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ANTECEDENTES TEORICOS MICROBIOLOGIA E IMPORTANCIA EN EL pH DE LA CARNE
Las características biológicas y la composición química de la carne la convierten en un excelente medio de cultivo para los microorganismos. Por ello, los métodos de conservación deben estar encaminados a retrasar o inhibir el crecimiento microbiano para aumentar la vida útil de la carne fresca.
La calidad de la carne se deteriora más rápido cuando el pH final es igual o mayor a 5,8. El pH de la carne influye sobre las características organolépticas, ya que tiene una relación directa o indirecta con el color, la terneza, capacidad de retención de agua, conservabilidad y el sabor.
Rigor mortis:
El sacrificio del animal interrumpe, de inmediato, el aporte de oxígeno y detiene la ruta aeróbica de producción de ATP. Las reservas de fosfocreatina se agotan rápidamente. La fuente de ATP que sigue funcionando es la constituida por la ruta anaeróbica, la glicólisis. En estas condiciones, sin embargo, la conversión de glucógeno o glucosa en ácido láctico, con producción de ATP, es autolimitante, ya que el acúmulo de ácido láctico conduce a un descenso del pH que inhibe a las enzimas participantes de la glicólisis. El rápido agotamiento del ATP está también relacionado con el fallo del sistema regulador que controla la concentración de Ca2+. La elevada concentración de Ca2+ que esto genera en el sarcoplasma induce la contracción de las fibras musculares y el consumo de ATP. Como no queda ATP para disociar el complejo actina-miosina, el músculo pierde su extensibilidad natural.
A este fenómeno post mortem se le conoce como rigor-mortis (WONG, 1995). El rigor mortis o rigidez cadavérica es la contracción severa de los músculos de los animales sacrificados. La rigidez se presenta cuando el nivel de ATP es menor de 1 ⎧g/g de tejido y como consecuencia de esto se pierde el agua de los espacios entre las miofibras y la carne se vuelve dura y seca (BADUI, 1997).
La rigidez observada en el rigor mortis se debe a la formación de enlaces cruzados permanentes entre los filamentos de actina y de miosina del músculo. Es la misma reacción química que forma actina-miosina en vida durante la contracción muscular. La diferencia entre el estado vivo y el rigor es que en el último la relajación es imposible, ya que no se dispone de energía para separar la actina-miosina (FORREST et al., 1979).
pH de la carne:
PALEARI et al. (1995), señalan que el agotamiento del glucógeno muscular es atribuido a situaciones de estrés. Los animales que son transportados al matadero sufren especialmente trauma y miedos durante la carga, descarga y transporte, y son estresados además por las luchas de jerarquía entre ellos. Bajo estas condiciones las reservas de glucógeno que se han visto reducidas tardan un cierto tiempo hasta volver a regenerarse. De acuerdo con ello GALLO (1997), señala que el estrés físico y la falta de alimento pueden tener importantes efectos sobre la calidad de la carne. El estrés ante-mortem provoca consumo excesivo de glucógeno muscular, minimizando la cantidad de ácido láctico en el músculo post-mortem e impidiendo con ello la caída natural del pH en este periodo. La energía requerida para la actividad muscular en un animal vivo se obtiene de los azúcares (glucógeno) presentes en el músculo. En un animal sano y descansado, el nivel de glucógeno de sus músculos es alto. Una vez sacrificado el animal, este glucógeno se convierte en ácido láctico y el músculo y la canal se vuelven rígidos (rigor mortis). Este ácido láctico es necesario para producir carne tierna y de buen sabor, calidad y color. Pero si el animal está estresado antes y durante el sacrificio, se consume todo el glucógeno y se reduce el nivel de ácido láctico que se desarrolla en la carne luego de su sacrificio. Esto puede tener efectos adversos muy graves en la calidad de la carne (GRANDIN, 2000). El ácido láctico en el músculo tiene el efecto de retardar el desarrollo de bacterias que contaminan la canal durante el sacrificio y el faenado. Estas bacterias deterioran la carne durante su almacenamiento,
especialmente en ambientes cálidos y la carne desarrolla olores desagradables, cambios de color y rancidez (FAO, 2001).
Según HOFMANN (1988), el pH tiene una influencia directa o indirecta sobre: el color, la terneza, el sabor, la capacidad de fijación de agua y la conservabilidad de la carne. HOOD y TARRANT (1980), señalan que la calidad de la carne se deteriora cuando el pH final es igual o mayor a 5,8 y éste es el valor que en la práctica la mayoría de las plantas faenadoras están considerando como problemático. Según GALLO (2003), con este valor de pH, en general el problema de color oscuro no se detecta a la vista y por ello, algunos procesadores aceptan hasta un pH 6,0 como máximo. Valores sobre 6,0 son siempre asociados a una carne oscura, firme y seca y generalmente ya hay relación entre el color oscuro a la apreciación visual. El tiempo de espera antes del sacrificio produce un estado de estrés que influye sobre el proceso de maduración de la carne. Los bovinos con menor tiempo de espera manifiestan un descenso del pH de la carne más cercano al normal, con un proceso de maduración más largo con respecto de los bovinos con más tiempo de espera, que presentan un descenso leve del pH. Existe por lo tanto una directa relación entre los valores de glucosa en la sangre en el momento del sacrificio, y los valores de pH de la carne (FLORES y ROSMINI ,1993).
Influencias de la temperatura en la duración de la carne:
La carne fresca antes de su conservación en frío, puede contener bacterias que crecen a bajas temperaturas (psicrótrofas) como otros que no crecen bajo estas condiciones, o bien lo hacen muy lentamente, como las bacterias mesófilas (GILL y LANDERS, 2003).
Las temperaturas de refrigeración y enfriado (1 a 7°C) tienen una importante acción selectiva sobre la flora mixta formada por microorganismos mesófilos y psicrótrofos y pueden afectar la composición de la carga inicial de la carne, conduciendo a modificaciones durante el almacenamiento. Existen dos razones importantes por las cuales las temperaturas de refrigeración reducen el crecimiento de las bacterias psicrótrofas sobre la superficie de la carne: la extensión de la fase de latencia y la reducción de la velocidad de crecimiento (CARDENAS y GIANNUZZI, 2005).
A temperaturas de 20°C, la carne fresca en filetes o picada se altera rápidamente en 3 a 4 días. Los primeros síntomas de alteración (olores anormales) se detectan en los 2 primeros días. Cualquiera sea la temperatura de almacenamiento cuando los recuentos alcanzan 107 ufc/cm2, hay producción de olores extraños. A temperaturas próximas a 0°C se aprecia una caída inicial del número de bacterias viables la cual se debe, probablemente, a la muerte o lesión de muchos tipos de bacterias a estas temperaturas. A medida que la temperatura se aproxima a los 0°C, el crecimiento bacteriano es mucho más lento y cada vez son menos los tipos de microorganismos que pueden crecer (HAYES, 1993).
Se ha observado que casi todas las bacterias que se desarrollan a temperaturas de refrigeración en la superficie de la carne son de características aeróbicas, principalmente ante la presencia de atmósferas húmedas de almacenamiento. En tanto, los géneros anaeróbicos facultativos, tales como Lactobacillus o algunas Enterobacterias, se desarrollan más lentamente y la putrefacción externa precede al enverdecimiento y agriado inducido por estos microorganismos (GILL, 1982).
El buen resultado del almacenamiento bajo refrigeración de la carne fresca depende fundamentalmente de la calidad higiénica de la materia prima, de la velocidad de refrigeración y de la mantención de una cadena de frío permanente (matanza, desposte, almacenamiento, distribución, venta). Esto se conoce como la Ley de Monvoisin (ROSSET, 1982), la cual señala:
La contaminación inicial debe ser la menor posible ya que los microorganismos no son eliminados por la refrigeración, éstos sólo disminuyen o se inhibe su crecimiento es importante enfriar el producto tan rápido o tempranamente como sea posible, para prevenir el crecimiento de bacterias mesófilas, organismos degradadores o patógenos
la cadena de frío no debe ser interrumpida, sin embargo, debe recordarse que una cadena efectiva de frío no inhibe totalmente el crecimiento de las bacterias psicrótroficas y psicrofílicas. La sanidad microbiológica del producto depende si ha sido constantemente mantenido a temperaturas bajas ya que cualquier periodo sobre 4°C puede permitir el crecimiento de especies mesófilas, especialmente patógenas.
Microbiología de la carne:
La carne es un alimento altamente perecible ya que posee ciertas propiedades de importancia microbiológica que la hacen un excelente medio para el desarrollo de microorganismos, entre las cuales se encuentran, los nutrientes. El desarrollo de los microorganismos ocurre primeramente a expensas de los constituyentes solubles como carbohidratos, ácidos lácticos y aminoácidos y la digestión de las proteínas se produce en etapas secundarias. La actividad de agua de la carne fresca tiene un valor aproximado de 0,99, valor apropiado para la mayoría de los microorganismos, principalmente bacterias. El potencial de óxido-reducción es el factor central en la respiración tisular que consume 02 y libera CO2. Después de la muerte del animal, el potencial redox va bajando paulatinamente hasta que la masa cárnea en su interior se hace anaeróbica. El pH en la carne al ser faenado el animal es cercano a 7,0, que es el óptimo para muchas bacterias alterantes y patógenas. Valores de pH inferiores a 5,5 son desfavorables para las bacterias y en combinación con otros factores como temperaturas bajas, pueden prevenir el desarrollo bacteriano (SCHMIDTHEBBEL, 1984).
Según GARCÍA et al. (1995), Los microorganismos desempeñan un papel fundamental en los cambios metabólicos que ocurren antes, durante y después del rigor mortis. Estos factores afectan por tanto el valor potencial de la carne para su posterior procesado y también su aceptabilidad por el consumidor. La microflora bacteriana habitual de la carne fresca es muy heterogénea; está formada principalmente por Pseudomonas, géneros de la familia Enterobacteriaceae, Acinetobacter, Brochotrix thermospHacta y Lactobacillus, que dependiendo de su número y especie pueden causar numerosas alteraciones y en algunos casos intoxicaciones. Dentro de las bacterias patógenas se pueden encontrar Salmonella, StapHylococcus aureus, Yersinia enterocolitica, E. coli enteropatógeno, Clostridium perfringens y ocasionalmente Clostridium botulinium (CARDENAS y GIANNUZZI, 2005).
Conservación de la carne mediante envasado al vacío:
El envasado al vacío consiste en la eliminación total del aire del interior del envase sin que sea reemplazado por otro gas, existiendo una diferencia de presión entre el exterior y el interior del envase (FAO, 2001).
BRODY (1996) señala, que los alimentos metabólicamente activos envasados al vacío, como lo son las carnes, continúan con sus actividades respiratorias, consumiéndose así la pequeña cantidad de oxígeno presente en los tejidos del producto, con lo que aumenta el vacío y se produce dióxido de carbono y vapor de agua.
El aumentar las concentraciones de CO2 en el envase tiene sus ventajas, ya que es inhibidor frente a muchos microorganismos, incluidos mohos y pseudomonas, las cuales constituyen la flora dominante de las carnes frescas alteradas. Las bacterias lácticas y las levaduras son mucho más resistentes a niveles altos de CO2 (HAYES, 1993).
Para tener éxito en la extensión de la vida útil de la carne al vacío y lograr un almacenamiento de ocho a más semanas, la temperatura de la carne deberá estar bajo los 10° C y lo más cercana a los 0°C. En cuanto al pH, en el momento del envasado éste debe ser igual o inferior a 5,8. Esto implica que los animales antes del sacrificio no deben haber estado sometidos a ningún tipo de “estrés” y el enfriado post mortem debe haber sido adecuado (SCHÖBITZ, 1991).
Alteraciones de la carne envasada al vacío:
Según SCHÖBITZ et al. (1990), la técnica del envasado de carne al vacío, ha significado un avance importante en la conservación de este producto por un tiempo prolongado, sin que sea necesaria su congelación. Para poder extender la duración es necesario sin embargo, almacenarla a una temperatura cercana a los 0ºC. La carne con pH elevado (pH 6,0) presenta durante el envasado al vacío una conservabilidad muy escasa. Las bacterias sensibles al ácido, especialmente Enterobacteriaceae y Brochothrix, pueden competir mejor bajo estas condiciones de pH más elevado. Además, debido a la falta de azúcares fermentables, se produce una rápida degradación microbiana de aminoácidos, originando productos de olor desagradable como H2S o NH3 (SCHILLINGER y LÜCKE, 1991). JAY (2000), además señala, que cuando las carnes envasadas al vacío experimentan alteraciones, con frecuencia los organismos predominantes son lactobacilos, Brochotrix thermospHacta o ambos. El deterioro de la carne envasada al vacío ocurre principalmente por B thermospHacta, A. putrefaciens y E. liquefaciens. B. thermospHacta se desarrolla en ausencia de oxígeno sólo a elevadas temperaturas y sobre todo, cuando se trata de carne DFD. El deterioro va acompañado de un olor ácido ligeramente “a encierro”. A. putrefaciens crece solamente en presencia de pH elevado (carne DFD), con la formación de color verdoso en la carne y un olor desagradable. E. liquefaciencs también provoca el deterioro, sobre todo en carne DFD, con un olor desagradable, ligeramente acidulado (BEM y HECHELMANN, 1996).
El desarrollo de microorganismos que afectan la conservabilidad de la carne y productos cárnicos, depende del pH. Con un pH elevado el riesgo de deterioro (degradación proteica, putrefacción) es mayor. La carne y productos cárnicos con pH superior a 6,0 son particularmente riesgosos (WIRTH, 1987).
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