante la fermentación de precisión son bioidénticas a los mismos componentes de origen animal, lo cual nos permite ver el gran potencial de este método en el desarrollo de nuevos productos alimenticios, como por ejemplo, elaborar leche fluida o quesos idénticos a los productos lácteos de origen animal en lo que se refiere a las características de textura, sabor, aroma, fundido, elasticidad, etc., los cuales serían del completo agrado de todas aquellas personas vegetarianas que aún no se convencen de dar el paso definitivo a la dieta vegana porque aún no han encontrado el sustituto perfecto al queso de origen animal y/o no les convencen los quesos veganos por su sabor y/o el uso de ingredientes no tradicionales como almidones y gomas. Y sí crees que aún falta mucho para que esto se haga realidad, Mooless, es la primer proteína de suero de leche «libre de animales» que ya está a la venta. Imagina con «precisión» todo lo que viene en los siguientes años.
Un punto importante de aclarar es que en la actualidad, a todos los materiales (proteínas, pigmentos y grasas) obtenidos mediante la fermentación de precisión se les considera «veganos» en el sentido de que no provienen de animales, pero debemos recordar que tampoco son vegetales; su origen es microbiano. Y aun cuando estos ingredientes o alimentos se consideren “libre de animales”, NO IMPLICA que sean “libre de alérgenos”, ya que los componentes obtenidos en base a microorganismos son totalmente idénticos a sus contrapartes de origen animal (huevo, lácteos, pescados y mariscos). Sí eres alérgico a los lácteos de origen animal, lo serás también para los componentes idénticos a los lácteos de origen microbiano.
Otra cuestión que nos debe quedar clara, es que los alimentos o productos obtenidos mediante la fermentación de precisión NO SON PRODUCTOS GENETICAMENTE MODIFICADOS, pero sí lo es el microorganismo que fabrica el producto. Este microorganismo «diseñado genéticamente» debemos considerarlo más bien como sí fuera un equipo de alta tecnología que se usa para fabricar un alimento o ingrediente pero que no interfiere en su biología. La educación de los consumidores será uno de los retos más importantes en la adopción de esta tecnología por parte de la industria de alimentos. En los supermercados del futuro, además de los alimentos «Plant-based» contaremos también con una gran variedad de alimentos de origen microbiano que pueden denominarse como «Fungi-based», «Yeast-based» y «Bacterial-based».
– Sí perdemos nuestra naturaleza humana, perdemos mucho; pero sí perdemos nuestra naturaleza animal, lo perdemos todo –
Cixin Liu, El Fin de la Muerte, 2018
Planta productora de alimentos que eran de origen animal (carne de puerco, pollo, res, leche, queso, huevo, etc.)
El año pasado escribí sobre lo que era la Agricultura Celular y Acelular para la obtención de proteínas de origen animal. Esta tecnología está siendo utilizada, por ejemplo, para obtener carne y grasa de res, cerdo, pollo, pescado, mariscos, así como proteínas lácteas (caseína y suero), etc… sin la necesidad de criar y sacrificar a los animales que nos proporcionan estos alimentos. Sí aún no lo has leído da clic aquí ==> «Guía básica«
En este nuevo artículo revisaremos lo que se denomina como «Agricultura Molecular de Plantas» que podríamos verlo como la versión «verde» o «ecológica» de la «Agricultura Acelular».
Agricultura Acelular
A manera de un breve y rápido recordatorio, te comento que la Agricultura Acelular es una tecnología basada en la fermentación de microrganismos que han sido modificados genéticamente (levaduras, bacterias u hongos) para obtener un componente alimenticio idéntico a otro encontrado en la naturaleza ya sea de origen animal o vegetal. Por ejemplo, sí deseamos obtener carne ó proteína de pollo, entonces vamos a modificar un microorganismo implementándole la información genética de como se construye la proteína de pollo en las células animales. Durante el crecimiento del microorganismo (fermentación), este comenzará a sintetizar la carne o proteína de pollo, la cual es idéntica a la proteína de pollo de un animal vivo y además LA PROTEÍNA NO ESTÁ MODIFICADA GENÉTICAMENTE, la modificación genética se encuentra solo en el microorganismo (el fabricante de la proteína). Este proceso se realiza en biorreactores o fermentadores que son tanques de acero inoxidable con agitación y controles de temperatura, pH, gases y ventilación para mantener las condiciones óptimas para el crecimiento de los microorganismos.
Agricultura Molecular de Plantas
Pero ahora, con la Agricultura Molecular de Plantas vamos a tener varias ventajas sobre el proceso anterior, algunas de estas es que no necesitaremos de reactores o equipos de alto costo, ni de microorganismos, sino que ambos serán sustituidos por plantas (vegetales). Con esta tecnología serán las plantas las que se modificarán genéticamente incorporándoles nuevos genes y se convertirán en biorreactores biodegradables de los cuales cosecharemos los componentes nutrimentales que antes eran exclusivos de los animales (proteína o grasa de res, cerdo, aves o componentes lácteos como caseína, suero, etc.).
«Antes el equipo biológico más eficiente para procesar la celulosa en los pastizales y transformarla en proteína de alta calidad (carne) era un ser vivo llamado vaca. Ahora las plantas harán todo el trabajo y producirán carne, sin la necesidad de que criemos y sacrifiquemos vacas, sólo necesitarán una parte de la información genética del animal.»
Aún existe mucho trabajo por hacer con esta tecnología, pero algunas de las ventajas que tiene la Agricultura Molecular de Plantas en comparación a la Agricultura Celular/Acelular hace que este sea un camino prometedor:
No es necesario un ambiente estéril de crecimiento debido a que las plantas pueden defenderse de las enfermedades con su propio sistema inmunológico.
La producción de la proteína deseada se puede tener en 4 a 8 semanas o en un menor tiempo después de insertar la información genética adecuada.
Para una misma capacidad de producción, la inversión en invernaderos puede ser del 25% al 55% el costo de instalar una instalación con biorreactores.
El proceso con plantas es sostenible y biodegradable
También existen algunas desventajas importantes, en las cuales se está trabajando para su mejora, como por ejemplo:
Se tiene una baja productividad de proteína/Kg en comparación a la obtenida por fermentación con microorganismos o contra la crianza de animales
Hay un alto costo de procesamiento para extraer de la planta el componente nutrimental objetivo (proteína o grasa)
Existe el riesgo de que el material genético pueda terminar en otros cultivos alimentarios o plantas.
¿Cuáles son los siguientes pasos?
Sí piensas que aún faltan varios años para ver esta tecnología, te equivocas. Actualmente una empresa llamada «Moolec Science» está tratando de obtener proteínas de origen bovino y porcino mediante plantas de soya y de chícharos. Su primer prueba de concepto exitosa, usando plantas, fue el haber obtenido y comercializado una enzima de bovino llamada «Quimosina» a partir de semillas de cártamo. Esta enzima se conoce en el área de quesos como renina o cuajo y por lo general se obtiene del estómago de los becerros en lactancia.
Otra empresa llamada «Nobell Foods«, está usando plantas de soya modificadas genéticamente para obtener caseína. La caseína es la proteína principal de la leche cuya función es dar estructura, elasticidad, derretimiento y sabor a los quesos. Así que ya no será necesario tratar de hacer quesos vegetales de imitación, usando granos y nueces, tratando de igualar su sabor y características porque en poco tiempo se podrán fabricar quesos auténticos al 100% debido a que estarán hechos de caseína e incluso grasa butírica pero ahora ambas de origen vegetal y no de la leche de vaca.
Otra empresa, «Tiamat Science«, está trabajando en obtener «suero fetal bovino, a partir de plantas. Este suero es muy caro y necesario para la obtención de carne a partir de células en la Agricultura Celular.
Así que en estos momentos está ocurriendo una revolución alimentaria a gran velocidad por lo que en pocos años tendremos granos de soya, maíz, chícharos u otros vegetales que produzcan componentes nutrimentales que antes solo se obtenían de los animales. Por lo que un día de estos, además de tener el frijol soya que se usa convencionalmente para obtener proteína y aceite de soya; tendremos además frijol soya que contendrá proteína y manteca pero de cerdo… Para luego procesar este nuevo frijol soya y obtener ¿Proteína texturizada de cerdo de soya?¿Manteca de cerdo vegetal?…
WOW…. YA QUIERO VER EL ETIQUETADO DE ESOS PRODUCTOS.
«No soy un experto en el Big Bang, pero te equivocas respecto a la Tierra. La vida nació de la Tierra, pero la vida también la cambió…. La Tierra en la que vivimos ahora es un hogar construido por la vida para sí misma. No tiene nada que ver con Dios».
Cixin Liu, El Fin de la Muerte, 2018
Enzimas Glutaminasa y Transglutaminasa, parecen lo mismo pero son diferentes. **Dibujos tomados de Opensea, el mercado de los populares NFTs
La demanda e interés actual por la dieta a base de vegetales (conocida ahora, por marketing, como Plant-based), así como la nueva comunidad de personas flexitarianas, ha potenciado el desarrollo de una gran variedad de alimentos de origen vegetal (plant-based foods). Este tipo de alimentos, que pueden ser usados por personas con un estilo de vida vegano (dependiendo de sus ingredientes), se diseñaron principalmente para un consumidor que está más interesado en reducir el consumo de alimentos de origen animal, más que en eliminarlos por completo de sus dietas y puede tener varios motivos para hacerlo, como por ejemplo mejorar su salud, reducir su impacto en el cambio climático, disminuir el maltrato animal, etc. De hecho, una buena parte de estos «nuevos» consumidores a base de plantas buscan alimentos con apariencia, sabor y textura lo más similar posible a los alimentos de origen animal y de ahí todo este «boom» de las hamburguesas vegetales de empresas como «Beyond Meat» e «Impossible Burger» y su implementación en franquicias como Burger King o McDonalds. De la misma manera existe también una gran innovación en el área de quesos vegetales con la finalidad de lograr alternativas en sabor, textura y funcionalidad muy similar a la de los productos lácteos. Todo esto ha llevado a la tecnología de alimentos un paso más adelante para explorar la elaboración de productos de origen animal, sin la crianza y sacrificio de animales, y por lo tanto ya es posible elaborar carne de res, pollo y pescado, así como proteínas de leche y huevo pero con origen celular o microbiano, sin animales de por medio (Upside foods, Avantmeats, The Every Company, Remilk, Alephfarms, entre otras) y haciendo uso de la tecnología de impresión en 3D para dar la forma o figura, a la cual estamos acostumbrados con los alimentos de origen animal, para disfrutar ahora de un buen corte de carne a base de plantas, células o microorganismos (Coccus)
Esta revolución por crear alimentos que parezcan de origen animal está demandando, en este momento, a transformar en primer lugar las proteínas de origen vegetal en ingredientes que sean funcionales, atractivos y de gran sabor. Esto ha conducido al estudio y aplicación de diferentes enzimas en los alimentos. Algunas de las enzimas que vamos a ver continuamente en el desarrollo de alimentos a base de vegetales pertenecen a la familia de las Glutaminasas, que no tienen nada que ver con otra enzima muy conocida, de la cual hemos hablado en otros artículos, que es la Transglutaminasa (Transglutaminasa en alimentos y Valor Agregado en Carne 4).
La diferencia «práctica» entre Glutaminasa y Transglutaminasa es que la primera pertenece a la familia de las hidrolasas, es decir va a hidrolizar o romper un enlace específico de los aminoácidos dentro de una proteína. En cambio la Transglutaminasa es de la familia de las transferasas y va crear enlaces covalentes específicos entre algunos aminoácidos en la proteína.
Así que hoy toca el turno de revisar brevemente los tipos de glutaminasas y su aplicación, principalmente, en el desarrollo de alimentos de origen vegetal o basados en plantas.
Proteínas
Las proteínas son esenciales en nuestra dieta, pero además de su valor nutrimental estos componentes cumplen con otras funciones cuando son utilizadas como ingredientes en los alimentos contribuyendo de esta manera a la calidad y atributos sensoriales (textura, sabor, aroma, color).
En algunos casos, el uso y aplicación de proteínas naturales (sobre todo de origen vegetal) como un ingrediente en alimentos líquidos (bebidas) no es muy fácil, dado que cuentan con poca estabilidad, funcionalidad, sabor y palatabilidad, por lo que mejorar estas características se ha vuelto muy importante para la industria alimentaria, sobre todo con la nueva tendencia de alimentos a base de plantas.
Para tener proteínas que puedan ser usadas como ingredientes funcionales (espesantes, gelificantes, emulsionantes, espumantes o ligadores de agua y grasa) es necesario modificarlas ligeramente para obtener las características o funcionalidad que deseamos. Hace aproximadamente unos 30 años, se ha utilizado con éxito la reacción de Desamidación para transformar las proteínas y ampliar su uso como ingredientes en la industria de alimentos.
Desamidación de proteínas
Es una reacción en la que grupos amida, como por ejemplo la glutamina (Gln) y la asparagina (Asn), que forman parte de las proteínas se convierten en ácidos (ácido glutámico o ácido aspártico respectivamente) con la liberación correspondiente de amoníaco. Este proceso es una herramienta muy poderosa para mejorar la solubilidad y otras propiedades funcionales de las proteínas lo que nos permite nuevas aplicaciones como ingrediente para la industria alimentaria.
La reacción puede hacerse de las siguientes maneras:
Desamidación Química
Ácida
Álcalina
Resina de intercambio iónico
Desamidación Enzimática
Péptido-glutaminasa
Glutaminasa
Proteína-glutaminasa (PG)
Para no profundizar mucho en los diferentes métodos, ya que no es el propósito del artículo, es importante señalar que en la actualidad la desamidación enzimática es preferida, sobre la química, debido a su velocidad de reacción, alta especificidad y seguridad. La desamidación química tiene varias desventajas entre ellas la hidrólisis de enlaces peptídicos y la posible formación de compuestos cuestionables para nuestra salud.
Entonces con respecto a la desamidación enzimática, es preciso mencionar que la enzima Péptido-glutaminasa no es muy utilizada en la industria ya que su uso está muy limitado a péptidos de cadena corta o de bajo peso molecular. En cambio, la enzima conocida como Proteína-glutaminasa(PG) es la más apropiada para la modificación proteica debido a que puede catalizar la reacción tanto en pequeños péptidos como en proteínas intactas o sustratos proteicos complejos (WHAT???)
Proteína-Glutaminasa (PG)
La PG es una enzima aislada de la bacteria Chryseobacterium proteolyticum y es la única que se comercializa actualmente. Es muy específica y cataliza la desamidación de los residuos de glutamina sin inducir hidrólisis u otros cambios estructurales importantes dentro de la proteína…. (WHAT DA…???) Bueno, bueno, bueno… todo esto suena demasiado técnico, así que voy a traducir que significa esto para el uso de la enzima PG en la industria de alimentos:
Cuando añadimos la enzima PG a un alimento con proteínas va a ocurrir la reacción de desamidación donde existan residuos de glutamina, la glutamina es uno de los diferentes aminoácidos que componen las proteínas. Este aminoácido se va a transformar en ácido glutámico pero sin separarse (hidrolizarse) de la proteína y sin provocarle ningún cambio estructural. Este simple hecho hace que la proteína mejore en algunas características, la más visible de ellas es el incremento en su solubilidad en agua incluso a pHs ácidos de aproximadamente 4.5. ¿Para que sirve esto? Ok, como ya habíamos mencionado anteriormente, las proteínas vegetales (sean de nueces, semillas, leguminosas o cereales) tienen varias limitantes para la elaboración de alimentos similares a los de origen animal. Así que por ejemplo cuando se mejora la solubilidad de estas proteínas es factible mejorar todas las bebidas vegetales alternativas a la leche y desarrollar además bebidas proteicas a base de frutas que requieren de una buena estabilidad a pHs bajos, evitando el problema de precipitación o asentamiento de la proteína al fondo del envase. Al mejorar la solubilidad, la enzima PG puede usarse además para elaborar suplementos de proteína vegetal en polvo que sustituyan a los suplementos de proteínas de suero de leche utilizados para preparar bebidas en casa antes de ejercitarse.
Otras modificaciones que ocurren con la desamidación de proteínas vegetales, al usar la enzima PG, son el incremento en las propiedades emulsificantes y espumantes, así como la reducción en la capacidad de gelificación y todo esto sin modificar el sabor del alimento. Estas nuevas características contribuyen por lo tanto a obtener leches vegetales más cremosas, espumosas y que no cuajan cuando se utilizan en bebidas calientes, como el café, un problema muy común que se observa en leches a base de almendras, nueces u otras semillas.
Glutaminasa
La otra enzima, que me brinqué y no he mencionado es la Glutaminasa. Esta enzima se obtiene de varios microorganismos (bacterias, hongos y levaduras) por lo que sus propiedades varían al usarse en la reacción de desamidación de proteínas. En la reacción, esta enzima es mucho más específica para modificar aminoácidos glutamina en estado libre más que como grupo residual en un péptido o en una proteína. Debido a esto, la enzima glutaminasa se utiliza comúnmente en proteínas hidrolizadas ya sea de soya, maíz, arroz, trigo para la producción de potenciadores de sabor. Cuando ocurre la desamidación, La glutamina en estado libre se transforma en ácido glutámico libre, que contribuye al sabor umami de los alimentos. El ácido glutámico es muy conocido por la mayoría de nosotros cuando se encuentra en forma de su sal con el nombre de glutamato monosódico.
El acido glutámico es un aminoácido que se encuentra de forma natural principalmente en los alimentos de origen animal (carne, pescado, lácteos) y en pocos vegetales. Dado esto, la glutaminasa puede usarse en el desarrollo de alimentos a base de plantas como una alternativa al uso directo de glutamato monosódico y que nos va a permitir imitar la nota umami presente en carnes o quesos. Comercialmente, esta enzima puede encontrarse sola o mezclada con otras enzimas dependiendo de la aplicación deseada, es decir sí se busca un perfil cárnico o lácteo.
Comentarios finales
Las enzimas de la familia glutaminasa se pueden utilizar para modificar proteínas tanto de origen animal como vegetal para modificar sus propiedades emulsificantes, espumantes, gelificación, solubilidad y sabor. En el caso específico de los alimentos a base de plantas hemos visto aquí que podemos usarlas para brindar un mejor sabor (glutaminasa) y mejorar las propiedades sensoriales en bebidas vegetales (proteína-glutaminasa).
Por otro lado, la enzima transglutaminasa puede utilizarse en alimentos vegetales que contengan proteínas para incrementar su viscosidad o mejorar la textura o firmeza en quesos vegetales.
Dos dudas existenciales
¿Qué pasa sí a un alimento (animal o vegetal) le añado Glutaminasa y luego quiero reestructurarlo (unirlo) con Transglutaminasa?
¿Qué pasa sí primero reestructuro el alimento con Transglutaminasa y luego le añado la Glutaminasa?
Escríbeme tus comentarios
** Sí quieres conocer sobre NFTs, Criptomonedas y Metaversos checa esta página:
En el Ingredien-Verso 