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Rev. Fac. Agron.(LUZ) 1995, 12: 511-522
Efecto de la adición de plasma sanguíneo de bovino sobre la estabilidad de la emulsión y contenido proteico de productos cárnicos emulsificados1
Effect of the addition of bovine blood plasma on the emulsion stability and protein content of emulsified meat products
Enrique Márquez2; Pedro Izquierdo2;
Beatríz Arias de M.2; Gabriel Torres2
1Este trabajo fue financiado por CONDES-LUZ
Recibido el 18-05-94 / Aceptado el 01-03-95
Resumen
Palabras claves: Plasma de bovino, emulsión cárnica, estabilidad, proteína.
Abstract
Key words: Bovine plasma, meat emulsion, stability, protein
Introducción
Los productos cárnicos emulsificados se elaboran mediante la emulsificación de grasa en agua utilizando las proteínas de las carnes como agentes emulsificantes. Las proteínas estabilizan las emulsiones debido a su carácter anfipático y flexible. Estas forman películas y le imparten gran estabilidad a las emulsiones (7).
Varios ensayos se han realizado para elevar la calidad nutritiva y estabilidad de estos productos. Incorporación de proteína vegetal para elevar el contenido proteico (17) cambios en el perfil de ácidos grasos (9), utilización de grasa preemulsificada (10).
Otros ensayos se han realizado con el objeto de complementar o buscar sustitutos a las proteínas de las carnes como agentes emulsificantes (21, 13).
En los últimos años ha habido un creciente interés en la utilización de la sangre obtenida de animales sacrificados (11, 25). Esto se debe a la cantidad y calidad de las proteínas sanguíneas así como también a su alto contenido en hierro. La recuperación de la proteína sanguínea además de significar una fuente importante de nutrientes (8, 12), tiene la importancia de reducir los problemas de contaminación ambiental asociados con la descarga de la sangre al medio ambiente. Los concentrados de proteínas preparados a partir de la sangre han resultado ser excelentes emulsificadores de alimentos (16, 23, 6, 25,).
El alto contenido en albúmina y la presencia en ésta de todos los aminoácidos esenciales hace del plasma sanguíneo una fuente potencial de nutrientes para los organismos vivos. Tybor et al. (1975), reportó la composición de aminoácidos totales en proteínas plasmática y globina pudiéndose constatar la presencia de todos los aminoácidos esenciales en cantidades que permiten predecir el alto valor biológico de estas proteínas.
Varios estudios se han realizado para medir el efecto que la adición de proteínas aisladas de la sangre tienen sobre algunos productos cárnicos (21, 18, 14). Se sabe también que en algunos países se permite la utilización del plasma sanguíneo en la formulación de productos cárnicos emulsificados; sin embargo, esta practica ha sido empírica y no se tienen datos científicos sobre las cantidades que se agregan ni de los efectos tanto desde el punto de vista funcional como nutritiva que la adición del plasma pudiera tener sobre estos productos. Por lo que el objetivo de este trabajo fue el de formular un producto cárnico emulsificado sustituyendo la mayor cantidad de carne posible por plasma sanguíneo y evaluar el efecto que esta sustitución tiene sobre la estabilidad de la emulsión, rendimiento, contenido proteico, y carga microbiológica del producto final.
Materiales y métodos
Recolección y tratamiento de la sangre.
Sangre de bovino fue obtenida de los mataderos en solución de tripolifosfato al 0.2% p/v (g tripolifosfato/100 ml de sangre) en el momento de la exanguinación. La mezcla fue mantenida a 5oC y separada el mismo día en plasma y fracción de glóbulos rojos por centrifugación a 2500 rpm por 20 minutos a temperatura ambiente.
Ingredientes y formulación de los productos emulsificados:
En el Cuadro 1 se muestra la composición de algunos de los ingredientes utilizados. Carne de res (paleta con 5% de grasa) y grasa de res (80% grasa) fueron molidos por separado para ser utilizados en la formulación de los productos. Una vez conocido el análisis proximal de la grasa y la carne, el programa Least Cost Formulation Microcomputer Software fue utilizado para determinar la cantidad de los ingredientes necesarios para formular un producto con las siguientes restricciones: contenido final de grasa 20%, contenido de humedad igual a 4 x contenido proteico + 9% de agua añadida. Este producto se formuló de acuerdo a las exigencias comerciales y fue considerado como control (tratamiento 100-0). El resto de los tratamientos se prepararon de la siguiente manera: el tratamiento 100-1 se formuló igual que el 100-0 solo que se sustituyó el agua por plasma. A los tratamientos 50-0 y 50-1 se les agregó el 50% de la carne que se agregó a los tratamientos 100-0 y 100-1. A los tratamientos 15-0 y 15-1 se les agregó solamente el 15% de la carne que se agregó a los tratamientos 100-0 y 100-1. A los tratamientos 50-1 y 15-1 al igual que al 100-1 se les agregó plasma en sustitución del agua. El Cuadro 2 muestra los ingredientes y las cantidades utilizadas para formular los diferentes tratamientos.
Cuadro 1. Composición de algunos ingredientes utilizados.
| Ingredientes | |||
| Carne | |||
| Grasa | |||
| Plasma | |||
Cuadro 2. Formulación de ingredientes utilizados para los diferentes tratamientos.
Elaboración de los productos
Carne molida, grasa, plasma o agua y especies fueron mezclados y emulsificadas. La emulsión fue embutida y cocida hasta una temperatura interna de 69oC.
Para obtener el rendimiento los productos se pesaron antes y después de cocidos.
Estabilidad de la emulsión
La estabilidad de las emulsiones se midió mediante el procedimiento de Townsend y colaboradores (22). Para esto se pesaron 34 g de muestra por triplicado por tratamiento y se colocaron en tubos (2.22cm x 10.16cm) con tapas. Se calentaron hasta 69oC en baño maría comenzando desde 49oC y aumentando gradualmente la temperatura hasta 70oC. El agua y la grasa que se separaron fueron recogidos y medidos en tubos de centrífuga de 15 ml. La estabilidad de la emulsión se expresó como el volumen de agua o grasa liberada en 34 g de emulsión.
Análisis de proteínas
El análisis de proteínas fue realizado utilizando el método Kjeldahl de acuerdo a la AOAC (1).
Análisis Microbiológico
Se utilizó el método estándar de recuento en placa para la determinación de microorganismos aerobios de acuerdo al procedimiento señalado por la American Public Helth Association (2). Para la determinación de Coliformes se utilizó la técnica del número mas probable (NMP). Para Staphylococcus aureus se utilizó el medio selectivo Baird Parker siguiendo las normas COVENIN 1292-79 (5). Salmonella y Shiguella se determinaron siguiendo la norma COVENIN 1291-79 (4).
Análisis Estadístico
El diseño consistió en un arreglo factorial 3x2 siendo los factores los siguientes: contenido de carne a 3 niveles (100, 50 y 15%) y contenido de plasma a dos niveles (0 y 100%). Los datos obtenidos de este estudio fueron analizados usando el método SAS PROC GLM (15). Las medias por tratamiento fueron comparadas utilizando las pruebas LSD (Diferencia mínima significativa).
Se aceptaron diferencias a un nivel de probabilidad del 5%.
Resultados
La manera como el contenido de carne y plasma afectaron la estabilidad de la emulsión se presenta en los Cuadros 3 y 4. La estabilidad de la emulsión se determinó midiendo la cantidad de agua y grasa desprendida cuando la emulsión se calentó hasta 70oC. Mientras mas agua y grasa se desprendan menos estable es la emulsión.
Cuadro 3. Valores promedios de la estabilidad de la emulsión expresada como volumen de agua (ml) separada de 34 g de emulsion debido a los diferentes niveles de carne y plasma.
a,b,c,d = Valores promedios con diferentes superindices difieren significativamente (P<.05).
f = El contenido de carne fue de la siguiente manera:
100 = indica que se agregó toda la carne que debe agregarse de acuerdo a la formulación., 50 = indica que se agregó solamente el 50% de la carne que se agregó al tratamiento 100., 15 = indica que se agregó solamente el 15% de la carne que se agregó al tratamiento 100.
g = El contenido de plasma fue de la siguiente manera:
0 = Indica que no se agregó plasma. 1 = Indica que la cantidad de agua a agregar se sustituyó por plasma.
Cuadro 4. Valores promedios de la estabilidad de la emulsión expresada como volumen de grasa (ml) separada de 34 g de emulsion debido a los diferentes niveles de carne y plasma.
a,b,c,d,l = Valores promedios con diferentes superindices difieren significativamente (P<.05).
f = El contenido de carne fue de la siguiente manera:
100 = indica que se agregó toda la carne que debe agregarse de acuerdo a la formulación., 50 = indica que se agregó solamente el 50% de la carne que se agregó al tratamiento 100., 15 = indica que se agregó solamente el 15% de la carne que se agregó al tratamiento 100.
g = El contenido de plasma fue de la siguiente manera:
0 = Indica que no se agregó plasma. 1 = Indica que la cantidad de agua a agregar se sustituyó por plasma.
Los resultados indican que a medida que disminuye la cantidad de carne agregada disminuye la estabilidad de la emulsión. Sin embargo, se observó una interacción indicando que la disminución en la estabilidad de la emulsión cuando se reducen los niveles de carne depende del agregado o no de plasma. En el Cuadro 3 se observa que en el tratamiento donde se utilizó solo un 50% de la carne requerida en la formulación sin la adición de plasma (50-0) la cantidad de agua desprendida fue de 5.52ml. Para la misma cantidad de carne pero con el agregado de plasma (tratamiento 50-1) se observó una disminución significativa en la cantidad de agua desprendida dando un valor de 2.03 ml. También se observa que al tratamiento donde se agregó solamente el 15% de la carne necesaria pero con agregado de plasma (tratamiento 15-1) dio un valor de agua desprendida (4.84 ml) igual al obtenido con el tratamiento 50-1. Estos resultados explican la interacción observada, indicando que no solamente la reducción de los niveles de carne sino que también la sustitución de agua por plasma es importante para explicar la estabilidad de las emulsiones. Finalmente se observó que en los tratamientos donde se utilizó el 100% de la carne requerida por la formulacion (100-0 y 100-1) no se encontró diferencias significativas en la cantidad de agua desprendida independientemente del agregado o no de plasma, siendo estos los tratamientos mas estables. El tratamiento mas inestable fue el que se preparó con solo el 15% de la carne necesaria y sin el agregado de plasma (tratamiento 15-0).
El Cuadro 4 muestra los valores promedios de la cantidad de grasa desprendida como una medida de la estabilidad de la emulsión. Al igual que con el agua se observó una interacción indicando que el aumento en el desprendimiento de la grasa depende de ambos factores, de la reducción de la cantidad de carne utilizada y de la adición o no del plasma. De acuerdo a los resultados obtenidos se observa, nuevamente, que los tratamientos mas estables fueron 100-0 y 100-1, mientras que el tratamiento menos estable fue el 15-0.
Los principales factores que afectan las emulsiones cárnicas son, la calidad y cantidad de proteínas presente, la interacción grasa-proteína, el tamaño y la distribución de la grasa y la temperatura final durante la emulsificación.
Las proteínas estabilizan las emulsiones de grasa en agua debido a que se adsorben en la interfase de la grasa dispersa en el agua dándole viscosidad a la solución y evitando que las partículas de grasa se unan nuevamente (3). La capacidad de las proteínas para estabilizar las grasas está en el orden de 1.61 g de grasa por mg de proteína (21). Sin embargo en los productos comerciales se observa una retención muy pobre de grasa (2 a 3 g) por gramo de proteína. Esto se atribuye a que las propiedades emulsificante de las proteínas de las carnes no están siendo utilizadas en toda su magnitud (20). La baja estabilidad observada en los tratamientos con reducida cantidad de carne se explica por la reducción en la cantidad de proteínas provenientes de las carnes.
La principal proteína que se encuentra en el plasma es la albúmina proteína que ha mostrado tener una alta capacidad de emulsificación (25). El aumento en la estabilidad de la emulsión debido al agregado de plasma se debe a la presencia en este de proteínas tales como la albúmina que tienden a compensar por la falta de proteína cárnica.
El rendimiento es otro parámetro que sirve para dar una idea de la estabilidad de las emulsiones. Mientras mas estable es una emulsión mayor es el rendimiento. Se observa en el Cuadro 5 que el rendimiento fue disminuyendo en la medida en que se disminuyó la cantidad de carne utilizada en la formulación. En los tratamientos donde el agua fue sustituida por plasma (50-1 y 15-1) hubo un aumento en el rendimiento cuando se comparó con los rendimientos de los tratamientos donde se utilizó agua (50-0 y 15-0), con la excepción del tratamiento 100-1 que no fue diferente que el 100-0 en relacion al rendimiento obtenido. Estos resultados demuestran nuevamente la interacción que existe entre los factores niveles de carne y niveles de plasma, indicando que el rendimiento depende de la presencia de ambos factores. Es importante observar también que el rendimiento (81.91) del tratamiento 15-1, fue igual al rendimiento (82.30%) del tratamiento 50-0.
Cuadro 5. Valores promedios del rendimiento afectados por los diferentes niveles de carne y plasma.
a,b,c,d = Valores promedios con diferentes superindices difieren significativamente (P<.05).
f = El contenido de carne fue de la siguiente manera:
100 = indica que se agregó toda la carne que debe agregarse de acuerdo a la formulación., 50 = indica que se agregó solamente el 50% de la carne que se agregó al tratamiento 100., 15 = indica que se agregó solamente el 15% de la carne que se agregó al tratamiento 100.
g = El contenido de plasma fue de la siguiente manera:
0 = Indica que no se agregó plasma. 1 = Indica que la cantidad de agua a agregar se sustituyó por plasma.
El rendimiento mas alto se encontró cuando el 100% de la carne requerida en la formulación fue añadida independientemente del agregado o no de plasma. Esto pudiera significar que la cantidad de proteína que se agrega con la carne cuando el 100% de esta es utilizada es suficiente para obtener un buen rendimiento por lo que no es necesario agregar la proteína plasmática. El rendimiento mas bajo (73.75) se encontró para el tratamiento 15-0, siendo este un producto muy inestable. Este último resultado concuerda con los encontrados para la estabilidad de la emulsion.
El Cuadro 6 presenta los valores promedios del contenido proteico debido a los diferentes niveles de carne y plasma.
Cuadro 6. Valores promedio del contenido proteico (%) debido a los diferentes niveles de carne y plasma.
a,b,c = Valores promedios con diferentes superindices difieren significativamente (P<.05).
f = El contenido de carne fue de la siguiente manera:
100 = indica que se agregó toda la carne que debe agregarse de acuerdo a la formulación., 50 = indica que se agregó solamente el 50% de la carne que se agregó al tratamiento 100., 15 = indica que se agregó solamente el 15% de la carne que se agregó al tratamiento 100.
g = El contenido de plasma fue de la siguiente manera:
0 = Indica que no se agregó plasma. 1 = Indica que la cantidad de agua a agregar se sustituyó por plasma.
Los resultados indican que el agregado de plasma a los tratamientos produce un aumento significativo en el contenido de proteína. El tratamiento 100-1 presentó el mayor contenido proteico (14.83%). Es importante destacar que el tratamiento con el 50% de la carne requerida en la formulación y agregado de plasma (50-1) posee la misma cantidad de proteína (12.28% vs 11.77%) que el tratamiento con el 100% de la carne requerida en la formulación y sin agregado de plasma (100-0). Esto indica que con solo la mitad de la carne podemos obtener un nivel de proteína aceptable si sustituimos el agua por plasma de bovino. Otro resultado importante fue el obtenido en el tratamiento con 15-1. El contenido proteico para este tratamiento fue de 9.70% el mismo valor encontrado para el tratamiento con 50-0. Esto indica que podemos formular un producto con solo el 15% de la carne original y todavía obtener casi un 15% de proteína si se agrega plasma por agua. El contenido proteico del tratamiento 15-0 no se reportó debido a que fue muy inestable al calor observándose un producto final con una capa de grasa y muy seco. Esto último concuerda tambien con los valores observados en las pruebas de estabilidad de las emulsiones (Cuadros 3 y 4).
Los resultados observados en el contenido proteico se justifican también por el rendimiento obtenido. Un rendimiento bajo implica una mayor perdida de humedad y esto produce un aumento porcentual en el contendido de proteínas. Se observa, por ejemplo, que el rendimiento del tratamiento con 50% de carne con plasma fue de 86.65% (Cuadro 5) mientras que el rendimiento del tratamiento con 100% de carne con o sin plasma fue de 91.47%. De tal manera que la presencia de plasma y un rendimiento mas bajo ayudan a explicar el porqué un tratamiento con solo el 50% de la carne que contiene el otro produce valores similares en proteína. La misma explicación puede darse para justificar los resultados (igual cantidad de proteína) encontrados en los tratamientos con 15% de carne con plasma y 50% de carne sin plasma.
El Cuadro 7 contiene los valores promedios del contenido microbiológico de los productos finales expresados en ufc/g. Se realizaron análisis para aerobios totales, coliformes, Staphylococcus aureus y Salmonella no encontrándose diferencias en el contenido de estos microorganismos para los diferentes tratamientos. El plasma tiene una alta probabilidad de contaminación. Esto es debido a dos factores a) Las condiciones en que se maneja la recolección del plasma en los mataderos no es la mas aséptica; b) el plasma es un medio de cultivo natural donde pueden crecer los microorganismos mas exigentes (11). La alta probabilidad de contaminación obliga a realizar pruebas microbiológicas constantemente para asegurar un producto estable desde el punto de vista microbiológico. Los valores bajos obtenidos en el análisis de microbiológico se explican debido a que los productos fueron cocinados hasta temperatura interna de 69ºC, temperatura a la cual los microorganismos antes señalados son altamente sensibles.
Cuadro 7. Valores promedios del contenido microbiológico de los productos finales expresados en ufc/g.
a = Los tratamientos fueron de la siguiente manera:
100 - 0 = indica que se agregó toda la carne que debe agregarse
de acuerdo a la formulación y no se agregó plasma
100 - 1 = indica que se agregó toda la carne que debe agregarse
de acuerdo a la formulación y se agregó plasma
50 - 0 = indica que se agregó solamente el 50% de la carne
que se agregó al tratamiento 100 y no se agregó
plasma
50 - 1 = indica que se agregó solamente el 50% de la carne
que se agregó al tratamiento 100 y se agregó plasma
15 - 0 = indica que se agregó solamente el 15% de la carne
que se agregó al tratamiento 100 y no se agregó
plasma
15 - 1 = indica que se agregó solamente el 15% de la carne
que se agregó al tratamiento 100 y se agregó plasma
Conclusión
Los resultados de esta investigación demuestran la factibilidad de sustituir la carne por el plasma como agente emulsificante. Sin embargo, es importante observar que en la medida en que se reducen los niveles de carne disminuye la estabilidad de las emulsiones, principalmente en aquellas donde no se utiliza el plasma para compensar. El aumento en contenido proteico y aminoácidos esenciales es una razón muy importante para continuar investigando en esta área.
Como conclusión de este trabajo se puede indicar que la sustitución de carne por plasma en la formulación de productos emulsificados es posible pero es necesario determinar los niveles máximos que pueden ser sustituidos sin perjudicar la palatibilidad del producto. El efecto sobre la palatabilidad se encuentra actualmente en estudio.
Literatura citada
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