Libro Curado De Carnes 3h2j5l

El curado de la carne y la elaboración tradicional de piezas curadas ahumadas Gustavo Andújar

Libros sobre Ciencia y Tecnología de la Carne y Productos Cárnicos ISBN: 978-959-16-1060-7

Instituto de Investigaciones para la Industria Alimenticia

Vicedirección de Carne

EL CURADO DE LA CARNE Y LA ELABORACIÓN TRADICIONAL DE PIEZAS CURADAS AHUMADAS

Lic. Gustavo Andújar Robles Mayo de 1998

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641-And-C El curado de la carne y la elaboración tradicional de piezas curadas ahumadas / Gustavo Andújar. -- En : Libros sobre Ciencia y Tecnología de la Carne y Productos Cárnicos ISBN: 978-959-16-1060-7. -- Ciudad de La Habana : Editorial Universitaria, 2009. -- ISBN 978-959-16-1063-8. -- 105 pág. 1. Andújar, Gustavo 2. Ciencia y Tecnología de los Alimentos Digitalización: Dr. C. Raúl G. Torricella Morales ([email protected])

Instituto de Investigaciones para la Industria Alimenticia - Editorial Universitaria (Cuba), 2009.

La Editorial Universitaria (Cuba) publica bajo licencia Creative Commons de tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas. Calle 23 entre F y G, No. 564. El Vedado, Ciudad de La Habana, 10400, Cuba e-mail: [email protected] Sitio Web: http://revistas.mes.edu.cu

Contenido PRÓLOGO ........................................................................................................................ 5 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 7 Importancia del proceso de curado ........................................................................................ 7 Antecedentes históricos .......................................................................................................... 8

ALGUNOS ASPECTOS DE QUÍMICA Y BIOQUÍMICA DE LA CARNE ................ 11 El músculo ................................................................................................................................ 11 Estructura y componentes del músculo ............................................................................... 11 La composición del músculo .................................................................................................. 15 La conversión del músculo en carne .................................................................................... 15 Descenso del pH post mortem ................................................................................................................ 15 Rigor mortis ........................................................................................................................................... 17 Procesamiento pre-rigor ........................................................................................................................ 17 La maduración o acondicionamiento ................................................................................................... 17

La tecnología actual ................................................................................................................ 18

QUÍMICA DEL CURADO ............................................................................................. 21 Aspectos químicos y bioquímicos del curado ..................................................................... 21 Efecto de la sal ....................................................................................................................................... 21 Nitrito y nitrato ...................................................................................................................................... 23 Nitrito o nitrato ..................................................................................................................................... 26

Forma de empleo del nitrito .................................................................................................. 26 La sal de cura ......................................................................................................................................... 27

Azúcar ........................................................................................................................................ 29

OTROS ADITIVOS EMPLEADOS EN EL CURADO ................................................ 29 Polifosfatos ............................................................................................................................... 30 Ascorbatos ................................................................................................................................ 31 Agentes saborizantes .............................................................................................................. 32 Hidrolizados de proteína ....................................................................................................................... 32 Glutamato monosódico .......................................................................................................................... 32 Humos líquidos ...................................................................................................................................... 33

Los métodos de curado .......................................................................................................... 35

TECNOLOGÍA: CURADO SECO Y HÚMEDO .......................................................... 35 Curado seco ............................................................................................................................. 35 Curado húmedo e inyección .................................................................................................. 37 La preparación de las salmueras .......................................................................................................... 41 Inyección arterial .................................................................................................................................. 43 Inyección multiaguja ............................................................................................................................. 46

Comparación entre los métodos de inyección .................................................................... 49 El peso de otros factores ........................................................................................................................ 49

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El desalado ............................................................................................................................... 51

TECNOLOGÍA DEL CURADO: PENETRACIÓN DE LA CURA ............................. 55 El mecanismo de penetración de la cura ............................................................................. 55 Efecto de la calidad de la carne ............................................................................................. 56 Algunas experiencias en cuanto a la difusión de la sal en la carne ................................. 57 La difusión de sal en el producto terminado ....................................................................... 61 La difusión de otros aditivos ................................................................................................. 62 La reducción del tiempo de curado ...................................................................................... 65

TECNOLOGÍA: AJUSTE DE TIEMPOS MÍNIMOS DE CURADO ........................ 65 El diseño de bloques aleatorizados incompletos equilibrados ......................................... 66 Análisis y resultados ............................................................................................................... 68 Algunos aspectos a destacar ................................................................................................. 71

TRATAMIENTO TÉRMICO ........................................................................................ 75 El horneo moderno de piezas curadas ahumadas ............................................................... 76 El horno ..................................................................................................................................... 77 El secado ................................................................................................................................... 78 El ahumado ............................................................................................................................... 80 Características químicas del humo ....................................................................................................... 80 Vapores y partículas .............................................................................................................................. 82 La generación del humo ........................................................................................................................ 84 Métodos de ahumado ............................................................................................................................. 84 Efectos del ahumado .............................................................................................................................. 85

La cocción ................................................................................................................................. 85 Un estudio de condiciones concretas de tratamiento térmico ......................................... 86 Resultados de la comparación .............................................................................................................. 88

MICROBIOLOGÍA DEL CURADO ............................................................................. 93 Disminución de la aw por la sal ............................................................................................. 93 Concepto de aw ..................................................................................................................................... 93 Crecimiento microbiano y aw ................................................................................................................ 95 Medición y estimación de la aw ............................................................................................................ 97

Efecto antibacteriano de la sal ............................................................................................. 100 Efecto del nitrito .................................................................................................................... 100 Microflora de los productos curados ................................................................................. 102 Microflora de las salmueras ................................................................................................................ 103

Efecto microbiológico del tratamiento térmico ................................................................ 104 El ahumado .......................................................................................................................................... 104 El tratamiento térmico ......................................................................................................................... 105

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PRÓLOGO En Cuba existe una larga tradición popular de aprecio por los productos cárnicos, y en particular por el jamón. Según una expresión tal vez no muy elegante, pero sí muy gráfica, hoy ya no tan frecuentemente usada, estar disfrutando de una buena posición económica o social es estar «en el jamón» o «pegado al jamón», mientras que aún hoy, una tarea muy fácil o agradable se define en Cuba, también popularmente, como «un jamón». Muchísimos cubanos están convencidos (erróneamente, habría que añadir) de que la carne de cerdo es un alimento indigesto y, por eso mismo, no recomendable para ser consumido por niños pequeños, enfermos, ancianos y embarazadas. Esa misma carne de cerdo, sin embargo, sometida a la acción de aditivos y tratamientos químicos no siempre inocuos (sal, nitrito de sodio, humo), se convierte en jamón, que la inmensa mayoría de los cubanos considera un alimento «sano», ideal para niños pequeños, enfermos, ancianos y embarazadas. Tal vez ese mismo aprecio, o su traducción en preferencias de consumo, desempeñaron un rol importante en mantener durante muchos años a las piezas curadas ahumadas, del tipo de los jamones de pierna o paleta,

lacones y lomos ahumados, como el segundo renglón genérico en importancia dentro del surtido de producción nacional de derivados cárnicos, con alrededor de un 20 % del tonelaje total. Otro factor de indudable peso en el favor de que han disfrutado estos productos en la industria cubana lo es la sencillez del proceso de elaboración de jamones y similares. Una tecnología muy parecida a la empleada en Cuba para la elaboración de estos productos fue minuciosamente estudiada durante los años entre las dos guerras mundiales, y especialmente durante los años treinta y cuarenta, cuando Rose, Gibbons y colaboradores realizaron sus estudios sobre el bacon canadiense. No pretende, pues, esta reseña, cubrir lo más reciente de la literatura técnica sobre tecnología de la carne. Las piezas curadas ahumadas del tipo del jamón pierna han quedado – lamentable, pero comprensiblemente, por razón de su costo relativamente elevado – como exquisiteces de la chacinería tradicional, postergadas en favor de líneas de surtido más productivas y rentables, cuyo estudio sí llena las páginas de las publicaciones especializadas en la actualidad. El objetivo de este pequeño libro es reseñar 5

los principios químicos, bioquímicos, microbiológicos y tecnológicos del proceso de curado de la carne, desde el punto de vista de la elaboración de piezas curadas ahumadas (como jamones, lacones y lomos) mediante la aplicación de tecnologías tradicionales. Lo hago no sólo reseñando los hallazgos publicados en algunas de las numerosas revistas científicas y técnicas que sobre el tema circulan internacionalmente, sino que he añadido algunos de los resultados más relevantes obtenidos en nuestro Instituto, la mayoría de ellos fruto de un amplio estudio, realizado a lo largo de varios años, sobre estas tecnologías tradicionales. Ha sido mi intención cubrir el tema sin faltar al rigor científico y sin caer en una excesiva vulgarización, pero privilegiando un estilo más bien descriptivo, que evite el énfasis en los aspectos teóricos más abstrusos, de modo que permita su utilización en la capacitación de técnicos de nivel medio, obreros calificados y otros trabajadores de la industria, para quienes los materiales de estudio de este tipo son muy escasos.

La producción intelectual de los técnicos más calificados se orienta, en el caso de los investigadores, a la preparación de artículos sobre temas muy específicos para revistas especializadas de muy limitada difusión en el país, y, en el de los técnicos de la industria, a la preparación de informes sobre problemas también muy concretos, que tampoco alcanzan difusión más allá de unos pocos destinatarios. En ambos casos, el alcance tan restringido de los trabajos que preparan, y muchas veces la misma naturaleza de la información que en ellos se presenta, limita sus posibilidades de uso para la formación, capacitación o recalificación del personal de la industria. Considero necesario producir materiales de estudio en los que se traten los temas de interés industrial con rigor científico-técnico y actualidad, pero al mismo tiempo con suficiente nivel de amplitud y generalidad como el que se necesita para mantener a los trabajadores de la industria debidamente capacitados e informados. Espero que este esfuerzo anime a otros a hacer su aporte en este sentido. El autor Mayo de 1998

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Capítulo 1 – Introducción

INTRODUCCIÓN

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as palabras tienen variaciones de significado a veces sorprendentes, y tanto la palabra curado, que figura prominentemente en el título de este volumen, como su afín en este contexto, cura, no son excepciones.

Mientras que en la industria cárnica cubana no es extraño referirse a cualquier carne tratada con nitrito de sodio como curada, de modo que, consecuentemente, un jamón cocido es también un producto curado, en España se reserva ese calificativo para jamones que no sufren tratamiento térmico, y que se elaboran mediante un largo proceso de aplicación de sales curantes, secado y maduración. Por eso es bueno comenzar por definir ahora, desde un inicio, lo que entenderemos cuando nos refiramos al curado, o la cura, en los capítulos que siguen. Llamamos curado – en el argot industrial es más corriente referirse a él como cura – a un procedimiento químico que permite aumentar la capacidad de conservación de la carne, logrando la inhibición del desarrollo bacteriano, en particular por la acción de la sal y el nitrito de sodio, los cuales pueden ir acompañados de otros aditivos. Contrario a lo que prescribe el Diccionario de la Real Academia, la palabra curación no es utili-

1 zable en Cuba como sinónimo de cura en esa acepción.

Importancia del proceso de curado En este proceso se obtiene un color rosado agradable característico en la carne, se mejora su olor y sabor, se modifica la estructura y se genera el aroma característico de la carne curada, además de lograrse la inhibición de microorganismos del deterioro y patógenos. En la reciente oleada de críticas (no siempre justificadas ni ajustadas a la realidad) a la industria de procesamiento de alimentos, se enfoca a menudo, injustamente, el proceso de curado como básicamente cosmético, destinado sólo a obtener un aspecto agradable en los productos cárnicos, sobre todo a través del desarrollo del color rosado característico de estos géneros. Aunque las técnicas actuales de curado no se proponen garantizar por sí mismas la conservación del producto, sino que son resultado de una evolución hacia procesos combinados de conservación, en los que la refrigeración juega un importante papel, sería erróneo descartar su efecto preservante. La durabilidad que alcanzan estos productos no puede ser adscrita solamente a los efectos 7

El Curado de la Carne

del envase o del almacenamiento refrigerado, sino que descansa también en el aporte de los ingredientes del curado, muchos de los cuales tienen probado efecto contra el crecimiento de los microorganismos patógenos o del deterioro, ya sea por la vía de la disminución de la actividad de agua, o por la inhibición química directa.

Antecedentes históricos Las observaciones empíricas sobre las propiedades conservantes de la sal datan de miles de años. Incluso se conoce del consumo de carnes salazonadas desde la más remota antigüedad. Muchas obras clásicas de la literatura universal, como la Biblia y la Ilíada, se refieren al consumo de algunos productos hechos por adición de sal a la carne, como embutidos y carnes saladas. La acción preservante de la sal, así como la propiedad del nitrato de desarrollar un color rosado atractivo en la carne, fueron posiblemente descubiertas de modo accidental por el hombre antiguo. Es probable que el efecto se lograra primeramente debido a los nitratos frecuentemente presentes en la sal como impurezas, pero el uso intencional de estos se generalizó después, una vez que se reconocieron sus propiedades como preservantes del color. Debido a los métodos rudimentarios empleados inicialmente, el curado de productos cárnicos era extremadamente variable en cuanto a la calidad de los mismos, ya que en ocasiones se obtenían productos muy sala8

dos y con poca uniformidad en la cura, de características muy diversas en cuanto a color, aroma, etc. No es hasta la segunda mitad del siglo XIX que comienzan a aplicarse los principios científicos al curado de carne, como resultado del creciente desarrollo de la industria cárnica y al pujante desarrollo de la ciencia básica de la carne comenzado en el período entre las dos guerras mundiales, pero que prosperó con especial celeridad a partir de la segunda posguerra, a finales de los años cuarenta y principios de los cincuenta. La generalización de la refrigeración mecánica, desde finales del siglo pasado, marca el inicio de una tendencia importante en la elaboración de productos curados: en un principio, el curado fue empleado básicamente como método exclusivo de conservación, es decir, que se pretendía que el producto curado se conservase sin la contribución de otros factores como el control de la temperatura de almacenamiento, o la utilización de un envase hermético. Un requisito como éste exige un proceso de curado profundo, que dé como resultado productos fuertemente salados, de un intenso sabor y aroma. Después del descubrimiento de los principios termodinámicos de la refrigeración, y el surgimiento de una industria frigorífica basada en la refrigeración mecánica, se hizo posible suavizar la cura, obteniéndose productos de sabor más suave, pero cuya composición química no garantizaba por sí misma su durabilidad, y que exigían, por tanto, el empleo de métodos combi-

Capítulo 1 – Introducción

nados, incluída prominentemente entre estos la conservación en refrigeración. El progreso ha continuado ininterrumpidamente desde entonces, con el ritmo como de espiral que caracteriza el progreso científico-técnico: cada paso de avance genera nuevas interrogantes y problemas, que requieren enfoques novedosos y más abarcadores, así como la ruptura con métodos que hasta entonces se consideraron adecuados. Hoy se tienen conocimientos mucho más completos sobre los mecanismos químicos del proceso de curado y la forma en que ocurre la difusión de los ingredientes que lo producen, la naturaleza y alcance de su efecto sobre una gran variedad de microorganismos patógenos y del deterioro, algunos de ellos desconocidos o simplemente pasados por alto en etapas anteriores, pero reconocidos ahora como riesgosos para la salud de los consumidores. Se ha tomado conciencia sobre, y se han resuelto en lo fundamental, problemas toxicológicos planteados por el uso del nitrito y los nitratos que eran simplemente insospechados hace apenas treinta años. En cuanto a la tecnología, se han reducido tiempos de proceso de semanas a apenas

unas horas, y se obtienen, en procesos de elaboración automatizados, con altísimo rendimiento y productividad, productos más sanos, nutritivos y seguros. Los enormes logros alcanzados, sin embargo, ponen de manifiesto cuánto más queda por hacer. Los retos de hoy para la industria de los productos cárnicos curados, no menos apremiantes ni difíciles que los de ayer, se dirigen a alcanzar la sustentabilidad del desarrollo, precisar los límites del crecimiento y, muy especialmente, resolver las contradicciones entre la producción eficiente a escala industrial y la protección del medio ambiente. La industria cárnica cubana, distante de las tecnologías de punta a las que hemos hecho referencia, pasa además por una etapa de grave crisis económica. En una coyuntura como ésta, lejos de contentarse con un tipo de operación rudimentaria, basada en el empirismo y la improvisación, la industria debe esforzarse en la aplicación de los más sólidos principios tecnológicos, que permitan emplear los equipos e instalaciones disponibles con la máxima eficiencia. A facilitar esta tarea se orientan los capítulos que siguen.

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Capítulo 2 – Algunos Aspectos de Química y Bioquímica de la Carne

ALGUNOS ASPECTOS DE QUÍMICA Y BIOQUÍMICA DE LA CARNE

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ara alcanzar una adecuada comprensión de los diversos aspectos del proceso de curado y la elaboración de piezas de carne curadas, es imprescindible tener en cuenta las características y propiedades de la materia prima del proceso, no tanto en cuanto piezas anatómicas como en cuanto al material que las conforma. Está, sin embargo, fuera del alcance de una obra como ésta intentar una descripción, siquiera medianamente detallada, de los muchos aspectos genéticos, fisiológicos, nutricionales y de otro orden que influyen en el desarrollo, crecimiento, características y propiedades del músculo esquelético de los mamíferos, y la carne en la que éste se transforma. Limitaremos nuestra descripción a aquellos aspectos químicos y bioquímicos absolutamente imprescindibles para permitir una comprensión básica de los procesos que aquí se estudian. Debe destacarse, además, que aunque mucho de lo que aquí se expone es aplicable también a la masa muscular de animales marinos como, por ejemplo, peces y elasmobranquios, estos presentan características propias de composición que hacen que generalmente se estudien separadamente.

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El músculo La carne no es sólo una materia prima de compleja composición química y bioquímica. A diferencia de otras materias primas alimentarias, más o menos homogéneas, como la leche y los jugos de frutas, en la carne la estructura desempeña un papel fundamental. Para comprender mejor esa estructura y su importancia funcional, es necesario describir, al menos someramente, la estructura y funciones del músculo.

Estructura y componentes del músculo La estructura básica del músculo se muestra, muy esquemáticamente, en la Figura 2.1. Cada músculo individual, con un diámetro de varios centímetros, está separado de los demás por una fina capa de un tipo de tejido llamado, por sus características y propiedades, tejido conectivo o conjuntivo. La capa de este tejido que envuelve a todo el músculo se llama epimisio. Dentro de esta envoltura se encuentran los haces de fibras, de unos pocos milímetros de diámetro, cada uno de ellos también envuelto en una fina capa de tejido conectivo, llamada epimisio. Las prolongaciones de las envolturas conectivas de los haces de fibras se reúnen en el extre11

El Curado de la Carne

mo del músculo, formando los tendones, mediante los cuales los músculos se insertan en los huesos.

te las células del tejido muscular, con un diámetro de 50 - 100 μm (1 μm = 0,001 mm) cada una, y recubiertas individualmente con otra fina capa conectiva, llamada endomisio. La fibra muscular posee además una membrana llamada sarcolema. Cada fibra muscular contiene numerosas fibrillas, con un diámetro de 1 -2 μm cada una, e inmersas en un gel de proteína soluble llamado sarcoplasma.

El tejido conectivo muscular y, consecuentemente, los tendones, están formados fundamentalmente por un grupo de proteínas, la más importante de las cuales se llama colágeno, y que es la proteína más abundante del organismo de los animales superiores, Las fibras muscuno sólo por estar lares contienen, ampliamente disademás de las tribuida por todo fibrillas o miofiel cuerpo, como se brillas (de la raíz desprende de su griega myo, que participación en significa múscutodas las envoltulo), otros comporas musculares, nentes, como el sino sobre todo núcleo y las mitopor ser uno de los condrias, que por componentes ma- Figura 2.1.- Representación esquemática de la es- razones de alcanyoritarios de los tructura del músculo esquelético ce no se considehuesos. El colágeno forma también la ma- rarán aquí. Tienen una enorme importancia triz proteínica del tejido adiposo, una espe- fisiológica y bioquímica. cie de entramado proteínico lleno de glóbuLas miofibrillas están formadas por las prolos de grasa. teínas funcionales más importantes del músCuando el colágeno se calienta en presencia culo. Las proteínas miofibrilares represende agua, se hidroliza y se transforma en ge- tan algo más del 50 % del total de la proteílatina. La gelatina puede ligar los trozos den- nas del músculo esquelético. Son las respontro de un producto, si éste está refrigerado, sables del mantenimiento de la estructura del pero se licúa cuando se calienta, de modo músculo, así como de la transformación de que brinda poco poder ligante a temperatu- la energía química contenida en los ras ligeramente por encima de la ambiente. metabolitos musculares (el «combustible» del músculo), en la energía mecánica desDentro de los haces de fibras se encuentran plegada durante la contracción muscular. las fibras musculares, que son propiamen12

Capítulo 2 – Algunos Aspectos de Química y Bioquímica de la Carne

Entre las proteínas miofibrilares se destacan la actina y la miosina, cuyas moléculas están agrupadas en forma de bastones paralelos, los de miosina (filamentos gruesos), y los de actina (filamentos delgados), orientados paralelamente y en forma intercalada, como se representa esquemáticamente en la Figura 2.2.

do actomiosina y causando rigidez muscular. Así ocurre cuando hay un ejercicio violento y prolongado del músculo, que agota el ATP muscular sin dar tiempo a que se reponga, lo cual da como resultado la contracción brusca y dolorosa que llamamos calambre.

La concentraLas miofibrillas ción de iones están dispuestas Ca2+ en el sarcode modo que el plasma juega un conjunto de los papel esencial en filamentos el mecanismo gruesos puede que acabamos de deslizarse a lo describir. El Ca2+ largo de los filatiene la propiementos deldad de activar la gados, lo cual capacidad de la resulta en un miosina para acortamiento o hidrolizar el un alargamiento ATP, de modo de las miofibrique cuando se lillas. bera Ca2+ en el sarcoplasma, se La interacción Figura 2.2.- Esquema de la disposición de las miofibrillas, dispara el mecade estas proteí- apreciada transversal y longitudinalmente. nismo de connas es la respontracción muscusable del proceso de contracción muscular, lar. regido a su vez por la concentración de trifosfato de adenosina (ATP) en el músculo, Las propiedades de las proteínas que funciona como a modo de «lubricante» miofibrilares son decisivas para las caracde el desplazamiento mutuo de los filamen- terísticas tanto del músculo como de la cartos. Cuando hay abundante ATP, los filamen- ne que de él se obtiene. Son especialmente tos de actina y miosina se deslizan libremen- importantes las propiedades relacionadas te, y el músculo se extiende, relajado. Si se con la carga eléctrica de las proteínas en soagota el ATP, los filamentos se entrelazan lución, como el punto isoeléctrico, que se fuertemente, formando el complejo llama- considerará brevemente a continuación. 13

El Curado de la Carne

Las moléculas de proteína pueden considerarse como partículas que tienen muchas cargas eléctricas de ambos signos; el tipo de cargas que predomine en un momento dado, dependerá del pH del medio en que se encuentre la proteína. Si el pH del medio es igual al valor llamado punto isoeléctrico de la proteína en cuestión, el número de cargas eléctricas positivas de la molécula será exactamente igual al número de cargas negativas: su carga eléctrica neta será nula. En el punto isoeléctrico, por tanto, las moléculas de proteína no tenderán a moverse en ninguna dirección si se colocan en un campo eléctrico, ni se repelerán entre sí, ni podrán atraer tantas moléculas de agua. Cuando una proteína se coloca en un medio cuyo pH es igual a su punto isoeléctrico, su solubilidad y su capacidad de retención de agua son mínimas. Si el pH está por debajo del punto isoeléctrico, entonces en el medio habrá mayor abundancia de iones H+, y las cargas eléctricas predominantes en la molécula de proteína serán las positivas. Al contrario, a pH por encima del punto isoeléctrico, las cargas predominantes serán negativas. En ambos casos, la solubilidad y la capacidad de retención de agua serán mayores que en el punto isoeléctrico. La capacidad de retención de agua de la carne, propiedad de enorme trascendencia tecnológica, está determinada en gran medida por la interacción entre las proteínas miofibrilares: si la actina y la miosina están entrelazadas formando actomiosina, o si el 14

pH del medio se acerca al punto isoeléctrico de las proteínas miofibrilares, la capacidad de retención de agua disminuye drásticamente. Si hay ATP abundante, de modo que la actomiosina se disocia, o el pH sube, por adición de una sustancia ligeramente alcalina, la capacidad de retención de agua aumenta, también drásticamente. Hay aún otra propiedad de las proteínas miofibrilares que es de gran importancia tecnológica: su capacidad para disolverse en soluciones salinas y para formar geles estables por calentamiento. Las proteínas miofibrilares pueden ser extraídas muy eficientemente del músculo mediante el tratamiento mecánico de éste en presencia de una salmuera, o al añadirle sal a la carne, cuyo jugo forma entonces la salmuera. Si se masajean o frotan trozos de carne con una cantidad pequeña a moderada de salmuera o de sal sólida, las proteínas miofibrilares se disuelven esta salmuera añadida (o la que se forma cuando la sal se disuelve en el agua que exuda la carne), cubriendo los trozos de carne con una solución muy viscosa que da gran capacidad de ligazón a los trozos de carne entre sí. Lo mismo ocurre cuando se tritura carne con sal añadida, como se hace cuando se preparan masas de embutidos de pasta fina. Si la mezcla se somete entonces a cocción, las proteínas extraídas coagulan, al desnaturalizarse por el calor, de modo similar a como lo hace la clara de huevo al cocerse, formando un gel estable que mantiene unidos los trozos de carne en lo que parece en-

Capítulo 2 – Algunos Aspectos de Química y Bioquímica de la Carne

tonces ser una pieza única. Éste es el principio que permite elaborar los jamones prensados o de combinación.

La composición del músculo La proporción en que los componentes que se han mencionado se encuentran en el músculo magro de un mamífero adulto, expresada en g del componente por 100 g de músculo fresco, es como sigue (Lawrie, 1985): Agua ................................................ 75,5 Proteínas .......................................... 18,0 Proteínas miofibrilares ............ 10,0 Proteínas sarcoplasmáticas ....... 6,0 Proteínas del tejido conectivo ... 2,0 Grasas ................................................ 3,0 Sustancias solubles no proteínicas .... 3,5 Nitrogenadas ................................ 1,6 Carbohidratos............................... 1,2 Inorgánicas................................... 0,7 Entre las proteínas sarcoplasmáticas, tiene una importancia particular en relación con el curado la proteína responsable del color del músculo, llamada mioglobina. La mioglobina tiene la función de «recoger», para su utilización en el músculo, el oxígeno transportado de los pulmones a los tejidos por la hemoglobina de la sangre (del griego hemos, sangre), una proteína que guarda gran semejanza bioquímica y funcional con la mioglobina. El desarrollo del color característico de los productos curados está determinado por la química de este pigmento muscular, y sus

relaciones con el oxígeno y los componentes activos y auxiliares de las mezclas curantes, todo lo cual se considerará en mayor detalle al estudiar la química del curado.

La conversión del músculo en carne El proceso mediante el cual el músculo vivo se transforma en carne es una larga y complicada cadena de cambios, que comienza desde el mismo momento del sacrificio. La primera consecuencia de la muerte del animal es la cesación de la irrigación sanguínea y, por tanto, del suministro de oxígeno a los tejidos. Esto provoca la detención de los procesos de fosforilación oxidativa asociados con la llamada cadena respiratoria, una compleja serie de transformaciones vinculadas a estructuras mitocondriales, que constituyen la vía más eficiente de obtención de energía (Lawrie, 1985). Descenso del pH post mortem La degradación de carbohidratos (fundamentalmente glucógeno) continúa, sin embargo, mediante un proceso llamado glicolisis anaerobia, que produce ácido láctico. Éste es, a todos los efectos prácticos, el «combustible» de la cadena respiratoria. Al estar detenida ésta, el ácido láctico se acumula, haciendo descender el pH muscular, originalmente cercano a la neutralidad en el músculo vivo, hasta alcanzar valores finales de pH alrededor de 5,6, muy cercano al punto 15

El Curado de la Carne

isoeléctrico de las proteínas de la carne. La hidratación de las proteínas y, en general, su capacidad de ligar o retener agua por cualquier vía, depende de su carga eléctrica, determinada, en última instancia, por el pH del medio. El descenso post mortem del pH muscular tiene, por tanto, la mayor importancia tecnológica (Bendall, 1978). Normalmente, este descenso del pH muscular se produce lentamente, generalmente en el curso de las 24 horas siguientes al sacrificio. Cuando el pH final se alcanza con el músculo ya frío, no hay grandes afectaciones de las propiedades de las proteínas. En algunas condiciones anormales, entre las que se cuenta generalmente una predisposición genética del animal, mucho más frecuente entre los cerdos, la acidificación se produce muy rápidamente, mientras la temperatura del músculo es aún alta. Se produce entonces una condición peculiar: la carne P.S.E., así llamada por las siglas en inglés de sus características más llamativas: pálida (Pale), floja (Soft), exudativa (Exudative) (Bendall, 1978; 1979; Monin, 1981), que ha tenido una influencia enorme en la selección de pies de cría para el mejoramiento genético del ganado porcino. Lo que ocurre en este caso es una desnaturalización masiva de proteínas, causada por la combinación del bajo pH y la alta temperatura. La opacidad debida a las proteínas insolubilizadas aporta el color pálido, con un aspecto como de carne cocida, mientras que las proteínas, al desnaturalizarse, pierden mucha de su capacidad de re16

tención de agua, dando una estructura floja, que exuda líquido. La carne PSE es indeseable para el procesamiento industrial, y en particular totalmente inadecuada para la elaboración de piezas curadas. No es dañina para la salud y puede, por supuesto, consumirse como carne fresca, pero su aspecto le resta valor comercial. Tal vez la mejor opción en este caso es utilizarla en embutidos, diluyéndola en mezclas con grandes proporciones de carne normal. Desde hace algunos años, ha surgido interés, sobre todo entre investigadores canadienses, en el control de los cambios post mortem del pH mediante el suministro ante mortem de sustancias alcalinas o ácidas, lo que han llamado carga oral u oral loading (Boles et al., 1994; Anh et al., 1992) Aunque los resultados sugieren que estos tratamientos tienen efecto significativo en el pH de la carne, tanto medido a los 45 minutos del sacrificio (el llamado pH1), como sobre el pH final de la carne, no se ha podido concretar un tratamiento aplicable industrialmente. El defecto que pudiéramos considerar el extremo opuesto a la carne PSE también se da: si el animal se sacrifica en estado de agotamiento físico, sin adecuado descanso, su nivel de glucógeno muscular será muy bajo, por lo que no se producirá mucho ácido láctico y el pH bajará muy poco, a alrededor de 6,4. Las proteínas de esta carne, llamada D.F.D. por ser oscura (Dark), firme (Firm) y seca (Dry), mantienen una alta capacidad de retención de agua, lo que le da a su es-

Capítulo 2 – Algunos Aspectos de Química y Bioquímica de la Carne

tructura una gran traslucidez, haciendo que la luz penetre en ella muy profundamente y la haga aparecer oscura (aunque su contenido de pigmento no varía en absoluto). Al no exudar líquido, mantiene la firmeza al tacto y su superficie se aprecia seca. Este defecto es más frecuente en la carne de res que en la de cerdo (Monin, 1981). Rigor mortis Como la glicolisis es mucho menos eficiente para producir energía (en forma de ATP, «transportador» universal de energía en los procesos metabólicos) que los procesos oxidativos de la cadena respiratoria, el nivel de ATP en el músculo disminuye rápidamente. A medida que se agota, las cadenas de miosina y actina se van entrelazando paulatinamente, formando actomiosina mediante un proceso de contracción pasiva llamado rigor mortis o rigidez cadavérica (Bendall, 1975). En condiciones normales, el establecimiento del rigor mortis se produce en músculos extendidos, que se mantienen en esa condición por estar fijados al esqueleto, por lo que no se produce un endurecimiento considerable de la carne. Los músculos que entran en rigor después de haber sido deshuesados en caliente pueden sufrir una considerable contracción y endurecimiento. Procesamiento pre-rigor Tanto en razón del descenso post-mortem del pH, que lo acerca al punto isoeléctrico de las proteínas miofibrilares, como del esta-

blecimiento del rigor mortis, que hace inextensible la red de estas proteínas, reduciendo su volumen, el músculo pierde capacidad de retención de agua, una propiedad de gran importancia tecnológica. Es por esto que el estudio del empleo de carne pre-rigor, es decir, en un tiempo muy corto después del sacrificio, mientras el pH, la concentración de ATP y, consecuentemente, la capacidad de retención de agua son altos, se ha mantenido como un área de gran interés tecnológico por muchos años (Mandigo y Henrickson, 1966; 1967; Weiner et al., 1966; Taylor et al., 1982; Romita et al., 1987; Plimpton et al., 1991). La maduración o acondicionamiento Ya desde antes de alcanzarse el pH final, comienza una serie de cambios en la carne que se mantiene almacenada en condiciones de control del crecimiento microbiano, como p.e. en refrigeración: se observa que poco a poco se recupera la extensibilidad de los músculos y la carne sufre un proceso de ablandamiento paulatino. Por otra parte, el pH rebasa el valor mínimo alcanzado y comienza a aumentar, con lo cual su capacidad de retención de agua aumenta también. Este proceso, denominado maduración o acondicionamiento, va acompañado de una abundante producción de sustancias sápidas. El ATP originalmente presente en el músculo al momento de la muerte, y todo el formado post mortem por la vía glicolítica, ya se ha degradado para entonces a ácido inosínico, una de cuyas propiedades es la de 17

El Curado de la Carne

actuar como enaltecedor o potenciador de sabor, en forma muy similar al glutamato. Durante la maduración las más importantes propiedades organolépticas de la carne: la blandura y el sabor, mejoran sustancialmente. En la tecnología tradicional de sacrificio y procesamiento primario, la maduración debía realizarse manteniendo la carne a 0°C durante períodos relativamente largos, de 10 - 12 días, por lo cual se reservaba para cortes selectos de carne.

La tecnología actual En el caso de la carne que se produce para el consumo directo, sobre todo de res, la tecnología de elaboración primaria ha progresado muchísimo en los últimos 10 - 12 años. No sólo se han resuelto los problemas generados por los programas muy rápidos de refrigeración – que provocan en el músculo pre-rigor una contracción llamada encogimiento por frío, que endurece la carne – (Cross, 1979), sino que se han diseñado tecnologías para mejorar sustancialmente su calidad sensorial: las canales de bovino son estimuladas eléctricamente con pulsos de alto voltaje, con el objetivo de acelerar la desaparicióndel ATP muscular y adelantar el establecimiento del rigor, de modo de poder deshuesar la carne en caliente y refrigerarla con gran rapidez, logrando así aumentar la eficiencia y reducir las mermas evaporativas a un mínimo, sin afectar la calidad organoléptica de la carne (Bendall, 1980). La electroestimulación también per18

mite producir la maduración de la carne manteniéndola a una temperatura relativamente alta por un tiempo muy corto (Romita et al., 1987; Van Laak, 1989). Referencias -Ahn, D. U.; Patience, J. F.; Fortin, A. y McCurdy, A. (1992) The influence of pre-slaughter oral loading of acid or base on post-mortem changes in longissimus dorsi muscle of pork. Meat Science 32 (1) 65-79. -Bendall, J. R. (1975) Cold-contracture and ATP-turnover in the red and white musculature of the pig, post mortem. Journal of the Science of Food and Agriculture 26 (1) 55-71. -Bendall, J. R. (1978) Variability in rates of pH fall and lactate production in the muscles of cooling beef carcasses. Meat Science 2 (2) 91-104. -Bendall, J. R. (1979) Relations between muscle pH and important biochemical parameters during the post-mortem changes in mammalian muscles. Meat Science 3 (2) 143-157. -Bendall, J. R. (1980) The electrical stimulation of carcasses of meat animals. En Developments in Meat Science – 1, Lawrie, R. A. (Editor) 3759. -Boles, J. A.; Patience, J. F.; Schaefer, A. L. y Aalhus, J. L. (1994) Effect of oral loading of acid or base on the incidence of pale soft exudative pork (PSE) in stress-susceptible pigs. Meat Science 37 (2) 181-194.

Capítulo 2 – Algunos Aspectos de Química y Bioquímica de la Carne

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19

Capítulo 3 – Química del Curado

QUÍMICA DEL CURADO

E

l curado es en esencia un proceso químico-físico, con importantes consecuencias, no sólo químicas y físicas, sino también microbiológicas y bioquímicas. El proceso consiste, básicamente, en la conservación de la carne mediante la adición a la misma de sal común, nitrato y/o nitrito sódico y otras sustancias, como, por ejemplo, azúcares, fosfatos, ascorbatos y otras, que contribuyen conjuntamente a la inhibición del desarrollo bacteriano, el mejoramiento de su color, olor y sabor, y la modificación de su estructura.

Aspectos químicos y bioquímicos del curado Efecto de la sal El cloruro de sodio o sal común es uno de los ingredientes básicos y esenciales en toda mezcla curante. Su efecto es doble: por una parte, reduce la actividad de agua del medio, para lo cual es sumamente eficaz, comparada con otros solutos, pero además tiene un efecto inhibidor per se, como se analiza en detalle en el capítulo sobre Microbiología del Curado, página 100. Algunas de las relaciones más interesantes del agua se ponen de manifiesto en el cura-

3

do por inmersión de la carne en una salmuera, un proceso que ha sido estudiado con atención desde hace muchos años (Callow, 1927): al comienzo del curado por inmersión, parte del agua de la carne es extraída hacia la salmuera, debido a la mayor presión osmótica de la salmuera, arrastrando consigo proteínas solubles de la carne. Más tarde, el flujo invierte su sentido, ya que el cloruro que difunde desde la salmuera hacia el interior de la carne forma un complejo con las proteínas cárnicas, que provoca un aumento de la presión osmótica en el interior del producto, por encima del nivel en la salmuera. Por otra parte, el aumento de la concentración de cloruro de sodio en el interior de la carne, causa una reducción en la actividad de agua de la misma. Es por eso que, a una concentración suficientemente alta de sal, se inhibe el crecimiento microbiano y el posterior deterioro de la carne curada (cf. Microbiología del Curado, página 95). Como otra consecuencia, también de gran trascendencia tecnológica, de la asociación de iones cloruro a las moléculas de proteína, se experimenta un aumento de la capacidad de retención de agua de la carne, que se debe al desplazamiento del punto 21

El Curado de la Carne

isoeléctrico de las proteínas a valores inferiores al normal (pH aproximadamente igual a 5,4), como se ilustra en el gráfico de la Figura 3.1. Como puede observarse en el gráfico, el punto isoeléctrico de las proteínas de la carne, normalmente con un valor pI, se desplaza hacia un nuevo valor pI’, más bajo, por la adición de sal.

to isoeléctrico de las proteínas de la carne fresca, se logra una retención de agua incrementada con la adición de sal. Este aspecto es esencial en la elaboración de productos curados.

La realidad física de este cambio también es fácilmente visualizable mediante un modelo elemental. Si concebimos el conjunto de proteínas miofibrilares de la carne (que constituyen Lo que ocula mayor prorre es que los porción de iones cloruro, las proteínas al asociarse de ésta y son con las molélas de mayor culas de profuncionalidad), teína, les como una red aportan su en la que la carga negatimayor parte va, y por tandel agua de la to se requericarne está rá una mayor atrapada físiconcentracamente – un ción de iones modelo algo H + (un pH rústico, pero más bajo) Figura 3.1.- Modificación de la relación entre la capacidad de no del todo para regresar retención de agua y el pH de la carne por la adición de sal. desacertado – la proteína al , la asociación de iones cloruro con las proestado de carga eléctrica neta nula que la teínas de este retículo les dará carga predocaracteriza en el punto isoeléctrico (Wismerminantemente negativa y hará que sus fibras Pedersen, 1976). se repelan entre sí, aumentando el volumen Así, a cualquier valor de pH por encima de del retículo y facilitando así la retención del su punto isoeléctrico modificado, la capaci- agua. dad de retención de agua de la carne tratada Tampoco ha escapado al interés de la induscon sal, será mayor que la de la carne frestria por maximizar los rendimientos, las venca. Como en el proceso de curado se trabaja tajas en cuanto a capacidad de retención de siempre a valores de pH por encima del pun22

Capítulo 3 – Química del Curado

agua, del empleo de la carne pre-rigor. En condiciones de abundancia de ATP y pH aún alto después del sacrificio, se obtienen significativas ventajas en cuanto a rendimiento, con buena calidad en los productos (Taylor et al., 1982). Si se empleara sólo sal químicamente pura en el curado, aunque se lograrían las ventajas buscadas en cuanto a: • un aporte a la conservación – por reducción, como ya se ha apuntado, de la actividad de agua de la carne, una modificación que tiene un efecto similar al de realizar un grado de secado (cf. Microbiología del Curado, página 93) –, y • una modificación favorable de la capacidad de retención de agua de la carne, se obtendría, no obstante, un producto de aspecto pardo grisáceo, con color como de carne cocinada y un áspero sabor salado, que no sería muy aceptable para el consumidor. Además, a los bajos niveles de adición de sal empleados actualmente, no se logra reducir la actividad de agua de la carne hasta un nivel que garantice la inhibición de la germinación y desarrollo en el producto de microorganismos anaerobios patógenos, como el Clostridium botulinum. Nitrito y nitrato Para suplir estas deficiencias, se complementa el efecto de la sal en el proceso de curado con la adición de nitrito y/o nitrato sódico. Originalmente se usaba nitrato de potasio

(«salitre») en el curado de la carne, pero desde finales del siglo pasado se descubrió que el efecto deseado era producido no por el nitrato, sino por el nitrito que se formaba a partir de él. La industria cárnica comenzó enseguida a emplear el nitrito directamente: en los Estados Unidos, su utilización se introdujo en la industria alrededor de 1910 (Jul, 1981). Cuando se usa el nitrato (NO3–), las enzimas microbianas (nitrorreductasas) reducen el nitrato a nitrito, por lo que el empleo del nitrito implica una vía más directa de obtención del ingrediente activo que reacciona con los pigmentos de la carne. El nitrito tiene varias funciones en el curado de la carne: 1) estabilizar el color del tejido magro; 2) contribuir a las características de sabor de la carne curada y 3) inhibir el crecimiento de microorganismos patógenos, y en particular del temido Clostridium botulinum (Roberts, 1975). El propósito original de la adición de nitrito parece haber sido la estabilización del color, debido al atractivo color rosáceo, estable al tratamiento térmico, que se obtiene con su empleo. El desarrollo del color durante el proceso de curado se debe a la reacción del nitrito con los pigmentos del músculo, para producir pigmentos estables al tratamiento térmico, característicos de la carne curada e im23

El Curado de la Carne

portantes para la aceptabilidad de los productos cárnicos curados. El proceso ocurre según la serie de reacciones que se muestra esquemáticamente a continuación (Kramlich et al., 1973): NO3-

reducción por los ----------------------> microorganismos

NO2-

condiciones favorables NO2- -----------------------------> NO + H2O ausencia de luz y aire condiciones favorables NO + Mb ---------------------------> NOMMB (óxido nítrico metamioglobina) NOMMb ----------------------> NOMb (óxido nítrico mioglobina) NOMb

------------> NO-hemocromógeno (pigmento rosado estable al calor)

Ya sea que se use nitrato o nitrito para el curado, ocurre la reducción hasta óxido nítrico (NO), que con la mioglobina produce en definitiva, tras varios pasos intermedios, oxidonítrico hemocromógeno, pigmento rosado que no pierde su color al recibir tratamiento térmico, y que es el responsable del color de la carne curada. La descripción que acabamos de hacer es muy somera y deja de lado aspectos importantes cuya consideración en detalle rebasa el alcance de esta obra, pero que no debemos dejar de mencionar, so pena de dar una impresión simplista de lo que es realmente una compleja secuencia de reacciones. Uno de esos procesos complejos involucrados en la transformación del nitrito en la carne es 24

la participación de los citocromos de las células musculares en el proceso de formación de los pigmentos de la carne curada. Una discusión más detallada puede encontrarse en el trabajo, ahora clásico, de Koizumi y Brown (1971). Mención aparte merece el efecto del nitrito sobre el sabor o flavor de curado que se desarrolla en la carne como resultado deltratamiento de ésta con nitrito. La primera prueba rigurosa del tal efecto fueron los resultados obtenidos por Cho y Bratzler (1970) con jueces no adiestrados que probaron, en pruebas de triángulo, lomos de cerdo pareados, curados con diferentes niveles de sal y con o sin nitrito. Vendados para que no pudieran guiarse por el color, los jueces pudieron identificar, con consistencia estadísticamente significativa, las muestras curadas con nitrito como poseedoras de más sabor «a curado» que las curadas con sólo sal. El ahumado no logró enmascarar este efecto: los jueces identificaron correctamente las muestras curadas con nitrito y afirmaron que tenían «más sabor a curado» que las muestras ahumadas, curadas con sólo sal. Estos resultados, aunque se aceptan generalmente como la comprobación definitiva del aporte del nitrito al sabor curado de la carne, no siempre han sido totalmente corroborados. Poco tiempo después de la publicación de los resultados de Cho y Bratzler, Wasserman y Talley (1972) reportaron que sus jueces no hallaron diferencia entre muestras de frankfurters curadas con y sin nitrito, cuando las muestras eran ahumadas.

Capítulo 3 – Química del Curado Tabla 3.1.- Resultados sensoriales sobre nitrito y sabor a curado. Salmuera de curado Ensayo

Tiempo de curado

NaCl %

Muestras

Azúcar NaNO2 NaCl NaNO2 % ppm % ppm

Evaluación sensorial Triángulo1

3

4,7

1,2

300

2,4

102

35/65***

3

4,7

1,2

-

2,4

trazas

-

7

2,3

1,2

300

1,0

140

-

7

4,7

1,2

300

2,2

134

-

7

2,3

1,2

300

-

-

-

7

4,7

1,2

-

-

-

-

7

4,7

-

300

2,5

141

-

7

4,7

1,2

300

2,5

82

-

7

4,7

1,2

300

2,7

151

-

7

4,7

1,2

300

2,9

159

-

7

4,7

1,2

300

2,9

117

-

1

27/35***

2

42/60***

3

42/51***

4

35/60 n.s.

5

La Tabla 3.1 muestra los resultados obtenidos. El experimento 1 corroboró las conclusiones de Cho y Bratzler (1970) en cuanto al efecto del nitrito en el desarrollo de sabor a curado. En un ensayo paralelo, los jueces no pudieron distinguir una disolución de 200 ppm de nitrito de sodio del agua destilada, demostrando así que la contribución del nitrito no es por sí mismo, sino por su interacción con la carne.

33/50*

6

45/56* 7

1

Pareada2

taron a 7 días, que era lo establecido en la industria cubana.

4,7

1,2

-

2,8

Número de selecciones correctas/número de jueces 2 Número de opiniones coincidentes/número de jueces (+) Muestras ahumadas

trazas

*Significativo a P<0,05 **Significativo a P<0,01 ***Significativo a P<0,001

Los hábitos de consumo y las imágenes culturalmente adquiridas sobre los alimentos, influyen notablemente en la percepción sensorial, por lo cual el autor realizó una comprobación de los resultados de Cho y Bratzler con consumidores cubanos (Andújar y Riverón, 1981). En este estudio se empleó una metodología muy similar a la de Cho y Bratzler (1970), aunque adaptándola a las condiciones cubanas cuando fue necesario: a los jueces no se les pidió identificar el «sabor a curado» sino «sabor a jamón», por considerar que «sabor a curado» es una expresión más bien técnica, de interpretación no universal en nuestro contexto. El jamón, sin embargo, era un producto bien conocido que, por ser curado y no condimentado, era bien representativo de lo que se buscaba. Los tiempos de curado de las muestras se ajus-

Los experimentos 2 y 3, sin embargo, mostraron que el nivel de sal en el producto es un componente muy importante de la imagen del «sabor a jamón» que tienen los consumidores cubanos. En ambos casos, la muestra más salada fue seleccionada como la de «sabor a jamón» más intenso, incluso en la muestra curada sin nitrito (experimento 3). La presencia de azúcar (experimento 4) no mostró ningún efecto significativo en este contexto. El experimento 4 mostró que el sabor del ahumado tiene un efecto enmascarador para el efecto del nitrito, mientras que en los experimentos 5 y 6, los jueces indicaron como poseedoras de un «sabor a jamón» más intenso a las muestras ahumadas, aun cuando la muestra ahumada, curada sin nitrito, se compara con una no ahumada curada con nitrito. Estos resultados indican que para los consumidores cubanos, el componente de sabor ahumado es una parte más importante del «sabor a jamón» que el aporte del nitrito. Estas experiencias demuestran la importancia de una adecuada asimilación de los resultados 25

El Curado de la Carne

publicados en la literatura científica internacional, sobre todo en aquellos aspectos que, como los gustos y percepciones de los consumidores, el entorno cultural tiene un impacto determinante. Nitrito o nitrato Algunos fabricantes, sobre todo los más fieles a los métodos tradicionales, prefieren utilizar nitrato en el proceso, por considerar que brinda un margen de seguridad, puesto que, al menos teóricamente, funciona como un reservorio de nitrito, que va reduciéndose paulatinamente y permite mantener un nivel adecuado de nitrito para la conservación de los productos, sobre todo en períodos largos de almacenamiento. Ya desde hace tiempo este argumento fue puesto en duda (Roberts, 1975), y existe evidencia de que el proceso de reducción de nitrato a nitrito es difícil de regular, y tiende a producir nitrito incontroladamente, provocando niveles inaceptablemente altos del aditivo, como ha demostrado Jolley (1979) en estudios sobre conservación de bacon Wiltshire. Este autor encontró, en bacon Wiltshire elaborado por la tecnología tradicional y envasado al vacío, concentraciones de nitrito de hasta 380 ppm., muy por encima del nivel permitido, a pesar de haberse preparado con un nivel de nitrato por debajo de los límites aceptados. Aunque este tipo de resultado no ha sido siempre corroborado, demuestra la posibilidad, no por esporádica menos preocupante, de que se produzca en el producto elaborado con adición de nitrato una rápida degradación de éste a nitrito, que asociada con una fase de escasa 26

o muy lenta desaparición del nitrito por reacciones secundarias, conduzca a una acumulación peligrosa. El resultado de todo esto ha sido que durante años se ha mantenido la tendencia hacia procesos más rápidos y controlables, que favorecen el uso del nitrito (Taylor et al., 1980).

Forma de empleo del nitrito En la práctica industrial, el nivel de utilización del nitrito se orientó durante muchos años a no rebasar las 200 ppm (0,02 %) en el producto terminado, que fue el límite vigente casi universalmente hasta que, a finales de los 60 y principios de los 70, se originó una furiosa controversia alrededor del uso del aditivo y su seguridad sanitaria. La causa del debate fue el descubrimiento de que la formación de nitrosaminas carcinogénicas por reacción entre el nitrito y aminas secundarias en medio ácido podía ocurrir in vivo en el estómago (Lijinsky y Epstein, 1970). En los años siguientes se desató una verdadera histeria en relación con el tema, cuyos ecos, aunque considerablemente apagados, se escuchan aún hoy (Shahidi et al., 1995; . La consideración detallada de este problema rebasa el alcance de este volumen, pero hay muchas lecciones que aprender de esa crisis y el modo en que se desarrolló. Por ejemplo, cuando se analizó retrospectivamente el establecimiento del hasta entonces universalmente aceptado límite de 200 ppm, se descubrió que había sido fijado arbitrariamente, según los re-

Capítulo 3 – Química del Curado

sultados de una encuesta realizada por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, a partir de muestras adquiridas en el mercado. En la actualidad, el límite máximo permisible de nitrito en productos cárnicos es de 125 ppm, aunque se insiste en la conveniencia de reducir su aplicación al mínimo imprescindible. En general, este límite no impone dificultades tecnológicas, pues es suficiente para garantizar una adecuada funcionalidad del aditivo. La sal de cura Por ser el nitrito tóxico per se (aunque lo sea sólo moderadamente, como indica su valor de dosis letal, en el orden de los 5 g), en general se evita su uso en forma pura, y se añade a los productos cárnicos diluido en sal. Así, en Europa, es común que la sal usada en la industria cárnica contenga 0,5 - 0,6 % de nitrito de sodio. Como a los productos se les añade alrededor de 1,5 - 2,0 % de sal, esto representa una adición simultánea de entre 75 y 100 ppm de nitrito. En Cuba, la forma usual de utilización de nitrito es también como mezcla con sal, llamada sal de cura, con un contenido de nitrito nominal de 8,0 - 8,5 %, pero que a menudo puede ser tan bajo como 6,0 %. La sal de cura se emplea en los embutidos a un nivel aproximado de 0,1 - 0,25 %, con lo que, de respetarse el nivel nominal de contenido de nitrito en la sal de cura, se logra un nivel inicial de este aditivo en los productos entre 80 y 200 ppm. El modo de adición del nitrito a la sal influye

también en la calidad de la sal de cura. La simple mezcla de ambos sólidos cristalinos, aunque se logre una buena homogeneización inicial de la mezcla, está siempre sujeta a la separación ulterior en el envase, debido a sus diferentes tamaños medios de partículas. Los cristales más pequeños tenderán a concentrarse en el fondo del envase, lo cual puede dar lugar a concentraciones excesivas de nitrito. Este riesgo aumenta con la manipulación de los envases y el tiempo de almacenamiento. Las sales de cura de calidad óptima se obtienen disolviendo el nitrito en cloruro de sodio fundido, lo cual es muy caro en términos de gasto energético. Una solución aceptable es la adición, a la sal sólida, del nitrito en forma de disolución, para después mezclarlo todo lo más homogéneamente posible. Referencias -Andújar, G y Riverón, O. (1981) Influence of nitrite on cured flavor of pork. Proceedings of the International Symposium «Nitrites and the Quality of Meat Products» Varna, Bulgaria, 93-97. -Callow, E. H. (1927) Annual Report of the Food Investigation Board, London. 17. -Cho, I. C.; Bratzler, L. J. (1970) Effect of sodium nitrite on flavour of cured pork. Journal of Food Science 35 (5) 668-70. -Jolley, P. D. (1979) The accumulation of unacceptably high levels of nitrite in vacuum packed back bacon. Journal of Food Technology 14 (1) 81-87. -Jul, M. (1981) Meat curing in a changing world. Conferencia dictada en el Instituto Húngaro de Investigaciones de la Carne, 27

El Curado de la Carne

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Capítulo 4 – Otros Aditivos Empleados en el Curado

OTROS ADITIVOS EMPLEADOS EN EL CURADO

L

a sal y el nitrito (o el nitrato que lo produce en reacciones secundarias) son los ingredientes fundamentales para la realización del curado de la carne, pero la práctica industrial ha introducido el empleo de diversos aditivos e ingredientes adicionales, que cumplen funciones también importantes. En este capítulo se revisarán brevemente algunos de ellos, sus usos y el modo y concentración en que habitualmente se añaden a los productos curados.

Azúcar Aunque en Cuba lo que se ha acostumbrado a añadir es sacarosa, es también posible lograr efectos similares mediante la adición de glucosa u otros azúcares, que más que aditivos pueden considerarse ingredientes, ya que son alimentos, y no sustancias ajenas a estos.

4

este efecto del azúcar sobre el sabor de la sal, preparando una disolución de sal al 0,1 % y otra que contenga 0,1 % de sal y 1 % de azúcar. La disolución de sal sin azúcar sabe muchísimo más salada. En productos cárnicos se acostumbra añadir azúcar hasta alcanzar una concentración cercana al 0,25 %. En salmueras de inyección destinadas a aplicarse en un 10 %, esto representa una concentración de 2,5 %, que fue el nivel empleado en Cuba durante mucho tiempo, hasta que se descontinuó, en aras del ahorro y por considerar que no representaba un aporte sustancial a la calidad de los productos. A las concentraciones usadas en las formulaciones de curado, el azúcar no ejerce efecto preservante alguno. Un efecto secundario del azúcar, sobre todo si se emplea glucosa, u otro azúcar reduc-

La adición de azúcar en el curado se hace principalmente para mejorar el sabor, ya que suaviza el aporte de la sal, contrarrestando la aspereza («quitando el filo» es la expresión que usan algunos autores) del sabor de ésta. Es muy instructivo, en este sentido, ensayar

Sacarosa

29

El Curado de la Carne

tor, es la contribución, mediante el pardeamiento producido durante el tratamiento térmico, al color dorado superficial tan apreciado en algunos de estos productos. Este tipo de reacciones químicas, llamadas «reacciones de Maillard» (Hamm, 1977), ocurren típicamente entre sustancias que contienen grupos carbonilos, como los azúcares reductores, y las que tienen grupos amino, como las proteínas y aminoácidos, y son responsables tanto del color tostado superficial de la carne asada como del de la leche condensada cocinada y el de la corteza del pan. Las reacciones de Maillard no sólo producen coloraciones pardas, sino que son responsables además por la producción de sabores parecidos a los de la carne (Rohan, 1970), que pudieran representar alguna contribución al sabor en estos productos. Se estudia en la actualidad el mecanismo de formación de los compuestos involucrados, sobre todo en relación con los lípidos presentes en el sistema (Chen y Gray, 1995; Meynier y Gandemer, 1994).

Polifosfatos La función de estos aditivos está relacionada con la reducción de las mermas por pérdida de fluido de la carne. Fueron introducidos hacia finales de la década del 60 (Lauck y Tucker, 1969), sobre todo para reducir la formación de gelatina en los jamones enlatados, pero posteriormente su uso se generalizó a la mayoría de los productos cárnicos. 30

Los polifosfatos son productos de condensación química de unidades de ortofosfato (PO43-), para formar cadenas que contienen dos (pirofosfatos, fórmula general P2O7M4), tres (tripolifosfatos, P3O10M5) y hasta más de 100 átomos de fósforo. Las fórmulas de los iones pirofosfato y tripolifosfato se muestran en el inserto. En productos cárnicos se usan sobre todo las sales sódicas de estos aniones, aunque ocasionalmente se han empleado sales potásicas. Los polifosfatos actúan en los productos cárnicos de dos formas: • elevan el pH del medio, alejándolo del punto isoeléctrico de las proteínas de la carne, lo cual reduce la interacción de las moléculas de proteína entre sí, y • cooperan a disociar el complejo actinamiosina formado durante el establecimiento del rigor mortis. Ambos efectos tienden a «aflojar» la red de proteínas miofibrilares que retiene el agua de la carne, ampliando el espacio en que esta agua está retenida y evitando la exudación. Se conoce que el polifosfato realmente efectivo para lograr el resultado antes descrito es el pirofosfato (P2O74-). Cuando se usan polifosfatos de mayor grado de condensación, como el tripolifosfato o el

Pirofosfato

Tripolifosfato

Capítulo 4 – Otros Aditivos Empleados en el Curado

hexametafosfato, estos sufren hidrólisis paulatina en la carne hasta producir pirofosfato, que es el agente activo en el aumento de la capacidad de retención de agua. El uso del pirofosfato en la elaboración de jamones se ve limitada por su baja solubilidad en salmueras, por lo que se usa siempre en mezclas con tripolifosfato, que es el más empleado por ser más soluble, y con hexametafosfato, también bastante soluble. Los niveles de empleo de los polifosfatos en jamones y productos similares varían ampliamente, aunque generalmente se trata de alcanzar una concentración en el producto final cercana a 0,5 %, si la legislación sanitaria lo permite. Es frecuente que el límite legalmente permitido – como «fosfato añadido», puesto que la carne tiene cantidades sustanciales de fósforo constitutivo, que es necesario restar del total obtenido por análisis – ronde esa cifra (0,5 %), expresado como alguno de los ortofosfatos de sodio. Hay además un límite impuesto por una sensación de astringencia que comunican al producto cuando se encuentran en concentraciones excesivas Solamente los fosfatos alcalinos son efectivos para aumentar la capacidad de retención de agua de la carne. Los fosfatos ácidos pueden reducir el pH y provocar una mayor exudación.

Ascorbatos Las sales del ácido ascórbico y su isómero

óptico, el ácido eritórbico, se emplean desde hace ya tiempo (Mihalyi, 1969; Anónimo, 1971) para acelerar el desarrollo del color en la carne curada, y para estabilizarlo una vez formado. Estas funciones las desempeñan por tres vías (Kramlich et al., 1973): a) toman parte en la reducción de metamioglobina a mioglobina, acelerando la velocidad del curado; b) reaccionan químicamente con el nitrito, aumentando la producción de óxido nitrico a partir del ácido nitroso, y

Acido ascórbico

c) actúan como antioxidantes en el producto, contribuyendo a la estabilización del color y el sabor. El ácido ascórbico tiene propiedades vitamínicas (vitamina C), de las que el ácido eritórbico carece, pero sus propiedades químicas son idénticas, por lo que su uso tecnológico es indistinto. Esto puede significar una ventaja económica en el empleo del ácido eritórbico. Precisamente por tener valor vitamínico, no hay restricciones legales al empleo del áci31

El Curado de la Carne

do ascórbico, pero su altísimo costo impone límites de conveniencia tecnológica, usualmente en el entorno de un 0,4 % en el producto terminado. El empleo del ácido ascórbico y los ascorbatos se ha visto muy potenciado por el interés en controlar la posible formación de nitrosaminas en los productos cárnicos (Reichert, 1994).

Agentes saborizantes La lista de aditivos empleados en la elaboración de productos curados se completa con un grupo de sustancias diversas que influyen de distinto modo en el sabor: algunos potenciando o intensificando el sabor característico del producto, otros aportando algún componente dado que se considere deseable. La necesidad de este grupo de aditivos surge, sobre todo, debido al incremento en los rendimientos con la intención de reducir la proporción de carne en el producto. Los productos tradicionales, con una alta proporción de carne resultan muy costosos y, consecuentemente, caros en el mercado. Para reducir los índices de consumo de carne, se introducen ingredientes no cárnicos, generalmente de sabores muy neutros, que diluyen el sabor original del producto. Hidrolizados de proteína Los hidrolizados de proteína son ingredientes muy baratos, que se obtienen de fuentes vegetales o de subproductos animales (como 32

las plumas, que son un voluminoso subproducto del sacrificio de las aves de corral), generalmente por hidrólisis ácida. Son en lo fundamental, por tanto, mezclas de péptidos y aminoácidos, de modo que podrían calificar también como ingredientes. Los hidrolizados de proteína fungen sobre todo como potenciadores o enaltecedores del sabor, aunque también aportan a éste un cierto componente «cárnico», que pretende reponer o intensificar el aporte de la materia prima cárnica, presente ahora en proporción reducida. En algunas ocasiones su uso tiene un cierto carácter fraudulento, puesto que, aunque se emplean en proporciones muy discretas (en el orden de algunas décimas del uno por ciento), aportan una cantidad pequeña, pero significativa, de nitrógeno al producto, elevando el tenor aparente de proteína, un índice del contenido de carne en el producto. Glutamato monosódico También potenciador o enaltecedor del sabor, ha adquirido muy mala reputación en los últimos años, sobre todo a partir de la enorme publicidad en los Estados Unidos alrededor del «síndrome del restorán chino», un cuadro alérgico no grave, pero alarmante, asociado con el consumo de este tipo de comida étnica, en la que el glutamato es un ingrediente frecuente y particularmente abundante. Aunque el ácido glutámico forma parte de casi todas las proteínas presentes en los alimentos, y estudios muy cuidadosos (Tarasoff y Kelly,

Capítulo 4 – Otros Aditivos Empleados en el Curado

1973) han demostrado lo infundado de los temores sobre su presunta toxicidad, el uso de los glutamatos, y en particular del glutamato monosódico, ha sido restringido legalmente en algunos países, de modo que es relativamente frecuente ahora encontrar la leyenda «libre de MSG» en forma muy prominente en la etiqueta de muy diversos alimentos (Dillon, 1993). Es la opinión del autor que la reacción ante el empleo de este aditivo, dada la información disponible, es un buen ejemplo de un modo de razonamiento muy en boga, de carácter más afectivo que racional, más ideológico que científico, que parte de una especie de naturalismo ingenuo y alimenta un rechazo obsesivo por toda aplicación de la ciencia y la tecnología al entorno humano. Lamentablemente, la tecnología de los alimentos es particularmente vulnerable a las consecuencias de esta deformación del sentido común. Humos líquidos Se emplean para sustituir el ahumado natural, generalmente por razones de conveniencia tecnológica, aunque preocupaciones de índole toxicológica alrededor de componentes carcinogénicos del humo natural, como los hidrocarburos policíclicos del tipo del benzo-αpireno (ver el capítulo sobre Tratamiento Térmico, páginas 82 y 84 ), también han potenciado su uso y continúan vigentes (Gomaa et al., 1993). Referencias -Anónimo (1971) [Ácidos para la estabiliza-

ción de color.] Fleischerei 22 (5) 42. -Chen, S. C. y Gray, J. I. (1995) IFT Annual Meeting 1995, 210. De Food Science and Technology Abstracts, 1995 (12), A0030. -Dillon, P. M. (1993) Invasion of the MSGfree ingredients. Food Engineering 65 (4) 133-134. -Gomaa, E. A.; Gray, J. I.; Rabie, S.; LopezBote, C. y Booren, A. M. (1993) Polycyclic aromatic hydrocarbons in smoked food products and commercial liquid smoke flavourings. Food Additives and Contaminants 10 (5) 503521. -Hamm, R. (1977) [Cambios en las proteínas musculares durante el calentamiento.] Fleischwirtschaft 57 (10) 18461848, 1851-1852, 1855-1860; 1805; 1808. -Jul, M. (1981) Meat curing in a changing world. Conferencia dictada en el Instituto Húngaro de Investigaciones de la Carne, noviembre, 1981. -Kramlich, W. E.; Pearson, A. M. y Tauber, F. W. (1973) Processed Meats, AVI, Westport. -Lauck, R. M. y Tucker, J. W. (1969) [Mezclas de sales para tratar productos cárnicos desmenuzados]. Patente de la R.F.A. Nº 1492692, a nombre de Stauffer Chemical Co. -Lawrie, R. A. (1985) Meat Science 4ª Edición, Pergamon, Oxford. -Mihalyi, V. (1969) [Examen de los aditivos que mejoran el sabor y el color de los productos cárnicos curados.] 33

El Curado de la Carne

Husipar 18 (3) 121-26. -Meynier, A. y Gandemer, G. (1994) [El sabor de la carne cocida: relación con la oxidación de fosfolípidos.] Viandes et Produits Carnes 15 (6) 179-182. -Reichert, J. E. (1994) [Influencia del ácido ascórbico y el ascorbato de sodio sobre la calidad de los productos cárnicos.] Alimentación – Equipos y Tecnología 13 (7) 67-68. -Rohan, T. A. (1970) Food flavour volatiles and their precursors. Food Technology

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Capítulo 5 – Tecnología: Curado Seco y Húmedo

TECNOLOGÍA: CURADO SECO Y HÚMEDO

C

omo proceso tecnológico, el curado es la fase en la que se aplica la mezcla de sustancias curantes a la carne, con el objetivo de lograr una distribución lo más uniforme posible de los ingredientes usados en toda la masa, en el menor tiempo posible. Esta intención de uniformar rápidamente la distribución es la que anima cuanto modo de aplicación de las sales curantes, preparación previa y disposición de las piezas, tratamiento mecánico, etc., se ha introducido o estudiado en el empeño por mejorar la efectividad del proceso.

Los métodos de curado Hay dos métodos básicos de curado: el curado seco y el curado húmedo. En el curado seco, que es el más antiguo, los ingredientes de la mezcla curante: sal, nitrito y/o nitrato, azúcar, especias, etc., se añaden a la carne en forma de una mezcla seca, que se aplica por frotación a las piezas, mientras que en el curado húmedo, la mezcla curante se aplica en forma de una salmuera, que se inyecta a la carne o en la que ésta se coloca en inmersión. En realidad, la penetración de los componentes de la mezcla curante en la carne siempre se produce por vía húmeda: las sales se

5

disuelven en el agua que humedece la superficie de la carne, formando una capa de sal embebida en una disolución saturada sobre la superficie de las piezas, a partir de la cual los componentes de la mezcla se transportan por difusión hacia el interior de la carne Andújar y Tarrazo, 1981).

Curado seco El curado seco de piezas grandes de carne, como jamones y paletas, tuvo su origen en países de clima templado, donde el largo período de temperaturas frescas y frías permitía la elaboración de estos productos en condiciones ambientales, sin necesidad de la refrigeración mecánica. Durante las primeras etapas del curado seco, la carne no disfruta aún de la protección de los ingredientes curantes contra el deterioro causado por los microorganismos, sobre todo en el centro de las piezas, a donde estos ingredientes llegan por un proceso de difusión. Para limitar, en especial durante esa primera etapa del proceso, el crecimiento microbiano y, consecuentemente, el deterioro de la carne, ésta debe mantenerse a baja temperatura. Aquí el tecnólogo se ve confrontado con un dilema: cuanto más alta sea la temperatura, 35

El Curado de la Carne

más rápida será la difusión de las sales hacia el interior de las piezas, pero más rápido será también el crecimiento microbiano. De hecho, si la temperatura de la carne se mantiene por encima de 4°-5°C, casi seguramente ocurrirá deterioro antes de que la concentración de los ingredientes en el interior de las piezas sea suficientemente alta para brindar una protección efectiva. Por otra parte, si se baja mucho la temperatura, el crecimiento de los microorganismos se hará mucho más lento, pero la difusión se producirá también con gran lentitud (Callow, 1934). El riesgo de deterioro microbiano de la carne es demasiado grande y serio, y el resultado es que, especialmente en el curado seco, en el que el proceso de penetración de la cura es más lento, las piezas de carne se mantienen a temperaturas de 2°-4°C durante las primeras etapas del proceso. Debe recordarse que la carne sometida a curado llega al proceso después de haber recibido una preparación primaria: despiece de las canales, recorte y conformación de las piezas. Todo esto conlleva una manipulación considerable, con el correspondientemente alto grado de contaminación microbiana. La difusión hacia el centro de las piezas en estas condiciones es muy lenta: se ha hallado en estudios realizados en nuestro Instituto, que tras 18 días de salado de jamones la concentración de sal en zonas cercanas al hueso era de apenas 1 %, mientras que en las capas superficiales alcanzaba ya casi 10 % (Roca et al., 1989). Hay que tener en cuenta, además, que la pe36

netración de sal por la cara del jamón recubierta con piel y grasa es considerablemente más lenta, dado el menor coeficiente de difusión de la sal a través de estos tejidos, que actúan como barreras a la penetración de los componentes de la cura (Wood, 1966). El número de veces que las piezas se someten a frotación con la mezcla curante varía de acuerdo con el nivel de sal que se desee alcanzar en el producto terminado. La gran diferencia de concentración entre el centro y la superficie de las piezas grandes, como jamones, obliga a introducir una etapa de ecualización al terminar el curado (Marriot et al., 1992): se lavan las piezas del exceso de sal y se dejan en refrigeración durante 30 a 45 días adicionales, para permitir la difusión de la sal de las capas exteriores del producto hacia el centro, tras lo cual pueden ahumarse y madurarse a gusto. La forma de disponer las piezas sometidas a curado seco ha variado considerablemente. En un inicio lo más corriente era colocarlas en toneles o cubas, pero la acumulación en el fondo de estos de una salmuera formada a partir de las sales de curado y los jugos de la carne obligaba a un frecuente reordenamiento de las piezas para lograr un curado uniforme. Los toneles, además, no permitían aprovechar la altura de las cámaras refrigeradas en las que se mantienen las piezas en proceso, lo que resulta en una ineficiente utilización de una instalación costosa. Posteriormente se introdujo el uso de estan-

Capítulo 5 – Tecnología: Curado Seco y Húmedo

tes, con el que se ha logrado una mayor utilización de la dimensión vertical de las cámaras (Rust y Olson, 1973). Los estantes pueden ser de maderas duras impermeabilizadas, aunque se favorece el uso del acero inoxidable, por razones higiénicas y porque el ambiente en las cámaras de curado es extraordinariamente favorable a la corrosión. La mezcla de frotación empleada en el curado seco generalmente contiene sólo sal, nitrato y azúcar. Aunque se puede usar nitrito, se considera que hay tiempo de sobra durante el largo proceso de curado, para la reducción del nitrato a nitrito. No se recomiendan los ascorbatos ni los fosfatos. Aunque el curado seco se usó originalmente, y se usa preferentemente ahora, para elaborar jamones secos o crudos, del tipo del jamón serrano español o el prosciutto italiano, a veces se usa conjuntamente con la inyección de salmuera. La tecnología llamada en Cuba «cura seca» para la producción de jamones, no se orienta a la obtención de un jamón seco o crudo, sino de un jamón jugoso, tipo Virginia, ahumado en caliente hasta alcanzar cocción completa. La tecnología empleada tradicionalmente en Cuba incluye la inyección de un 10 % de salmuera, en relación con el peso fresco de las piezas. La fórmula percentual de una salmuera típica de inyección para este proceso puede ser como sigue: Sal ...................... 12,5 Sal de curar .......... 2,5

Azúcar .................. 2,5 Tripolifosfato ....... 2,5 Agua................... 82,5 Después de la inyección, las piezas se frotan con sal común y se dejan en refrigeración (en cámaras a 2° - 4°C, aunque en la práctica industrial las temperaturas han sido casi siempre superiores) durante unos 4 días. Es porque esta fase se realiza mediante frotación y no inmersión, que se ha clasificado erróneamente este proceso como de «cura seca». Después del período de cura se lava el exceso de sal de las piezas, se escurren y se hornean.

Curado húmedo e inyección Eh la historia del curado, al procedimiento del curado seco siguió la introducción de la inmersión en salmuera, un método que se usó comercialmente durante muchos años, aunque por razones obvias es mucho más útil en el caso de piezas pequeñas, como lenguas y lacones, que en el de piernas o paletas, en las que la limitada velocidad de penetración de la cura impone restricciones de orden microbiológico. Una tendencia natural que acompaña al uso de salmueras de curado es la de reutilizar éstas. Si se parte de que sólo una pequeña parte de la sal presente en la salmuera penetra en definitiva al producto, se percibe una buena posibilidad de disminuir los costos de elaboración evitando desperdiciar las sales «sobrantes» al descartar la salmuera. Aunque el reúso de las salmueras es posible, plantea numerosos inconvenientes higiéni37

El Curado de la Carne

cos, como se verá en el capítulo sobre Microbiología del Curado, de modo que es mucho mejor evitarlo. En este punto se cumple un principio que es común a la elaboración de prácticamente todos los productos cárnicos: el costo de la materia prima cárnica es muy superior al de los demás ingredientes y otros componentes del costo, incluyendo los salarios, la depreciación de los equipos, etc. Típicamente, el costo de condimentos y aditivos rara vez rebasa un 3 - 4 % del costo total del producto. Vale la pena, pues, asegurar la calidad de los productos, lo cual garantiza un buen empleo de la materia prima cárnica, aunque esto represente invertir algo más en aditivos e ingredientes. La tecnología tradicional de producción de bacon Wiltshire, uno de los productos más importantes en el comercio internacional de la carne, incluye una etapa de curado por inmersión de las medias canales de cerdo, convenientemente preparadas. En esta tecnología, sin embargo, la penetración de la cura en las piezas gruesas de la canal no se confía a la simple inmersión, sino que se auxilia con la inyección de salmuera. En el empeño por acortar los procesos, acelerando la penetración de la cura en las piezas y mejorando su distribución, la introducción de la inyección representó probablemente el mayor salto tecnológico hacia los procedimientos de curado rápido, base de las tecnologías actuales de elaboración de este tipo de productos. 38

Figura 5.1.- Inyectadora manual de salmuera.

Inyección manual intramuscular En este método, también llamado «a rocío» (una designación popular, tomada de la expresión inglesa spray pumping) la salmuera se inyecta a presión en el músculo mediante una aguja que posee múltiples perforaciones laterales. Algunos equipos tienen cabezales con varias agujas, aunque lo más frecuente es una válvula manual con una o dos agujas. La Figura 5.1 muestra una inyectadora manual típica: una pequeña bomba provista de una toma de salmuera, generalmente con un sencillo dispositivo de filtraje, como un tamiz, en la entrada, y una válvula manual provista de una aguja para la inyección. El sistema se completa con una conexión de retorno que devuelve al depósito la salmuera bombeada que no sale por la válvula, como ocurre cuando ésta está cerrada. El equipo que se ilustra tiene además un manómetro para medir la presión de inyección, que en este modelo resulta ajustable.

Capítulo 5 – Tecnología: Curado Seco y Húmedo

los puntos de inyección. En los puntos de acumulación de salmuera, si no se logra su absorción por la carne, se mantiene una bolsa de líquido en la que se produce gelatina durante la cocción, de modo que en el producto terminado, esa zona suele presentar una exudación viscosa muy desagradable cuando se corta la pieza.

Figura 5.2.- Diseños típicos de agujas para la inyección manual: arterial e intramuscular.

En la generalidad de los casos se trata de equipos portátiles, muy manuales y económicos, y que pueden usarse tanto para la inyección intramuscular como para la inyección arterial, que se abordará más adelante. En la Figura 5.2 se presenta el diseño típico de las agujas empleadas en los procesos de inyección manual de salmuera, tanto la de inyección intramuscular como la de inyección arterial, mientras que la Figura 5.3 ilustra el modo habitual de aplicación de la inyección intramuscular manual, en este caso con una válvula manual de dos agujas. Para lograr una mejor distribución de la salmuera, se dan varios pinchazos, generalmente entre 6 y 8 para jamones y paletas, y entre 4 y 6 para lomos, siempre espaciados y dosificados con la mayor regularidad posible. Habitualmente la cantidad de salmuera inyectada por este método no debe rebasar el 8 - 10 % del peso fresco de la pieza, por la tendencia a formar bolsas de salmuera en

Para reducir este riesgo es necesario extender el tiempo de curado, de modo de dar tiempo a la absorción paulatina de la salmuera por la carne. En Cuba era habitual dejar las piezas, después de inyectadas a rocío, entre 6 y 8 días, aunque posteriormente se redujo el tiempo de cura, primero a 4 y finalmente a 2 días (Valdés-Ayala y Herrera, 1978; Andújar et al., 1982). En la medida en que la inyección permita una distribución inicial más uniforme de la salmuera, podrán emplearse tiempos de curado más cortos. Conviene recordar que la finalidad de la fase de curado es, precisamente, permitir que la difusión (espontánea o acelerada por tratamiento mecánico) en las piezas permita alcanzar la necesaria uniformidad en la distribución de las sustancias curantes.

Figura 5.3.- Inyección intramuscular manual.

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El Curado de la Carne

Sin duda, una de las operaciones más minuciosamente estudiadas de la tecnología del curado es precisamente la inyección y la distribución que con ella se logra de la salmuera en las piezas. Un estudio particularmente ilustrativo sobre el tema se desarrolló conjuntamente por una firma productora de inyectoras automáticas e investigadores de la Universidad de Ohio, en Estados Unidos (Rust y Olson, 1973). En el estudio de referencia se visualizó, mediante radiografías, la distribución de salmuera en piezas inyectadas por diversos métodos. Esto se logró sustituyendo parte del cloruro de sodio por yoduro de sodio, que

Figura 5.5.- Radiografía de un corte transversal de una pierna sin inyectar (plano a).

es opaco a los rayos X. Para asegurar una verdadera «fotografía» de la distribución en un momento dado, sin interferencias provocadas por el corte de la pieza u otras manipulaciones, las piezas se congelaban instantáneamente por inmersión en nitrógeno líquido, se cortaban transversalmente a su eje longitudinal, a diversas alturas, y se radiografiaban. Para una mejor comprensión de las radiografías, en la Figura 5.4 se muestra la estructura ósea de una pierna de cerdo, como las destinadas a la elaboración del jamón, indicando los planos de los cortes ilustrados en las radiografías. La Figura 5.5 muestra la imagen así obtenida de un corte transversal de una pierna de cerdo. Puede apreciarse que sólo los huesos se muestran opacos a los rayos X, y se ven oscuros en la radiografía.

Figura 5.4.- Esquema de la estructura ósea del jamón, con los planos de corte: a) por la cadera; b) por el fémur y c) por la rodilla

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La Figura 5.6 muestra dos cortes a una pierna recién inyectada intramuscularmente en forma manual, uno de ellos aproximadamente a la altura de la mitad del fémur y el otro al nivel de la articulación, de la que se pue-

Capítulo 5 – Tecnología: Curado Seco y Húmedo

b

c Figura 5.6.- Cortes a una pieza recién inyectada en forma intramuscular manual («a rocío»): planos b y c (Ver Figura 5.4).

inyección, con fórmulas como la presentada en la página 37. Un sencillo cálculo indica que con 10 % de inyección de esta salmuera no se aporta toda la sal que necesita la pieza. El resto penetra en las piezas de la sal que se frota sobre ellas y que además las protege superficialmente durante la fase de curado. La preparación de salmueras de la concentración adecuada plantea siempre un problema a los tecnólogos, porque la falta de datos convenientemente tabulados sobre las densidades de soluciones salinas de diferentes concentraciones dificulta los cálculos, en los que deben necesariamente relacionarse masas y volúmenes. La Tabla 5.1 resultará de gran ayuda para

de apreciar claramente la rótula. Ambas radiografías ilustran la típica distribución que se logra con este método: la salmuera se acumula en bolsones a lo largo de las fascias que recubren los músculos y, en ocasiones, bajo la capa adiposa subdérmica. La Figura 5.7 muestra un corte de una pieza inyectada por el mismo método, pero después de 7 días de reposo en refrigeración («curado»). Puede apreciarse que, aunque la distribución de la salmuera mejora sustancialmente, todavía es muy poco uniforme.

b

c

La preparación de las salmueras La práctica tradicional en Cuba ha incluido la utilización de salmueras ligeras para la

Figura 5.7.- Cortes a una pieza inyectada en forma intramuscular manual, después de 7 días de curado: planos b y c.

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El Curado de la Carne

Tabla 5.1.- Composición y densidad de salmueras (sólo sal y agua). Basada en las lecturas salimétricas a 15,55°C (60°F). Grados Grados Densidad kg por litro de salmuera Salimétr. Baumé g/cm3 % NaCl kg NaCl kg H2O Total 100 24,6 1,204 26,395 0,318 0,885 1,203 99,6 24,5 1,203 26,285 0,316 0,886 1,202 99 24,4 1,202 26,131 0,314 0,887 1,201 98 24,2 1,200 25,867 0,310 0,889 1,199 97 23,9 1,197 25,603 0,306 0,890 1,196 96 23,7 1,195 25,339 0,303 0,891 1,194 95 23,5 1,193 25,075 0,299 0,893 1,192 94 23,3 1,191 24,811 0,295 0,895 1,190 92 22,7 1,186 24,283 0,288 0,897 1,185 90 22,3 1,182 23,755 0,280 0,900 1,181 88,3 22 1,179 23,310 0,274 0,903 1,177 88 21,9 1,178 23,228 0,273 0,903 1,177 86 21,4 1,173 22,700 0,266 0,906 1,172 84 21 1,169 22,172 0,259 0,909 1,168 82 20,4 1,164 21,644 0,252 0,911 1,163 80 20 1,160 21,116 0,245 0,914 1,159 78 19,6 1,156 20,588 0,238 0,917 1,155 76 19,1 1,152 20,060 0,231 0,920 1,151 74 18,6 1,147 19,532 0,224 0,922 1,146 72 18,1 1,143 19,004 0,217 0,925 1,142 70 17,7 1,139 18,477 0,210 0,928 1,138 68 17,2 1,135 17,949 0,204 0,930 1,134 66 16,7 1,130 17,421 0,197 0,932 1,129 64 16,2 1,126 16,893 0,190 0,935 1,125 62 15,8 1,122 16,365 0,183 0,937 1,121 60 15,3 1,118 15,837 0,177 0,940 1,117 58 14,8 1,114 15,309 0,170 0,943 1,113 56 14,4 1,110 14,781 0,164 0,945 1,109 54 13,9 1,106 14,253 0,157 0,947 1,105 52 13,4 1,102 13,725 0,151 0,950 1,101 50 12,9 1,098 13,198 0,145 0,952 1,097 48 12,5 1,094 12,670 0,138 0,954 1,093 46 12 1,090 12,142 0,132 0,957 1,089 44 11,5 1,086 11,614 0,126 0,959 1,085 42 11 1,082 11,086 0,120 0,961 1,081 40 10,5 1,078 10,558 0,114 0,963 1,077 42

Capítulo 5 – Tecnología: Curado Seco y Húmedo Tabla 5.1.- (cont...)

Grados Salimétr. 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 15 10 0

Grados Baumé 10 9,5 9 8,5 7,9 7,4 6,9 6,4 5,8 5,3 4 2,7 0

Densidad g/cm3 1,074 1,070 1,066 1,062 1,058 1,054 1,050 1,046 1,042 1,038 1,028 1,019 1,000

Tabla 5.2.- Correcciones a la concentración, medida en grados salométricos, para salmueras a temperaturas diferentes a 15,55°C. Grados salométricos Lectura salométrica observada

8 a 15 16 a 30 31 a 45 46 a 60 61 a 75 76 a 90 91 a 100

Sume, por cada Reste, por cada °C por encima °C por debajo de 15,55°C de 15,55°C

0,133 0,160 0,205 0,218 0,230 0,245 0,247

0,095 0,117 0,148 0,175 0,198 0,209 0,209

esta finalidad.Como se indica en el encabezamiento de la Tabla, los datos en ella presentados corresponden a salmueras a una temperatura de 15,55°C (60°F), una limitante impuesta por la variación de la den-

% NaCl 10,030 9,502 8,974 8,446 7,919 7,391 6,856 6,335 5,807 5,279 3,959 2,640 0,000

kg por litro de salmuera kg NaCl kg H2O Total 0,108 0,965 1,073 0,102 0,967 1,069 0,096 0,969 1,065 0,090 0,971 1,061 0,084 0,973 1,057 0,078 0,975 1,053 0,072 0,977 1,049 0,066 0,979 1,045 0,060 0,981 1,041 0,055 0,982 1,037 0,041 0,986 1,027 0,027 0,991 1,018 0,000 0,999 0,999

sidad de las salmueras con la temperatura. Para realizar cálculos de salmueras a otras temperaturas, se aplican los factores de corrección que se presentan en la Tabla 5.2, cuyo uso es prácticamente autoexplicativo. Inyección arterial En este método la salmuera se inyecta a presión, también manualmente, en una arteria principal de la pieza, con lo que se distribuye la cura aprovechando el propio sistema vascular, de lo que se deduce que su uso está limitado a aquellas piezas en las que el sistema vascular pueda conservarse relativamente intacto durante el sacrificio y el despiece de las canales, como son las piernas, las paletas y, en menor medida, las lenguas, aunque éstas, por su pequeño tamaño, a menudo se curan por simple inmersión en 43

El Curado de la Carne

salmuera. En las piernas, que son las piezas para las que este proceso resulta más conveniente, la inyección se realiza en la arteria femoral, inmediatamente antes de su bifurcación. Debe tenerse cuidado de no dañar la arteria durante el sacrificio y, sobre todo, durante el despiece y conformación de las piezas, ya que al limpiarla de grasa superficial y ganglios, puede cortarse inadvertidamente, dificultando y hasta haciendo imposible su utilización posterior para este fin. La arteria se encuentra junto a la vena femoral. Es muy importante distinguirlas, porque la inyección por la vena es impracticable, debido al sistema de válvulas de que ésta está dotada para imposibilitar el retorno de la sangre. La orientación de las válvulas hace que éstas dificulten, hasta el punto de hacer casi imposible, la entrada de la salmuera por esta vía. Afortunadamente, son fáciles de diferenciar: la arteria es de menor diámetro, y sus paredes son más gruesas y elásticas que las de la vena. La aguja no se introduce por el extremo cortado de la arteria, el cual tiende a colapsarse, haciendo la operación muy trabajosa. El procedimiento usual es hacer un pequeño corte transversal en la pared intacta de la arteria, como se ilustra esquemáticamente en la Figura 5.8, en una posición suficientemente por encima de la bifurcación de la arteria como para que ambas ramas reciban la irrigación de la salmuera al introducir la aguja e inyectar. 44

Figura 5.8.- Esquema de la incisión a la arteria femoral para insertar la aguja.

La aguja empleada para la inyección arterial es de un diseño completamente diferente a la de la inyección intramuscular o «a rocío» (ver Figura 5.2). Recuerda las agujas de inyección de uso médico, pero es mucho más gruesa: tiene unos 4 - 5 mm de diámetro exterior, y la punta se desbasta, eliminándole el filo de su borde sesgado, para que no atraviese inadvertidamente la pared de la arteria al introducirla en ésta. La aguja para inyección arterial tiene además, como se puede apreciar en el esquema de la Figura 4, un engrosamiento a unos 30 - 40 mm de la punta, para facilitar que el operario pueda sujetar firmemente la arteria, y evitar así que se salga la aguja durante la operación, a causa de la presión de la salmuera. Debe hacerse notar que, debido a la extracción de proteína miofibrilar de la carne al o con la salmuera, la superficie de las piezas tiende a cubrirse de una solución viscosa, que las hace algo resbaladizas.

Capítulo 5 – Tecnología: Curado Seco y Húmedo

muera se realiza automáticamente, según el peso de la pieza. Este tipo de equipos, sin embargo, nunca ha sido empleado en Cuba. Una de las ventajas de la inyección arterial es que la salmuera se distribuye capilarmente, aprovechando el mismo sistema de irrigación sanguínea de las piezas. Esto proporciona una ventaja sustancial en cuanto a la homogeneidad de la distribución de la salmuera, en comparación con la inyección intramuscular manual.

Figura 5.9.- Instalación para la inyección arterial automática de piernas.

La inyección arterial es más exigente en cuanto a la calificación del operario y el cuidado requerido en su realización. Su productividad es también más baja que en la inyección «a rocío», pero la distribución que se logra de la salmuera en las piezas, al aprovechar la profusa ramificación del sistema vascular, es excelente para el bajo nivel de inversión que exige, con lo cual se acorta considerablemente el tiempo de curado y se garantiza un alto nivel de calidad en el producto terminado, evitando las bolsas de salmuera. Existen también máquinas para la inyección arterial automática, que dosifican la inyección hasta alcanzar un aumento de peso predeterminado, como la que se ilustra en la Figura 5.9 (Kramlich et al., 1973). En este sistema, la aguja se inserta y fija manualmente en la arteria, pero el bombeo de sal-

La Figura 5.10 ilustra la excelente distribución inicial de salmuera que se logra mediante la inyección arterial. La comparación con la Figura 5.6, correspondiente a la inyección intramuscular manual, muestra la enorme ventaja que se logra con la inyección arterial, aunque puede apreciarse, sobre todo en la sección a de la Figura, que hay zonas del músculo que reciben relativamente poca irrigación (zonas más claras), por lo que es poco probable que con este método se pueda prescindir de una etapa de difusión espontánea que complete el proceso de distribución de las sales. La Figura 5.11 muestra un corte de una pieza inyectada arterialmente, como la de la Figura 5.10, pero después de 7 días de curado. La distribución de la salmuera es ya prácticamente perfecta al cabo de ese tiempo. En la inyección arterial las piernas no sufren el daño mecánico (desgarramiento de tejidos) causado por la penetración de las agujas en el músculo, con lo que se reducen las mermas de curado. En numerosos expe45

El Curado de la Carne

a

b

c Figura 5.10.- Cortes a una pieza recién inyectada manualmente por vía arterial: cortes por los planos a, b y c.

rimentos el autor ha obtenido, para un nivel de inyección en el orden de 10 - 15 %: con la inyección a rocío, mermas de curado en el orden de 5 - 8 %, mientras que en la inyección multiaguja, dependiendo del nivel de inyección, pueden llegar a ser del 10 %. En el caso de la inyección arterial, estas mermas son de 2 % o menos. Aunque en la elaboración de jamones mediante inyección arterial, el nivel de inyec46

ción habitual es de 8 - 10 % del peso fresco de la pierna, el hecho de que los músculos estén intactos hace que las piezas puedan retener proporciones mucho mayores de salmuera. El autor ha logrado excelentes resultados con 25 - 30 % de salmuera inyectada, con lo que se pueden alcanzar rendimientos de producto terminado del orden del 100 % y superiores, en relación con el peso fresco. Las mermas de curado, es decir, las pérdidas de peso durante esta etapa, dependen del daño que haya sufrido el músculo durante el tratamiento. Tienden a ser mayores después de la inyección multiaguja y la inyección «a rocío», sobre todo en el primer caso,debido al desgarramiento del tejido muscular, provocado por los numerosos pichazos que sufre la carne. Sin embargo, el problema se compensa con la posibilidad de un nivel de inyección más alto y el logro de una distribución de la salmuera muchísimo mejor. Inyección multiaguja La inyección multiaguja es una versión

a Figura 5.11.- Corte a una pieza inyectada arterialmente, después de 7 días de curado.

Capítulo 5 – Tecnología: Curado Seco y Húmedo

mejorada de la inyección a rocío. Para ella se emplea una máquina automática, especialmente diseñada, cuyo aspecto exterior se aprecia en la Figura 5.12. En la inyección multiaguja el proceso se efectúa por una batería de un número variable de agujas, según el modelo de máquina y su capacidad, habitualmente entre 12 y 24, que operan simultáneamente. El diseño de las agujas es idéntico al de las empleadas en la inyección «a rocío». Las piezas o la carne deshuesada a inyectar

Figura 5.13.- Radiografía del corte de una pierna de jamón inyectada con multiaguja hasta un incremento de peso del 19 %.

se colocan en una estera cuyo avance está asociado al movimiento oscilante arriba-abajo-arriba de la batería de agujas, dispuesta transversalmente a la dirección de avance de las piezas. A medida que la carne avanza por la estera, la batería de agujas va inyectándola múltiples veces. Las agujas liberan salmuera cuando el bloque de agujas baja y éstas penetran en la carne. Las agujas están montadas sobre resortes, para permitir que se retraigan dentro del bloque oscilante cuando tropiezan con un hueso. En el equipo es posible controlar la presión de la salmuera, el ritmo de oscilación del bloque de agujas y el avance relativo de la estera. Cuando se reduce el paso de la estera, se logra que el número de inyecciones que sufre la carne por unidad de avance de la estera, sea mayor.

Figura 5.12.- Inyectora multiaguja automática, de diseño típico y de pequeña capacidad.

A mayor presión de salmuera, mayor frecuencia de oscilación del bloque de agujas, y menor paso de avance de la estera, mayor será el nivel de inyección, que puede ajustarse en los equipos normales de buena cali47

El Curado de la Carne

que la distribución de la salmuera es mucho mejor en el caso de la inyección al 43 %, en la Figura 5.14, que en el de la inyección al 19 % de la Figura 5.13.

Figura 5.14.- Radiografía del corte de una pierna de jamón inyectada con multiaguja hasta un incremento de peso del 43 %.

dad entre 5 y 50 % del peso fresco de las piezas o carne que se inyectan. Cuando se desea obtener niveles de inyección muy altos, se recurre a someter la carne a varios pases de inyección. Los resultados obtenidos mediante este proceso son óptimos: se logra la mejor distribución de salmuera posible en forma casi instantánea, con lo que las piezas pueden ir directamente de la inyección al ahumado. Debe aclararse, no obstante, que los resultados óptimos se obtienen para niveles relativamente altos de inyección: casi siempre 30 % o superior. A niveles bajos de inyección, como el 10 % que se emplea habitualmente en la inyección manual, la distribución que se logra mediante la inyección multiaguja no es muy buena. Lo que habitualmente se hace, para aprovechar al máximo sus posibilidades, es inyectar a niveles más altos con salmueras más diluidas. Las Figuras 5.13 y 5.14 ponen de manifiesto precisamente el efecto del nivel de inyección. Comparando ambas, puede apreciarse 48

La inyección multiaguja es sumamente versátil, y permite adaptarla a casi cualquier exigencia de proceso. En algunas tecnologías, en las que la naturaleza del producto impide introducir grandes cantidades de agua con la inyección, la inyección multiaguja permite también ajustarse a esas condiciones: investigadores holandeses lograron acortar sustancialmente el tiempo de curado de bacon Wiltshire inyectando las piezas con una suspensión de sal en una salmuera saturada (70 % de agua; 24 % de sal y 6 % de sal micropulverizada). De este modo lograban la ganancia de sal necesaria, con un nivel modesto de ganancia de peso (Lennssinck et al., 1982). Si se omite la fase de curado, llevando las piezas directamente de la inyección al ahumado, la concentración de la salmuera debe ajustarse para garantizar que la pieza gane, con sólo la inyección, toda la sal que requiere. Estos cálculos siempre tienen un componente empírico. No pueden hacerse como si fuesen balances de materiales exactos, ya que las piezas no son sistemas cerrados. Si bien las mermas de curado pueden ser despreciables, si se omite este paso de proceso, es necesario tener en cuenta que durante el tratamiento térmico ocurren tanto mermas exudativas como evaporativas, y en las primeras se pierde sal disuelta en el jugo exu-

Capítulo 5 – Tecnología: Curado Seco y Húmedo

dado.

Comparación entre los métodos de inyección Es la opinión del autor que la inyección arterial es ideal para un proceso de relativamente pequeña escala, con bajo nivel de inversión: a) La inversión en equipamiento es pequeña, pues requiere el mínimo indispensable, en comparación con cualquier otra alternativa: apenas una pequeña bomba y válvulas de inyección con las agujas adecuadas; b) el tiempo de curado puede reducirse a apenas 48 horas, con mermas de curado mínimas y un mínimo requerimiento de capacidad en cámara de refrigeración para esta etapa, y con todas las ventajas que representa un bajo inventario de productos en proceso; c) pueden emplearse niveles de inyección del orden de 25 - 30 % sobre la base del peso fresco, para alcanzar rendimientos en producto terminado de alrededor de 100 % y aun ligeramente superiores. Si, por el contrario, se dispone de abundante financiamiento, y se piensa en un proceso de mayor escala de operación, la inyección multiaguja es, sin dudas, la mejor opción. Sobre todo, permite eliminar la fase de curado, reduciendo la utilización del espacio en cámaras refrigeradas, que es muy costoso. Por otra parte, se logra una reducción

Figura 5.15.- Porciones en las que se dividió un corte transversal de pierna para estudiar la distribución de sal en el jamón.

importantísima en los inventarios de piezas en proceso, con la consecuente reducción del margen de riesgo de la operación. El peso de otros factores Con todo y lo importante que resulta la inyección, los resultados obtenidos en esta etapa pueden ser afectados, a veces muy fuertemente, por otros pasos de proceso. El autor ha investigado en considerable detalle las tecnologías tradicionales empleadas en Cuba para la elaboración de piezas curadas ahumadas. Algunos de los resultados más interesantes obtenidos se refirieron a la distribución de sal en jamones, medida como comprobación en un trabajo sobre reducción de tiempos de cura, que se reseña parcialmente en el Capítulo 7. Se prepararon 24 jamones, 8 de ellos por inyección «a rocío», 8 arterial y 8 multiaguja, todos a un 10 %. Se frotaron y se dejaron en cura durante 24 horas, al cabo de las cuales 49

El Curado de la Carne

Distribución de sal en jamón pierna 3,5 3

% NaCl

2,5 "A rocío" Arterial Multiaguja

2 1,5 1 0,5 0 0

3

6

9

12

Nº de Porción Figura 5.16.- Contenido promedio de sal en las porciones, cortadas según el patrón de la Figura 5.15, de jamones inyectados por diversos métodos.

se lavaron y hornearon.

estudiados.

De la parte central de cada pieza se cortó transversalmente un disco de 70 - 80 mm de grosor, que se seccionó según el patrón que se muestra en la Figura 5.15, para evaluar la homogeneidad de la distribución de sal en el producto. Después de seccionada la muestra como indica la figura, cada sección se analizaba separadamente para determinar su contenido de sal.

Como puede apreciarse, se nota relativamente poca diferencia entre variantes en la homogeneidad de la distribución, al contrario de lo esperado según las características de los métodos de inyección. La irregularidad en la distribución impuesta por la penetración de la sal frotada en la superficie, se superpone, oscureciendo el efecto de los diversos tratamientos.

En la Figura 5.16 se muestran los contenidos de sal por porción (numeradas según el esquema de la Figura 5.15), de los jamones

Así, puede observarse el bajo contenido de sal en las porciones 1, 4, 7 y en menor medida, 10. Estas porciones (excepto la 10) es-

50

Capítulo 5 – Tecnología: Curado Seco y Húmedo

tán cubiertas por piel, y todas tienen una considerable cubierta grasa, importantes barreras ambas a la penetración de la sal frotada, aunque no a la inyectada. Las porciones 3, 6, 9 y 12, con abundante masa muscular expuesta a la frotación, presentaron niveles de sal muy altos. En general, las porciones con mayor área superficial relativa (3, 10 y 12; la 1 es una excepción) y que consecuentemente experimentan mayor penetración de sal frotada, alcanzan contenidos de sal muy altos, independientemente del método de inyección. Pese a todas estas indicaciones del fuerte efecto de la frotación, pueden observarse aspectos interesantes. Se nota una tendencia a una mejor distribución en la inyección multiaguja, y y a una distribución peor en la inyección «a rocío». En la inyección multiaguja se observa un contenido de sal especialmente bajo en la porción 7, debido a que el hueso estorba el paso de las agujas hacia esta porción. Las agujas penetran, tal como se ha representado la posición de la pieza en la Figura 6, por arriba, atravesando en primer lugar las porciones 3, 6, 9 y 12.

El desalado La tecnología tradicionalmente empleada en Cuba para la elaboración de estos productos, incluye, como hemos mencioado, la frotación de las piezas con una mezcla de sales después de la inyección. La tecnología también establecía que antes del horneo, el ex-

ceso de sal debía eliminarse, para lo que se sometían las piezas a un proceso de «desalado» por inmersión en tanques con agua potable durante 4 horas, con un cambio de agua a las 2 horas. El autor realizó un estudio de este proceso en el que se evaluó su eficacia en jamones y lomos, del cual se reseñará aquí la parte referente a jamones. El estudio se acometió con la siguiente estrategia: • determinar si a medida que avanzaba el proceso de desalado por inmersión mejoraba la distribución de sal en el producto; • estudiar las condiciones de operación a escala industrial, analizando si la estratificación en la concentración de sal en el agua de lavado (la inmersión era en agua inmóvil) introducía diferencias entre los contenidos de cloruro de piezas del fondo, el centro y la superficie del tanque; y • proponer una alternativa mucho más sencilla (lavado por aspersión) y evaluarla comparativamente al desalado en tanques. Para evaluar el primer aspecto se prepararon 3 corridas de 5 jamones cada una, muestreando las piezas (una por corrida y paso de proceso) en 5 momentos: al inicio del desalado y a intervalos de 1 hora durante todo el proceso. La distribución de sal en cada pieza se estudió por el procedimiento descrito en la comparación entre los métodos de inyección, y se tomaron las medias aritméticas y varianzas de los contenidos de 51

El Curado de la Carne

Tabla 5.3.- Datos de valor medio y varianza del contenido de sal en jamones durante el proceso de desalado. Momento del desalado

a,b

Tiempo de desalado

Fondo

a

0,181

0h

0,35

0,22

0,02

1h

3,11

b

0,773

2h

0,71

0,58

0,09

2h

2,65a

0,652

4h

0,31

0,26

0,02

3h

3,05b

0,651

4h

2,65a

0,632

2,44

Valores sin letra en común difieren a P<0,05

sal en las 12 porciones como índices de contenido promedio de sal y de homogeneidad en su distribución, respectivamente. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 5.3. Las varianzas no mostraron diferencias significativas entre sí, indicando que la homogeneidad de la distribución de sal no mejoraba con el proceso de desalado. Más interesante aún, las diferencias significativas observadas entre valores medios de sal fueron probablemente aleatorias, puesto que no participaban de ninguna tendencia observable en los datos: el desalado no sólo no mejoraba la homogeneidad de la distribución de sal, sino que tampoco reducía consistentemente el contenido medio de sal de las piezas. Para estudiar el proceso a escala industrial, se midió el contenido de sal del agua en el fondo, la zona media y la superficie del tanque de desalado, al inicio, a las 2 horas y a las 4 horas, y se muestrearon 36 jamones de la producción 52

Contenido de sal en el agua (%)

Varianza de la distribución de sal

Inicio

Contenido medio de sal

Tabla 5.4.- Datos de valor medio del contenido de sal en el agua de desalado en diferentes momentos durante el proceso.

Zona media Superficie

de una fábrica: 12 procedentes del fondo, 12 de la zona media y 12 de la superficie del tanque de desalado. La Tabla 5.3 presenta los datos obtenidos sobre el contenido de sal en el agua del tanque de desalado, en los que puede apreciarse una fuerte estratificación: la concentración de sal en el fondo es decenas de veces más alta que en la superficie. Esto no es de extrañar, tratándose de agua inmóvil. Por otra parte, si esta agua Figura 5.5.- Desalado de jamones. Con tenido de sal de piezas de ditintas zonas del tanque y comparación de métodos de desalado.

C on traste de zon as del tanq ue

C om p aración de m étod os de d esalad o

N o . de p iezas

C o nten id o m edio de sal (% )

F o ndo

12

2,22

Z ona m ed ia

12

2,51

S up erficie

12

2,26

Inm ersión 4h

4

2,99

A spersión 5 m in .

4

2,59

Capítulo 5 – Tecnología: Curado Seco y Húmedo

ejerce un verdadero efecto de desalado, éste debe verse afectado por la concentración de sal en el agua, y provocar diferencias entre jamones provenientes de las tres zonas estudiadas del tanque. La Tabla 5.5 resume ambos aspectos. Los contenidos promedio de los jamones procedentes de diversas zonas del tanque de desalado no difirieron entre sí, ni mostraron siquiera una tendencia reveladora de efecto alguno de este proceso. Por otra parte, el contenido medio de sal en las piezas «desaladas» por el procedimiento de lavado por aspersión no difirió significativamente del de las piezas lavadas por aspersión. Por último, 82 consumidores compararon los jamones desalados por ambos métodos: 41 de ellos prefirieron el jamón lavado por aspersión, y 41el jamón desalado en tanques, lo cual indica que no se halló diferencia significativa entre tratamientos. En definitiva, como resultado de este trabajo, el prolongado desalado en tanques fue abandonado en favor del rápido lavado por aspersión, y el caso queda como elocuente ejemplo de que hay generalmente mucho espacio para el mejoramiento de las tecnologías tradicionales. Referencias -Andújar, G. y Tarrazo, J. (1981) The rate of penetration of salt into meat. Fleischwirtschaft 61 (9) 1366-1367 y 1383-1384. -Andújar, G., Herrera, H. y Roselló, I. (1982) Reducción de los tiempos de curado en

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El Curado de la Carne

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54

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Capítulo 6 – Tecnología: Penetración de la Cura

TECNOLOGÍA DEL CURADO: PENETRACIÓN DE LA CURA

L

a tecnología moderna de la carne centra su interés en lograr procesos lo más rápidos, económicos y eficaces posibles. A los efectos del curado de la carne, el objetivo a alcanzar es lograr, en el tiempo más corto posible, una distribución uniforme, con una concentración efectiva, de las sustancias curantes en la carne, porlo cual se ha dedicado mucho esfuerzo a dilucidar los mecanismos de penetración y difusión involucrados en este proceso. En este capítulo se reseñan algunos de los aspectos químico-físicos fundamentales de esos mecanismos.

El mecanismo de penetración de la cura Como se vio en el capítulo anterior, en la elaboración de las piezas curadas cuyo estudio nos ocupa, como los jamones, lomos y lacones, la aplicación de las sustancias curantes se hace generalmente mediante la inyección de salmuera en las piezas. En la mayoría de los casos, sin embargo, no se logra una distribución uniforme de la salmuera en el producto con la sola inyección, sino que se requiere una etapa de reposo (tiempo de cura), durante la cual la distribución de las sustancias curantes en la carne se uniforma, migrando desde las zonas en las que su concentración es mayor, hacia aquellas

6

en las que es más baja. Muchos resultados experimentales, obtenidos en diversas condiciones, indican que la migración de los ingredientes del curado en el interior del tejido muscular ocurre por un proceso de difusión simple. También la mayoría de los resultados indica, y como tal se ha aceptado desde hace bastante tiempo, que la vía principal de difusión es a través del fluido extracelular (Morley, 1977). Así, se ha observado una difusión más rápida de la cura en piezas que han sufrido congelación y descongelación, en las que el daño mecánico causado a las células por la formación de cristales de hielo aumenta la proporción de líquido extracelular (Rahelic et al., 1973; Poma, 1980; González-Méndez et al., 1983; Gros et al., 1984; Lautenschlaeger, 1995). No todos los resultados publicados, sin embargo, coinciden siempre, y se encuentran discrepancias en la literatura aun en relación con principios casi universalmente aceptados. En cuanto al efecto de la congelacióndescongelación de la carne y su efecto acelerador sobre la penetración de la cura, por ejemplo, Sorheim y Gumpen (1986) confirmaron este efecto en condiciones de curado seco, pero no en el curado húmedo. 55

El Curado de la Carne

Para un modo dado de aplicación de las sustancias curantes, la velocidad de difusión de éstas depende de numerosos factores, entre los cuales se destacan la temperatura, la concentración de la solución salina curante y la proporción de tejido no muscular, como la piel y el tejido adiposo. La velocidad de difusión de sal en el tejido adiposo es unas 20 veces más lenta que en el tejido magro (Wood, 1966). Sobre el efecto de otros factores hay frecuentemente evidencias diversas, con la consecuente divergencia de opiniones entre los diversos autores. Esta es la causa de que en gran medida, el proceso se haya ido ajustando de manera empírica y que, aún hoy, muchos fabricantes se atienen a normas prácticas simples y fórmulas y modos de operación tradicionales que sólo se relacionan vagamente con la compleja realidad físico química del curado.

Efecto de la calidad de la carne En efecto, la calidad de la carne y, en particular, el estado de sus proteínas, es crítico para la velocidad de penetración de la cura. Así, en el músculo recién sacrificado, las miofibrillas están muy hidratadas, inmovilizando gran parte del agua «libre» de la carne en una estructura muy cerrada, que dificulta la difusión de la sales del curado. En la carne, ya después de alcanzarse el pH final, más cercano al punto isoeléctrico de sus proteínas, las miofibrillas se encuentran mucho menos hidratadas, y gran parte del agua libre se moviliza hacia los espacios intersticiales, 56

en una estructura más abierta, en la que la difusión de las sales del curado es más fácil y rápida. Condiciones como la carne PSE o DFD también influyen de un modo similar: la estructura cerrada de la carne DFD dificulta la difusión de las sales y hace más lento y deficiente el curado de la carne, mientras que la mayor rapidez de la difusión en la carne PSE no compensa su escasa capacidad de retención de agua y consecuente tendencia a sufrir mayores mermas. La complejidad de un proceso como el curado de la carne radica no solamente en la complejidad de la composición de la materia prima, cualidad que comparte con muchos otros procesos alimentarios, sino en que la carne es una materia prima con estructura, y una estructura complicada. Es mucho más sencillo modelar física, química y matemáticamente la elaboración de una masa fina de embutido, en la que la estructura desaparece para dar paso a una dispersión más o menos cercana a una emulsión, que la penetración de los ingredientes de curado en una pieza intacta de músculo convertido en carne, en la que el proceso de difusión está influido, no sólo por la concentración de sales en la superficie de la pieza, la forma y dimensiones de ésta y la temperatura a la que ocurre en proceso, sino por la variedad de músculos con diferentes composiciones químicas, valores de pH, y capacidad de retención de agua; la desnaturalización de las proteínas por la alta concentración de sal en la superficie de las

Capítulo 6 – Tecnología: Penetración de la Cura

piezas; la modificación de la estructura de la carne por el efecto de la sal sobre las proteínas miofibrilares; la orientación de las fibras musculares; la presencia, estructura, orientación celular y dimensiones de capas diversas de tejido conectivo y adiposo entre los músculos que forman las piezas, y el hecho de que el flujo no es sólo en una dirección, sino que hay un intercambio de sustancias entre las piezas de carne y la mezcla curante, para mencionar sólo una parte de los factores que habría que modelar.

Algunas experiencias en cuanto a la difusión de la sal en la carne Para ilustrar con un ejemplo concreto los estudios que se hacen para evaluar la difusión de las sustancias curantes, y en particular la sal, en la carne, se presentará con cierto grado de detalle un estudio realizado en nuestro Instituto. Una de las dificultades que planteaba la aplicación de los principios químico-físicos a la tecnología tradicionalmente empleada en Cuba era precisamente el carácter mixto de ésta, que combina la inyección de salmuera con la frotación con una mezcla de sales. Para conocer las características del proceso, era necesario evaluar la velocidad de penetración de la sal a partir de la frotación, ya que todos los estudios sobre difusión de sal en la carne publicados hasta ese momento se habían concebido exclusivamente en condiciones que simulaban las del curado húmedo, es decir, la inmersión de la carne en una salmuera (Körmendy y Gantner, 1958; Wistreich

et al., 1959, 1960; Wood, 1966; Morley, 1977). A este efecto, se diseñó un experimento (Andújar y Tarrazo, 1981) para estudiar la difusión a partir de la aplicación de sal sólida sobre la superficie de la carne, como se describe a continuación. Se prepararon porciones de músculo longissimus dorsi de cerdo obtenidas 24 72 horas post mortem, de canales de cerdo mantenidas a 2° - 4°C. Se eliminó cuidadosamente toda la grasa visible, cuidando de no dañar la capa dorsal de tejido conectivo epimisial. Se cortaron pequeños bloques de carne, de forma paralelepipédica, de exactamente 30 mm de grosor, por aproximadamente 30 mm de ancho, por aproximadamente 60 mm de largo, cada uno de ellos con una masa de 60 - 70 g, cortados de modo que su base estaba recubierta de la capa intacta de tejido conectivo. En cada corrida experimental, 5 de tales porciones se colocaron sobre una capa de cristales de NaCl puro para análisis de 2 - 3 mm de grosor, en Placas de Petri, de modo que solamente la cara recubierta de tejido conectivo estuviese en o con la sal. Las superficies expuestas al aire se recubrieron con película de polietileno para minimizar la desecación de la carne por evaporación mientras las placas se mantenían en una cámara refrigerada a 2° - 4°C. Las porciones se retiraron del o con la sal a las 6, 12, 24, 48 y 72 horas. En cada 57

El Curado de la Carne

caso, la porción en cuestión se enjuagaba rápidamente con agua destilada para eliminar la sal sólida adherida a la superficie, se secaba con papel de filtro y se homogeneizaba pasándola dos veces por un molino de carne con placa de orificios de 3 mm de diámetro. Las muestras se conservaban en bolsas plásticas a 2° - 4°C hasta su análisis, nunca más de 24 horas después de su preparación. Se realizaron en total 5 corridas experimentales bajo similares condiciones. El contenido de NaCl se determinó por una variante del método de Mohr, aplicando la corrección propuesta por Venegas y Andújar (1979). Se evaluó la validez de la Ley de Fick en las condiciones experimentales ensayadas, ajustando un modelo teórico a los datos de contenido de NaCl obtenidos y calculando el valor del coeficiente de difusión en esas condiciones. En primer lugar, debe recordarse que casi tres cuartas partes de la carne están formadas por agua, de modo que la difusión de la sal en la carne ocurre siempre en disolución. Parte de la sal sólida aplicada a la superficie de la carne se disuelve en el agua contenida en su superficie, y es a partir de la salmuera así formada que la sal penetra, como si se difundiera en una disolución, de las zonas en que la concentración es mayor, hacia aquellas en las que es más baja. En este sentido, la penetración de sal en las condiciones del curado seco tiene importan58

tes analogías con la que ocurre en las del curado húmedo. La disposición experimental corresponde en general al modelo geométrico descrito como «lámina infinita de grosor h», puesto que permite considerar que la difusión se produce sólo a lo largo de un eje, en la dirección de la altura h de los bloques de carne (30 mm en las condiciones del experimento), lo cual simplifica considerablemente la expresión matemática de la Ley de Fick, a los efectos de ajustar un modelo teórico basado en ella a los datos experimentales. Por otra parte, se logran simplificaciones adicionales si se parte, como condiciones de frontera, de las siguientes suposiciones: ƒ

la concentración promedio inicial de sal en la carne es cero.

ƒ

la concentración de sal en la superficie de la carne es igual a la concentración de sal en la salmuera; y

ƒ

la cantidad de sal que penetra en la carne es igual a la reducción del contenido de sal en la salmuera.

Teniendo además en cuenta que la presencia de la sal sólida en la superficie de la carne asegura que la salmuera formada en esa zona permanece saturada, ya que la sal que penetra en la carne es repuesta por la que se disuelve a partir de los cristales presentes, se llega a una expresión que puede graficarse a partir de los datos experimentales. Según la ley de Fick, la difusión a lo largo de un eje puede expresarse por la ecuación diferencial:

Capítulo 6 – Tecnología: Penetración de la Cura dc — dt

δ2c = D —2 δx

donde c es la concentración de sal en cualquier punto de la carne al tiempo t, x es la posición de ese punto, medida en la coordenada a lo largo de la cual ocurre la difusión, y D es el coeficiente de difusión.

y = mx + b por el método de los mínimos cuadrados, se obtienen el valor de la pendiente m y el intercepto b. En la ecuación obtenida, estos valores corresponden, para la pendiente: m

Aplicando las condiciones de frontera, se obtiene como solución la serie: ∞ p2 -(Dµ2kt/h2) pd0 ct = —— – 2d0 k=1 Σ ————— e µkp2 + p + 1 p+1 donde ct es la concentración promedio de sal (m/v) en la carne al tiempo t; p es la proporción en volumen salmuera:carne; d0 es la concentración inicial (m/v) de sal en la salmuera y µ es una constante. Debido a que la presencia de sal sólida en la superficie de la carne mantiene la salmuera saturada, a pesar de que la sal migra continuamente hacia el interior de la carne, se puede considerar que la proporción salmuera:carne p es muy grande, lo cual se expresa matemáticamente por p → ∞ ∞. Tomando límites según esa condición, y despreciando los primeros momentos del proceso, es decir, considerando sólo valores de t suficientemente grandes, lo que permite tener en cuenta sólo el primer términode la serie, se llega a la expresión: 2 µ2 D log e ct log ( 1 – — ) = log —2 – ————— t d0 µ h2 Los valores de ct, expresados como masa de sal por unidad de volumen de carne, se calcularon a partir de los resultados de los análisis químicos (m/m) y la densidad de la carne, estimada a partir de la fórmula propuesta por Körmendy y Gantner (1958). El valor d0, la densidad inicial de la salmuera, se consideró igual a la densidad de una salmuera saturada a 3°C, es decir, 31,6 g sal por 100 cm3 de salmuera. Puede así hacerse un gráfico de log(1-ct/d0) vs. t, que debe corresponder a una lína recta si los datos cumplen la Ley de Fick. Ajustando la ecuación de la recta, de la forma:

=

µ2 D log e ————— h2

y para el intercepto: b =

2 —2 µ

de modo que los valores de los coeficientes µ2 (y por tanto, µ) y de D pueden obtenerse de este sistema de dos ecuaciones.

Los resultados obtenidos para el contenido promedio de sal en la carne fueron: Tiempo de Contenido medio difusión de NaCl (horas) (% m/m) 6 1,89 ± 0,28 12 2,26 ± 0,26 24 3,54 ± 0,27 48 5,22 ± 0,53 72 6,23 ± 0,47 La Figura 6.1 muestra el excelente ajuste lineal obtenido. Puede apreciarse que el intercepto no es cero, como podría indicar la condición relativa a una concentración inicial nula de sal en la carne, ct = 0. Esto se debe a una desviación de la linealidad para valores pequeños de t, dado que la ecuación de partida se dedujo con la condición de que t no fuese muy pequeño. El análisis de varianza de los datos de la regresión arrojó un valor de F = 181,5, altamente significativo (P<<0.001).

59

El Curado de la Carne

D = (3,3 ± 0,2) x 10-6 cm2s-1, a 2° - 4°C

Tiempo de difusión (h) 0

20

40

60

80

Este valor es algo mayor que el que podría esperarse para esta temperatura a partir de los datos de Wood (1966).

0

-0,02

y = -0,0012x - 0,0235 log(1-ct/d0)

-0,04

-0,06

-0,08

-0,1

-0,12

Figura 6.1.- Gráfico obtenido a partir de los datos experimentales mediante el ajuste de una línea recta (Andújar y Tarrazo, 1981).

El hecho de que los datos se ajustaran tan estrictamente al comportamiento esperado de acuerdo al modelo teórico, indica que la difusión se produce en estas condiciones también de acuerdo con la Ley de Fick, tal como había observado anteriormente Wood (1966) en condiciones considerablemente diferentes, y confirma las conclusiones generales de la reseña de Morley (1977). Sustituyendo los valores obtenidos para la pendiente y el intercepto, se obtiene el valor de D, el coeficiente de difusión: D = 3,3 x 10-6 cm2s-1, a 2° - 4°C Tomando en consideración la variabilidad observada en el contenido de sal en las porciones de carne, y que se indica en la tabla de resultados, el coeficiente puede expresarse con mayor precisión: 60

Este investigador presenta resultados del coeficiente de difusión a varias temperaturas. Como quiera que este coeficiente es básicamente una constante cinética, debe obedecer la ley de Arrhenius, y un gráfico de log D sobre el recíproco de la temperatura absoluta, 1/T, debe dar una línea recta, de la cual puede obtenerse, generalmente por interpolación, el valor de D para temperaturas diferentes de las empleadas por el autor en sus experimentos.

Los datos de referencia predicen un valor algo más bajo que el obtenido en este trabajo: D = 1,7 x 10-6 cm2s-1, a 3°C Aunque la discrepancia podría atribuirse a diferencias en las condiciones experimentales, debe recalcarse que los valores de D reportados en la literatura muestran variaciones significativas, aun bajo condiciones bastante similares. Los cálculos de Wood a partir de datos compilados por Wistreich et al. (1959) arrojan valores de D más altos que el obtenido en el trabajo que nos ocupa, y que varían entre 4,0 y 4,2 x 10-6 cm2s-1, siempre referidas a una temperatura de 3°C. Más recientemente, Palmia (1989) obtuvo un valor del coeficiente también cercano al de Wood, casi a la misma temperatura, sólo muy ligeramente más baja: D = (2,04 ± 0,03) x 10-6 cm2s-1, a 2°C Dado que las condiciones en las que se realizó el trabajo de Wistreich et al. (1959) eran mu-

Capítulo 6 – Tecnología: Penetración de la Cura

cho más similares a las del experimento de Wood (1966), que a las descritas aquí, estas discrepancias son indicativas del grado de variabilidad que puede esperarse en estos experimentos.

La difusión de sal en el producto terminado Aunque es imperativo lograr la mejor distribución posible de la cura en el producto en proceso antes del tratamiento térmico, so pena de una considerable merma de calidad en forma de zonas sin un adecuado desarrollo de color, o concentraciones locales de sal en diversas zonas del producto que resultaran inaceptablemente altas o bajas, cabría la posibilidad, dado el bajo nivel de nitrito requerido para un curado satisfactorio, de que se lograse un desarrollo de color aceptable en todo el interior del producto, sin que se haya alcanzado una distribución del todo uniforme de la sal. Cabe preguntarse si, dado ese caso, se puede contar con que la distribución de la sal continúe mejorando durante las etapas posteriores al tratamiento térmico, ya en la fase de producto terminado, por ejemplo, durante el almacenamiento y la distribución. El autor también exploró esa posibilidad, estudiando la difusión de la sal en la carne de cerdo cocida (Andújar et al., 1985). El diseño experimental fue idéntico al usado para la carne cruda, pero los músculos longissimus dorsi empleados se cocieron en el horno, recubiertos de una película imper-

meable, hasta alcanzar una temperatura en su centro térmico de 70°C. Entre otras diferencias importantes, además de la desnaturalización de la proteína de la carne, y un contenido promedio de humedad sustancialmente más bajo en las porciones de carne, como resultado de la exudación de líquido durante la cocción, la capa de tejido conectivo que recubre el músculo en su zona dorsal, y que se conservó intacta en el experimento anteriormente descrito, estaba en este caso gelatinizada por el tratamiento térmico. El contenido promedio de sal en las porciones de carne se determinó por el método de la AOAC (1985), y los resultados obtenidos fueron los siguientes: Tiempo de difusión (horas) 6 12 24 48 72

Contenido medio de NaCl (% m/m) 0,51 ± 0,11 1,09 ± 0,29 2,20 ± 0,30 4,49 ± 0,09 5,73 ± 0,22

y la Figura 6.2 muestra el ajuste lineal obtenido, a partir del cual, por el procedimiento descrito anteriormente, se obtiene un valor del coeficiente de difusión muy similar al medido para la carne cruda: D = (4,00 ± 0,02) x 10-6 cm2s-1, a 2° - 4°C La conclusión obvia de estos resultados es que la difusión de la sal continúa, sustancialmente a la misma velocidad, después de la cocción del producto y puede, por tanto, esperarse una 61

El Curado de la Carne

pequeñas porciones de carne.

Tiempo de difusión (h) 0

20

40

60

80

0

-0,02 y = -0,00139x - 0,00058

log(1-ct/d0)

-0,04

-0,06

-0,08

-0,1

-0,12

Figura 6.2.- Gráfico obtenido a partir de los datos experimentales mediante el ajuste de una línea recta (Andújar et al., 1985).

homogeneización adicional de los niveles locales de sal en diversas porciones del producto, durante el almacenamiento y la distribución del producto terminado. Los resultados aquí presentados ilustran la importancia de dedicar la debida atención a los aspectos básicos, que muchas veces pueden dilucidarse en experimentos relativamente sencillos y de muy bajo costo. Mientras que la experimentación a nivel industrial requiere ocupar el valioso tiempo de las instalaciones fabriles y una cantidad considerable de materia prima, mucha de la investigación básica necesaria para aclarar mecanismos de gran importancia para la propia industria puede realizarse en sistemas modelo, a escala de mesa de laboratorio, con 62

Sólo se requiere, para asumir este estilo de trabajo, aplicar con rigor la teoría y los métodos matemáticos necesarios y, eventualmente, resolver con ingenio las dificultades que pueden plantean las diferencias de escala, que frecuentemente en el caso de los procesos de la industria cárnica no son tan importantes, sobre todo cuando lo que se investiga se centra en el proceso a nivel químico, químico-físico o bioquímico. La acumulación de resultados básicos coherentes y bien fundamentados termina generalmente por encontrar la aplicación práctica buscada, como han demostrado Palmia et al. (1993) aplicando al curado seco de jamones sus estudios básicos sobre la evaluación de coeficientes de difusión (Palmia, 1989).

La difusión de otros aditivos Aunque la atención de la mayoría de los investigadores se ha dirigido hacia la difusión de la sal, probablemente porque es el caso más sencillo, ya que este aditivo se difunde a través de la carne sin reaccionar químicamente con sus componentes, se han publicado algunos resultados en relación con la difusión del nitrito y el nitrato (Fox, 1980; Gros et al., 1984), nitrato y glucosa (Djelveh y Gros, 1989). Mientras que Fox (1980) corroboró los hallazgos anteriores en relación con la difusión de la sal, que se comportó normalmente en los tres métodos que empleó para evaluar el coeficiente de difusión. Encontró variaciones, sin embargo, entre las medicio-

Capítulo 6 – Tecnología: Penetración de la Cura

nes realizadas por diversos métodos cuando estos se aplican a solutos que, como el nitrito y el nitrato, están involucrados en reacciones químicas en la carne. Djelveh y Gros (1989) confirmaron que la difusividad del NaCl no se afecta por la dirección en que se mide la difusión, arrojando el mismo coeficiente si la difusión se produce a lo largo o a través de las fibras de la carne. En el caso de la glucosa, no obstante, encontraron que el coeficiente de difusión es tres veces mayor cuando la difusión se mide en el sentido de las fibras que cuando se mide transversalmente a éstas, lo cual resalta la importancia del mecanismo de difusión. El creciente interés en los productos dietéticos bajos en sodio, por último, ha llevado a que se estudie también la difusión en la carne del KCl, que se ha usado como sustituto parcial de la sal en la dieta. Peña-Ramos et al. (1995) hallaron que el ion K+, al igual que el Na+, se difunde a mayor velocidad si la carne ha sido previamente congelada y descongelada que si se emplea carne fresca, y determinaron que el K+ tiene un coeficiente de difusión mayor que el del Na+ en las mezclas comúnmente usadas en alimentos bajos en sodio. Referencias -AOAC (1980) Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, 13th. Ed., Association of Official Analytical Chemists, Washington, D.C.

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Capítulo 7 – Tecnología: Ajuste de Tiempos Mínimos de Curado

TECNOLOGÍA: AJUSTE DE TIEMPOS MÍNIMOS DE CURADO

7

La reducción del tiempo de curado

una frotación, y lograron reducir aún más la duración del proceso, de 10 a 5 días.

Originalmente, el curado de canales completas de cerdo, para la elaboración de bacon Wiltshire, se llevaba a cabo en tiempos que podían ser de 2 a 3 semanas (Gibbons, 1953).

En la actualidad, aprovechando que una buena parte del bacon Wiltshire se comercializa «verde», que en el argot industrial significa «no ahumado, no tratado térmicamente», se recurre a aprovechar parte del tiempo de distribución para la ecualización de la distribución de la cura en el producto, mediante el sistema que se ha llamado de «curado en la bolsa» (cured in bag) (Andersen y Hinrichsen, 1995).

El método empleado en este proceso era, en un inicio, de curado seco: se aplicaba por frotación en la superficie de la carne una mezcla de sal y nitrato de potasio. La carne se curaba lentamente, a medida que las bacterias reducían el nitrato a nitrito. El tratamiento de curado seco fue posteriormente reemplazado por el curado húmedo, en el cual las canales eran inyectadas manualmente y sumergidas en salmuera durante 4 – 5 días, después de los cuales se sacaban, se escurrían y se dejaban curar en refrigeración durante 1 – 2 semanas. Cuando se comenzó a añadir nitrito directamente a la mezcla curante y la inyección multiaguja fue reemplazando a la inyección intramuscular manual, los tiempos de proceso en el curado Wiltshire se redujeron a 7 – 10 días. Cambios adicionales ensayados por Taylor et al. (1980) condujeron a prescindir de la etapa de inmersión en salmuera, sustituyéndola por

El tipo de jamón pierna y lomo ahumado tradicionalmente producido en Cuba guarda semejanza con el bacon Wiltshire, y en los planes de producción nacionales constituyó consistentemente, durante muchos años, aproximadamente el 20 % del tonelaje total de producción. Al momento de acometerse el estudio de reducción de tiempos de cura que vamos a reseñar aquí, el tiempo de cura vigente era de 4 días, establecido por Valdés-Ayala y Herrera (1978) a partir de un período anteriormente establecido de 6 días, sin cambio sustancial de tecnología. Era evidente, por otra parte, a partir de diversos reportes de literatura (Rongey et al., 1959; Kassai y Kárpáty, 1963; Mandigo y 65

El Curado de la Carne

Tabla 7.1.- Diseño del experimento. Bloques incompletos equilibrados. Banda (pierna, lomo, lacón) Cerdo Nº (bloque)

Izquierda

Derecha

Nº ident.

Tratmnto

Nº ident.

Tratmnto

1

1

A

2

B

2

3

A

4

C

3

5

A

6

D

4

7

A

8

E

5

9

A

10

F

6

11

B

12

C

7

13

B

14

D

8

15

B

16

E

9

17

B

18

F

10

19

C

20

D

11

21

C

22

E

12

23

C

24

F

13

25

D

26

E

14

27

D

28

F

15

29

E

30

F

Henrickson, 1966, 1967; Kramlich et al., 1973), que podían lograrse tiempos de cura más cortos. Para el factor tiempo de curado se partió, como nivel patrón, del tiempo de curado vigente, que era de 4 días. Aquí se presentarán los resultados correspondientes, en jamones, al nivel alternativo de dos días de curado, aunque en el experimento se fueron ensayando tiempos progresivamente menores: 3, 2 y 1 día. En el caso de los lomos y los lacones se pudo comparar en un solo experimento entre 4, 3 y 2 días de curado. Se tuvo además en cuenta el factor cualitativo método de inyección, con tres niveles para ja66

mones: intramuscular manual («a rocío»), arterial y multiaguja; y dos para lomos: «a rocío» y multiaguja. En los lacones, que por su pequeño tamaño, se elaboran sin inyectarlos, sino sólo frotándolos, se analizó la posibilidad de que la introducción de la inyección cooperara a reducir el tiempo de curado, de modo que el factor cualitativo en el caso de este producto fue la aplicación o no de la inyección, permaneciendo igual para ambas variantes la aplicación de la frotación.

El diseño de bloques aleatorizados incompletos equilibrados El elemento de mayor interés de estos experimentos, a los efectos de decidir reseñarlos en este volumen, es precisamente su diseño. En el caso que nos ocupa, en cuanto a jamones, tenemos que comparar 6 tratamientos, que son las combinaciones de dos tiempos de curado (4 y 2 días) y los tres tipos de inyección: 2A 2R

2 días de curado, inyección arterial; 2 días de curado, inyección “a rocío” (intramuscular manual); 2MA 2 días de curado, inyección multiaguja; 4A 4 días de curado, inyección arterial; 4R 4 días de curado, inyección “a rocío”; 4MA 4 días de curado, inyección multiaguja. Una de las limitaciones principales en la experimentación con alimentos, y en particular con los de origen animal, es la variabilidad propia de los materiales biológicos, que es muy marcada entre animales, aun a igualdad de raza,

Capítulo 7 – Tecnología: Ajuste de Tiempos Mínimos de Curado

crianza y otros factores, con la tal vez única excepción de los tan improbables gemelos idénticos. Sabemos que incluso hay una variabilidad considerable entre músculos diversos del mismo animal, pero éste posee una simetría bilateral fundamental, al menos en lo referente a las partes de la canal, que permite comparar, con cierta amplitud de criterio, la pierna o cualquier otra parte de la canal con su homóloga simétrica: derecha con izquierda, o viceversa. Cualquier experimento que genere un número de tratamientos (combinaciones de niveles de los factores) mayor que 2, supera tales posibilidades de comparación directa en igualdad de condiciones, puesto que un cerdo sólo produce 2 jamones, 2 lomos y 2 lacones. Introducir en una comparación simple, por ejemplo, jamones de más de un cerdo implica asumir la variabilidad entre animales, que como indicábamos es generalmente muy considerable, como un componente a sumar al error aleatorio, lo cual reduce la sensibilidad de los experimentos. Para resolver precisamente ese dilema, se han diseñado los experimentos de bloques aleatorizados incompletos equilibrados (Davies, 1967). La Tabla 7.1 muestra la distribución de piernas por tratamiento en el caso de los jamones. Puede apreciarse que de cada tratamiento se realizan 5 réplicas (5 piernas individuales), y que cada par de tratamientos se compara en piernas pareadas al menos una vez. El diseño requiere un total de 15 bloques (cerdos), o sea, 30 piernas.

En el caso de los lomos, también se compararon 6 tratamientos, que son las combinaciones de 3 tiempos de curado (4, 3 y 2 días) y 2 tipos de inyección, puesto que la inyección arterial no es practicable en estas piezas: 2R 2 días de curado, inyección “a rocío”; 2MA 2 días de curado, inyección multiaguja; 3R 3 días de curado, inyección “a rocío”; 3MA 3 días de curado, inyección multiaguja; 4R 4 días de curado, inyección “a rocío”; 4MA 4 días de curado, inyección multiaguja. Para los lacones, se ensayaron los mismos tiempos de curado que en los lomos, pero se evaluó la posibilidad de que la inyección (que no se hacía en la industria, puesto que estas piezas se curaban sólo por frotación), pudiera acortar el proceso de curado. Se compararon, por tanto, 6 tratamientos, que son las combinaciones de 3 tiempos de curado (4, 3 y 2 días) y 2 opciones en cuanto a la inyección: aplicarla o aplicar frotación: 2I 2F 3I 3F 4I 4F

2 días de curado, inyectado; 2 días de curado, frotado; 3 días de curado, inyectado; 3 días de curado, frotado; 4 días de curado, inyectado; y 4 días de curado, frotado;

Se emplearon piezas procedentes de los mismos cerdos, de cruces industriales y de ambos sexos indistintamente. Los jamones pesaron entre 6,6 y 10,1 kg; los lomos, entre 2,2 y 4,2 kg, y los lacones entre 0,7 y 1,1 kg. Las piezas de cada conjunto experimental se marcaron individualmente y se procesaron en el orden fijado por una tabla de números 67

El Curado de la Carne

aleatorios. En la inyección de todas las piezas se empleó una salmuera que contenía 14 % de sal, 3 % de tripolifosfato de sodio, 2,5 % de azúcar y 2,5 % de “sal de cura” (81 % de sal, 8,5 % de nitrito de sodio y 0,5 % de silica gel). Todos los porcentajes indicados son masa/masa. La inyección arterial y la intramuscular manual (“a rocío”) se realizaron con una inyectora manual LKPF-0 (Lavrids Knudsen, Kolding, Dinamarca) y la inyección multiaguja con una inyectora automática “Inject Star” Junior BI18 (Hoffmann, Austria). Todas las piezas se inyectaron hasta un incremento en peso de aproximadamente un 10 % de su peso fresco. Inmediatamente después de inyectadas, las piezas se frotaron manualmente con una mezcla de 72 % de sal, 14 % de azúcar y 14 % de sal de cura, y se colocaron en estantes, en cámaras refrigeradas a 2° - 4°C, durante el período establecido en cada caso. Los lacones, en algunos casos no se inyectaron, sino que sólo se frotaron. Cumplida la etapa de curado, las piezas se colgaron, se lavaron con agua corriente para eliminarles el exceso de sal de la superficie, y se hornearon en tres etapas: a) Secado a 70°C y 40 % de humedad relativa durante 1,5 horas; b) Ahumado a 80°C y 50 % de humedad relativa durante 1,5 horas; y c) Cocción a 76°C al vapor directo, hasta alcanzar 70°C en el centro de la pieza.

Tabla 7.2.- Resultados de la evaluación sensorial. Jamones. Tratam iento

Aspecto

Sabor

2 días; arterial

5,0

4,9 b

0,0

2 días; rocío

4,7

5,0 b

- 0,4

2 d.; m ultiaguja

4,9

5,3 a

- 0,2

4 días; arterial

5,4

5,3 a

+ 0,1

4 días; rocío

5,2

5,4 a

- 0,2

4 d.; m ultiaguja

4,9

5,0

b

+ 0,5

Error est. m edia

(n.s.)

± 0,106 **

(n.s.)

ab

Valores medios en una misma columna, sin letra en común, difieren a P<0,05 (Prueba de Duncan). (n.s.) No significativo.

Al salir del horno, las piezas se refrigeraron inmediatamente y se conservaron en cámara a 2° - 4°C durante 48 horas, hasta el muestreo.

Análisis y resultados Las muestras se sometieron a evaluación sensorial por un grupo de 7 – 9 jueces expertos, que evaluaron el aspecto y el sabor en una prueba de puntuación por escala de 7 puntos (1: «pésimo»; 7: «excelente»), y el nivel de salinidad en una puntuación por escala simétrica de 9 Tabla 7.3.- Resultados de los análisis químicos. Jamones. Tratamiento

NaCl (%)

NaNO2 (ppm)

H2O (%)

2 días; arterial

2,16

86

62,4

2 días; rocío

1,50

36

58,2

2 d.; multiaguja

2,36

37

61,9

4 días; arterial

2,28

45

64,9

4 días; rocío

2,20

64

64,1

4 d.; multiaguja

2,45

26

61,0

Error est. media

(n.s.)

(n.s.)

(n.s.)

(n.s.) No significativo.

68

Nivel de sal

Capítulo 7 – Tecnología: Ajuste de Tiempos Mínimos de Curado

puntos (+4: «extremadamente subido de sal»; 0: «ideal»; -4: «extremadamente bajo de sal»).

7.3 presenta de forma similar los resultados de los análisis químicos.

También se realizaron análisis químicos, determinándose los contenidos de NaCl (Venegas y Andújar, 1979), nitrito de sodio (AOAC, 1980) y agua (AOAC, 1980).

En jamones, no se encontraron diferencias significativas en la evaluación del aspecto ni el nivel de salinidad, mientras que los efectos observados en la evaluación del sabor son, por una parte, cuantitativamente pequeños (la mayor diferencia entre resultados medios es de apenas 0,4 unidades, que aunque sea estadísticamente significativa, es demasiado pequeña para considerarse sensorialmente significativa en una escala de 7 puntos. Por otra parte, la significación de las diferencias no mostró ningún patrón consistente con una ventaja para ninguna de las alternativas de tiempo de curado.

Los resultados sensoriales y químicos se evaluaron por análisis de varianza, en la forma establecida para los datos de diseños en bloques incompletos equilibrados. Para los detalles de realización de los cálculos, consúltese el libro de Davies (1967) sobre diseño de experimentos industriales, u otra obra de alcance comparable. Aunque la descripción detallada del procedimiento de cálculo que se aplica en estos casos rebasa el alcance de este volumen, es importante destacar que está concebido justamente para compensar, mediante correcciones en la estimación de los valores medios, la escasez de ocasiones de comparación directa entre tratamientos pareados. Los resultados de evaluación sensorial obtenidos presentaron una dispersión baja en comparación con resultados similares reportados son anterioridad (Taylor et al., 1980). La dispersión se evaluó calculando la desviación estándar de cada conjunto de calificaciones correspondiente a cada aspecto, para cada muestra. De las 270 desviaciones estándar así calculadas, sólo 21 (7,8 %) fueron superiores a 1,2 y sólo 2 (0,7 %) fueron superiores a 1,5. Los resultados medios de evaluación sensorial de los jamones, y su análisis estadístico se muestran en la Tabla 7.2, mientras que la Tabla

Los datos de la Tabla 7.3 no indicaron diferencias significativas entre los resultados de los análisis químicos de las variantes ensayadas en jamones. Los resultados de los lomos se muestran en las tablas 7.4 (evaluación sensorial) y 7.5 (análisis químicos). En ninguno de los casos se obtuvieron diferencias significativas entre tratamientos. Cabe destacar, sin embargo, la calificación del nivel de salinidad, con valores medios elevados, coincidentes en general con los resultados de los análisis de cloruro de sodio. Este efecto está causado por un erróneo diseño de la tecnología de elaboración del producto, al cual se aplican básicamente los mismos parámetros de fabricación que al jamón pierna, ignorando peculiaridades fundamentales: • los lomos carecen de cubierta de piel, que dificulta la penetración de sal en los jamo69

El Curado de la Carne

nes a partir de la sal de frotación; • por su forma geométrica, los lomos tienen una relación superficie:peso mucho mayor que la de los jamones, por lo que experimentan una absorción proporcionalmente mayor de sal de frotación que los jamones; y • los lomos tienen, por último, una proporción carne:hueso mucho menor que las piernas, por lo cual la sal aplicada, tanto la inyectada con la salmuera como la que penetra en la pieza a partir de la frotación, alcanza una concentración significativamente mayor en la porción comestible. Por estas mismas razones, y como puede apreciarse perfectamente en los resultados de las tablas 7.3 y 7.5, el contenido medio de nitrito en los lomos es más alto que en los jamones. Las tablas 7.6 y 7.7, por otra parte, muestran los resultados de la evaluación sensorial y los análisis químicos a los lacones. No se apreciaron diferencias de destacar en cuanto al aspecto y el sabor, aunque sí se observó un efecto estadística y sensorialmente significativo – la diferencia entre las muestras con calificaciones extremas es de casi una unidad de la escala –, en cuanto al nivel de salinidad.

Tabla 7.4.- Resultados de análisis sensorial. Lomos. Tratamiento

Aspecto

Sabor

Nivel de sal

2 días; rocío

6,1

5,9

+ 0,8

2 d.; multiaguja

6,0

5,6

+ 1,5

3 días; rocío

6,1

5,2

+ 1,4

3 d.; multiaguja

6,0

5,1

+ 1,9

4 días; rocío

6,0

5,9

+ 0,8

4 d.; multiaguja

5,9

5,5

+ 1,2

(n.s)

(n.s.)

Error est. media (n.s.) (n.s.) No significativo.

inyección resultaron con un mayor nivel de sal que las no inyectadas, debido a la cantidad extra de sal aportada por la inyección, puesto que en lo demás experimentaron el mismo proceso. Además, dentro de cada uno de las pares de tratamientos que se diferencian entre sí por el tiempo de curado, se aprecia una ligera tenTabla 7.5.- Resultados de análisis químicos. Lomos. Tratamiento

NaCl (%)

NaNO2 (ppm)

H2O (%)

2 días; rocío

2,4

90

51,3

Los resultados de los análisis químicos – ver datos de determinación de NaCl, Tabla 7.7 – coinciden en este efecto observado sensorialmente.

2 d.; multiaguja

2,3

72

51,7

3 días; rocío

3,7

83

52,9

3 d.; multiaguja

3,6

88

50,7

4 días; rocío

3,0

89

53,3

En este aspecto, los resultados responden totalmente a lo que cabría esperar, dadas las variantes aplicadas: en general, las variantes con

4 d.; multiaguja

3,8

108

51,3

Error est. media

(n.s.)

(n.s)

(n.s.)

70

(n.s.) No significativo.

Capítulo 7 – Tecnología: Ajuste de Tiempos Mínimos de Curado Tabla 7.6.- Resultados de la evaluación sensorial. Lacones. Tratamiento

Aspecto

Sabor

Nivel de sal

4 d.; inyectad.

5,7

5,6

+ 0,4a

3 d.; inyectad.

5,4

5,3

+ 0,6a

2 días; inyectad.

5,5

5,4

+ 0,0ab

4 días; frotado

5,5

5,5

+ 0,0ab

3 días; frotado

5,2

5,2

- 0,3b

2 días; frotado

5,7

5,5

- 0,3b

Error est. media

(n.s.)

(n.s.)

± 0,2824*

ab

Valores medios en una misma columna, sin letra en común, difieren a P<0,05 (Prueba de Duncan). (n.s.) No significativo.

dencia a que la piezas de curado más prolongado absorben un poco más de sal, aunque esta tendencia no llegó a constituir una diferencia estadísticamente significativa. En general, el contenido de sal en los lacones Tabla 7.7.- Resultados de los análisis químicos. Lacones. Tratamiento

NaCl (%)

NaNO2 (ppm)

H2O (%)

4 días; inyectad.

3,2a

132

54,9

3 días; inyectad.

a

3,1

125

56,3

2 días; inyectad.

3,0a

117

57,8

a

4 días; frotado

2,8

117

53,6

3 días; frotado

2,2b

64

53,6

2 días; frotado

b

2,2

118

53,1

Error est. media

± 0,2002*

(n.s.)

(n.s.)

ab

Valores medios en una misma columna, sin letra en común, difieren a P<0,05 (Prueba de Duncan).

resultó intermedio entre los jamones y los lomos, pese a que se trata de las piezas con mayor relación superficie:peso de las estudiadas. El hecho de que conservan la piel durante el proceso es un factor que explica este comportamiento. El contenido de nitrito en los lacones fue el más alto de los tres productos, rebasando en una ocasión, igualando en otra, y permaneciendo en general peligrosamente cercano, en la mayoría de los demás casos, al límite máximo actualmente permisible de 125 ppm. En términos generales, los resultados de este trabajo indicaron que no hay una afectación sustancial a la calidad de los productos por la reducción del tiempo de curado a 2 días, independientemente del método de inyección para jamones y lomos, o de que se inyecten o no los lacones. Una reducción del tiempo de curado, siempre que se garantice una distribución aceptablemente uniforme de los agentes curantes, sólo puede resultar beneficiosa desde el punto de vista microbiológico, razón por la cual se decidió prescindir de esta evaluación para estos productos. Un índice crítico en este sentido, la durabilidad, no mostró afectación. ninguna pieza elaborada con el tiempo reducido de curado mostró afectación alguna que la hiciera rechazable a los 20 días de producida, que era el período de durabilidad vigente para estos productos.

Algunos aspectos a destacar Estos resultados no sólo son ilustrativos de la

(n.s.) No significativo.

71

El Curado de la Carne

posibilidad de reducir el tiempo de curado de productos tradicionales como los aquí estudiados, sin afectación sustancial a la calidad, sino que muestran, además, la aplicación en un caso práctico de un tipo de diseño de experimentos especialmente útil. El diseño de bloques aleatorizados incompletos equilibrados, empleado en la investigación aquí reseñada, permite comparar equitativamente un número de tratamientos mayor que el número de unidades en un bloque experimental, una posibilidad muy valiosa cuando se experimenta con material biológico, siempre sujeto a un alto grado de variabilidad intrínseca, y particularmente útil en los estudios con materiales que, como las piezas curadas cuya tecnología estudiamos, existen en bloques experimentales de sólo dos unidades directamente comparables, pero en los que sea necesario contrastar más de dos tratamientos. En la tecnología de alimentos en general, y de los productos cárnicos en particular, encontramos continuamente procesos u operaciones susceptibles de perfeccionamiento mejoramiento Referencias -Andersen, H. J. y Hinrichsen, L. L. (1995) Changes in curing agents, microbial counts and volatile compounds during processing of green bacon using two different production technologies. Journal of the Science of Food and Agriculture 68 (4) 477-487. -AOAC (1980) The Official methods of Analysis of the Association of Official 72

Analytical Chemists. 13a. Ed. Association of Official Analytical Chemists, Washington ,D.C. -Davies, O. L. (1967) The design and analysis of industrial experiments. 2a. Ed., Longmans, Londres. -Gibbons, N. E. (1953) Wiltshire bacon. Advances in Food Research 4, 1 - 35. -Kassai, D. y Kárpáty, Gy. (1963) Ham curing with rapid cooling. IX European Meeting of Meat Research Workers, Budapest. -Kramlich, W. E.; Pearson, A. M. y Tauber, F. W. (1973) Processed Meats, AVI, Westport. -Mandigo, R. W. y Henrickson, R. L. (1966) Influence of hot-processing pork carcasses on cured hams. Food Technology 20, 538 - 540. -Mandigo, R. W. y Henrickson, R. L. (1967) The influence of pre-chill processing techniques on bacon. Food Technology 21, 1262 - 1262. -Rongey, E. H.; Kahlenberg, O. J. y Naumann, H. B. (1959) Some factors influencing the uniformity and stability of color in cured ham. Food Technology 13 (11), 640-644. -Taylor, A. A.; Shaw, B. G. y Jolley, P. D. (1980) A modern dry-salting process for Wiltshire bacon. Journal of Food Technology 15, 301 - 310. -Valdés-Ayala, Z. y Herrera, H. (1978) Reducción de los tiempos de cura en productos ahumados. (no publicado) Instituto de Investigaciones para la Industria Alimenticia, La Habana.

Capítulo 7 – Tecnología: Ajuste de Tiempos Mínimos de Curado

-Venegas, O. y Andújar, G. (1979) Determination of chloride in meat products. Proceedings of the European

Meeting of Meat Research Workers No. 25, 5.12:319-5.12:324.

73

Capítulo 8 – Tratamiento Térmico

TRATAMIENTO TÉRMICO

E

l tratamiento térmico de los alimentos en general, incluyendo los productos cárnicos, es un proceso desarrollado empíricamente a lo largo de milenios. Por el tortuoso, pero efectivo método del «ensayo y error» culinario, la humanidad ha perfeccionado numerosas variantes de tratamiento térmico Este tratamiento, considerado como proceso genérico, tiene tres objetivos fundamentales: • Por una parte, se busca transformar química y bioquímicamente sus constituyentes para hacerlos más fácilmente digeribles. En el caso de los productos cárnicos, la desnaturalización de las proteínas es probablemente el proceso más importante, unido a la gelatinización, casi siempre parcial, del colágeno. • Este proceso transforma radicalmente, además, las propiedades organolépticas de los productos, que se hacen más suaves a la masticación y desarrollan un aroma y sabor más agradable, que contribuye a hacer más placentero su consumo. • Por último, pero de ningún modo lo menos importante, el tratamiento térmico es un método de conservación, que contribuye a la seguridad de su consumo, desde el punto

8

de vista de los riesgos a la salud, y extiende, a veces sustancialmente, la durabilidad de los alimentos. Para lograr estos fines, se han desarrollado numerosos métodos, todos orientados a los fines básicos que acabamos de enunciar, pero que se logran en distinta medida y con características propias mediante cada uno de ellos. Un alimento se convertirá en un producto diferente según se decida cocerlo, freírlo, asarlo, ahumarlo en caliente o tostarlo, por sólo mencionar unas pocas de las numerosas variantes de tratamiento térmico a las que podría someterse. Por su gran importancia, los aspectos microbiológicos del tratamiento térmico se abordarán en el Capítulo 9 «Microbiología de los Productos Curados». Este capítulo se centrará en los métodos de tratamiento térmico habitualmente empleados en la elaboración de las piezas curadas ahumadas tradicionales, que son el horneo – ya sea con aire seco o con vapor – y el ahumado, y lo hará sobre todo desde el punto de vista de su tecnología, con énfasis en los procedimientos de aplicación: temperaturas y tiempos de proceso. 75

El Curado de la Carne

El horneo moderno de piezas curadas ahumadas Aunque en etapas no tan distantes del desarrollo de la tecnología de la carne, el horneo era simplemente un tratamiento con aire caliente y humo, que se prolongaba hasta terminar la cocción del producto, ese enfoque es difícilmente compatible con la eficiencia que demanda la producción industrial moderna. Actualmente, cuando nos referimos al horneo de productos cárnicos, sobre todo en relación con piezas enteras curadas – como las que nos ocupan en este volumen – o embutidos con envoltura natural o sintética permeable a la humedad, estamos refiriéndonos a un proceso complejo que incluye tres fases principales: a) Un secado preliminar, generalmente breve y que se realiza a temperatura moderada y humedad relativa baja, cuyo objetivo es preparar la superficie del producto para el ahumado; b) el ahumado, generalmente realizado en caliente y que se prolonga hasta alcanzar el grado deseado en el producto – grado que usualmente se estima por apreciación visual – con una duración algo mayor que el secado; y c) la cocción, que en la tecnología moderna se hace con vapor, y que se mantiene hasta alcanzar la temperatura final deseada, generalmente medida en el centro del producto. En la Figura 8.1 se presenta un facsímil de una gráfica típica de horneo de jamón pierna. Pue76

Figura 8.1.- Facsímil de la gráfica de temperatura de un horneo típico de jamón pierna.

de apreciarse la fase de secado, de unos 40 minutos a 70°C, después el ahumado a unos 83°C de temperatura promedio, y por último

Capítulo 8 – Tratamiento Térmico

la cocción con vapor a 76° – 77°C. La temperatura final deseada en el centro del producto, 70°C, se alcanza en algo más de 8,5 horas en total. Es interesante destacar que el control de temperatura del equipo siempre ite un intervalo de variación, que se aprecia en el ancho del trazo multipunto. El ajuste es siempre más preciso en el tratamiento con vapor.

tra en la Figura la circulación se activa automáticamente al encender el horno, dado que, como parte del sistema de calentamiento del aire éste se hace circular, mediante un ventilador, sobre los elementos calefactores, ya sean estos eléctricos o calentados con vapor. Los sistemas modernos de control del horno incluyen también el control de la humedad relativa, que generalmente se regula ajustando dos temperaturas, la de «bulbo seco» y la de «bul-

El horno La aplicación de un programa racional de tratamiento térmico, como el que acabamos de describir, requiere disponer de equipos adecuados. La Figura 8.2 muestra una cámara moderna de horneo. El modelo presentado es pequeño – se construyen también sistemas de enorme capacidad – pero dispone de todos los controles necesarios. Es en primer lugar imprescindible un buen control de la temperatura, el principal parámetro de proceso en esta fase de la elaboración de los productos. El gabinete que se aprecia en la foto sobre la pared lateral del horno encierra los dispositivos de medición y control de la temperatura, que en los equipos modernos son sumamente fáciles de ajustar, y permiten el control de este parámetro con notable precisión. A los efectos del procesamiento, es deseable una precisión de más o menos un grado Celsius. Es importante, a este efecto, que el equipo garantice una buena uniformidad de la temperatura mediante una activa circulación del aire en la cámara. En los equipos como el que se ilus-

Figura 8.2.- Horno moderno para el ahumado y cocción de productos cárnicos.

77

El Curado de la Carne

bo húmedo», según las lecturas psicrométricas correspondientes. Este aspecto se trata con algún grado de detalle en el epígrafe sobre el secado. Dado que los productos evaporan agua durante el proceso, los hornos disponen de ventilas que permiten eliminar el exceso de humedad ambiental dentro de la cámara. la eliminación es activa, mediante un ventilador que extrae aire húmedo de la cámara y lo expulsa a través de una chimenea, como la que se aprecia en la parte superior del equipo de la foto. El diseño de los hornos modernos presenta en general pocas variaciones, que dependen sobre todo del tipo de carros en que se coloquen los productos, y que pueden ser aéreos, que se mueven colgados, a lo largo de un carril, o terrestres, provistos de ruedas. El horno de la foto está diseñado para recibir carros terrestres. Por las cada vez más exigentes normas internacionales de higiene, el material preferido para fabricar las cámaras de horneo es el acero inoxidable. Un factor importante en este contexto es la facilidad que brinda este material para su limpieza, puesto que las cámaras y sus rios, sobre todo cuando se emplea ahumado natural, tienden a cubrirse de depósitos alquitranados que exigen limpieza a fondo con materiales corrosivos, como la sosa cáustica.

aplicación. Se trataba entonces de asegurar sobre todo la conservación de la carne mediante el secado, lo cual se lograba mediante un horneo prolongado, casi siempre combinado con el ahumado. Hoy esta primera fase del horneo tiene un propósito muy diferente. Por la forma en que conduce el proceso de elaboración industrial de los productos cárnicos, estos llegan casi siempre al horneo con la superficie mojada, o al menos húmeda. Si son piezas enteras curadas, deben lavarse de la salmuera o la sal que las cubre, antes de hornearse. Generalmente proceden de cámaras refrigeradas, de modo que experimentan además condensación de la humedad ambiental sobre su superficie. Si el producto se ahuma en esas condiciones, los componentes del humo se depositan irregularmente sobre su superficie, produciendo en ella, sobre todo en las zonas donde hay gotas de agua, manchas o vetas que afectan su aspecto. Es necesario, por tanto, secar ligeramente la superficie.

El secado

Es importante destacar que el agua presente en las capas superficiales del producto es muy importante para que el ahumado se produzca satisfactoriamente (Foster y Simpson, 1961), y no se trata de que sea necesario secar a fondo el producto. Sólo es imprescindible garantizar que la superficie quede libre de gotas de agua, con una humedad razonablemente uniforme.

Este era uno de los objetivos fundamentales del horneo de la carne y, posteriormente, de los productos cárnicos, en la etapa primitiva de su

Para ello, basta aplicar aire caliente, a temperaturas que oscilan entre 60° y 70°C, con una humedad relativa baja, alrededor de 40 – 50

78

Capítulo 8 – Tratamiento Térmico Tabla 8.1.- Tabla psicrométrica empleada para la regulación de la humedad relativa durante el horneo. Temperatura de bulbo seco (°C)

Temp. bulbo seco – Temp. bulbo húmedo (°C)

44

46

48

50

52

54

56

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60

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84

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90

92

0

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

1

94

94

94

94

95

95

95

95

95

95

95

95

95

95

95

96

96

96

96

96

96

96

96

96

97

2

89

89

89

89

90

90

90

90

91

91

91

91

91

91

91

92

92

92

92

92

92

92

92

92

93

3

83

84

84

84

85

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%, durante 30 – 60 minutos, para asegurar un secado adecuado (Lange, 1976). Para el ajuste de la humedad relativa se recurre a una tabla psicrométrica, que frecuentemente la suministra el fabricante del horno, a menudo grabada indeleblemente en una plaquita metálica adosada al de control, para fácil referencia.

da que permite leer el valor de la humedad relativa correspondiente a cada combinación de temperaturas de bulbo seco y húmedo. Para un mejor aprovechamiento del espacio de la Tabla, en lugar de referir los datos directamente a la temperatura de bulbo húmedo, lo que se tabula en su lugar es la diferencia entre ambas mediciones termométricas.

En la Tabla 8.1 se presenta una tabla psicrométrica, en forma de una tabla de doble entra-

El uso de estas tablas es muy sencillo: si se desea secar un producto a 70°C y una humedad 79

El Curado de la Carne

relativa de 40 %, deberá ajustarse la temperatura de bulbo seco a 70°C y la diferencia entre bulbo seco y bulbo húmedo a 18°C, lo que corresponde a una lectura de bulbo húmedo de 52°C.

cursos una variedad de factores, entre ellos materiales y métodos de envase, y la aplicación de la refrigeración, que permiten la reducción de la intensidad de los tratamientos con los que se combinan; y

Cualquiera que sea el modo en que esté diseñada la tabla, el modo de utilizarla es básicamente el mismo: la temperatura a mantener debe siempre coincidir con la lectura del termómetro de bulbo seco, y ambas lecturas deben corresponder a la humedad relativa buscada.

El ahumado

c) los conocimientos toxicológicos y la preocupación por eliminar de la dieta aquellas sustancias que representan riesgos potenciales a la salud, entre las cuales se cuentan no pocos de los compuestos presentes en el humo, como numerosos derivados polifenílicos que son conocidos carcinógenos (Tilgner, 1970).

Probablemente, en el desarrollo histórico de los productos curados, el tratamiento térmico se aplicó desde un inicio conjuntamente con el ahumado, que es el proceso que se cita en las referencias más antiguas que se tienen sobre la elaboración de productos cárnicos.

El resultado de estas tendencias es que, de una presencia apreciable de compuestos derivados del humo en los productos, se ha ido pasando a apenas trazas, aplicadas de diversas maneras y sin que tengan un impacto fundamental en la preferencia de los consumidores.

Aunque el ahumado se incluye genéricamente entre los métodos de conservación, este criterio se basa sobre todo en la forma en que este tratamiento se aplicaba originalmente, casi siempre combinado con el logro simultáneo de un grado considerable de secado, en un proceso prolongado que daba como resultado un ahumado muy intenso. Esta imagen tiene realmente muy poco que ver con los métodos modernos de ahumado, que se han ido suavizando en la medida en que han ido evolucionando:

Características químicas del humo Del humo de la madera se han aislado cientos de compuestos químicos diversos, entre ellos fenoles, ácidos orgánicos, alcoholes, compuestos carbonílicos e hidrocarburos.

a) el gusto de los consumidores, hacia la preferencia por sabores más ligeros y suaves; b) las tecnologías de conservación de alimentos, que cuentan ahora en su arsenal de re80

Aunque está fuera del alcance de esta obra describir en detalle la composición del humo y las propiedades de cada una de sus fracciones o componentes, sí corresponde reseñar brevemente la naturaleza del humo y sus principales fracciones. La combustión completa de la madera, como la que se logra en presencia de abundante oxígeno, no produce humo, sino dióxido de carbono y agua. La producción de humo se debe,

Capítulo 8 – Tratamiento Térmico

por tanto, no a la combustión, sino a la pirólisis (del griego: descomposición por el calor) de la madera. La madera está formada por tres fracciones sólidas fundamentales: la celulosa, la hemicelulosa y la lignina. De ellas, la celulosa, que es un carbohidrato que por hidrólisis produce glucosa, cuando se deshidrata produce ß-glucosano y, por pirólisis, da ácido acético y sus derivados, pero muy pocos furanos y fenoles, que son los componentes más interesantes del humo. Las hemicelulosas son poco estables: enseguida se descomponen para dar furano y sus derivados, y ácidos carboxílicos alifáticos. Su composición varía según la madera de origen: las de maderas más duras son más ricas en pentosanos que las de las blandas, y producen mayor cantidad de ácidos. La lignina, como puede apreciarse en el inserto, tiene una estructura compleja, rica en anillos aromáticos. Su pirólisis produce abundantes fenoles y éteres fenólicos, sobre todo guayacol y siringol, así como sus homólogos y derivados. La fracción fenólica procedente de la pirólisis de la lignina puede ser más o menos rica en compuestos oxigenados, del tipo de la vainillina y el ácido vainillínico, en dependencia de la mayor o menor presencia de oxígeno durante la

Lignina

pirólisis (Wasserman y Fiddler, 1969). A la fracción fenólica corresponde el mayor impacto sobre la calidad de los productos, pues su contribución tiene un marcado efecto antioxidante, aporta una nota característica de ahumado al aroma de los productos sobre los que se depositan y muestra un definido efecto bacteriostático, que contribuye a extender la durabilidad de los productos tratados.Entre tanto, la fracción carbonílica aporta aroma y color de ahumado y la alcohólica es probablemente la de menor importancia práctica por su escaso efecto sobre la calidad de los productos (Gilbert y Knowles, 1975; Knowles et al., 1975). La fracción ácida no parece contribuir notablemente al aroma, ni su poder preservante parece ir más allá de un débil efecto debido a la acidez que aporta a la superficie de los productos. Su efecto más notable está aparentemente relacionado con la coagulación superficial de las proteínas de las piezas de carne ahumadas, un resultado de relativamente poca trascendencia en la elaboración de piezas curadas ahumadas. El mayor interés de la fracción de hidrocarburos es la posible presencia en el humo de hidrocarburos policíclicos, del tipo del benzo-αpireno, un reconocido carcinógeno.

Celulosa

81

El Curado de la Carne

Vapores y partículas El humo es un sistema coloidal, formado por una fase dispersa, constituida por partículas líquidas y sólidas, de un diámetro promedio entre 0,10 y 0,14 µm (Foster, 1960), y una fase dispersante constituida por vapores. Cada una de estas fases contribuye de diversa manera al proceso de ahumado. Probablemente el mayor aporte a la comprensión de la importancia y funciones relativas de estas dos fases del humo en el proceso del ahumado lo proporcionó el sistemático trabajo de perfeccionamiento de procesos y equipos para el ahumado (orientado en buena medida al arenque) que se desarrolló en la Estación Experimental Torry, en Escocia, notable antecesora de lo que sería después el otrora famoso – y hoy lamentablemente extinto – MRI, el Instituto de Investigacio-

nes de la Carne del Reino Unido. Se destacan, en este sentido, los clásicos artículos de Foster y Simpson (1961) y Foster et al. (1961). Estos investigadores observaron que al exponer una lámina de aluminio al humo, la deposición era más intensa en la cara superior de la lámina, sin que el grado de deposición variara al aumentar la velocidad de circulación del humo por un factor de cien, de 0,02 a 2 m/s. Al ahumar agua, por el contrario, se obtenía una velocidad de deposición promedio 20 veces mayor, que aumentaba por un factor de 10 al variar la velocidad del humo entre 0,2 y 2 m/s. Esto sugería que, mientras la deposición de humo sobre la lámina de aluminio era una una simple deposición gravitatoria – probablemente de partículas –, sobre el agua se producía una disolución de componentes de los vapores.

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Humo Vapores Partículas

0,2

Contenido en fenoles

Esto quedó comprobado al determinar que la concentración de fenoles sobre la lámina de aluminio ahumada era prácticamente igual a la del alquitrán depositado al pasar el humo por un ciclón – un depósito formado fundamentalmente por partículas –, mientras que en el agua ahumada era unas 8 veces superior.

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Nº del tubo

Figura 8.3.- Fraccionamiento de humo y sus fases en un sistema de extracción líquidolíquido a contracorriente con 20 tubos.

82

Para dilucidar el rol de vapores y partículas en el proceso de ahumado, se separaron electrostáticamente las partículas de los vapores, y se estudió su composición mediante técnicas de separación en fracciones. Las Figuras 8.3 y 8.4 muestran los resultados obtenidos,

Capítulo 8 – Tratamiento Térmico

ésta es realmente un condensado de la fase dispersante. Las partículas se comportan así como un reservorio de vapores, y los componentes se distribuyen entre las fases cumpliendo la ley del reparto.

Contenido en fenoles

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Humo Vapores Partículas

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Fracción

6

Resi- 8 duo

Figura 8.4.- Fraccionamiento de humo y sus fases por destilación con vapor.

que indican claramente que, desde el punto de vista de aporte fenólico, son los vapores los que tienen el papel fundamental en el proceso. La comprobación práctica de esta idea se hizo en pruebas sensoriales pareadas en arenques ahumados con humo normal y con vapores de los que se habían separado electrostáticamente las partículas. De 574 ensayos, en 375 no se encontró diferencia, mientras que las indicaciones de presencia de sabor inusual se hicieron en 110 muestras ahumadas con humo normal, y en 89 ahumadas con vapores. En 538 ensayos de preferencia, 281 prefirieron muestras con ahumado normal, y 257 ahumadas con vapores. Un experimento similar con bacon dio resultados análogos. La Figura 8.5 presenta datos de pérdida de peso de la fracción dispersa, que indican que

Esto tiene una consecuencia muy importante: a igualdad de otras condiciones, el efecto del ahumado, desde el punto de vista del sabor y aroma que aporta al producto, varía con la temperatura de aplicación, porque la composición de la fase vapor cambia al aumentar la temperatura, enriqueciéndose en los componentes menos volátiles. Foster y Simpson (1961) comprobaron que el agua ahumada a 55°C contiene similar concentración de fenoles volátiles, pero 3 veces más fenoles no volátiles que el agua ahumada a 30°C.

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Pérdida de peso de partículas (%)

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Incremento de temperatura (°C)

Figura 8.5.- Modificación de la proporción de fases del humo al aumentar la temperatura.

83

El Curado de la Carne

La generación del humo El modo de generación del humo tiene una influencia decisiva en su composición y propiedades. Una alta temperatura de combustión, por ejemplo, favorece la formación de hidrocarburos policíclicos, un factor a evitar por razones toxicológicas. En general, se considera que una temperatura de combustión de unos 350°C es razonablemente alta como para producir cantidades apreciables de fenoles, pero no tanto que fomente la producción de benzopireno (Chandrasekhar y Kaveriappa, 1985).

Estos generadores permiten controlar prácticamente todos los factores que inciden en la calidad del humo generado, incluida la posibilidad de humedecer controladamente el aserrín, puesto que un aumento en el nivel de humedad de éste aumenta la proporción de la fracción acídica a expensas de la fenólica, modificando así características fundamentales para el efecto del humo en el producto. En algunos sistemas se genera el humo por fricción de un leño contra una piedra rotatoria. Este peculiar sistema genera un tipo de humo completamente diferente en composición y propiedades a los obtenidos por combustión convencional (Tilgner y Daun, 1970).

Los generadores de humo modernos, como el que se muestra en la Figura 8.6, se diseñan para permitir un conMétodos de ahumado trol adecuado del proceso de combustión: se emplea aseLa fase de ahumado natural rrín, que se va dosificando de jamones y productos sisobre una plancha metálica milares puede realizarse secalentada por una resistencia gún diversos programas de eléctrica, cuyo control ter- Figura 8.6.- Generador automá- tiempo, temperatura. La exmostático permite regular la tico de humo. periencia en nuestro Institutemperatura de combustión. El equipo tiene to nos ha llevado a aplicar el ahumado a unos además control de entrada de aire y una serie 85°C y humedad relativa de 50 - 60 %, duranse obstáculos en el recorrido del humo que cote 1 hora. Esta fase decide ya el desarrollo del operan a depositar y, por tanto, eliminar del color y el aroma del producto, y permite pasar humo las fracciones más pesadas, del tipo del a la fase de cocción. alquitrán. 84

Capítulo 8 – Tratamiento Térmico

En productos de menor diámetro, como los lomos y lacones, puede recurrirse a ahumar y cocer en una misma etapa, aplicando humo con aire caliente a unos 85°C, hasta alcanzar la temperatura final deseada en el centro del producto. Mucho de lo que hemos visto ilustra, no obstante, la gran cantidad de variables involucradas en el proceso y, por tanto, la dificultad de lograr un ahumado consistente, reproducible. Por este motivo se ha introducido la utilización de humos líquidos, obtenidos por destilación seca de la madera, con una composición mucho más controlable, que puede aplicarse por inmersión o, lo que es más frecuente, por atomización en el horno, ocasionalmente combinada con la aplicación electrostática. Efectos del ahumado Entre los efectos del ahumado sobre los productos cárnicos, acostumbran a citarse: -

el aporte de sabor y aroma; la reducción de la contaminación microbiana; el aporte de color, y la protección contra el enranciamiento.

El aporte de sabor y aroma, así como la reducción de la contaminación microbiana y la protección contra el enranciamiento son resultado de la deposición sobre los productos cárnicos de algunos de los muchas sustancias químicas existentes en el humo.

Aunque la deposición sobre la superficie de los productos cárnicos de algunos compuestos del tipo de las resinas coopera en alguna medida al desarrollo de color, éste tiene que ver más con el tratamiento térmico que acompaña a menudo al ahumado. No sólo se estabilizan definitivamente los pigmentos rosados formados en el curado, sino que se producen pardeamientos superficiales que tienden a reforzar el color dorado tan deseable en los productos de este tipo.

La cocción En la actualidad, el ahumado y la cocción se realizan siempre simultáneamente, o como fases de un mismo proceso que las abarca a ambas. Como ya hemos indicado, en la tecnología actual la cocción hace un aporte más importante como método de conservación, mediante la reducción de los conteos de microorganismos viables en el producto, que el ahumado o el curado. Los aspectos microbiológicos del tratamiento térmico se tratarán en el capítulo Microbiología del Curado (páginas 104 y siguientes). La fase de cocción culmina el proceso de tratamiento térmico de los productos cárnicos. Al alcanzarse esta etapa, ya los productos han experimentado un considerable período de calentamiento, a través del secado y el ahumado, de modo que, a pesar del enfriamiento debido a la evaporación superficial, la temperatura de 85

El Curado de la Carne

las capas exteriores del producto es ya considerable y, consecuentemente, el gradiente de temperatura entre el aire de la cámara de cocción o el ahumadero y el producto se reduce, exigiendo la máxima eficiencia en la transferencia de calor en la interfase. Si se permite en esta etapa que el producto se siga secando – por ejemplo, usando aire caliente para la cocción –, el enfriamiento superficial dificultará mucho el calentamiento ulterior, limitado por un gradiente menor. Es por esto que se recurre a la cocción con vapor como última etapa de este proceso. El vapor tiene una capacidad de transferencia de calor mucho mayor, mientras que el ambiente saturado de humedad evita el enfriamiento evaporativo superficial del producto. Hay otro aspecto a tomar en consideración: el proceso de penetración del calor en las piezas establece un gradiente de temperatura dentro del producto, de modo que la temperatura en su superficie es cercana a la de la cámara y bastante más alta que en el interior de las piezas. Una gran elevación de la temperatura de la cámara, para acelerar el proceso, provocaría la sobrecocción de las capas exteriores del producto, con daño a la calidad y, probablemente, afectación a los rendimientos por mermas excesivas. Precisamente por estas razones se emplea para esta fase un gradiente de temperatura pequeño: la cocción se realiza típicamente con vapor a 76°C hasta alcanzar la temperatura interna final deseada, casi siempre en el orden de los 70°C. 86

Un estudio de condiciones concretas de tratamiento térmico En varias ocasiones nuestro Instituto ha debido analizar diversas propuestas, más o menos atinadas, de programas de tratamiento térmico que se han propuesto para cortes curados ahumados, enfrentando siempre la dificultad de lo dispersa y poco sistemática que resulta la información disponible sobre el tratamiento térmico de productos no enlatados. Se han acometido así varios estudios para definir los métodos de tratamiento más adecuados a cada tipo de producto. Una complicación adicional, a la que intenta darle respuesta en alguna medida este volumen, es que los cortes de cerdo con hueso, curados y ahumados en caliente, del tipo del jamón pierna, jamón paleta, lomo ahumado, lacón y otros productos similares, no están muy ampliamente cubiertos en la literatura especializada, mientras que, por otra parte, en Cuba han constituido históricamente una proporción sustancial del plan de producción nacional de productos cárnicos, que se ha elaborado en condiciones muy diversas de tecnología y equipos. De ellos, el jamón pierna y el lomo ahumado, por el tamaño de sus piezas y por contener las carnes más valiosas del cerdo, requieren una atención especial en cuanto al tratamiento térmico, que resulta necesariamente largo y debe ajustarse cuidadosamente para no provocar mermas excesivas. El objetivo del estudio que reseñaremos aquí fue comparar diversas alternativas de programas de horneo, para seleccionar aquellas que

Capítulo 8 – Tratamiento Térmico

Tabla 8.2.- Métodos comparados para el tratamiento térmico de jamón pierna. Métodos A (nueva propuesta) B (nueva propuesta) C (usado en una fábrica)

secado 90°C; 30 min 90°C; 30 min 90°C; 30 min

D (ajustado anteriormente) E (nueva propuesta) F (usado en el Instituto)

70°C; 30 min 90°C; 30 min 70°C; 30 min

ahumado 90°C; 60 min 90°C; 60 min 90°C (aire seco hasta 70° en el centro) 80°C; 60 min 90°C; 60 min 85°C; 60 min

cocción 90 C (vapor) 80°C (vapor) 90°C (vapor hasta 60°C en el centro) 90°C (aire seco) 90°C (aire seco) 76°C (vapor)

Nota: El método C se aplica en orden inverso al usual: se cuece primero al vapor, para después secar y terminar la cocción con aire seco y humo. En todos los métodos el tratamiento térmico culminó cuando el producto alcanzó 70°C en el centro de la pieza.

produjeran las menores mermas y lograran los tiempos de horneo más cortos. Se compararon 6 métodos de horneo para jamones, que se describen en la Tabla 8.2. Por razones de aplicabilidad en las condiciones de diversas fábricas, se incluyeron variantes con fase de cocción al vapor y otras que mantenían tratamiento con aire seco todo el tiempo. Las variantes seleccionadas respondían a diversos criterios. El estudio se acometió inicialmente, en parte, con el objetivo de demostrar lo inadecuado de la variante C, en uso en aquel momento en una fábrica. La variante A se ensayó como una alternativa más racional que la C en cuanto al orden de aplicación de las fases de horneo, pero con las mismas temperaturas de tratamiento. La variante F se incluyó como referencia largamente probada en la práctica diaria de nuestro

Instituto, mientras que la D había sido ensayada con éxito en una evaluación de hornos sin instalación para aplicación de vapor, y las variantes B y E se evaluaron como alternativas potencialmente más rápidas de programas de horneo con y sin cocción por vapor, respectivamente. La comparación se realizó según un diseño de bloques aleatorizados incompletos equilibrados, similar al descrito en algún detalle en el capítulo 7, donde se exponen los resultados de un estudio para la reducción de los tiempos de curado. En este diseño se considera un bloque experimental el par de piernas del mismo cerdo. La solución combinatoria escogida en este caso, que fue la misma seleccionada para el estudio los tiempos de curado, exige un total de 15 bloques, con 5 réplicas por tratamiento. Las piezas se tomaron de cerdos de un cruce 87

El Curado de la Carne

Tabla 8.3.- Jamones. Mermas de horneo, evaluación sensorial del aspecto y duración del horneo por tratamiento. Variante

Merma (%)

Aspecto (calific.)

Tiempo (h/kg)

A

18,7a

1,1c

0,71-0,78

B

8,07c

6,0a

1,08-1,09

C

16,53ab

2,9b

0,99-1,00

D

15,8b

3,8b

1,25-1,32

E

9,88c

5,1a

1,11-1,18

F

7,22c

5,7a

1,31-1,46

E.S. de la media

± 1,18***

± 0,52***

-

*** P < 0,001 abc Valores medios sin letra en común difieren a P < 0,05 (prueba de Duncan).

comercial Yorkshire - Landrace, sacrificados en condiciones de buena práctica industrial. Se inyectaron arterialmente las piernas, a aproximadamente 15 % de su peso fresco, mientras que los lomos se inyectaron «a rocío» a un 10 %. Después de inyectadas, las piezas se mantuvieron a 2° - 4°C entre 20 y 44 horas, antes de hornearlas según los tratamientos descritos. El tratamiento térmico se hizo en una cámara con control de temperatura y humedad relativa. Las temperaturas del aire y del centro térmico de las piezas se registraron mediante un registrador multipunto. Las piezas se pesaron al final de cada etapa del 88

proceso inyección, curado, horneo y refrigeración, en una báscula de 20 ± 0,01 kg y el aspecto de las piezas terminadas se evaluó por un grupo de 6 jueces experimentados, en una prueba de puntuación según una escala de 7 puntos, desde 1 (“pésimo”) hasta 7 (“excelente”). Los porcentajes en las mermas de horneo y refrigeración, y las clasificaciones sensoriales se sometieron a análisis de varianza, según el método previsto para los diseños de bloques incompletos equilibrados. Para analizar si las diferencias de tamaño entre las piezas introducían sesgo en la comparación, se realizó un estudio de correlación entre el peso fresco y la merma de horneo de los jamones. De las curvas de penetración de calor, que se muestran en la Figura 8.7, se estimó el tiempo total de horneo por tratamiento, y se refirió éste al peso promedio de las piezas, calculando el tiempo de horneo por kg, índice que se empleó también en la comparación entre tratamientos. Resultados de la comparación En la Tabla 8.3 se presentan los principales resultados obtenidos en la comparación de los tratamientos. Puede observarse que no se encontró diferencia significativa entre las mermas provocadas por los tratamientos B, E y F. Sin embargo, sí las hubo con respecto a las causadas por los tratamientos A, C y D. Resultados muy relacionados con estos pueden apreciarse para la evaluación sensorial del aspecto, en la misma Tabla, que muestran que no hubo diferencias significativas entre B, E y F, ni entre C y

Capítulo 8 – Tratamiento Térmico 80,0

70,0

Temperatura (°C)

60,0

50,0

A B C D E F

40,0

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20,0

10,0

0,0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Tiempo (h)

Figura 8.7.- Estudio de horneo de jamones. Gráfica de penetración de calor por tratamiento.

D; pero sí se encontraron entre ambos grupos, y entre todos y el A. En cuanto a los valores obtenidos, puede decirse que los tratamientos B, F y E presentan ventajas bien definidas en cuanto al rendimiento y calidad organoléptica, aspectos que permiten descalificar a los métodos A, C y D. En la Tabla también se presentan los valores de los tiempos de horneo para cada tratamiento, expresados como horas por kg de pieza, lo cual da una idea de la eficiencia del proceso, en cuanto a productividad. La Figura 8.7 presenta las curvas de penetración de calor por tratamiento. El tratamiento A resultó el más rápido, lo cual era de esperar debido a las altas tem-

peraturas que en él se emplean. Es interesante destacar la relativa ineficiencia del método C, pese a usar idénticas temperaturas que el A. Esto se debe a un diseño totalmente erróneo, que emplea aire seco al final, cuando el gradiente de temperatura entre la pieza y el aire es menor. El enfriamiento por evaporación provocado en estas condiciones alarga innecesariamente el tratamiento. Los datos demuestran, por otra parte, una ventaja clara desde el punto de vista del tiempo de procesamiento, para el tratamiento B sobre el F, por lo que se escogen como alternativas más recomendables, desde este punto de vista, el método B para cocción con vapor y el método 89

El Curado de la Carne

E para el horneo con sólo aire seco. Resultan de particular interés las diferencias en los resultados obtenidos con los métodos D y E. En el caso del método D, la mayor duración del horneo contribuyó aparentemente a provocar una separación de la piel, con la correspondiente pérdida de peso por fusión y desprendimiento de la grasa subdérmica, lo cual se reflejó, tanto en una mayor merma, como en una calificación sensorial inferior. Otro aspecto a destacar es que el empleo del vapor no significa automáticamente una reducción de las mermas: los métodos de horneo con vapor A y C provocaron mermas superiores a las de uno de los métodos de horneo con aire seco (E). Por otra parte, el hecho de que las mermas de este último hayan sido comparables a las de dos de los métodos de horneo con vapor (B y F), indica que probablemente la cocción con vapor, con su consecuente reducción de la merma evaporativa, no represente en este caso una ventaja apreciable desde ese punto de vista, lo cual pudiera deberse a que el grueso de las mermas en el horneo de estas piezas grandes, con una relación superficie:peso relativamente pequeña, se produce por exudación, y no por evaporación. Este razonamiento no descarta, por supuesto, la ventaja que representa el tratamiento que incluye la fase de cocción con vapor desde el punto de vista de la productividad, por su mayor eficiencia en el calentamiento, gracias a la mayor capacidad de transferencia de calor que tiene el vapor. En el estudio de correlación efectuado entre el 90

peso fresco de las piezas y la merma de horneo, se obtuvo un coeficiente de correlación cercano a cero (r = – 0,0283). Este resultado indica que no hubo sesgo significativo alguno atribuible a eventuales diferencias en el peso fresco entre tratamientos. Referencias -Andújar, G.; Santos, R. y Herrera, H. (1989) Estudio comparativo de métodos de tratamiento térmico en la elaboración de jamón pierna y lomo ahumado. Boletín Técnico Nº 31, Instituto de Investigaciones para la Industria Alimenticia, Cuba, 28-42. -Chandrasekhar, T. C.; Kaveriappa, K. M. (1985) A process for reduction of benzo(a)pyrene content in smoked oil sardine. FAO Fisheries Report No. 317 (Suppl.), 262-266. -Wasserman, A. E.; Fiddler, W. (1969) Natural smoke: composition and properties. Proceedings Meat Industry Research Conference 1969 (March) 163-73. -Foster, W. W. (1961) The size of wood smoke particles. En «Aerodynamic Capture of Particles», Pergamon, Londres. -Foster, W. W. y Simpson, T. H. (1961) Studies of the smoking process for foods. I - The importance of vapours. Journal of the Science of Food and Agriculture 12 (5), 363-374. -Foster, W. W.; Simpson, T. H. y Campbell, D. (1961) Studies of the smoking process for foods. II - The role of smoke particles. Journal of the Science of Food and Agriculture 12 (5), 363-374.

Capítulo 8 – Tratamiento Térmico

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91

Capítulo 9 – Microbiología del Curado

MICROBIOLOGÍA DEL CURADO

D

esde el punto de vista microbiológico, el curado es un método combinado de conservación, en el cual se conjugan dos efectos principales: a) el control de la actividad de agua (aw), que es una medida de la disponibilidad del agua presente en el producto para su utilización por los microorganismos; y b) la inhibición química directa de los microorganismos por efecto de la sal y del nitrito. Así, la Microbiología del curado se centra en el estudio del efecto microbiológico de la sal y el nitrito – o el nitrato, cuando es éste la fuente de nitrito – sobre los productos, en el primer caso con énfasis en la depresión de la aw, y en el segundo en la inhibición química. Por otra parte, la elaboración de piezas curadas ahumadas, que también nos ocupa, incluye una importante fase de tratamiento térmico, parte fundamental del proceso a los efectos de garantizar la adecuada conservación de los productos, razón por la cual abordaremos también en este capítulo algunos aspectos de la microbiología del tratamiento térmico – ahumado y cocción – de estos productos.

9

Disminución de la aw por la sal Todos tenemos una medida de la relación que existe entre el almacenamiento de alimentos en condiciones húmedas y el deterioro. Sabemos que estos procesos requieren, además, de un tiempo y un intervalo de temperatura dados, y que diferentes alimentos presentan diferentes patrones de deterioro. Así, la carne fresca se pudre a temperatura ambiente, mientras que el pan se enmohece a la misma temperatura, siendo el primer proceso mucho más rápido que el segundo. En general, sabemos que cuanto más seco un alimento, tanto más duradero será. Además de estos aspectos intuitivos, cualitativos, este problema presenta aspectos cuantitativos que han sido estudiados en forma cada vez más completa en los últimos 40 años. Por tratarse de un concepto especialmente relevante en el contexto de la elaboración de productos curados, intentaremos resumir aquí algo de este conocimiento. Concepto de aw Cuando se disuelve un soluto no volátil en un disolvente, ocurren cambios en las propiedades de éste: la disolución obtenida tiene un punto de fusión más bajo, un punto de ebullición más alto y una presión de vapor 93

El Curado de la Carne

más baja que el disolvente puro. Estos cambios pueden considerarse indicativos de un aumento de las fuerzas intermoleculares entre moléculas en el seno del disolvente, debido a la interacción de éste con las moléculas del soluto. De estos cambios en las propiedades de la disolución, la disminución de la presión de vapor obedece una ley, llamada Ley de Raoult, cuya expresión matemática es especialmente sencilla: p – p0 ––––––– = p0

n1 –––––– n1 + n2

(9.1)

humedad relativa, sólo que expresada en tanto por uno, en lugar de en tanto por ciento. Como ejemplo, apliquemos estas expresiones derivadas de la Ley de Raoult al caso de una disolución ideal de concentración 1 molal (1 mol de soluto en 1 kg agua). Por tener el agua un peso molecular de 18 Da, esta disolución contendrá 1 mol de soluto en 55,55 moles de disolvente y, consecuentemente, la fracción molar del disolvente será: 55,55 x2 = ––––––– = 0,9823 56,55

(9.3)

donde p es la presión de vapor de la disolución, p0 es la presión de vapor del disolvente puro, n1 es el número de moles del soluto y n2 es el número de moles del disolvente, siempre en la disolución en cuestión. El primer término de la ecuación 9.1 corresponde a la reducción relativa de la presión de vapor del disolvente, y el segundo es la fracción molar del soluto, una forma de expresión de la concentración muy usada en los estudios de Química Física.

Si tomamos esta disolución y la ponemos en un recipiente cerrado, cuya fase gaseosa tenga una humedad relativa de 98,23 %, la velocidad con que el agua se evapore de la disolución será igual a la velocidad con que el vapor de agua contenido en la fase gaseosa se condense en ella. Es decir, que esta disolución estará en equilibrio con el vapor de agua a esa humedad relativa específica, que se conoce como humedad relativa de equilibrio (HRE).

Esta expresión puede transformarse convenientemente, dando:

Se dice entonces que esa disolución tiene una actividad de agua (aw) de 0,9823, o sea, que:

p –––– p0

=

n2 –––––– n1 + n2

(9.2)

La ecuación 9.2 nos dice que la presión de vapor del disolvente en la disolución, expresada como fracción de la presión de vapor del disolvente puro, es igual a la fracción molar del disolvente. El primer término de la ecuación tiene la misma expresión que la 94

HRE aw = –––––– = 0,9823 100

(9.4)

Aunque la Ley de Raoult y las relaciones que hemos planteado a partir de ella se formularon para disoluciones ideales, los principios enunciados son también válidos para disoluciones reales, sólo que será necesario

Capítulo 9 – Microbiología del Curado

tomar entonces en consideración, además de la concentración, la naturaleza del soluto y, en menor medida, la temperatura. El efecto de la naturaleza del soluto se manifiesta sobre todo en la diferencia entre el comportamiento de los solutos iónicos y los no iónicos. Así, una disolución de sal tendrá una aw significativamente inferior a una de azúcar de la misma molalidad. Esto se debe a que la magnitud del efecto del soluto sobre las propiedades del disolvente depende sobre todo del número de partículas (iones o moléculas) del soluto presentes en la disolución. Debe notarse, en este contexto, que el factor determinante en las ecuaciones mostradas es la fracción molar, que es una expresión de concentración directamente relacionada con el número de partículas (aunque no tiene en cuenta la disociación iónica). Los solutos iónicos, por disociarse en disolución acuosa, producen un mayor número de partículas que los no iónicos. Del mismo modo, los solutos de menor peso molecular tendrán un impacto relativamente mayor en la aw, puesto que una misma masa de ellos contendrá un mayor número de moles y, por tanto, de partículas. Por último, la intensidad de la interacción de las partículas (sean éstas iones o moléculas) con el disolvente, es otra vía por la cual la naturaleza del soluto resulta importante en las disoluciones reales. Así, el ión litio Li+ es más pequeño que el de sodio Na+, por lo cual interactúa más intensamente con las

moléculas de agua y, consecuentemente, entre dos disoluciones de la misma concentración molal, una de, por ejemplo, NaCl, y otra de LiCl, la de LiCl tendrá una aw menor. Crecimiento microbiano y aw La significación de la aw para el crecimiento microbiano estriba en que este índice da una medida del grado de disponibilidad del agua para su participación en todos los fenómenos químicos, bioquímicos y biológicos, incluidas las funciones metabólicas de los microorganismos. Cuanto más baja sea la aw, tanto más fuerte será la competencia de los microorganismos con el soluto por las moléculas de agua, y tanto más limitadas sus posibilidades de a éstas. Diferentes microorganismos tienen diferente capacidad para crecer a baja aw, lo cual se expresa generalmente mediante la aw mínima de crecimiento. La Tabla 9.1 muestra este índice para microorganismos importantes en la carne y los productos cárnicos. Se destaca en la tabla el hecho de que la mayoría de la bacterias patógenas o que de algún modo resultan relevantes en los fenómenos de deterioro no crecen a valores de aw por debajo de 0,94 - 0,95. Es muy importante tener en cuenta que los resultados experimentales reflejados en esta tabla han sido obtenidos controlando la aw del medio de crecimiento, pero manteniendo todos los demás factores (pH, temperatura, disponibilidad de nutrientes, oxígeno, 95

El Curado de la Carne

Tabla 9.1.- Actividad de agua mínima de crecimiento de microorganismos asociados con carnes y productos cárnicos, según Leistner y Rödel (1975). aw Bacterias Levaduras Mohos a * — — 0,98 Clostridium , Pseudomonas . — — 0,97 Clostridiumb. — — 0,96 Flavobacterium, Klebsiella, Lactobacillus*, Proteus*, Pseudomonas*, Shigella. 0,95 Alcaligenes, Bacillus, Citrobacter, — — Clostridiumc, Enterobacter, Escherichia, Proteus, Pseudomonas, Salmonella, Serratia, Vibrio. 0,94 Lactobacillus, Microbacterium, Pediococcus, — — Streptococcus. 0,93 Lactobacillus*, Streptococcus, Vibrio. — Rhizopus, Mucor. 0,92 — Rodotorula, — Pichia. — — 0,91 Corynebacterium, Staphylococcusd, Streptococcus*. 0,90 Micrococcus, Pediococcus. Saccharomyces, — Hansenula. 0,88 — Candida, Cladosporium. Torulopsis. 0,87 — Debariomyces. — — — 0,86 Staphylococcuse. 0,85 — — Penicillium. 0,75 Bacterias halófilas. — — 0,65 — — Aspergillus. *

Algunas especies Cl. Botulinum tipo C. b Cl. Botulinum tipo E y algunas cepas del C. c Cl. Botulinum tipos A, B y C, y Cl. perfringens. d Anaerobio. e Aerobio. a

etc.) a valores óptimos. En condiciones reales de almacenamiento de, por ejemplo, productos curados, no sólo están todos estos factores a niveles subóptimos, sino que está pre96

sente además un importante inhibidor: el nitrito. Esto hace que la Tabla 9.1 deba considerar-

Capítulo 9 – Microbiología del Curado

se un indicador «pesimista»: en las condiciones reales, los valores de aw límite de crecimiento serán más altos. En la propia tabla puede apreciarse que el Staphylococcus en condiciones aerobias tiene una aw Limite de crecimiento de 0,86, mientras que en condiciones anaerobias no puede crecer más que a valores de aw de 0,91 o superiores. Esto se debe a que en condiciones aerobias, el metabolismo energétco de la bacteria es mucho más eficiente, permitiéndole crecer en medios en los que el agua está mucho menos disponible. Otro aspecto a tener en cuenta es que la Tabla 9.1 nos da la aw límite de crecimiento, es decir, el valor mínimo en el que el metabolismo del microorganismo está sometido a tal restricción de disponibilidad de agua que, pese a estar todos los demás factores ambientales a niveles óptimos, el microorganismo apenas logra crecer. Ya a valores por encima del indicado en la tabla, pueden estar restringidas algunas funciones metabólicas, como la producción de toxinas. Medición y estimación de la aw La medición de la aw requiere equipos especiales, frecuentemente basados en la medición de la humedad relativa de equilibrio. De los primeros aparatos basados en complicados montajes de laboratorio, que requerían un largo período para el establecimiento del equilibrio, se ha pasado a equipos electrónicos, portátiles, que brindan un resultado confiable en apenas unos minutos. La mayoría de los equipos disponibles se

basan en la variación que se observa en la conductividad eléctrica del cloruro de litio con la humedad relativa ambiental. Se coloca la muestra del alimento en una pequeña cámara mantenida a temperatura constante (generalmente 25°C) y se obtiene una lectura de conductividad previamente calibrada para ser leída directamente como aw por ajuste con un patrón. Se ha desarrollado otro instrumento portátil para la medición de aw en alimentos, también basado en la medición de la humedad relativa de equilibrio, pero a partir de un dispositivo mucho más económico, que es el higrómetro de cabello, ampliamente usado para fines meteorológicos. El equipo en cuestión es aceptablemente eficaz, sobre todo si se tiene en cuenta su bajo costo. Los equipos mejores, sin embargo, son caros, con precios de cuatro o cinco cifras, en dependencia del grado de elaboración que se desee y se pueda pagar. La alternativa, cuando no se tiene a la medición instrumental, o se desea hacer una estimación rápida aproximada sin recurrir a la medición directa de la aw, es la estimación del valor a partir de datos sobre la composición del producto, en particular el contenido de sal y de agua. En los productos cárnicos, el componente soluble que mayor efecto tiene sobre la aw es la sal, que se encuentra casi siempre completamente disuelta en el agua que también forma parte de ellos. Un producto cárnico puede concebirse, por tanto, como 97

El Curado de la Carne

una matriz sólida embebida en una salmuera, cuya concentración prácticamente define la aw del sistema. Si se conoce el contenido de sal y de agua en el producto, expresados en tanto por ciento en masa (% m/m), la concentración de esa salmuera, expresada como tanto por ciento de sal, puede calcularse mediante la expresión: % NaCl [salmuera] = ––––––––––––––– (9.5) % NaCl + % H2O La aw de las salmueras ha sido intensamente estudiada, y se dispone de tablas que dan los valores de aw de una salmuera en función de su concentración, como las publicadas por Robinson y Stokes (1965). Así, el valor de aw de la salmuera «contenida» en el producto puede considerarse una estimación aproximada de la aw del producto mismo. Un método de una precisión algo mayor fue desarrollado por investigadores del Instituto de Investigaciones de la Carne de Alemania Federal (Krispien et al., 1979). Estos investigadores realizaron paralelamente análisis del contenido de sal y agua en una gran variedad de productos cárnicos, midieron su aw y ajustaron una ecuación (un polinomio de orden 6), expresada en función de la concentración de salmuera en el producto, tal como la hemos formulado anteriormente. Si x es la «concentración de salmuera en el producto», calculada según la expresión 9.4, el polinomio ajustado será de la forma: aw = a0 + a1x + a2x2 + a3x3 + a4x4 + 98

a5x5 + a6x6 y los valores de los correspondientes coeficientes son: a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6

= = = = = = =

0,9916881 1,94495 x 10–3 -4,1682 x 10–3 8,79101 x 10–4 -9,03101 x 10–5 4,27348 x 10–6 -7,60873 x 10–8

La propuesta original de Krispien et al. era la programación del cálculo del valor de aw en una calculadora programable, pero hay una alternativa gráfica muy conveniente: si se calculan los valores de aw correspondientes a diversos contenidos de sal, para un contenido de humedad dado, y se representan gráficamente esos valores en las ordenadas, con los correspondientes contenidos de sal en las abscisas, se obtiene una curva que puede ser útil para una estimación gráfica. La Figura 9.1 presenta la familia de las curvas así obtenidas para productos de diferentes contenidos de humedad, según se indica por el número junto a cada curva, a intervalos de 5 %, entre 20 y 75 %. Este gráfico puede emplearse para realizar la estimación directamente a partir de los resultados analíticos. Supongamos que tenemos un producto que contiene 3,5 % de sal y 45 % de agua (una composición normal para un chorizo, por ejemplo). Buscamos en el gráfico la curva correspondiente a 45 % de agua, y el punto de la curva cuya abscisa (la dimensión

0,750

0,800

0,850

0,900

0,950

Aw

1,000

0

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4,5

NaCl (%)

4

5

5,5

6

6,5

25 7

7,5

30

Figura 9.1.- Gráfico para estimar la aw de un producto cárnico, según Krispien et al. (1979)

0,5

20

8

35

40

45

50

75 70 65 60 55

8,5

% H2 O

Capítulo 9 – Microbiología del Curado

99

El Curado de la Carne

representada en el eje X, que indica el contenido de sal) coincida con el valor 3,5. Entonces, la ordenada (la dimensión en el eje Y, que indica el valor de aw) correspondiente a ese punto de la curva nos indicará el valor de aw buscado, en este caso entre 0,94 y 0,95 (aproximadamente 0,947).

de partículas (moléculas o iones) en disolución, y no de la masa total disuelta. La sal tiene la doble ventaja de tener un bajo peso fórmula y de disociarse iónicamente en disolución acuosa, por lo que logra un efecto mucho más intenso que el de la mayoría de los solutos usuales en estos productos.

Como quiera que éste es un método aproximado, no hay que tratar de obtener una gran precisión en la estimación. Para la mayoría de los casos, una precisión de ± 0,01 será suficiente en la estimación de la aw.

Si se preparan disoluciones de sal, azúcar, polifosfatos, etc., de la misma concentración en masa, la sal logra, por las razones indicadas, un efecto depresor de la aw notablemente superior al de los demás. A esto habría que añadir que, mientras otros aditivos se añaden en proporciones muy bajas, de apenas una décimas de porciento, la sal generalmente está presente en una proporción apreciable, rara vez inferior al 1,0 - 1,5 %.

Es también conveniente tener en cuenta que, como puede apreciarse claramente en el gráfico, un incremento en el contenido de sal tiene un efecto mucho mayor que una variación equivalente en el contenido de agua, por lo que el dato del contenido de sal debe conocerse con la mayor exactitud posible, preferiblemente con una cercanía de ± 0,1 %. El contenido de agua basta conocerlo ± 1 % y se puede situar con una precisión aceptable en el gráfico, estimando la posición de la curva correspondiente por interpolación entre las curvas más cercanas.

La sal manifiesta, además, un efecto específico inhibidor de los microorganismos. Si se disuelven diferentes solutos en recipientes con un mismo medio de cultivo, hasta lograr alcanzar en todos ellos el mismo valor de aw, aquél en que se utilizó sal como agente depresor de la aw será el menos propicio para el crecimiento de una gran variedad de microorganismos.

Efecto antibacteriano de la sal El aporte fundamental de la sal a la conservación de los productos cárnicos es a través de la disminución de la aw. En este aspecto, la sal aventaja con mucho a los demás solutos habituales en los productos cárnicos. Como se deduce de la expresión de la Ley de Raoult (página 94), el efecto depresor de un soluto sobre la aw depende del número 100

Efecto del nitrito Aunque de una forma u otra, se ha venido empleando el nitrito en el curado de la carne desde tiempo inmemorial, y su empleo directo en los procesos industriales data de más de 100 años, su efecto antimicrobiano se conoce desde hace algo más de 50, cuando Tarr demostró que el ácido nitroso

Capítulo 9 – Microbiología del Curado

(HNO 2) no disociado es un agente antimicrobiano efectivo. El hecho de que el efecto antimicrobiano del nitrito haya sido pasado por alto durante tanto tiempo se debe precisamente a que radica en la acción del ácido nitroso sin disociar, y no en la del ion nitrito (NO2–). Cuando se disuelve nitrito de sodio en agua, esta sal se disocia completamente en sus iones, y el ion nitrito, en presencia de los iones H+ del agua da lugar al equilibrio: NO2– +

H+

'

HNO2

mediante el cual de forman moléculas de ácido nitroso sin disociar. Por razones obvias, las concentraciones de equilibrio serán muy dependientes del pH: • A pH alto, la concentración de iones H+ será muy baja y el equilibrio estará muy desplazado hacia la forma iónica, con una concentración de ácido nitroso no disociado muy baja. • Contrariamente, a pH bajo, se verá favorecida la formación de moléculas no disociadas de ácido nitroso. La mayoría de los experimentos sobre inihibición con nitrito se realizaban a pH fisiológico, muy cercano a la neutralidad, condiciones que no favorecían la formación de ácido nitroso no disociado, y a las que las concentraciones de nitrito necesarias para producir inhibición eran muy altas. Fueron los experimentos, ahora considerados clásicos, de Castellani y Niven, en 1955,

los que demostraron claramente este modo de acción, fuertemente dependiente del pH, que explica que en la carne, que tiene normalmente un pH ligeramente ácido, la inhibición se produzca efectivamente a concentraciones relativamente bajas de nitrito. Así, estos investigadores hallaron que la concentración necesaria para inhibir el crecimiento de Staphylococcus aureus a pH 7,0 era de unos 2000 mg/l, mientras que pH 5,5 se lograba la misma inhibición con apenas 100 mg/l de nitrito. En época más reciente, Ingram y Roberts (1973), en el extinto Instituto de Investigaciones de la Carne de Inglaterra, estudiaron detalladamente la interacción del nitrito con otros factores del medio, como la temperatura, el pH y la concentración de sal, definiendo las concentraciones mínimas de inhibición para los microorganismos patógenos más importantes a diversas combinaciones de estos factores. El trabajo sistemático de estos autores fue el punto de partida para la compilación posterior de una enorme base de datos sobre crecimiento de patógenos en diferentes condiciones ecológicas, que adquirió status utilizable en el F.R.I. (el Instituto de Investigaciones de Alimentos del Reino Unido), como parte de un proyecto solicitado por el Ministerio de Agricultura (MAFF) de ese país. En lugar de realizar numerosos ensayos independientes sobre alimentos específicos, el grupo a cargo del desarrollo de modelos predictivos en ese Instituto ha obtenido da101

El Curado de la Carne

tos de crecimiento de microorganismos patógenos en diferentes condiciones ecológicas: temperatura, actividad de agua (expresada frecuentemente como concentración de sal) y pH, así como la presencia de diversas concentraciones de preservantes como el nitrito de sodio. A partir de estos datos, han aplicado modelos matemáticos que permiten representarlos como superficies tridimensionales, en las que es muy sencillo visualizar el crecimiento del microorganismo, del cual expresan dos parámetros: el tiempo necesario hasta un aumento de tres órdenes de magnitud (1000 veces) en el conteo, y el tiempo de duración de la fase lag (Baranyi et al., 1993a; 1993b). La Figura 9.2 muestra gráficos típicos de los tiempos para un aumento de 1000 veces en el conteo de Salmonella a pH 5,6 y 6,8. De la diferencia entre los dos gráficos pueden apreciarse los tiempos mayores que requiere la bacteria para ese grado de multiplicación cuando el pH baja, por sólo citar un ejemplo. La Figura 9.3 reproduce datos similares para el Campylobacter jejuni. Esta base de datos está disponible para utilizarse por las personas e instituciones interesadas, previo pago de una cuota (Roberts, comunicación personal).

Microflora de los productos curados Debido a la diversidad de procesos empleados en la elaboración de los productos curados, y el efecto decisivo del proceso sobre la microflora resultante, no hay un esquema 102

Figura 9.2.- Datos de crecimiento de Salmonella en diversas condiciones ecológicas

general para la microflora de los productos curados. Más aún, por ser las piezas curadas heterogéneas en su composición, formadas de carne, hueso, piel, grasa, etc., ocurre que la microflora de cada una de estas partes difiere notablemente de las de las restantes partes de la pieza, así como la superficie y el interior de cada una de estas partes entre sí. Por ejemplo, en estudios hechos en piezas curadas se halló que el tejido adiposo tenía una microflora rica en cocos, mientras que el tejido muscular magro tenía predominantemente lactobacilos.

Capítulo 9 – Microbiología del Curado

temente asociada con el deterioro consta de lactobaciláceas, mientras que la coloración verde que surge ocasionalmente como síntoma de deterioro de carnes curadas cocinadas se debe a lactobaciláceas productoras de H2O2. Microflora de las salmueras Aunque la calidad microbiológica de la salmuera siempre es esencial para garantizar un nivel adecuado de calidad higiénica en los productos, en los procesos en que siempre se usan salmueras frescas, recién preparadas, este factor es relativamente fácil de controlar. Es en los casos en que hay reutilización de salmueras que la microflora de éstas adquiere una importancia fundamental, como ocurre en los procesos de curado tradicional por inmersión prolongada, cada vez menos frecuentemente empleados.

Figura 9.3.- Datos de crecimiento de Campylobacter jejuni en diversas condiciones.

Entre los microorganismos más frecuentemente hallados en las carnes curadas se encuentran bacterias acidolácticas, Microbacterium thermosphactum, pseudomonadáceas, enterobacteriáceas, Vibrio, micrococcáceas y levaduras. En jamones enlatados la flora más frecuen-

La microflora de estas salmueras es generalmente rica en los microorganismos útiles al proceso, como los que transforman nitrato en nitrito, y son los que abundan en las salmueras de reúso, cuando éstas se mantienen en buenas condiciones. Los microorganismos patógenos y del deterioro provienen, por el contrario, de la carne, el personal y los utensilios. El deterioro de la salmuera se manifiesta mediante diversos síntomas, como el desarrollo de olores y sabores atípicos, turbiedad y floculación de sólidos, aumento de pH, cambios de color y formación de películas 103

El Curado de la Carne

superficiales y espumas persistentes. La flora normal de las salmueras de reúso consta en un 10 - 20 % de bacterias del grupo Staphylococcus-Micrococcus, que pueden crecer en las salmueras, aunque lentamente, por ser las condiciones ecológicas subóptimas, especialmente la temperatura.

Efecto microbiológico del tratamiento térmico Hay que distinguir, dentro del término genérico «tratamiento térmico», el ahumado como un proceso que no sólo no va necesariamente acompañado del calentamiento del producto – hay tecnologías de elaboración que exigen ahumado en frío – sino que tiene un impacto microbiológico totalmente diverso del tratamiento térmico propiamente dicho. El ahumado Valdría repetir aquí lo dicho anteriormente en relación con la habitual sobrevaloración del ahumado como método de conservación. No obstante, son conocidas las propiedades bactericidas y bacteriostáticas de diversos componentes del humo, de los cuales los más nombrados en este contexto son los fenoles. Sería un error, sin embargo, reducir el efecto microbiológico del humo al de los fenoles que contiene. Se ha demostrado experimentalmente que el efecto bactericida de un preparado de humo líquido resultó superior al de concentraciones equivalentes de fenol aplicadas separadamente, lo cual demuestra 104

que el resto de los componentes del humo también actúa. Hay que distinguir, a los efectos de su acción antimicrobiana, entre el ahumado en caliente y el ahumado en frío. El ahumado en caliente influye de modo notable en la calidad organoléptica de los productos, no así en su calidad microbiológica. Este proceso no tiene un efecto letal apreciable sobre la población microbiana de los productos cárnicos, más allá del que logra el simple calentamiento simultáneo. Tampoco se logra una deposición considerable de sustancias con un efecto antibacteriano importante, que permita asegurar una protección ulterior durante el almacenamiento del producto. El ahumado en frío, que se aplica generalmente por períodos prolongados y en condiciones de baja humedad relativa, sí tiene un efecto bacteriostático de consideración, gracias a la acción de diversos compuestos, especialmente fenoles, formaldehido y ácidos orgánicos, que contiene, y que no sólo se depositan sobre la superficie del producto, sino que logran un cierto grado de penetración en él. Su efecto inhibidor se manifiesta con mayor intensidad sobre las bacterias, pero alcanza también a algunos hongos, en particular los mohos del género Penicillium. Durante el ahumado en frío se produce además un efecto de secado que puede ser significativo desde el punto de vista microbiológico.

Capítulo 9 – Microbiología del Curado

Los preparados de humo líquido contienen las sustancias activas del humo, pero en concentraciones elevadas, de modo que puede regularse mejor el efecto del humo, controlando su concentración para lograr un nivel de actividad antimicrobiana dada, que no resulte incompatible con el efecto sensorial buscado. Un modo de aplicación de este tratamiento que es especialmente eficaz desde el punto de vista microbiológico, es la inmersión de las piezas curadas o de los embutidos en un baño de un preparado de humo líquido. Comparado con la adición en la masa del producto, esta forma de empleo es más efectiva desde el punto de vista microbiológico, ya que el humo se aplica en una concentración mucho mayor, y su acción se concentra en la superficie, que es habitualmente donde la contaminación es mayor. Un efecto similar se logra con la aplicación de humos líquidos por atomización sobre la superficie del producto. El tratamiento térmico E1 tratamiento térmico constituye una fase esencial del proceso de elaboración de los productos cárnicos. Por una parte, garantiza las transformaciones químicas y bioquímicas necesarias para lograr una mejor asimilación de los nutrientes presentes, mientras que por otro lado asegura la eliminación de microorganismos patógenos y una reducción notable de los conteos de microorganismos causantes de deterioro, con lo cual se alarga considerablemente la durabilidad.

Un aspecto importante y frecuentemente debatido del tratamiento térmico de estos productos es la temperatura interna final a alcanzar. Hasta una época relativamente reciente, en los alimentos cárnicos pasteurizados la práctica habitual se orientaba a lograr 68°C como temperatura interna final, pero se observa desde hace ya algún tiempo una tendencia a elevarla, favoreciéndose por algunos temperaturas internas finales de hasta 72°C para productos con valores muy altos de grasa y 75°C para productos de hígado y de sangre. Alcanzar 70°C como temperatura final en el centro térmico, en la mayoría de los productos cárnicos pasteurizados, garantiza todos los procesos bioquímicos y microbiológicos necesarios para una adecuada conservación. Para una adecuada consideración del factor tratamiento térmico, es necesario tener en cuenta que los métodos de conservación rara vez consisten en tratamientos mediante agentes únicos, sino que generalmente constan de combinaciones de agentes diversos. En el caso particular de los productos cárnicos pasteurizados, a los tratamientos empleados se suma una actividad de agua disminuida por la adición de sal, el efecto específicamente antibacteriano de la sal y el nitrito de sodio y una temperatura baja de conservación, que en conjunto hacen que los productos cárnicos disten de ser medios idóneos de crecimiento, especialmente para muchos microorganismos patógenos, que son bastante exigentes desde el punto de vista 105

El Curado de la Carne

de la ecología microbiana y, por tanto, relativamente fáciles de controlar o eliminar. Se ha desarrollado una estructura teórica muy completa, ampliamente corroborada en la práctica, para diseñar y calcular procesos térmicos que permitan alcanzar un grado determinado de letalidad en una población de microorganismos. Una explicación detallada de los métodos para realizar tales cálculos está fuera del alcance de este volumen. El lector interesado puede remitirse a alguna de las excelentes obras sobre el tema, como el texto de Stumbo (1974). Sí resulta conveniente, no obstante, repasar algunos conceptos fundamentales, para dejar claros algunos aspectos particularmente importantes, sobre los cuales existen concepciones erróneas, a veces muy extendidas. Se ha aceptado durante mucho tiempo que la muerte térmica de los microorganismos se produce siguiendo una ley exponencial: puesta en condiciones de letalidad térmica, es decir, a una temperatura que provoca la muerte a las células del microorganismo, el conteo de células viables decrece a una velocidad tal que se reduce por un factor de 10 al transcurrir un intervalo de tiempo, constante a esa temperatura, que ha sido llamado por esta causa tiempo de reducción decimal, y que se representa por el símbolo D, con un subíndice que indica la temperatura de referencia. Como han predominado las investigaciones norteamericanas en esta área, las temperaturas de referencia se expresan generalmente en grados Fahrenheit. Así, D150 indica el tiempo de reducción de106

Tabla 9.2.- Datos de termorresistencia de microorganismos importantes en productos cárnicos. Microorganismo

D150 (minutos)

Z (°C / D)

Aerococcus viridans

1,3

10

Lactobacillus spp.

0,5-1,0

8-10

Streptococcus faecium

5,0

10

Salmonella spp.

0,8-1,0

8-10

Brucella spp.

0,3

4

Staphylococcus aureus

0,2-2,0

8-12

cimal a 150°F (65,56°C), o sea, el tiempo al cabo del cual una población de microorganismos expuesta a una temperatura de 65,56°C (usual en procesos de pasterización) se reduce a un 10 % de su número original. Cuanto mayor sea el valor D, mayor será la resistencia del microorganismo a esa temperatura. D, por otra parte, varía con la temperatura: su valor, como era de esperar, se reduce a medida que la temperatura aumenta, dado que la muerte de los microorganismos se produce más rápidamente a temperaturas más altas. El valor Z es el incremento de temperatura necesario para que D se reduzca en una unidad, Cuanto mayor sea el valor Z de un microorganismo, por tanto, mayor será su termorresistencia. La ley que rige la muerte térmica de los microorganismos tiene consecuencias importantes: • La muerte térmica de los microorganismos

Capítulo 9 – Microbiología del Curado

se produce paulatinamente. Si D es igual, digamos, a 5 minutos, transcurridos los primeros 5 minutos de tratamiento quedarán viables el 10 % de los microorganismos; 5 minutos más tarde, el 1 %; 20 minutos después, quedará un microorganismo viable por cada 106 en la población inicial. Teóricamente, el conteo de viables nunca llegará a cero. • La muerte térmica de los microorganismos, además, ocurre por un efecto integrado tiempo-temperatura. Así, a cualquier temperatura que produzca un efecto fatal apreciable se logrará una reducción sustancial del conteo de células viables si el tiempo es suficientemente largo. La importancia de este último aspecto merece destacarse cuidadosamente. Consideremos el caso de un producto cárnico al que se da tratamiento térmico calentándolo justamente hasta 68° ó 70° C, tras lo cual se enfría para conservarse en refrigeración. La muerte de los microorganismos que se desea destruir no se produce bruscamente al alcanzar la temperatura máxima del tratamiento, como si se tratara de un punto de fusión, sino que se produce sin cesar durante todo el período de calentamiento, y continúa produciéndose durante las primeras etapas del enfriamiento – mientras la temperatura es suficientemente alta –, puesto que el producto seguirá «acumulando» tratamiento térmico a través de ese efecto integrado tiempo-temperatura. Se conoce que un tratamiento térmico excesivo afecta la calidad nutricional y, a menudo, el rendimiento industrial del producto,

por lo que debe evitarse el ma1trato térmico. No se trata de correr riesgos con la seguridad higiénica, sino de no abusar de los productos, ni desperdiciar energía provocando además mermas innecesarias. En estudios de penetración de calor durante el horneo de jamón pierna, realizados por el autor, se ha determinado que el producto alzanza valores de tratamiento térmico (referido a la pasterización, P0, de 225,0 reducciones decimales en relación a la Salmonella y de 112,5 para el Staphylococcus aureus. A modo de comparación, puede indicarse que Stumbo (1974) señala que si se desea eliminar microorganismos patógenos se recomiendan valores de pasteurización (P0) que produzcan entre 12 y l5 reducciones decimales, mientras que si los microorganismos de interés no son tóxicos ni patógenos y lo que se prevé es un deterioro económicamente importante se pueden emplear programas de tratamiento térmico que permitan acumular entre 5 y 10 reducciones decimales. Referencias -Baranyi, J.; McClure, P. J.; Sutherland, J. P. y Roberts, T. A. (1993) Modelling bacterial growth responses. Journal of Industrial Microbiology 12, 190-194. -Baranyi, J.; Roberts, T. A. y McClure, P. J. (1993) Some properties of a nonautonomous deterministic growth model describing the adjustment of the bacterial population to a new environment. IMA Journal of Mathematics Applied in Medicine and 107

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