UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC UNAMBA Escuela Acadmico Profesional de Ingeniera Agroindustrial

Curso: INDUSTRIA CARNICA Unidad II: Calidad tecnolgica, composicin y clasificacin de canales Tema: Composicin qumica de la carne

Ing. Did Juan Flores Cruz

Composicin Qumica de la Carne

El porcentaje de tejido muscular vara con la edad:Edad 5 6 7.5 % de Msculo 50.3 47.8 43.5 % de Grasa 31.0 35.0 41.4 % de Hueso 10.4 9.5 8.3

Msculo esqueltico = 35-65% de la canal

Composicin Qumica de la Carne

La raza y plano nutricional tambin influyen en los componentes de la canal:Raza Shorthorn Hereford Friesian Plano de nutricin Alto Medio Alto Medio Alto Medio % de Msculo 52.3 55.8 54.4 58.0 59.0 62.3 % de Grasa 33.9 29.3 31.5 27.7 26.1 21.6 % de Hueso 11.1 12.5 11.7 12.2 12.5 15.2

Composicin Qumica de la CarneEn trminos generales se puede decir que la carne presenta la siguiente composicin: Agua60 78 % Protena10 24 % Grasa 1 20 % 12 % 30% de la protena muscular) Actina (Aprox. 20% de la protena muscular)

Actomiosina

Reguladoras (importantes en la contraccin-relajacin)

Mayores (Tropomiosina y Troponina) Menores (Protenas M, A, Z e Intermediarias)

Estructura de la miofibrilla

Detalle de sarcmero

Estructura hexagonal de las miofibrillas

Detalle de los miofilamentos M

Detalle de los miofilamentos Z

Estructura de espiral y puentes de miosina

Puentes de miosina y la estructura de espiral

MIOSINA:

La molcula est compuesta por dos cadenas pesadas (meromiosina) y cuatro cadenas ligeras. Las dos cadenas pesadas tienen una estructura fibrilar, mientras que las cadenas ligeras tienen estructura globular. Las cadenas ligeras tienen un centro activo ATPasa. Las cabezas son las que se van a unir y separar rpidamente a la actina. El punto isoelctrico de la miosina es de 5.3.

La miosina es la protena del msculo que mayor capacidad de retencin de agua, emulsin y gelificacin tiene, propiedades funcionales muy importantes en tecnologa de carnes. La miosina contiene principalmente el aminocido asprtico, glutmico y lisina. Carece de cistina y trptfano.

ACTINA: Es una protena globular (tiene mucha prolina) que se denomina actina G. La actina G se polimeriza para formar filamentos que se denominan actina F. 2 filamentos de actina F enrollados es la base de los filamentos delgados. Su punto isoelctrico est en torno a 4.7.

La actina tiene un valor biolgico alto debido al triptfano y cistina. En la actina se encuentra el aminocido 3metil-histidina, que no se encuentra en ninguna otra protena, por lo que su anlisis sirve para evaluar el contenido de carne en productos crnicos.

TROPOMIOSINA: Supone entre el 8 y el 12% de las protenas miofibrilares. Tiene estructura fibrilar (poca prolina) y forma parte del filamento delegado descansando sobre la actina y de vez en cuando unindose a ella.

TROPONINA: Est presente en un bajo porcentaje, es globular y se encuentra en los filamentos delgados a la altura de la unin de la tropomiosina con la actina. Est implicada en procesos de regulacin de la contraccin muscular.

PROTEINAS SARCOPLASMATICAS: Suponen alrededor del 30-35% del total de protenas, se encuentran en el citoplasma de la fibra muscular.

Composicin Qumica de la CarneProtenas Sarcoplasmticas: Mioglobina (Pigmento del msculo, almacena oxgeno) Hemoglobina (protena de la sangre) Enzimas (Glucolticas, Proteasas y Lisosomales) Nucleoprotenas (protena conjugada compuesta por cido nucletico y una protena de carcter bsico).

MIOGLOBINA:La ms importante desde el punto de vista bromatolgico es la mioglobina que segn sea su estado as ser el color de la carne. La mioglobina (heteroprotena) est constituida de una parte proteica (globina) y una parte no proteica (grupo hemo). La globina est formada por segmentos de alfa hlices dobladas en 8 segmentos. Dentro de la globina encontramos el grupo hemo que es una protoporfirina (4 anillos pirrlicos con un tomo de hierro en el centro). La estabilizacin del grupo hemos dentro de la molcula se hace por enlaces salinos, puentes de hidrgeno y interacciones hidrofbicas. La cantidad de mioglobina de la carne depender de distintos factores.Estructura tridimensional de la hemoglobina. La animacin corresponde a la transicin conformacional entre las formas oxigenada y desoxigenada

Esquema de la molcula de mioglobina y sus formas

Formas de mioglobina y modificaciones experimentales durante el cocinado

Composicin Qumica de la Carne

Bovino joven Bovino adulto Bovino viejo

1-3 mg/g 4-10 mg/g 16-20 mg/g

ENZIMAS:Otras protenas presentes en el citoplasma son enzimas muy importantes en el metabolismo pero no desde el punto de vista bromatolgico. Si son importantes enzimas como la Catepsina o las Calpainas que estn implicadas en procesos bioqumicos y fisiolgicos como el proceso de transformacin del msculo en carne, ablandndola por roturas de los sarcmeros.

Composicin Qumica de la CarneTejido Conectivo Son las protenas del tejido conectivo que en la carne van a estar formando las envolturas del tejido muscular (perimisio, endomisio y epimisio).

Colgeno Elastina Reticulina

Composicin Qumica de la CarneColgenoEl colgeno es una de las protenas ms abundante del organismo. El colgeno es una glicoprotena que presenta restos de hidratos de carbono (glucosa y galactosa) que es muy rica en glicina (el aminocido ms pequeos) presentando de manera secuencial prolina e hidroxiprolina. Al incrementar la edad aumentan los enlaces cruzados ocasionando:

Dureza Resistencia al calor hmedo

La hidroxiprolina es exclusiva del colgeno, y adems se presenta en un porcentaje constante que oscila entre 13-14% del total de aminocidos del colgeno. Esto hace a este aminocido ideal para ver el ndice de colgeno que presentan las carnes y los productos crnicos.

Elastina:

Composicin Qumica de la Carne

La elastina se encuentra en el tejido conectivo principalmente el de ligamentos, vasos linfticos y arterias. Es una protena con un alto porcentaje en glicina. No presenta hidroxiprolina. presenta un aminocido casi exclusivo que es la desmosina e isodesmosina. La desmosina est formada por cuatro lisinas que proceden de distintas cadenas de aminocidos y hace que la elastina no sea digestible. La cantidad de elastina que existe en la carne es mucho menor que la de colgeno y adems presenta un color amarillo: Se caracterizan por: Ser muy elsticas Asociadas a piel, grasa y conectivo Se encuentran en el ligamento cervical, pared abdominal y arterias Resiste el calor intenso

Composicin Qumica de la CarneReticulinaEnvuelven vasos linfticos, se encuentra en porcentajes muy bajos por lo que no es importante desde el punto de vista bromatolgico. Se caracterizan por:Formar redes en torno a clulas, vasos sanguneos, etc. Fibras finas y onduladas Parte de ligamentos duros pero elsticos

Composicin Qumica de la CarneGrasa:El contenido en la carne va a ser muy variable siendo el parmetro que ms vara. Tal cantidad de grasa va a depender de la relacin grasa-agua. Todo lo que hay en el agua, protenas, sales etc. variar si aumenta o disminuye la cantidad de grasa. Esta grasa se va a acumular en cuatro depsitos: Cavidad corporal: cavidad torcica, abdominal y plvica. Zona subcutnea. Localizacin intramuscular Localizacin intermuscular.

Composicin Qumica de la CarneLa grasa de la canal vara:

Especie Razas Nutricin Gentica, etc.

Composicin Qumica de la CarneLa grasa es un reservorio de energa en el animal. Su conocimiento permite utilizarla en nuestro favor para dar o mejorar las caractersticas de los productos elaborados o bien en el caso de cortes frescos.

Composicin Qumica de la CarnePor otra parte los cambios tecnolgicos y de costumbres de consumo de la grasa nos obligan a buscar alternativas de uso de las mismas.

Composicin Qumica de la CarneLas grasas naturales estn formadas esencialmente de steres formados por:Glicerol. cidos carboxlicos de cadena recta, con nmero par de tomos de carbono En menor medida por:

Fosfolpidos. Esteroles (colesterol). cidos grasos libres. Protenas. Agua. Otros componentes celulares.

Composicin Qumica de la CarneGlicerol Compuesto por tres grupos hidroxilo le permite combinarse con los cidos grasos formando:

Monoglicridos Diglicridos Triglicridos

Siendo estos ltimos los ms abundantes

Triglicridos mixtos.

Composicin Qumica de la Carnecidos grasos cidos saturados

Enlaces sencillos del carbono Si en la cadena hay uno o ms dobles enlaces

cidos insaturados

A > saturacin, menos saludable

En la grasa de la carne predominan los cidos grasos saturados y monoinsaturados.

Composicin Qumica de la Carnecidos grasos saturados:Butrico Caprico Caprlico Cprico Lurico Mirstico Palmtico Esterico Araqudonico Behnico C3H7COOH C5H11COOH C7H15COOH C9H19COOH C11H23COOH C13H27COOH C15H31COOH C17H35COOH C17H39COOH C21H43COOH

Composicin Qumica de la Carnecidos grasos insaturados

Miristolico Palmitolico Olico Vacnico Linolico Linolnico Araquidnico

C13H25COOH C15H29COOH C17H33COOH C17H33COOH C17H31COOH C17H29COOH C19H31COOH

cido graso Omega-6 cido graso Omega-3

Composicin Qumica de la CarneDe todos estos cidos grasos slo tres se encuentran en cantidades sustanciales en la grasa, los cuales son: Olico (C18:1) Palmtico (C16:0) Esterico (C18:0)

De entre los distintos cidos grasos, el consumo elevado de grasas saturadas (palmtico, esterico) se ha relacionado con la elevacin de las lipoprotenas sanguneas LDL, el llamado colesterol malo, mientras que el consumo de grasas insaturadas, especialmente las monoinsaturadas (oleico) se ha relacionado con su reduccin.

Composicin Qumica de la CarneFosfolpidos Fosfoglicridos Plasmalgenos Esfinomielina Compuestos ms complejos que los triglicridos.

Composicin Qumica de la CarneCOMPARACION DE ALGUNOS COMPONENTES EN DIFERENTES TIPOS DE CARNE

Grasas saturadas Acido Omega3 (g) Colesterol (mg)Fuente: Fundacin Chile.

Vacuno 27.0 0.0 135

Cerdo 18.0 0.0 99

Salmn 2.0 1.4 55

CARBOHIDRATOS:La cantidad apenas llega al 1% en la carne siendo el ms importante el glucgeno. El glucgeno es un polmero de alfa-D-glucosa con enlaces (alfa1-4) y (alfa 1-6). Es la fuente de energa del msculo siendo parte del glucgeno consumido en el rigor mortis. Factores de los que depende la cantidad de glucgeno:Factores intrnsecos: los quidos tienen ms glucgeno que los cerdos y stos ms que los ovinos. La fibra blanca tiene ms glucgeno y los animales jvenes tienen ms cantidad de este. Factores extrnsecos: depender de si la alimentacin es rica en carbohidratos o no lo es.

Composicin Qumica de la CarneComponentes inorgnicos: Aproximadamente el 3.5 % del peso total del cuerpo son componentes inorgnicos.

El calcio es el ms abundante con un 1.5%. Le sigue el fsforo con 1.0%.

Composicin Qumica de la CarneMacroelementosCalcio Fsforo Potasio Azufre Sodio Cloro Magnesio

MicroelementosHierro Cinc Manganeso Cobre Iodo Cobalto

Composicin Qumica de la CarneDel 80 al 85% de la materia mineral se encuentra en el tejido esqueltico: El tejido esqueltico contiene: El 99% del calcio. El 80 al 85% del fsforo, y El 70% del magnesio.

Composicin Qumica de la CarneLas funciones de los minerales son: Composicin de estructuras esquelticas. Mantenimiento del estado coloidal. Regulacin del equilibrio cidobase. Composicin o activacin de enzimas.

Ms sobre

PROTEINAS

DESNATURALIZACIN DE LAS PROTENASq

Fsica: Calentamiento Enfriamiento Tratamiento mecnico Presin hidrosttica Radiacin

q

Qumica:

cidos Bases Metales Disolventes orgnicos

EFECTOS DE LA DESNATURALIZACIN DE PROTENASq q q q

q q

Cambios en la solubilidad por exposicin de las unidades peptdicas hidroflicas o hidrofbicas Cambios en la capacidad de absorcin de agua Prdida de actividad biolgica Mayor riesgo de ataque qumico por exposicin de otros enlaces peptdicos Cambios en la viscosidad de las soluciones Disminucin de la capacidad de cristalizacin

PROPIEDADES FUNCIONALES DE LAS PROTENAS CARNICASq

q q q

Capacidad de retencin de agua (CRA) q Color, Terneza y jugocidad. Solubilidad Viscosidad Gelificacin

q q q

q q

Formacin de masa Capacidad de emulsin Capacidad de formacin de espuma Captacin de aromas Interaccin con otros componentes de los alimentos

AMINOCIDOS DE LAS PROTENASq

1: Cadenas laterales no polares

q

alanina (Ala) glicina (Gly) isoleucina (Ile) leucina (Leu) metionina (Met) valina (Val)

3: Cadenas laterales cargadas positivamente

arginina (Arg) histidina (His) lisina (Lys)

q

q

2: Cadenas laterales polares no cargadas (hidroflicas)

4: Cadenas laterales cargadas negativamente

asparragina (Asp-NH2) cisteina (Cys) glutamina (Glu-NH2) prolina (Pro) serina (Ser) treonina (Thr)

cido asprtico (Asp) cido glutmico (Glu)

q

5: Cadenas laterales aromticas

fenilalanina (Phe) triptfano (Trp) tirosina (Tyr)

AMINOCIDOS ESENCIALESHistidina*** Metionina* (y Cisteina) Isoleucina Fenilalanina** (y Tirosina) Leucina Treonina Lisina Triptfano Valina * necesario para la sntesis de cisteina** necesario para la sntesis de tirosina *** necesario slo para nios

Protein Quality Evaluation, Report of the Joint FAO/WHO Expert Consultation. Rome: FAO Food and Nutrition Paper No. 51, 1991. Elmadfa, I., Leitzmann, C., Ernhrung des Menschen, 3. Auflage, Verlag Eugen Ulmer Stuttgart, 1998

DISPONIBILIDAD DE AMINOCIDOSq

q

Porcentaje de digestin y absorcin q Protena animal: 90 % q Protena vegetal: 60 70 % Digestibilidad de las protenas limitada debido a : Efectos de la conformacin estructural de las protenas Interacciones con iones metlicos, lpidos, cidos nucleicos, celulosa Factores antinutricionales Tamao y superficie de la partcula de la protena Tratamiento trmico Diferencias biolgicas entre individuos

Cheftel, J.C., Cuq, J.L., Lorient, D.: Lebensmittelproteine: Biochemie, funktionelle Eigenschaften, Ernhrungsphysiologie, chemische Modifizierung. 1. Auflage, Behrs Verlag Hamburg, 1992

Toxicidad de la carnePor regla general las carnes al ser cocinadas generan una serie de compuestos qumicos cancergenos como pueden ser los hidratos de carbono aromticos policclicos (p. ej. benzopireno) que aparecen en los materiales orgnicos (incluida la grasa y la madera) cuando se calientan y estn a punto de arder, de esta forma elaborando una barbacoa sobre un pedazo de madera ardiendo con humo, se depositan este tipo de hidratos de carbono policclicos en la superficie de la carne, las carnes cocinadas en fuegos "sin humo" no poseen este tipo de carbohidratos.

Toxicidad de la carneOtro compuesto cancergeno que aparece durante el cocinado son las aminas heterocclicas que se forman a altas temperaturas con los compuestos aminocidos de la carne (creatina y creatinina), este compuesto aparece en las carnes expuestas con gran superficie a una fuente calorfica intensa, hay ms concentracin del mismo en las carnes "muy hechas" y menos en las "casi crudas", se ha comprobado adems que las marinadas cidas previas al cocinado en barbacoa reducen la aparicin de esta amina. Las nitrosaminas aparecen cuando los nitritos (empleados como conservantes disminuyendo la aparicin del botulismo) reaccionan con los aminocidos de la carne, la reaccin ocurre en el estmago y en las sartenes muy calientes, esta nitrosamina se conoce como un agente daino de ADN aunque se desconocen sus efectos sobre la aparicin de cncer, por esta razn se aconseja cocinar poco las carnes curadas en salazn (jamn, pastrami, etc.).

Tendencias futurasDesde un punto de vista nutricional, la carne es, si bien no la nica, una de las mayores fuentes de protenas (uno de los tres macronutrientes de la dieta humana) que existen. Las controversias nutricionales existentes sobre la posible capacidad o incapacidad de construir una dieta sana basada en carne hace que se planteen otras posibilidades de futuro.

Una de ellas se plantea mantener la ingesta de protenas que se consideran adecuadas para una dieta sana mediante el cambio de costumbres culinarias. Una posibilidad es la adecuacin hacia la entomofagia (ingesta de insectos) y otra la conversin progresiva de la carne en un alimento funcional que posea reducidos niveles de grasa y colesterol.

Tendencias futurasLa comunidad cientfica ha iniciado varias lneas de investigacin destinadas a atenuar algunos efectos nocivos de la carne. Por ejemplo, se est investigando cmo reemplazar casi el 100% de la grasa de la carne por grasas vegetales ms sanas (concretamente aceite de oliva); aadir soja como fuente de aminocidos ms digestibles; el uso de extractos naturales procedentes de las hojas de t verde para reducir la oxidacin lipdica, causante del olor a rancio; el control del sodio para evitar daos en los hipertensos (la carne es relativamente baja en contenido de NaCl, pero sus derivados no tanto); la adicin de cidos grasos omega-3 ya existen estudios de salchichn elaborado con estos cidos grasos; la adicin de fibra etc.

Tendencias futurasOtras investigaciones se dirigen a la elaboracin y comercializacin de la carne in vitro, sin la intervencin animal directa, gracias al cultivo de tejidos en ambientes controlados. Existen patentes sobre su cultivo en Europa desde 1999, empleadas principalmente en la produccin de salchichas. Otros estudios se han centrado en lograr el crecimiento de carne de pescado (principalmente del Carassius auratus), llegando a porcentajes de crecimiento del 20% como mximo. No obstante el avance de este proceso necesita de la resolucin de algunos problemas tcnicos como el soporte necesario para generar grandes cantidades, la vascularizacin, etc. La investigacin dentro de esta rea est relacionada con la denominada tcnica de biorreactor. La carne in vitro posee la ventaja de ofrecer al consumidor una carne con los ingredientes "controlados" (es decir, controlando el contenido de protenas y cidos grasos, as como el de vitaminas y sales minerales), control sobre las enfermedades, la eficiencia, minimizar el uso de animales, etc. Queda la incgnita acerca de la aceptacin final del consumidor.

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GRACIAS