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LA UTILIZACIÓN DE EXTENSORES CÁRNICOS
EXPERIENCIAS DE LA INDUSTRIA CÁRNICA CUBANA
Gustavo Andújar, Mª Aloida Guerra y Ramón Santos
Instituto de Investigaciones para la Industria Alimenticia
La Habana, Cuba
Junio 2000
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Tabla de Contenido INTRODUCCIÓN..........................................................................................................................................................5 CAPÍTULO 1 LOS CRITERIOS PARA EL EMPLEO DE EXTENSORES CÁRNICOS ............................................................9
Aprovechar la funcionalidad................................................................................................................................9 Tener en cuenta los aspectos legales ...................................................................................................................9 Conservar el valor nutricional...........................................................................................................................10 Aspectos nutricionales: proteínas y aminoácidos ..............................................................................................11 Referencias.........................................................................................................................................................14
CAPÍTULO 2 DERIVADOS LÁCTEOS: CASEINATO, COPRECIPITADOS Y PROTEÍNAS DE SUERO ................................15 Caseinato de sodio:............................................................................................................................................15 Coprecipitado lácteo..........................................................................................................................................20 Proteína del suero lácteo ...................................................................................................................................23 Referencias.........................................................................................................................................................26
CAPÍTULO 3 DERIVADOS DE LA SOYA: HARINAS DESGRASADAS, SEMIDESGRASADAS E INTEGRALES, CONCENTRADOS, AISLADOS Y TEXTURIZADOS. PASTA DE SOYA ..............................................................................29
Antecedentes ......................................................................................................................................................29 Aspectos nutricionales .......................................................................................................................................30 Aspectos económicos..........................................................................................................................................30 Derivados de la soya..........................................................................................................................................31
Aceite refinado................................................................................................................................................................ 31 Harinas y sémolas ........................................................................................................................................................... 31 Harinas integrales............................................................................................................................................................ 32 Proteína texturizada de soya............................................................................................................................................ 32 Concentrados de proteína de soya................................................................................................................................... 33 Proteína aislada de soya .................................................................................................................................................. 33 La “pasta” de soya .......................................................................................................................................................... 33
El uso de la soya en Cuba: la harina de soya de producción nacional .............................................................34 Productos cárnicos de pasta fina ..................................................................................................................................... 35 Productos a base de hígado y sangre ............................................................................................................................... 38 Productos semielaborados: croquetas.............................................................................................................................. 39 Normas generales de empleo .......................................................................................................................................... 40 Las hamburguesas........................................................................................................................................................... 41
La introducción de otros derivados de soya ......................................................................................................41 La proteína texturizada de soya....................................................................................................................................... 41 Proteína concentrada de soya y proteína aislada de soya ................................................................................................ 42
Apreciación general sobre el uso de la soya en la industria cárnica cubana ....................................................42 Referencias.........................................................................................................................................................43
CAPÍTULO 4 OTROS EXTENSORES DE ORIGEN VEGETAL: “GLUTEN” DE MAÍZ, AMARANTO, QUINOA Y OTROS GRANOS RICOS EN PROTEÍNA ...................................................................................................................................45
Quinoa................................................................................................................................................................45 Empleo de la quinoa........................................................................................................................................................ 46
Gluten de maíz ...................................................................................................................................................47 Empleo del gluten de maíz.............................................................................................................................................. 48
Proteína de guisantes.........................................................................................................................................49 Propiedades funcionales.................................................................................................................................................. 50 Empleo de la harina de chícharo ..................................................................................................................................... 51
Amaranto............................................................................................................................................................52 Valor nutritivo................................................................................................................................................................. 53 Empleo de la harina de amaranto .................................................................................................................................... 53
Otros extensores vegetales.................................................................................................................................54 Referencias.........................................................................................................................................................54
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Introducción
Las carnes de uno u otro tipo son sumamente apreciadas como alimento en la gran mayoría de las culturas. Tal vez esto se deba sobre todo a su sabor, relacionado con un alto contenido de proteínas y la presencia en sus jugos de una rica mezcla de aminoácidos, péptidos y nucleótidos potenciadores del sabor. Es probable que su notable capacidad para producir saciedad desempeñe también un importante rol en la privilegiada posición que ocupa en la escala de preferencias alimentarias de una gran parte de la humanidad.
El alto valor nutritivo de la carne es tal vez menos obvio, pero es un dato científicamente indisputable. En realidad, el aprecio de los consumidores ha tendido más bien a exagerar esta virtud, lo cual no resta veracidad al hecho de que se trata de una de las más ricas fuentes de proteínas de alto valor biológico y la mejor fuente alimentaria de hierro, un mineral que escasea frecuentemente en la dieta, o que está a veces presente, como ocurre en los vegetales, en formas que permiten sólo una baja absorción.
Un defecto de la carne es que es cara. En primer lugar, el aprovechamiento de la tierra, en términos de toneladas de proteína por hectárea, es bastante más bajo cuando aquella se emplea para la crianza animal que cuando se dedica a cultivos ricos en proteína, como cereales y leguminosas. Por otra parte, estos últimos, que pueden utilizarse directamente en la alimentación humana, se emplean frecuentemente en la alimentación de los animales de abasto, lo cual representa un costo adicional que se carga a la producción de carne.
En general, en la industria alimenticia el costo de las materias primas representa una proporción considerable del costo total de la producción. Esta proporción es particularmente elevada para la industria cárnica, en la que llega a 90 – 95 % en el caso de la elaboración primaria (sacrificio, despiece, deshuese), pero aún en el caso de la elaboración de productos cárnicos, en la que se emplean también otros ingredientes más baratos, el alto costo de la materia prima cárnica eleva el costo promedio de las materias primas hasta representar más del 70 % del total.
Debido a esto, los esfuerzos de la industria cárnica por reducir sus costos se orientan en gran medida hacia la introducción de materias primas alternativas, ya sean materias primas cárnicas más baratas que las tradicionalmente empleadas, o materias primas no cárnicas. Un ejemplo del primer grupo lo sería la carne recuperada mecánicamente de los huesos, especialmente la de ave, que es con mucho la más barata de ellas.
Los ingredientes del segundo grupo, es decir, las materias primas no cárnicas que se emplean en la elaboración de productos cárnicos, pueden ser materiales proteínicos, que tengan como objetivo sustituir una parte de la carne que se emplearía en el producto o, visto de otro modo, ampliar o extender la cantidad de carne efectivamente empleada, con un aporte proteico y funcional adecuado. Por este motivo se les llama extensores. Puede también tratarse de materiales que sólo ocupan el lugar de la carne, ligando tal vez una cantidad de agua, pero sin un aporte proteico y funcional que permita considerar que cumplen función de extensores. A tales ingredientes se les llama rellenos. Tal es el caso de los materiales amiláceos, como las féculas y las harinas feculentas, como la fécula de papa y la harina de trigo.
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La designación de relleno no es del todo justa, porque no se trata de ingredientes inertes, sino que aportan cierta funcionalidad, como la ya mencionada de ligar agua. Sí se distinguen radicalmente de los extensores por el nivel de aporte proteico, que es la base para establecer la proporción en que son capaces de sustituir o extender a la carne.
El empleo de extensores, aunque surgido como respuesta a un problema esencialmente económico, abre también interesantes perspectivas en cuanto al aprovechamiento de fuentes alternativas de proteínas. Algunos productos de origen vegetal, ricos en proteínas de elevado valor nutricional, resultan poco apetecibles para grandes poblaciones cuya cultura alimentaria se desarrolló ajena a la existencia de esos cultivos. Así, por ejemplo, mientras que para orientales como los chinos y los japoneses, el fuerte sabor a frijol crudo característico de la soya resulta perfectamente aceptable, ese sabor resulta desagradable para la mayoría de los pueblos occidentales, no habituados al consumo de este frijol y sus derivados.
Sería muy difícil, en esas condiciones, introducir masivamente el consumo de derivados de soya como tales, dado que el desarrollo de hábitos de consumo de los productos tomaría generaciones. La introducción de una amplia variedad de derivados de soya como extensores cárnicos permite, en cambio, viabilizar el consumo de esta valiosa proteína como ingrediente de productos que disfrutan ya de gran aceptación, como frankfurters y un gran número de otros embutidos de amplio consumo.
Del modo antes descrito, la introducción de extensores puede contribuir a mejorar la nutrición proteica de sectores importantes de la población. No se trata en este caso de que la adición del extensor mejore la calidad o proporción de proteína en el producto cárnico, sino que a partir de la misma cantidad de materia prima cárnica (el ingrediente más caro), se logra que se consuma, además de la cantidad disponible de proteína cárnica, una cantidad adicional de proteína de origen vegetal, aportada por el extensor.
Durante algún tiempo la legislación alimentaria siguió una línea más bien restrictiva en cuanto a la utilización de extensores o rellenos en la industria cárnica, debido a la tendencia de algunos productores a introducir su utilización de manera fraudulenta, como adulterantes no declarados de la carne. La declaración pormenorizada de los ingredientes, que es ya práctica ampliamente extendida en el etiquetado de los productos, es importante no sólo desde un punto de vista de identidad legal del producto, sino para la protección de la salud de los consumidores, una parte de los cuales padece alergias a diversos alimentos, incluidos algunos que se emplean como ingredientes de los productos cárnicos.
Hoy se aceptan ampliamente extensores y rellenos como opciones utilizables de modo debidamente controlado en la preparación de productos cárnicos, que resultan diferentes, eso sí, de sus homólogos preparados exclusivamente a base de carne, pero que pueden tener excelentes propiedades sensoriales y un alto valor nutritivo. Van quedando atrás las suspicacias en cuanto a la “pureza” del producto, que han sido probablemente la base de una errónea pero extendida percepción del producto 100 % a base de carne como el único de calidad adecuada.
En Cuba, la producción de derivados cárnicos ha estado durante mucho tiempo sometida a la tensión generada por serias limitaciones en la disponibilidad de materia prima cárnica. En la búsqueda de soluciones al problema, desde finales de la década de los 70 se puso en marcha una
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tendencia a potenciar el empleo de extensores cárnicos, a partir de trabajos experimentales del Instituto de Investigaciones para la Industria Alimenticia (IIIA), con el apoyo de la Unión de Empresas Cárnicas (UNICAR). Este empeño ha dado como fruto un considerable cuerpo de conocimientos y una amplia experiencia en este campo, que han cristalizado en su aplicación sistemática en la práctica industrial, con el consiguiente aumento de todos los indicadores de eficiencia en la utilización de la materia prima cárnica y el establecimiento de una verdadera cultura en el uso de extensores.
Esta pequeña obra se propone reseñar apretadamente algunas de esas experiencias, desde los principios sobre la base de los cuales se concibió y ensayó en primer lugar la aplicación de los extensores, hasta los niveles y modo de empleo de una amplia variedad de ellos, con particular énfasis en aquellos aspectos más relevantes para su aplicación industrial.
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Capítulo 1 Los criterios para el empleo de extensores cárnicos
Desde una perspectiva económica, el criterio de utilización de los extensores cárnicos es simple: la maximización de la ganancia se logra, obviamente, cuando se utiliza la máxima proporción posible del extensor. Es fácil percatarse, sin embargo, de que la máxima proporción alcanzable de un extensor en un producto cárnico dado está acotada por un conjunto de restricciones, que vienen impuestas por la gran diferencia entre las propiedades de la carne y los extensores con que se la sustituye. Entre las restricciones más importantes se cuentan las de orden tecnológico y legal, con un aspecto derivado de este último, que es el referente al valor nutricional.
Aprovechar la funcionalidad
Los extensores cárnicos son generalmente materiales ricos en proteína, componente al cual se asocian algunas de las propiedades funcionales más apreciadas en la tecnología de alimentos, como las capacidades de retención de agua, emulsificación de grasas y formación de geles. En determinados niveles de adición, los extensores pueden tener, no sólo su esperado efecto económico, sino también un positivo efecto tecnológico.
Es el interés por maximizar su nivel de uso el que plantea, en primer lugar, el problema de lo que pudiéramos llamar “compatibilidad tecnológica”. Por encima de determinado nivel de adición, el extensor puede afectar negativamente el proceso de elaboración del producto al cual se añade: puede impedir la adecuada formación de la emulsión, o provocar apelmazamiento o formación de grumos en la masa durante el mezclado.
Esta restricción rara vez resulta limitante, dado que generalmente se afectan otras importantes propiedades del producto, como las sensoriales, antes de que se experimenten problemas tecnológicos de este tipo.
Tener en cuenta los aspectos legales
Hay que considerar también el asunto de la identidad del producto, un tema de importantes implicaciones legales, y que equivale a plantearse la pregunta: ¿cuál es la proporción máxima en que es utilizable el extensor sin que afecte sustancialmente las características del producto? Es obvio que puede ser muy ventajoso aprovechar hábitos de consumo bien establecidos, o una imagen favorable de un producto, para mantener una versión extendida de ese producto dentro de especificaciones que permitan comercializarlo con ese nombre.
En caso de que se desee llevar la proporción de extensor hasta un nivel no compatible con el mantenimiento de la identidad del producto original, una alternativa posible es desarrollar un nuevo producto, que no está obligado entonces a responder a especificaciones preexistentes, y en el cual los límites de utilización del extensor vendrán dados solamente por la capacidad del nuevo producto para alcanzar un nivel adecuado de aceptabilidad por los consumidores y abrirse,
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consecuentemente, paso en el mercado. Tanto en uno como en otro caso, por supuesto, el empleo del extensor deberá ajustarse a la legislación vigente, expresada en las correspondientes normas de calidad.
Los aspectos económicos, tecnológicos, sensoriales y legales son de gran importancia en la realización del que ha sido el objetivo primordial del uso de extensores en la industria cárnica cubana: el aprovechamiento e introducción en la dieta nacional de fuentes adicionales de proteína.
Conservar el valor nutricional
La situación alimentaria ideal presupone tres condiciones:
a) que el consumidor conozca cuáles nutrientes necesita, y en qué cantidades;
b) que reciba información suficiente sobre cuáles nutrientes están presentes en los alimentos que consume, y en qué cantidad, y
c) que tenga una variedad de opciones suficientemente amplia para permitirle seleccionar los alimentos que van a formar parte de su dieta, de modo que ésta sea de su gusto y cubra sus necesidades nutricionales.
El método por el cual se han conformado históricamente los hábitos de consumo, sin embargo, ha tenido que ver más con un largo proceso de ensayo y error, que con el escenario de plena información que acabamos de describir. En ese largo proceso, la incesante y eficaz tendencia autocorrectiva de los procesos evolutivos ha suplido a la intencionalidad, con buenos resultados: la experiencia demuestra que una dieta variada, incluso cuando se ha conformado de acuerdo a hábitos y tradiciones, sin consideración detallada de datos nutricionales, cubre de forma generalmente satisfactoria las necesidades nutricionales básicas de las personas. Sirvan de ejemplo las comidas tradicionales nacionales de nuestros pueblos latinoamericanos.
El principal aporte de los productos cárnicos a la dieta viene dado por su contenido en proteínas de alta calidad y hierro altamente asimilable. Dado que, según lo expuesto en el párrafo anterior, el consumo de estos productos no responde al conocimiento consciente del rol que desempeñan en la dieta, sino a un mecanismo de selección más o menos espontánea, un cambio sustancial en la cantidad o calidad de sus nutrientes, podría representar un deterioro más o menos importante en la calidad de la dieta de la que forman parte, sobre todo cuando los extensores se introducen en productos de amplio consumo, que se siguen comercializando o distribuyendo con el mismo o similar nombre.
Es, por tanto, especialmente importante que en estos casos, la introducción de los extensores se haga de forma tal que ocasione la menor alteración posible en la cantidad y calidad de los nutrientes de los cuales son fuentes los productos extendidos. En la experiencia de introducción de extensores cárnicos en Cuba, se ha prestado gran atención, consecuentemente, a conservar inalterable la cantidad y calidad de la proteína presente en los productos cárnicos. Simultáneamente, se ha potenciado el consumo de una fuente de hierro de gran asimilabilidad: la sangre.
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En términos prácticos, el empleo de un extensor cárnico puede enfocarse como la sustitución de una parte de la carne del producto por el extensor, lo cual produce un ahorro de carne. Este enfoque, si bien describe razonablemente bien el aspecto económico de empleo de extensores, no ilustra la estrategia con la que se han empleado los extensores en la industria cárnica cubana.
La situación en este caso ha respondido más bien a que el empleo de extensores permite producir, con la misma cantidad de carne, una cantidad mayor de productos cárnicos. El ahorro que intuitivamente se percibe se expresa, no en el empleo de una menor cantidad total de carne, sino en un menor índice de empleo de carne medido, por ejemplo, en toneladas de carne por tonelada de producto. El resultado neto es, por tanto, en términos de ingesta nacional total, la introducción en la dieta de una cantidad adicional de proteína, en un vehículo generalmente bien aceptado.
En todos los estudios de introducción de extensores cárnicos realizados por el IIIA se ajustaron las fórmulas de modo de conservar la cantidad y calidad de proteína aportada por el producto. Para facilitar una estrategia flexible de introducción en las empresas de la UNICAR, las fórmulas desarrolladas no se introdujeron en la práctica industrial de modo rígido, sino que más bien se expresaron los criterios de empleo de los extensores en términos de proporciones de sustitución, orientadas siempre según el mismo concepto de equivalencia proteica, de modo de facilitar a las Empresas el ajuste de sus propias fórmulas, de acuerdo a las preferencias locales.
El modo específico en que se hizo esto, y los aspectos metodológicos involucrados, se irán presentando a lo largo de este volumen, mediante la exposición de los casos particulares de los diversos extensores, pero es pertinente presentar aquí algunos de los conceptos fundamentales tenidos en cuenta en todos los casos.
Aspectos nutricionales: proteínas y aminoácidos
Entre los componentes de los organismos vivos, las proteínas ocupan un lugar especialmente destacado, por la diversidad de roles que desempeñan. En los animales, los tejidos de soporte del organismo están formados por proteínas, mientras que en las plantas esta función la desempeñan otras sustancias. No es en absoluto exagerado decir que las diferencias entre los seres vivos dependen de las diferencias entre las proteínas que los componen, y la forma en que éstas funcionan en sus organismos.
Las proteínas constituyen un grupo muy variado de sustancias, cuyas propiedades son tan diversas como las funciones que cumplen, pero que presentan como característica común el contener una proporción relativamente alta de nitrógeno y formarse por la combinación de compuestos más sencillos, llamados aminoácidos, que son como sus unidades básicas. Con sólo 21 aminoácidos diferentes, combinados en diversas proporciones y orden, se han formado la inmensa mayoría de las proteínas constituyentes de todos los seres vivos.
Cuando un animal digiere sus alimentos, una de las cosas que hace es disociar en sus aminoácidos constituyentes las proteínas que ingirió, y recombinarlos después de modo diferente para formar las
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proteínas que componen su propio cuerpo. Hay aminoácidos que no necesita obtener de este modo, ya que puede fabricarlos a partir de otras sustancias, pero siempre hay un número de ellos, los llamados aminoácidos esenciales, que deben ingerirse formando parte de la dieta, ya sea libres o combinados en proteínas. La cantidad y naturaleza de los aminoácidos esenciales varía de una especie animal a otra, un importante aspecto (frecuentemente pasado por alto en las referencias menos informadas y en numerosos artículos de divulgación), que limita el valor de las evaluaciones nutricionales de alimentos en ensayos biológicos con animales.
Para el hombre hay 9 aminoácidos esenciales:
• histidina • isoleucina • leucina • lisina • metionina • fenilalanina • treonina • triptófano • valina
La metionina y la fenilalanina, aunque son esenciales, pueden obtenerse por transformación de la cistina y la tirosina, respectivamente, por lo cual se consideran esenciales los conjuntos metionina-cistina (llamados aminoácidos sulfurados, por contener azufre) y fenilalanina-tirosina (llamados aminoácidos aromáticos, por tener en su estructura un anillo carbonado similar al del benceno), y no la metionina y la fenilalanina individualmente.
Una proteína será tanto mejor, desde el punto de vista nutricional, cuanto más completamente cubra las necesidades de aminoácidos esenciales en la dieta. Los aminoácidos esenciales se encuentran con mayor abundancia, en general, en las proteínas de origen animal, como las de las carnes, huevos, leche y pescado, porque generalmente las proteínas de un animal (personas incluidas) se parecen más a las de otro animal que a las de un vegetal. Esto es perfectamente razonable, a la luz del desarrollo evolutivo de las especies.
Por otra parte, las necesidades de aminoácidos esenciales son diferentes a diferentes edades. Un niño, que está en pleno crecimiento, necesita proporcionalmente más proteína, y proteína de mejor calidad, que un adulto, sobre todo si el niño es un lactante. Las exigencias para estos últimos son particularmente rigurosas, dada su gran velocidad de crecimiento y desarrollo.
Dos importantes organizaciones del sistema de Naciones Unidas, la Organización de Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) y la Organización Mundial de la Salud (OMS), para poder normalizar las medidas del valor nutricional de las proteínas de diferentes alimentos, han elaborado los llamados patrones de proteína, que son descripciones, en términos del contenido en aminoácidos esenciales, de las proteínas que serían nutricionalmente ideales para personas de diferentes edades. De ellas, el patrón para niños en edad pre-escolar (2-5 años), se toma como referencia general para la evaluación de la calidad proteínica de los alimentos (FAO/OMS/UNU,
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1985). Sus contenidos de aminoácidos esenciales, expresados en g por 1000 g de proteína son los que se presentan en la Tabla 1.1.
Tabla 1.1. Patrón aminoacídico FAO/OMS/UNU (FAO/WHO/UNU, 1985) para niños en edad pre-escolar (2-5 años). Valores en g por 1000 g de proteína.
Aminoácido Contenido Histidina 19 Isoleucina 28 Leucina 66 Lisina 58 Sulfurados 25 Aromáticos 63 Treonina 34 Triptófano 11 Valina 35
Se llegó a este patrón después de algunas variaciones a lo largo de los años, de acuerdo con el desarrollo de los estudios en nutrición humana. Algunos de los resultados reportados en este volumen se obtuvieron en momentos en que se empleaba una versión anterior (FAO/WHO, 1973). Se hace un importante esfuerzo por mantener un acuerdo internacional que permita hablar un lenguaje común en este campo.
No hay que pensar, por último, que todos los alimentos tienen obligatoriamente que estar constituidos por proteínas nutricionalmente perfectas. De hecho, una dieta óptima incluye una gran variedad de alimentos, algunos de los cuales pueden tener proteínas muy deficientes, pero al ser ingeridos conjuntamente con otros, se produce frecuentemente una complementación, que hace que el balance general aminoacídico sea satisfactorio.
En el caso de los productos cárnicos, como se verá en los capítulos que siguen, la composición aminoacídica de sus proteínas cumple ampliamente, en general, las exigencias del patrón descrito.
Una forma de medir o comparar el valor nutricional de un producto fue definido por Oser-Mitchell (1959) donde se relacionan los contenidos de aminoácidos del producto experimental y un patrón de aminoácido de referencia. El método de cálculo es el siguiente:
NN
N
AprAp
AprAp
AprAp
AprApIOM
= ...
3
3
2
2
1
1
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Donde:
Ap = Contenido aminoacídico del producto experimental
Apr = Contenido aminoacídico del patrón de referencia
N = Número de aminoácidos esenciales seleccionados para el cálculo
También esos mismos autores definieron a partir del índice de Oser-Mitchell (IOM) el valor biológico (VB) que se estima por la siguiente ecuación:
VB = 1,09 (IOM) – 11,7
Referencias
FAO/WHO (1973). Energy and Protein Requirements. Report of a Joint FAO/WHO ad hoc Expert Committee. FAO/WHO Nutrition Meetings Report Series Nº 52, OMS, Ginebra.
FAO/WHO/UNU (1985). Energy and Protein Requirements. Report of a FAO/WHO/UNU Joint Expert Consultation. Technical Report Series Nº 724, OMS, Ginebra.
Oser, B. (1959). En Protein and Aminoacid Nutrition, Albanese, A. A. (Ed.) Applied Science, London.
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Capítulo 2 Derivados lácteos: caseinato, coprecipitados y proteínas de suero
Caseinato de sodio:
Se obtiene a partir de la leche y es rico en proteína, contiene todos los aminoácidos esenciales, de ahí su alto valor biológico y excelentes cualidades nutricionales, su composición aminoacídica es similar al de la carne. Se destaca por su capacidad de retención de agua, su capacidad gelificante, emulsificante y estabilizante entre sus propiedades funcionales. Tiene ventajas tecnológicas, es hidrosoluble, y por su excelente capacidad emulsificante ejerce una acción estabilizadora, lo que favorece la digestibilidad de las grasas en el organismo humano, por todas estas propiedades es ampliamente utilizado en los procesos cárnicos.
Su composición química porcentual es la siguiente:
Agua 5 - 10 Grasa 0,5- 2 Lactosa 0,1- 2 Proteína 94 pH 6,5 Sales 4 - 8
El caseinato de sodio es un polvo o granulado blanco o crema, insoluble en alcohol y que en agua forma una dispersión coloidal. Su viscosidad en solución al 15 % y a 30 °C, es de 125 a 150 centipoises para un caseinato de baja, 1000 centipoises para el de viscosidad media y 10000 centipoises para el de alta viscosidad.
Además, reduce los costos por concepto de consumo de materias primas, pues puede utilizarse en embutidos de pasta fina a niveles de 2 a 3 % en sustitución de 10 a 15 % de carne respectivamente en una formulación, sin que se afecte la calidad de los productos elaborados.
Su modo de empleo en productos cárnicos puede ser de diferentes formas:
Emulsión previa de grasa y agua con adición de caseinato de sodio.
Lo más común es una emulsión grasa:caseinato:agua en una proporción 5:1:5. Si es de alta viscosidad el caseinato, la relación grasa:caseinato:agua puede ser 7:1:7. La tecnología para elaborarla es en caliente. Se tritura la grasa precocida (hasta 65°C en el centro) con agua bien caliente ( 85 a 90°C) y se adiciona el caseinato en la cutter, hasta obtener una masa cremosa. Para mejorar su conservación en frío se le adiciona un 2 % de cloruro de sodio (sal común). Después el bloque frío se pica y utiliza en productos cárnicos de pasta fina. En el caso de embutidos o pastas de
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hígado, u otros patés, la emulsión se obtiene directamente cuando se está elaborando el producto (en caliente) con la adición de caseinato, grasa, y caldo o agua (Scheid, 1977; Shut, 1975 y 1976).
Adición en seco del caseinato de sodio.
La incorporación de caseinato a la pasta de carne se hace al inicio del proceso y esto provoca un aumento de la concentración de iones en la masa, por lo que requiere más agua que en el producto que se elabora sin extensor, para compensar el nivel de proteína en el producto. Al final se incorpora la grasa y se termina la pasta cárnica. Es un método rápido y sencillo pero no se aprovechan del todo las propiedades tecnológicas del caseinato de sodio.
Adición en forma de gel.
Los geles se preparan con una parte de proteína láctea y 5 ó 7 partes de agua. La proteína láctea se trabaja en la cutter con agua templada (80 °C) hasta lograr una masa uniforme, también se puede adicionar 2 % de cloruro de sodio para mejorar su conservación (esta sal se adiciona en las últimas vueltas para evitar la rotura del gel). Con la formación de geles de caseinato se aumenta la capacidad fijadora de agua de la proteína cárnica, aunque inferior a la que se obtendría con la emulsión de éste. El empleo de los geles se lleva a cabo inmediatamente después de la dispersión en la pasta magra o bien el gel una vez preparado permanece en la cutter y se le adicionan la carne y el resto de los ingredientes a utilizar.
Emulsión de corteza de cerdo con adición de caseinato de sodio.
Estas emulsiones se pueden elaborar en frío o en caliente. Una de las variantes tecnológicas consisten en añadir la corteza de cerdo (pellejo de cerdo) a la cutter en primer lugar, esta se pica finamente, luego se agrega el caseinato y el hielo (para evitar el calentamiento) y al final la sal común. En este caso la proporción piel:hielo:caseinato:sal es la siguiente 5:5:0,2:0,2.
Otra tecnología es en caliente, con la adición de grasa además de los ingredientes antes citados. En este caso la piel de cerdo (pellejo) se cocina hasta que esté bien blanda. La grasa se precocina hasta 65°C en el centro del trozo del tocino. Una vez cocinados y calientes se llevan a la cutter y se adiciona primero la grasa con el pellejo de cerdo y se trituran bien. Posteriormente se incopora el caseinato de sodio y el agua bien caliente (o el caldo de la cocción del pellejo) hasta lograr la emulsión. Si se quiere comprobar que la emulsión está lista, se introduce un plástico y la misma debe correr por éste sin resbalarse pues ya no hay grasa libre, toda se encuentra formando parte de la emulsión y por tanto presenta una mayor viscosidad. Finalmente, se puede incorporar sal común para mejorar su conservación en frío. Una proporción grasa:agua:caseinato:piel:sal adecuada es 5:5:1:5:0,35 (Müller, 1981; Santos, 1985).
Esta emulsión se puede conservar en forma de bloques refrigerados que después se trituran e incorporan a los embutidos conjuntamente con el resto de los ingredientes de las fórmulas como sustituto de la carne, en proporción adecuada al contenido de proteína.
En nuestro Instituto, se realizaron estudios en el perro caliente “Parque”, en la butifarra “Campesina” y en el spam “Cubano”. En el perro caliente, se utilizó un 2 y 3 % en polvo
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(incorporándolo en forma directa) y también un 3 % en una emulsión elaborada en caliente. La butifarra se elaboró con un 2 y 3 % de caseinato de sodio añadido en forma de polvo directamente en la cutter. En el spam se utilizó un 2 y 3 % de caseinato de sodio añadido en forma de polvo (Martínez, et al. 1983 y 1985).
Los rendimientos industriales obtenidos en los productos embutidos fueron los que se muestran en la Tabla 2.1.
Tabla 2.1. Rendimientos obtenidos en base cárnica (kg de producto por 100 kg de carne utilizada).
Productos % Rendimiento Cárnico
Perro Caliente “Parque” (Control) 131,50 Perro Caliente “Parque”(con 3 % en polvo) 170,30 Perro Caliente “Parque”(con 3 % en emulsión) 175,60 Butifarra “Campesina” (Control) 131,10 Butifarra “Campesina” (con 2 % en polvo) 149,00 Butifarra “Campesina” (con 3 % en polvo) 160,60
La reducción en los costos por concepto de materias primas, al utilizar el caseinato de sodio como extensor cárnico, se muestra en la Tabla 2.2.
Tabla 2.2. Reducción de costos por utilización del caseinato.
Costos por materias primas (pesos/t) Productos
Control 2 % 3 %
Perro Caliente “Parque” 1913,00 1462,14 1361,59 Butifarra “Campesina” 985,66 753,90 656,67 Spam “Cubano” 1060,63 986,72 948,98
En la Tabla 2.3 se muestran los valores calculados para los contenidos de aminoácidos esenciales, así como el valor del índice de Oser-Mitchell y el valor biológico (una medida de la calidad proteica) estimado a partir del cómputo químico para cada producto estudiado. En ella se puede observar que la adición de caseinato en sustitución de carne, no afecta sustancialmente la calidad nutricional de los productos. En todos los casos estudiados el valor biológico de la proteína del producto con caseinato es ligeramente superior al del control. Esto se debe a la calidad de la proteína del caseinato de sodio y en particular a sus niveles más elevados de isoleucina, treonina, leucina, triptófano y aminoácidos aromáticos (fenilalanina + tirosina). En este caso se ha comparado con la proteína del huevo (patrón) que es muy exigente. En trabajos posteriores se ha utilizado el patrón FAO/OMS de 1985, que se ajusta más a las necesidades nutricionales humanas. En general, pueden seleccionarse diferentes patrones para la evaluación, según el grupo poblacional al que vaya dirigido el alimento.
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Tabla 2.3. Composición aminoacídica (g de aminoácido en 100 g de proteína) y valor biológico (calculado) de las proteínas de diversos productos y materias primas, considerando la proteína del huevo como patrón de calidad.
Perro Caliente Butifarra Spam Aminoácidos e índices Carne
Patrón Extendido Patrón Extendido Patrón Extendido
Aromáticos 8,22 7,04 7,51 6,49 7,88 7,33 8,11 Isoleucina 5,07 4,55 5,37 4,09 4,87 4,59 5,35 Leucina 8,40 7,36 7,66 8,24 8,60 8,21 8,65 Lisina 8,37 7,71 6,11 6,88 6,80 7,24 7,26 Sulfurados 3,72 3,49 3,34 3,47 3,36 3,36 3,53 Treonina 3,20 3,83 4,35 3,57 3,82 3,33 3,78 Triptófano 1,10 1,05 1,39 0,88 0,92 0,96 1,01 Valina 5,71 4,96 5,03 5,25 5,37 5,43 5,62 Indice Oser- Mitchell 81,8 77,2 82,3 74,5 79,3 77,8 82,6 Valor Biológico 77,5 72,5 78,0 69,5 74,7 73,1 78,4
Es esencial, por otra parte, que el empleo del extensor no haga variar sustancialmente la imagen tradicional del producto, en particular en lo que respecta a sus características organolépticas. Los ensayos de extensión de los productos cárnicos incluyen siempre análisis sensoriales del producto, para asegurar que la variante extendida sea suficientemente cercana en sus características al producto tradicional.
En los ensayos de empleo de caseinato de sodio presentados anteriormente, también se realizaron estos análisis. Aquí se presentan, a modo de ejemplo, los resultados correspondientes al spam:
Tabla 2.4. Resultados del análisis sensorial de spam cubano extendido con caseinato de sodio. Datos promedio de 12 jueces experimentados. Prueba de puntuación por escala de cinco puntos (5 - excelente; 1 - pésimo). Desviación estándar entre paréntesis.
Nivel de adición de caseinato (%) Aspecto Textura Sabor
0 3,9 (0,67) 4,1 (0,29) 3,9 (0,29) 2 3,4 (0,90) 4,0 (0,0) 3,9 (0,51) 3 3,9 (0,79) 4,0 (0,74) 3,8 (0,72)
Como puede apreciarse, los resultados del producto control (sin caseinato) no difirieron significativamente de los de las variantes extendidas.
También Guerra et al., (1988) evaluaron el efecto del caseinato de sodio y la piel deshidratada de cerdo en los productos curados jamón prensado y jamón pierna con hueso (tradicional), con 35 % de adición de salmuera sobre los parámetros: rendimiento, textura y calidad organoléptica de los productos. Las variantes a estudiar fueron caseinato de sodio y piel deshidratada de cerdo con
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dos niveles de adición cada uno: 4 y 5 % y un patrón sin aditivos para un total de 5 tratamientos por producto (A, B, C, D y E). Se obtuvo como resultado que tanto el caseinato de sodio como el pellejo deshidratado al 5 % mejoraron la textura (dureza) de los productos estudiados (Figura 2.1). Los atributos sensoriales en ambos productos no mostraron diferencias significativas entre ellos (Tabla 2.5).
Tabla 2.5. Resultados de la evaluación sensorial de los productos estudiados.
Productos Jamón prensado Jamón pierna
Caseinato de sodio 4 % 5 % 4 % 5 %
Aspecto 5,4 5,6 5,3 5,1
Textura 5,2 5,5 5,1 5,0
Sabor 5,1 5,3 5,0 5,0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Ren
dim
ient
o (%
)
Jamón prensado Jamón pierna
Patrón Caseinato de sodio 5 % Piel de cerdo 5 %
Figura 2.1. Efecto del nivel de adición del caseinato de sodio sobre la dureza del jamón prensado y el jamón pierna con hueso (tradicional).
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La aplicación de la piel deshidratada de cerdo y el caseinato de sodio en niveles superiores al 5 %, afectó la calidad organoléptica de los productos curados, y en el caso del jamón pierna con hueso produce problemas tecnológicos al obstruir las agujas e incluir aire durante la inyección.
En otros trabajos realizados por Guerra et al. (1991), se estudió en la mortadella un 2, 3 y 4 % de caseinato de sodio en forma de polvo, para ello se siguió la tecnología tradicional, añadiendo el caseinato directamente en la cutter, hidratándolo previamente. También se realizaron pruebas con harina de soya hasta 8 %. Los resultados demostraron que se pueden obtener mortadellas con un 7 % de harina de soya y hasta un 3 % de caseinato de sodio como máximo sin afectar la composición y calidad sensorial de los productos (Tabla 2.6).
Tabla 2.6. Resultados de los rendimientos cárnicos y la evaluación sensorial de los productos estudiados.
Caseinato de sodio Mortadella Patrón
2 % 3 % Harina de soya 7 %
Rendimientos cárnico (%) 150 183 195 208 Aspecto 5,9 5,7 5,6 5,0 Textura 5,7 5,6 5,2 5,0 Sabor 5,6 5,4 4,9 4,9
Coprecipitado lácteo
Es el producto obtenido de la precipitación de las proteínas de la leche que han sido previamente sometidas a un tratamiento térmico para provocar la desnaturalización de las proteínas solubles y que estos precipiten en gran proporción junto con la caseína. La proteína de la leche tiene un 80 % de caseína y de 15-18 % de proteínas solubles; de esta forma se obtiene un producto con más rendimiento en proteínas,. estos coprecipitados se obtienen a partir de una mezcla 1:1 en volumen de leche descremada y suero de queso. Los coprecipitados han demostrado sus posibilidades para sustituir carne en la elaboración de productos cárnicos tales como salchichas, perros calientes, mortadellas, hamburguesas, etc. Existen experiencias internacionales en el uso de este producto en la industria cárnica en niveles del 10 al 60 %. En otros países su uso está limitado hasta un 10 %.
Según la tecnología empleada los coprecipitados lácteos obtenidos pueden ser:
• Coprecipitado de contenido bajo de calcio (ácido) 0,5 - 0,8 % Ca • Coprecipitado de contenido medio de calcio 1,0 - 2,0 % Ca • Coprecipitado de contenido alto de calcio 2,5 - 3,0 % Ca
Las propiedades funcionales de los coprecipitados están en relación con el contenido de calcio (González, 1988). Algunos presentan buenas propiedades emulsificantes, incrementan la capacidad de retención de agua, son antiespumantes, gelificantes y espesantes, además de ser enriquecedores proteicos. Los coprecipitados bajos en calcio son mejores emulsificantes para la industria cárnica y a la vez favorecen la capacidad de retención de agua.
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El calcio “ocluido” en los coprecipitados y caseínas, es el principal factor que causa las variaciones en la viscosidad de estos concentrados lácteos-proteicos.
Se afirma por algunos autores, entre los que podemos citar a Thomas (1974 y 1976) y Müller (1986), que los coprecipitados pueden ser usados como emulsificantes en la producción de emulsiones. El uso de éstos aumentó la consistencia y la dureza de las emulsiones obtenidas.
En nuestro Instituto (IIIA) se estudió el comportamiento del coprecipitado lácteo de contenido medio de calcio en emulsiones cárnicas, pasteurizadas, para definir sus niveles de utilización y conocer su efecto en la calidad sensorial, nutricional y microbiológica. Se utilizó un coprecipitado lácteo obtenido a partir de una mezcla 1:1 de leche descremada y suero de quesería. El suero se neutraliza a pH= 6,7 - 6,8 con NaOH al 5 %, se mezcla con leche descremada y se calienta a 90 °C durante 10 minutos. Luego se adiciona CaCl2 al 20 % hasta una concentración en la mezcla de 0,1 % y a continuación, se añade HCl al 5 % hasta un pH de 5,3 - 5,4. Se enfría la mezcla a 45 – 50 °C y se separa el suero residual hasta alcanzar una concentración en sólidos totales de aproximadamente 20 %, reportado por González (1988).
El coprecipitado se conserva en refrigeración y presenta la siguiente composición en %:
Sólidos totales 20,5 ± 1,5
Proteínas 17,0 ± 2,0
Grasa < 1,0
Lactosa < 1,5
Ceniza < 2,0
Humedad 75 ± 1,5
El modo de empleo de este producto es en forma de pasta refrigerada y húmeda, que se mezcla con las carnes en la cutter o mezcladora, cuando se elabora el producto cárnico.
Se hicieron pruebas a escala piloto y luego industriales en salchicha de Frankfurt. Para ello se siguió la tecnología tradicional, sustituyendo 5 y 10 % de la carne de res de la fórmula por coprecipitado. Con igual procedimiento se realizaron pruebas en mortadella con sustituciones de 5, 10 y 20 %.
También se utilizó el coprecipitado en fórmulas diseñadas como nuevos productos de hamburguesa y carne prensada, con 33 % y 40 % de coprecipitado respectivamente (Santos, 1991 y 1994). Estas fórmulas se optimizaron mediante técnicas de programación lineal, de manera tal de obtener un producto que satisficiera los requerimientos de composición logrando un valor nutricional máximo (función objetivo). Se impusieron restricciones a los contenidos de humedad, proteína y grasa, entre otras, y se establecieron las inecuaciones y restricciones en el programa lineal, incluyendo las relativas al cómputo químico (amino acid score) de las variantes.
Los rendimientos industriales obtenidos para los productos estudiados, son los que se presentan en la Tabla 2.7.
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Tabla 2.7. Rendimientos en base cárnica (kg de producto por 100 kg de carne utilizada).
Productos Rendimiento cárnico (%)
Frankfurter (control) 134,00 Frankfurter (10 % de coprecipitado) 157,10 Mortadella (control) 103,20 Mortadella (15 % de coprecipitado) 125,70 Mortadella (20 % de coprecipitado) 132,20 Hamburguesa (control) 83,42 Hamburguesa (33 % de coprecipitado) 131,50 Carne prensada (control) 191,00 Carne prensada (40 % de coprecipitado) 378,70
No fue posible calcular la reducción de los costos por concepto de la disminución de las materias primas, por no contar con el costo de producción del coprecipitado lácteo, que no estaba entre los renglones regulares de producción industrial.
Del trabajo se concluyó que se podría utilizar 10 % de coprecipitado en frankfurter, 20 % en mortadella, 33 % en hamburguesa y 40 % en carne prensada.
Tabla 2.8. Composición aminoacídica y valor biológico (calculados) de las proteínas de diversos productos y del coprecipitado lácteo. Patrón FAO/OMS de 1985 (CODEX, 1987). Datos de contenido aminoacídico expresados como g de aminoácido/100 g de proteína.
Hamburguesa Carne Prensada Aminoácidos e índices Coprecipitado
Control Variante Control Variante
Isoleucina 6,11 4,82 5,20 4,94 5,43 Leucina 9,57 8,11 8,65 8,17 8,90 Lisina 8,31 8,90 8,71 8,65 8,37 Sulfurados 3,45 3,98 3,79 4,03 3,73 Aromáticos 10,93 8,00 9,00 7,71 9,36 Treonina 4,94 4,69 4,71 4,56 4,72 Triptófano 1,76 1,12 1,33 1,14 1,44 Valina 7,02 5,01 5,71 5,43 6,32 Indice Oser-Mitchell - 100,00 100,00 100,00 100,00 Valor Biológico - 97,27 97,27 97,27 97,27
En la tabla 4.8 se presentan los valores de la composición aminoacídica de los productos estudiados: un control y las variantes con 33 % de coprecipitado para la hamburguesa y 40 % la carne prensada. Se dan también los valores del índice de Oser-Mitchell y el valor biológico para
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cada uno de ellos. En la hamburguesa puede observarse como se incrementa individualmente los aminoácidos esenciales al utilizar el coprecipitado lácteo como extensor de la carne de res, siendo afectado solamente el contenido de lisina y sulfurados por encontrarse en menor cuantía en el coprecipitado. Para la carne prensada sucede lo mismo (Santos, 1994).
Al realizar el cómputo químico tomando como patrón de referencia la proteína ideal FAO (1985) para escolares de 10 a 12 años, se obtienen índices de calidad proteica idénticos para todas las fórmulas, correspondiendo en todos los casos a valores normales de productos cárnicos con altos índices de calidad proteica. En estos casos los resultados obtenidos son mejores que en el caseinato, pero esto se debe más bien a que el patrón de la FAO, empleado en los cálculos del coprecipitado, es menos exigente que el patrón usado en el caso del caseinato, que fue la proteína del huevo.
La Tabla 2.9 muestra resultados de análisis sensorial de productos extendidos con coprecipitado, en comparación con el producto original, sin extender.
Tabla 2.9. Resultados del análisis sensorial de productos cárnicos extendidos con coprecipitado lácteo. Datos promedio de 15 jueces experimentados. Prueba de puntuación por escala de 7 puntos (7 - excelente; 1 - pésimo).
Producto % de empleo de coprecipitado Aspecto Textura Sabor
0 5,2 5,2 5,2 5 5,2 5,0 4,7 Frankfurter 10 5,8 5,3 5,6 0 5,5 5,5 5,3 5 5,5 5,6 5,4 10 5,5 5,5 5,3 15 5,2 5,5 5,3
Mortadella
20 5,2 5,6 5,2
Ninguno de los atributos medidos difirió significativamente entre las variantes estudiadas, confirmando así que este extensor puede emplearse a estos niveles sin alterar las características de los productos en que se emplea (Santos, 1991).
Proteína del suero lácteo
El suero de la leche, que es el residuo líquido de la separación de la cuajada durante el proceso de elaboración del queso, contiene una cantidad significativa de proteínas, que pueden separarse mediante un proceso de evaporación y secado. La composición del lactosuero varía con la de la leche utilizada y con el tipo de queso a fabricar. Dependiendo de que la cuajada se consiga por acidificación o por la adición de cuajo, tendremos una variación importante en el contenido cálcico y de otras sustancias minerales.
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El suero dulce, obtenido por coagulación con cuajo, apenas contiene calcio, ya que se produce un desdoblamiento del complejo caseína-calcio en paracaseinato cálcico y proteína sérica. En el caso del obtenido por coagulación, el ácido láctico toma el calcio del complejo arriba citado, dando lactato cálcico que aparece en el suero (Madrid, 1981).
La composición de ambos tipos de suero se muestra en la Tabla 2.10.
Tabla 2.10. Composición del suero lácteo (g de cada componente por 100 g de suero).
Suero dulce Suero ácido
Humedad 93 - 94 94 - 95 Grasa 0,3 - 0,5 0,3 - 0,6 Proteínas 0,8 - 1,0 0.8 - 1,0 Lactosa 4,5 - 5,0 3,8 - 4,2 Minerales 0.5 - 0,7 0,7 - 0,8 Ácido láctico y otros 0,1 0,1 - 0,8
En la industria láctea existe un gran número de procesos que pueden aplicarse a estos lactosueros, para obtener diferentes productos. Por ejemplo, mediante un fraccionamiento con el empleo de la sola evaporación, se puede obtener un concentrado proteico con un 15 - 18 % de materia seca (10 % de proteínas) y el resto es un suero desproteinizado que se puede usar en otros procesos, como la obtención de lactosa. También puede aplicarse una evaporación prolongada y después un secado, llegando a obtener un polvo con las proteínas que componen el suero (β-lactoglobulina, α-lactoalbúmina y proteasa-peptonas). Datos típicos de composición de este tipo de derivado se presentan en la Tabla 2.11.
Tabla 2.11. Composición química de un concentrado de proteínas de suero lácteo típico (g de cada componente por 100 g de polvo):
Humedad 4,3 Proteína cruda (N x 6,38) 52,1 Proteína verdadera 40,9 Lactosa 30,9 Grasa 3,7 Cenizas 6,4 Ácido láctico 2,6
A estos concentrados de proteínas se les ha llamado habitualmente en nuestra industria Proteína de Suero Lácteo (PSL) y se han utilizado como extensores en productos cárnicos.
Las proteínas de este concentrado tienen propiedades funcionales que las hacen muy útiles para su empleo en productos alimenticios: una alta solubilidad (lo que le da amplias posibilidades de uso en bebidas), alta capacidad de retención de agua, alta la viscosidad en solución acuosa, capacidad de producción de geles. Además, incrementan la elasticidad de las masas donde se incorporen y actúan como agentes emulsificantes en las emulsiones del tipo aceite en agua.
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Por otra parte, el concentrado es rico en vitaminas A, B1, B2, B12, B6, biotina, vitamina C y ácido pantoténico, y sus proteínas tienen una composición aminoacídica que les confiere un alto valor nutritivo, como demuestran los datos de la Tabla 4.12 (Marshall, 1988) :
Tabla 2.12. Composición aminoacídica de dos proteínas típicas del suero lácteo (g de aminoácido por 100 g de materia seca).
Aminoácido β-lactoglobulina α-lactoalbúmina
Histidina 1,63 2,85 Isoleucina 6,76 6,80 Leucina 15,08 11,52 Lisina 11,93 11,47 Sulfurados 6,56 7.35 Aromáticos 7,40 9,84 Treonina 5,01 5,50 Triptófano 2,62 7,00 Valina 6,11 4,66
Experiencias en el empleo como extensor cárnico de un concentrado de proteínas de suero lácteo en polvo.
En el Complejo Lácteo de la Habana se obtuvo un concentrado de proteína láctea con las mismas características de la PSL descrita anteriormente, que se utilizó en frankfurters (“perros calientes”).
Como esta PSL tenía un 40 % de proteína, en el estudio se empleó de un 2 a 5 % de la misma en sustitución de 5 a 12 % de carne de res de primera, es decir, con un nivel de reemplazo de 1:2,5 (PSL:carne). La diferencia de peso se compensa con hielo, dejando el resto de la formulación sin cambio (Martínez, 1982).
El modo de adición de este extensor cárnico, fue incorporarlo conjuntamente con las carnes en la cutter, adicionando una parte del hielo para hidratar rápidamente la proteína y aprovechar así sus propiedades funcionales. Otra modalidad posible es la de elaborar un gel o una emulsión previa, pero se decidió la adición directa al producto por ser el método mas sencillo.
Los rendimientos se comportaron de la siguiente forma (valores medios de rendimiento y desviación estándar entre paréntesis):
% de adición de PSL % de Rendimiento0 (control) 85,21 (1,41)
2 84,95 (1,35) 3 85,77 (3,34) 4 84,30 (2,16) 5 85,17 (1,73)
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Como puede observarse, no hubo afectación en este índice debido al uso de la proteína del suero lácteo. Sin embargo, en la evaluación sensorial se afectó el color del producto para las variantes con PSL debido al color crema de esta proteína, y la variante de un 5 % se presentó algo blanda con respecto al producto control, aunque aceptable.
De acuerdo con estos resultados, a los efectos de la implantación industrial, se decidió utilizar un 4 % de PSL en sustitución de un 10 % de carne de res de primera en productos de pasta fina, similares al perro caliente.
Esta aplicación tuvo un efecto económico equivalente al costo de 0,11 t de carne de res de primera por cada tonelada de producto terminado.
Empleo de un concentrado de proteínas en forma de pasta En el Complejo Lácteo de Sancti Spíritus se obtuvo un concentrado húmedo de proteínas similar al descrito anteriormente, que tenía la siguiente composición química en % (Lorenzo,1982).
Componente %
Humedad 43 Proteínas 12 Grasa 5 Lactosa y otros 40
Este concentrado tenía un color amarillo claro o crema, olor característico de productos lácteos y aspecto pastoso, y se utilizó en la elaboración de una butifarra campesina, en sustitución de carne de res de segunda, en relación 1:1 (concentrado:carne). El nivel de empleo de la PSL fue de un 10 %, y se incorporó conjuntamente con las carnes en la cutter en el momento de elaboración de la pasta fina, por no necesitar hidratación previa.
Los resultados obtenidos de los rendimientos y las mermas por cocción fueron buenos y, aunque en la evaluación sensorial se afectaron su aspecto exterior y al corte, debido a que este concentrado aporta una coloración amarillenta, este problema puede resolverse fácilmente mediante la adición de sangre o algún colorante rojo aprobado para uso alimentario.
Desde el punto de vista económico, podemos plantear que permite obtener un ahorro equivalente al costo de 0,14 t de carne de res segunda por cada tonelada de producto terminado.
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Capítulo 3 Derivados de la soya: harinas desgrasadas, semidesgrasadas e integrales, concentrados, aislados y texturizados. Pasta de soya
Antecedentes
La soya es una oleaginosa conocida y utilizada como alimento en el lejano Oriente desde hace miles de años. Su semilla contiene aproximadamente un 20 % en peso de aceite y un 40 % en proteína, y tanto en forma de frijol, como de extractos o preparados diversos elaborados a base de éste (incluidos los frijoles de soya germinados, conocidos popularmente en Cuba como “frijolitos chinos”) ha sido un componente fundamental de numerosos platos tradicionales de la cocina oriental.
Pudiera decirse que la soya fue descubierta para el Occidente industrializado en los años 20, cuando comenzó a ser ampliamente utilizada en Estados Unidos como materia prima de la industria de extracción de aceite. Para este proceso se generalizó la extracción por solvente, del cual quedan como residuo hojuelas desgrasadas, que en el caso de la soya tienen un contenido de proteína cercano al 50 %, y un contenido residual de grasa inferior al 1 %.
Pronto se apreció el potencial de este material como base para piensos en la ganadería, y la producción de soya creció rápidamente en Estados Unidos, que se convirtió en el mayor productor mundial, ha dominado prácticamente el mercado del frijol y sus derivados y se ha mantenido a la cabeza en el desarrollo de tecnología para el aprovechamiento de la soya.
La producción mundial total de frijol de soya en el 2000 se estima en algo más de 156 millones de toneladas. Pese a ser un cultivo originario de Asia, su producción actual se concentra en América: de la producción total corresponden a Estados Unidos 72 millones de toneladas, a Brasil 33 y a Argentina 20. Es decir, que todo el resto del mundo aporta apenas 31 millones de toneladas de frijol de soya. China, durante mucho tiempo el segundo productor mundial, ha sido relegada a un distante cuarto lugar. La Figura 3.1 muestra la distribución porcentual de la producción mundial.
46%
20%
13%
21%
EE.UU.BrasilArgentinaOtros
Figura 3.1. Distribución porcentual de la producción mundial de soya. Principales productores.
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El grueso de la soya producida en el mundo se emplea como base proteínica para piensos en la producción animal, aunque su empleo en alimentos se va extendiendo, dado que resulta sumamente ventajoso, tanto del punto de vista nutricional como económico.
Aspectos nutricionales
La proteína del frijol de soya es vegetal por su origen, pero por su calidad nutricional es muy similar a la de la carne. Esto puede apreciarse en una tabla que muestra los contenidos en aminoácidos esenciales de la carne de res, la harina de soya y una mezcla de 30 % de carne de res y 70 % de harina de soya (en proporciones referidas a la proteína), y que se presenta a continuación. En la Tabla se ha incluido, como criterio de comparación, el patrón de proteína FAO-OMS para niños en edad pre-escolar (2-5 años).
Puede observarse la gran similitud entre los valores indicados para las tres fuentes de proteína, y también que superan holgadamente los requisitos fijados en el patrón FAO-OMS.
Tabla 3.1. Comparación del contenido en aminoácidos esenciales de las proteínas de la carne, la soya y su mezcla, con un patrón ideal.
Contenido en aminoácidos esenciales (g en 1000 g de proteína) Aminoácido FAO/OMS/UNU
(1985)* CARNE DE
RES HARINA DE
SOYA 30% CARNE 70% SOYA
Histidina 19 34 28 30
Isoleucina 28 48 44 45 Leucina 66 81 77 78 Lisina 58 89 63 72 Sulfurados 25 40 23 29 Aromáticos 63 80 87 85 Treonina 34 46 40 42 Triptófano 11 12 14 13 Valina 35 50 48 49
* Patrón de proteína ideal para el niño preescolar (2-5 años).
Aspectos económicos
El costo aproximado de una tonelada de proteína, a los precios actuales del mercado internacional, y teniendo en cuenta los rendimientos y composición de varias de sus fuentes, sería como sigue:
Una tonelada de proteína de: cuesta (USD):Pescado 20 000 Carne 15 000
Leche en polvo 5 600 Soya 1 200
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Además de su evidente conveniencia económica, y lo antes indicado sobre el alto valor nutricional de la proteína de soya, debe destacarse que ésta tiene además propiedades que le permiten sustituir a otros ingredientes proteínicos como la carne y el pescado, no sólo en cuanto a composición, sino también en cuanto a su función tecnológica en el producto (capacidad de retención de agua, capacidad de emulsificación de la grasa, etc.).
Derivados de la soya
Es notable la variedad de derivados que puede obtenerse a partir de la soya, cada uno de ellos con características que lo hacen adecuado para un uso determinado, y que han encontrado amplio empleo en una amplia gama de productos alimenticios. La materia prima de la gran mayoría de estos derivados la constituyen las hojuelas desgrasadas de soya que quedan como residuo tras la extracción del aceite del grano
Aceite refinado
En los países mayores productores de soya, la separación del aceite se realiza generalmente mediante extracción por solvente. De este modo se asegura un adecuado agotamiento de la materia prima, en contraposición al proceso de extracción por expulsión (el usado en Cuba), de muy baja eficiencia. Debe tenerse en cuenta que el frijol de soya tiene apenas alrededor de un 20 % de aceite, comparado con cerca de un 50 % de otras oleaginosas. El proceso de expulsión, correctamente aplicado, deja un residuo de alrededor de un 8 % (es decir, se extrae solamente un 60 % del aceite presente), comparado con menos de un 1 % de aceite en el residuo de la extracción por solvente, en el que se extrae más del 95 % del aceite originalmente presente).
Las instalaciones de extracción por solvente presentan como mayor inconveniente la alta inflamabilidad de los solventes empleados, que hace necesario un elaborado sistema de medidas de protección contra incendios, similar al existente en las refinerías de petróleo.
El aceite de soya refinado, originalmente de problemática conservación y fácil reversión de sabor, ha pasado a ser, mediante un ingenioso proceso de hidrogenación selectiva, un aceite de mesa perfectamente competitivo.
Harinas y sémolas
Como subproducto de la extracción por solvente se obtienen hojuelas desgrasadas con un contenido de proteína cercano al 50 %, y un contenido residual de grasa inferior al 1 %, como ilustra la Figura 3.2.
A partir de estas hojuelas se obtienen, por diversos procesos, harinas, sémolas, concentrados de proteína, aislados de proteína y proteína texturizada de soya, que han encontrado amplio empleo en una gran variedad de productos alimenticios. Como la extracción por solvente se realiza sin someter la soya a calentamiento intenso, la proteína de las hojuelas desgrasadas retiene en gran medida intactas sus propiedades funcionales.
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Humedad Grasa Proteína Carbohidratos Minerales
Grano crudo
14%
20%
40%
23%3%
Hojuelas desgrasadas
13%1%
52%
30%
4%
Humedad Grasa Proteína Carbohidratos Minerales
Grano crudo
14%
20%
40%
23%3%
Hojuelas desgrasadas
13%1%
52%
30%
4%
Figura 3.2. Composición aproximada del grano de soya y las hojuelas de él obtenidas por extracción con solvente
De la molturación de las hojuelas con distintas granulometrías proceden las harinas y sémolas. Se consideran harinas, generalmente, cuando no menos del 95% del producto pasa por un tamiz de 100 mallas (MESH 100). Si son más gruesas, se llaman sémolas. La misma nomenclatura se aplica a los derivados molturados de la soya sometida a extracción por expulsión, sólo que las harinas y sémolas obtenidas en este caso contienen una proporción mayor de grasa residual: 8 % si se siguen buenas prácticas de elaboración, pero no es inusual obtener sémolas con hasta 12 % de grasa. En Cuba se hizo bastante común designar a este tipo de harina o sémola como semidesgrasada, mientras que a la obtenida por extracción por solvente se le llamaba desgrasada.
Harinas integrales Los frijoles de soya descascarados pueden convertirse en una harina que conserve su contenido de grasa original (harina integral). Esto se hace a menudo después de haber sometido el grano a un proceso de cocción por extrusión (harina integral extrudida), lo cual mejora su sabor e inactiva compuestos antinutricionales presentes en el frijol crudo.
Aunque son desde hace mucho tiempo un problema totalmente resuelto, todavía se hace ocasionalmente referencia, no siempre con la debida información, a la presencia de estos factores en el grano crudo de soya como un elemento negativo que limita el empleo de este valioso alimento. El más importante de estos factores antinutricionales es un inhibidor de tripsina, que inactiva esta enzima proteolítica digestiva, y que fue descubierto precisamente porque el empleo como pienso de grandes cantidades de residuos de la extracción de aceite, sin previo tratamiento térmico, provocaban hipertrofia del páncreas en los animales así alimentados.
El inhibidor de tripsina y los pocos otros factores antinutricionales de la soya se inactivan sin mayor dificultad por el tratamiento térmico, unas veces durante la preparación de los derivados a emplearse en la industria, y otras durante el tratamiento que reciben los propios productos cárnicos durante su elaboración.
Proteína texturizada de soya La extrusión termoplástica de la harina desgrasada de soya, en determinadas condiciones de operación, produce un material que, al hidratarse, imita bien la estructura fibrilar de la carne. De composición química prácticamente idéntica a la harina desgrasada original, la proteína texturizada de soya se emplea ampliamente como extensor en productos cárnicos de masa gruesa, a veces hasta niveles considerables.
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Este derivado se emplea sobre todo para sustituir parcialmente a la carne en productos a base de carne molida, como el picadillo o las hamburguesas. Debidamente hidratado, una tonelada de texturizado, con un precio de unos 600 dólares, se convierte en sustituto de tres toneladas de carne, que cuestan 9 000 dólares.
Concentrados de proteína de soya La soya contiene cantidades apreciables de varios oligosacáridos no digeribles (rafinosa y estaquiosa, por ejemplo) que pueden ser fermentados por la flora intestinal, provocando flatulencia. Si bien esta consecuencia no es propiamente perjudicial para la salud, sí es socialmente inaceptable en muchos entornos culturales, razón por la cual se han buscado modos de reducir o eliminar los componentes de la soya que la causan. Los oligosacáridos en cuestión pueden eliminarse, conjuntamente con una buena parte de los demás carbohidratos solubles presentes, por alguno de varios métodos alternativos que permiten insolubilizar la proteína presente mientras se lava el material.
Uno de los métodos, llamado de precipitación isoeléctrica, aprovecha la propiedad de las proteínas de tener mínima solubilidad a un valor de pH llamado punto isoeléctrico. En este método, las hojuelas desgrasadas de soya se tratan con una disolución tampón con un pH alrededor de 4,5, que es el punto isoeléctrico de las proteínas de la soya. En esas condiciones, sólo la proteína se mantiene insoluble, mientras que los carbohidratos solubles pasan a la disolución, que se separa por centrifugación o filtrado. La soya, una vez lavada de esta manera, se trata con otra disolución tampón para restablecer el pH original, y con él los niveles normales de solubilidad, y se seca.
Así se logra elevar el contenido de proteína de las hojuelas desgrasadas de soya de las que se partió hasta cerca del 70 %. El producto así obtenido recibe el nombre de concentrado de proteína de soya, y se caracteriza por tener un sabor muy débil (una propiedad muy útil en numerosos usos alimentarios) y excelentes propiedades funcionales, determinadas por su alto contenido de proteínas, aunque el grado de desnaturalización de éstas puede variar ampliamente entre los diversos procesos de obtención. En la precipitación isoeléctrica el grado de desnaturalización es mínimo, pero cuando se recurre a tratamientos con vapor a alta temperatura, o alcohol, la precipitación de la proteína, que ocurre por desnaturalización, no es reversible. La funcionalidad de los concentrados así obtenidos es mucho menor.
Proteína aislada de soya En lugar de bajar el pH para inmovilizar la proteína mientras se extraen los carbohidratos, se puede someter la soya a un tratamiento alcalino, que disuelve completamente la proteína y permite extraerla directamente de las hojuelas desgrasadas, separarla del residuo sólido, y recuperarla por precipitación isoeléctrica, a pH ácido. Del mismo modo que se hace con el concentrado, la solubilidad se restituye elevando nuevamente el pH a un nivel adecuado. Puede obtenerse así un material que, una vez convenientemente secado, puede contener más de un 95% de proteína y que conserva casi intacta la funcionalidad original de la proteína del grano.
La “pasta” de soya La tecnología cubana para la producción de bebidas fermentadas de soya tipo yogur (García, 1998), a diferencia de otras tecnologías de producción de bebidas a base de soya, aprovecha integralmente el grano. En sus primeros estadios de desarrollo, sin embargo, partía de “leche” de soya producida a la usanza tradicional, en un proceso que incluye la trituración del grano en medio acuoso y la
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separación, mediante una centrífuga decantadora, de un residuo semisólido, de consistencia pastosa, con un contenido aproximado de 9 % de proteína y una humedad del 80 %. Este residuo, conocido en el argot de la industria láctea cubana (que asumió la producción de estas bebidas) como “pasta” de soya, también ha sido ensayado como extensor cárnico, con buenos resultados en cuanto a las características sensoriales de los productos obtenidos.
Dado el contenido de proteína de este subproducto, es capaz de sustituir a la carne en una proporción de 2 kg de pasta por cada kg de carne, con gran efecto económico. La extensión de su aplicación se vio frenada, no obstante, por problemas de orden práctico con su refrigeración y transportación. El ajuste definitivo de la tecnología del “yogur” de soya hizo desaparecer las disponibilidades de pasta de soya antes de que se solucionaran estos problemas y su uso se extendiera.
El uso de la soya en Cuba: la harina de soya de producción nacional
En Cuba se obtenía tradicionalmente aceite de soya a partir de grano importado, por una tecnología de expulsión que dejaba como subproducto una torta con un 40-45% de proteína y alrededor de un 10% de grasa. Durante el proceso, la soya se sometía a un calentamiento apreciable, que hacía que la harina obtenida a partir de la torta tuviera un débil sabor tostado, perfectamente aceptable y muy distante del desagradable sabor amargo a frijol característico de la soya cruda.
Hasta finales de los 70, esta torta se dedicaba íntegramente a la alimentación animal, pero desde 1979, con ligeras variaciones en sus condiciones de obtención que aseguraban un estado higiénico aceptable para consumo humano, se introdujo con gran éxito su uso como extensor en productos cárnicos, en forma de harina (o más bien sémola), como resultado de estudios realizados en el IIIA (Pérez et al., 1979).
Los niveles máximos de adición alcanzables en el uso de derivados de soya en productos cárnicos dependen del tipo de derivado y del tipo de embutido, así como de la estrategia empleada en el diseño del método de utilización. Así, las harinas y sémolas de soya obtenidas a partir de hojuelas desgrasadas por extracción por solvente tienen, por razones de sabor y textura, un limite de empleo generalmente aceptado entre 3,5 y 6,0 %, según el tipo de producto, mientras que los concentrados de proteína de soya, de sabor más suave, pueden utilizarse en niveles mucho mayores (Rakosky, 1974).
La condimentación tiene un efecto notable en este sentido (Balwin et al., 1975). Los embutidos muy condimentados pueden permitir el uso de niveles altos de soya, aunque esto depende del tipo de condimento. Hay reportes del empleo de hasta un 86% de proteína texturizada hidratada en variantes de chorizo de bajo costo ensayadas en México (Morales et al., 1981). Ensayos con productos similares en nuestro Instituto, sin embargo, no dieron buenos resultados, probablemente por diferencias entre nuestros gustos y hábitos de consumo y los de los mexicanos (Andújar y Alemán, 1987).
Por otra parte, si se desea utilizar un derivado de soya, conservando intactas las características organolépticas del producto original, difícilmente pueda rebasarse un 1-4 %, dependiendo del
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derivado (Waggle et al., 1981), mientras que si se desea sólo lograr un producto de buena aceptación, pueden alcanzarse niveles mucho más altos (de la Vega y Laulie, 1983).
Dado su contenido de proteína, algo superior al 40 %, la sémola de soya de producción nacional se utilizó en una variedad de productos de masa finamente picada, del tipo de los frankfurters y mortadellas, en niveles de adición de 3-4 %, en sustitución de carne de res o cerdo, en una proporción harina:carne de 1:2,5. Es decir, que por cada 100 kg de masa cruda del embutido, se añadían 3-4 kg de sémola en sustitución de 7,5-10 kg de carne. La diferencia de peso se compensó aumentando la cantidad de hielo o agua a añadir en la fórmula. Con este bajo nivel de sustitución, los productos no presentaban diferencias apreciables con los originales (Pérez et al., 1979).
Esta modalidad de empleo de soya, pese a sus extraordinarios atractivos económicos, tuvo una introducción algo lenta en el comienzo, de modo que el consumo total por este concepto no lograba rebasar aún, a mediados de los 80, las 300 t de harina de soya por año.
El IIIA desarrolló, a partir del quinquenio 1986-1990, toda una estrategia de elaboración de productos de alto rendimiento en base cárnica. Es imposible reseñar aquí el enorme número de resultados acumulados a lo largo de esos años, pero se presentarán aquí, a modo de ejemplo de los métodos de ajuste de fórmulas empleados, algunos de los resultados obtenidos en la utilización, en primer lugar, de la harina o sémola de soya de producción nacional.
Productos cárnicos de pasta fina
Uno de los primeros estudios realizados (Andújar et al., 1986) se encaminó a evaluar el efecto de niveles crecientes de harina de soya en productos cárnicos de pasta fina. Con el objetivo de elevar al máximo posible la adición de soya en estos productos, se utilizaron al mismo tiempo altos niveles de plasma sanguíneo, cuyas propiedades de gelificación por el calor podrían ayudar a mejorar la textura de los productos.
Se elaboraron cuatro variantes de de una fórmula modelo de pasta fina, tipo frankfurter, con 0; 3; 6 y 10 % de sémola de soya de producción nacional, con un nivel de sustitución soya:carne de 2,5:1. La diferencia e peso se suplió con hielo o plasma bovino congelado. Como procedimiento estándar de cocción, la pasta se envasó en latas de ¼ kg y se coció en agua a 80 °C hasta 70 °C en el centro.
El producto se evaluó sensorialmente según la intensidad de sabor a soya por una escala de 6 puntos, y su consistencia por una escala de 7 puntos, como se describe a continuación:
Intensidad de sabor a soya Consistencia
Puntuación Término descriptor Puntuación Término descriptor
5 Muy intenso +3 Muy dura 4 Intenso +2 Dura 3 Moderado +1 Ligeramente dura 2 Ligero, pero claramente perceptible 0 Ideal 1 Muy ligero, apenas perceptible -1 Ligeramente blanda 0 Nulo -2 Blanda - - -3 Muy Blanda
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Como límites de aceptabilidad se consideraron los valores de 3 (moderado) para la intensidad de sabor a soya y –1 y +1 para la consistencia.
Se midió instrumentalmente la consistencia de la emulsión con un viscosímetro Brookfield Modelo HBT, con soporte Helipath (barra T-C) a 5 rpm. Las mediciones se realizaron a 25 °C. El análisis de textura del producto se realizó mediante una prueba de compresión en un texturómetro Instron. Una porción cilíndrica de 2,5 cm de diámetro por 2 cm de largo se comprimió en dos ciclos sucesivos, perpendicularmente a su eje, a 20 cm min-1, hasta un grado de compresión del 75 % del diámetro original. Los resultados se evaluaron según la metodología del perfil de textura de Bourne (1972).
Se estimó la composición de las variantes en aminoácidos esenciales, y se calculó su índice integrado de aminoácidos esenciales, según Oser y Mitchell (Oser, 1959), y se elaboraron además tres variantes de productos con niveles de soya de hasta 9 %, que se evaluaron sensorialmente en pruebas de aceptación con consumidores.
La Figura 3.3 muestra el efecto del nivel de adición de soya sobre la intensidad de sabor a soya. Puede apreciarse un efecto monotónicamente creciente, que el límite de aceptabilidad prefijado (3: moderado) se rebasa a un nivel de adición de alrededor de 8 %.
Las figuras 3.4 y 3.5 ilustran el efecto del nivel de adición de soya sobre la consistencia de la emulsión (masa cruda) y el valor de dureza en el perfil de textura. Puede observarse, por una parte, el efecto depresor de la soya sobre ambas propiedades, y por la otra, el efecto favorable del empleo de plasma, debido a la antes mencionada capacidad de formación de geles por calentamiento.
00,5
11,5
22,5
33,5
44,5
0 3 6 9 12
% de soya
Inte
nsid
ad d
e sa
bor a
soy
a
HieloPlasma
Figura 3.3. Efecto del nivel de adición de sémola de soya sobre la intensidad de sabor a soya en un producto modelo de pasta fina.
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4
5
6
7
8
9
0 3 6 9 12
% de soya
Visc
osid
ad d
e la
mas
a cr
uda
HieloPlasma
Figura 3.4. Efecto del nivel de adición de sémola de soya sobre la viscosidad de la masa cruda en un producto modelo de pasta fina.
33,5
44,5
55,5
66,5
77,5
8
0 3 6 9 12
% de soya
Dur
eza
(kg)
HieloPlasma
Figura 3.5. Efecto del nivel de adición de sémola de soya sobre la dureza (según el concepto del perfil de textura) en un producto modelo de pasta fina.
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-3
-2
-1
0
1
2
3
0 3 6 9 12
% de soya
Cons
iste
ncia
HieloPlasma
Figura 3.6. Efecto del nivel de adición de sémola de soya sobre la consistencia sensorial en un producto modelo de pasta fina.
La Figura 3.6 muestra, no obstante, que ni el efecto negativo de la soya sobre la textura, ni el efecto restaurador de ésta de la adición simultánea de plasma, tienen un impacto categórico sobre la evaluación sensorial de la consistencia, que se mantiene alrededor y muy cercana al valor considerado ideal a niveles de adición de soya de hasta un 6 %. Sólo por encima de este nivel es que se aprecia un efecto de ambos factores.
Los productos elaborados con hasta 9 % de soya recibieron puntuaciones entre 5,4 y 5,7 (5 – “me gusta”; 6 – “me gusta mucho”) en las pruebas con consumidores, resultados correspondientes a una buena aceptación.
Estos resultados fueron la base para algunos principios generales de utilización de la sémola de soya de producción nacional en productos cárnicos de pasta fina, aplicados posteriormente en el desarrollo de diversos productos extendidos de este tipo, como el Embutido Popular, el Embutido Tropical y otros. Fue particularmente importante el establecimiento de un límite aproximado de 7-8 % máximo que se observó en general para el uso de este extensor en este tipo de productos.
Productos a base de hígado y sangre
Como quiera que las dos limitantes más importantes para la utilización de harina de soya en productos cárnicos son las afectaciones que produce en la textura y el sabor de estos, era lógico pensar que los productos a base de hígado y sangre, que presentan textura y sabor tan peculiares, podían resultar menos incompatibles con el empleo de harina de soya, especialmente con la intención de desarrollar productos que no pretendan imitar a otros ya existentes.
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Se acometió por tanto un trabajo con el objetivo de desarrollar productos cárnicos a base de hígado y sangre, extendidos con soya. La estrategia de desarrollo incluía el ajuste de fórmulas óptimas para estos productos, de modo de conciliar una óptima calidad proteínica y buenas características organolépticas.
Para tantear el efecto conjunto de la sangre y la soya sobre las propiedades organolépticas de un sistema cárnico modelo, se realizaron pruebas de observación para diferentes niveles de sangre entre 0 y 8 %, combinados con un 8 % de harina de soya, nivel máximo de adición determinado con anterioridad para productos de pasta fina (Andújar et al., 1986).
Las muestras fueron evaluadas por un pequeño grupo de jueces experimentados, en sesiones de discusión abierta. Según los resultados de estas pruebas de observación, no parecía haber ninguna contribución de sabor por parte de la sangre, que ocultara o atenuara el sabor de la soya, por lo cual se investigó si los jueces eran capaces de detectar la presencia de diversos niveles de sangre en los productos.
Para ello, se prepararon mezclas cocidas de carne de cerdo con hasta 30 % de sangre, que se servían a un grupo de jueces experimentados, con enmascaramiento de color, en pruebas de ordenamiento según la intensidad del “sabor a sangre”. Los jueces no lograron discriminar consistentemente las muestras por el sabor, lo cual hizo innecesario imponer restricciones al contenido de sangre en las fórmulas.
Las fórmulas se ajustaron mediante la programación lineal, según el método propuesto por Wadsworth et al. (1979). El objetivo fue optimizar la calidad proteínica mediante la maximización del cómputo químico.
Merece destacarse el alto nivel de sangre (31 %) en la fórmula obtenida, superior al establecido en Cuba para productos similares: salchichón rojo (29 %) (Santos et al, 1984) y embutido rojo (30 %) (Santos et al, 1983) y aún en productos húngaros ricos en sangre, como el fekete hurka (28 %) (Péterfy, comunicación personal).
La prueba sensorial de aceptación dio un resultado promedio de 5,6 en la escala hedónica de 7 puntos, intermedio entre los descriptivos “Me gusta moderadamente” y “Me gusta mucho”.Para los embutidos de hígado se lograron fórmulas que contenían de 10 a 16 % de harina de soya.
Otros productos desarrollados por Guerra et al. (1999) sobre la utilización de altos porcentajes de harina de soya (10 %) y corpúsculos sanguíneo de ganado bovino en embutidos para regímenes especiales (ancianos), demostraron tener un alto valor nutritivo, buena calidad sensorial y gran aceptación.
Productos semielaborados: croquetas
Otro producto que resulta ideal para la introducción de la sémola de soya es la croqueta. La fórmula deseada se ajustó también mediante la programación lineal, pero buscando en este caso un costo mínimo y el cumplimiento de los índices de composición requeridos, uno de los cuales, particularmente exigente para este tipo de producto, exigía un contenido mínimo de proteína de 13 %.
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La fórmula finalmente ajustada fue la siguiente:
Ingredientes % en masa Carne de res 20,00 Harina de trigo 17,70 Sémola de soya 15,00 Caldo o agua 41,70 Manteca fundida 2,70 Sal y especias 2,90 Total 100,00
Esta fórmula resultó tener un costo de materias primas menor en más de un 50 % que el de una croqueta de composición y valor nutricional equivalente, pero formulada totalmente a base de carne.
La evaluación sensorial del producto por un grupo de 14 jueces experimentados arrojó una media de 5,4 (intermedio entre 5 – “me gusta” y 6 – “me gusta mucho”) en una escala hedónica de 7 puntos (7 – “me gusta extremadamente”; 1 – “me disgusta extremadamente”).
Normas generales de empleo
A partir de resultados como los descritos en los epígrafes anteriores, se definieron los máximos niveles de empleo de la harina o sémola de soya de producción nacional:
• hasta 4% en productos de pasta fina, sin alteración de la identidad del producto,
• hasta 8% en nuevos productos de pasta fina,
• hasta 10% en productos a base de sangre, y hasta 15% en morcillas,
• hasta 14% en hamburguesas y productos a base de hígado,
• hasta 15 % en croquetas, y
• hasta 16% en una variante de picadillo extendido.
La aplicación de muchas de estas variantes fue inmediata, siendo la cadena de venta de hamburguesas el ejemplo más notorio. Ya en 1989, la industria cárnica usó 813 t de soya, en sustitución de 1970 t de materias primas cárnicas, con un efecto económico en el orden de los 4 millones de pesos. En 1990, el total de soya empleado en la Industria Cárnica rebasó las 1 300 t.
Todos los productos cárnicos elaborados cumplían con el patrón aminoacídico FAO/OMS para niños preescolares (2-5 años), y en casi todos los casos se les añadía sangre, como aporte de hierro asimilable (un nutriente del que la carne es una fuente difícilmente sustituible), en la proporción necesaria para alcanzar en cada producto un contenido de hierro equivalente al que tendría el mismo producto elaborado a base de carne de cerdo.
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Las hamburguesas
Las hamburguesas extendidas con harina de soya desarrolladas en el IIIA resultaron adecuadas para su introducción entre las opciones gastronómicas ofrecidas a la población, en seguimiento de una tendencia internacional que ya ha consagrado a la hamburguesa como una de las llamadas “comidas rápidas”: nutritiva, pero de fácil elaboración y servicio.
Aunque la fórmula originalmente desarrollada contenía 50 % de carne de cerdo, inicialmente se decidió aplicar una variante con un contenido de carne ligeramente superior: 60 %. Después de un tiempo de aplicación, se regresó a la fórmula original, que sería finalmente abandonada en la mayor parte del país para introducir una variante de mayor calidad organoléptica cuando se comenzó a disponer de proteína texturizada de soya.
Este producto tuvo gran aceptación por la población, y se montaron líneas para su elaboración industrial en todas las capitales de provincia. Limitaciones en la disponibilidad de soya texturizada hacen que, mientras que en la capital ya está estabilizada su producción a base de texturizado (que es mucho más económica, además), en el interior se continúe elaborando las hamburguesas con harina de soya.
La introducción de otros derivados de soya La proteína texturizada de soya
La similitud del texturizado con la carne molida es tal que se puede elaborar una hamburguesa de buena calidad con la siguiente fórmula:
Ingredientes %
Carne de res o cerdo 30,00 Proteína texturizada de soya (hidratada) 65,00 Sangre, sal y condimentos 5,00
La fórmula anterior permite esclarecer el concepto de la soya como “extensor” de la carne. Si se elabora una hamburguesa con 95 % de carne, 1 t de carne permitirá obtener apenas 1,05 t de hamburguesas, pero empleando 30 % de carne y 65 % de texturizado, con 1 t de carne podrán elaborarse 3,33 t de hamburguesas.
La introducción del texturizado ha permitido ofrecer otro producto sumamente conveniente desde el punto de vista económico: el picadillo extendido, que ya se distribuye como parte de la cuota de carne. El producto tiene un nivel de carne que le permite conservar calidad sensorial. Su textura imita perfectamente la del picadillo de carne de res y, aunque el sabor de la carne está un poco diluido, esto no constituye un problema gracias a nuestra tradicional forma de prepararlo en la cocina.
El picadillo extendido contiene un 70 % de proteína de soya texturizada hidratada, lo cual hace que su aspecto y olor, cuando está crudo, difieran claramente de los del picadillo de carne de res. Sin embargo, ambos productos son equivalentes desde el punto de vista del valor nutricional de su proteína y similares por su contenido de hierro asimilable, los dos aportes fundamentales de la carne
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en la dieta, y el picadillo extendido, si ha sido adecuadamente conservado, y una vez cocinado siguiendo nuestros hábitos de preparación, y con los condimentos normalmente disponibles en el mercado, es un producto perfectamente aceptable, aun comparándolo con el de carne de res.
La mayoría de los problemas confrontados con la calidad del picadillo extendido han tenido su origen en su rápido deterioro en la cadena de distribución. Ya el picadillo de carne es de por sí, por razones obvias, microbiológicamente frágil. La mezcla con el texturizado hidratado impone manipulaciones adicionales, con la consecuente contaminación microbiana que, unida a una deficiente cadena de frío en la distribución comercial, provocan el desarrollo de olores y sabores anormales y desagradables, que tanto han afectado la imagen del producto.
Proteína concentrada de soya y proteína aislada de soya El alto precio de estos derivados más refinados, y la naturaleza misma de la distribución (no orientada a la competencia en el mercado) del grueso de la producción nacional de productos cárnicos, han limitado su uso en nuestra industria. La evolución reciente en la producción de concentrados, hacia variantes de mayor grado de refinación y más alto precio, ha desalentado aún más su introducción. Así, el concentrado no se ha empleado industrialmente en cantidades apreciables.
Por ser el más caro de los derivados de soya, el uso de la proteína aislada de soya en la industria cubana se ha visto restringido a aquellos productos de más calidad, como los jamones cocidos de alto rendimiento y otros similares, en los que se añade en un nivel de alrededor de un 2 %.
Apreciación general sobre el uso de la soya en la industria cárnica cubana
Pese a los inconvenientes y dificultades confrontados, algunos de los cuales se han señalado aquí, el balance general del empleo de la soya como extensor en la industria cárnica cubana ha sido extraordinariamente positivo. Señalaremos tres aspectos en particular:
• La introducción de la soya ha permitido aportar una cantidad significativa de proteína de alta calidad a la dieta nacional, particularmente en momentos en los que el consumo promedio de proteínas, y en particular de proteínas de origen animal, se redujo drásticamente.
• Por haber sido el primer extensor utilizado masivamente en la industria, el empleo de la soya inauguró una etapa en la que los rendimientos, expresados en base a la carne utilizada, por tonelada de producto obtenido pasaron a ser uno de los criterios de eficiencia más claramente comprendidos y ampliamente aceptados, y se creó toda una cultura en el uso de los extensores cárnicos.
• El empeño por introducir la soya en todos los sectores de la industria alimenticia también inauguró para nuestro Instituto la era de los trabajos multidisciplinarios de amplio enfoque, en los que un problema es exhaustivamente estudiado desde todos los ángulos posibles, para darle la solución o soluciones más amplias y abarcadoras. Representó no sólo un aporte económico de un monto de decenas de millones de dólares, reconocido por la Academia de Ciencias de Cuba, que premió el trabajo, sino todo un cambio de mentalidad en el trabajo investigativo, con un énfasis mayor en aspectos tan centrales como una mayor atención al
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valor nutricional de los productos y la introducción de técnicas de optimización en el desarrollo de nuevos productos.
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Capítulo 4 Otros extensores de origen vegetal: “gluten” de maíz, amaranto, quinoa y otros granos ricos en proteína
La investigación sobre la aplicación de las proteínas vegetales en productos cárnicos no se ha limitado a la soya. Los trabajos que se han venido haciendo con la quinoa, el gluten de maíz, la harina de guisantes (chícharos), el amaranto y otros, indican que estos productos también pueden ser excelentes fuentes de proteína de alta calidad, utilizables como extensores cárnicos.
En este capítulo se reseñarán los principales resultados obtenidos en nuestro país con algunos de estos extensores vegetales alternativos.
Quinoa
La quinoa, conocida también en diferentes países como suba, pasca, supha, hupa, kiwina, lijccha, arrocillo americano, arroz de Perú, arroz pequeño, trigo de inca, y cuyo nombre científico es Chenopodium quinoa Willd, es un cereal cultivado desde por lo menos 3000 A.C.
Es una planta rústica, que crece en cualquier tipo de suelo, no es exigente en cuanto al agua y puede desarrollarse con facilidad en tierras relativamente secas, lo cual es su característica de mayor interés (Capelo, 1983). En nuestro país se introdujo en el año 1989 la variedad HV-1, procedente de Vietnam (Guzmán et al., 1993).
En la Tabla 4.1 se muestran los principales nutrientes de la quinoa HV-1 cultivada en Cuba, en comparación con otros cereales, mientras que la Tabla 4.2 presenta datos de su composición aminoacídica.
Tabla 4.1. Principales datos de composición de la quinoa HV-1 cultivada en Cuba, comparada con otros cereales (g /100g).
Producto Proteína Grasa Ceniza Fibra dietética
Quinoa HV-11 12,98 5,07 5,25 13,61 Quinoa 2 10,87 5,55 2,31 - Trigo 3 13,4 2,4 1,9 12,1 Arroz blanco3 7,8 0,5 0,6 1,3 Maíz 3 9,1 4,4 1,7 12,8 (1) Guzmán et al., (1993) (2) Ascheri et al., (1993) (3) Othón, S. (1996)
La quinoa contiene todos los aminoácidos esenciales (Tabla 4.2), destacándose su alto contenido en lisina, un aminoácido no muy abundante en los vegetales. También posee porcentajes
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superiores a los de otros alimentos en histidina e isoleucina, de modo que su proteína sobrepasa los requerimientos nutricionales para el hombre (FAO, 1985).
Tabla 4.2. Composición en aminoácidos de la proteína de la quinoa en comparación con otros alimentos.
Contenido en aminoácidos esenciales (g en 100 g de proteína)Aminoácidos
Quinoa Trigo Harina de soya FAO/OMS/UNU (1985)*
Aromáticos 12 4,2 8,7 6,3 Histidina 4,6 1,7 2,8 1,9 Isoleucina 7,0 3,3 4,4 2,8 Leucina 7,3 5,8 7,7 6,6 Lisina 8,4 2,2 6,3 5,8 Lisina 5,2 3,9 6,3 3,8 Sulfurados 12,5 2,1 2,3 2,5 Treonina 5,7 2,7 4,0 3,4 Triptófano 1,2 1,0 1,4 1,1 Valina 7,6 3,6 4,8 3,5
*Patrón de proteína ideal para el niño preescolar (2-5 años)
La digestibilidad de la proteína de la quinoa oscila entre el 76 y 78 % en muestras crudas (Ruales y Nair, 1993; 1994), que puede incrementarse sometiendo el cereal a diferentes tratamientos, térmicos o de otro tipo.
El principal impedimento para el uso de la quinoa es la presencia de saponinas, que le confieren un sabor amargo. En dependencia del método de obtención de la harina podrá o no eliminarse ese sabor, lo que determina el posterior empleo de la misma.
Empleo de la quinoa En nuestro Instituto se estudió la harina de quinoa en mortadella y perro caliente como sustituto del 100 % de la harina de trigo en ellos (Guerra et al., 1994). Obviamente, en este caso, más que extender los productos, lo que se busca es enriquecerlos en proteína con una fuente barata y de buena calidad nutricional.
La proteína de los productos elaborados con harina de quinoa es superior a los elaborados con harina de trigo, lo que está dado por la presencia de un balance de aminoácidos esenciales notoriamente superior. Igualmente la textura de los productos elaborados con harina de quinoa (dureza: 8,9 kgf en el perro caliente y 23 kgf en la mortadella) es significativamente mejor que la de los controles (4,6 kgf en el perro caliente y 17,3 kgf en la mortadella). En general no se detectaron diferencias sustanciales entre el aspecto y el sabor de los productos con la harina de quinoa y el control, por lo que se concluyó que la harina de quinoa es perfectamente utilizable como sustituto de la harina de trigo en las condiciones ensayadas.
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Gluten de maíz
El gluten de maíz, así llamado por analogía con el gluten original, que es el de trigo, es un subproducto del proceso de obtención del almidón de maíz, de cuya molturación húmeda se obtiene. Está constituido por el residuo, rico en proteínas insolubles en el ácido sulfuroso, que se obtiene al separar del grano las proteínas solubles, la fibra, el almidón y el germen.
Las proteínas del maíz se dividen en cuatro fracciones fundamentales: globulinas, albúminas, prolamina-zeína y glutelinas. Estos grupos difieren en sus propiedades físico-químicas: las albúminas son solubles en agua, las globulinas no son solubles en agua pero se solubilizan en una solución al 10 % de NaCl, las glutelinas sin embargo son insolubles en agua, en soluciones salinas y en alcohol, sólo son solubles en sales alcalinas al 0,2 % y la prolamina-zeína es soluble en soluciones alcohólicas al 80-85 % (Tregubov et al., 1970). En la Tabla 4.3 se muestra la composición del maíz comparado con otros cereales.
Tabla 4.3. Composición del maíz comparado con otros cereales (g/100g).
Componente Maíz Trigo Avena ArrozHumedad 15,0 10,0 9,8 11,4 Proteína 10,2 14,3 12,0 9,2 Grasa 4,3 1,9 5,1 1,3 Fibra 2,3 3,4 12,4 2,2 Cenizas 1,2 1,8 3,6 1,6
El grano de maíz posee alrededor de un 10 % de proteínas, de las cuales un 75 % se encuentra en el endospermo. El germen es más rico en proteínas, pero sólo constituye un 10 % del grano. La mayoría de las proteínas del germen consisten en albúminas y globulinas, pero sólo un 8 % de la proteína del endospermo puede ser extraída con agua o soluciones salinas ya que en su mayoría está compuesta por prolamina-zeína y glutelinas, y éstas son insolubles en estos solventes (Pomeranz, 1985). Al gluten pasan la zeína casi totalmente (constituye un 60 % de éste) y las glutelinas parcialmente. En la Tabla 4.4 se presenta la composición aminoacídica del maíz comparada con otros cereales.
Tabla 4.4. Composición en aminoácidos (g/100 g de proteína) de las diferentes fracciones de las proteínas del maíz (Praha, 1975).
Aminoácidos Albúmina Prolamina-zeína Glutelina Alanina - 0,8 - Aromáticos 5,5 13,5 5,5 Histidina 6,7 0,8 - Leucina 12,6 2,5 6,2 Lisina 1,0 0,0 2,8 Sulfurados 0,5 2,4 - Treonina 3,9 - - Triptófano 0,7 0,2 - Valina 2,5 1,9 -
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La prolamina-zeína tiene el más alto contenido de aminoácidos no polares como leucina y alanina, los que ocasionan la solubilidad de esta proteína en solventes alcohólicos. La calidad nutricional de la zeína es baja porque es deficiente en lisina y triptófano, que son aminoácidos esenciales (Pomeranz, 1985).
Empleo del gluten de maíz
Tradicionalmente no se han utilizado los cereales como fuentes de proteína para la industria porque tienen generalmente un bajo contenido de proteína comparado con las semillas oleaginosas, sin embargo, en ciertas situaciones ellos ofrecen una significativa ventaja económica que compensa su bajo rendimiento proteico. Éste es el caso del gluten de maíz, cuya utilización es cada vez es más amplia.
Uno de los usos más extendidos del gluten de todo tipo es como materia prima para producir hidrolizados de proteína vegetal aplicables como saborizantes de alimentos en sopas, salsas, cremas, etc.
También se ha utilizado el gluten de trigo en productos cárnicos. Gnanasambandam y Zayas (1998) estudiaron la microestructura de salchichas Frankfurters extendidas con gluten de trigo en forma de harina al 3,5; 5 y 7 %. Las muestras con 3,5 % de germen de trigo mostraron una sustancia intercelular más densa que las del control. Además tuvieron una película de proteína interfacial uniforme, con un ligero aumento en el espesor promedio.
En nuestro Instituto se realizaron experimentos con embutidos tipo butifarra, frankfurters y luncheon meat, empleando niveles de 2 y 3 % de gluten de maíz, en sustitución de carne, en una proporción de una parte de gluten por 2 partes de carne. En el caso del perro caliente con 3 % de gluten se adicionó un 1 % de sangre, para ayudar a enmascarar el fuerte color amarillo del extensor. En todos los productos se elaboró una fórmula patrón correspondiente ((Pérez et al., 1981).
En la Tabla 4.5 se exponen los valores calculados para los contenidos de aminoácidos esenciales y el valor biológico (calidad proteica) estimado a partir del cómputo químico para el embutido tipo butifarra estudiado. Como puede apreciarse en la Tabla, el valor biológico estimado del producto con gluten permanece prácticamente inalterable quizás con una ligera mejoría en relación con el producto patrón.
Este resultado no es sorprendente, puesto que la harina de maíz presenta como principal deficiencia la escasez de lisina, en la cual la carne es particularmente abundante. Se debe aclarar que este estimado del índice de Oser-Mitchell se obtuvo con los datos de composición de la proteína de maíz entero (FAO, 1970), mientras que el gluten estudiado en este trabajo se obtiene a partir del endospermo del grano del que se ha separado el germen. En el germen está concentrada la mayor proporción de proteína del grano, aunque no necesariamente la proteína de mejor calidad. Del trabajo se concluye que el gluten de maíz puede utilizarse como extensor cárnico en productos emulsificados en niveles hasta un 3 % en sustitución de un 6 % de carne sin afectar el valor biológico y la aceptabilidad del producto.
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Tabla 4.5. Comparación del contenido en aminoácidos esenciales de las proteínas del gluten de maíz, la carne y los productos elaborados, tomando como patrón de referencia la proteína del huevo.
Contenido en aminoácidos esenciales (g en 100 g de proteína)
Aminoácido Huevo Carne Gluten de
maíz (%) Butifarra (patrón)
Butifarra (extendida)
Aromáticos 9,3 8,22 1,01 7,05 7,05
Isoleucina 5,4 5,07 0,51 4,27 4,21
Leucina 8,6 8,40 1,11 8,44 8,56
Lisina 7,0 8,37 0,20 7,30 6,83
Sulfurados 5,7 3,72 0,2 3,51 3,57
Treonina 4,7 3,20 0,40 4,30 4,23
Triptófano 1,7 1,10 0,10 0,92 0,99
Valina 6,6 5,71 0,40 4,73 4,77
Valor Biológico 97,30 77,5 — 75,0 75,6
Proteína de guisantes
Entre las diferentes fuentes de proteínas vegetales investigadas en los últimos años se encuentran los frijoles y los guisantes, conocidos estos últimos en nuestro país como chícharos. La proteína de los guisantes posee muy buenas propiedades, tanto nutricionales como funcionales, lo que posibilita su empleo en productos cárnicos. (Mittal y Usborne, 1985). Los guisantes pertenecen al género Pisum, y la especie más extendida en la alimentación humana es la Pisum sativum (Mateo Box, 1961).
Las proteínas que predominan en el guisante o chícharo son globulinas solubles en agua, que constituyen del 60 al 75 % de la proteína total. Presentan una extracción óptima a pH entre 9 y 10, valor al cual aproximadamente el 96 % de los compuestos nitrogenados se extraen (Kolowska y Borowska, 1976).
Las variedades más usadas contienen entre 20 y 25 % de proteína (Reichert y Mc Kenzie, 1982). Su contenido de grasa es bajo, aproximadamente 1 % (Tabla 4.6) por lo que no requiere de un proceso previo de extracción, lo que representa ahorro de tiempo y de energía, así como la no afectación de sus propiedades funcionales, pues la proteína no sufre desnaturalización alguna. Además presenta un bajo contenido de sustancias antinutricionales comparadas con otras proteínas de origen vegetal como la soya (Gwiazda et al., 1979).
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Tabla 4.6. Composición química aproximada de la harina de chícharos (g/100g).
Componente Harina de Chícharo Harina de Soya
Proteína 20-25 38-40 Humedad 12,5 5,2 Grasa 1,5 12,88 Cenizas 2,63 5,76 Carbohidratos 62,3 37,8
La harina de chícharo tiene 2 veces menos cantidad de proteína y celulosa que la soya, mayor cantidad de almidones y de mono y disacáridos, y un contenido mineral similar ojo buscar relación de minerales.
Valor nutritivo
La harina de chícharo contiene todos los aminoácidos esenciales, es especialmente rica en lisina, superando a la harina de soya en este aminoácido (Tabla 4.7).
Tabla 4.7. Comparación del contenido en aminoácidos esenciales de las proteínas de la harina de chícharo, la carne de res y la harina de soya, con un patrón ideal.
Contenido en aminoácidos esenciales (g en 100 g de proteína)
Aminoácidos Carne Res FAO/OMS/UNU
(1985)* Harina de Chícharo
Harina de Soya
Aromáticos 8,00 6,3 7,33 8,80 Sulfurados 1,20 2,5 2,03 3,08 Treonina 4,59 3,4 4,06 4,27 Triptófano 1,12 1,1 0,90 1,54 Valina 5,01 3,5 4,70 5,23 Lisina 8,90 5,8 7,50 6,08 Leucina 8,11 6,6 6,80 7,82 Isoleucina 4,82 2,8 4,27 4,83 Total aminoácidos esenciales
41,75 37,61 41,65
*Patrón de proteína ideal para el niño preescolar (2-5 años)
Propiedades funcionales
Desde el punto de vista de sus propiedades funcionales si bien su CRA no es destacable (Tabla 4.8), sí posee un alto índice de solubilidad de las proteínas (ISN), superior al de la harina de soya, ya que este producto no ha recibido ningún tratamiento térmico drástico que pudiera desnaturalizar
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sus proteínas, a diferencia de la soya que se somete a un proceso de extracción de grasa. Esta buena solubilidad de la harina de chícharo representa una ventaja para su empleo como extensor en productos cárnicos. Presenta excelentes propiedades emulsificantes, lo que permite que las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de chícharo sean muy estables al tratamiento térmico. tiene una capacidad de retención de agua y de grasa similar a la de la harina de trigo (Mitsyk et al., 1983). Sa capacidad de retención de aceite es ligeramente superior a la de la harina de soya (Tabla 4.8), lo que justifica su mayor proporción de fase emulsificada estable al tratamiento térmico.
Tabla 4.8. Comparación de las propiedades funcionales de la harina de chícharo con la harina de soya.
Propiedades Funcionales Harina de Chícharo Harina de Soya
Proteína soluble (%) 14,09 17,28 Indice solubilidad del nitrógeno (%) 66,57 45,33 CRA (ret./g) 1,88 2,39 CRG (g de aceite/0,5g) 0,54 0,46 Estabilidad de la emulsión (fase emulsión) 51,8 48,8
El gel que se forma al someter la harina de chícharo al calor aumenta la capacidad de retención de agua de 0,6 a 1,7, permitiendo que se mantenga su elasticidad después de la hidratación y ofrece una mayor resistencia al sobrecalentamiento. Por su contenido de fibra, cuando se elaboran productos extrudidos con harina de chícharo, mejoran sus características texturales (Anónimo, 1980).
Empleo de la harina de chícharo
El empleo de la proteína de chícharos en productos cárnicos como sustituto de la proteína cárnica, ha sido estudiado por algunos investigadores (Mitsyk et al., 1983).
Reportes de la literatura indican, que un producto cárnico con un 3 % de adición de harina de chícharos en sustitución de carne, tiene similares propiedades nutricionales a un producto elaborado con harina de soya (Mitsyk y Mikhailovky, 1982). Esos mismos autores plantean que productos cárnicos con un nivel de sustitución de harina de chícharos mayor de 10 %, presenta un fuerte sabor a chícharo y que empleando concentrados a niveles permisibles de 5 y 10 % sustituyendo de 10 y 20 % de carne respectivamente, no alteraron el sabor y el color del producto.
Pérez y Castillo (1986), evaluaron las propiedades de la harina de chícharos desde los puntos de vista de su composición química, funcional y nutricional, así como su posible empleo como extensor en productos emulsificados, tipo frankfurter. Estudiaron niveles de sustitución de 3, 6, 10 y 15 %, en proporción 1:1 harina de chícharo:carne de cerdo, dado que se consideran equivalentes sus contenidos de proteína.
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En la Tabla 4.9 se muestra la composición aminoacídica estimada para las formulaciones ensayadas, así como el índice de calidad proteica. Este disminuye ligeramente, como era de esperar, teniendo en cuenta los respectivos contenidos aminoacídicos de la carne y la harina de chícharo; pero esta variación no parece ser considerable, incluso al mayor nivel empleado.
Tabla 4.9. Comparación del contenido en aminoácidos esenciales de los productos elaborados con diferentes niveles de harina de chícharo, con un patrón ideal (valores en g por 100 g de proteína).
Embutidos con harina de chícharo Aminoácidos FAO/OMS/UNU
(1985)* Embutido
control 3 % 6 % 10 % 15 %
Aromáticos 6,3 7,94 7,92 7,89 7,86 7,83 Isoleucina 2,8 4,80 4,76 4,73 4,68 4,63 Leucina 6,6 8,03 7,99 7,96 7,90 7,84 Lisina 5,8 8,50 8,48 8,52 8,54 8,55 Sulfurados 2,5 4,00 3,85 3,70 3,50 3,26 Treonina 3,4 4,49 4,47 4,47 4,46 4,45 Triptófano 1,1 1,14 1,12 1,11 1,09 1,07 Valina 3,5 5,18 5,19 5,20 5,21 5,23 Índice Oser-Mitchell - 79,89 79,21 78,60 77,72 76,71 Índice de calidad proteica** - 75,35 74,61 73,94 72,99 71,76
*Patrón de proteína ideal para el niño preescolar (2-5 años)
**Calculado a partir del índice de Oser-Mitchell
Amaranto
El amaranto era uno de los cultivos principales de las culturas precolombinas del Nuevo Mundo y fue una de las primeras plantas que se domesticaron en México, Centro y Sud América. Las especies que tienen antecedentes de haber sido utilizadas como alimentos y que producen semillas, todas pertenecen al género Amaranthus.
En condiciones normales de almacenamiento, las semilla de amaranto suelen tener entre 6 y 11 % de humedad, que es muy apropiada para su mejor conservación. Como la composición química de cada parte de la planta y en las diferentes especies es distinta, es necesario siempre delimitar muy bien especie y parte a las que, en cada caso, se hace referencia. De otra manera, hablar de amaranto en general exige, en los datos, también una amplia generalización. En la Tabla 4.10 se resume la composición de las semillas del amaranto. El principal componente de la semilla de amaranto son los hidratos de carbono y en segundo lugar la proteína.
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Tabla 4.10. Composición de las semilla de amaranto (g/100g).
Índices Base Húmeda Base Seca
Humedad 7-8 - Extracto libre de nitrógeno 65-67 70-72 Proteína cruda (Nx5,85)* 12-16,5 13-17,8 Extracto etéreo 4-6 4,4-8,1 Fibra cruda 3-6 3,2-6,4 Cenizas 3-4 3,2-6,4
*Becker et al., 1981
Valor nutritivo
La semilla de amaranto no sólo tiene un alto contenido de proteína, sino que además es rica en lisina y aminoácidos aromáticos y azufrados, ligeramente pobre en valina e isoleucina (Barros y Buenrostro, 1997). En la Tabla 4.11 se muestra se muestra el balance de aminoácidos esenciales de la proteína de amaranto.
Tabla 4.11. Comparación del contenido en aminoácidos de las proteínas de amaranto y la harina de soya, con un patrón ideal.
Contenido en aminoácidos esenciales (g en 100 g de proteína) Aminoácido FAO/OMS/UNU
(1985)* Proteína de amaranto Harina de soya
Aromáticos 6,3 23,1 8,7 Isoleucina 2,8 10,2 4,4 Leucina 6,6 14,8 7,7 Lisina 5,8 16,6 6,3 Sulfurados 2,5 11,2 2,3 Treonina 3,4 11,4 4,0 Triptófano 1,1 2,1 1,4 Valina 3,5 10,6 4,8
* Patrón de proteína ideal para el niño preescolar (2-5 años)
Empleo de la harina de amaranto Castrillón (1996) estudió el comportamiento de la harina de amaranto como sustituto de la harina de trigo en productos cárnicos de pasta fina (mortadella y perro caliente), obteniendo productos con el 100 % de sustitución de la harina de trigo sin que se viese afectada la calidad sensorial y nutricional de dichos productos.
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Otros extensores vegetales
Aunque en la industria cárnica cubana no se han empleado, existen otras fuentes de proteína que pueden emplearse en productos cárnicos, como la sémola de algodón, que es una fuente importante de proteínas. Molonon y Bowers (1976) elaboraron pastas cárnicas con niveles de 15 y 30 % de harina texturizada de semilla de algodón en sustitución de carne, mientras que Lin y Humbert (1974) evaluaron las propiedades funcionales de la proteína de la semilla de girasol para su posible empleo en alimentos. Virch et al. (1977) elaboraron embutidos sustituyendo de 4 a 5 % de la carne, por cantidades correspondientes de proteína aislada de girasol.
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