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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 Clostridium
botulinum 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 tambien criticos en carnes curadas,
particularmente en jamones enlatados. El nitrito de sodio es un inhibidor muy efectivo del crecimiento
del Clostridia, particularmente del Clostridium botulinum, 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 Clostridium botulinum, 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).

                     Ensayo 2 #     Nivel de Nitrito   Ensayo 3 #     Nivel de nitrito   Nivel ascorbato
Producto
                       observ.          (ppm)            observ.          (ppm)              (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
oxido nitrico.


        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 H 4P2O7, 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 beef roast 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.

                  Vacuno                    Cerdo Y Vacuno                  Embutido Curado     Embutido
    Función                  Cerdo Fresco                         Pollo
                  Fresco                        Cocidos                       Madurado           Cocido
Retención
                   STPP           STPP           STPP            STPP              STPP           STPP
humedad
Emulsificar         ---            ---             ---             ---             SAPP           STPP
Retiene color      STPP           STPP           STPP            STPP              SAPP           STPP
                  SHMP/
Terneza                       SHMP/ STPP         STPP            SAPP              SAPP           STPP
                   STPP
Aglutinar           ---            ---             ---             ---             SAPP           STPP
Proteger sabor     STPP            ---             ---             ---             STPP           STPP
Nivel de           8%                     0.5% producto   6%                 0.5% producto        0.5%
                              8% solución
adición          solución                     final     solución                 final        producto final



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Un carnicos nitritos

  • 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
  • 2. 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
  • 3. 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 Clostridium botulinum 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 tambien criticos en carnes curadas, particularmente en jamones enlatados. El nitrito de sodio es un inhibidor muy efectivo del crecimiento del Clostridia, particularmente del Clostridium botulinum, 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.
  • 4. 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 Clostridium botulinum, 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.
  • 5. 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). Ensayo 2 # Nivel de Nitrito Ensayo 3 # Nivel de nitrito Nivel ascorbato Producto observ. (ppm) observ. (ppm) (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
  • 6. 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 oxido nitrico. 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 H 4P2O7, 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
  • 7. 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 beef roast 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
  • 8. 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. Vacuno Cerdo Y Vacuno Embutido Curado Embutido Función Cerdo Fresco Pollo Fresco Cocidos Madurado Cocido Retención STPP STPP STPP STPP STPP STPP humedad Emulsificar --- --- --- --- SAPP STPP Retiene color STPP STPP STPP STPP SAPP STPP SHMP/ Terneza SHMP/ STPP STPP SAPP SAPP STPP STPP Aglutinar --- --- --- --- SAPP STPP Proteger sabor STPP --- --- --- STPP STPP Nivel de 8% 0.5% producto 6% 0.5% producto 0.5% 8% solución adición solución final solución final producto final __