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TECNOLOGIA DE PRODUCTOS CARNICOS ESTRUCTURA DE LA CARNE

Alvarado Maquito, Patricia Sánchez Talavera, Yomaira

ESTRUCTURA DE LA CARNE 1.OBJETIVOS:  Estudiar la estructura de la carne en forma macroscópica y microscópica.

2.FUNDAMENTO TEORICO: La carne es el tejido muscular de los animales que es utilizado como alimento por los seres humanos, proporcionando altos niveles de proteína, minerales esenciales (como hierro, selenio, zinc), vitaminas del grupo B (excepción del ácido fólico) y aminoácidos esenciales como Lisina, Treonina, Metionina y Triptófano. Según la legislación colombiana (NTC 1325 y el decreto 2162 de 1983 del Ministerio de Salud Pública de Colombia) definen la carne como la "Parte muscular de los animales de abasto constituida por todos los tejidos blandos incluyendo nervios y aponeurosis, y que haya sido declarada apta para el consumo humano, antes y después de la matanza o faenado, por la inspección veterinaria oficial. Además, se considera carne el diafragma, no así los músculos del aparato hioideo, corazón, esófago y lengua". Su importancia en la alimentación y nutrición humana es su aporte de proteínas. La estructura del músculo está en gran medida definida por vainas de tejido conectivo que se organizan a tres niveles distintos:

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2.1 FIBRA MUSCULAR: La unidad anatómica del tejido muscular es la célula o fibra muscular, existiendo tres tipos de fibras: a) Fibras Lisas. Las fibras lisas presentan una fina estriación longitudinal y carecen de estrías transversales. Tienen un solo núcleo en posición central. Su regulación es independiente de la voluntad y está controlada por el sistema nervioso vegetativo. b)Fibras cardíacas: Las fibras cardíacas presentan estrías longitudinales y transversales imperfectas, se pueden bifurcar en sus extremos y tienen un solo núcleo central. Su regulación es involuntaria y está controlada por el sistema nervioso vegetativo. c) Fibras esqueléticas. Las fibras esqueléticas presentan estrías longitudinales y transversales, tienen núcleos dispuestos periféricamente pudiendo considerarse un sincitio (célula gigante, aglutinación multicelular disfuncional formada por la fusión de una célula con otra) cuyo origen es la fusión de mioblastos (los mioblastos de músculo esquelético son las células precursoras de las fibras musculares.). Su regulación puede ser voluntaria y está controlada por el sistema nervioso somático (el sistema nervioso somático es el que informa al organismo sobre el medio que lo rodea, realiza las actividades reflejas y voluntarias del músculo esquelético).

En la estructura de la fibra muscular se pueden distinguir:

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a) El sarcolema o membrana muscular, presenta una serie de invaginaciones, denominadas túbulos T, que se prolongan hasta situarse en estrecha relación con el retículo endoplásmico. b) El sarcoplasma se caracteriza de las otras células por poseer una proteína con capacidad de fijar el oxígeno transportado por la sangre (mioglobina) y que le confiere a la fibra su característico color rojo. La fibra muscular, además, almacena hidratos de carbono en forma de glucógeno. Las miofibrillas son finas estructuras cilíndricas (1 μ de diámetro) de naturaleza proteica, son las responsables de la contracción muscular. Están dispuestas paralelamente al eje longitudinal de la fibra, a la que recorren en toda su extensión, uniéndose finalmente al sarcolema.

2.1.1 TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES: Existen dos tipos de fibras musculares esqueléticas que se distinguen por su actividad funcional, ellas son: 

Las fibras de tipo I, denominadas también rojas o de contracción lenta, Se caracterizan por un número reducido de miofibrillas. El sarcoplasma es muy abundante y contiene una elevada cantidad de mioglobina (causa del color rojo muy intenso), de mitocondrias y de gotas lipídicas.

La abundancia de mitocondrias y la capacidad de almacenar oxígeno que le confiere la mioglobina, determinan que la energía

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necesaria para sus procesos se obtenga por vía aerobia, mediante el ciclo de Krebs. 

La fibra II, blanca o de contracción rápida, se caracteriza por la abundancia de miofibrillas que ocupan casi la totalidad del sarcoplasma. Éste último es muy escaso, como su contenido en mioglobina y en mitocondrias, presenta un almacenamiento de carbohidratos en forma de glucógeno. Dentro de las fibras blancas se pueden distinguir dos tipos:  Las fibras II-A que obtienen la energía a partir de la vía aerobia, como de la anaerobia, mediante glucólisis.  Las fibras II-B que sólo existe la vía anaerobia, tienen muy escasas mitocondria y mioglobina, son fibras de contracción rápida por poseer un elevado número de elementos contráctiles en relación a los pasivos o elásticos.

Actualmente se considera la existencia de dos tipos básicos de fibras y otras de caracteres intermedios.  Fibras rojas: Utilizan preferentemente la vía aerobia, lo que les permite obtener mayor cantidad de energía por molécula degradada, aunque emplean más tiempo en liberar dicha energía. Utilizan como sustrato tanto la glucosa que toman de la sangre (1 molécula de glucosa proporciona 40 ATP) como las grasas que almacenan (1 molécula de ácido graso proporciona 130 ATP).  Fibras blancas: Utilizan preferentemente la vía anaerobia con lo que producen menos energía por molécula degradada pero más rápidamente. Almacenan hidratos de carbono en forma de glucógeno del que por glucogenolisis obtienen glucosa que luego, y al igual que con la glucosa que toman de la sangre, someten a glucólisis por vía aerobia o, principalmente por vía anaerobia, obteniendo 3 ATP por molécula. El hombre ha empleado durante muchos siglos los tejidos animales como alimento, sin prestar demasiada atención ni a sus funciones vitales, ni a los cambios que en ellos acaecen antes de ser consumidos; sin embargo en la actualidad la industria cárnica, ha aumentado la búsqueda de métodos que controlen la cantidad y la uniformidad del producto final.

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2.2

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HOMEOSTASIS:

La conservación de un ambiente interno fisiológicamente equilibrado se denomina homeostasis. Consiste en un sistema de controles y equilibrios que proporciona al organismo medios para enfrentarse a los agentes estresantes que tienden a deteriorar el ambiente interno. La homeostasis tiene un enorme interés durante la conversión del músculo en carne por dos razones:  Muchas de las reacciones y cambios que tienen lugar durante esta conversión son consecuencia directa de la homeostasia (intentos de conservar la vida) y,  Las condiciones del período inmediatamente anterior al sacrificio pueden modificar los cambios musculares postmortales y afectar a la calidad de la carne. Entre tales condiciones deben citarse el transporte de los animales al mercado, su manejo durante las fases de mercadeo y el aturdimiento o inmovilización previo al sacrificio. 2.3

SANGRÍA:

La primera fase de la matanza tradicional es la sangría (degüello o desangrado) del animal, es decir, la extracción de su cuerpo de tanta sangre como sea posible. El degüello marca el comienzo de una serie de cambios postmortal del músculo; no resulta difícil imaginar que una hemorragia masiva constituye un grave estrés. Tan pronto como desciende la presión sanguínea, el sistema circulatorio ha de ajustar su funcionamiento en un intento de mantener un aporte sanguíneo adecuado para los órganos vitales.  De hecho; únicamente se extrae del organismo el cincuenta por ciento aproximadamente del volumen sanguíneo total, el resto se mantiene fundamentalmente en los órganos vitales. 2.3.1 FALLO CIRCULATORIO MUSCULAR La sangría elimina esta línea de comunicación entre el músculo y su ambiente externo.

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En primer lugar se da la falta de aporte de oxígeno al músculo. A medida que el aporte de oxígeno almacenado disminuye, como consecuencia de la sangría, cesa el funcionamiento de la ruta aeróbica (ciclo del citrato) e inicia la ruta anaeróbica (glucolítica) permitiendo al músculo disponer de otra fuente de energía ATP. En este proceso se origina ácido láctico que es transportado desde el músculo al hígado. Continúa acumulándose hasta que casi todo el glucógeno original almacenado en el músculo ha sido agotado. El acumulo de ácido láctico determina un descenso del pH muscular. El pH de la carne dependerá en gran parte de la cantidad de glucógeno contenido en el músculo en el momento de la primera sangría. 2.4

CAÍDA POSTMORTAL DEL pH:

La velocidad con que desciende el pH, una vez que el animal ha sido sangrado, y el límite hasta el que desciende el pH son muy variables. La caída normal del pH, como indica la figura, por un descenso gradual desde un pH de, aproximadamente. 7 en el músculo vivo hasta 5,6-5,7, transcurridas 5-8 horas desde el sacrificio, para alcanzar un pH último (generalmente 24 horas después de la muerte) de aproximadamente 5,3-5,7. En algunos animales el pH sólo desciende unas pocas décimas durante la primera hora después del sacrificio, permaneciendo entonces estable con valores relativamente altos y dando finalmente un pH último que varía entre 6.5 y 6,8. En otros animales el pH desciende rápidamente hasta 5,4-5,5 en la primera hora después de la sangría; la carne de estos animales presenta un pH último que varía entre 5,3 y 5,6.

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El acumulo de ácido láctico en las primeras fases del período postmortal puede tener un efecto negativo en la calidad de la carne. El desarrollo de condiciones acidas (pH bajo) en el músculo, antes de que el calor corporal natural y el metabólico se hayan disipado durante la refrigeración de la canal, da lugar a la desnaturalización de las proteínas musculares. La desnaturalización de las proteínas les hace perder solubilidad/ capacidad de retención de agua e intensidad del color del pigmento muscular. Todos estos cambios son perjudiciales, tanto si el músculo se emplea como carne fresca, como si se destina a un procesado ulterior. Los músculos cuyo pH desciende mucho rápidamente son de color pálido y tienen muy baja la capacidad de retención de agua, por lo que su superficie al corte tiene un aspecto muy acuoso (carne PSE). En casos extremos, la superficie del músculo gotea. Por otra parte, los músculos que conservan un pH alto durante su conversión en carne son de color muy oscuro y la superficie del corte es muy seca debido a que el agua, naturalmente presente en el músculo, está ligada fuertemente a las proteínas (carne DFD). 2.5

PRE-RIGOR MORTIS

En el período que sigue inmediatamente a la sangría el músculo es totalmente extensible. Si se tara o si se le aplica una fuerza, se estira pasivamente y cuando tal fuerza se retira, la elasticidad natural del músculo le hace retornar a su longitud original En estas condiciones en el músculo existen pocos enlaces de acto miosina, si es que hay alguno, que prevengan la extensión del músculo por la fuerza aplicada. El período de tiempo durante el cual el músculo es relativamente extensible y elástico se denomina prerigor mortis o fase de latencia o de retardo del rigor mortis Para que el músculo se mantenga en estado de relajación se necesitan ATP, Ca 2+, Mg 2+ (que forman un complejo). Existen pruebas que demuestran que esta degradación tiene lugar en el área de la línea Z del músculo. Una vez que se han empobrecido los almacenes de glucógeno se aprovecha el creatinfosfato (CP) para la fosforilización del ADP a ATP. A medida que se van agotando los almacenes de CP la

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refosforilización del ADP es insuficiente para mantener el músculo en un estado de relajación; comienzan a formarse puentes de actomiosina y el músculo se extiende gradualmente menos bajo el influjo de la fuerza externamente aplicada. La instauración del rigor mortis le acompaña cambios físicos: 

Pérdida de elasticidad y extensibilidad,



Acortamiento y aumento de la tensión.

La fase de iniciación o presentación del rigor mortis comienza cuando el músculo empieza a perder extensibilidad y dura hasta la terminación del rigor mortis 2.5.1

ACORTAMIENTO Y PRESENTACIÓN DE TENSIÓN

Durante el desarrollo del rigor mortis los músculos se acortan a medida que se forjan enlaces permanentes apareciendo una tensión interna en el músculo que produce rigidez. Durante una contracción normal sólo se originan enlaces en, aproximadamente, el 20 % de los posibles sitios de unión, mientras que en el rigor mortis se utilizan casi todos los sitios de unión entre los filamentos de actina y miosina. 2.5.2 PÉRDIDA DE PROTECCIÓN FRENTE A LA INVASIÓN BACTERIANA El animal una vez muerto pierde su protección natural. Sin embargo, el descenso del pH muscular ejerce un efecto inhibidor en algunos microbios. Para prevenir la contaminación de la carne con microorganismos causantes de su deterioro debe tenerse un cuidado exquisito durante todas las operaciones de carnización y almacenamiento. 2.6

MADURACIÓN (DEGRADACIÓN ENZIMÁTICA):

A medida que el pH del músculo desciende se liberan catepsinas enzimas que comienzan a degradar la estructura proteica. El ablandamiento que tiene lugar durante la maduración de la carne de vacuno, se debe, en parte, a la degradación de algunos de los tejidos conectivos de colágeno del músculo, bajo la acción de las catepsinas. Las proteínas musculares, además de sufrir la acción de los enzimas proteolíticos citados, están sometidas, también a desnaturalización. Muchos de los cambios atribuidos a la desnaturalización proteica se

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deben también a la degradación enzimática, dado que una caída rápida del pH favorece la pronta liberalización de las catepsinas. 2.7

CAMBIOS FÍSICOS DEL MÚSCULO:

 COLOR: La musculatura de los animales vivos, con un aporte de oxígeno suficiente, tiene un aspecto rojo brillante; si el músculo fuera deficitario en oxígeno su aspecto sería rojo más oscuro o púrpura. Después del sacrificio, cuando se ha consumido el oxígeno, los músculos tienen un color púrpura oscuro. Cuando la carne fresca se corta por primera vez la superficie del corte puede presentar este color rojo oscuro; tras su exposición a la atmósfera durante algunos minutos se oxigena la mioglobina y la carne cambia a un color rojo más brillante. Si el músculo ha sufrido desnaturalización intensa el tono del color se reduce considerablemente y aparece pálido incluso en la carne cortada 

FIRMEZA:  Músculos vivos: Relativamente firmes.  Rigor mortis: Muy firmes y rígidos.  Maduración: Pierden firmeza e incluso muy blandos

2.8

CARNE PSE Y DFD:

2.8.1

Carne PSE (pálida, blanda y exudativa)

Estas carnes se caracterizan por un aumento rápido de la concentración de ácido láctico, después del sacrificio, esto produce una rápida caída del pH muscular (pH < 6.0) a los 45 minutos, que afecta drásticamente la capacidad de retención de agua, el color, etc. La capacidad de retención de agua (CRA) disminuye con el pH, también parece ser que se producen importantes cambios en las membranas celulares de los músculos de las carnes PSE. El color está determinado por tres factores: cantidad de pigmento, forma química del pigmento y estructura del músculo (influenciada por el pH). 2.8.2 Carne DFD (Oscuro, Firme, Seco (dark, firm, dry)) La carne DFD se caracteriza por alto valor de pH a las 24 horas portmortem, los músculos con poca reserva de glucógeno no se

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acidifican, ya que la cantidad de ácido láctico producida es baja. Los músculos rojos están abundantemente basculados y predominantemente aerobios, son más propensos a ser DFD. Entre las causas, en el caso de los cerdos, es que hayan agotado su energía de reserva en los músculos, ello se debe a los métodos de transporte, carga, descarga, tiempo de ayuno, tipo de aturdimiento, etc. Para amortiguar la presencia de carnes de DFD deben evitarse condiciones ambientales extremas.

3.METODOLOGIA :

4.RESULTADOS Y DISCUSIÓN: 5.CONCLUSIONES: 6.RECOMENDACIONES:

7.CUESTIONARIO: 1. Entre las materias nitrogenadas no proteicas están la creatina y creatinina, cuya proporción en la carne es bastante constante y constituyen un parámetro de calidad que permite conocer el contenido en carne de embutidos y conservas. Investigar sobre los diversos métodos utilizados para poder determinar la presencia de carne y su cantidad en conservas y productos cárnicos.  CREATINA:

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La creatina (también denominada αmetil guanido-acético y frecuentemente abreviado en la literatura como Cr) es un ácido orgánico nitrogenado que se encuentra en los músculos y células nerviosas de algunos organismos vivos. Es un derivado de los aminoácidos muy parecido a ellos en cuanto a su estructura molecular. Se sintetiza de forma natural en el hígado, el páncreas y en los riñones a partir de aminoácidos como la arginina, la glicina y la metionina a razón de un gramo de creatina por día. Constituye la fuente inmediata y directa para regenerar ATP y proveer de energía a las células musculares.  CREATININA: La creatinina es un compuesto orgánico generado a partir de la degradación de la creatina (que es un nutriente útil para los músculos). Se trata de un producto de desecho del metabolismo normal de los músculos que habitualmente produce el cuerpo en una tasa muy constante (dependiendo de la masa de los músculos), y que normalmente filtran los riñones excretándola en la orina. La medición de la creatinina es el modo más simple de monitorizar la correcta función de los riñones. Actualmente ya existen técnicas para determinar la especie cárnica de los productos en el mercado (principalmente los procesados), e incluso dicha situación está regulada a fin de evitar que los consumidores sean engañados ofertándoles algún tipo de carne y sea otra. No obstante, se carece de técnicas eficientes y seguras además de una regulación que permita cuantificar en forma rápida y confiable, los porcentajes de las diversas variedades que puede contener un solo producto. ¿Técnica del PCR? La técnica de PCR consiste en extraer el DNA de la carne de cerdo, pollo y pavo (tanto en productos crudos como

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procesados), para después amplificar el material genético, el cual será comparado con material de referencia obtenido de grupos control. El DNA es una molécula de doble hebra que a diferentes temperaturas (95, 55 y 72 grados), se separa y con ello se generan dos sencillas. Después de ello, se utilizan enzimas, en este caso una DNA polimerasa y soluciones amortiguadoras para llevarse a cabo la reacción que generará millones de copias idénticas a las dos hebras separadas, lo que a su vez permitirá reconocer la región específica de donde se obtuvo la carne.

8.BIBLIOGRAFIA: 9.ANEXOS