Propiedades hidrotérmicas- isométricas del tejido conectivo perimisio del músculo semitendinoso bovino
Autor: María E. Latorre y Peter P. Purslow
Durante la cocción de la carne, tanto la firmeza del producto cocido como la cantidad de líquido exudado de cocción aumentan. Los cambios en la terneza de la carne a temperaturas superiores a los 65°C podrían estar asociados a la desnaturalización y contracción del colágeno dentro del tejido conectivo intramuscular (IMCT). El componente mayoritario del IMCT es el perimisio y la fuerza de contracción inducida por el calor podría ser considerada la fuerza principal de contracción que contribuye de manera importante a las pérdidas por cocción.
Dado el importante rol del perimisio en la sensibilidad a los cambios durante la cocción, se evaluó en este trabajo la tensión hidrotérmica-isométrica (HIT) en muestras del tejido perimisio aisladas de carne cruda en diferentes soluciones, a fin de evaluar las fuerzas que pueden ser generadas por el componente más importante IMCT en relación a diferentes solutos presentes en el medio de cocción.
Sobre muestras de tejido perimisio, aisladas del músculo Semitendinoso bovino a los cinco días post-mortem, se evaluó la HIT. El tejido perimisio en diferentes soluciones (H2O; 100% PBS (pH: 7,4); Manitol (380 mM; pH: 5,6); 25% Ringer (pH: 7,4) y 25% Sal (pH: 5,6)) fue sometido a un régimen de calentamiento desde temperatura ambiente hasta 85°C y luego mantenido a 85°C durante 30 min.
La temperatura mínima de calentamiento para el desarrollo de la fuerza de contracción se vio afectada por la presencia de solutos en solución, siendo equivalente entre las diferentes soluciones (63,5-64,5°C) y significativamente menor respecto de la temperatura del perimisio en agua (67°C). Los porcentajes de relajación al final del tratamiento respecto a las fuerzas máximas desarrolladas por el perimisio en los distintos sistemas presentaron diferencias significativas. Ello estaría indicando que si bien el perimisio en este músculo es muy estable al calor, las condiciones del medio podrían afectar la contracción y capacidad de relajación respecto a la fuerza máxima alcanzada a los 85°C.
Los resultados apoyan la hipótesis de que las fuerzas generadas en la red del perimisio dentro de la carne durante la cocción podrían contribuir a las pérdidas de líquido por cocción por encima de los 65°C y ser afectadas directamente por cambios en la red del colágeno durante la contracción inducida por el calentamiento y por los solutos presentes en el medio de cocción.
Palabras clave: perimisio, colágeno, firmeza, fuerza de contracción
Introducción La carne es un sistema complejo en cualquiera de los niveles estructurales y sus propiedades macroscópicas dependen de las características de reorganización de todos los niveles (Lepetit, 2008). La terneza es el atributo de mayor interés, es la cualidad más importante por el cual se determina la aceptabilidad general de la carne y este atributo es detectado en la carne cocida. Este propiedad, terneza, está influenciada por las características de los distintos niveles estructurales y por las modificaciones y reorganización que la estructura general de la carne sufre durante el tratamiento térmico. Algunas de las características que contribuyen a determinar la resistencia mecánica de la carne cruda tienen bajo o ningún efecto sobre la fuerza de la carne cocida. Por otra parte, dependiendo del tratamiento térmico, la influencia de cada característica sobre la dureza de la carne puede variar (Lepetit, 2008).
La cocción de la carne implica un aumento progresivo de la temperatura en el sistema, y a medida que el proceso de cocción avanza aumentan tanto la tenacidad del producto como la cantidad de líquido exudado (Davey y Gilbert, 1974; Tornberg 2005). Martens y col. (1982) observaron una correlación entre la desnaturalización térmica de las proteínas, miosina (40-60°C), colágeno (56-62°C) y actina (66-73°C), y los cambios en las características de firmeza, cohesividad y jugosidad, respectivamente. Los autores notaron que la textura óptima se alcanza en la región de temperatura 60-67°C, lo que implica desnaturalización de la miosina y del colágeno, pero no de la actina (actina nativa). Esto sugiere que el aumento de la dureza de la carne a temperaturas mayores a 60°C puede asociarse especialmente a la desnaturalización del colágeno dentro del tejido conectivo intramuscular (IMCT). Esto es coherente con los resultados de Cartaginese y Purslow (2014) donde se observó que las fuerzas de contracción del IMCT son considerables a temperaturas por encima de 65°C.
El IMCT está compuesto principalmente por fibras de colágeno y elastina, rodeado por un matriz de proteoglicanos (PG). El contenido total de colágeno en los músculos de carne pueden variar de 1 a 15% del peso seco; mientras que la elastina es un componente menor que varía de 0,6 a 3,7% (Bendall, 1967). En el músculo el principal IMCT es el perimisio (90%) (McCormick, 1994) y la cantidad varía entre los músculos de la canal (Purslow, 2005).
Lepetit (2008) sugirió que la presión sobre las fibras musculares, que se produce debido a la contracción en el sistema inducido por la cocción, se debe a la elasticidad de las redes de colágeno desnaturalizado por el calor y a los entrecruzamientos covalentes presentes. A partir de los resultados de calorimetría diferencial de barrido (DSC) y microscopia de transmisión electrónica, Purslow (2014) sugirió que tres poblaciones de moléculas de colágeno se combinan dentro de las fibrillas de colágeno: una población formada por entrecruzamientos débiles (lábil), una fracción estable y una población con entrecruzamientos fuertes, de alta estabilidad térmica. Además sugiere que el colágeno lábil -térmicamente soluble aun en períodos cortos de cocción- no tienen ningún efecto sobre la contribución de a la fuerza del IMCT, mientras que la fracciones restantes insolubles al calor podrían solubilizarse progresivamente durante el calentamiento prolongado a temperaturas intermedias o durante los regímenes de cocción a alta temperatura-corto tiempo, pero que sin embargo durante la cocción rápida esta fracción es insoluble.
Por otra parte, Aktas y col. (2001, 2003) evaluaron los efectos del pH, NaCl y CaCl2 sobres los cambios en la desnaturalización del colágeno mediante DCS y observaron en la temperatura inicial (To) y la temperatura máxima de desnaturalización (Tp) se ven fuertemente influenciadas por el pH. También vieron que las diferentes sales y concentraciones afectan la estabilidad térmica del tejido conectivo intramuscular.
Considerables fuerzas se producen en el IMCT perimisio debido a las características y cambios producidos en el colágeno durante la cocción (Cartaginese y Purslow, 2014). Dichas fuerza pueden ser medidas restringiendo su cambio de longitud mediante estudios de HIT. Los estudios HIT reportados hasta la fecha en tejidos perimisio son escasos e incipientes, por otra parte no se han encontrados datos en la bibliografía donde se evalúe el efecto de diferentes solutos, iones y H+/OH- en solución sobre la tensión generada en el perimisio o los cambios en la estructura del colágeno durante el calentamiento (cocción).
El presente trabajo tuvo por objetivo evaluar si la presencia de diferentes solutos e iones en el medio de cocción afectan la fuerza de tensión del IMCT-perimisio. La fuerza de tensión se relaciona con el atributo de mayor interés en calidad de carne –terneza- y los cambios pueden deberse a las características de desnaturalización y reorientación de las fibras de colágeno durante la cocción. De acuerdo con Lewis y Purslow (1989), las fuerzas producidas durante el calentamiento por la red perimisial que rodea los fascículos podría ser la responsable de la exclusión de líquido de las fibras musculares y del aumento de la dureza. El ensayo de HIT permite evaluar las características de fuerza generadas por el perimisio durante el calentamiento, permitiendo vincularlo con las características de firmeza de la carne cocida.
