luis a. brumovsky - Aula Virtual FCEQyN

LUIS A. BRUMOVSKY
INGENIERO QUÍMICO
MAGÍSTER EN TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS
DOCTOR EN CIENCIAS TÉCNICAS
PROFESOR ADJUNTO DE BROMATOLOGÍA Y NUTRICIÓN
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS QUÍMICAS Y NATURALES
UNIVERSIDAD NACIONAL DE MISIONES
2012
CARNES
La palabra carne se refiere al músculo que ha sufrido ciertos
cambios químicos y bioquímicos después de la muerte.
COMPOSICIÓN DEL TEJIDO MUSCULAR MAGRO
ESPECIE
AGUA
PROTEÍNAS
LÍPIDOS
CENIZAS
Vacuno
70 - 73
20 - 22
4–8
1,0
Cerdo
68 - 70
19 - 20
9 - 11
1,4
73
20
5–6
1,6
Pollo
73,7
20 – 23
4,7
1,0
Pavo
74
24,6
0,7
1,0
Bacalao
81,2
17,6
0,3
1,2
Salmón
64
20 - 22
13 - 15
1,3
Cordero
1
VALOR NUTRITIVO
Las proteínas son de elevada calidad, pues su composición de aa
es muy semejante a la necesaria para el mantenimiento y
crecimiento del tejido humano (95 % de nitrógeno proteico).
Los lípidos se dividen en:
Lípidos del tejido muscular
Lípidos del tejido adiposo
El contenido de colesterol de las carnes (unos 70 mg/100 g), es
inferior al considerado no deseable para el hombre según las
recomendaciones nutricionales.
El tejido muscular es rico en vitaminas del complejo B, (tiamina,
riboflavina, niacina, B6, B12) y pobre en vitaminas C, D, E y K.
Buena fuente de hierro y fósforo y pobre en calcio.
Contenido de elementos minerales de algunas carnes
(mg/100 g)
Carne
Calcio
Fósforo Hierro Sodio Potasio
Vacuno:
Carne
Hígado
11
8
170
350
2,8
6,5
65
130
350
280
Porcino:
Carne
Hígado
9
10
175
355
2,3
19,3
70
70
280
260
Ovino:
Carne
Hígado
10
10
150
345
1,2
10,0
75
50
290
200
2
Contenido vitamínico de diferentes carnes y vísceras
Carne
Tiamina
Riboflavina
Niacina
(mg/100 g) (mg/100 g) (mg/100 g)
Vitamina A
(UI/100 g)
Vacuno:
Carne
Hígado
Riñón
0,10
0,25
0,36
0,15
3,26
2,55
4,50
13,50
9,50
70
40.000
700
Porcino:
Carne
Hígado
Riñón
0,80
0,30
0,58
0,18
3,00
1,70
4,00
15,00
9,50
70
10.000
150
Ovino:
Carne
Hígado
Riñón
0,14
0,40
0,51
0,15
3,20
2,40
5,00
16,00
7,00
35
50.000
700
ESTRUCTURA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO
Tipos de músculo
Liso involuntario
Estriado involuntario
Estriado voluntario
Músculo estriado
Músculo liso
El músculo está recubierto por el epimisio, (tejido conectivo) que
se prolonga interiormente en el perimisio y lo divide en haces.
Los haces contienen fibras musculares separadas por el endomisio.
3
Micrografía de una fibra de músculo
estriado de conejo.
Las miofibrillas se extienden en
diagonal desde el ángulo superior
izquierdo al ángulo inferior derecho
Micrografía de músculo cardíaco
Diagrama de la organización y estructura del músculo esquelético
Sección transversal de fibras
musculares esquelética de cerdo
4
Las fibras son células multinucleadas.
L = 1 a 40 mm y ∅ = 0,01 a 0,1 mm.
Presentan estriaciones al microscopio.
Las rodea el sarcolema. Dentro del
sarcoplasma se encuentran las miofibrillas
Sarcolema: Compuesta por filamentos
de tejido conectivo, una membrana basal
de mucopolisacáridos y una membrana
plasmática lipoprotéica.
Sarcoplasma: De consistencia semifluida
constituida
por
proteínas
solubles
(enzimas),
inclusiones
de
grasa
mioglobina, glucógeno.
5
Miofibrillas: Son los elementos contráctiles. ∅ = 1 a 2 micras.
Dos filamentos parcialmente encajados
Bandas claras (isótropas)
(Banda I)
Bandas oscuras (anisótropas)
(Banda A)
Filamentos delgados (Banda I)
Filamentos gruesos (Banda A)
F - Actina
Miosina + F – Actina
Cada filamento grueso está rodeado por seis filamentos delgados
que se insertan en disposición hexagonal en el disco de la línea Z.
Retículo sarcoplásmatico: compleja
organización de túbulos y vesículas que
recubren las miofibrillas
PROTEÍNAS DE MÚSCULO ESQUELÉTICO
Proteínas miofibrilares
Miosina
Actina
Tropomiosina
Troponina
Actinina
Otras
Proteínas sarcoplásmicas
Enzimas sarcoplásmicas
y mitocondriales
Mioglobina
Otras
Proteínas del estroma
Colágeno
Elastina
Otras insolubles
Total
%
5,0
2,5
0,8
0,8
0,3
0,6
10,0 %
7,0 %
6,0
0,6
0,3
3,0 %
1,5
0,1
1,4
20,0 %
6
PROTEÍNAS MIOFIBRILARES
Responsables de la transformación de la energía química en energía
mecánica (contracción - relajación).
Insolubles en H2O y en soluciones salinas diluidas.
Miosina
• Proteína fibrosa de estructura helicoidal. PM = 500.000.
• Posee actividad ATPásica, es decir, cataliza la hidrólisis del ATP
suministrando energía.
Diagrama esquemático de una molécula de miosina
Filamento grueso de miosina
Cada filamento grueso de la miofibrilla, contiene de 200 a 400 moléculas de miosina
Las cabezas globulares se
disponen en espiral en
torno al haz
Cabezas
Cola
7
Actina
La F-actina está constituida por monómeros de G-actina dispuestos
en forma de doble hélice, (500 a 600 monómeros de G-actina).
La G-actina contiene un ATP disponible para el ataque enzimático.
PM G-actina = 50.000 a 60.000 (cadena de 450 aminoácidos).
Filamento de actina fibrosa
La F-Actina se combina con la miosina formando el complejo
actomiosina.
Estructura de un filamento delgado
Cambio en la conformación de un filamento
fino durante la contracción muscular
a) Filamento fino en ausencia de iones Ca++
b) Filamento fino en presencia de iones Ca++
Regulación de la contracción y relajación por el complejo
tropomiosina-troponina
8
Bioquímica de la contracción muscular
Relajación:
• Presentes ATP y Mg++
• Ca++ retenido en el retículo sarcoplasmático
• La miosina no presenta actividad ATPásica
• La actina y la miosina se desplazan sin dificultad.
Contracción:
• Presentes ATP y Mg++
• El retículo suministra Ca++ (10-7 M)
• Se activa la propiedad ATPásica de la miosina
• Se libera energía. ATP
ADP + P + 10.000 cal
• Interactúan la actina y la miosina : Actomiosina
Cabeza de miosina
Conectado
Desconectado
Etapas de contracción de un sarcómero
A: Sarcómero del músculo alargado
B: Sarcómero del músculo en reposo
C y D: Diversos grados de contracción
del sarcómero
9
Etapas de contracción de un sarcómero
Microfotografía electrónica y representación
esquemática del sarcómero
10
Bioquímica de la contracción muscular
Fosfocreatina quinasa
1) ADP + fosfocreatina
ATP + creatina
Adenilato quinasa
2) 2 ADP
ATP + AMP
3) Glucosa
2 Ácido láctico + 2 ATP
(glicólisis anaeróbica)
El contenido de ATP permanece casi constante, el cual se
forma por los tres caminos anteriores
Bioquímica de la contracción muscular
11
Sistema proteico muscular después de la muerte
Presenta gran importancia en la calidad de las carnes.
En ausencia de ATP, la actina y la miosina se unen irreversiblemente,
produciéndose la rigidez cadavérica.
Modificación de los tejidos musculares después de la muerte
PROTEÍNAS SARCOPLÁSMICAS
Constituidas en su mayor parte por albúminas y globulinas,
principalmente de los sistemas enzimáticos del metabolismo celular.
Solubles en agua y en soluciones salinas diluidas.
La más importante es la mioglobina, que es responsable del color
rojo de la carne. PM ~ 17.800 (mioglobina vacuna).
Representa el 80 a 90 % de los pigmentos totales.
Está formada por un grupo hemo, coordinado con Fe++ y unido a una
cadena polipeptídica, la globina.
Estructura diagramática simplificada de la mioglobina
12
La función primordial de la hemoglobina
es transportar el oxígeno de los pulmones
a los tejidos.
La mioglobina actúa en el músculo como
reserva del oxígeno que le suministra la
hemoglobina.
Durante el período postmortem sufre transformaciones.
Estados de oxirreducción de la mioglobina
Mioglobina (Fe++)
rojo púrpura
Oxidación
Oxigenación
Red.
Oxidación
Oximioglobina (Fe+2)
rojo brillante
Metamioglobina
Reducción
(Fe+3)
Pardo
Relación de la presión parcial de oxígeno de la atmósfera
con los estados químicos del pigmento y con el color
13
PROTEÍNAS DEL ESTROMA
Es la fracción proteica insoluble de las proteínas musculares.
Constituidas principalmente por proteínas del tejido conectivo y están
distribuidas por todo el organismo animal.
Afectan directamente a las características de calidad de la carne.
Sus principales componentes son:
El colágeno
Es la proteína animal más abundante.
Mantiene unidas las fibras musculares.
Contiene: 33 % de glicina
11 % de alanina
12 % de prolina
10 % de hidroxiprolina
1 % de hidroxilisina.
Es deficiente en triptófano
La unidad estructural es el tropocolágeno.
L = 2.800 A y ∅ = 14 A. PM = 300.000
Presenta numerosos enlaces cruzados intermoleculares entre grupos
cabonílicos y grupos -NH2.
A temperatura mayor a 60 °C se transforma en gelatina.
Diagrama de la disposición escalonada de las moléculas de tropocolágeno en
una microfibrilla
14
La elastina
Abunda en las paredes de las arterias y en los ligamentos de las
vértebras.
Es una molécula tipo ovillo estadístico, con numerosos enlaces entre
las cadenas proteicas.
Las fibras son filamentosas y su espesor y distribución varían según
el tejido.
En la cocción, la elastina se hincha y se estira, pero no se disuelve.
Estructura de la red de elastina
GRASAS
Se concentran en:
El tejido adiposo subcutáneo
La pelvis
Los riñones y las vísceras
La grasa del tejido adiposo está compuesta casi exclusivamente por TG
La grasa intramuscular contiene fosfolípidos y alto contenido de
insaponificables (principalmente colesterol).
El elevado contenido de ácidos grasos saturados (palmítico y esteárico)
da dureza y alto punto de fusión a las grasas.
Los fosfolípidos se oxidan con gran facilidad.
El colesterol se encuentra en los tejidos en forma libre o esterificada con
AG de cadena larga
15
Tejido adiposo subcutáneo
A) Diagrama de una célula grasa típica
B) Microfotografía de células grasas subcutáneas de vaca
Composición en AG de la carne de diversas especie
Carnes rojas
Vacuno
Total de saturados
37,7
Aves
Pescados
Cerdo
Ovino
Pollo
Pavo
35,5
35,8
26,6
32,3
Bacalao
Atún
19,5
25,6
14:0
2,8
1,2
2,7
0,8
0,0
1,3
2,8
16:0
22,7
21,9
19,4
16,9
13,8
13,6
16,5
18:0
11,8
10,9
11,8
8,1
9,2
4,5
6,3
Total de
monoinsaturados
42,4
45,2
40,2
24,2
16,9
14,0
32,7
16:1
3,7
3,2
3,0
2,4
1,5
2,4
3,3
18:1
38,3
41,2
36,4
20,2
13,8
9,1
18,9
Total de
poliinsaturados
3,9
10,7
9,1
22,6
26,1
34,5
29,2
18:2
3,1
8,7
6,9
13,7
16,9
0,7
1,1
18:3
0,3
0,3
1,3
0,8
0,0
0,2
0,0
20:4
0,5
1,2
1,0
3,2
4,6
3,3
0,9
16
Contenido de colesterol de algunos alimentos (mg/100 g)
Cordero
70
Pavo
70
Vacuno
65
Cerdo
60
Hígado
300
Riñón
375
Manteca
350
Huevo entero
500
Queso Cheddar
100
CARBOHIDRATOS Y SUSTANCIAS NO NITROGENADAS
Se encuentran libres o combinados.
Los principales son:
Azúcares: glucosa, fructuosa y ribosa.
Polisacáridos:
Mucopolisacáridos: son residuos de ácidos
urónicos y hexosaminas fosfatadas o acetiladas.
Actúan como relleno de las proteínas del tejido
conectivo
Glucógeno: es al reserva energética
Se acumula en el músculo (~ 1 %) y en el
hígado (2 a 8 %).
Sus
reservas
en
el
músculo
son
fundamentales en la calidad de las carnes.
Molécula de glucógeno
17