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Agricultura Molecular de Plantas

– 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.

Glutaminasas are in da house

No es lo mismo Glutaminasa que Transglutaminasa

«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:

  1. Desamidación Química
    1. Ácida
    2. Álcalina
    3. Resina de intercambio iónico
  2. Desamidación Enzimática
    1. Péptido-glutaminasa
    2. Glutaminasa
    3. 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

  1. ¿Qué pasa sí a un alimento (animal o vegetal) le añado Glutaminasa y luego quiero reestructurarlo (unirlo) con Transglutaminasa?
  2. ¿Qué pasa sí primero reestructuro el alimento con Transglutaminasa y luego le añado la Glutaminasa?

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Valor Agregado en Carnes (Parte 3: tecnología de coberturas)

«Para pensar algo original, tenemos que comenzar en un lugar menos conocido… y luego incorporando la familiaridad… (podemos) desarrollar una idea novedosa y útil»

Adam Grant, Originales, 2016
Cortesía de Romina Sandoval

Sí este es el primer artículo al cual llegas, te platico, a manera de resumen lo siguiente, en la primera parte de esta serie (que puedes revisar aquí: https://intotheingredientverse.com/2021/07/17/valor-agregado-en-carnes-parte-1-introduccion/) comenté como a través de los años, y sobre todo ahora con la pandemia, se han acelerado los cambios en los estilos de vida, han surgido nuevas modalidades de empleo gracias a la tecnología y las personas se han vuelto más conscientes por mejorar su salud, lo que ha ocasionado a un consumidor que demanda una mayor variedad de alimentos de conveniencia (listos para consumir, fáciles y rápidos de preparar, porciones más pequeñas, más saludables, más sabores, etc.). Esto ha llevado a que la industria tenga que desarrollar o crear una gran diversidad de alimentos de valor agregado y mencioné que en el caso de la carne existen 3 tecnologías que son sencillas y fáciles de implementar para agregar valor, las cuales eran:

  1. La Tecnología de Marinado (que puedes revisar en https://intotheingredientverse.com/2021/08/28/valor-agregado-en-carnes-parte-2-tecnologia-de-marinado/)
  2. La Tecnología de Sistemas de Cobertura, que revisaremos en esta publicación y
  3. La Tecnología de Reestructurado en Frío (https://intotheingredientverse.com/2021/10/18/valor-agregado-en-carnes-parte-4-tecnologia-de-reestructurado-en-frio/)

Hoy toca el turno por lo tanto de revisar la tecnología de sistemas de cobertura. Así que para entrar de lleno en el tema es importante saber cual es la finalidad de utilizarlas

  • En primer lugar lo hacemos para Dar Valor Agregado a la carne, ya que con su uso podemos:
    • Ofrecer nuevos sabores y texturas: al tener distintas capas de cobertura es posible jugar con estas características sensoriales
    • Mejorar la apariencia, es posible obtener colores dorados, rojizos u otros colores atractivos para el consumidor, así como tener realces interesantes en la superficie de los alimentos al hacer uso de diferentes granos, hierbas, especias y vegetales con diferentes granulometrías
    • Brindar conveniencia: es decir la posibilidad de elaborar alimentos que sean fáciles y rápidos de preparar o cocinar, desarrollar alimentos para microoondas, etc.
  • Y como segundo punto para Incrementar el Rendimiento. Con el uso de coberturas podemos tener rendimientos desde el 10% hasta del 60%, lo cual revisaremos más adelante.

Tipos de Coberturas

Es importante indicar que podemos clasificar los sistemas de cobertura en 2 tipos que serían los siguientes:

  1. Rubs y Glazes
  2. Capeadores y Empanizadores

Rubs y Glazes

Revisemos primero los Rubs y Glazes. Estos términos están en inglés así que en español por RUB nos referimos a una mezcla de hierbas, especias y vegetales que puede o no llevar chiles y que se aplica por frotación en la superficie de la carne antes de cocinarse. Básicamente existen 2 tipos de rubs:

  • Sazonadores (dry rubs): es una mezcla seca de los ingredientes anteriores ya sea enteros, quebrados o en polvo para dar sabor a la carne. Se usa principalmente en alimentos que se cocinan rápidamente (alta temperatura/asador). Son los típicos sazonadores que se aplican a las carnes antes de echarse a la parilla o asador. la dosis de aplicación puede andar entre el 1% al 2% por lo que no contribuyen a mejorar el rendimiento
  • Adobos o cobertura líquidas (wet rubs): son mezclas de hierbas, especias y vegetales con un líquido que puede ser agua, aceite, vinagre, jugos, etc. para formar una pasta espesa que se aplica a la carne. El potencial de sabor se da al aplicar una cantidad generosa a la carne y por lo general se deja reposar un cierto tiempo antes de cocinar para que penetren los sabores. Después, dependiendo del tipo de producto, se puede aplicar una cocción rápida ó lenta (horno). En este caso se pueden obtener rendimientos desde el 8% al 12% dependiendo de la cobertura.

Los rubs (adobos y sazonadores) pueden aplicarse con un tumbler, que es el mismo equipo para marinar o se puede hacer el proceso manual.

Con respecto al GLAZE, en idioma español, nos referimos a una salsa espesa que se añade sobre las carnes en el momento en que se están cocinando en la parrilla o después de cocinarse. A menudo son sabores dulces y especiados, por ejemplo, salsa BBQ, honey sauce, salsa agridulce, salsa tamarindo, etc. Se aplican como una forma de mejorar el sabor y palatabilidad y no con la finalidad de mejorar el rendimiento.

Capeadores y Empanizadores

Los alimentos capeados y empanizados son aquellos productos en los cuales el componente principal (en este caso la carne) está rodeada por una cobertura a base de cereales u otras harinas.

Los productos capeados y empanizados están formados por 2 elementos:

  1. El Núcleo: es el componente principal a cubrir y se le denomina substrato que puede ser carne, queso o vegetales.
  2. El Sistema de Cobertura: es con lo que se cubrirá el núcleo o sustrato y consta de 3 componentes:
    1. Predust o Preempanizador: es un componente seco (harinas)
    2. Capeador o Batter: es un componente húmedo (huevo o mezclas de harinas con almidones, leche, agua, huevo, proteínas, etc.)
    3. Empanizador: es un componente seco (pan o galleta molidos, crustos extruidos, semillas, nueces, etc.)

¿En que consiste el proceso de Empanizar y Capear?

El proceso es sencillo y voy a explicar cómo se hace de la manera artesanal. Por ejemplo, para hacer un producto empanizado se toma un filete aplanado de pechuga de pollo, el cual cubrimos con harina de trigo (predust) por ambos lados haciendo presión con las manos y eliminando el exceso de harina, seguido inmediatamente después por un baño rápido en huevo (batter o capeador), luego cubrimos el filete con migajas de pan por ambas partes haciendo presión con las manos para que se adhiera todo el sistema a la carne y finalmente el filete empanizado se fríe en aceite. Este producto es lo que denominamos una milanesa de pollo.

Con el producto capeado hacemos lo mismo, sólo que el acabado final del alimento se da con el batter o capeador. Aquí no se utiliza la última capa que es el empanizador. En este caso el capeador o batter no es sólo huevo, sino más bien una mezcla de varios ingredientes (huevo, harina, leche, almidones, etc) para brindar diferentes texturas, volumen (esponjosidad) y apariencia (color). Como paso final el producto también se fríe y se obtiene un producto con una menor crujencia que el producto empanizado.

Este proceso manual o artesanal se ha escalado a nivel industrial haciendo uso de diferentes equipos para cada uno de los componentes del sistema de cobertura, hasta obtener líneas de producción totalmente automatizadas casi sin contacto humano y que producen cientos de productos empanizados por hora con una consistencia y una presentación casi idéntica entre ellos.

El último paso tanto en los productos empanizados y capeados es el proceso de freído o cocción cuya finalidad es:

  • “Solidificar ó fijar” el sistema de cobertura para que no se desprenda durante su almacenamiento, manejo o comercialización
  • Desarrollar el color café/dorado atractivo en la superficie
  • Cocinar el sustrato junto con la cobertura para el desarrollo de sabor, textura y palatabilidad e
  • Inactivar microorganismos patógenos

Estos alimentos se pueden ofrecer a la venta en cualquiera de las siguientes formas:

  • Empanizado crudo: el producto es empanizado y empacado para que el consumidor lo cocine. Este producto es suave, flexible y pegajoso y si no se maneja adecuadamente se corre el riesgo de que se desprenda el sistema de cobertura
  • Pre-frito / blanqueado: el producto empanizado se fríe en aceite a 180-198°C durante 20-45 segundos para fijar la cobertura pero el sustrato sigue crudo. Se enfría y empaca
  • Totalmente frito: el producto se cocina en un solo paso al freírlo en aceite a 180-198°C durante 1 a 10 minutos dependiendo del tamaño del producto. Luego se enfría y se empaca
  • Pre-frito – Terminado en horno: el producto recibe un tratamiento de pre-frito en aceite y después se cocina totalmente en un horno con humedad controlada para reducir el nivel de grasa en el alimento. Luego se enfría y empaca

Después de finalizada la cocción, los productos seguirán perdiendo humedad en forma de vapor por lo que es importante enfriar o congelar tan pronto como sea posible, antes de empacar, para minimizar la pérdida de humedad y mantener o mejorar el rendimiento.

La cocción proporciona un producto con una cubierta dura que puede manipularse de manera más fácil para el empacado, almacenamiento, comercialización, etc.

La congelación se utiliza para mantener la textura, apariencia y frescura del alimento. El producto congelado es menos propenso al desprendimiento o rompimiento del sistema de cobertura y a la oxidación de lípidos.

Los productos empanizados y capeados una vez empacados se recomienda su almacenamiento en congelación o refrigeración.

Rendimientos al usar empanizadores y capeadores

Con el uso de este sistema de cobertura se pueden tener rendimientos desde el 20% hasta el 60% debido a la acumulación de las diferentes capas del sistema de cobertura (predust, batter y empanizador). Cabe indicar además que la carne puede marinarse previamente a la aplicación de este sistema lo que contribuiría como otra capa de sabor que aportaría además una mayor jugosidad y rendimiento después de la cocción.

En México no existe una norma que regule cuanto empanizador o capeador se puede aplicar a la carne. Pero podemos guiarnos de nuestros vecinos en el país del norte. Por ejemplo, en USA (FDA y USDA) existen regulaciones para productos empanizados en carne roja y pollo. Sólo se pueden llamar productos empanizados aquellos que tengan un rendimiento ≤ 30%. Sí el rendimiento es > 30% y hasta el 65%, los alimentos se denominan frituras. Entre las frituras se encuentran el corndog o banderillas como se conoce en México (65%), popcorn-chicken (50%) y camarón capeado (aquí existe un límite de rendimiento hasta el 50%), por lo general vamos a encontrar que todas las frituras se manejan entre el 50-60% de rendimiento.

Se buscan empanizados y capeados más saludables

Los productos empanizados y capeados por lo general se fríen en aceites o grasas y esto hace que sean productos altos en calorías y con una apariencia poco saludable pero ya se está trabajando por mejorar esta cuestión. Entre los puntos de estudio está por ejemplo

  • La reducción en la absorción de aceite
    • se están aplicando soluciones altas en proteínas y/o con gomas y/o almidones altos en amilosa mediante aspersión en la superficie de los empanizadores
    • Se están aplicando gomas como metilcelulosa e hidroxipropilmetilcelulosa en el predust y/o en el batter
  • La aplicación combinada de tratamientos térmicos: Prefrito y acabado en horno
  • Se han diseñado nuevos hornos de convección: que brindan texturas crujientes sin o con el mínimo uso de aceite
  • Coberturas de grano entero: se usan harinas de grano entero o multigrano (con fibra y germen) para brindar una apariencia más saludable. El uso de almendras, avellanas y cacahuates con diferentes granulometrías. Aquí el reto principal es el sabor y la textura.
  • Sistemas de cobertura libre de gluten: se están evaluando diferentes harinas e ingredientes derivados de papa, arroz, maíz, chicharos, lentejas, habas, garbanzos, quinoa, etc. Estos productos son altos en proteína, ricos en fibra, no alérgenos y libres de GMOs. El reto principal es lograr texturas crujientes y buena adherencia del sistema de cobertura en el sustrato (la carne)

Es fácil imaginar la variedad de productos cárnicos que se pueden desarrollar haciendo uso de los sistemas de cobertura y hemos visto también que es posible combinar esta tecnología con la tecnología de marinado por lo que el abanico de productos se amplía aún más y eso que todavía falta por revisar la tecnología de reestructurado en frío la cual nos dará un mayor panorama del valor que podemos agregar a la carne.

¿Todos los ingredientes son aditivos?

«Pongamos la cosa clara, busquemos alguna luz. Lo echamos a cara o cruz ó lo hacemos por la cara«

Radio Futura, Álbum «La canción de Juan Perro», 1987

Hace miles de años nuestros antepasados, algunas veces quizá por casualidad y otras por curiosidad, comenzaron a añadir y a probar ciertos elementos en los alimentos lo cual les permitió observar los diferentes efectos que causaban en estos como por ejemplo, cambios de sabor, color y textura; incluso, en esas epocas, encontraron algunas maneras de preservar los alimentos durante un mayor tiempo. Esta evaluación de diferentes sustancias en los alimentos podría marcarse como el inicio del gran mercado de ingredientes actualmente disponibles para la industria alimentaria y sí es de tu interés conocer más al respecto, existen libros muy bien documentados sobre la historia de las especias, sal, azúcar, etc… En este momento, más bien, de lo que me gustaría platicar es sobre una pregunta que hace tiempo me hizo un amigo y que me imagino puede ser una duda común en otras personas. Básicamente él me preguntaba sí todos los ingredientes usados en los alimentos eran considerados aditivos. Y en esos momentos de juventud impetuosa, sólo imaginen, un ingeniero recién graduado, con buen empleo en una empresa transnacional, prestaciones superiores a las de la ley y con un título de «Ejecutivo de Cuenta, casi, casi, que Ya me vi…en la Cúspide» escrito en la tarjeta de presentación; por cierto estos títulos tan llamativos de ahora cumplen con la función de alimentar tu ego y darte una mano en el juego de las apariencias, mientras la compañia para la que trabajas te paga con su tabulador más bajo porque en realidad estás en proceso de entrenamiento pero bueno eso no lo cuentas, ni lo sabe nadie, así que no importa, la apariencia es la clave en ese momento… Pues bien, retomando la conversación anterior y con una gran aura de sabiduría, de mi parte, le respondí, tal como sí fuera a quedar grabado en la historia como una frase célebre, quizá un poquito por debajo de las frases de Stephen Hawkin: -«Todos los aditivos son ingredientes pero no todos los ingredientes son aditivos»-, inmediatamente lo miré con ojos de Dalí e hice un silencio para escuchar como esta perla de sabiduría caía dentro de su cabeza… -¡Wow!- me dijo- Me has dejado pensando- y luego se alejó lentamente de mi… Viendo esto en retrospectiva creo que no fui de gran ayuda en esa ocasión. Así que ahora va en serio, pongamos las cosas claras

Comencemos en primer lugar considerando como «Ingredientes» a todas aquellas sustancias que añadimos a los alimentos para cambiar su sabor, color, aroma y/o consistencia. Los ingredientes son por lo tanto nuestro conjunto general el cual dividiremos en los siguientes grupos:

1.- Ingredientes básicos: son sustancias que encontramos comúnmente en las cocinas de nuestras casas o en restaurantes y que añadimos a los alimentos para modificar su sabor (sal, especias, azúcares, chiles, vegetales), su color (chiles, achiote, azafrán, vegetales), aroma (especias) y consistencia (harina de trigo, almidón de maíz, miel, vegetales).

2.- Aditivos: son sustancias que añadimos a los alimentos de manera intencional pero con un propósito tecnológico muy específico y en una cantidad controlada, que como resultado traerá tambien un cambio en las características de sabor, color, aroma y textura en los alimentos. Los aditivos los usamos básicamente para dos funciones, (1) Preservar al alimento, donde utilizaremos aditivos agrupados como conservadores, antioxidantes, secuestrantes, endurecedores y (2) Mejorar las propiedades sensoriales de los alimentos, con aditivos agrupados en colorantes, saborizantes, texturizantes (espesantes, gelificantes), edulcorantes, emulsificantes, etc… Aquí es importante mencionar que El aditivo siempre permanece en el alimento y por lo tanto, al igual que los ingredientes básicos, siempre deben aparecer en la etiqueta de los alimentos procesados. Otro punto muy importante es saber que un aditivo no es un alimento y tampoco es una fuente de valor nutrimental, así que no confundir con suplementos nutrimentales, ni con vitaminas y minerales.

3.- Coadyuvantes: aquí en este caso voy a tratar de simplificar quizá demasiado el concepto de coadyuvante para quedarnos con una idea muy básica y clara sobre su diferencia con los aditivos. Me ha pasado en varias ocasiones que cuando reviso las definiciones que los organismos gubernamentales redactan en las regulaciones para la industria, vaya que si que me quedo de a cuatro y hasta leo varias veces los conceptos porque no me quedan muy claros, se parecen a esos pasatiempos donde te colocan 2 dibujos que se ven idénticos pero hay que encontrar al menos 5 ó más diferencias y entonces la cosa ya se pone difícil. Así que vamos a ver sí logro que quede claro la diferencia entre un aditivo y un coadyuvante. Mira, los coadyuvantes también son sustancias que añadimos a los alimentos con un fin específico y en cantidades controladas (¿En donde he escuchado esto?). El efecto del coadyuvante se da principalmente en el proceso de fabricación del alimento y su función no tiene nada que ver con preservar el alimento, ni con mejorar sus propiedades sensoriales. Los coadyuvantes, por lo general, se añaden en un paso preliminar a la obtención del alimento procesado que vamos a comercializar. El coadyuvante no deberá formar parte del alimento ya que de alguna manera lo eliminaremos (mediante filtración o algún otro tratamiento) y dado que no estará presente en el producto procesado final entonces no debe aparecer en la lista de ingredientes de la etiqueta. En dado caso de que el coadyuvante no pudiera ser eliminado al 100% del alimento final y por tanto queden algunos residuos o trazas, estos residuos no deben contribuir, ni tener ningún efecto en las propiedades sensoriales del alimento (sabor, aroma, color o textura). Es decir el coadyuvante debe ser totalmente inerte en el alimento y obviamente de grado alimenticio. Un ejemplo, que voy a resumir de forma sencilla para que quede claro, es en la elaboración de cerveza. Cuando hacemos cerveza artesanal obtenemos un líquido turbio, debido principalmente a la presencia de proteínas, pero sí añadimos carragenina Kappa (hidrocoloide que se obtiene de algas marinas) esta será capaz de reaccionar con la proteína de la cerveza y formará un compuesto «sólido» que precipitará, en el fondo de los tanques de fermentación, por su propio peso, por lo cual será fácil de separar de la parte líquida y obtendremos así una cerveza totalmente clarificada y cristalina como lo es la cerveza industrial, por lo tanto en la lista de ingredientes de la cerveza ustedes nunca verán en la etiqueta el uso de la carragenina como un aditivo porque esta no debe estar presente debido a que se eliminó junto con la proteína mediante filtración.

Ya casi para finalizar, hay otra pregunta que me hacen algunas veces y es la siguiente- ¿Como distingo fácilmente entre un ingrediente básico y un aditivo si ambos aparecen en la lista de ingredientes?– Yo recomiendo, por ejemplo, que se imaginen que están comiendo en la casa de sus suegros y se hagan la siguiente pregunta- ¿Suegrito, sería usted tan amable de pasarme la SAL por favor?- Sí todo a tu alrededor fluye armoniosamente posiblemente se trate de un Ingrediente Básico. Pero sí dices por ejemplo,- ¿Suegrito, sería usted tan amable de pasarme el SORBATO DE POTASIO por favor?- y sientes algo extraño en el ambiente familiar, casi por seguro eso es un aditivo.

Bueno, sí necesitas saber cuales son los aditivos y coadyuvantes que podemos utilizar, dentro de México, en la elaboración de alimentos aquí encontrarás las ligas al «Acuerdo de aditivos y coadyuvantes en alimentos, bebidas y suplementos alimenticios» así como las adiciones o modificaciones que se le han hecho con el tiempo:

1.- http://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5086559&fecha=08/04/2009

2.- http://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5145326&fecha=04/06/2010

3.- http://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5259470&fecha=16/07/2012

4.- http://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5259472&fecha=16/07/2012

5.- http://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5312987&fecha=05/09/2013

6.- http://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5437267&fecha=16/05/2016

Sí deseas exportar o vives fuera de México puedes buscar cual es la regulación vigente del país al que deseas exportar o en el cual residas. Ya por último también te puede ser de gran utilidad conocer la «Norma General para los Aditivos del Codex Alimentarius», esta es una base de datos de normas aceptadas internacionalmente en la cual muchos paises basan sus regulaciones de aditivos alimentarios, pero el Codex de ninguna manera sustituye a la legislación nacional de cada país. Aquí está la liga al Codex Alimentario en donde encontrarás una liga al documento en PDF.

http://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/codex-texts/dbs/gsfa/es/

Espero que ahora sí esto haya quedado claro y veas algo de luz.

Del Choco Krispis a la Ciencia de Alimentos

«Todos los grandes hechos y todos los grandes pensamientos tienen un comienzo ridículo«

Albert Camus

Mi punto de origen

Mi nombre es Andrey Sandoval Domínguez y por causas ajenas a mi voluntad y después de algunos años hasta que uno toma consciencia en su infancia, caí en la cuenta que había nacido en una ciudad llamada Culiacán, Sinaloa, México. Una ciudad tropical hermosa, clima muy húmedo, bastante caluroso y con un entorno ardiente, pero bueno eso es tema para otro blog… Bien… pues en esta ciudad, alrededor de mis 12-13 años de edad, al momento de desayunar un cereal de Kellogs sentí un gran interés, como nunca antes, por leer esa caja llena de colores, que contenía juegos, la forma de preparación para disfrutar del cereal con leche y frutas, información sobre el fabricante, etc… pero lo que atrajo totalmente mi atención fue la lista de ingredientes y como explicaban, en una de las partes laterales de la caja, lo que eran las 6 vitaminas y hierro que se incluían en la fórmula del cereal y los beneficios a nuestra salud… Fue a partir de ese momento que un nuevo mundo se abrió ante mi en cada alimento procesado que llegaba a mis manos. Leía todos los ingredientes y trataba de imaginar, de acuerdo al nombre de cada ingrediente, cual era su función en el alimento. En ese tiempo no había la gran cantidad de información que tenemos ahora al alcance de nuestras manos para consultar y conocer más sobre este tema, además las listas de ingredientes eran muy básicas y sencillas, así que con un poco de imaginación era fácil deducir para que se utilizaban algunos de ellos. Veamos por ejemplo la lista de los Choco Krispis en los años 80s era algo como esto:

Ingredientes: arroz, azucar, sal, cocoa, malta, vitaminas A, B1, B2, B6, B12, niacina y hierro.

Hoy en la actualidad los ingredientes de este mismo cereal indican lo siguiente:

Ingredientes: arroz, azúcar, cocoa, maltodextrina, extracto de malta, sal yodada, aceite vegetal, saborizantes artificiales (melaza, vainilla), colorantes artificiales (amarillo No. 6, azul No. 1, rojo No.3, rojo No. 40), tocoferoles en mezcla (antioxidante). Vitaminas y minerales: carbonato de calcio (calcio), ascorbato de sodio (vitamina C), hierro reducido, óxido de zinc, alfa-tocoferol acetato (vitamina E), palmitato (vitamina A), cianocobalamina (vitamina B12), colecalciferol (vitamina D), ácido fólico.

Hay grandes cambios, otros ingredientes, algunos de ellos con nombres que pueden sonar extraños a la gran mayoría de las personas. Pero para no hacerte el cuento más largo, esta fascinación por la composición de los alimentos, cuando aún estudiaba la secundaria, me llevó años después a elegir continuar mis estudios en un bachillerato técnico, el cual es diferente a una preparatoria normal ya que egresas de ahí con una preparación técnica básica para trabajar en la industria. Así que por una gran casualidad al finalizar la secundaria y a pocas semanas antes de iniciar el nuevo ciclo escolar, se abrieron las inscripciones a una nueva escuela llamada CBTis # 224 que era el primer bachillerato técnico con la especialidad de técnico en alimentos en Culiacán. Así que soy egresado de la 1er generación de técnicos en alimentos del CBTis # 224, donde realicé mis prácticas profesionales en una empresa llamada Productos Chata y al terminar me fuí a Puebla a estudiar en la UDLA-P la carrera de Tecnología de Alimentos y en esa misma universidad estudié luego una Maestria en Ciencias con especialidad en Ingeniería de Alimentos y así es como he estado desde hace tiempo dentro del entorno de la ciencia y la tecnología de alimentos, sus procesos de elaboración, ingredientes, aditivos, material de empaque, etc… trabajando para y con la industria en la solución de problemas y buscando oportunidades para el desarrollo de nuevos productos, optimización de fórmulas, mejoras en la vida de anaquel, reducción de costos, incremento de rendimientos, cambios en texturas, sabores, entre otras cosas… lo cual me lleva finalmente al objetivo para lo cual he creado este blog, que es el compartir el conocimiento que he ido adquiriendo sobre ciencia y tecnología de alimentos pero de una manera muy, muy práctica para que cualquier persona con un interés especial por los alimentos, sea capaz de desarrollar un nuevo producto o modificar uno existente, ya sea porque lo requiera para iniciar un negocio o para alguien que tenga una pequeña o mediana empresa y necesite hacer algunos cambios para que su producto sea más atractivo a los consumidores. Mi propósito es darles tips, herramientas, sugerencias, contarte mis experiencias, hablar sobre investigaciones y otros temas actuales e interesantes sobre alimentos y quizá de repente opine sobre algún otro asunto que me parezca fascinante pero siempre con la finalidad de aprender cosas que nos sean de utilidad. Quiero hacerlo con un lenguaje claro y sin tantos tecnicismos para que sea entendido fácilmente. La educación, ahora mismo, en algunas áreas del conocimiento se obtiene a la manera de Netflix, es decir, cada persona elige sólamente los temas o cursos que quiere aprender o según las habilidades que desea desarrollar de acuerdo al proyecto en el que se involucre y esto contribuye a que en nuestros cerebros hay un cruce impresionante de información que más tarde explotará en ideas y en productos que hoy ni siquiera imaginamos… Así que sólo quiero colocar aquí un granito de arena a esas personas que aprenderán surfeando en el mar de conocimiento localizado en la nube y también por sí algún día el Alzheimer me alcanza.

Por hoy es todo lo que tengo que para contar, así que finalizaré este día como lo hago cada noche luego de muchos años, cenando mi delicioso Choco Krispis, que por lo que veo, en su caja, en este momento, ahora tiene un sabor más Chocolatoso!!!