INFLUENCIA DEL SISTEMA DE EXPLOTACIÓN EN LOS TIPOS FIBRILARES DE LA CARNE DE CERDO CHATO MURCIANO B Peinado Ramón, L Almela Veracruz, N Duchi Duchi, A Poto Remacha Instituto Murciano de Investigación y Desarrollo Agrario y Alimentario (IMIDA), C/Mayor s/n. 30150 La Alberca, Murcia, [email protected] RESUMEN El cerdo Chato Murciano puede ser explotado tanto en sistema intensivo como extensivo, siguiendo normas específicas de los sistemas de producción ecológica, aunque por ahora no existe en el mercado carne con esta característica. La composición fibrilar de los músculos de los animales está relacionada con parámetros de calidad. El consumidor valora la calidad de la carne y el bienestar animal (explotados con mínimo estrés y desarrollando su comportamiento innato). El objetivo de este trabajo es comprobar si el sistema de explotación afecta a la composición y tamaño fibrilar del músculo longísimo lumbar del cerdo Chato Murciano. Se han estudiado 22 animales, explotados en sistema intensivo (lote I, N=11) y extensivo (lote II, N=11). Determinándose tres tipos de fibras: I, IIA y IIB, y su área trasversal. Los resultados indican que existen pocas diferencias entre sistemas: las fibras tipo I tienen mayor porcentaje y tamaño en los animales del lote I (14,6% y 3088,6 ± 704 μm2), y las tipo IIB de mayor porcentaje y tamaño en los animales del lote II (78.09% y 4832,81±2544.4 μm2). Así, la explotación extensiva permite el bienestar animal y produce carne de calidad, aunque no es diferenciable desde el punto de vista fibrilar. Palabras clave: cerdo, Chato Murciano, sistema de explotación, fibra muscular, carne INTRODUCCIÓN La ganadería porcina basada en nuestra raza autóctona Chato Murciano ha constituido tradicionalmente una producción de alta calidad con una importante influencia socioeconómica en nuestra Región. Por otro lado, es indiscutible el papel desempeñado, por esta raza autóctona, en el nacimiento y posterior desarrollo de la porcinocultura moderna murciana, sin desestimar la influencia que tuvo en el florecimiento de la industria cárnica, ya que fue la base de numerosos embutidos típicos de Murcia (Poto, 2003). El cerdo Chato Murciano es, dentro de las razas porcinas en peligro de extinción, uno de los que ha pasado de estar a punto de extinguirse en la década de los noventa a presentar un número de ejemplares suficiente para asegurar que en el año actual puede ser utilizado como portador de características diferenciables, de donde pueden obtenerse otra gama de transformados cárnicos con cualidades diferentes a lo que se encuentran en el mercado. Todo ello, por ser un animal de capa negra, con el perfil frontonasal convexo o ultraconvexo, orejas eréctiles y crecimiento más lento y armonioso que la gama de porcinos altamente seleccionados (Poto et al., 2002) La fibra muscular es la unidad estructural de todos los músculos esqueléticos. La proporción relativa de los tipos de fibras en el músculo podría ser uno de los factores más determinantes de la heterogeneidad de la carne. De hecho, la calidad de la carne ha sido asociada frecuentemente con los tipos histoquímicos de fibras musculares ( Ashmore, 1974; Calkins et al., 1981; Essén-Gustavsson y Fjelkner-Modig, 1985; Stecchini et al., 1990), y con el tamaño de las mismas (Romans et al., 1965; May et al., 1977). La mayoría de músculos se componen de una mezcla heterogénea de al menos tres tipos de fibras, que pueden ser distinguidas de acuerdo con sus propiedades contráctiles (técnicas de mATPasa) y metabólicas (técnica oxidativa: NADH-TR y técnica glicolítica: MGPDH). Así, en el ganado porcino se reconocen fibras tipo I (de contracción lenta y capacidad metabólica oxidativa), fibras tipo IIA (de actividad metabólica oxidativa-glicolítica y contracción rápida) y fibras tipo IIB (metabolismo glicolítico y contracción rápida) (Peinado, 1998; Poto, 2003). En las razas porcinas intensamente seleccionadas, diversos trabajos han demostrado que existe una relación entre las características y distribución de estos tipos de fibras y ciertos parámetros de calidad de la carne. Esta relación podría ser más evidente en las razas porcinas autóctonas, genéticamente más variables, aunque son necesarios más trabajos para confirmar esta hipótesis (Gil et al., 2004). La composición fibrilar de varios músculos del cerdo Chato Murciano explotado en sistema intensivo, y su relación con la calidad de la canal y de la carne, fue estudiada en el año 2003. Sin embargo, el estudio de la distribución fibrilar de la musculatura esquelética de esta raza porcina explotada en sistema extensivo y bajo condiciones de bienestar animal, no ha sido realizado hasta el momento. Por ello, en el año 2005 se propuso, mediante la realización de un proyecto de investigación, analizar los tipos de fibras que integran la musculatura del cerdo Chato Murciano explotado en sistema extensivo, y establecer las posibles diferencias con el sistema de explotación intensivo. MATERIAL Y MÉTODOS Número de animales utilizados Se han estudiado un total de 22 animales pertenecientes a la raza porcina Chato Murciano, los cuales se han dividido en dos lotes: lote 1 (formado por once animales explotados en sistema intensivo), y lote 2 (formado por once animales explotados en sistema extensivo). Todos los animales fueron sacrificados con 8 meses de vida y con un peso vivo de 119 kilogramos. Sacrificio de los animales El día anterior al sacrificio se obtuvo el peso vivo de los animales, mediante báscula en la explotación de origen. Las operaciones de carnización se realizaron en las instalaciones de la Unidad Alimentaria Mercamurcia y de la industria Cárnicas La Noria S. L.. A la llegada al matadero los animales fueron ubicados en corrales cubiertos, administrándoseles agua a libre disposición con un periodo de reposo de 24 horas previos al sacrificio. Antes del sacrificio se realizó el aturdimiento mediante CO2. Tras el desangrado se procedió al escaldado, depilación y evisceración de los órganos contenidos en las cavidades torácica y abdominal, excepto los riñones. Los animales se sacrificaron de acuerdo con las especificaciones que contempla el Real Decreto 147/1993 (B.O.E. 12/ 03/1993). Obtención y procesado de las muestras musculares Para el estudio histoquímico y morfométrico de los tipos de fibras musculares, en los animales se obtuvieron muestras del músculo longísimo lumbar por formar parte de una pieza cárnica de estimable valor económico y comercial como es el lomo. También, por ser un claro exponente de lo que se conoce como músculo blanco (Karlsson, 1993). La toma de muestras se realizó en la propia cadena de sacrificio dentro de la media hora que sigue a la muerte del animal, al objeto de evitar posibles alteraciones morfológicas y/o morfométricas en las fibras musculares (Braund, 1989). Para el músculo longísimo lumbar se tomó como referencia anatómica la última costilla. Tras retirar, mediante bisturí y pinzas, la grasa y fascias de recubrimiento, obtuvimos un fragmento del músculo de unos 4 cm de longitud por 2 cm de grosor y de anchura, siguiendo la dirección de las fibras. Las muestras, dispuestas en contenedores plásticos herméticos, fueron trasladadas al laboratorio de histoquímica del Departamento de Mejora Genética Animal del IMIDA, donde se congelaron lo antes posible a fin de evitar posibles alteraciones morfológicas y morfométricas en las fibras. De cada una de ellas se obtuvieron dos fragmentos de aproximadamente 1 cm de longitud y 0.5 cm de grosor y anchura, que fueron orientadas para ser cortadas en el plano transversal. Tras ser recubiertas con OCTCompound (Tissue-Tek®), las muestras se introdujeron durante 10-15 segundos en un vaso de precipitado que contenía 2-metilbutano, previamente enfriado sobre nitrógeno líquido (-190ºC). La inmersión en 2-metilbutano se realizó cuando éste inicia su congelación (-160ºC), que se advierte al formarse una capa blanca sobre las paredes y fondo del vaso de precipitado. Una vez congeladas, las muestras se colocaron en botes etiquetados y quedaron almacenadas en arcón congelador a –65ºC hasta el momento de proceder a su corte. Los cortes se realizaron en un criostato (modelo Leica, CM 1850) a –20ºC. De cada uno de los músculos se obtuvieron 40-60 secciones transversales seriadas de 10 micrómetros de grosor. Los cortes, dispuestos en los portaobjetos, se almacenaron hasta su tinción histoquímica en arcones congeladores a –40ºC. Para comprobar si la congelación fue correcta (ausencia de artefactos) y la disposición transversal de las fibras adecuada, antes de realizar la serie completa de cortes se aplicó una tinción rápida de hematoxilina-eosina. Reacción histoquímica Se realizó la reacción histoquímica para la detección de la actividad ATPasa miosínica (características contráctiles de las fibras). Las preparaciones se incuban en una disolución que contiene ATP y calcio a pH 9.45. La ATPasa libera el fosfato terminal y, al existir calcio en la solución, se combina con éste para formar fosfato de calcio. En un pH alcalino el fosfato de calcio es insoluble y, por lo tanto, se deposita en el lugar de la actividad enzimática. A continuación, la preparación se traslada a una solución de cloruro de cobalto. El cobalto desplaza al calcio, formándose fosfato de cobalto donde previamente estaba el fosfato de calcio. Después se coloca en una solución de sulfuro de amonio, resultando la formación de sulfuro de cobalto insoluble y negro. Se demuestra así, el lugar de la actividad enzimática original y se detecta esencialmente la ATPasa miosínica (Dubowitz y Brooke, 1973). Si previamente a la incubación, las secciones de tejido muscular son introducidas en medios ácidos (pH 4.6-4.3), se consigue evidenciar un mayor número de tipos fibrilares, por la diferente labilidad que manifiestan los distintos tipos de isomiosinas. La reacción tiene lugar en las miofibrillas que se aprecian separadas por el espacio miofibrilar no teñido. Si el corte de la fibra fuera longitudinal observaríamos que la tinción acontece sobre las bandas A, y dado que esta zona se encuentra ocupada por miosina, se adopta el término ATPasa miosínica (Dubowitz et al., 1985). La técnica empleada en nuestro trabajo se corresponden a la referidas por Dubowitz y Brooke (1973) para preincubaciones ácidas, y modificado por Gil (1986). Análisis morfométrico La estimación del tamaño fibrilar se realizó mediante un sistema interactivo de análisis de imagen “Leica Application Suite, versión 2.5.0.R1”, perteneciente al Departamento de Mejora Genética Animal del IMIDA. Se seleccionó el parámetro área (expresado en micrómetros cuadrados). De cada sección muscular teñida con la técnica mATPasa, preincubación a pH 4.6, se estudiaron un mínimo de 150 fibras. El porcentaje fibrilar se extrajo tras contar no menos de 200 fibras de campos histológicos elegidos al azar. Fotografiado Para el microfotografiado de las preparaciones histoquímicas se utilizó un microscopio Leica DM 2000 con equipo fotográfico automático incorporado. Se realizó lo antes posible, pues la intensidad y calidad de las tinciones enzimáticas disminuye con el tiempo. Las fotografías de las preparaciones se hicieron a 10x, 20x y 40x empleando películas de color. El objetivo del microfotografiado es observar campos histológicos seriados sometidos a distintas técnicas histoquímicas, donde analizar el comportamiento de un mismo grupo de fibras musculares frente a distintas reacciones histoquímicas. RESULTADOS Y DISCUSIÓN En las siguientes tablas (figura 1 y 2) se exponen los resultados en cuanto al porcentaje y tamaño de los tipos de fibras encontrados en los animales explotados en sistema intensivo (figura 1) y los explotados en sistema extensivo (figura 2). Se puede observar que las fibras tipo I son de mayor tamaño y porcentaje en los animales explotados en sistema intensivo, mientras que las fibras tipo IIA y IIB aparecen en mayor proporción y con mayor tamaño en los animales explotados en sistema extensivo. En las imágenes 1 y 2 aparecen secciones transversales del músculo longísimo lumbar sometidas a la tinción histoquímica ATPasa, a pH 4.55. Se pueden apreciar tres tipos de intensidad de tinción: las fibras que aparecen intensamente teñidas corresponden a las fibras tipo I (metabolismo oxidativo y de contracción lenta), las que aparecen sin teñir se corresponden con las fibras tipo IIA (metabolismo oxidativo- glicolítico y de contracción rápida), y las que aparecen de intensidad intermedia son las fibras tipo IIB (metabolismo glicolítico y de contracción rápida). Destacamos un dato en nuestro estudio que llama poderosamente la atención para los animales explotados en sistema intensivo: es el relativo al porcentaje estimado de las fibras tipo I, que representan el 14.6% del total. Si lo comparamos con lo señalado para otras razas (Large-White, Larzul et al., 1997; Pietrain, Rusuunen y Puolanne, 1997; Landrace, Serra et al., 1998), su valor es claramente superior, sobrepasando incluso al establecido en cerdos ibéricos (12.09 %; Serra et al., 1998). Sin embargo, porcentajes similares a los de nuestro trabajo fueron encontrados en cerdos Hampshire por Ruusunem y Puolanne (1997). En lo que se refiere al tamaño, señalar también que las fibras tipo I del Chato Murciano (machos castrados) son mayores que las de los cerdos Large-White (Larzul et al., 1997), Landrace e Ibérico (Serra et al., 1998). Algo parecido sucede con las fibras tipo IIA, cuyo porcentaje y tamaño en cerdos Chatos Murcianos son notablemente superiores a los estimados en las razas Large-White (Larzul et al., 1997), Ibéricos y Landrace (Serra et al., 1998), pero similares a los encontrados por Ruusunen y Puolanne (1997) en cerdos Hampshire, Landrace y Yorkshire. Respecto a las fibras tipo IIB, y en relación al tamaño: los valores de área y diámetro mínimo que hemos estimado en los cerdos Chatos Murcianos son muy superiores a los encontrados en las razas Large-White, Landrace e Ibérico (Larzul et al., 1997; Serra et al., 1998). Nuestros resultados indican que el lomo (m. longísimo lumbar) del cerdo Chato Murciano es una pieza cárnica que desde el punto de vista de su capacidad oxidativa (% fibras tipo I + % fibras tipo IIA), se encuentra más próxima a las referidas para otras razas similares, como el cerdo Ibérico (Serra et al., 1998); pero a diferencia de éste, las fibras tipo IIB ostentan un tamaño más relacionado con el que muestran otras razas de cerdos “blancos” (Landrace, Large-White, etc.) intensamente seleccionadas para la producción de carne magra. Ello podría deberse al cruzamiento con cerdos Berkshire y York realizada para la formación del Chato Murciano a partir del año 1916. Por otra parte, en ninguna de las secciones analizadas hemos podido observar las llamadas fibras gigantes tal y como la describen varios autores en el músculo esquelético del cerdo (Klosowska et al., 1984; Stecchini et al., 1990; Karlsson, 1993; Weiler et al., 1995). Este hallazgo es importante si tenemos en cuenta que la existencia de estas fibras ha sido relacionada con problemas nutricionales (Jensen et al., 1988), con las carnes PSE (Cassens et al., 1969), con incrementos de la actividad muscular (Handel/Stickland, 1987), o con el tiempo de toma de muestras (Klosowska et al., 1979), circunstancias que no han aparecido a lo largo de nuestra experiencia. Al comparar los dos sistemas de explotación, no se encuentran diferencias significativas entre ambos sistemas, en relación al porcentaje y tamaño fibrilar, por lo que la explotación extensiva permite el bienestar animal y produce carne de calidad, aunque no es diferenciable desde el punto de vista fibrilar. CONCLUSIONES Los músculos del cerdo Chato Murciano se caracterizan por tener un elevado porcentaje de fibras oxidativas (I y IIA), que podría estar relacionado con una mejor calidad sensorial de la carne fresca. Por otra parte, el gran tamaño observado en las fibras tipo IIB podría ser debido a la influencia que tuvieron las razas York y Berkshire durante el periodo de formación de la raza porcina objeto de estudio. La explotación extensiva permite el bienestar animal y produce carne de calidad, aunque no es diferenciable desde el punto de vista fibrilar. Por tanto, sería interesante ampliar este trabajo con mayor número de animales, así como analizar un mayor número de músculos que confirmen estos resultados. El sistema de explotación animal si que influye en otros parámetros de calidad de la canal y de la carne, como son el peso vivo, peso de las canales, porcentaje de grasa intramuscular, etc. AGRADECIMIENTOS Trabajo financiado por los proyectos INIA SC99-039 y RTA2005-00163-00-00 BIBLIOGRAFÍA Ashmore, C.R. 1974. Phenotypic expression of muscle fiber types and some implications to meat quality. J. Anim. Sci. 38: 1158. Braund, K.G. 1989. Skeletal muscle biopsy. Seminars in Veterinary Medicine and Surgery (Small animal). 4: 108-115. Calkins C.R., Dutson T.R., Smith G.C., Carpenter Z.L. and Davis G.W. 1981. Relationship of fiber type composition to marbling and tenderness of bovine muscle. J. Food Sci. 46: 708-711. Cassens, R.G., Cooper, C.C. and Briskey E.J. 1969. The ocurrence of histochemical characterization of giant fibres in the muscle of growing and adult animals. Acta Neuropath. (Berl.) 12: 300. Dubowitz V. and Brooke, M.H. 1973. Muscle biopsy: a modern aproach. W.B. Saunders. London. Dubowitz, V., Sewry, C.A. and Fitzsimons, R.B. 1985. Muscle Biopsy: A modern aproach. Bailliére Tindall. W.B. Saunders, London. Essén-Gustavsson, B. and Fjelkner-Modig, S. 1985. Skeletal muscle characteristics in different breeds of pigs in relation sensory propiertes of meat. Meat Science. 13: 33. Gil, F. 1986. Diferenciación postnatal de los tipos de miofibrillas de algunos músculos del perro. Tesis Doctoral. Universidad de Murcia. Gil, F., Peinado, B., Sánchez-Collado, C., Galián, M., Poto, A. 2004. Tipos de fibras musculares y su relación con la calidad de la carne en el cerdo Chato Murciano: nuevos conceptos basados en el empleo de técnicas inmunohistoquímicas. IV Congreso Ibérico sobre Recursos Genéticos Animales y II Reunión de la Sociedad Portuguesa de Recursos Genéticos Animales. Ponte de Lima, Portugal. 15-17 de septiembre. Handel, S.E. and Stickland, N.C. 1987. The growth and differentiation of porcine skeletal muscle fibre types and the influence of birthweight. J. Anat., 152: 107-119. Jensen, M., Essén-Gustavsson, B. and Hakkarainen, J. 1988. The effect of a diet with a hight or low content of vitamin e in different skeletal muscles and myocardium in pigs. J. Vet. Med. A. 35: 487. Karlsson A. 1993. Porcine muscle fibres. Biochemical and histochemical properties in relation to meat quality. Thesis Univ. Uppsala. Sweden. Klosowska, D., Klosowski, B., Grajewska, S. and Kortz, J. 1984. Histological and histochemical characteristics pf PSE-muscle. Proc. Scient. meeting biophysical PSE-muscle analysis. Vienna, 41. Klosowska, D., Niewiarowicz, A., kKosowski, B. and Trojan, M. 1979. Histochemische und histologische untersuchungen am m. pectoralis superficialis mit beschleunigter, normaler und verzögerter glycolyse rate in brolilern. Fleischwirtsch. 59: 1004. Larzul, C., Lefacheur, L., Ecolan, P., Gogué, J., Talmant, A., Sellier, P., Le Roy, P., and Monin, G. 1997. Phenotypic and Genetic Parameters for Longissimus Muscle Fiber Characteristics in Relation to Growth, Carcass, and Meat Quality Traits in Largue White Pigs. J. Anim. Sci. 75. pp:3126-3137. May, M.L., Dikeman, M.E. and Schalles, R. 1977. Longissimus muscle histological characteristics of Simmental X Angus, Hereford X Angus and Limousin X Angus crossbred steers as related to carcass composition and meat palatability traits. J. Anim. Sci. 44: 571-580. Peinado, B. 1998. Estudio histoquímico y morfométrico de la musculatura esquelética del ovino Segureño. Influencia de la alimentación. Tesis doctoral. Universidad de Murcia. Poto, A. 2003. Estudio de la calidad de la canal y de la carne del cerdo Chato Murciano. Tesis Doctoral. Universidad de Murcia. Poto, A., Peinado, B., Marín, M., Lobera, J.B. 2002. El cerdo Chato Murciano. EdiPorc. Nº 54: 7-17. Romans, J.R., Tuma, H.J. and Tucker, W.L. 1965. Influences of carcass maturity and marbling on the physical and chemical characteristics of beef. I. Palatability, fiber diameter and proximate analysis. J. Anim. Sci. 24: 681. Ruusunen, M., and Puolanne, E. 1997. Comparison of histochemical properties of different pig breeds. Meat Science. 45: 119-125. Serra, X., Gil, F., Pérez-Enciso, M., Olivier, M.A., Vázquez, J.M., Gispert, M., Díaz, I., Moreno, F., Latorre, R., Noguera, J.L. 1998. A comparision of carcass, meat quality and histochemical characteristics of Iberian (Guadyerbas line) and Landrace pigs. Livestock Production Science, 56: 215-223. Stecchini, M.L., Mascarello, F. and Falaschini, A. 1990. Influence of breeding systems on pH and histochemical properties of muscle fibres in porcine M. semimembranosus. Meat Science. 28: 279-287. Weiler, U., Appell, H.J., Kremser, M., Hofäcker, S. and Claus, R. 1995. Consequences of selection on muscle composition. A comparative study on gracilis muscle in wild and domestic pigs. Zbl. Vet. Med. C. Anat. Histol. Embryol. 24: 77-80. Tipos de fibra % Área (μm2) I 14.6 3088,6 ± 704 IIA 8.9 2548,2 ± 582 IIB 76.5 4437,8 ± 907 Figura 1. Valores promedio de los parámetros de los tipos de fibras en el músculo longísimo lumbar del cerdo Chato Murciano (promedio ± desviación estándar). Sistema intensivo Tipos de fibra % Área (μm2) I 12.07 2531,85 ± 1399,4 IIA 9,83 2619,65 ± 1183,7 IIB 78.09 4832,8 ± 2544,4 Figura 2. Valores promedio de los parámetros de los tipos de fibras en el músculo longísimo lumbar del cerdo Chato Murciano (promedio ± desviación estándar). Sistema extensivo IIA IIA I I IIB IIB I IIA IIB Imagen 1. Músculo longísimo lumbar de cerdos explotados en sistema extensivo. Técnica mATPasa, preincubación ácida, pH= 4.55.