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CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES
Tema 1: Ingredientes no cárnicos
Hay un sinnúmero de ingredientes no cárnicos que son importantes en la elaboración de productos
cárnicos. Algunos de ellos, como la sal, no pueden omitirse. Otros son simplemente auxiliares cuya
función principal depende de factores económicos, tales como los cereales de rellenos.
3.1.1. La Sal
La sal es el ingrediente más crítico en la elaboración de embutidos después de la carne. Se podría
considerar que históricamente es casi imposible fabricar embutidos sin sal.
Originalmente la sal sirvió como conservante; y aún lo actúa como tal en algunos embutidos secos y
semi-secos. Para actuar completamente como conservante se requieren concentraciones de salmuera
en el producto de aproximadamente 17%. La concentración en la salmuera (relación sal/contenido
acuoso) se calcula así:
Ejemplo:
Actualmente, aunque alguna acción conservante es todavía importante, el uso más importante de la
sal es impartir sabor y olor. En la mayoría de los productos embutidos, el porcentaje utilizado es de
2,5 a 3,0 % de sal; un contenido de sal mayor podría producir un sabor salado. Ya que los niveles de
tolerancia a la sal varían, es difícil establecer un punto específico al cual los niveles de sal son
aceptables o inaceptables. Solamente a través de un buen test de consumidores se puede determinar
los mejores niveles para los gustos del consumidor, y que nivel de sal debe ser mantenido.
Otra importante función de la sal es su relación con las propiedades ligantes de la carne. Una de las
principales funciones de la sal en productos cárnicos es la solubilización o liberación de las proteínas
contráctiles a partir de la fibra muscular. La concentración de salmuera óptima para este propósito es
de aproximadamente el 8%. En consecuencia, el agua, la sal y las carnes conteniendo las proteínas
contráctiles o “ligantes” se adicionan juntos para facilitar dicha extracción.
Las impurezas en la sal en forma de trazas de cobre, hierro o cromo tienen un marcado efecto sobre
el desarrollo de la rancidez oxidativa en productos cárnicos. Esta es una de las razones por la cual los
productos embutidos no se mantienen por un largo período de tiempo como los constituyentes de la
carne fresca cuando es mantenida en condiciones de almacenamiento congelado. Si el desarrollo de la
rancidez es un serio problema, es posible aportar sales bajas en prooxidantes en las cuales estos
iones de metales pesados hayan sido removidos.
Los fosfatos han sido acreditados con la habilidad de servir como agentes quelantes y contraatacan los
efectos de estos iones de metales pesados. Los nitratos y los nitritos aparentemente funcionan de
forma similar. Los antioxidantes pueden también adicionarse en el caso de embutidos con carne fresca
de cerdo para contrarrestar la rancidez promovida por la sal. Incluso es posible adquirir sal recubierta
con antioxidantes.
3.1.1.1 Funciones
En términos generales, las funciones que realiza la sal en la fabricación de embutidos son:
Sabor. En niveles inferiores a 2,5%, la sal presenta un sabor aceptable para el consumidor y
brinda un gusto salado característico en los embutidos. La sal aporta un gusto salado que es
debido al anión Cl-; mientras que el catión Na+
tiene su efecto principal sobre la capacidad de
estimular los receptores. Es preciso señalar que la formación de un complejo con las
proteínas, complejo estable al frío pero que se destruye por calentamiento, no deja más que
una parte de sal, la parte libre, para producir el gusto salado. Esto explica que un mismo
contenido en sal, un producto crudo parece menos salado que cuando está cocido. La grasa
parece siempre poco salada por razón de su escaso contenido en agua, por lo que es muy
poca la sal que penetra en ella.
Efecto bacteriostático. Especialmente contra coliformes. Este efecto es sólo parcial debido
al nivel de uso (generalmente, inferior al 2,5%). Se considera generalmente que a la
concentración del 10%, inhibe el crecimiento de numerosos microorganismos, en cambio, a la
concentración del 5% su acción no se hace sentir más que sobre los anaerobios. La acción de
la sal está en relación con su concentración en la fase acuosa, lo que explica, por ejemplo,
que en los productos sometidos a procesos de secado (jamones crudo curados, salchichones
fermentados), sea necesario utilizar el frío al comienzo de la fabricación, cuando el contenido
en agua es todavía importante, mientras que al final del proceso, resulta prácticamente inútil.
Extracción de proteínas solubles
en sal y retención de humedad. Solubilización de la actomiosina con lo que se aumenta la
Capacidad de Retención de Agua. Este efecto alcanza un máximo a una concentración
apróximada del 4%.
Efecto pro-oxidante. Ocasionado por presencia de trazas de metales pesados,
especialmente el hierro, que actúan como catalizadores. Esto explica la necesidad de usar sal
de alta pureza.
3.1.1.2. Posibles problemas y soluciones
Oxidación del producto. Se debe usar sólo sal de alta pureza.
Humedad en la sal. La sal es altamente higroscópica, por lo que es recomendable
mantenerla en lugares secos y en envases cerrados para facilitar el manejo y evitar errores
en la dosificación.
3.1.1.3. Niveles de sal utilizados en distintos países
Tabla 1. Niveles de sal utilizados en distintos países
País % En Producto Terminado
México 2.0 – 2.2
Estados Unidos de Norteamérica 1.7 – 1.8
Japón 1.5 – 1.6
Costa Rica 1.8 – 1.9
Panamá 1.7 – 1.9
CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES
Tema 2: Nitratos y Nitritos
Los nitratos y los nitritos son los ingredientes de “curado” adicionados para elaborar un embutido tipo
“curado”. Su efecto más reconocido es el desarrollo del color rojo o rosado de curado.
El curado de las carnes produce un color rosa característico y textura y sabor y olor característicos, y
provee un efecto conservante, especialmente frente al crecimiento de las esporas de
Clostridiumbotulinum que podrían estar presentes. El nitrito es el componente más importante usado
para el curado de las carnes, siendo también un potente antioxidante.
En los Estados Unidos son comunmente usadas las sales de sodio, aunque también se pueden usar el
nitrato de potasio (saltpeter) o el nitrito de potasio. Históricamente estos compuestos han llegado a su
uso como contaminantes presentes en la sal. Las personas encontraban que los embutidos que las
contenían eran superiores a los que no las contenían y finalmente, cuando los primeros químicos las
identificaron ellas fueron adicionadas deliberadamente.
Adicionalmente a la función sobre el color, los nitritos llevan a cabo otras importantes funciones en
carnes curadas. Tienen un efecto importante sobre el sabor y el olor: sin su presencia un sabor a
sobre cocido puede desarrollarse en algunos productos. Adicionalmente afectan el sabor y el olor por
medio de su acción como poderosos antioxidantes. Los antioxidantes son compuestos que previenen
el desarrollo de la rancidez oxidativa.
Las propiedades bacteriostaticas de los nitritos son tambiencriticos en carnes curadas, particularmente
en jamones enlatados. El nitrito de sodio es un inhibidor muy efectivo del crecimiento del Clostridia,
particularmente del Clostridiumbotulinum, la bacteria causante del botulismo. Sin nitrito no sería
posible producir con cierta seguridad los jamones enlatados no esterilizados (aquellos que requieren
refrigeración), así como productos cocidos empacados al vacío tales como las salchichas frankfurter y
la carne de diablo.
El nitrato en sí mismo no es efectivo en la producción de reacción de curado hasta que es convertido
en nitrito. Esto es un proceso lento y habitualmente dependerá de la acción bacterial. En
consecuencia, el uso de nitratos está limitado a los embutidos secos y semi-secos y pueden ser
fácilmente reemplazados en la gran mayoría de los otros productos curados. El nitrito sólo debe
usarse en productos cárnicos procesados rápidamente.
Los nitritos proveen la fuente ultima de óxido nítrico que se combina con el pigmento myoglobina.
Para la formación del color de curado se consideran necesarios aproximadamente 50 ppm de nitrito en
el producto terminado, dependiendo de la cantidad actual de pigmento disponible para reaccionar con
el nitrito.
Cuando el nitrito es adicionado a sistemas cárnicos complejos biológicamente, reacciona con o es
ligado a varios componentes químicos presentes naturalmente como las proteínas. Las condiciones de
calentamiento normalmente usadas en el proceso de curado acelera estas reacciones, y cuando el
proceso de elaboración es completado, sólo aproximadamente del 10-20% del nitrito originalmente
adicionado es analíticamente detectable. Este así denominado nivel de nitrito residual disminuye más
durante el almacenamiento y la distribución, cuando el producto se traslada hasta llegar al consumidor
final para su preparación y consumo.
La Agencia Federal de Alimentos y Medicamentos (sigla en inglés FDA) y el Departamento de
Agricultura de los Estados Unidos (sigla en inglés U.S.D.A.) de los Estados Unidos de Norteamérica
regulan estrictamente la cantidad de nitrato y de nitrito que pueden ser usados. Habitualmente, 1/8
de onza por 100 libras americanas de carne es un nivel funcional para el nitrito. El nitrato a ¼ de onza
por 100 libras americanas de carne se considera un nivel funcional en embutidos secos o semi-secos.
Ya que el nitrato y el nitrito son adicionados en pequeñas cantidades, ellos deben ser disueltos en
agua antes de su uso para asegurar una distribución uniforme. También pueden disolverse en mezclas
de sal o sal/dextrosa aunque ello podría ser peligroso ya que estas premezclas fácilmente pueden ser
confundidas con sal pura.
La función de los nitratos y los nitritos en el curado de las carnes está frecuentemente bajo estudio
intensivo por parte de los investigadores científicos. Los nitritos han sido implicados en la formación
de pequeñas cantidades (partes por billón) de una nitrosamina (nitrosopirrolidina) en la tocineta frita.
Las nitrosaminas son de alguna importancia debido a que algunas de ellas han sido identificadas como
agentes cancerígenos en animales de laboratorio. Aún no es bien conocido si existe una amenaza a la
salud pública de una forma práctica.
Hay un fuerte argumento para el uso del nitrito a causa de que es necesario para la prevención del
crecimiento del Clostridiumbotulinum, una bacteria que produce una toxina mortal.
El riesgo potencial de pequeñas cantidades de nitrosaminas está siendo sopesado frente al efecto
protectivo de los nitritos frente al botulismo. Adicionalmente, no se han encontrado sustitutos para el
nitrito que produzcan un color y sabor y olor típicos de carne curada en productos cárnicos. Esto no
sugiere que el gobierno de los Estados Unidos de Norteamérica tomará una posición o todo o nada con
respecto al asunto de los nitratos-nitritos. El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos
(U.S.D.A.) y la industria cárnica han venido trabajando estrechamente en los últimos años para definir
más precisamente la función de estas sustancias químicas. Los procesadores de embutidos deben
estar permanentemente alerta por los cambios que se presenten relacionados con la reglamentación
con respecto a su uso.
A causa de los peligros de la formación de nitrosaminas, las premezclas con especias, saborizantes y
otros ingredientes se sugiere que se eviten ya que se podrían formar nitrosaminas por la interacción
de los nitritos y las especias.
En los años 1970, el uso de nitrito para el curado de las carnes fue seriamente cuestionado. Fue
sugerida la posibilidad de producir N-nitrosaminas, que son cancerígenas. Enormes cantidades de
investigación y análisis se llevaron a cabo, y dos reportes de resumenes publicados por la Academia
Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (sigla en inglés NAS, 1981,1982) aliviaron la preocupación
del público acerca de las carnes curadas como riesgo para la salud humana.
En un estudio llevado a cabo por Cassens, en 1997, se realizaron tres ensayos para determinar el
nitrito residual en muestras minoristas de carnes tipicas curadas compradas habitualmente por los
consumidores. En el ensayo 1, 10 paquetes fueron comprados en un supermercado local con la única
condición de que los productos no estuviesen vencidos en fecha de venta. Muestras de tocineta, jamón
cocido tajado, y salchichas viena fueron seleccionadas para representar la producción de tres
diferentes fabricas y fueron analizadas para nitrito residual en un laboratorio comercial. En los ensayos
2 y 3, se contrato con una firma la recuperación de carnes curadas a partir de cajas de supermercados
en los Angeles metropolitano, Denver, St. Louis, y Tampa, ciudades en los Estados Unidos. La única
condición fue que los empaques estuvieran dentro del período antes de fecha de vencimiento.
En el ensayo 2, 11 paquetes de tocineta, 30 de mortadela boloña, 24 de jamón cocido, y 34 de
salchichas viena fueron recuperados, y los productos fueron analizados para nitrito residual. En el
ensayo 3, 6 paquetes de tocineta, 7 de jamón, 23 de boloña, y 19 de salchichas viena fueron
recuperados, y los productos fueron analizados para nitrito residual, nitrato residual, y ascorbatos
residuales.
El nitrito fue determinado por métodos 976.14 y 973.31 y el nitrato por el método 935.48, todos de la
AOAC (1990). Los ascorbatos, incluyendo ácido ascorbico y ácido eritorbico, fueron determinados por
el método 967.21 B de la AOAC.
El nivel de nitrito residual medio para todos los productos en el ensayo 1 fue de 5.4 ppm. Los
resultados de las muestras individuales fueron 4, 1, y 15 ppm de nitrito para la tocineta; 3,9, y 7 para
el jamón cocido tajado: y 1,4,4, y 9 para las salchichas viena.
Los resultados para los ensayos 2 y 3 son dados en la Tabla ____. Para ambos ensayos, el nivel de
nitrito residual medio para todos los productos fue de 10 ppm, con un rango de 0-48 en el ensayo 2 y
de 0-45 en el ensayo 3. La Boloña tuvo un nivel de nitrito residual más alto (p<0.05) que los otros
productos excepto con las vienas en el ensayo 3.
En el ensayo 3, el nitrato no fue detectable en las muestras de carnes curadas analizadas. Todas las
muestras fueron reportadas con menos de 10 ppm, como nivel de detección de nitrato. El promedio
global para ascorbato residual fue 209 ppm, y el rango fue de 66-483 ppm. El nivel de ascorbato
residual fue más bajo (p<0.05) en salchichas viena que en tocineta y jamón cocido pero no fue
diferente al de la boloña.
La mayoría de las muestras contuvieron fosfatos. La presencia de fosfatos resultó en un nivel de
nitrito residual más alto (p<0.05) en el ensayo 1, pero en diferencia no significativa en el ensayo 3.
Aproximadamente la mitad de las muestras de boloña y de viena contuvieron pollo. En ambos
ensayos, la presencia de pollo resultó en un nivel de nitrito residual más alto (p<0.05).
El hallazgo más obvio e importante de esta investigación fue que el nivel de nitrito residual descendió
en los productos cárnicos curados en los Estados Unidos con referencia a los años 1970.
Tabla 2. Nitrito residual y ascorbatos en carnes curadas (a).
Producto
Ensayo 2 #
observ.
Nivel de Nitrito
(ppm)
Ensayo 3 #
observ.
Nivel de nitrito
(ppm)
Nivel ascorbato
(ppm)
Tocineta 11 5± 2 b 6 3± 2 b 240± 52 a
Boloña 30 15± 2 a 23 15± 3 a 215± 9 ab
Jamón 24 7± 1 b 7 4± 1 b 257± 17 a
Viena 34 9± 1 b 19 8± 3 ab 175± 13 b
Global 99 10± 1 55 10± 2 209± 9
Rango 0-48 0-45 66-483
Efecto de Fosfatos
Con fosfatos 79 11±1 a 45 10± 2 a
Sin fosfatos 20 5± 1 b 10 8± 4 a
Efecto de carne de
pollo
Con pollo 43 14± 2 a 28 16± 3 a
Sin pollo 21 7± 2 b 14 3± 1 b
a. Resultados expresados como ppm y dando un promedio ? error estandar. En cada porción de la
tabla, medias en la misma columna seguidas por letras diferentes difieren con p<0.05.
Toxicidad del nitrito
La toxicidad propia del nitrito está relacionada con su poder oxidante. Tiene en efecto la propiedad de
oxidar la hemoglobina sanguínea en metahemoglboina que bajo esta forma no es ya apta para
desempeñar su papel de transportador de oxígeno y entraña una hipóxia a nivel de los tejidos. El
organismo humano es, en los adultos, capaz de luchar contra esta agresión ya que está equipado de
un sistema enzimático apto para efectuar la reacción inversa y transformar la metahemoglobina en
hemoglobina reducida (sistema metahemoglobina reductasa). Por el contrario el organismo del niño
de pecho no posee este equipamiento enzimático y los riesgos de intoxicaciones graves son entonces
mucho mayores. Adicionalmente está la toxicidad indirecta por la formación de nitrosaminas.
Ya que ha habido una reducción de aproximadamente el 80% en el contenido de nitrito residual de las
carnes curadas desde la mitad de los años 1970 y que las carnes curadas modernas contienen
substancial actividad reductora en la forma de ascorbatos, se deben reevaluar el riesgo o beneficio
para la salud derivado del consumo de carnes curadas, especialmente desde el punto de vista de
acumualr evidencia científica con respecto al requerimiento humano por las funciones protectoras del
oxidonitrico.
CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES
Tema 3: ascorbatos y eritorbatos.
Las dos principales reacciones que ocurren después de que los ingredientes de curado son
introducidos en la carne son una reducción de la metmioglobina a mioglobina y una reducción de
nitrito a óxido nítrico. El óxido nítrico está entonces disponible para combinarse con la mioglobina para
formar nitrosomioglobina. Para acelerar estas reacciones con el fin de acortar los tiempos de curado,
se adiciona un fuerte agente reductor. Los compuestos más frecuentemente usados son el ascorbato
de sodio o el eritorbato de sodio, que son compuestos muy similares aunque el ascorbato tiene
actividad de Vitamina C. El ascorbato o el eritorbatoacelera la conversión de metmioglobina y nitrito a
mioglobina y óxido nitrico y también suprime la reacción inversa. Esto resulta en una conversión más
completa del pigmento muscular a forma de pigmento curado. Las cantidades residuales de ascorbato
o eritorbato también ayudarán a estabilizar el pigmento de curado en el embutido reduciendo el
deterioro del nitrosohemocromo y dando así al color una más larga vida útil. Una función benéfica
adicional parece ser que los ascorbatos y los eritorbatos inhiben la formación de nitrosaminas.
En la actualidad, el nivel de uso es 7/8 de onza por 100 libras americanas de carne.
Estos compuestos intensamente reductores pueden tener efectos indeseables si las usos
recomendados no son estrictamente tenidos en cuenta. Las salmueras para curado que contienen
estos compuestos pueden convertir los nitritos en óxido nítrico prematuramente si la salmuera es
almacenada por largos períodos de tiempo o a elevadas temperaturas. El óxido nítrico se escaparía en
el aire como gas, creando un riesgo para la salud. También disminuiría el nivel de nitrito de la
salmuera, reduciendo su efectividad para la carne. Las salmueras de curado conteniendo ascorbato o
eritorbato son estables por aproximadamente un día si la salmuera es mantenida a 50ºF (10ºC) o
menos y en una condición alcalina o muy ligeramente ácida. Si la salmuera se vuelve ácida, la
reacción de reducción se lleva a cabo muy rápidamente. Los fosfatos en la salmuera actúan como un
buffer y ayudan a prevenir el desarrollo de una salmuera ácida. Estas mismas consideraciones se
aplicarían a la adición de estos compuestos en solución acuosa a la mezcla de un embutido. Ellos
deben mantenerse separados del nitrito o del nitrato.
CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES
Tema 4: Los Polifosfatos
Son las sales del ácido fosfórico que se obtiene a partir del calentamiento alcalino de la roca fosfórica.
Entre los fosfatos más empleados están los fosfatos simples (ortofosfatos), monofosfatos, difosfatos y
polifosfatos.
Se conocen clásicamente el ácido ortofósforico H3PO4, el ácido metafosfórico HPO3, que deriva del
precedente por eliminación de una molécula de agua y el ácido pirofosfórico H4P2O7, obtenido por
condensación de dos moléculas de ácido ortofosfórico con eliminación de una molécula de agua.
Condensando varias moléculas de ácido ortofosfórico, se obtienen los ácidos polifosfóricos de cadena
lineal, cuya fórmula general es :
H(n+2)P(n)O(3n+1) en donde n puede variar de 2 (ácido pirofosfórico) a 10 6.
Existen igualmente los ácidos polifosfóricos de cadena cíclica, que son los polímeros del ácido
metafosfórico (HPO3)n.
La estructura cíclica está bien establecida para los primeros términos (n=3, n=4), pero para los
grados de polimerización más elevados, se tendría que pensar en una estructura en cadenas de gran
longitud, rizándose sobre ellas mismas, con eventualmente ligazones laterales entre cadenas.
Los fosfatos alcalinos son usados para incrementar la capacidad de retención de agua de las carnes
curadas. En la actualidad su uso no es aún permitido en productos embutidos. Ellos tienen algunos
efectos beneficos, tales como reducir el grado de “purga” en productos enlatados y cocidos.
Hay algunas evidencias de que también reducen la rancidez oxidativa, probablemente reduciendo la
actividad pro-oxidante de metales pesados en la sal. Los polifosfatos ayudan a solubilizar las proteínas
musculares y a disminuir la acidez (elevan el pH) de la carne, lo cual incrementa el espacio alrededor
de las proteínas y así mayor cantidad de agua puede mantenerse entre las proteínas.
Con la mayor capacidad de retención de agua, el rendimiento del producto incrementa, las superficies
del producto son más secas y más firmes, y las emulsiones son más estables a temperaturas más
elevadas. También se han argumentado mejores estabilidades en color y mejor sabor y olor. Debido a
que muchos productos cárnicos están sujetos a la rancidez oxidativa, el efecto antioxidante de los
fosfatos puede desempeñar una función benéfica. Los fosfatos son más efectivos cuando se
incrementa la temperatura final de procesamiento.
Los polifosfatos tienen la propiedad de modificar el pH del medio al que se adicionan. En el caso de la
carne, los polifosfatos utilizados aumentan el pH hasta en 0.5 unidades lo que ocasiona que este se
aleje del punto isoeléctrico aumentando su capacidad de retención de agua.
Los siguientes fosfatos han sido aprobados por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos
(sigla en inglés U.S.D.A.) para su uso en salmueras:
Tripolifosfato de sodio.
Hexametafosfato de sodio.
Pirofosfato ácido de sodio.
Pirofosfato de sodio.
Fosfato monosódico.
Fosfato disódico.
El uso de estos fosfatos esta restringido a una cantidad tal que resultará en no más de 0,5% en el
producto terminado. Hay aproximadamente 0.1% de fosfato presente naturalmente en el tejido
muscular lo cual puede ser considerado en el análisis cuando se adicionan fosfatos.
El pirofosfato ácido de sodio puede ser usado en productos como frankfurters y boloña para acelerar el
curado. El nivel de 8 onzas por 100 libras americanas de carne (0,5%) es el máximo nivel de uso
permisible para dicho propósito.
Los fosfatos no son fácilmente solubilizados en la mayoría de las salmueras, particularmente después
de que la sal ha sido adicionada. La práctica recomendada es disolver los fosfatos primero. Si los
niveles en la salmuera son demasiado altos, o si las concentraciones de sal son demasiado altas, los
fosfatos pueden precipitar fuera de la solución, lo cual disminuye su efectividad.
Cuando los productos curados que contienen fosfatos pierden humedad después del procesamiento,
los fosfatos pueden precipitar fuera de la superficie formando “barbas” (en inglés “whiskers”) de
cristales de fosfato. Además, niveles excesivos de fosfatos han sido ser la causa del sabor a jabón. Los
fosfatos alcalinos son corrosivos, así deberán usarse recipientes plásticos o en acero inoxidable para
las salmueras que contienen fosfatos.
Los fosfatos a menudo se usan en productos diferentes de lo que normalmente se consideran carnes
curadas. Así son adicionados a productos tales como beefroast y a el pollo cocido para controlar el
goteo por cocción y mejorar el sabor y el olor.
Actualmente entre los fosfatos más comunmente utilizados en la industria cárnica se tienen los
presentados en la Tabla 3 y algunos de sus valores de pH en solución al 1% se presentan en la Tabla
4.
Tabla 3. Fosfatos comunmente utilizados en la industria cárnica y su sigla en inglés.
Nombre Abreviatura, en inglés.
Fosfato monosódico MSP
Fosfato monopotásico MKP
Fosfato disódico DSP
Fosfato dipotásico DKP
Pirofosfato ácido de sodio SAPP
Tripolifosfato de sodio STPP
Tripolifosfato de potasio KTPP
Pirofosfato Tetrasódico TSPP
Pirofosfato Tetrapotásico TKPP
Hexametafosfato de sodio SHMP
Tabla 4. Valores de pH de varios polifosfatos en solución al 1%.
Nombre Abreviatura .Ph al 1%
Pirofosfato ácido de sodio SAPP 10.5
Tripolifosfato de sodio STPP 9.8
Hexametafosfato de sodio SHMP 7.0
Pirofosfato tetrasódico TSPP 4.2
En orden de mayor a menor solubilidad en agua se tienen:
Tripolifosfatos>Hexametafosfatos> Pirofosfatos.
Normalmente es necesario mezclar dos o más fosfatos para conseguir una funcionalidad óptima y la
mejor combinación de propiedades para elaborar un producto determinado. En la Tabla 5 se presentan
las funciones que cumplen los fosfatos en los distintos tipos de carnes.
Los polifosfatos sufren una hidrólisis en el curso de los tratamientos tecnológicos, por lo que los
métodos de control deben referirse a la determinación del fósforo total. Por ello, es difícil efectuar
controles valederos sobre productos en la composición de los cuales entran elementos más o menos
ricos en fósforo (huevos, leche) y dichos controles se limitan en la mayoría de los casos al jamón
cocido. En este caso se estima que el fósforo naturalmente aportado por la carne representa 4,5 g/kg
(expresado como P2O5) en el producto y que por consecuencia esta cantidad no debe sobrepasar los
6,5 g/kg y 7,5 g/kg en las fabricaciones en que las dosis de empleo autorizadas son respectivamente
2 y 3 g/kg (expresado como P2O5).
Tabla 5. Funciones de los fosfatos en distintos tipos de carnes.
Función
Vacuno
Fresco
Cerdo
Fresco
Cerdo Y Vacuno
Cocidos
Pollo
Embutido Curado
Madurado
Embutido
Cocido
Retención
humedad
STPP STPP STPP STPP STPP STPP
Emulsificar --- --- --- --- SAPP STPP
Retiene color STPP STPP STPP STPP SAPP STPP
Terneza
SHMP/
STPP
SHMP/
STPP
STPP SAPP SAPP STPP
Aglutinar --- --- --- --- SAPP STPP
Proteger sabor STPP --- --- --- STPP STPP
Nivel de
adición
8%
solución
8%
solución
0.5% producto
final
6%
solución
0.5% producto
final
0.5% producto
final
CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES
Tema 5: Azúcares
En los productos cárnicos se usan una gran variedad de azucares, que van desde la sucrosa (azucar
de caña o de remolacha) a la dextrosa (azucar de maíz). Se incluyen en este grupo los jarabes de
maíz, jarabes sólidos de maíz y el sorbitol. Estos productos son usados principalmente para
saborización aunque algunos de ellos proveen algunos beneficios muy específicos en elaboración de
embutidos.
La mayoría de los azucares, excepto el sorbitol, incrementan el pardeamiento de la carne durante la
cocción. Ello puede o no ser una ventaja. Los azucares también ayudan a enmascarar el sabor salado
cuando se usan altos niveles de sal. Altos niveles de azucares podrían ofrecer alguna acción
conservante, aunque a los niveles usados en la gran mayoría de los embutidos y carnes procesadas,
probablemente hacen todo lo opuesto. Los azucares han sido identificados de servir como medio para
el crecimiento de algunos microorganismos indeseables como las levaduras. Algunos azucares también
proveen una condición químicamente reductora en los productos embutidos y como resultado son
acreditados como mejoradores del color de los embutidos frescos.
La dextrosa es esencial en los embutidos fermentados ya que provee las materias primas necesarias
que las bacterias convierten en ácido láctico. Habitualmente se usan cantidades de 0,5 a 1,0% con
este propósito.
El sorbitol ha sido acreditado como responsable de reducir el chamuzcado de las frankfurters cuando
se asan a la parrilla. Ello debe ser un beneficio en donde gran parte de la producción va dirigida a
consumidores que la calientan la frankfuter de esta forma.
Ha habido gran número de intentos realizados con la adición de varios endulzantes para mejorar la
pelabilidad de los productos sin piel. Sin embargo, estos intentos no tienen un soporte muy sólido. En
general sería admisible revisar otros métodos para solucionar los problemas de pelabilidad en lugar de
depender de la adición de azúcares a la fórmula.
Los niveles de uso para los azucares están limitados tanto a las regulaciones como a las
consideraciones prácticas de su efecto sobre el sabor. En la Tabla 6 se presentan la lista de algunos
azucares usados en procesamiento de carnes y su poder endulzante o dulzura equivalente.
Tabla 6. Dulzura comparativa de varios productos endulzantes (la sucrosa, azucar de la caña o de la
remolacha, se uso como base 100).
Endulzantes
Base seca Base líquida
Jarabe de maíz de baja conversión 52 42
Jarabe de maíz regular 60 48
Jarabe de maíz alto en maltosa 70 56
Jarabe de maíz de alta conversión 80 65
Sólidos del jarabe de maíz (DE 28) 35 --
Sólidos de jarabe de maíz (DE 42) 60 --
Azúcar de maíz (hydro dextrosa) 80 --
Levulosa (fructosa) -- 90
CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES
Tema 6: Extendedores
3.6.1. Leche en Polvo
La leche desgrasada deshidratada es un ingrediente usado en un sinnúmero de productos embutidos.
Sirve principalmente como extendedor, aunque se le han encontrado algunos efectos de mejoría en
sabor y olor, probablemente debido a su efecto endulzante. La leche desgrasada deshidratada
reducida en calcio se usa ya que altos niveles de calcio interfieren con la solubilidad de las proteínas.
Los niveles de uso están restringidos dependiendo del tipo de producto.
Otros productos lácteos tales como el suero deshidratado se han usado como ligantes o como
extendedores. Igual situación se ha presentado con el caseínato de sodio.
3.6.2. Harinas de cereales.
Varias harinas de cereales son usadas como ligantes o extendedores en productos cárnicos. Siendo los
principales el almidón dependiendo su funcionalidad de la fuente, que puede ser trigo, arroz, avena,
maíz, etc. En general estos son adicionados a productos de mas baja calidad por razones económicas.
Sin embargo, algunos de ellos mejoran la calidad de ligazón, los rendimientos en cocción y las
características de tajado. Las cantidades permitidas están reglamentadas y dependen del tipo de
producto.
3.6.3. Proteínas de soya.
En la industria de carnes es usada una gran variedad de productos de soya. Estos han alcanzado
amplia aceptación en la industria y sus niveles de uso están reglamentados.
3.6.3.1. Harina de soya
Este producto proteínico de soya finalmente molida contiene aproximadamente 50% de proteína. Es
usado en estofados para adicionar proteína y ayudar a retener los jugos cárnicos. Sus principales
limitaciones son de textura y sabor. Se prefieren las harinas tostadas de soya para su uso en
productos cárnicos.
3.6.3.2. Granulados de soya
Estos son similares a la harina de soya en composición pero son más grandes en tamaño de partícula
y más adaptables a productos tales como coberturas de pizza. Son ampliamente usados en tortas de
carne molida. La desventaja de la textura de la harina de soya es superada con los granulados.
3.6.3.3. Proteína texturizada de soya
Esta es muy similar a los granulados excepto que la textura se ha cambiado para ser mucho más
similar a la textura de la carne molida. Como con los granulados, su principal uso es en tortas de
carne molida o en productos como los estofados.
3.6.3.4. Concentrado protéico de soya
Este es un producto proteínico con 70% de proteína que se encuentra disponible sea en forma de
gránulos gruesos para usarse de forma similar a los granulados de soya o en harina para usarse en
embutidos tipo emulsión. Retienen agua a niveles de aproximadamente 2,5:1. Ya que el concentrado
de soya es suave y de más alto contenido de proteína, es preferido sobre las harinas para su uso en
embutidos tipo emulsión.
3.6.3.5. Aislado proteico de soya
Este producto contiene aproximadamente 90% de proteína y es muy útil como emulsificante y como
ligante. Es el único producto de soya que funciona como la carne en la formación de una emulsión. El
aislado proteico de soya no debe ser considerado como igual en calidad a las proteínas contráctiles en
la formación de emulsiones pero es útil, particularmente en formulaciones “débiles”. Los aislados de
soya se usan generalmente a niveles de 2,0%, niveles más bajos que los concentrados, los granulados
o las harinas.
3.6.4. Otras proteínas no cárnicas.
Una gran variedad de proteínas no cárnicas se han venido desarrollando para su uso en embutidos y
en carnes procesadas. Entre estas proteínas se incluyen proteínas de semillas de oleaginosas tales
como la semilla de algodón y las nueces así como de fuentes vegetales unicelulares tales como la
levadura torula. La mayoría de los cereales y otros ligantes o extendedores están limitados en su uso
a 3,5%.
CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES
Tema 7: Antioxidantes
Varios productos pueden ser adicionados a los embutidos frescos y secos para retardar el desarrollo
de la rancidez oxidativa. Estos productos son el BHA (butilhidroxianisol), BHT (butilhidroxi tolueno) y
el propil galato. En embutido secos son usados al nivel del 0,003% para algunas combinaciones de 2 o
3 de ellos. En embutidos frescos el nivel es de 0,01% del contenido de grasa para alguno de ellos
individualmente o de 0,02% para la combinación de dos o 3 de ellos. En carnes secas el nivel de uso
es de 0,01% sea individualmente o para combinaciones de ellos.
Algunos sinergistas (productos usados para incrementar la efectividad de un compuesto) tales como el
ácido cítrico, el monoisorpopil citrato y el monogliceridil citrato son a veces usados con estos
compuestos.
CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES
Tema 8: Inhibidores de hongos
Donde el hongo es un problema en embutidos secos las tripas pueden ser sumergidas en solución al
2,5% de sorbato de potasio para inhibir su crecimiento. Este compuesto es la sal potásica del ácido
sórbico.
El propilparabeno (propil-p-hidroxi benzoato) es usado de forma similar en solución al 3,5%.
CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES
Tema 9: Hidrocoloides
3.9.1. Carragenina
3.9.1.1. Introducción
La utilización de hidrocoloides de algas marinas data de cientos de años atrás. Las aplicaciones
iniciales consistieron en el uso del alga cruda, en su totalidad, usualmente cocinándola en agua o
leche y combinándola con otros ingredientes, tales como carne o azúcar cruda, para producir
probablemente uno de los primeros alimentos fabricados.
Debido a que esos primeros sistemas alimenticios basados en agua o leche, fueron simples en su
propósito de entregar un alimento en diferente forma, hubo pocas restricciones o normas a seguir, ya
que el control de calidad era esencialmente inexistente. Los alimentos eran consumidos, buenos o
malos, porque no había marcas compitiendo en el mercado.
Con el advenimiento y desarrollo de la moderna tecnología de alimentos, se produjeron alimentos más
sofisticados. Estos sistemas requerían algunas veces, una construcción compleja de ingredientes, para
lograr un balance nutricional y organoléptico. Una simple mezcla de ingredientes, a menudo tenía una
estabilidad muy corta, presentando separación de fases, tales como aceite y agua, o sedimentación,
tal como cocoa en chocolate con leche, o las especias en aderezos para ensaladas. La necesidad de
utilizar estabilizantes de carragenina aumentó, a medida que los sistemas alimenticios se han ido
haciendo cada vez más complejos.
3.9.1.2. Tipos de carrageninas
Las carrageninas son extractos de las algas marinas rojas, que se encuentran en varias partes del
mundo. La mas comercialmente importantes materias primas y sus localizaciones se encuentran
detalladas en la Tabla 7.
Tabla 7. primas, fuentes y tipos de carragenina.
Alga marina Localización Carragenina
Chondruscrispus
Canadá (marítima)
U.S.(New england)
Francia
Corea
Kappa/Lambda
Euchemacottonnii Filipinas
Filipinas
Indonesia
Kappa
Euchemaspinosum
Filipinas
Indonesia
Iota
Gigartinaacicularia Marruecos Lambda
Gigartinaradula Chile Kappa
Los extractos de estas algas son en su forma primaria, polisacáridos sulfatados con un contenido
variable de esteres, que dan a los tres tipos básicos de carrageninas (kappa, iota, lambda) sus únicas
e interesantes propiedades.
3.9.1.3. Estructura
Las carrageninas tienen características estructurales comunes:
la de unidades repetidas de azúcar basada en galactosa, glicosidicamente enlazadas a lo largo de
posiciones alternas ? 1,3 y ? 1,4. Este enlace da a las carrageninasgelantes (kappa, iota), un efecto
helicoidal, el cual, a su vez, permite que dos moléculas de idéntica carragenina formen una doble
hélice tipo “DNA”.
Las unidades repetidas del disácarido básico, para los tres tipos de carragenina, se dan en la Tabla 8.
Tabla 8. Unidades repetidas en las carrageninas.
Carragenina Unidades repetidas.
Kappa D-galactosa-4-sulfato 3,6 anhidra-D-galactosa
Iota D-galactosa-4-sulfato 3,6 anhidra D-galactosa-2-sulfato
Lambda D-galactosa-2-sulfato D-galactosa-2,6-disulfato
Los pesos moléculares se encuentran generalmente en el rango de 100.000 a 500.000 Daltons. El
contenido de esteres de sulfatos para los tres tipos son:
Tabla 9. Unidades repetidas en las carrageninas.
Carragenina % Ester sulfato
Kappa 18 - 25
Iota 25 - 34
Lambda 30 - 40
Las carrageninas kappa e iota forman gel, mientras que la fracción labmbda es básicamente para
aplicaciones como espesante y suspensor.
La carragenina kappa tiene una precursora, llamada mu, que es de naturaleza no gelificante, debido al
6-sulfato y a la irregular y aleatoria estructura, asumida por esta fracción. La carragenina mu, es
lentamente convertida a la forma kappa, por acción de la enzima “dekinkasa”, durante el ciclo de vida
de esta planta. La conversión comercial de mu a kappa, se hace mediante alcali y temperatura
(aproximadamente 95ºC) para catalíticamente romper el 6-sulfato y cerrar el anillo 3,6 glicosídico
(3,4-5,6). Esta modificación en la estructura de la fracción mu, forma las mucho más familiares
carrageninas kappa. El anillo cerrado denkinkasa, de alguna vez estructura aleatoria para formar el
1,4-1,3 enlaza la estructura helicoidal para la carragenina kappa.
El tipo iota, también tiene un precursor llamado nu, el cual es de naturaleza no gelificante, debido a su
estructura aleatoria, similar a la encontrada en la fracción mu, para comparación con la kappa. La
conversión del tipo nu a carragenina iota, sigue los mismos principios previamente discutidos, para la
conversión de mu a kappa.
Lambda, es un tipo de carragenina no gelificante, altamente viscoso, usado primariamente por sus
propiedades suspensoras y espesantes. Estructuralmente, tiene un 6-sulfato, similar a los mu y a los
nu. Sin embargo, carece de 4-sulfato. El 2-sulfato encontrado en la repetida molécula disacárida
lambda, es irregular. La sustitución aleatoria del 2-sulfato, ocurre un 30% de las veces, como un
grupo hidroxilo. La división del grupo 6-sulfato, bien sea enzimática o catalítica, que forma
carragenina theta, causa una pérdida en viscosidad y no hay gelificación. Esto es debido a la poca
probabilidad de que dos hélices de carragenina theta, de grupos 2-sulfato y 2-hidroxilo, igualmente
secuenciados, se combinen para formar el mecanismo gelificante de doble hélice, asociado con las
carrageninas kappa e iota. La modificación completa de la carragenina lambda anula el principal
motivo para usar lambda, que es espesante (viscosidad) y la subsecuente suspensión de materia en
partículas.
Con base en la posterior aplicación, se puede realizar cualquier tipo intermedio de extracto de
carragenina, a través de un estricto control del álcali, de la temperatura y del tiempo de tratamiento
para un alga específica. Seleccionando parámetros específicos para estos factores, un fabricante
puede virtualmente producir cualquier tipo de carragenina en particular, con propiedades creadas para
una aplicación en especial. La Tabla ____ presenta los límites a las propiedades teóricas de las
carrageninas, en un medio seleccionado y en varias condiciones. La selección de las materias primas y
el control en los procesos, llevan a un rango menos amplio de propiedades disponibles para los
científicos especializados en alimentos, para el desarrollo de productos.
Es de notar particularmente las concentraciones usadas para producir geles en agua, en comparación
con las usadas para formar geles en leche. Una reducción a la decima parte en la carragenina usada
en geles en sistemas lácteos, genera aún suficiente estructura tridimensional para formar geles que
son comparables con los sistemas acuosos. Esto se debe primordialmente, a la fuerte interacción de
las carrageninasgelificantes completamente modificadas con, básicamente, caseína kappa.
Tabla 10. Temperaturas de fusión de algunas grasas animales.
No modificada Modificada
I. Viscosidad (cps) 1-1/2% ; 75ºC
Alta Baja
Mu 500-1000 Kappa 10-30
Nu 1000-2000 Iota 20-40
Lambda 2000-4000 Theta 100-200
II. FUERZA DE RUPTURA, GEL en agua (g/cm2) 2.0% ; 20ºC
Baja Alta
Mu 0 Kappa 2000 (0.2)*
Nu 0 Iota 300 (2.5)**
Lambda* 0 Theta* 0
III. REACTIVIDAD, GEL en leche (g/cm2) 0.2% ; 10ºC
Baja Alta
Mu 10 Kappa 500
Nu 10 Iota 250
Lambda* 0 Theta* 0
* Espesa
** Penetración en centímetros (cm).
Tabla ___. Propiedades de solubilidad y gelificación para las carrageninas.
* 180ºF (82ºC)
Nota: la carragenina kappa tiene acción sinérgica con la goma de algarrobo.
pueden verse afectadas adversamente por otros ingredientes, por el proceso, la estabilidad y las
condiciones de almacenamiento.
7.9.1.5. Mecanismo de gelificación.
La Figura ___ presenta el mecanismo de conversión de una solución a gel, para carrageninas kappa e
iota. La carragenina se vende en forma de polvo fino, el cual, en presencia de cationes, requiere calor
para una solubilización completa. Para compensar la solubilidad lenta característica del material, se
recomienda generalmente, dispersar la carragenina, con buena agitación, en el medio (agua, leche).
En agitación continua, calentar el sistema hasta aproximadamente 82-85ºC, con lo cual se asegura la
solubilización completa del polisacárido.
INCLUIR FIGURA MECANISMO DE GELIFICACION DE LA CARRAGENINA.
Físicamente, la solución presentará un aumento de viscosidad, debido al desenrrollamiento de las
moléculas de la carragenina, con la subsecuente ligadura del hidrógeno, a las moléculas de agua en el
medio. La ligazón al agua disminuye la cinética del sistema, lo que resulta en un aparente aumento en
viscosidad. Un calentamiento posterior de la solución agregará suficiente energía térmica al sistema,
causando el rompimiento de la ligazón del hidrógeno, liberando de esta forma las moléculas de agua
de nuevo en solución. Esto se demuestra por una pérdida aparente de viscosidad y normalmente
asegura, la solubilización completa de la carragenina. Una vez que la carrageninagelificante esta
aproximadamente solubilizada, el sistema puede ser enfriado hasta aproximadamente 10ºC sobre su
temperatura de gelificación y vertido en los envases deseados. En los sistemas listos para servir, el
llenado debe hacerse pro encima de 74ºC, a menos que se mantengan condiciones asépticas. En el
llenado en frío (aséptico), las aplicaciones de carragenina están limitadas a la iota, debido a su
propiedad de recuperación tixotropica. La carragenina kappa, debe ser vertida a temperatura superior
a la de gelificación, porque su estructura de gel roto, permanece fluida.
Los mecanismos de gelificación de las carrageninas kappa e iota, son bastante similares. El tipo
kappa, durante la etapa del proceso de enfriamiento, alinea dos rollos helicoidales similares, de tal
manera, que enfoca su 4-sulfato, hacia cada uno. Normalmente, la fuerte negatividad de los grupos
sulfato, causa repelencia a cargas similares. Esto es neutralizado, en el caso del tipo kappa, por iones
de potasio. Una vez que la neutralización ocurre, una fuerte ligazón de hidrogeno permite la formación
de la doble hélice. Esta formación helicoidal puede ser tridimensional, dando por esto, estructura al
medio y sus otros ingredientes. Un enfriamiento posterior del sistema, permite una ligazón adicional
del hidrógeno de las dobles hélices de la kappa, las cuales, a su vez, causan una “textura de gel”
aumentada y sinéresis. Esta, es la exudación de agua, de un sistema sólido. Este “endurecimiento” del
gel, puede ser agravado posteriormente, por la adición de concentraciones pequeñas de iones
bivalentes (caso de Ca++, Mg++), los cuales también causan aumento de sinéresis.
La carragenina kappa es sinergica con la galactomana de la goma de algarrobo, en su estado semi-
refinado o clarificado. Este sinergismo se demuestra en un gel con sinéresis y fragilidad reducidas. El
sinergismo de la gelatina ocurre debido a la ligazón de hidrógeno entre la doble hélice dela
carragenina kappa y la base de polimanosa de la galactomana. La sustitución irregular de las cadenas
laterales de galactosa, actúa solamente para bloquear la estrecha asociación entre la carragenina y kla
base de manosa. Sin embargo, hay suficientes secciones suaves de goma de algarrobo, para asegurar
la asociación. Esta reacción depende del peso molecular de las dos gomas, la relación de la mezcla y
la fuerza potencial de gelificación de la carragenina kappa.
La carragenina iota va a través de un ciclo solubilidad a gelificación similar al de la kappa, excepto que
no hay ligazón posterior del hidrógeno, asociada con una estrecha proximidad de la doble hélice. Esto
es debido a la pérdida del 2-sulfato adicional de la kappa, pero enfocado hacia fuera, de la doble
hélice de la iota. Estos grupos 2-sulfato actúan como puentes iónicos entre las hélices, por la
asociación de un catión bivalente, más comunmente de calcio. Esta estructura de gel, permite una
mayor flexibilidad en la textura del producto final, que se muestra elástica. La flexibilidad de la
estructura tiene una buena capacidad de retención de agua y la carragenina iota se usa en muchos
sistemas de congelación-descongelación, donde retarda la asociación de la molécula de agua, la cual
forma cristales de hielo de estructura fragmentada.
Los geles de carrageninas kappa e iota son térmicamente reversibles, permitiendo por esto, una
mayor flexibilidad en el proceso. Sus temperaturas de gelificación y derretimiento, pueden ser
controladas mediante un ajuste cationico, dentro del sistema alimenticio.
7.9.1.6. Interacción de carragenina – proteína.
La propiedad más importante de la carragenina, es su capacidad de hacer que complejos proteínicos,
formen estructuras alimenticias modificadas. Este aspecto es probablemente el menos entendido de
todas las características de la carragenina y el más interpretado. En términos generales se ha
encontrado que la interacción entre carragenina y proteína, tiene dos mecanismos:
-Atracción electrostática.
Las proteínas de la leche se forman en submicelas, las cuales, a su vez, se forman en micelas. Se ha
encontrado que la carragenina kappa posee una poderosa red de carga positiva, en la primera parte
de su molécula. Los aminoácidos ordenados tienen una red de carga positiva, lo cual se he encontrado
en la superficie de la micela de caseina. Esta carga permite la atracción de los fuertemente negativos
grupos sulfato, adjuntos a la cadena de la carragenina. Si se presentan daños en la micela, se
presentan cambios en las texturas mostradas por las interacciones carragenina - proteína. Por lo
tanto, es importante que las proteínas de la leche sean desnaturalizadas lo menos posible, para
maximizar la reactividad de la carragenina con la proteína. De todas estas fracciones de proteína en la
leche, la caseina kappa es la más reactiva, a lo largo de un proceso alimenticio normal.
-Formación de Puentes bivalentes.
Las interacciones carragenina – proteína pueden también ocurrir, debido a una formación de puentes
bivalentes entre el grupo ester sulfato de la carragenina y un grupo carboxilo contenido en el complejo
aminoácido, que constituye la macromolécula proteínica.
De todas maneras, la interacción carragenina- proteína, es una combinación de los dos mecanismos y
debe ser perfectamente entendida, por quienes trabajan en desarrollo de sistemas alimenticios con
base proteínica.
7.9.1.7. Factores claves para la utilización de carragenina: económicos/disponibilidad.
Con el advenimiento del cultivo de algas marinas, hay un suministro constante de materia prima
uniforme, lo cual, a su vez, conduce a uniformidad en la producción de carragenina, porque algunos
pueden tener propiedades innecesarias para un sistema alimenticio, en particular.
-Tipo de aplicación.
Con respecto al tipo de aplicación, en términos generales puede decirse que para procesos en donde
se requiere gelificación, se necesitan carrageninas kappa y/o iota. Si se requiere viscosidad o
suspensión, se aplica carrageninas lambda. Con frecuencia, una combinación de dos o tres
carrageninas, producirá la textura deseada para un sistema alimenticio.
-Proceso.
Este es el factor más importante para el uso apropiado de carrageninas. El proceso puede ser dividido
en varias areas, incluyendo agitación, dispersión, pH, temperatura y tiempo.
Las carrageninas generalmente requieren un dispersante, un agente humectante, o medios mecánicos
para su apropiada adición dentro del sistema. Esta es el área más crítica para las carrageninas, ya que
simplemente vertirla en el recipiente, producirá “ojos de pescado”. Estos son bolas de polvo, selladas
por goma parcialmente hidratada y son difíciles de dispersar, una vez que se forman. Debe
mantenerse agitación constante durante el proceso para asegurar la mezcla apropiada de los
ingredientes.
Altos niveles de azúcar (por ejemplo, aproximadamente 50% o más), retardan la completa solubilidad
de la carragenina, debido a la solubilización/aglutinación del azúcar con el agua. Altos niveles de sal,
por ejemplo, 2-3%, no retardarán la dispersión, pero a menudo, previenen la solubilización a las
temperaturas normales del proceso. Se recomienda que la carragenina sea incorporada al medio, con
anterioridad a la adición de altos porcentajes de azúcar o sal, para permitir una apropiada
solubilización del polisácarido. En la práctica real, la carragenina se usa en sistemas con azúcar
reducida y en sistemas que no contengan más del 2% de sal.
Altas temperaturas y corte durante períodos prolongados de tiempo, reducen la funcionalidad de la
carragenina. Esta falla en el comportamiento de los ingredientes, no se limita a la carragenina, sino
que también, con frecuencia, las proteínas, las grasas y otros ingredientes, se degradan. La
temperatura y tiempo del proceso deben ser mantenidos al mínimo, para reducir al mínimo, las
posibilidades de cambios en todos los componentes del alimento. El mejor rango de ph para el
comportamiento de la carragenina, esta entre 4 y 10, siendo el nivel, para la mayoría de los sistemas
alimenticios, por debajo de pH 7. Las fallas en el comportamiento son aceleradas, a medida que se
reduce el pH, pero hay varios métodos aplicables, para minimizar este efecto del pH. Con técnicas
HTST (alta temperatura, tiempo corto), UHT (ultra alta temperatura) y sistema de llenado aséptico, se
logra minimizar estas fallas.
7.9.1.8. Aprobaciones de la carragenina.
La carragenina “chodrusextract”, se reconoce como segura de acuerdo con las reglamentaciones para
drogas y alimentos de la FDA y está aprobada como aditivo para alimentos bajo la norma 21 CFR-
172.620.
Con respecto a las aprobaciones europeas, se debe consultar la norma E-407.
7.9.2. Goma xantica.
La goma xántica es un carbohidrato, o más específicamente un polisacárido natural de alto peso
molecular. El término goma xántica define biopolisacáridoexocelular que se produce en un proceso de
fermentación de cultivos puros por medio del microorganismo Xanthomonascampestris.
Durante la fermentación, se cultiva Xanthomonascampestris en un medio bien aireado que contiene
glucosa comercial, una fuente apropiada de nitrógeno, fosfato ácido de dipotasio y elementos en
trazas apropiados. Para suministrar semillas para la fermentación final, se cultiva el
Xanthomonascampestris en varias etapas con las pruebas de identificación asociadas antes de
introducirlo en el medio de fermentación final.
Al final del proceso de fermentación, la goma xántica se recupera por medio de precipitación en
alcohol isopropílico, luego se seca y se muele.
7.9.2.1. Estructura de la goma xántica.
La estructura de unidad repetida de la goma xántica, basada en la evidencia experimental más
reciente, se detalla en la Figura ____. El peso molecular del polímero es probablemente de uno s2
millones pero se ha reportado que es hasta de 13-50 millones. Estas diferencias probablemente se
deban a fenómenos de asociación entre cadenas de polímeros.
Existen tres monosacáridos diferentes en la goma xántica: manosa, glucosa, y ácido glucourónico
(como una sal mixta de sodio, potasio, y calcio).
Según la Figura citada, cada bloque repetido contiene cinco unidades de azúcar, consistentes de dos
unidades de glucosa, dos unidades de manosa y una unidad de ácido glucourónico. La cadena principal
de la goma xántica está formada de unidades de ?-D-glucosa unidas en las posiciones 1- y 4- , es
decir, la estructura química de la cadena principal de la goma xántica es idéntica a la estructura
química de la célulosa. La cadena lateral consiste en dos unidades de manosa y la unidad de ácido
glucourónico. La unidad terminal de ?-D-manosa se encuentra unida glicosídicamente a la posición 4-
del ácido ?-D-glucourónico, el cual, a su vez, se encuentra unido glicosídicamente a la posición 2- de
la ?-D-manosa. Esta cadena lateral de tres azúcares se encuentra unida a la posición 3- de los
residuos de glucosa alternada en la cadena principal. Se desconoce la distribución de las cadenas
laterales. Además, aproximadamente la mitad de los residuos terminales de D-manosa llevan un
residuo de ácido pirúvico unida cetálicamente a las posiciones 4- y 6-. Se desconoce la distribución de
estros grupos de piruvato. La unidad no terminal de D-manosa en la cadena lateral contiene un grupo
acetilo en la posición 6.
El hecho de que las cadenas laterales rodean la cadena principal de la goma xántica podría ser la
causa principal de la extraordinaria resistencia enzimática de la goma. La estructura química invariable
y la uniformidad de las propiedades físicas y químicas son también singulares.
La rigidez estructural del polímero, la cual es causada por la presencia de uniones ?-(1-4) y por la
naturaleza específica de la ramificación produce varias de las propiedades poco comunes de la goma
xántica. A diferencia del comportamiento esperado de un polisacárido aniónico típico, la adición de
sales a la solución de goma xántica libre de sales provoca un incremento en la viscosidad (con una
concentración de goma arriba del 0.15%).
La mayor parte de soluciones de polisacáridos muestran, cuando se calientan, una disminución de la
viscosidad, mientras que las soluciones de goma xántica en agua desionizada aumentan su viscosidad
después de la disminución inicial de la viscosidad. Este comportamiento de la goma xántica sugiere
que se está llevando a cabo un cambio en la conformación. Se puede utilizar la técnica de la rotación
óptica para investigar los cambios en la conformación, y la medida de la rotación óptica de la solución
de goma xántica libre de sales ha mostrado que un incremento en la viscosidad corresponde
exactamente a una disminución en la rotación óptica. Esto es consistente con el desenrollamiento de
una conformación ordenada tal como una hélice para transformarse en una espiral al azar con un
aumento consecuente del volumen hidrodinámico efectivo y, por lo tanto, en la viscosidad.
Sin embargo, en presencia de pequeñas cantidades de sal, un aumento moderado de la temperatura
de la solución tiene un efecto muy pequeño en la viscosidad de la solución de goma xántica. (Figura
___).
7.9.2.2. Reología de las soluciones de goma xántica.
Una de las propiedades funcionales más importantes de la goamxántica es su habilidad de controlar la
reología de fluidos acuosos. Las soluciones acuosas de goma xántica, son extremadamente
pseudoplásticas; cuando se aplica un esfuerzo tangencial. La viscosidad disminuye en proporción
directa a tal esfuerzo una vez que se ha excedido el límite de fluencia. Después de que se haya dejado
de aplicar el esfuerzo tangencial, la recuperación de la viscosidad total es casi instantánea. Este
comportamiento de las soluciones de goma xántica puede explicarse tomando como base la estructura
helicoidal que se ha sugerido recientemente.
El límite de fluencia aparente de una solución de goma xántica puede considerarse cono la cantidad de
fuerza requerida para disociar algunas de las “zonas de superunión”, y la disminución de la viscosidad
resulta de la disociación ulterior de las zonas de unión por la aplicación continua del esfuerzo
tangencial. Sin embargo cuando dicho esfuerzo se deja de aplicar, las zonas de unión vuelven a
formarse, aumentando así la viscosidad.
La Figura ____ ilustra la relación entre la viscosidad y los gradientes de velocidad de deformación para
la goma xántica sobre un rango de gradientes entre 0.1 y 40000 segundos recíprocos. Debido a esta
relación uniforme y debido a que se conoce el límite de fluencia, la capacidad de suspensión es
predecible y uniforme en un amplio rango de condiciones. A bajos gradientes de deformación, las
partículas suspendidas permanecen estacionarias debido a la alta viscosidad aparente de las
soluciones de goma xántica debajo del límite de fluencia. Los gradientes de deformación que se
encuentran al verter o cubrir son comúnmente suficientes, para reducir materialmente la viscosidad
aparente. Bajo ciertas condiciones de elevado gradiente de deformación tales como el bombeo, la
goma xántica imparte muy poca viscosidad aparente. Comparadas con otros espesantes, las
soluciones de goma xántica son excepcionalmente resistentes a esfuerzos tangenciales prolongados.
Una solución de goma xántica al 1% sometida a un esfuerzo de 46000 segundos recíprocos durante
una hora no mostró pérdida de viscosidad. Este esfuerzo es comparable al aplicado en un
homogenizador o molino coloidal.
Reología de las emulsiones con goma xántica.
Una emulsión es una mezcla íntima de dos líquidos inmiscibles (como el aceite y el agua) en la cual
uno de los líquidos se encuentra disperso en el otro en forma de gotas finas; esta mezcla se obtiene
usualmente con la ayuda de un emulsificante y de algún dispositivo mecánico tal como un molino
coloidal. El emulsificante es un agente de superficie activa que reduce la tensión interfacial de manera
que puedan formarse las gotas extremadamente pequeñas del líquido emulsificado.
Para la formación inicial de una emulsión, se requiere de agitación. Al terminar la agitación, la
emulsión se separará, a menos que se encuentre presente algún emulsificante. Debido a esto, si se
requiere una emulsión con un cierto grado de permanencia, se hace necesaria la presencia de un
estabilizante de emulsiones.
Las características y calidad de una emulsión se ven afectadas por el emulsificante y por el
estabilizante de emulsiones. La selección del emulsificante y del estabilizante se verá también
afectada por la formulación total, por los requerimientos del uso final, y por el equipo disponible. La
goma xántica es única entre los estabilizantes debido a las muchas características deseables que
imparte a la emulsión final.
Ya que una emulsión es básicamente una suspensión, se necesita, para la permanencia, un límite de
fluencia real o aparente. La goma xántica es casi ideal como estabilizante de emulsiones, ya que no
sólo cuenta con un límite de fluencia sino que también tiene una viscosidad independiente de la
temperatura y del pH. La goma xántica es también químicamente inerte con respecto a la mayoría de
los ingredientes que pudieran encontrarse en el sistema.
Los límites de fluencia pueden ser dependientes o independientes de la viscosidad del medio de
dispersión. En cuanto a las partículas líquidas sin fuerzas de atracción, la estabilidad provista por la
goma xántica depende de la reología y del límite de fluencia de la solución de la goma.
La pseudoplasticidad de las soluciones de goma xántica (en conjunción con el límite de fluencia)
resulta en una viscosidad inmediata en respuesta a la deformación. Las emulsiones que se estabilizan
con goma xántica presentan una viscosidad muy alta durante el reposo y son extraordinariamente
estables bajo condiciones de deformación baja que a menudo se tienen durante el envío y el
almacenamiento prolongado. Las condiciones de defromación baja como el vaciado son suficientes
para hacer fluida la emulsión.
7.9.2.3. Reglamentación de la goma xántica.
El uso general de la goma xántica en alimentos ha sido aprobado por la UnitedStatesFood and
DrugAdministration en los casos donde los reglamentos de las Normas Federales de Identidad no
impidan su uso como tal. Se encuentra en el Apéndice II de la lista de Emulsificantes/estabilizantes de
la Unión Europea y el “JointExspertCommittee of Health Organización (WHO).
En resumen la lista de aditivos es grande. Algunos son útiles algunos no. Se recomienda su uso en
donde realmente sean efectivos. La Tabla ___ presenta una lista de ingredientes permitidos por el
Animal and PlantHealthInspectionService del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos
(siglas en inglés, U.S.D.A.-A.P.H.I.S.) para su uso en carnes procesadas.
Tabla ____. Ingredientes no cárnicos aprobados por USDA-APHIS para su uso en carnes procesadas.
Clase de
sustancia
Sustancia Propósito Productos Cantidad
Anticoagulantes Acido cítrico Citrato de
sodio
Prevenir la
coagulación
Sangre fresca del
ganado
0.2% con o sin agua.
Cuando se use agua
para realizar la
solución de ácido
cítrico o de citrato de
sodio para adicionar a
la sangre del ganado,
no se deben usar más
de 2 partes de agua
por 1 parte de ácido
cítrico.
Agentes
antiespumantes
Metilpolisilicona Retardar la
espuma
Curados por
inyección
50 ppm
Antioxidantes e
interceptores de
oxígeno
BHA Retardar rancidez Embutidos secos 0.003 % con base en
el peso total (0.006%
en combinación).
BHT Igual Igual Igual
Propilgalato Igual Igual Igual
BHA Igual Embutidos frescos
de cerdo, torticas
de res pre-
asadas, y
embutidos frescos
de bovino o
mezcla de bovino
y cerdo
0.01% con base en el
contenido de grasa.
(0.02% en
combinación con base
en el contenido de
grasa.
BHT Igual Igual Igual
Propil galato Igual Igual Igual
BHA Igual Carnes secas 0.01% con base en el
peso total (0.01% en
combinación)
BHT Igual Igual Igual
Propil galato Igual Igual Igual
Ligantes Metil celulosa Para extender y
estabilizar el
producto, también
se usa como
portador.
Torticas de carne
y vegetales
0.15%
Aislado proteíco de
soya
Para ligar y
extender el
producto
Embutidos. 2%
Embutidos de
imitación;
estofados no
específicos;
sopas, guisos
Suficiente para el
propósito
Caseinato de sodio Igual Igual Igual
Suero, deshidratado Igual Igual Igual
Goma xanthan Para mantener
viscosidad
uniforme;
suspensión de
materiales en
partículas;
estabilidad de la
emulsión;
estabilidad
congelación-
desconge-lación
Salsas de carne,
ensaladas con
carne enlatadas o
congeladas y /o
refrigeradas,
guisos cárnicos
enlatados o
congelados
Suficiente para el
propósito
Agentes
colorantes
(naturales)
AlkanetAnnatto
Carotenos Cochineal
Clorofila verde
AzafranTumeric
Para colorear
tripas o grasas
Tripas de
embutidos
Suficiente para el
propósito (pueden ser
mezclados con tintes
artificiales aprobados
o materiales inertes
no peligrosos tales
como sal o azúcar
comunes)
Agentes
colorantes
(artificiales)
Tintes de alquitrán de
carbón, aprobado por
FDA.
Igual Igual Suficiente para el
propósito (puede estar
mezclado con
materiales colorantes
naturales aprobados o
con materiales inertes
no peligrosos tales
como el azúcar o la sal
comunes)
Dióxido de titanium Igual Ensalada untable
enlatada para
jamón cocido y
productos
enlatados tipo
crema
0.5%
Aceleradores de
la curación;
deben usarse
sólo en
Acido ascórbico Para acelerar la
fijación del color o
mantener el color
durante el
Cortes curados de
bovino y de
cerdo, productos
alimenticios con
75 onzas para 100
galones de salmuera,
inyección al 10%; ¾
onza para 100 lbs
combinación con
agentes de
curado
almacenamiento base en carne
molida curada
americanas de carne o
producto cárnico;
solución al 10% para
superficies de cortes
curados antes del
empaque. (el uso de
dichas soluciones no
debe producir
adiciones significativas
de humedad al
producto).
Acidoeritorbico Igual Igual Igual
Glucona delta lactona Para acelerar la
fijación del color
Productos
cárnicos picados o
cárnicos enteros
8 onzas por cada 100
libras americanas de
carne o producto
cárnico
Pirofosfato ácido de
sodio
Para acelerar la
fijación del color
Frankfurters,
vienas, boloñas, y
productos
similares
Sin exceder, sólo o en
combinación con otros
aceleradores de la
curación, los
siguientes: 8 onzas
por 100 libras
americanas de carne o
de la carne y
derivados cárnicos que
contenga la fórmula;
ni exceder 0.5% en el
producto términado.
Ascorbato de sodio Para acelerar la
fijación del color o
conservar el color
durante el
almacenamiento
Cortes curados de
res y de cerdo,
productos
cárnicos curados
molidos
87.5 onzas por 100
galones para inyectar
a un nivel del 10%;
7/8 onza por 100
libras americanas de
carne o derivados
cárnicos; solución al
10% para superficies
de cortes curados
antes de su empaque.
(El uso de dicha
solución no debe
resultar en la adición
de cantidades
significativas de
humedad al producto)
Eritorbato de sodio Igual Igual Igual
Acido cítrico o citrato
de sodio
Igual Igual Puede usarse en
productos curados o
en solución al 10%
usado por aspersión
de las superficies de
los cortes curados
antes de su empaque
para reemplazar 50%
o más del ácido
ascórbico, ácido
eritórbico, ascorbato
de sodio o del
eritorbato de sodio.
Agentes curantes Nitrato de sodio o
potasio
Fuente de nitrito Productos
curados
7 libras americanas
por 100 galones de
salmuera; 3 ½ onzas
por 100 libras
americanas de carne
(curado en seco); 2 ¾
onzas por 100 libras
americanas de carne
en trozos.
Nitrito de sodio o
potasio
Para fijar color Igual 2 libras americanas
por 100 galones de
salmuera para
inyectar al 10%; 1
onza para 100 libras
de carne (curado en
seco); ¼ onza para
100 libras americanas
de carne en trozos y/o
derivados cárnicos. El
uso de nitritos,
nitratos, o
combinación no debe
resultar en más de
200 ppm de nitrito,
calculado como nitrito
de sodio en el
producto final.
Agentes
saborizantes;
protectores y
desarrolladores
de sabor
Programa aprobado de
saborización y
odorización con humo
artificial
Para dar sabor y
olor al producto
Varias referencias
comerciales
específicas
Suficiente para el
propósito
Extracto de levadura Igual Igual Igual
Cultivos iniciadores de
bacterias no tóxicas del
tipo acidophilus,
iniciadores ácido
lácticos o cultivos de
Pediococcuscerevisiae
Para desarrollar
sabor y olor
Embutidos secos,
thuringer, boloña
de libano,
cervelat, y salami
0.5%
Acido cítrico Sabor y olor Chili con carne Suficiente para el
propósito
Solidos de jarabe de
maíz, jarabe de maíz,
jarabe de glucosa
Para sabor y olor Chili con carne,
embutidos,
hamburguesas,
estofado de
carne, carne de
diablo, jamón
prensado
2.0% individualmente
o colectivamente,
calculado en base seca
Dextrosa Para saborizar el
producto
Embutidos, jamón
cocido y
productos
curados
Suficiente para el
propósito
Guanilatodisodico Igual Varios Igual
Inosinatodisodico Igual Igual Igual
Proteína vegetal
hidrolizada
Igual Igual Igual
Jarabe de malta Para dar sabor y
olor al producto
Productos
curados
2.5%
Hidrolizado de proteína
láctea
Igual Varios Suficiente para el
propósito
Glutamato monosodico Igual Igual Igual
Sulfoacetato de sodio
derivado de mono y
Igual Igual 0.5%
digliceridos
Tripolifosfato de sodio Para ayudar a
proteger sabor y
olor
Bovino fresco,
bovino para
posterior cocción,
bovino cocido, y
productos
similares que son
congelados y
luego procesados
Igual
Mezclas de tripolifosfato
de sodio y
hexametafosfato de
sodio
Igual Igual Igual
Sorbitol Para dar sabor y
olor, para facilitar
la remoción de la
tripa del producto
y reducir la
caramelización y el
chamuzcado
Embutidos
cocidos
etiquetados como
frankfurter, frank,
wiener,
knackwurst
No más de 2% del
peso de la fórmula,
excluyendo del peso
de la fórmula el agua
o el hielo; no
permitido en
combinación con
jarabe de maíz, y/o
solidos de jarabe de
maíz.
Azucares (sucrosa y
dextrosa)
Para dar sabor y
olor
Varios Suficiente para el
propósito
Miscelaneos Sorbato de potasio Para retardar el
crecimiento de los
hongos
Embutidos secos 2.5% en solución
acuosa puede ser
aplicado a las tripas
después del embutido
o las tripas pueden ser
sumergidas en
solución antes del
embutido
Propilparabenon
(propil-p-hidroxy
benzoato)
Para retardar el
crecimiento de
hongos
Embutidos secos 3.5% en solución
acuosa puede ser
aplicado a las tripas
después del embutido
o las tripas pueden ser
sumergidas en
solución antes del
embutido
Hidroxido de sodio Para disminuir la
cantidad de salida
de jugos en la
cocción
Jamones curados,
brazuelos y lomos
de cerdo,
jamones
enlatados y
brazuelos de
cerdo, y
productos como
el jamón con
trozos de carne y
la tocineta
Puede ser usado
solamente en
combinación con
fosfatos en relación de
4 partes de fosfato a 1
parte de hidroxido de
sodio; la combinación
no debe exceder 5%
en la salmuera con
nivel de inyección del
10%; 0.5% en el
producto.
Fosfatos Fosfato disodico Igual Igual 5% de fosfato en la
salmuera a 10% de
nivel de inyección;
0.5% de fosfato en el
producto
Fosfato monosodico Igual Igual Igual
Hexametafosfato de
sodio
Igual Igual Igual
Tripolifosfato de sodio Igual Igual Igual
Pirofosfato de sodio Igual Igual Igual
Pirofosfato acido de
sodio
Igual Igual Igual
Enzimas
proteoliticas
Aspergillus oryzae Para suavizar los
tejidos
Cortes bovinos Soluciones
compuestas de agua,
sal, glutamato
monosodico, y
enzimas proteoliticas
aprobadas aplicadas o
inyectadas en los
cortes de bovinos
deben no producir una
ganancia de más del
3% por encima del
peso del producto no
tratado.
Aspergillus flavus grupo
oryzae
Igual Igual Igual
Bromelina Igual Igual Igual
Ficina Igual Igual Igual
Papaina Igual Igual Igual
Endulzantes
artificiales
Sacarina Para endulzar el
producto
Tocineta 0.01%
Sinergistas
(usados en
combinación con
antioxidantes)
Acidocitrico Para incrementar
la efectividad de
los antioxidantes
Embutidos secos 0.003% en embutidos
secos en combinación
con antioxidantes
Embutidos frescos
de cerdo
0.01% con base en el
contenido de grasa en
combinación con
antioxidantes
Carnes
deshidratadas
0.01% con base en el
peso total en
combinación con
antioxidantes
Monoisopropil citrato Igual Tocino, recortes
grasos,
embutidos frescos
de cerdo, carnes
deshidratadas
0.02%
Monogliceridil citrato Igual Tocino,
embutidos frescos
de cerdo, carnes
deshidratadas
0.02 %
CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES
Introducción
Los almidones modificados han sido usados por años para impartir propiedades funcionales a los
alimentos, ya que ellos sirven para mejorar la textura, impartir viscosidad, ligar agua, proveer
cohesión, y mantener la tolerancia al proceso necesaria y requerida para la manufacturación. Los
almidones alimenticios modificados son usados para proveer la calidad que el consumidor demanda
con la vida útil necesaria para llevar el alimento al mercado.
La Tabla 1 presenta algunos alimentos en donde pueden encontrarse los almidones modificados.
Batidos y repostería.
Dulcería
Rellenos
Saborizados /bebidas
Salsas y espesantes
Sopas
Glaseados
Carnes
Alimentos para mascotas
Alimentos snacks
Pudines
Coberturas para ensaladas
Derivados lácteos.
Tabla 1. Categorías típicas de alimentos que contienen almidones alimenticios modificados.
Almidón:
El almidón en el compuesto orgánico más ampliamente distribuido presente en la naturaleza después
de la celulosa. La construcción básica de bloque del almidón es un anillo de piranosa de seis miembros
llamado -d-glucosa.
La glucosa es producida por las plantas a través de la fotosíntesis. Por condensación enzimática, una
molécula de agua es dividida entre dos moléculas de glucosa para formar un enlace. Esta
condensación se presenta principalmente entre carbonos 1 y 4 y ocasionalmente entre 1 y 6. La
celulosa o almidón es entonces formado por la planta dependiendo del enlace.
La celulosa es usada estructuralmente, en raíces, tallos y hojas. El enlace en la celulosa la hace
indigestible para los humanos.
El almidón es la forma en la cual las plantas almacenan energía, mientras que los humanos almacenan
energía como grasa. El almidón esta formado tanto de amilosa como de amilopectina. En donde se
desarrolla el enlace -1,4 resulta una cadena de homopolímero que es denominada amilosa.
Aunque varía la longitud del polímero, la longitud promedio estará entre 500 y 2000 unidades de
glucosa. Un segundo tipo de polímero en el almidón se desarrolla cuando la condensación enzimática
se desarrolla entre carbonos 1 y 6 de la molécula de glucosa. Este enlace ocasional, con el enlace
predominante 1,4 resulta en un efecto de ramificación. Esta molécula es denominada amilopectina.
Esta molécula es mucho más grande en tamaño que la amilosa pero con longitudes de cadena lineal
de solamente 25-30 unidades de glucosa. Todos los almidones se hacen de una o ambas de estas
moléculas, sin embargo, la relación de una a otra variará. El almidón de maíz tiene aproximadamente
25-28% de amilosa siendo el remanente amilopectina. La tapioca tiene aproximadamente 17% de
amilosa, la patata tiene aproximadamente 20% de amilosa y el maíz “waxy” virtualmente no tiene
amilosa. Como puede predecirse, las propiedades cocidos y crudos de estos almidones varían basados
en la relación de amilosa a amilopectina.
Cuando las plantas producen las moléculas de almidón, lo depositan en capas sucesivas alrededor de
un hilum central que forma un granulo grueso empacado. Los almidones pueden encontrarse en una
variedad de plantas y son caracterizados por la fuente.
La tabla 2 presenta la clasificación del almidón por la fuente.
Tubérculos (subterráneos) Cereales (Semillas) Tallo (STALK)
Patatas Maiz Sago
Tapioca Maíz “waxy”
ARROWROOT Trigo
Patata dulce Arroz
Tabla 2. Clasificación del almidón por la fuente.
Los tratamientos de elaboración aplicados sobre el almidón también sirven como clasificación. Por
ejemplo almidones que pueden ser considerados nativos (tal como se extrajeron), modificados
(químicamente tratados), o pregelatinizados (precocidos o hinchados con agua fría).
Gelatinización.
Cuando un granulo de almidón es calentado en agua, con la progresiva hidratación se rompen los más
débiles enlaces de hidrógeno en las áreas amorfas, acabándose la estructura altamente orientada y
cristalina.
Con el hinchamiento de la amilosa conteniendo gránulos, las moléculas de amilosa son solubilizadas y
leachout en solución. Estas moléculas luego se reasociaran en agregados o a altas concentraciones
formaran un gel. Esto se denomina una retrogradación. Esta formación en retroceso es asociada con
una liberación de agua.
Problemas con los almidones nativos.
Con el fin de ilustrar la funcionalidad de un almidón alimenticio modificado es de utilidad revisar lo que
sucede cuando no se usa un almidón alimenticio modificado. Los almidones modificados son usados
típicamente para impartir viscosidad y ligar agua. Un almidón no modificado se hidratará rápidamente
acompañado por un importante incremento en viscosidad. Sin embargo, con la subsiguiente cocción,
la ruptura de los gránulos, conlleva a un muy rápido descenso de la viscosidad. Tales características
impartirán limitaciones a la textura y estabilidad de un producto alimenticio. Este problema es además
acelerado por el calor, la acidez y el cortado.
Estas desventajas inherentes a los almidones no modificados les hacen adecuados para muchos
sistemas alimenticios. Las texturas indeseables, la pobre estabilidad y la falta de tolerancia al
procesamiento no dejan muchas opciones para el procesador de alimentos. Sin embargo, con las
modificaciones apropiadas muchas de estas características indeseables pueden ser alteradas.
Modificación química.
Hay dos modificaciones que son de importancia, especialmente con miras a las aplicaciones càrnicas.
Estas modificaciones son los enlaces cruzados y la estabilización. Los enlaces cruzados son un
tratamiento en donde pequeñas cantidades de compuestos químicos son usados para reforzar los
enlaces naturales de hidrógeno dentro del granulo. El almidón con enlaces cruzados produce gránulos
con resistencia aumentada a la sobrecocción, la acidez y el cortado. El cortado involucraría fuerzas
tales como alta velocidad de mezclado, molido, homogenización, bombeo o cortado.
La Tabla 3 presenta varios equipos de procesamiento usados y la cantidad de corte aplicado.
Equipo Corte
Vapor de caldera enchaquetado Bajo
Superficie de cocción y enfriamiento de barrido Medio
Inyección de vapor Alto
Intercambiador de platos para cocción y
enfriamiento
Medio
Emulsificador Alto
Molino coloidal Alto
Homogenización Alto
Tabla 3. Corte aplicado por equipamiento en los almidones.
La estabilización es un proceso por medio del cual los grupos “bloqueados” son ligados a un polímero
de almidón para inhibir la retrogradación o permitir su reversión. La estabilización imparte textura y
estabilidad congelación-descongelación a los productos alimenticios. Esta es una muy importante
modificación con miras al almacenamiento de los productos alimenticios a bajas temperaturas. La
retrogradación del almidón es acelerada a bajas temperaturas ya que la acción del bloqueo ayudará a
prevenir la sinéresis o la pérdida de agua. Este mismo proceso disminuye la temperatura de
gelatinización, un importante factor cuando se considera el uso de almidones en carnes.
Modificación física.
El almidón puede modificarse físicamente, por ejemplo, la pregelatinización para un desarrollo
instantáneo de viscosidad. El hinchamiento de los almidones con agua fría también es usado para
sistemas instantáneos que requieren más tolerancia al proceso.
Aplicación y funciones de los almidones en sistemas carnicos.
Por qué se usa almidón modificado?
Cuando los productos carnicos son formulados, los procesadores quieren asegurar a sus consumidores
la obtención de la más alta calidad posible. La calidad es una medida del rendimiento, ya que los
consumidores esperan unas apropiadas características en textura, flavor, tajabilidad, y jugosidad.
Adicionalmente, los procesadores de carne son fuertemente prevenidos de que cuando sus productos
desarrollan un problema de pérdida de agua, los consumidores rechazaran el producto. Es importante
que el procesador considere el uso de ligantes, tales como almidón alimenticio modificado, para
prevenir este problema de perdida de agua e incrementar la vida útil del producto. Los almidones
proveen a los procesadores de carnes con una alternativa económica cuando se usa como fuente el
maíz cultivado en los Estados Unidos.
Se hace importante en la selección del almidón alimenticio modificado entender el tipo de equipo de
procesamiento que se va a usar. Como se discutió previamente, el corte es un importante atributo que
afectará la funcionalidad del almidón. Hay diferencias en recomendaciones sobre almidón entre un
molino de martillos, un cutter o una mezcladora emulsificadora. La selección de un almidón con
resistencia al corte incrementada (más entrecruzamiento) es requerida para su uso en un mezclador-
emulsificador.
La temperatura de gelatinización es también una importante consideración cuando se selecciona un
almidón para algún sistema. En el caso de carnes ahumadas la temperatura interna típicamente será
alrededor de 68.33-71.1ºC (155-160 ºF). El almidón que es usado como ligador, extendedor o
reemplazador de grasa debe gelatinizar completamente en este rango de temperatura. Esto se
requiere con el fin de obtener la máxima capacidad de retención de agua y la máxima funcionalidad.
Tal como se observa en la Tabla 4, algunos almidones nativos o no modificados y harinas carecen de
la funcionalidad necesaria, principalmente debido al hecho de que éstos no alcanzan la temperatura
requerida para gelatinizar. Los que gelatinizan pueden hacerse cohesivos, afectando adversamente la
textura del producto. Estos productos nativos también contribuirán al desarrollo de perdidas de
humedad disminuyendo de manera importante la vida útil.
Almidón Temperatura de gelatinización (solución al 5%)
ºC ºF
Maíz 80 176
Maíz “waxy” 74 165
Patata 64 147
Tapioca 63 145
Sago 74 165
Trigo 77 171
Arroz 81 178
Tabla 4. Temperaturas de gelatinización de almidones no modificados.
Carnes rojas emulsificadas.
El almidón alimenticio modificado es aprobado para su uso en frankfurters estandarizadas y boloñas a
un nivel de uso de 3.5%. La función del almidón en esta aplicación es incrementar la capacidad de
retención de agua de la carne y reducir la purga que ocurre durante el almacenamiento. Los almidones
cocidos son preferidos para estas aplicaciones cuando la intención no es adicionar viscosidad a la
batidora. El requerimiento es que éstos se hagan funcionales en el ahumador.
Los almidones hallan amplia aceptación debido a su funcionalidad y facilidad con la cual pueden ser
incorporados en la formulación. El almidón es adicionado en la misma etapa en la que típicamente se
adiciona el condimento. Con frecuencia el almidón alimenticio modificado es la parte funcional de una
mezcla sazonadora y ligante.
Productos de jamón.
El almidón alimenticio modificado es aprobado para su uso en “Jamón adicionado con agua” y en
“Jamón y agua –X % de peso son ingredientes adicionados”, al nivel aprobado de uso de 2.0%. El
almidón alimenticio modificado es usado como ayuda para retener humedad en jamones y para
reducir la purga o la liberación de humedad en el empaque. El almidón alimenticio modificado puede
adicionarse fácilmente a la salmuera en alguna etapa, ya que no interferirá con ninguno de los otros
ingredientes tales como el fosfato o la sal. Una vez que el almidón es adicionado al tanque de la
salmuera deberá ser mantenido en agitación. Las operaciones de bombeo y masajeo se deben
efectuar como es habitual ya que el almidón gelatinizará en el ahumador proveyendo rendimiento y
reducción de la purga.
Productos de carne de aves.
La carne de aves, tales como los productos estofados están entre las primeras aplicaciones en donde
los almidones fueron permitidos por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (siglas en
inglés U.S.D.A.). Son usados en la actualidad para proveer textura, jugosidad, mejorar la tajabilidad,
y para prevenir las perdidas de peso debidas a la purga. El almidón alimenticio modificado puede ser
usado en productos carnicos de aves a niveles hasta del 3.0%. En carnes tales como las frankfurters
de aves el nivel de uso permitido es de 3.5%.
Aplicaciones en productos bajos en grasa.
El almidón alimenticio modificado esta en una amplia variedad de productos bajos en grasa tales como
las versiones bajas en grasa de los productos que se han mencionado previamente. Además, son
aprobados para su uso en torticas (patties) bovinas bajas en grasa y productos embutidos de pasta
gruesa bajos en grasa. Los niveles de uso en estos productos son contemplados por el Departamento
de Agricultura de los Estados Unidos (U.S.D.A) en su Memorando de Políticas #121. Esta aprobación
permite el uso del almidón alimenticio modificado en un producto terminado que contiene no más del
10% de grasa y no más del 30% de una combinación de grasa y sustancias añadidas. En estas
aplicaciones de pastas gruesas los almidones modificados proveen suculencia a las torticas (patties)
de bovino y a los embutidos, aún cuando se mantengan en mostradores con calentamiento por largos
períodos. Como en otras aplicaciones, muchos proveedores de mezclas de especias ofrecen mezclas
de especias que contienen almidón alimenticio modificado.
CONCLUSIÓN.
Los almidones alimenticios modificados ofrecen una amplia variedad de calidades para los productos
carnicos. La modificación de textura y la retención de humedad pueden alcanzarse ambas a un costo
mínimo de materias primas para el procesador de carnes. Se pueden alcanzar ahorros importantes
sobre la base de aumentos de peso y vida útil extendida debido a la capacidad de retención de agua.
Finalmente, la aceptación del consumidor es extremadamente positiva, ya que se encuentra almidón
alimenticio modificado en un creciente numero de productos alimenticios cada año.
USO DE ALMIDONES ALIMENTICIOS MODIFICADOS EN PRODUCTOS CARNICOS
CURADOS.
Cómo funcionan los almidones en los sistemas carnicos:
Incrementan la capacidad de ligazón de agua
Mejoran la estabilidad de la emulsión.
Mejoran la textura y la sensación de mordida.
Reducen la purga.
Qué es un almidón:
Carbohidrato: compuesto orgánico constituido de carbono, hidrógeno y oxigeno (ejemplo, dextrosa,
almidón, sucrosa y celulosa).
Proceso de refinación del maíz
maíz descascarillado
Limpiadores de maíz
Agua de escarpado Tanques de escarpado
Separadores de germen germen aceite de maíz
Molinos
Cascarilla Tamices de lavado
Gluten Separadores de centrífuga
Filtros para lavado del almidón
alimentadores
Almidón jarabe de maíz dextrosa
Bloque básico de un polímero de almidón
Configuraciones polimericas
ESTRUCTURA CRISTALINA DE GRANULOS DE ALMIDON
ESTRUCTURA GRANULAR DEL ALMIDON DE DIFERENTES FUENTES
Contenido de amylosa/amylopectina de los almidones
Amylosa Amylopectina
Maíz 25% 75%
Maíz ceroso <1% >99%
Tapioca 17% 83%
Patata 20% 80%
Alta amilosa 55-70% 45-30%
Trigo 25% 75%
Arroz 19% 81%
Cambios físicos durante la gelatinización:
El granulo se hidrata y se hincha.
El granulo pierde la birefrigencia.
Se produce un aumento rápido de viscosidad.
Almidones no modificados vs almidones modificados. Porqué hay diferencias importantes en
aplicaciones cárnicas?
Temperaturas de gelatinización:
MAIZ “WAXY” ALMIDONES NO MODIFICADOS ALMIDONES MODIFICADOS PARA
USO EN CARNES
Comienza gelatinización 80 ºC 57.77 ºC
Pico de viscosidad 88.8 ºC 67.77 ºC
Problemas asociados con los almidones nativos:
Elevada temperatura de gelatinización.
No producen corte y son resistentes a los ácidos.
Retrogradación conducente a la purga.
MODIFICACIONES DE LOS ALMIDONES
Enlaces cruzados (Cross-linking)
Estabilización.
Propiedades de almidones efectivos:
1. Proveen funcionalidad durante el proceso de cocción. El almidón correcto gelatinizará a
temperaturas más bajas.
2. Incrementa la capacidad de retención de agua de los sistemas carnicos y previene pérdidas de
humedad a través del tiempo (purga).
3. Provee jugosidad y suculencia a productos carnicos bajos en grasa.
4. Mejora la textura y la tajabilidad.
5. No imparte olores ni sabores desagradables o cambios en las características de apariencia
general del producto.
Aprobación de almidones alimenticios modificados en productos de jamón. Nivel de uso 3.5%.
Jamón con agua adicionada.
1. En productos de jamón y agua en donde X % de peso son los ingredientes adicionados.
Ligantes aprobados (no permitidos en combinación) para JAMÓN ADICIONADO CON AGUA.
LIGANTE NIVEL PERMITIDO EN ESTADOS UNIDOS.
Almidón alimenticio modificado 3.5%
Proteína aislada de soya 2.0%
Concentrado proteínico de soya 2.0%
Carragenina 1.5%
Caseinato de sodio 2.0%
ADICIÓN DE SALMUERA:
100 Kg de carne
55 Kg de ingredientes adicionados
Un 55% de inyección de ingredientes adicionados bajaran la grasa total en aproximadamente 35%.
FORMULACIÓN DE SALMUERA (basado en 55% de nivel de inyección y con 10% de pérdidas).
Ingrediente Nivel de uso % Libras
americanas
Kg
Firm-Tex (producto comercial) 3.50 9.23 5.08 2.30
Sal 1.75 4.61 2.54 1.15
Dextrosa 1.00 2.64 1.45 0.65
Fosfato 0.50 1.32 0.73 0.33
Sal curante 0.25 0.66 0.36 0.16
Eritorbato de sodio 0.05 0.15 0.06 0.02
Agua 81.39 44.76 20.30
100.00 55.00 24.95
PREPARACIÓN ESTÁNDAR DE SALMUERA.
1. Primero, se adiciona el fosfato bajo agitación para asegurar la solubilización.
2. Se adicionan la sal y los azucares y se mezclan hasta que la solución sea completa.
3. Se adiciona el almidón alimenticio modificado antes de los agentes de curado. La naturaleza
del almidón permite la fácil incorporación sin que se produzcan grumos.
4. Finalmente, se adicionan el nitrito de sodio y el eritorbato separadamente.
5. Para prevenir precipitación de los componentes de la salmuera, se debe mantener la condición
de agitación.
INFORMACIÓN NUTRICIONAL DEL JAMÓN.
JAMÓN
Tamaño de porción: 1 tajada (21 g)
Control % gramos Calorías
Proteína 24.00 5.04 20.16
Grasa 5.50 1.16 10.40
Total 30.56
55% de salmuera adicionada
Proteína 15.61 3.28 13.11
Grasa 3.57 0.75 6.75
Carbohidrato 3.50 0.74 2.94
Total 22.80
DECLARACIÓN TÍPICA DE ETIQUETA.
Jamón adicionado con agua.
Ingredientes:
Jamón, agua, almidón alimenticio modificado, sal, dextrosa, fosfato de sodio, eritorbato de sodio,
nitrito de sodio.
USOS APROBADOS PARA ALMIDONES ALIMENTICIOS MODIFICADOS EN CARNES CURADAS.
 Jamones adicionados con agua.
 Frankfurters.
 Boloña.
 Salchicha tipo frankfurt de carne de aves.
 Estofado con olivas.
 Estofado a la vieja moda.
 Estofado con pimiento.
Los almidones modificados son: Funcionales, de gran disponibilidad y económicos.
USO DE CARRAGENINAS EN PRODUCTOS CARNICOS CURADOS
El mercado de los Estados Unidos produce una amplia variedad de productos de jamón cocido tanto
para el mercado minorista como para aplicaciones en servicios de alimentación. Estos productos
difieren en términos de sus características de apariencia, perfil de sabor y olor, aplicabilidad y
posicionamiento precio/calidad en el mercado. También existen diferencias entre productos de Estados
Unidos y los productos y tecnologías usadas en Canadá, México y a través de Europa. En general, sin
embargo, las técnicas básicas de procesamiento y los ingredientes funcionales claves usados en la
producción de jamón cocido son similares y han permitido el desarrollo de un amplio rango de
productos.
Productos de alta calidad y bajo rendimiento (20-30% de bombeo) pueden ser producidos muy
exitosamente usando técnicas modernas de procesamiento. Las proteínas musculares extraídas
durante el procesamiento ligan los bajos niveles de humedad adicionada y proveen buenas
características texturales a los productos terminados cuando se usan materias primas de alta calidad.
Cuando se producen productos de más altos rendimientos (50-100% de bombeo), con frecuencia los
cambios texturales y las deficiencias en ligazón de agua conducen a características inaceptables del
producto. Entre los problemas más serios se incluyen una textura suave para el producto terminado y
problemas de perdida de agua (purga) en el producto empacado e incluso en el sitio de venta. El uso
de carrageninas ha sido demostrado que permite la producción de productos de excelente calidad y
alto rendimiento a costos económicos corrigiendo estos problemas.
Las funciones de la carragenina en los sistemas carnicos son:
1. Permitir altos rendimientos.
2. Controlar la purga por medio de la ligazón de salmuera en el producto cárnico.
3. Incrementar la textura del producto terminado permitiendo la obtención de un producto firme
con una textura “natural”.
4. Mejorar la tajabilidad por medio del incremento de la ligazón de las piezas musculares
individuales y así proveer una consistencia homogénea con buena cohesión.
5. Incrementar la jugosidad del producto en donde la humedad es retenida en el producto sin
enmascarar los olores y sabores o sin proveer olores y sabores desagradables durante la vida
útil.
En la siguiente Grafica puede observase la distribución geográfica de recolección de varias algas
marinas rojas.
QUE ES UNA CARRAGENINA.
La carragenina es un agente gelificante extraído de ciertas especies de algas marinas rojas. Es
ampliamente usado en la industria de alimentos por sus particulares efectos de estabilización y
provisión de textura en productos tan variados como helados, leche achocolatada, postres, gelatinas y
flanes bajos en azúcar, entre otros. La carragenina ha sido usada por muchos años en productos de
jamón en Europa, Canadá y México. En los Estados Unidos, es habitual que una gran proporción de
productos con carne de aves tales como pechuga de pavo y rollos de carne de pollo se elaboren
usando carrageninas tanto en el músculo completo como en trozos y formas procesadas. En todas
estas áreas las carrageninas han desarrollado una excelente reputación para el mejoramiento del
rendimiento del producto y la aceptación del consumidor.
Las carrageninas son producidas a partir de una amplia variedad de algas marinas rojas de la
clase Rhodophyceae . El termino carragenina (en inglescarrageenan) originalmente describe extractos
de especies Chondrus yGigartina recolectadas a lo largo de la línea costera de Irlanda en donde los
residentes usan el “Musgo irlandes”, como se denomina en dicha región, en los alimentos hace más de
600 años. Estas algas marinas rojas fueron únicas a causa de su capacidad para producir gelificación
en leches. Sin embargo, no fue hasta después de la segunda guerra mundial que la carragenina
comenzó a producirse industrialmente y que se expandió su uso en otros sistemas alimenticios.
Las principales fuentes para las carrageninas incluyen diferentes tipos de algas marinas rojas –
Gigartina , recolectada en Francia, Marruecos, y la línea costera Sur
americana; Chondruscrispus recolectada en Francia y a lo largo de las regiones costeras de
Norteamérica; Irídeas recolectada principalmente en la costa chilena;
y Eucheuma tipos cottonii y spinosum cultivadas en las Filipinas e Indonesia, con frecuencia usando
acuicultura o métodos de granja para algas marinas.
Cada una de estas fuentes de materias primas producen diferentes proporciones de los tres tipos
principales de carrageninas:
Carrageninas Kappa ( k ) que tienen características de geles firmes.
Carrageninas Iota ( i ) que producen geles más elásticos
CarrageninasLmbda( l ) que no gelifican pero en su lugar funcionan como agente espesante.
Con frecuencia se usan dos tipos de algas marinas rojas en la elaboración de carrageninas para
productos carnicos y estas son Eucheumacottonii y Eucheumaspinosum . Estas son ricas en
carrageninas tipo Kappa y Iota, respectivamente.
Tradicionalmente las carrageninas que se usan en la industria carnica se elaboran a través del proceso
de extracción alcalino. Las carrageninas son extraídas, purificadas y recuperadas como un coagulo.
Este material es deshidratado y molido al tamaño de malla deseado antes de la estandarización y de
aplicar las estrictas pruebas de aseguramiento de calidad.
ELEBORACION DE LAS CARRAGENINAS
Archivo anexo.
COMO FUNCIONAN LAS CARRAGENINAS.
Puede entenderse el cómo funcionan las carregeninas en los productos carnicos por medio del examen
de las características estructurales de las carrageninas y como estas permiten la interacción con los
componentes en el sistema.
Las carrageninas son un grupo de polisacáridos conformado de azúcar galactosa sustituida formando
bloques arreglados en cadenas largas. Estas moléculas lineales funcionan muy bien como ligantes y
pueden interactuar entre sí y con otros componentes del sistema para formar estructuras
tridimensionales o geles.
Los tres principales tipos de carrageninas, como se mencionó previamente, difieren en su
comportamiento de gelificación y esto es debido principalmente a las diferencias en sus estructuras.
La carragenina Kappa tiene muy pocos grupos cargados y por tanto requiere calentamiento para su
solubilización (energía necesaria para individualizar las moléculas). Puede formar geles firmes ya que
la repulsión de la cadena es minimizada y esto permite la interacción para formar redes
tridimensionales.
La carragenina Iota es un tipo intermedio en términos de densidad de carga y requiere menos
calentamiento que la kappa para solubilizar. Forma geles más suaves y elásticos.
La carragenina Lambda tiene un alto nivel de grupos cargados y así es soluble en agua fría (las
cadenas se repelen mutuamente aun bajo condiciones frías) y no forman gel (la forma de la cadena y
la repulsión no le permiten la interacción para formar una red).
En la practica, las carrageninas se usan como polvos secos, que son dispersados en salmueras o
adicionados directamente durante las operaciones en tumbler o en masajeadora. Las moléculas de las
carrageninas en las partículas secas permanecen insolubles durante todos las etapas tempranas del
procesamiento de jamón. Temperaturas más frías y la presencia de sal inhiben el hinchamiento y
eliminan algunos posibles problemas de formación de grumos. Durante la etapa de tumbler o masajeo
las partículas de carragenina son bien distribuidas en el interior de la carne. Cuando el producto es
cocido las moléculas de carragenina se individualizaran y se harán solubles. En el enfriamiento, las
carrageninas formaran una red de gel cohesiva dentro del producto terminado.
El mecanismo para la gelificación de la carragenina Kappa involucra la interacción de moléculas
individuales unas con otras para formar dobles hélices. En presencia de ciertos cationes tales como
potasio, estas hélices pueden interactuar para formar agregados con características de gelificación
aumentadas.
Las interacciones entre las moléculas de la carragenina y las de las proteínas dentro del sistema
cárnico se piensa que tienen poca influencia sobre las características del producto terminado y pueden
involucrar dos posibles mecanismos. Las moléculas de carragenina pueden interactuar con grupos
cargados negativamente en la superficie proteinica a través de puentes de cationes o pueden
interactuar directamente con grupos cargados positivamente sobre la superficie proteinica.
Ciertamente todos, el pH, los iones específicos y las proteínas presentes en el sistema jugaran un
papel en las dinámicas de las interacciones carragenina-proteína.
CARRAGENINAS APROBADAS PARA JAMONES
Un numero limitado de ingredientes han sido aprobados para su uso en los Estados Unidos para
productos curados de carne de cerdo como se describe en la Propuesta de Registro Federal de Enero
31 de 1992 y Aprobación final en Volumen 57, número 181 de Septiembre 17 de 1992. las
regulaciones para permitir el uso de la carragenina para prevenir la purga de soluciones salinas en
productos de carne de cerdo curados (es decir, para “Jamón adicionado con agua” o “productos de
Jamón y agua – X% de peso son ingredientes adicionados”) permiten hasta 1.5% de carragenina para
ser adicionada como ligante o como relleno.
USO DE CARRAGENINAS EN PROCESAMIENTO DE JAMONES
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  • 1. CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES Tema 1: Ingredientes no cárnicos Hay un sinnúmero de ingredientes no cárnicos que son importantes en la elaboración de productos cárnicos. Algunos de ellos, como la sal, no pueden omitirse. Otros son simplemente auxiliares cuya función principal depende de factores económicos, tales como los cereales de rellenos. 3.1.1. La Sal La sal es el ingrediente más crítico en la elaboración de embutidos después de la carne. Se podría considerar que históricamente es casi imposible fabricar embutidos sin sal. Originalmente la sal sirvió como conservante; y aún lo actúa como tal en algunos embutidos secos y semi-secos. Para actuar completamente como conservante se requieren concentraciones de salmuera en el producto de aproximadamente 17%. La concentración en la salmuera (relación sal/contenido acuoso) se calcula así: Ejemplo: Actualmente, aunque alguna acción conservante es todavía importante, el uso más importante de la sal es impartir sabor y olor. En la mayoría de los productos embutidos, el porcentaje utilizado es de 2,5 a 3,0 % de sal; un contenido de sal mayor podría producir un sabor salado. Ya que los niveles de tolerancia a la sal varían, es difícil establecer un punto específico al cual los niveles de sal son aceptables o inaceptables. Solamente a través de un buen test de consumidores se puede determinar los mejores niveles para los gustos del consumidor, y que nivel de sal debe ser mantenido. Otra importante función de la sal es su relación con las propiedades ligantes de la carne. Una de las principales funciones de la sal en productos cárnicos es la solubilización o liberación de las proteínas contráctiles a partir de la fibra muscular. La concentración de salmuera óptima para este propósito es de aproximadamente el 8%. En consecuencia, el agua, la sal y las carnes conteniendo las proteínas contráctiles o “ligantes” se adicionan juntos para facilitar dicha extracción. Las impurezas en la sal en forma de trazas de cobre, hierro o cromo tienen un marcado efecto sobre el desarrollo de la rancidez oxidativa en productos cárnicos. Esta es una de las razones por la cual los productos embutidos no se mantienen por un largo período de tiempo como los constituyentes de la carne fresca cuando es mantenida en condiciones de almacenamiento congelado. Si el desarrollo de la rancidez es un serio problema, es posible aportar sales bajas en prooxidantes en las cuales estos iones de metales pesados hayan sido removidos. Los fosfatos han sido acreditados con la habilidad de servir como agentes quelantes y contraatacan los efectos de estos iones de metales pesados. Los nitratos y los nitritos aparentemente funcionan de forma similar. Los antioxidantes pueden también adicionarse en el caso de embutidos con carne fresca de cerdo para contrarrestar la rancidez promovida por la sal. Incluso es posible adquirir sal recubierta con antioxidantes. 3.1.1.1 Funciones
  • 2. En términos generales, las funciones que realiza la sal en la fabricación de embutidos son: Sabor. En niveles inferiores a 2,5%, la sal presenta un sabor aceptable para el consumidor y brinda un gusto salado característico en los embutidos. La sal aporta un gusto salado que es debido al anión Cl-; mientras que el catión Na+ tiene su efecto principal sobre la capacidad de estimular los receptores. Es preciso señalar que la formación de un complejo con las proteínas, complejo estable al frío pero que se destruye por calentamiento, no deja más que una parte de sal, la parte libre, para producir el gusto salado. Esto explica que un mismo contenido en sal, un producto crudo parece menos salado que cuando está cocido. La grasa parece siempre poco salada por razón de su escaso contenido en agua, por lo que es muy poca la sal que penetra en ella. Efecto bacteriostático. Especialmente contra coliformes. Este efecto es sólo parcial debido al nivel de uso (generalmente, inferior al 2,5%). Se considera generalmente que a la concentración del 10%, inhibe el crecimiento de numerosos microorganismos, en cambio, a la concentración del 5% su acción no se hace sentir más que sobre los anaerobios. La acción de la sal está en relación con su concentración en la fase acuosa, lo que explica, por ejemplo, que en los productos sometidos a procesos de secado (jamones crudo curados, salchichones fermentados), sea necesario utilizar el frío al comienzo de la fabricación, cuando el contenido en agua es todavía importante, mientras que al final del proceso, resulta prácticamente inútil. Extracción de proteínas solubles en sal y retención de humedad. Solubilización de la actomiosina con lo que se aumenta la Capacidad de Retención de Agua. Este efecto alcanza un máximo a una concentración apróximada del 4%. Efecto pro-oxidante. Ocasionado por presencia de trazas de metales pesados, especialmente el hierro, que actúan como catalizadores. Esto explica la necesidad de usar sal de alta pureza. 3.1.1.2. Posibles problemas y soluciones Oxidación del producto. Se debe usar sólo sal de alta pureza. Humedad en la sal. La sal es altamente higroscópica, por lo que es recomendable mantenerla en lugares secos y en envases cerrados para facilitar el manejo y evitar errores en la dosificación. 3.1.1.3. Niveles de sal utilizados en distintos países Tabla 1. Niveles de sal utilizados en distintos países País % En Producto Terminado México 2.0 – 2.2 Estados Unidos de Norteamérica 1.7 – 1.8 Japón 1.5 – 1.6 Costa Rica 1.8 – 1.9 Panamá 1.7 – 1.9
  • 3. CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES Tema 2: Nitratos y Nitritos Los nitratos y los nitritos son los ingredientes de “curado” adicionados para elaborar un embutido tipo “curado”. Su efecto más reconocido es el desarrollo del color rojo o rosado de curado. El curado de las carnes produce un color rosa característico y textura y sabor y olor característicos, y provee un efecto conservante, especialmente frente al crecimiento de las esporas de Clostridiumbotulinum que podrían estar presentes. El nitrito es el componente más importante usado para el curado de las carnes, siendo también un potente antioxidante. En los Estados Unidos son comunmente usadas las sales de sodio, aunque también se pueden usar el nitrato de potasio (saltpeter) o el nitrito de potasio. Históricamente estos compuestos han llegado a su uso como contaminantes presentes en la sal. Las personas encontraban que los embutidos que las contenían eran superiores a los que no las contenían y finalmente, cuando los primeros químicos las identificaron ellas fueron adicionadas deliberadamente. Adicionalmente a la función sobre el color, los nitritos llevan a cabo otras importantes funciones en carnes curadas. Tienen un efecto importante sobre el sabor y el olor: sin su presencia un sabor a sobre cocido puede desarrollarse en algunos productos. Adicionalmente afectan el sabor y el olor por medio de su acción como poderosos antioxidantes. Los antioxidantes son compuestos que previenen el desarrollo de la rancidez oxidativa. Las propiedades bacteriostaticas de los nitritos son tambiencriticos en carnes curadas, particularmente en jamones enlatados. El nitrito de sodio es un inhibidor muy efectivo del crecimiento del Clostridia, particularmente del Clostridiumbotulinum, la bacteria causante del botulismo. Sin nitrito no sería posible producir con cierta seguridad los jamones enlatados no esterilizados (aquellos que requieren refrigeración), así como productos cocidos empacados al vacío tales como las salchichas frankfurter y la carne de diablo. El nitrato en sí mismo no es efectivo en la producción de reacción de curado hasta que es convertido en nitrito. Esto es un proceso lento y habitualmente dependerá de la acción bacterial. En consecuencia, el uso de nitratos está limitado a los embutidos secos y semi-secos y pueden ser fácilmente reemplazados en la gran mayoría de los otros productos curados. El nitrito sólo debe usarse en productos cárnicos procesados rápidamente. Los nitritos proveen la fuente ultima de óxido nítrico que se combina con el pigmento myoglobina. Para la formación del color de curado se consideran necesarios aproximadamente 50 ppm de nitrito en el producto terminado, dependiendo de la cantidad actual de pigmento disponible para reaccionar con el nitrito. Cuando el nitrito es adicionado a sistemas cárnicos complejos biológicamente, reacciona con o es ligado a varios componentes químicos presentes naturalmente como las proteínas. Las condiciones de calentamiento normalmente usadas en el proceso de curado acelera estas reacciones, y cuando el proceso de elaboración es completado, sólo aproximadamente del 10-20% del nitrito originalmente adicionado es analíticamente detectable. Este así denominado nivel de nitrito residual disminuye más durante el almacenamiento y la distribución, cuando el producto se traslada hasta llegar al consumidor final para su preparación y consumo. La Agencia Federal de Alimentos y Medicamentos (sigla en inglés FDA) y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (sigla en inglés U.S.D.A.) de los Estados Unidos de Norteamérica regulan estrictamente la cantidad de nitrato y de nitrito que pueden ser usados. Habitualmente, 1/8 de onza por 100 libras americanas de carne es un nivel funcional para el nitrito. El nitrato a ¼ de onza por 100 libras americanas de carne se considera un nivel funcional en embutidos secos o semi-secos. Ya que el nitrato y el nitrito son adicionados en pequeñas cantidades, ellos deben ser disueltos en agua antes de su uso para asegurar una distribución uniforme. También pueden disolverse en mezclas
  • 4. de sal o sal/dextrosa aunque ello podría ser peligroso ya que estas premezclas fácilmente pueden ser confundidas con sal pura. La función de los nitratos y los nitritos en el curado de las carnes está frecuentemente bajo estudio intensivo por parte de los investigadores científicos. Los nitritos han sido implicados en la formación de pequeñas cantidades (partes por billón) de una nitrosamina (nitrosopirrolidina) en la tocineta frita. Las nitrosaminas son de alguna importancia debido a que algunas de ellas han sido identificadas como agentes cancerígenos en animales de laboratorio. Aún no es bien conocido si existe una amenaza a la salud pública de una forma práctica. Hay un fuerte argumento para el uso del nitrito a causa de que es necesario para la prevención del crecimiento del Clostridiumbotulinum, una bacteria que produce una toxina mortal. El riesgo potencial de pequeñas cantidades de nitrosaminas está siendo sopesado frente al efecto protectivo de los nitritos frente al botulismo. Adicionalmente, no se han encontrado sustitutos para el nitrito que produzcan un color y sabor y olor típicos de carne curada en productos cárnicos. Esto no sugiere que el gobierno de los Estados Unidos de Norteamérica tomará una posición o todo o nada con respecto al asunto de los nitratos-nitritos. El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U.S.D.A.) y la industria cárnica han venido trabajando estrechamente en los últimos años para definir más precisamente la función de estas sustancias químicas. Los procesadores de embutidos deben estar permanentemente alerta por los cambios que se presenten relacionados con la reglamentación con respecto a su uso. A causa de los peligros de la formación de nitrosaminas, las premezclas con especias, saborizantes y otros ingredientes se sugiere que se eviten ya que se podrían formar nitrosaminas por la interacción de los nitritos y las especias. En los años 1970, el uso de nitrito para el curado de las carnes fue seriamente cuestionado. Fue sugerida la posibilidad de producir N-nitrosaminas, que son cancerígenas. Enormes cantidades de investigación y análisis se llevaron a cabo, y dos reportes de resumenes publicados por la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (sigla en inglés NAS, 1981,1982) aliviaron la preocupación del público acerca de las carnes curadas como riesgo para la salud humana. En un estudio llevado a cabo por Cassens, en 1997, se realizaron tres ensayos para determinar el nitrito residual en muestras minoristas de carnes tipicas curadas compradas habitualmente por los consumidores. En el ensayo 1, 10 paquetes fueron comprados en un supermercado local con la única condición de que los productos no estuviesen vencidos en fecha de venta. Muestras de tocineta, jamón cocido tajado, y salchichas viena fueron seleccionadas para representar la producción de tres diferentes fabricas y fueron analizadas para nitrito residual en un laboratorio comercial. En los ensayos 2 y 3, se contrato con una firma la recuperación de carnes curadas a partir de cajas de supermercados en los Angeles metropolitano, Denver, St. Louis, y Tampa, ciudades en los Estados Unidos. La única condición fue que los empaques estuvieran dentro del período antes de fecha de vencimiento. En el ensayo 2, 11 paquetes de tocineta, 30 de mortadela boloña, 24 de jamón cocido, y 34 de salchichas viena fueron recuperados, y los productos fueron analizados para nitrito residual. En el ensayo 3, 6 paquetes de tocineta, 7 de jamón, 23 de boloña, y 19 de salchichas viena fueron recuperados, y los productos fueron analizados para nitrito residual, nitrato residual, y ascorbatos residuales. El nitrito fue determinado por métodos 976.14 y 973.31 y el nitrato por el método 935.48, todos de la AOAC (1990). Los ascorbatos, incluyendo ácido ascorbico y ácido eritorbico, fueron determinados por el método 967.21 B de la AOAC. El nivel de nitrito residual medio para todos los productos en el ensayo 1 fue de 5.4 ppm. Los resultados de las muestras individuales fueron 4, 1, y 15 ppm de nitrito para la tocineta; 3,9, y 7 para el jamón cocido tajado: y 1,4,4, y 9 para las salchichas viena. Los resultados para los ensayos 2 y 3 son dados en la Tabla ____. Para ambos ensayos, el nivel de nitrito residual medio para todos los productos fue de 10 ppm, con un rango de 0-48 en el ensayo 2 y
  • 5. de 0-45 en el ensayo 3. La Boloña tuvo un nivel de nitrito residual más alto (p<0.05) que los otros productos excepto con las vienas en el ensayo 3. En el ensayo 3, el nitrato no fue detectable en las muestras de carnes curadas analizadas. Todas las muestras fueron reportadas con menos de 10 ppm, como nivel de detección de nitrato. El promedio global para ascorbato residual fue 209 ppm, y el rango fue de 66-483 ppm. El nivel de ascorbato residual fue más bajo (p<0.05) en salchichas viena que en tocineta y jamón cocido pero no fue diferente al de la boloña. La mayoría de las muestras contuvieron fosfatos. La presencia de fosfatos resultó en un nivel de nitrito residual más alto (p<0.05) en el ensayo 1, pero en diferencia no significativa en el ensayo 3. Aproximadamente la mitad de las muestras de boloña y de viena contuvieron pollo. En ambos ensayos, la presencia de pollo resultó en un nivel de nitrito residual más alto (p<0.05). El hallazgo más obvio e importante de esta investigación fue que el nivel de nitrito residual descendió en los productos cárnicos curados en los Estados Unidos con referencia a los años 1970. Tabla 2. Nitrito residual y ascorbatos en carnes curadas (a). Producto Ensayo 2 # observ. Nivel de Nitrito (ppm) Ensayo 3 # observ. Nivel de nitrito (ppm) Nivel ascorbato (ppm) Tocineta 11 5± 2 b 6 3± 2 b 240± 52 a Boloña 30 15± 2 a 23 15± 3 a 215± 9 ab Jamón 24 7± 1 b 7 4± 1 b 257± 17 a Viena 34 9± 1 b 19 8± 3 ab 175± 13 b Global 99 10± 1 55 10± 2 209± 9 Rango 0-48 0-45 66-483 Efecto de Fosfatos Con fosfatos 79 11±1 a 45 10± 2 a Sin fosfatos 20 5± 1 b 10 8± 4 a Efecto de carne de pollo Con pollo 43 14± 2 a 28 16± 3 a Sin pollo 21 7± 2 b 14 3± 1 b a. Resultados expresados como ppm y dando un promedio ? error estandar. En cada porción de la tabla, medias en la misma columna seguidas por letras diferentes difieren con p<0.05. Toxicidad del nitrito La toxicidad propia del nitrito está relacionada con su poder oxidante. Tiene en efecto la propiedad de oxidar la hemoglobina sanguínea en metahemoglboina que bajo esta forma no es ya apta para desempeñar su papel de transportador de oxígeno y entraña una hipóxia a nivel de los tejidos. El organismo humano es, en los adultos, capaz de luchar contra esta agresión ya que está equipado de un sistema enzimático apto para efectuar la reacción inversa y transformar la metahemoglobina en hemoglobina reducida (sistema metahemoglobina reductasa). Por el contrario el organismo del niño de pecho no posee este equipamiento enzimático y los riesgos de intoxicaciones graves son entonces mucho mayores. Adicionalmente está la toxicidad indirecta por la formación de nitrosaminas. Ya que ha habido una reducción de aproximadamente el 80% en el contenido de nitrito residual de las carnes curadas desde la mitad de los años 1970 y que las carnes curadas modernas contienen substancial actividad reductora en la forma de ascorbatos, se deben reevaluar el riesgo o beneficio para la salud derivado del consumo de carnes curadas, especialmente desde el punto de vista de acumualr evidencia científica con respecto al requerimiento humano por las funciones protectoras del oxidonitrico.
  • 6. CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES Tema 3: ascorbatos y eritorbatos. Las dos principales reacciones que ocurren después de que los ingredientes de curado son introducidos en la carne son una reducción de la metmioglobina a mioglobina y una reducción de nitrito a óxido nítrico. El óxido nítrico está entonces disponible para combinarse con la mioglobina para formar nitrosomioglobina. Para acelerar estas reacciones con el fin de acortar los tiempos de curado, se adiciona un fuerte agente reductor. Los compuestos más frecuentemente usados son el ascorbato de sodio o el eritorbato de sodio, que son compuestos muy similares aunque el ascorbato tiene actividad de Vitamina C. El ascorbato o el eritorbatoacelera la conversión de metmioglobina y nitrito a mioglobina y óxido nitrico y también suprime la reacción inversa. Esto resulta en una conversión más completa del pigmento muscular a forma de pigmento curado. Las cantidades residuales de ascorbato o eritorbato también ayudarán a estabilizar el pigmento de curado en el embutido reduciendo el deterioro del nitrosohemocromo y dando así al color una más larga vida útil. Una función benéfica adicional parece ser que los ascorbatos y los eritorbatos inhiben la formación de nitrosaminas. En la actualidad, el nivel de uso es 7/8 de onza por 100 libras americanas de carne. Estos compuestos intensamente reductores pueden tener efectos indeseables si las usos recomendados no son estrictamente tenidos en cuenta. Las salmueras para curado que contienen estos compuestos pueden convertir los nitritos en óxido nítrico prematuramente si la salmuera es almacenada por largos períodos de tiempo o a elevadas temperaturas. El óxido nítrico se escaparía en el aire como gas, creando un riesgo para la salud. También disminuiría el nivel de nitrito de la salmuera, reduciendo su efectividad para la carne. Las salmueras de curado conteniendo ascorbato o eritorbato son estables por aproximadamente un día si la salmuera es mantenida a 50ºF (10ºC) o menos y en una condición alcalina o muy ligeramente ácida. Si la salmuera se vuelve ácida, la reacción de reducción se lleva a cabo muy rápidamente. Los fosfatos en la salmuera actúan como un buffer y ayudan a prevenir el desarrollo de una salmuera ácida. Estas mismas consideraciones se aplicarían a la adición de estos compuestos en solución acuosa a la mezcla de un embutido. Ellos deben mantenerse separados del nitrito o del nitrato. CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES Tema 4: Los Polifosfatos Son las sales del ácido fosfórico que se obtiene a partir del calentamiento alcalino de la roca fosfórica. Entre los fosfatos más empleados están los fosfatos simples (ortofosfatos), monofosfatos, difosfatos y polifosfatos. Se conocen clásicamente el ácido ortofósforico H3PO4, el ácido metafosfórico HPO3, que deriva del precedente por eliminación de una molécula de agua y el ácido pirofosfórico H4P2O7, obtenido por condensación de dos moléculas de ácido ortofosfórico con eliminación de una molécula de agua. Condensando varias moléculas de ácido ortofosfórico, se obtienen los ácidos polifosfóricos de cadena lineal, cuya fórmula general es : H(n+2)P(n)O(3n+1) en donde n puede variar de 2 (ácido pirofosfórico) a 10 6. Existen igualmente los ácidos polifosfóricos de cadena cíclica, que son los polímeros del ácido metafosfórico (HPO3)n. La estructura cíclica está bien establecida para los primeros términos (n=3, n=4), pero para los grados de polimerización más elevados, se tendría que pensar en una estructura en cadenas de gran longitud, rizándose sobre ellas mismas, con eventualmente ligazones laterales entre cadenas.
  • 7. Los fosfatos alcalinos son usados para incrementar la capacidad de retención de agua de las carnes curadas. En la actualidad su uso no es aún permitido en productos embutidos. Ellos tienen algunos efectos beneficos, tales como reducir el grado de “purga” en productos enlatados y cocidos. Hay algunas evidencias de que también reducen la rancidez oxidativa, probablemente reduciendo la actividad pro-oxidante de metales pesados en la sal. Los polifosfatos ayudan a solubilizar las proteínas musculares y a disminuir la acidez (elevan el pH) de la carne, lo cual incrementa el espacio alrededor de las proteínas y así mayor cantidad de agua puede mantenerse entre las proteínas. Con la mayor capacidad de retención de agua, el rendimiento del producto incrementa, las superficies del producto son más secas y más firmes, y las emulsiones son más estables a temperaturas más elevadas. También se han argumentado mejores estabilidades en color y mejor sabor y olor. Debido a que muchos productos cárnicos están sujetos a la rancidez oxidativa, el efecto antioxidante de los fosfatos puede desempeñar una función benéfica. Los fosfatos son más efectivos cuando se incrementa la temperatura final de procesamiento. Los polifosfatos tienen la propiedad de modificar el pH del medio al que se adicionan. En el caso de la carne, los polifosfatos utilizados aumentan el pH hasta en 0.5 unidades lo que ocasiona que este se aleje del punto isoeléctrico aumentando su capacidad de retención de agua. Los siguientes fosfatos han sido aprobados por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (sigla en inglés U.S.D.A.) para su uso en salmueras: Tripolifosfato de sodio. Hexametafosfato de sodio. Pirofosfato ácido de sodio. Pirofosfato de sodio. Fosfato monosódico. Fosfato disódico. El uso de estos fosfatos esta restringido a una cantidad tal que resultará en no más de 0,5% en el producto terminado. Hay aproximadamente 0.1% de fosfato presente naturalmente en el tejido muscular lo cual puede ser considerado en el análisis cuando se adicionan fosfatos. El pirofosfato ácido de sodio puede ser usado en productos como frankfurters y boloña para acelerar el curado. El nivel de 8 onzas por 100 libras americanas de carne (0,5%) es el máximo nivel de uso permisible para dicho propósito. Los fosfatos no son fácilmente solubilizados en la mayoría de las salmueras, particularmente después de que la sal ha sido adicionada. La práctica recomendada es disolver los fosfatos primero. Si los niveles en la salmuera son demasiado altos, o si las concentraciones de sal son demasiado altas, los fosfatos pueden precipitar fuera de la solución, lo cual disminuye su efectividad. Cuando los productos curados que contienen fosfatos pierden humedad después del procesamiento, los fosfatos pueden precipitar fuera de la superficie formando “barbas” (en inglés “whiskers”) de cristales de fosfato. Además, niveles excesivos de fosfatos han sido ser la causa del sabor a jabón. Los fosfatos alcalinos son corrosivos, así deberán usarse recipientes plásticos o en acero inoxidable para las salmueras que contienen fosfatos. Los fosfatos a menudo se usan en productos diferentes de lo que normalmente se consideran carnes curadas. Así son adicionados a productos tales como beefroast y a el pollo cocido para controlar el goteo por cocción y mejorar el sabor y el olor. Actualmente entre los fosfatos más comunmente utilizados en la industria cárnica se tienen los presentados en la Tabla 3 y algunos de sus valores de pH en solución al 1% se presentan en la Tabla 4.
  • 8. Tabla 3. Fosfatos comunmente utilizados en la industria cárnica y su sigla en inglés. Nombre Abreviatura, en inglés. Fosfato monosódico MSP Fosfato monopotásico MKP Fosfato disódico DSP Fosfato dipotásico DKP Pirofosfato ácido de sodio SAPP Tripolifosfato de sodio STPP Tripolifosfato de potasio KTPP Pirofosfato Tetrasódico TSPP Pirofosfato Tetrapotásico TKPP Hexametafosfato de sodio SHMP Tabla 4. Valores de pH de varios polifosfatos en solución al 1%. Nombre Abreviatura .Ph al 1% Pirofosfato ácido de sodio SAPP 10.5 Tripolifosfato de sodio STPP 9.8 Hexametafosfato de sodio SHMP 7.0 Pirofosfato tetrasódico TSPP 4.2 En orden de mayor a menor solubilidad en agua se tienen: Tripolifosfatos>Hexametafosfatos> Pirofosfatos. Normalmente es necesario mezclar dos o más fosfatos para conseguir una funcionalidad óptima y la mejor combinación de propiedades para elaborar un producto determinado. En la Tabla 5 se presentan las funciones que cumplen los fosfatos en los distintos tipos de carnes. Los polifosfatos sufren una hidrólisis en el curso de los tratamientos tecnológicos, por lo que los métodos de control deben referirse a la determinación del fósforo total. Por ello, es difícil efectuar controles valederos sobre productos en la composición de los cuales entran elementos más o menos ricos en fósforo (huevos, leche) y dichos controles se limitan en la mayoría de los casos al jamón cocido. En este caso se estima que el fósforo naturalmente aportado por la carne representa 4,5 g/kg (expresado como P2O5) en el producto y que por consecuencia esta cantidad no debe sobrepasar los 6,5 g/kg y 7,5 g/kg en las fabricaciones en que las dosis de empleo autorizadas son respectivamente 2 y 3 g/kg (expresado como P2O5). Tabla 5. Funciones de los fosfatos en distintos tipos de carnes. Función Vacuno Fresco Cerdo Fresco Cerdo Y Vacuno Cocidos Pollo Embutido Curado Madurado Embutido Cocido Retención humedad STPP STPP STPP STPP STPP STPP Emulsificar --- --- --- --- SAPP STPP Retiene color STPP STPP STPP STPP SAPP STPP Terneza SHMP/ STPP SHMP/ STPP STPP SAPP SAPP STPP Aglutinar --- --- --- --- SAPP STPP Proteger sabor STPP --- --- --- STPP STPP Nivel de adición 8% solución 8% solución 0.5% producto final 6% solución 0.5% producto final 0.5% producto final
  • 9. CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES Tema 5: Azúcares En los productos cárnicos se usan una gran variedad de azucares, que van desde la sucrosa (azucar de caña o de remolacha) a la dextrosa (azucar de maíz). Se incluyen en este grupo los jarabes de maíz, jarabes sólidos de maíz y el sorbitol. Estos productos son usados principalmente para saborización aunque algunos de ellos proveen algunos beneficios muy específicos en elaboración de embutidos. La mayoría de los azucares, excepto el sorbitol, incrementan el pardeamiento de la carne durante la cocción. Ello puede o no ser una ventaja. Los azucares también ayudan a enmascarar el sabor salado cuando se usan altos niveles de sal. Altos niveles de azucares podrían ofrecer alguna acción conservante, aunque a los niveles usados en la gran mayoría de los embutidos y carnes procesadas, probablemente hacen todo lo opuesto. Los azucares han sido identificados de servir como medio para el crecimiento de algunos microorganismos indeseables como las levaduras. Algunos azucares también proveen una condición químicamente reductora en los productos embutidos y como resultado son acreditados como mejoradores del color de los embutidos frescos. La dextrosa es esencial en los embutidos fermentados ya que provee las materias primas necesarias que las bacterias convierten en ácido láctico. Habitualmente se usan cantidades de 0,5 a 1,0% con este propósito. El sorbitol ha sido acreditado como responsable de reducir el chamuzcado de las frankfurters cuando se asan a la parrilla. Ello debe ser un beneficio en donde gran parte de la producción va dirigida a consumidores que la calientan la frankfuter de esta forma. Ha habido gran número de intentos realizados con la adición de varios endulzantes para mejorar la pelabilidad de los productos sin piel. Sin embargo, estos intentos no tienen un soporte muy sólido. En general sería admisible revisar otros métodos para solucionar los problemas de pelabilidad en lugar de depender de la adición de azúcares a la fórmula. Los niveles de uso para los azucares están limitados tanto a las regulaciones como a las consideraciones prácticas de su efecto sobre el sabor. En la Tabla 6 se presentan la lista de algunos azucares usados en procesamiento de carnes y su poder endulzante o dulzura equivalente. Tabla 6. Dulzura comparativa de varios productos endulzantes (la sucrosa, azucar de la caña o de la remolacha, se uso como base 100). Endulzantes Base seca Base líquida Jarabe de maíz de baja conversión 52 42 Jarabe de maíz regular 60 48 Jarabe de maíz alto en maltosa 70 56 Jarabe de maíz de alta conversión 80 65 Sólidos del jarabe de maíz (DE 28) 35 -- Sólidos de jarabe de maíz (DE 42) 60 -- Azúcar de maíz (hydro dextrosa) 80 -- Levulosa (fructosa) -- 90 CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES Tema 6: Extendedores 3.6.1. Leche en Polvo
  • 10. La leche desgrasada deshidratada es un ingrediente usado en un sinnúmero de productos embutidos. Sirve principalmente como extendedor, aunque se le han encontrado algunos efectos de mejoría en sabor y olor, probablemente debido a su efecto endulzante. La leche desgrasada deshidratada reducida en calcio se usa ya que altos niveles de calcio interfieren con la solubilidad de las proteínas. Los niveles de uso están restringidos dependiendo del tipo de producto. Otros productos lácteos tales como el suero deshidratado se han usado como ligantes o como extendedores. Igual situación se ha presentado con el caseínato de sodio. 3.6.2. Harinas de cereales. Varias harinas de cereales son usadas como ligantes o extendedores en productos cárnicos. Siendo los principales el almidón dependiendo su funcionalidad de la fuente, que puede ser trigo, arroz, avena, maíz, etc. En general estos son adicionados a productos de mas baja calidad por razones económicas. Sin embargo, algunos de ellos mejoran la calidad de ligazón, los rendimientos en cocción y las características de tajado. Las cantidades permitidas están reglamentadas y dependen del tipo de producto. 3.6.3. Proteínas de soya. En la industria de carnes es usada una gran variedad de productos de soya. Estos han alcanzado amplia aceptación en la industria y sus niveles de uso están reglamentados. 3.6.3.1. Harina de soya Este producto proteínico de soya finalmente molida contiene aproximadamente 50% de proteína. Es usado en estofados para adicionar proteína y ayudar a retener los jugos cárnicos. Sus principales limitaciones son de textura y sabor. Se prefieren las harinas tostadas de soya para su uso en productos cárnicos. 3.6.3.2. Granulados de soya Estos son similares a la harina de soya en composición pero son más grandes en tamaño de partícula y más adaptables a productos tales como coberturas de pizza. Son ampliamente usados en tortas de carne molida. La desventaja de la textura de la harina de soya es superada con los granulados. 3.6.3.3. Proteína texturizada de soya Esta es muy similar a los granulados excepto que la textura se ha cambiado para ser mucho más similar a la textura de la carne molida. Como con los granulados, su principal uso es en tortas de carne molida o en productos como los estofados. 3.6.3.4. Concentrado protéico de soya Este es un producto proteínico con 70% de proteína que se encuentra disponible sea en forma de gránulos gruesos para usarse de forma similar a los granulados de soya o en harina para usarse en embutidos tipo emulsión. Retienen agua a niveles de aproximadamente 2,5:1. Ya que el concentrado de soya es suave y de más alto contenido de proteína, es preferido sobre las harinas para su uso en embutidos tipo emulsión. 3.6.3.5. Aislado proteico de soya Este producto contiene aproximadamente 90% de proteína y es muy útil como emulsificante y como ligante. Es el único producto de soya que funciona como la carne en la formación de una emulsión. El aislado proteico de soya no debe ser considerado como igual en calidad a las proteínas contráctiles en la formación de emulsiones pero es útil, particularmente en formulaciones “débiles”. Los aislados de
  • 11. soya se usan generalmente a niveles de 2,0%, niveles más bajos que los concentrados, los granulados o las harinas. 3.6.4. Otras proteínas no cárnicas. Una gran variedad de proteínas no cárnicas se han venido desarrollando para su uso en embutidos y en carnes procesadas. Entre estas proteínas se incluyen proteínas de semillas de oleaginosas tales como la semilla de algodón y las nueces así como de fuentes vegetales unicelulares tales como la levadura torula. La mayoría de los cereales y otros ligantes o extendedores están limitados en su uso a 3,5%. CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES Tema 7: Antioxidantes Varios productos pueden ser adicionados a los embutidos frescos y secos para retardar el desarrollo de la rancidez oxidativa. Estos productos son el BHA (butilhidroxianisol), BHT (butilhidroxi tolueno) y el propil galato. En embutido secos son usados al nivel del 0,003% para algunas combinaciones de 2 o 3 de ellos. En embutidos frescos el nivel es de 0,01% del contenido de grasa para alguno de ellos individualmente o de 0,02% para la combinación de dos o 3 de ellos. En carnes secas el nivel de uso es de 0,01% sea individualmente o para combinaciones de ellos. Algunos sinergistas (productos usados para incrementar la efectividad de un compuesto) tales como el ácido cítrico, el monoisorpopil citrato y el monogliceridil citrato son a veces usados con estos compuestos. CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES Tema 8: Inhibidores de hongos Donde el hongo es un problema en embutidos secos las tripas pueden ser sumergidas en solución al 2,5% de sorbato de potasio para inhibir su crecimiento. Este compuesto es la sal potásica del ácido sórbico. El propilparabeno (propil-p-hidroxi benzoato) es usado de forma similar en solución al 3,5%. CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES Tema 9: Hidrocoloides 3.9.1. Carragenina 3.9.1.1. Introducción La utilización de hidrocoloides de algas marinas data de cientos de años atrás. Las aplicaciones iniciales consistieron en el uso del alga cruda, en su totalidad, usualmente cocinándola en agua o leche y combinándola con otros ingredientes, tales como carne o azúcar cruda, para producir probablemente uno de los primeros alimentos fabricados. Debido a que esos primeros sistemas alimenticios basados en agua o leche, fueron simples en su propósito de entregar un alimento en diferente forma, hubo pocas restricciones o normas a seguir, ya que el control de calidad era esencialmente inexistente. Los alimentos eran consumidos, buenos o malos, porque no había marcas compitiendo en el mercado. Con el advenimiento y desarrollo de la moderna tecnología de alimentos, se produjeron alimentos más sofisticados. Estos sistemas requerían algunas veces, una construcción compleja de ingredientes, para
  • 12. lograr un balance nutricional y organoléptico. Una simple mezcla de ingredientes, a menudo tenía una estabilidad muy corta, presentando separación de fases, tales como aceite y agua, o sedimentación, tal como cocoa en chocolate con leche, o las especias en aderezos para ensaladas. La necesidad de utilizar estabilizantes de carragenina aumentó, a medida que los sistemas alimenticios se han ido haciendo cada vez más complejos. 3.9.1.2. Tipos de carrageninas Las carrageninas son extractos de las algas marinas rojas, que se encuentran en varias partes del mundo. La mas comercialmente importantes materias primas y sus localizaciones se encuentran detalladas en la Tabla 7. Tabla 7. primas, fuentes y tipos de carragenina. Alga marina Localización Carragenina Chondruscrispus Canadá (marítima) U.S.(New england) Francia Corea Kappa/Lambda Euchemacottonnii Filipinas Filipinas Indonesia Kappa Euchemaspinosum Filipinas Indonesia Iota Gigartinaacicularia Marruecos Lambda Gigartinaradula Chile Kappa Los extractos de estas algas son en su forma primaria, polisacáridos sulfatados con un contenido variable de esteres, que dan a los tres tipos básicos de carrageninas (kappa, iota, lambda) sus únicas e interesantes propiedades. 3.9.1.3. Estructura Las carrageninas tienen características estructurales comunes: la de unidades repetidas de azúcar basada en galactosa, glicosidicamente enlazadas a lo largo de posiciones alternas ? 1,3 y ? 1,4. Este enlace da a las carrageninasgelantes (kappa, iota), un efecto helicoidal, el cual, a su vez, permite que dos moléculas de idéntica carragenina formen una doble hélice tipo “DNA”. Las unidades repetidas del disácarido básico, para los tres tipos de carragenina, se dan en la Tabla 8. Tabla 8. Unidades repetidas en las carrageninas. Carragenina Unidades repetidas. Kappa D-galactosa-4-sulfato 3,6 anhidra-D-galactosa Iota D-galactosa-4-sulfato 3,6 anhidra D-galactosa-2-sulfato Lambda D-galactosa-2-sulfato D-galactosa-2,6-disulfato
  • 13. Los pesos moléculares se encuentran generalmente en el rango de 100.000 a 500.000 Daltons. El contenido de esteres de sulfatos para los tres tipos son: Tabla 9. Unidades repetidas en las carrageninas. Carragenina % Ester sulfato Kappa 18 - 25 Iota 25 - 34 Lambda 30 - 40 Las carrageninas kappa e iota forman gel, mientras que la fracción labmbda es básicamente para aplicaciones como espesante y suspensor. La carragenina kappa tiene una precursora, llamada mu, que es de naturaleza no gelificante, debido al 6-sulfato y a la irregular y aleatoria estructura, asumida por esta fracción. La carragenina mu, es lentamente convertida a la forma kappa, por acción de la enzima “dekinkasa”, durante el ciclo de vida de esta planta. La conversión comercial de mu a kappa, se hace mediante alcali y temperatura (aproximadamente 95ºC) para catalíticamente romper el 6-sulfato y cerrar el anillo 3,6 glicosídico (3,4-5,6). Esta modificación en la estructura de la fracción mu, forma las mucho más familiares carrageninas kappa. El anillo cerrado denkinkasa, de alguna vez estructura aleatoria para formar el 1,4-1,3 enlaza la estructura helicoidal para la carragenina kappa. El tipo iota, también tiene un precursor llamado nu, el cual es de naturaleza no gelificante, debido a su estructura aleatoria, similar a la encontrada en la fracción mu, para comparación con la kappa. La conversión del tipo nu a carragenina iota, sigue los mismos principios previamente discutidos, para la conversión de mu a kappa. Lambda, es un tipo de carragenina no gelificante, altamente viscoso, usado primariamente por sus propiedades suspensoras y espesantes. Estructuralmente, tiene un 6-sulfato, similar a los mu y a los nu. Sin embargo, carece de 4-sulfato. El 2-sulfato encontrado en la repetida molécula disacárida lambda, es irregular. La sustitución aleatoria del 2-sulfato, ocurre un 30% de las veces, como un grupo hidroxilo. La división del grupo 6-sulfato, bien sea enzimática o catalítica, que forma carragenina theta, causa una pérdida en viscosidad y no hay gelificación. Esto es debido a la poca probabilidad de que dos hélices de carragenina theta, de grupos 2-sulfato y 2-hidroxilo, igualmente secuenciados, se combinen para formar el mecanismo gelificante de doble hélice, asociado con las carrageninas kappa e iota. La modificación completa de la carragenina lambda anula el principal motivo para usar lambda, que es espesante (viscosidad) y la subsecuente suspensión de materia en partículas. Con base en la posterior aplicación, se puede realizar cualquier tipo intermedio de extracto de carragenina, a través de un estricto control del álcali, de la temperatura y del tiempo de tratamiento para un alga específica. Seleccionando parámetros específicos para estos factores, un fabricante puede virtualmente producir cualquier tipo de carragenina en particular, con propiedades creadas para una aplicación en especial. La Tabla ____ presenta los límites a las propiedades teóricas de las carrageninas, en un medio seleccionado y en varias condiciones. La selección de las materias primas y el control en los procesos, llevan a un rango menos amplio de propiedades disponibles para los científicos especializados en alimentos, para el desarrollo de productos. Es de notar particularmente las concentraciones usadas para producir geles en agua, en comparación con las usadas para formar geles en leche. Una reducción a la decima parte en la carragenina usada en geles en sistemas lácteos, genera aún suficiente estructura tridimensional para formar geles que son comparables con los sistemas acuosos. Esto se debe primordialmente, a la fuerte interacción de las carrageninasgelificantes completamente modificadas con, básicamente, caseína kappa. Tabla 10. Temperaturas de fusión de algunas grasas animales. No modificada Modificada
  • 14. I. Viscosidad (cps) 1-1/2% ; 75ºC Alta Baja Mu 500-1000 Kappa 10-30 Nu 1000-2000 Iota 20-40 Lambda 2000-4000 Theta 100-200 II. FUERZA DE RUPTURA, GEL en agua (g/cm2) 2.0% ; 20ºC Baja Alta Mu 0 Kappa 2000 (0.2)* Nu 0 Iota 300 (2.5)** Lambda* 0 Theta* 0 III. REACTIVIDAD, GEL en leche (g/cm2) 0.2% ; 10ºC Baja Alta Mu 10 Kappa 500 Nu 10 Iota 250 Lambda* 0 Theta* 0 * Espesa ** Penetración en centímetros (cm). Tabla ___. Propiedades de solubilidad y gelificación para las carrageninas. * 180ºF (82ºC) Nota: la carragenina kappa tiene acción sinérgica con la goma de algarrobo. pueden verse afectadas adversamente por otros ingredientes, por el proceso, la estabilidad y las condiciones de almacenamiento. 7.9.1.5. Mecanismo de gelificación. La Figura ___ presenta el mecanismo de conversión de una solución a gel, para carrageninas kappa e iota. La carragenina se vende en forma de polvo fino, el cual, en presencia de cationes, requiere calor para una solubilización completa. Para compensar la solubilidad lenta característica del material, se recomienda generalmente, dispersar la carragenina, con buena agitación, en el medio (agua, leche). En agitación continua, calentar el sistema hasta aproximadamente 82-85ºC, con lo cual se asegura la solubilización completa del polisacárido. INCLUIR FIGURA MECANISMO DE GELIFICACION DE LA CARRAGENINA. Físicamente, la solución presentará un aumento de viscosidad, debido al desenrrollamiento de las moléculas de la carragenina, con la subsecuente ligadura del hidrógeno, a las moléculas de agua en el medio. La ligazón al agua disminuye la cinética del sistema, lo que resulta en un aparente aumento en viscosidad. Un calentamiento posterior de la solución agregará suficiente energía térmica al sistema, causando el rompimiento de la ligazón del hidrógeno, liberando de esta forma las moléculas de agua de nuevo en solución. Esto se demuestra por una pérdida aparente de viscosidad y normalmente asegura, la solubilización completa de la carragenina. Una vez que la carrageninagelificante esta aproximadamente solubilizada, el sistema puede ser enfriado hasta aproximadamente 10ºC sobre su temperatura de gelificación y vertido en los envases deseados. En los sistemas listos para servir, el llenado debe hacerse pro encima de 74ºC, a menos que se mantengan condiciones asépticas. En el llenado en frío (aséptico), las aplicaciones de carragenina están limitadas a la iota, debido a su
  • 15. propiedad de recuperación tixotropica. La carragenina kappa, debe ser vertida a temperatura superior a la de gelificación, porque su estructura de gel roto, permanece fluida. Los mecanismos de gelificación de las carrageninas kappa e iota, son bastante similares. El tipo kappa, durante la etapa del proceso de enfriamiento, alinea dos rollos helicoidales similares, de tal manera, que enfoca su 4-sulfato, hacia cada uno. Normalmente, la fuerte negatividad de los grupos sulfato, causa repelencia a cargas similares. Esto es neutralizado, en el caso del tipo kappa, por iones de potasio. Una vez que la neutralización ocurre, una fuerte ligazón de hidrogeno permite la formación de la doble hélice. Esta formación helicoidal puede ser tridimensional, dando por esto, estructura al medio y sus otros ingredientes. Un enfriamiento posterior del sistema, permite una ligazón adicional del hidrógeno de las dobles hélices de la kappa, las cuales, a su vez, causan una “textura de gel” aumentada y sinéresis. Esta, es la exudación de agua, de un sistema sólido. Este “endurecimiento” del gel, puede ser agravado posteriormente, por la adición de concentraciones pequeñas de iones bivalentes (caso de Ca++, Mg++), los cuales también causan aumento de sinéresis. La carragenina kappa es sinergica con la galactomana de la goma de algarrobo, en su estado semi- refinado o clarificado. Este sinergismo se demuestra en un gel con sinéresis y fragilidad reducidas. El sinergismo de la gelatina ocurre debido a la ligazón de hidrógeno entre la doble hélice dela carragenina kappa y la base de polimanosa de la galactomana. La sustitución irregular de las cadenas laterales de galactosa, actúa solamente para bloquear la estrecha asociación entre la carragenina y kla base de manosa. Sin embargo, hay suficientes secciones suaves de goma de algarrobo, para asegurar la asociación. Esta reacción depende del peso molecular de las dos gomas, la relación de la mezcla y la fuerza potencial de gelificación de la carragenina kappa. La carragenina iota va a través de un ciclo solubilidad a gelificación similar al de la kappa, excepto que no hay ligazón posterior del hidrógeno, asociada con una estrecha proximidad de la doble hélice. Esto es debido a la pérdida del 2-sulfato adicional de la kappa, pero enfocado hacia fuera, de la doble hélice de la iota. Estos grupos 2-sulfato actúan como puentes iónicos entre las hélices, por la asociación de un catión bivalente, más comunmente de calcio. Esta estructura de gel, permite una mayor flexibilidad en la textura del producto final, que se muestra elástica. La flexibilidad de la estructura tiene una buena capacidad de retención de agua y la carragenina iota se usa en muchos sistemas de congelación-descongelación, donde retarda la asociación de la molécula de agua, la cual forma cristales de hielo de estructura fragmentada. Los geles de carrageninas kappa e iota son térmicamente reversibles, permitiendo por esto, una mayor flexibilidad en el proceso. Sus temperaturas de gelificación y derretimiento, pueden ser controladas mediante un ajuste cationico, dentro del sistema alimenticio. 7.9.1.6. Interacción de carragenina – proteína. La propiedad más importante de la carragenina, es su capacidad de hacer que complejos proteínicos, formen estructuras alimenticias modificadas. Este aspecto es probablemente el menos entendido de todas las características de la carragenina y el más interpretado. En términos generales se ha encontrado que la interacción entre carragenina y proteína, tiene dos mecanismos: -Atracción electrostática. Las proteínas de la leche se forman en submicelas, las cuales, a su vez, se forman en micelas. Se ha encontrado que la carragenina kappa posee una poderosa red de carga positiva, en la primera parte de su molécula. Los aminoácidos ordenados tienen una red de carga positiva, lo cual se he encontrado en la superficie de la micela de caseina. Esta carga permite la atracción de los fuertemente negativos grupos sulfato, adjuntos a la cadena de la carragenina. Si se presentan daños en la micela, se presentan cambios en las texturas mostradas por las interacciones carragenina - proteína. Por lo tanto, es importante que las proteínas de la leche sean desnaturalizadas lo menos posible, para maximizar la reactividad de la carragenina con la proteína. De todas estas fracciones de proteína en la leche, la caseina kappa es la más reactiva, a lo largo de un proceso alimenticio normal. -Formación de Puentes bivalentes.
  • 16. Las interacciones carragenina – proteína pueden también ocurrir, debido a una formación de puentes bivalentes entre el grupo ester sulfato de la carragenina y un grupo carboxilo contenido en el complejo aminoácido, que constituye la macromolécula proteínica. De todas maneras, la interacción carragenina- proteína, es una combinación de los dos mecanismos y debe ser perfectamente entendida, por quienes trabajan en desarrollo de sistemas alimenticios con base proteínica. 7.9.1.7. Factores claves para la utilización de carragenina: económicos/disponibilidad. Con el advenimiento del cultivo de algas marinas, hay un suministro constante de materia prima uniforme, lo cual, a su vez, conduce a uniformidad en la producción de carragenina, porque algunos pueden tener propiedades innecesarias para un sistema alimenticio, en particular. -Tipo de aplicación. Con respecto al tipo de aplicación, en términos generales puede decirse que para procesos en donde se requiere gelificación, se necesitan carrageninas kappa y/o iota. Si se requiere viscosidad o suspensión, se aplica carrageninas lambda. Con frecuencia, una combinación de dos o tres carrageninas, producirá la textura deseada para un sistema alimenticio. -Proceso. Este es el factor más importante para el uso apropiado de carrageninas. El proceso puede ser dividido en varias areas, incluyendo agitación, dispersión, pH, temperatura y tiempo. Las carrageninas generalmente requieren un dispersante, un agente humectante, o medios mecánicos para su apropiada adición dentro del sistema. Esta es el área más crítica para las carrageninas, ya que simplemente vertirla en el recipiente, producirá “ojos de pescado”. Estos son bolas de polvo, selladas por goma parcialmente hidratada y son difíciles de dispersar, una vez que se forman. Debe mantenerse agitación constante durante el proceso para asegurar la mezcla apropiada de los ingredientes. Altos niveles de azúcar (por ejemplo, aproximadamente 50% o más), retardan la completa solubilidad de la carragenina, debido a la solubilización/aglutinación del azúcar con el agua. Altos niveles de sal, por ejemplo, 2-3%, no retardarán la dispersión, pero a menudo, previenen la solubilización a las temperaturas normales del proceso. Se recomienda que la carragenina sea incorporada al medio, con anterioridad a la adición de altos porcentajes de azúcar o sal, para permitir una apropiada solubilización del polisácarido. En la práctica real, la carragenina se usa en sistemas con azúcar reducida y en sistemas que no contengan más del 2% de sal. Altas temperaturas y corte durante períodos prolongados de tiempo, reducen la funcionalidad de la carragenina. Esta falla en el comportamiento de los ingredientes, no se limita a la carragenina, sino que también, con frecuencia, las proteínas, las grasas y otros ingredientes, se degradan. La temperatura y tiempo del proceso deben ser mantenidos al mínimo, para reducir al mínimo, las posibilidades de cambios en todos los componentes del alimento. El mejor rango de ph para el comportamiento de la carragenina, esta entre 4 y 10, siendo el nivel, para la mayoría de los sistemas alimenticios, por debajo de pH 7. Las fallas en el comportamiento son aceleradas, a medida que se reduce el pH, pero hay varios métodos aplicables, para minimizar este efecto del pH. Con técnicas HTST (alta temperatura, tiempo corto), UHT (ultra alta temperatura) y sistema de llenado aséptico, se logra minimizar estas fallas. 7.9.1.8. Aprobaciones de la carragenina. La carragenina “chodrusextract”, se reconoce como segura de acuerdo con las reglamentaciones para drogas y alimentos de la FDA y está aprobada como aditivo para alimentos bajo la norma 21 CFR- 172.620.
  • 17. Con respecto a las aprobaciones europeas, se debe consultar la norma E-407. 7.9.2. Goma xantica. La goma xántica es un carbohidrato, o más específicamente un polisacárido natural de alto peso molecular. El término goma xántica define biopolisacáridoexocelular que se produce en un proceso de fermentación de cultivos puros por medio del microorganismo Xanthomonascampestris. Durante la fermentación, se cultiva Xanthomonascampestris en un medio bien aireado que contiene glucosa comercial, una fuente apropiada de nitrógeno, fosfato ácido de dipotasio y elementos en trazas apropiados. Para suministrar semillas para la fermentación final, se cultiva el Xanthomonascampestris en varias etapas con las pruebas de identificación asociadas antes de introducirlo en el medio de fermentación final. Al final del proceso de fermentación, la goma xántica se recupera por medio de precipitación en alcohol isopropílico, luego se seca y se muele. 7.9.2.1. Estructura de la goma xántica. La estructura de unidad repetida de la goma xántica, basada en la evidencia experimental más reciente, se detalla en la Figura ____. El peso molecular del polímero es probablemente de uno s2 millones pero se ha reportado que es hasta de 13-50 millones. Estas diferencias probablemente se deban a fenómenos de asociación entre cadenas de polímeros. Existen tres monosacáridos diferentes en la goma xántica: manosa, glucosa, y ácido glucourónico (como una sal mixta de sodio, potasio, y calcio). Según la Figura citada, cada bloque repetido contiene cinco unidades de azúcar, consistentes de dos unidades de glucosa, dos unidades de manosa y una unidad de ácido glucourónico. La cadena principal de la goma xántica está formada de unidades de ?-D-glucosa unidas en las posiciones 1- y 4- , es decir, la estructura química de la cadena principal de la goma xántica es idéntica a la estructura química de la célulosa. La cadena lateral consiste en dos unidades de manosa y la unidad de ácido glucourónico. La unidad terminal de ?-D-manosa se encuentra unida glicosídicamente a la posición 4- del ácido ?-D-glucourónico, el cual, a su vez, se encuentra unido glicosídicamente a la posición 2- de la ?-D-manosa. Esta cadena lateral de tres azúcares se encuentra unida a la posición 3- de los residuos de glucosa alternada en la cadena principal. Se desconoce la distribución de las cadenas laterales. Además, aproximadamente la mitad de los residuos terminales de D-manosa llevan un residuo de ácido pirúvico unida cetálicamente a las posiciones 4- y 6-. Se desconoce la distribución de estros grupos de piruvato. La unidad no terminal de D-manosa en la cadena lateral contiene un grupo acetilo en la posición 6. El hecho de que las cadenas laterales rodean la cadena principal de la goma xántica podría ser la causa principal de la extraordinaria resistencia enzimática de la goma. La estructura química invariable y la uniformidad de las propiedades físicas y químicas son también singulares. La rigidez estructural del polímero, la cual es causada por la presencia de uniones ?-(1-4) y por la naturaleza específica de la ramificación produce varias de las propiedades poco comunes de la goma xántica. A diferencia del comportamiento esperado de un polisacárido aniónico típico, la adición de sales a la solución de goma xántica libre de sales provoca un incremento en la viscosidad (con una concentración de goma arriba del 0.15%). La mayor parte de soluciones de polisacáridos muestran, cuando se calientan, una disminución de la viscosidad, mientras que las soluciones de goma xántica en agua desionizada aumentan su viscosidad después de la disminución inicial de la viscosidad. Este comportamiento de la goma xántica sugiere que se está llevando a cabo un cambio en la conformación. Se puede utilizar la técnica de la rotación óptica para investigar los cambios en la conformación, y la medida de la rotación óptica de la solución de goma xántica libre de sales ha mostrado que un incremento en la viscosidad corresponde exactamente a una disminución en la rotación óptica. Esto es consistente con el desenrollamiento de
  • 18. una conformación ordenada tal como una hélice para transformarse en una espiral al azar con un aumento consecuente del volumen hidrodinámico efectivo y, por lo tanto, en la viscosidad. Sin embargo, en presencia de pequeñas cantidades de sal, un aumento moderado de la temperatura de la solución tiene un efecto muy pequeño en la viscosidad de la solución de goma xántica. (Figura ___). 7.9.2.2. Reología de las soluciones de goma xántica. Una de las propiedades funcionales más importantes de la goamxántica es su habilidad de controlar la reología de fluidos acuosos. Las soluciones acuosas de goma xántica, son extremadamente pseudoplásticas; cuando se aplica un esfuerzo tangencial. La viscosidad disminuye en proporción directa a tal esfuerzo una vez que se ha excedido el límite de fluencia. Después de que se haya dejado de aplicar el esfuerzo tangencial, la recuperación de la viscosidad total es casi instantánea. Este comportamiento de las soluciones de goma xántica puede explicarse tomando como base la estructura helicoidal que se ha sugerido recientemente. El límite de fluencia aparente de una solución de goma xántica puede considerarse cono la cantidad de fuerza requerida para disociar algunas de las “zonas de superunión”, y la disminución de la viscosidad resulta de la disociación ulterior de las zonas de unión por la aplicación continua del esfuerzo tangencial. Sin embargo cuando dicho esfuerzo se deja de aplicar, las zonas de unión vuelven a formarse, aumentando así la viscosidad. La Figura ____ ilustra la relación entre la viscosidad y los gradientes de velocidad de deformación para la goma xántica sobre un rango de gradientes entre 0.1 y 40000 segundos recíprocos. Debido a esta relación uniforme y debido a que se conoce el límite de fluencia, la capacidad de suspensión es predecible y uniforme en un amplio rango de condiciones. A bajos gradientes de deformación, las partículas suspendidas permanecen estacionarias debido a la alta viscosidad aparente de las soluciones de goma xántica debajo del límite de fluencia. Los gradientes de deformación que se encuentran al verter o cubrir son comúnmente suficientes, para reducir materialmente la viscosidad aparente. Bajo ciertas condiciones de elevado gradiente de deformación tales como el bombeo, la goma xántica imparte muy poca viscosidad aparente. Comparadas con otros espesantes, las soluciones de goma xántica son excepcionalmente resistentes a esfuerzos tangenciales prolongados. Una solución de goma xántica al 1% sometida a un esfuerzo de 46000 segundos recíprocos durante una hora no mostró pérdida de viscosidad. Este esfuerzo es comparable al aplicado en un homogenizador o molino coloidal. Reología de las emulsiones con goma xántica. Una emulsión es una mezcla íntima de dos líquidos inmiscibles (como el aceite y el agua) en la cual uno de los líquidos se encuentra disperso en el otro en forma de gotas finas; esta mezcla se obtiene usualmente con la ayuda de un emulsificante y de algún dispositivo mecánico tal como un molino coloidal. El emulsificante es un agente de superficie activa que reduce la tensión interfacial de manera que puedan formarse las gotas extremadamente pequeñas del líquido emulsificado. Para la formación inicial de una emulsión, se requiere de agitación. Al terminar la agitación, la emulsión se separará, a menos que se encuentre presente algún emulsificante. Debido a esto, si se requiere una emulsión con un cierto grado de permanencia, se hace necesaria la presencia de un estabilizante de emulsiones. Las características y calidad de una emulsión se ven afectadas por el emulsificante y por el estabilizante de emulsiones. La selección del emulsificante y del estabilizante se verá también afectada por la formulación total, por los requerimientos del uso final, y por el equipo disponible. La goma xántica es única entre los estabilizantes debido a las muchas características deseables que imparte a la emulsión final.
  • 19. Ya que una emulsión es básicamente una suspensión, se necesita, para la permanencia, un límite de fluencia real o aparente. La goma xántica es casi ideal como estabilizante de emulsiones, ya que no sólo cuenta con un límite de fluencia sino que también tiene una viscosidad independiente de la temperatura y del pH. La goma xántica es también químicamente inerte con respecto a la mayoría de los ingredientes que pudieran encontrarse en el sistema. Los límites de fluencia pueden ser dependientes o independientes de la viscosidad del medio de dispersión. En cuanto a las partículas líquidas sin fuerzas de atracción, la estabilidad provista por la goma xántica depende de la reología y del límite de fluencia de la solución de la goma. La pseudoplasticidad de las soluciones de goma xántica (en conjunción con el límite de fluencia) resulta en una viscosidad inmediata en respuesta a la deformación. Las emulsiones que se estabilizan con goma xántica presentan una viscosidad muy alta durante el reposo y son extraordinariamente estables bajo condiciones de deformación baja que a menudo se tienen durante el envío y el almacenamiento prolongado. Las condiciones de defromación baja como el vaciado son suficientes para hacer fluida la emulsión. 7.9.2.3. Reglamentación de la goma xántica. El uso general de la goma xántica en alimentos ha sido aprobado por la UnitedStatesFood and DrugAdministration en los casos donde los reglamentos de las Normas Federales de Identidad no impidan su uso como tal. Se encuentra en el Apéndice II de la lista de Emulsificantes/estabilizantes de la Unión Europea y el “JointExspertCommittee of Health Organización (WHO). En resumen la lista de aditivos es grande. Algunos son útiles algunos no. Se recomienda su uso en donde realmente sean efectivos. La Tabla ___ presenta una lista de ingredientes permitidos por el Animal and PlantHealthInspectionService del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (siglas en inglés, U.S.D.A.-A.P.H.I.S.) para su uso en carnes procesadas. Tabla ____. Ingredientes no cárnicos aprobados por USDA-APHIS para su uso en carnes procesadas. Clase de sustancia Sustancia Propósito Productos Cantidad Anticoagulantes Acido cítrico Citrato de sodio Prevenir la coagulación Sangre fresca del ganado 0.2% con o sin agua. Cuando se use agua para realizar la solución de ácido cítrico o de citrato de sodio para adicionar a la sangre del ganado, no se deben usar más de 2 partes de agua por 1 parte de ácido cítrico. Agentes antiespumantes Metilpolisilicona Retardar la espuma Curados por inyección 50 ppm Antioxidantes e interceptores de oxígeno BHA Retardar rancidez Embutidos secos 0.003 % con base en el peso total (0.006% en combinación). BHT Igual Igual Igual Propilgalato Igual Igual Igual BHA Igual Embutidos frescos de cerdo, torticas de res pre- asadas, y embutidos frescos de bovino o mezcla de bovino y cerdo 0.01% con base en el contenido de grasa. (0.02% en combinación con base en el contenido de grasa.
  • 20. BHT Igual Igual Igual Propil galato Igual Igual Igual BHA Igual Carnes secas 0.01% con base en el peso total (0.01% en combinación) BHT Igual Igual Igual Propil galato Igual Igual Igual Ligantes Metil celulosa Para extender y estabilizar el producto, también se usa como portador. Torticas de carne y vegetales 0.15% Aislado proteíco de soya Para ligar y extender el producto Embutidos. 2% Embutidos de imitación; estofados no específicos; sopas, guisos Suficiente para el propósito Caseinato de sodio Igual Igual Igual Suero, deshidratado Igual Igual Igual Goma xanthan Para mantener viscosidad uniforme; suspensión de materiales en partículas; estabilidad de la emulsión; estabilidad congelación- desconge-lación Salsas de carne, ensaladas con carne enlatadas o congeladas y /o refrigeradas, guisos cárnicos enlatados o congelados Suficiente para el propósito Agentes colorantes (naturales) AlkanetAnnatto Carotenos Cochineal Clorofila verde AzafranTumeric Para colorear tripas o grasas Tripas de embutidos Suficiente para el propósito (pueden ser mezclados con tintes artificiales aprobados o materiales inertes no peligrosos tales como sal o azúcar comunes) Agentes colorantes (artificiales) Tintes de alquitrán de carbón, aprobado por FDA. Igual Igual Suficiente para el propósito (puede estar mezclado con materiales colorantes naturales aprobados o con materiales inertes no peligrosos tales como el azúcar o la sal comunes) Dióxido de titanium Igual Ensalada untable enlatada para jamón cocido y productos enlatados tipo crema 0.5% Aceleradores de la curación; deben usarse sólo en Acido ascórbico Para acelerar la fijación del color o mantener el color durante el Cortes curados de bovino y de cerdo, productos alimenticios con 75 onzas para 100 galones de salmuera, inyección al 10%; ¾ onza para 100 lbs
  • 21. combinación con agentes de curado almacenamiento base en carne molida curada americanas de carne o producto cárnico; solución al 10% para superficies de cortes curados antes del empaque. (el uso de dichas soluciones no debe producir adiciones significativas de humedad al producto). Acidoeritorbico Igual Igual Igual Glucona delta lactona Para acelerar la fijación del color Productos cárnicos picados o cárnicos enteros 8 onzas por cada 100 libras americanas de carne o producto cárnico Pirofosfato ácido de sodio Para acelerar la fijación del color Frankfurters, vienas, boloñas, y productos similares Sin exceder, sólo o en combinación con otros aceleradores de la curación, los siguientes: 8 onzas por 100 libras americanas de carne o de la carne y derivados cárnicos que contenga la fórmula; ni exceder 0.5% en el producto términado. Ascorbato de sodio Para acelerar la fijación del color o conservar el color durante el almacenamiento Cortes curados de res y de cerdo, productos cárnicos curados molidos 87.5 onzas por 100 galones para inyectar a un nivel del 10%; 7/8 onza por 100 libras americanas de carne o derivados cárnicos; solución al 10% para superficies de cortes curados antes de su empaque. (El uso de dicha solución no debe resultar en la adición de cantidades significativas de humedad al producto) Eritorbato de sodio Igual Igual Igual Acido cítrico o citrato de sodio Igual Igual Puede usarse en productos curados o en solución al 10% usado por aspersión de las superficies de los cortes curados antes de su empaque para reemplazar 50% o más del ácido ascórbico, ácido eritórbico, ascorbato de sodio o del eritorbato de sodio. Agentes curantes Nitrato de sodio o potasio Fuente de nitrito Productos curados 7 libras americanas por 100 galones de salmuera; 3 ½ onzas
  • 22. por 100 libras americanas de carne (curado en seco); 2 ¾ onzas por 100 libras americanas de carne en trozos. Nitrito de sodio o potasio Para fijar color Igual 2 libras americanas por 100 galones de salmuera para inyectar al 10%; 1 onza para 100 libras de carne (curado en seco); ¼ onza para 100 libras americanas de carne en trozos y/o derivados cárnicos. El uso de nitritos, nitratos, o combinación no debe resultar en más de 200 ppm de nitrito, calculado como nitrito de sodio en el producto final. Agentes saborizantes; protectores y desarrolladores de sabor Programa aprobado de saborización y odorización con humo artificial Para dar sabor y olor al producto Varias referencias comerciales específicas Suficiente para el propósito Extracto de levadura Igual Igual Igual Cultivos iniciadores de bacterias no tóxicas del tipo acidophilus, iniciadores ácido lácticos o cultivos de Pediococcuscerevisiae Para desarrollar sabor y olor Embutidos secos, thuringer, boloña de libano, cervelat, y salami 0.5% Acido cítrico Sabor y olor Chili con carne Suficiente para el propósito Solidos de jarabe de maíz, jarabe de maíz, jarabe de glucosa Para sabor y olor Chili con carne, embutidos, hamburguesas, estofado de carne, carne de diablo, jamón prensado 2.0% individualmente o colectivamente, calculado en base seca Dextrosa Para saborizar el producto Embutidos, jamón cocido y productos curados Suficiente para el propósito Guanilatodisodico Igual Varios Igual Inosinatodisodico Igual Igual Igual Proteína vegetal hidrolizada Igual Igual Igual Jarabe de malta Para dar sabor y olor al producto Productos curados 2.5% Hidrolizado de proteína láctea Igual Varios Suficiente para el propósito Glutamato monosodico Igual Igual Igual Sulfoacetato de sodio derivado de mono y Igual Igual 0.5%
  • 23. digliceridos Tripolifosfato de sodio Para ayudar a proteger sabor y olor Bovino fresco, bovino para posterior cocción, bovino cocido, y productos similares que son congelados y luego procesados Igual Mezclas de tripolifosfato de sodio y hexametafosfato de sodio Igual Igual Igual Sorbitol Para dar sabor y olor, para facilitar la remoción de la tripa del producto y reducir la caramelización y el chamuzcado Embutidos cocidos etiquetados como frankfurter, frank, wiener, knackwurst No más de 2% del peso de la fórmula, excluyendo del peso de la fórmula el agua o el hielo; no permitido en combinación con jarabe de maíz, y/o solidos de jarabe de maíz. Azucares (sucrosa y dextrosa) Para dar sabor y olor Varios Suficiente para el propósito Miscelaneos Sorbato de potasio Para retardar el crecimiento de los hongos Embutidos secos 2.5% en solución acuosa puede ser aplicado a las tripas después del embutido o las tripas pueden ser sumergidas en solución antes del embutido Propilparabenon (propil-p-hidroxy benzoato) Para retardar el crecimiento de hongos Embutidos secos 3.5% en solución acuosa puede ser aplicado a las tripas después del embutido o las tripas pueden ser sumergidas en solución antes del embutido Hidroxido de sodio Para disminuir la cantidad de salida de jugos en la cocción Jamones curados, brazuelos y lomos de cerdo, jamones enlatados y brazuelos de cerdo, y productos como el jamón con trozos de carne y la tocineta Puede ser usado solamente en combinación con fosfatos en relación de 4 partes de fosfato a 1 parte de hidroxido de sodio; la combinación no debe exceder 5% en la salmuera con nivel de inyección del 10%; 0.5% en el producto. Fosfatos Fosfato disodico Igual Igual 5% de fosfato en la salmuera a 10% de nivel de inyección; 0.5% de fosfato en el producto Fosfato monosodico Igual Igual Igual Hexametafosfato de sodio Igual Igual Igual
  • 24. Tripolifosfato de sodio Igual Igual Igual Pirofosfato de sodio Igual Igual Igual Pirofosfato acido de sodio Igual Igual Igual Enzimas proteoliticas Aspergillus oryzae Para suavizar los tejidos Cortes bovinos Soluciones compuestas de agua, sal, glutamato monosodico, y enzimas proteoliticas aprobadas aplicadas o inyectadas en los cortes de bovinos deben no producir una ganancia de más del 3% por encima del peso del producto no tratado. Aspergillus flavus grupo oryzae Igual Igual Igual Bromelina Igual Igual Igual Ficina Igual Igual Igual Papaina Igual Igual Igual Endulzantes artificiales Sacarina Para endulzar el producto Tocineta 0.01% Sinergistas (usados en combinación con antioxidantes) Acidocitrico Para incrementar la efectividad de los antioxidantes Embutidos secos 0.003% en embutidos secos en combinación con antioxidantes Embutidos frescos de cerdo 0.01% con base en el contenido de grasa en combinación con antioxidantes Carnes deshidratadas 0.01% con base en el peso total en combinación con antioxidantes Monoisopropil citrato Igual Tocino, recortes grasos, embutidos frescos de cerdo, carnes deshidratadas 0.02% Monogliceridil citrato Igual Tocino, embutidos frescos de cerdo, carnes deshidratadas 0.02 % CAPITULO 3: ADITIVOS DE USO EN PROCESAMIENTO DE CARNES Introducción Los almidones modificados han sido usados por años para impartir propiedades funcionales a los alimentos, ya que ellos sirven para mejorar la textura, impartir viscosidad, ligar agua, proveer cohesión, y mantener la tolerancia al proceso necesaria y requerida para la manufacturación. Los almidones alimenticios modificados son usados para proveer la calidad que el consumidor demanda con la vida útil necesaria para llevar el alimento al mercado. La Tabla 1 presenta algunos alimentos en donde pueden encontrarse los almidones modificados.
  • 25. Batidos y repostería. Dulcería Rellenos Saborizados /bebidas Salsas y espesantes Sopas Glaseados Carnes Alimentos para mascotas Alimentos snacks Pudines Coberturas para ensaladas Derivados lácteos. Tabla 1. Categorías típicas de alimentos que contienen almidones alimenticios modificados. Almidón: El almidón en el compuesto orgánico más ampliamente distribuido presente en la naturaleza después de la celulosa. La construcción básica de bloque del almidón es un anillo de piranosa de seis miembros llamado -d-glucosa. La glucosa es producida por las plantas a través de la fotosíntesis. Por condensación enzimática, una molécula de agua es dividida entre dos moléculas de glucosa para formar un enlace. Esta condensación se presenta principalmente entre carbonos 1 y 4 y ocasionalmente entre 1 y 6. La celulosa o almidón es entonces formado por la planta dependiendo del enlace. La celulosa es usada estructuralmente, en raíces, tallos y hojas. El enlace en la celulosa la hace indigestible para los humanos.
  • 26. El almidón es la forma en la cual las plantas almacenan energía, mientras que los humanos almacenan energía como grasa. El almidón esta formado tanto de amilosa como de amilopectina. En donde se desarrolla el enlace -1,4 resulta una cadena de homopolímero que es denominada amilosa. Aunque varía la longitud del polímero, la longitud promedio estará entre 500 y 2000 unidades de glucosa. Un segundo tipo de polímero en el almidón se desarrolla cuando la condensación enzimática se desarrolla entre carbonos 1 y 6 de la molécula de glucosa. Este enlace ocasional, con el enlace predominante 1,4 resulta en un efecto de ramificación. Esta molécula es denominada amilopectina. Esta molécula es mucho más grande en tamaño que la amilosa pero con longitudes de cadena lineal de solamente 25-30 unidades de glucosa. Todos los almidones se hacen de una o ambas de estas moléculas, sin embargo, la relación de una a otra variará. El almidón de maíz tiene aproximadamente 25-28% de amilosa siendo el remanente amilopectina. La tapioca tiene aproximadamente 17% de amilosa, la patata tiene aproximadamente 20% de amilosa y el maíz “waxy” virtualmente no tiene amilosa. Como puede predecirse, las propiedades cocidos y crudos de estos almidones varían basados en la relación de amilosa a amilopectina. Cuando las plantas producen las moléculas de almidón, lo depositan en capas sucesivas alrededor de un hilum central que forma un granulo grueso empacado. Los almidones pueden encontrarse en una variedad de plantas y son caracterizados por la fuente. La tabla 2 presenta la clasificación del almidón por la fuente. Tubérculos (subterráneos) Cereales (Semillas) Tallo (STALK)
  • 27. Patatas Maiz Sago Tapioca Maíz “waxy” ARROWROOT Trigo Patata dulce Arroz Tabla 2. Clasificación del almidón por la fuente. Los tratamientos de elaboración aplicados sobre el almidón también sirven como clasificación. Por ejemplo almidones que pueden ser considerados nativos (tal como se extrajeron), modificados (químicamente tratados), o pregelatinizados (precocidos o hinchados con agua fría). Gelatinización. Cuando un granulo de almidón es calentado en agua, con la progresiva hidratación se rompen los más débiles enlaces de hidrógeno en las áreas amorfas, acabándose la estructura altamente orientada y cristalina. Con el hinchamiento de la amilosa conteniendo gránulos, las moléculas de amilosa son solubilizadas y leachout en solución. Estas moléculas luego se reasociaran en agregados o a altas concentraciones formaran un gel. Esto se denomina una retrogradación. Esta formación en retroceso es asociada con una liberación de agua. Problemas con los almidones nativos. Con el fin de ilustrar la funcionalidad de un almidón alimenticio modificado es de utilidad revisar lo que sucede cuando no se usa un almidón alimenticio modificado. Los almidones modificados son usados típicamente para impartir viscosidad y ligar agua. Un almidón no modificado se hidratará rápidamente acompañado por un importante incremento en viscosidad. Sin embargo, con la subsiguiente cocción, la ruptura de los gránulos, conlleva a un muy rápido descenso de la viscosidad. Tales características impartirán limitaciones a la textura y estabilidad de un producto alimenticio. Este problema es además acelerado por el calor, la acidez y el cortado. Estas desventajas inherentes a los almidones no modificados les hacen adecuados para muchos sistemas alimenticios. Las texturas indeseables, la pobre estabilidad y la falta de tolerancia al procesamiento no dejan muchas opciones para el procesador de alimentos. Sin embargo, con las modificaciones apropiadas muchas de estas características indeseables pueden ser alteradas. Modificación química. Hay dos modificaciones que son de importancia, especialmente con miras a las aplicaciones càrnicas. Estas modificaciones son los enlaces cruzados y la estabilización. Los enlaces cruzados son un tratamiento en donde pequeñas cantidades de compuestos químicos son usados para reforzar los enlaces naturales de hidrógeno dentro del granulo. El almidón con enlaces cruzados produce gránulos con resistencia aumentada a la sobrecocción, la acidez y el cortado. El cortado involucraría fuerzas tales como alta velocidad de mezclado, molido, homogenización, bombeo o cortado. La Tabla 3 presenta varios equipos de procesamiento usados y la cantidad de corte aplicado.
  • 28. Equipo Corte Vapor de caldera enchaquetado Bajo Superficie de cocción y enfriamiento de barrido Medio Inyección de vapor Alto Intercambiador de platos para cocción y enfriamiento Medio Emulsificador Alto Molino coloidal Alto Homogenización Alto Tabla 3. Corte aplicado por equipamiento en los almidones. La estabilización es un proceso por medio del cual los grupos “bloqueados” son ligados a un polímero de almidón para inhibir la retrogradación o permitir su reversión. La estabilización imparte textura y estabilidad congelación-descongelación a los productos alimenticios. Esta es una muy importante modificación con miras al almacenamiento de los productos alimenticios a bajas temperaturas. La retrogradación del almidón es acelerada a bajas temperaturas ya que la acción del bloqueo ayudará a prevenir la sinéresis o la pérdida de agua. Este mismo proceso disminuye la temperatura de gelatinización, un importante factor cuando se considera el uso de almidones en carnes. Modificación física. El almidón puede modificarse físicamente, por ejemplo, la pregelatinización para un desarrollo instantáneo de viscosidad. El hinchamiento de los almidones con agua fría también es usado para sistemas instantáneos que requieren más tolerancia al proceso. Aplicación y funciones de los almidones en sistemas carnicos. Por qué se usa almidón modificado? Cuando los productos carnicos son formulados, los procesadores quieren asegurar a sus consumidores la obtención de la más alta calidad posible. La calidad es una medida del rendimiento, ya que los consumidores esperan unas apropiadas características en textura, flavor, tajabilidad, y jugosidad. Adicionalmente, los procesadores de carne son fuertemente prevenidos de que cuando sus productos desarrollan un problema de pérdida de agua, los consumidores rechazaran el producto. Es importante que el procesador considere el uso de ligantes, tales como almidón alimenticio modificado, para prevenir este problema de perdida de agua e incrementar la vida útil del producto. Los almidones proveen a los procesadores de carnes con una alternativa económica cuando se usa como fuente el maíz cultivado en los Estados Unidos. Se hace importante en la selección del almidón alimenticio modificado entender el tipo de equipo de procesamiento que se va a usar. Como se discutió previamente, el corte es un importante atributo que afectará la funcionalidad del almidón. Hay diferencias en recomendaciones sobre almidón entre un molino de martillos, un cutter o una mezcladora emulsificadora. La selección de un almidón con resistencia al corte incrementada (más entrecruzamiento) es requerida para su uso en un mezclador- emulsificador. La temperatura de gelatinización es también una importante consideración cuando se selecciona un almidón para algún sistema. En el caso de carnes ahumadas la temperatura interna típicamente será alrededor de 68.33-71.1ºC (155-160 ºF). El almidón que es usado como ligador, extendedor o reemplazador de grasa debe gelatinizar completamente en este rango de temperatura. Esto se requiere con el fin de obtener la máxima capacidad de retención de agua y la máxima funcionalidad.
  • 29. Tal como se observa en la Tabla 4, algunos almidones nativos o no modificados y harinas carecen de la funcionalidad necesaria, principalmente debido al hecho de que éstos no alcanzan la temperatura requerida para gelatinizar. Los que gelatinizan pueden hacerse cohesivos, afectando adversamente la textura del producto. Estos productos nativos también contribuirán al desarrollo de perdidas de humedad disminuyendo de manera importante la vida útil. Almidón Temperatura de gelatinización (solución al 5%) ºC ºF Maíz 80 176 Maíz “waxy” 74 165 Patata 64 147 Tapioca 63 145 Sago 74 165 Trigo 77 171 Arroz 81 178 Tabla 4. Temperaturas de gelatinización de almidones no modificados. Carnes rojas emulsificadas. El almidón alimenticio modificado es aprobado para su uso en frankfurters estandarizadas y boloñas a un nivel de uso de 3.5%. La función del almidón en esta aplicación es incrementar la capacidad de retención de agua de la carne y reducir la purga que ocurre durante el almacenamiento. Los almidones cocidos son preferidos para estas aplicaciones cuando la intención no es adicionar viscosidad a la batidora. El requerimiento es que éstos se hagan funcionales en el ahumador. Los almidones hallan amplia aceptación debido a su funcionalidad y facilidad con la cual pueden ser incorporados en la formulación. El almidón es adicionado en la misma etapa en la que típicamente se adiciona el condimento. Con frecuencia el almidón alimenticio modificado es la parte funcional de una mezcla sazonadora y ligante. Productos de jamón. El almidón alimenticio modificado es aprobado para su uso en “Jamón adicionado con agua” y en “Jamón y agua –X % de peso son ingredientes adicionados”, al nivel aprobado de uso de 2.0%. El almidón alimenticio modificado es usado como ayuda para retener humedad en jamones y para reducir la purga o la liberación de humedad en el empaque. El almidón alimenticio modificado puede adicionarse fácilmente a la salmuera en alguna etapa, ya que no interferirá con ninguno de los otros ingredientes tales como el fosfato o la sal. Una vez que el almidón es adicionado al tanque de la salmuera deberá ser mantenido en agitación. Las operaciones de bombeo y masajeo se deben efectuar como es habitual ya que el almidón gelatinizará en el ahumador proveyendo rendimiento y reducción de la purga. Productos de carne de aves. La carne de aves, tales como los productos estofados están entre las primeras aplicaciones en donde los almidones fueron permitidos por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (siglas en inglés U.S.D.A.). Son usados en la actualidad para proveer textura, jugosidad, mejorar la tajabilidad,
  • 30. y para prevenir las perdidas de peso debidas a la purga. El almidón alimenticio modificado puede ser usado en productos carnicos de aves a niveles hasta del 3.0%. En carnes tales como las frankfurters de aves el nivel de uso permitido es de 3.5%. Aplicaciones en productos bajos en grasa. El almidón alimenticio modificado esta en una amplia variedad de productos bajos en grasa tales como las versiones bajas en grasa de los productos que se han mencionado previamente. Además, son aprobados para su uso en torticas (patties) bovinas bajas en grasa y productos embutidos de pasta gruesa bajos en grasa. Los niveles de uso en estos productos son contemplados por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U.S.D.A) en su Memorando de Políticas #121. Esta aprobación permite el uso del almidón alimenticio modificado en un producto terminado que contiene no más del 10% de grasa y no más del 30% de una combinación de grasa y sustancias añadidas. En estas aplicaciones de pastas gruesas los almidones modificados proveen suculencia a las torticas (patties) de bovino y a los embutidos, aún cuando se mantengan en mostradores con calentamiento por largos períodos. Como en otras aplicaciones, muchos proveedores de mezclas de especias ofrecen mezclas de especias que contienen almidón alimenticio modificado. CONCLUSIÓN. Los almidones alimenticios modificados ofrecen una amplia variedad de calidades para los productos carnicos. La modificación de textura y la retención de humedad pueden alcanzarse ambas a un costo mínimo de materias primas para el procesador de carnes. Se pueden alcanzar ahorros importantes sobre la base de aumentos de peso y vida útil extendida debido a la capacidad de retención de agua. Finalmente, la aceptación del consumidor es extremadamente positiva, ya que se encuentra almidón alimenticio modificado en un creciente numero de productos alimenticios cada año. USO DE ALMIDONES ALIMENTICIOS MODIFICADOS EN PRODUCTOS CARNICOS CURADOS. Cómo funcionan los almidones en los sistemas carnicos: Incrementan la capacidad de ligazón de agua Mejoran la estabilidad de la emulsión. Mejoran la textura y la sensación de mordida. Reducen la purga. Qué es un almidón: Carbohidrato: compuesto orgánico constituido de carbono, hidrógeno y oxigeno (ejemplo, dextrosa, almidón, sucrosa y celulosa).
  • 31. Proceso de refinación del maíz maíz descascarillado Limpiadores de maíz Agua de escarpado Tanques de escarpado Separadores de germen germen aceite de maíz Molinos Cascarilla Tamices de lavado Gluten Separadores de centrífuga Filtros para lavado del almidón alimentadores Almidón jarabe de maíz dextrosa Bloque básico de un polímero de almidón
  • 33. ESTRUCTURA CRISTALINA DE GRANULOS DE ALMIDON
  • 34. ESTRUCTURA GRANULAR DEL ALMIDON DE DIFERENTES FUENTES Contenido de amylosa/amylopectina de los almidones Amylosa Amylopectina Maíz 25% 75% Maíz ceroso <1% >99% Tapioca 17% 83% Patata 20% 80% Alta amilosa 55-70% 45-30% Trigo 25% 75% Arroz 19% 81% Cambios físicos durante la gelatinización: El granulo se hidrata y se hincha. El granulo pierde la birefrigencia. Se produce un aumento rápido de viscosidad. Almidones no modificados vs almidones modificados. Porqué hay diferencias importantes en aplicaciones cárnicas? Temperaturas de gelatinización: MAIZ “WAXY” ALMIDONES NO MODIFICADOS ALMIDONES MODIFICADOS PARA USO EN CARNES Comienza gelatinización 80 ºC 57.77 ºC Pico de viscosidad 88.8 ºC 67.77 ºC Problemas asociados con los almidones nativos:
  • 35. Elevada temperatura de gelatinización. No producen corte y son resistentes a los ácidos. Retrogradación conducente a la purga. MODIFICACIONES DE LOS ALMIDONES Enlaces cruzados (Cross-linking) Estabilización. Propiedades de almidones efectivos: 1. Proveen funcionalidad durante el proceso de cocción. El almidón correcto gelatinizará a temperaturas más bajas. 2. Incrementa la capacidad de retención de agua de los sistemas carnicos y previene pérdidas de humedad a través del tiempo (purga). 3. Provee jugosidad y suculencia a productos carnicos bajos en grasa. 4. Mejora la textura y la tajabilidad. 5. No imparte olores ni sabores desagradables o cambios en las características de apariencia general del producto. Aprobación de almidones alimenticios modificados en productos de jamón. Nivel de uso 3.5%.
  • 36. Jamón con agua adicionada. 1. En productos de jamón y agua en donde X % de peso son los ingredientes adicionados. Ligantes aprobados (no permitidos en combinación) para JAMÓN ADICIONADO CON AGUA. LIGANTE NIVEL PERMITIDO EN ESTADOS UNIDOS. Almidón alimenticio modificado 3.5% Proteína aislada de soya 2.0% Concentrado proteínico de soya 2.0% Carragenina 1.5% Caseinato de sodio 2.0% ADICIÓN DE SALMUERA: 100 Kg de carne 55 Kg de ingredientes adicionados Un 55% de inyección de ingredientes adicionados bajaran la grasa total en aproximadamente 35%. FORMULACIÓN DE SALMUERA (basado en 55% de nivel de inyección y con 10% de pérdidas). Ingrediente Nivel de uso % Libras americanas Kg Firm-Tex (producto comercial) 3.50 9.23 5.08 2.30 Sal 1.75 4.61 2.54 1.15 Dextrosa 1.00 2.64 1.45 0.65 Fosfato 0.50 1.32 0.73 0.33 Sal curante 0.25 0.66 0.36 0.16 Eritorbato de sodio 0.05 0.15 0.06 0.02 Agua 81.39 44.76 20.30 100.00 55.00 24.95 PREPARACIÓN ESTÁNDAR DE SALMUERA. 1. Primero, se adiciona el fosfato bajo agitación para asegurar la solubilización. 2. Se adicionan la sal y los azucares y se mezclan hasta que la solución sea completa. 3. Se adiciona el almidón alimenticio modificado antes de los agentes de curado. La naturaleza del almidón permite la fácil incorporación sin que se produzcan grumos. 4. Finalmente, se adicionan el nitrito de sodio y el eritorbato separadamente. 5. Para prevenir precipitación de los componentes de la salmuera, se debe mantener la condición de agitación. INFORMACIÓN NUTRICIONAL DEL JAMÓN.
  • 37. JAMÓN Tamaño de porción: 1 tajada (21 g) Control % gramos Calorías Proteína 24.00 5.04 20.16 Grasa 5.50 1.16 10.40 Total 30.56 55% de salmuera adicionada Proteína 15.61 3.28 13.11 Grasa 3.57 0.75 6.75 Carbohidrato 3.50 0.74 2.94 Total 22.80 DECLARACIÓN TÍPICA DE ETIQUETA. Jamón adicionado con agua. Ingredientes: Jamón, agua, almidón alimenticio modificado, sal, dextrosa, fosfato de sodio, eritorbato de sodio, nitrito de sodio. USOS APROBADOS PARA ALMIDONES ALIMENTICIOS MODIFICADOS EN CARNES CURADAS.  Jamones adicionados con agua.  Frankfurters.  Boloña.  Salchicha tipo frankfurt de carne de aves.  Estofado con olivas.  Estofado a la vieja moda.  Estofado con pimiento. Los almidones modificados son: Funcionales, de gran disponibilidad y económicos. USO DE CARRAGENINAS EN PRODUCTOS CARNICOS CURADOS El mercado de los Estados Unidos produce una amplia variedad de productos de jamón cocido tanto para el mercado minorista como para aplicaciones en servicios de alimentación. Estos productos difieren en términos de sus características de apariencia, perfil de sabor y olor, aplicabilidad y posicionamiento precio/calidad en el mercado. También existen diferencias entre productos de Estados Unidos y los productos y tecnologías usadas en Canadá, México y a través de Europa. En general, sin embargo, las técnicas básicas de procesamiento y los ingredientes funcionales claves usados en la producción de jamón cocido son similares y han permitido el desarrollo de un amplio rango de productos. Productos de alta calidad y bajo rendimiento (20-30% de bombeo) pueden ser producidos muy exitosamente usando técnicas modernas de procesamiento. Las proteínas musculares extraídas durante el procesamiento ligan los bajos niveles de humedad adicionada y proveen buenas
  • 38. características texturales a los productos terminados cuando se usan materias primas de alta calidad. Cuando se producen productos de más altos rendimientos (50-100% de bombeo), con frecuencia los cambios texturales y las deficiencias en ligazón de agua conducen a características inaceptables del producto. Entre los problemas más serios se incluyen una textura suave para el producto terminado y problemas de perdida de agua (purga) en el producto empacado e incluso en el sitio de venta. El uso de carrageninas ha sido demostrado que permite la producción de productos de excelente calidad y alto rendimiento a costos económicos corrigiendo estos problemas. Las funciones de la carragenina en los sistemas carnicos son: 1. Permitir altos rendimientos. 2. Controlar la purga por medio de la ligazón de salmuera en el producto cárnico. 3. Incrementar la textura del producto terminado permitiendo la obtención de un producto firme con una textura “natural”. 4. Mejorar la tajabilidad por medio del incremento de la ligazón de las piezas musculares individuales y así proveer una consistencia homogénea con buena cohesión. 5. Incrementar la jugosidad del producto en donde la humedad es retenida en el producto sin enmascarar los olores y sabores o sin proveer olores y sabores desagradables durante la vida útil. En la siguiente Grafica puede observase la distribución geográfica de recolección de varias algas marinas rojas. QUE ES UNA CARRAGENINA. La carragenina es un agente gelificante extraído de ciertas especies de algas marinas rojas. Es ampliamente usado en la industria de alimentos por sus particulares efectos de estabilización y provisión de textura en productos tan variados como helados, leche achocolatada, postres, gelatinas y flanes bajos en azúcar, entre otros. La carragenina ha sido usada por muchos años en productos de jamón en Europa, Canadá y México. En los Estados Unidos, es habitual que una gran proporción de productos con carne de aves tales como pechuga de pavo y rollos de carne de pollo se elaboren usando carrageninas tanto en el músculo completo como en trozos y formas procesadas. En todas estas áreas las carrageninas han desarrollado una excelente reputación para el mejoramiento del rendimiento del producto y la aceptación del consumidor. Las carrageninas son producidas a partir de una amplia variedad de algas marinas rojas de la clase Rhodophyceae . El termino carragenina (en inglescarrageenan) originalmente describe extractos
  • 39. de especies Chondrus yGigartina recolectadas a lo largo de la línea costera de Irlanda en donde los residentes usan el “Musgo irlandes”, como se denomina en dicha región, en los alimentos hace más de 600 años. Estas algas marinas rojas fueron únicas a causa de su capacidad para producir gelificación en leches. Sin embargo, no fue hasta después de la segunda guerra mundial que la carragenina comenzó a producirse industrialmente y que se expandió su uso en otros sistemas alimenticios. Las principales fuentes para las carrageninas incluyen diferentes tipos de algas marinas rojas – Gigartina , recolectada en Francia, Marruecos, y la línea costera Sur americana; Chondruscrispus recolectada en Francia y a lo largo de las regiones costeras de Norteamérica; Irídeas recolectada principalmente en la costa chilena; y Eucheuma tipos cottonii y spinosum cultivadas en las Filipinas e Indonesia, con frecuencia usando acuicultura o métodos de granja para algas marinas. Cada una de estas fuentes de materias primas producen diferentes proporciones de los tres tipos principales de carrageninas: Carrageninas Kappa ( k ) que tienen características de geles firmes. Carrageninas Iota ( i ) que producen geles más elásticos CarrageninasLmbda( l ) que no gelifican pero en su lugar funcionan como agente espesante. Con frecuencia se usan dos tipos de algas marinas rojas en la elaboración de carrageninas para productos carnicos y estas son Eucheumacottonii y Eucheumaspinosum . Estas son ricas en carrageninas tipo Kappa y Iota, respectivamente. Tradicionalmente las carrageninas que se usan en la industria carnica se elaboran a través del proceso de extracción alcalino. Las carrageninas son extraídas, purificadas y recuperadas como un coagulo. Este material es deshidratado y molido al tamaño de malla deseado antes de la estandarización y de aplicar las estrictas pruebas de aseguramiento de calidad. ELEBORACION DE LAS CARRAGENINAS Archivo anexo.
  • 40. COMO FUNCIONAN LAS CARRAGENINAS. Puede entenderse el cómo funcionan las carregeninas en los productos carnicos por medio del examen de las características estructurales de las carrageninas y como estas permiten la interacción con los componentes en el sistema. Las carrageninas son un grupo de polisacáridos conformado de azúcar galactosa sustituida formando bloques arreglados en cadenas largas. Estas moléculas lineales funcionan muy bien como ligantes y pueden interactuar entre sí y con otros componentes del sistema para formar estructuras tridimensionales o geles. Los tres principales tipos de carrageninas, como se mencionó previamente, difieren en su comportamiento de gelificación y esto es debido principalmente a las diferencias en sus estructuras. La carragenina Kappa tiene muy pocos grupos cargados y por tanto requiere calentamiento para su solubilización (energía necesaria para individualizar las moléculas). Puede formar geles firmes ya que la repulsión de la cadena es minimizada y esto permite la interacción para formar redes tridimensionales. La carragenina Iota es un tipo intermedio en términos de densidad de carga y requiere menos calentamiento que la kappa para solubilizar. Forma geles más suaves y elásticos. La carragenina Lambda tiene un alto nivel de grupos cargados y así es soluble en agua fría (las cadenas se repelen mutuamente aun bajo condiciones frías) y no forman gel (la forma de la cadena y la repulsión no le permiten la interacción para formar una red). En la practica, las carrageninas se usan como polvos secos, que son dispersados en salmueras o adicionados directamente durante las operaciones en tumbler o en masajeadora. Las moléculas de las carrageninas en las partículas secas permanecen insolubles durante todos las etapas tempranas del procesamiento de jamón. Temperaturas más frías y la presencia de sal inhiben el hinchamiento y eliminan algunos posibles problemas de formación de grumos. Durante la etapa de tumbler o masajeo las partículas de carragenina son bien distribuidas en el interior de la carne. Cuando el producto es cocido las moléculas de carragenina se individualizaran y se harán solubles. En el enfriamiento, las carrageninas formaran una red de gel cohesiva dentro del producto terminado. El mecanismo para la gelificación de la carragenina Kappa involucra la interacción de moléculas individuales unas con otras para formar dobles hélices. En presencia de ciertos cationes tales como
  • 41. potasio, estas hélices pueden interactuar para formar agregados con características de gelificación aumentadas. Las interacciones entre las moléculas de la carragenina y las de las proteínas dentro del sistema cárnico se piensa que tienen poca influencia sobre las características del producto terminado y pueden involucrar dos posibles mecanismos. Las moléculas de carragenina pueden interactuar con grupos cargados negativamente en la superficie proteinica a través de puentes de cationes o pueden interactuar directamente con grupos cargados positivamente sobre la superficie proteinica. Ciertamente todos, el pH, los iones específicos y las proteínas presentes en el sistema jugaran un papel en las dinámicas de las interacciones carragenina-proteína.
  • 42.
  • 43. CARRAGENINAS APROBADAS PARA JAMONES Un numero limitado de ingredientes han sido aprobados para su uso en los Estados Unidos para productos curados de carne de cerdo como se describe en la Propuesta de Registro Federal de Enero 31 de 1992 y Aprobación final en Volumen 57, número 181 de Septiembre 17 de 1992. las regulaciones para permitir el uso de la carragenina para prevenir la purga de soluciones salinas en productos de carne de cerdo curados (es decir, para “Jamón adicionado con agua” o “productos de Jamón y agua – X% de peso son ingredientes adicionados”) permiten hasta 1.5% de carragenina para ser adicionada como ligante o como relleno. USO DE CARRAGENINAS EN PROCESAMIENTO DE JAMONES