INFORME FINAL DEL PROYECTO 2007 PREPARACION Y EVALUACION DE LA CALIDAD DE ABLANDADORES DE CARNE A PARTIR DE HOJAS DE ZABILA (Aloe vera). CLACE CGPI: 2007088 DIRECTORA: M. en C. MA. TERESA CRUZ Y VICTORIA
RESUMEN: A través de la historia el consumo de carne como alimento ha mantenido una posición primordial, tanto social como económica. La carne es uno de los alimentos mas nutritivos para consumo humano debido a su aporte en proteínas de alto valor biológico, grasas, vitaminas y minerales. La suavidad de la carne es una de las características más importantes en su aspecto sensorial. Una ventaja que se obtiene al utilizar carne dura es el uso de ablandadores a base de enzimas proteo líticas que actúan sobre el tejido conectivo y conjuntivos, sin causar degradación excesiva de las proteínas miofibrilares. Para la hidrólisis enzimática de la carne se han utilizado diversas enzimas como la papaína, la bromelaína, la hemisfericina, las catepsinas de bazo de bovino, la pepsina; encontrando que cada una tiene una actividad específica sobre el músculo. La zábila (Aloe vera) es considerada como una de las plantas naturalizadas mas importantes en nuestro país, ya que tiene muchas propiedades benéficas dentro del área médica, cosmetóloga y de alimentos. Además la zábila es de reproducción fácil por lo que nos permite contar con la materia prima disponible, para hacer cualquier aplicación, sin tener que hacer una fuerte inversión para su obtención. Se han realizado muchos estudios de tipo bioquímico y se ha demostrado la presencia de un alto contenido enzimático. Entre las enzimas presentes mas importantes son las proteasas las cuales tienen un gran uso en la industria alimentaria. Por lo que en el presente trabajo se utilizaron las proteasas presentes en las dos partes de la hoja de zábila: el acíbar y el parénquima con cutícula. A partir de estas partes se prepararon dos ablandadores de carne los cuales se compararan su acción con ablandadores de carne comerciales y con uno preparado con látex de papaya. Los resultados fueron que los ablandadores preparados con las dos partes de la hoja de zábila dieron un excelente resultado en el ablandamiento de la carne la cual se siguió por medio de patrones electroforéticos, actividad enzimática y evaluación sensorial.
INTRODUCCIÓN La NOM-009-Z00-1994, define a un animal de abasto a todo aquel que se destina al sacrificio como bovino, caprino, porcino, aves, equino, o cualquier otra especie destinada al consumo humano. Define a la carne, como la estructura compuesta por fibras musculares estriadas, acompañadas o no de tejido conjuntivo elástico, grasa fibras nerviosas, vasos linfáticos y sanguíneos, de las especies autorizadas para el consumo humano. La carne es un alimento muy importante, ya que se puede consumir tanto cruda, como elaborada o transformada. Debido al valor nutritivo de la carne y productos cárnicos, aumenta constantemente su consumo (Weinling, 1973).El contenido de proteínas presentes es: Sarcoplásmaticas un 35%, miofibrilares 50% y tejido conjuntivo 15%. Estas proteínas constituyen aproximadamente el 20% en peso de la carne. Las proteínas mas importantes de estas tres son las miofibrilares que están constituidas por la actina y la miosina que son las responsables de la retención de humedad y grasa en los productos cárnicos (Forrest y col., 1979). Los componentes principales de la carne y de los cuales depende su blandura o dureza, pueden dividirse convenientemente en tres grupos: tejido conectivo: fibras musculares y lípidos asociados al tejido muscular. Las proteínas miofibrilares, representan mas del 50% de las proteínas del músculo, su solubilidad es inferior a las proteínas sarcoplasmáticas, pero superior a las proteínas des estroma. Las proteínas miofibrilares contienen proteínas del estroma. Las proteínas miofibrilares contienen proteínas contráctiles (miosina actina) y proteínas reguladoras de la contracción (tropomiosina, troponinas, alfa y beta actina, proteína M, proteína C (Baley, 1981). RIGOR MORTIS. Ocurren cambios físicos y químicos durante el proceso de conversión del músculo en carne. Al momento de la muerte, el músculo es flácido y muy extensible. Luego de pocas horas postmortem se vuelve inextensible y rígido, originando el fenómeno que se conoce como rigor mortis. La rigidez observada durante el rigor mortis es debido a la formación de puentes cruzados entre filamentos de actina y miosina, los cuales en ausencia de energía (ATP), son irreversibles. El acortamiento muscular que ocurre durante el desarrollo del rigor mortis resulta en una disminución en la suavidad. USO DE ENZIMAS PARA LOGRAR EL ABLANDAMIENTO. Las proteínas son las principales componentes estructurales de la carne. Entre sus características sensoriales, el factor mas importante es la suavidad. La estructura molecular de las miofibrillas, en el tejido conectivo es un factor importante que afecta las características de la textura de la carne. Un aprovechamiento del aumento de la suavidad de la carne es una importante disminución de la cantidad de tejido conectivo, sin causar una degradación extensiva de las proteínas miofibrilares (Takagi y col.,1992). Este objetivo podría ser conseguido por destrucción mecánica o alternativamente el uso de enzimas proteolíticas como son la papaína, bromelaína y ficina que provienen del reino vegetal (Cronlund y Woychik, 1986).
ABLANDADORES DE CARNE: La calidad organoléptica de la carne vacuna es la que mas influye sobre su aceptación por parte del consumidor, es la blandura. Entre las características que han sido relacionadas con la firmeza se encuentra la cantidad de grasa intramuscular, la longitud del sarcómero, la cantidad de tejido conectivo, el tamaño y tipo de fibra muscular y la actividad enzimática (Oneida y col. 2004). La suavidad de la carne es un proceso bioquímico que envuelve la disolución de las proteínas inter e intramoleculares, enlazadas a proteínas con enlaces miofibrilares a el sarcolema, por un sistema proteolítico de calpaína (Taylor y col. 1995). Existen muchos métodos para lograr el ablandamiento de la carne incluyen el mecánico, temperaturas elevadas, inyección de cloruro de calcio, estimulación eléctrica, acortamiento de músculos, shock con ondas de presión, secado y darle un tratamiento enzimático (Bernholth, 1975). Los ablandadores artificiales han incluyen una combinación de productos que hacen posible el ablandamiento de la carne, logrando cortarla con mucha mas facilidad y en partes mucho mas pequeñas, logrando partir sin dificultad los tejidos conectivos en donde la carne es mas dura (Guerpilon, 2000). ZABILA. La zábila es una planta de Arabia y noroeste de África. Su nombre común sábila, procede de la voz árabe sabaira que significa amargo y el género científico Aloe proviene de otra palabra árabe Alloeh que significa sustancia brillante amargosa. En México, la zábila puede ser encontrada en casi todo el país. El acibar es el jugo que se encuentra en medio de la hoja de zábila y es usado como medicamento y es el mas antiguo conocido por el hombre. Castelazo en el 2004, determinó una parte del contenido enzimático presente el las tres partes que conforma la estructura de la hoja: el ácibar, la cutícula y el parénquima, encontrando las siguientes enzimas: amilasa, lipasa, peroxidasa, lisozima, lipoxigenasa y una actividad proteolítica misma que es de gran interés para el presente estudio. Albiter en el 2005, determinó la presencia de las siguientes enzimas en las tres partes ya mencionadas de la hoja de la zábila y son: catalasa, glucosa oxidasa y celulasa. Justificación. Las personas comen carne por tradición por su valor nutritivo, disponibilidad, variedad, capacidad de saciar el apetito y costumbre social. La intensidad de la satisfacción que deriva del sabor de la carne depende de las respuestas psicológicas y sensoriales que son singulares para cada individuo. La carne tiene un 20% de proteína de alto valor biológico y cumple con lo recomendado por la FAO. Las proteínas son los componentes estructurales de la carne y son las que dan tanto su valor nutricional y la dureza de la carne. La suavidad es un atributo presente para determinar la calidad de la carne y esta determinará la aceptabilidad del consumidor por esta. Uno de los métodos para lograr el ablandamiento de la carne, es utilizar las enzimas proteolíticas de origen vegetal y animal. Con dichos antecedentes, en este proyecto se utilizaron las enzimas proteolíticas presentes en el ácibar y parénquima de la hoja de zábila, para
obtener un ablandador de carne y preparar un nuevo producto de esta planta. Estos ablandadores serían una alternativa para la economía del país, ya que en México hay una considerable cantidad de hectáreas sembradas de zábila. Métodos. Determinación de actividad proteolítica por el método de Kunitz modificado por Ortega y Del Castillo, 1966 Determinación de proteína por el método de Lowry y col., 1951 Aislamiento de miofibrillas (Knight y Trinick 1982 y Perry-Corsi, 1958) Determinación de proteína total de las miofibrillas por Kjeldhal (AOAC, 1990) Determinación de pesos moleculares por electroforésis en gel de poliacrilamida en condiciones nativas (PAGE) y disociantes (SDS-PAGE) Laemmli, 1970. Determinación de color. (Hunter y Harold,1987). RESULTADOS Y DISCUSION Se obtuvo la curva tipo de tirosina para calcular las unidades de actividad proteolítica de las materias primas y de los ablandadores preparados: La ecuación es: µg/ml de tirosina liberados = (A540nm 0.06091/ 0.00162) x 181.2 La ecuación para calcular la proteína de los ablandadores de la carne es: µg/ml de proteína = (A600nm 0.064/0.00116) La actividad proteolítica del látex de papaya utilizado para la preparación del ablandador de carne denominado KARISA fue de: 51,641 UT (microgramos de tirosina liberados por miligramo de látex seco en una hora); y 91,500 UT (microgramos de de tirosina liberados por miligramo de proteína en una hora). Actividad proteolítica del acíbar: 32,447 UT (microgramos de tirosina liberada por miligramo de acíbar liofilizado en una hora); parénquima con cutícula dio 32,894 UT (microgramos de tirosina liberado por miligramo de parénquima por hora). Actividad de acíbar en función de la proteína: 53,027 UT (microgramos de tirosina liberados por miligramo de proteína por una hora. Parénquima con cutícula: 23,946 microgramos de tirosina liberados por miligramos de proteína por hora. Se realizó la actividad proteolítica de los ablandadores de carne comerciales con un tiempo de reacción del que se indica se debe dejar actuar en la carne y los resultados fueron: TEJANA = 53,548 UT (microgramos de tirosina liberada por miligramo de ablandador por 30 minutos). FRENCH = 126,486 UT y MCCORMICK = 98,494 UT. La actividad del ablandador KARISA, que preparamos como testigo con látex de papaya de marca Sigma, tuvo la siguiente actividad: 26,631 UT (microgramos de tirosina liberadas por miligramo de Karisa por 30 min..
Las actividades de los ablandadores preparados con las dos partes de la hoja de zábila fueron: Acibar al 1% = 17,795 UT; Acibar al 5% = 22,604 UT; Acibar al 9% = 36,809 UT; Acibar al 10% = 45,646 UT. PARENQUIMA CON CUTICULA al 1% = 4148 UT: Parénquima al 5% = 6274 UT, parénquima al 9% 27,637 UT; parénquima al 10% 29,986 UT. UT = Microgramos de tirosina liberada por miligramo de ablandador en 30 minutos. La acción de estos ablandadores sobre las miofibrillas de la carne, los patrones electroforéticos de hidrólisis fueron muy claros, pero dado el espacio que se tiene para este informe, y que son muchas imágenes y gráficas no es posible ponerlas. Pero estas se podrán ver en la tesis que en este momento ya se está escribiendo y en el artículo que está en esta misma fase de escritura. Determinación de color de cada ablandador, comerciales y muestras problema. FRENCH = Luminoso, verde, azul. PARENQUIMA AL 10% = luminoso, verde, azul. ACIBAR al 10% = oscuro, verde, azul. KARISA = luminoso. Verde, azul. Los resultados anteriores no quieren decir que las muestras sean de color verde-azul, los datos se interpolan en un plano cartesiano CIELAB en donde está dividido el planos de diferentes colores y dan colores cercanos al amarillo. CONCLUSIONES El de mejor calidad de acuerdo a su actividad proteolítica de ablandamiento de carnes fue el ablandador comercial French La actividad proteolítica del testigo Karisa, presenta una hidrólisis muy alta (aprox. 70%) La hidrólisis del ablandador McMarmick, llega hasta un peso molecular de 66,000 daltons; la del ablandador French se obtienen pesos moleculares de 30,000 d; la Tejana alcanza 36,000 d, el acibar al 10% hidroliza hasta pesos moleculares de 36,000 d y el parénquima al 10% es hasta 53,000 d. Como conclusión general, es que las dos partes de la hoja de zábila (acibar y parénquima con cutícula) pueden ser utilizados para la preparación de ablandadores de carne y son una alternativa para no importar grandes cantidades de látex que es que se usa para los ablandadores de carne comerciales. BIBLIOGRAFIA Baley, A.J. 1981..Muscle proteins and muscle structure in bovine. Applied Science, Publishers, pp.245 259 Castelazo Padilla Elizabeth, 2004. Obtención de la actividad enzimática de la planta de zábila (Aloe vera) Tesis de Maestría. ENCB. I:PN: Benrhold, H:F., 1975. Meat and other proteinaceous foods in enzymes in food processing.academic Press pp 473 492. Cronlund, A.L.; Woychik, J.H. 1986. Effect of microbial rennets on meat protein fractions. J. Agric. Food Chem. 34, 502-505. Forrest,JC.; Elton D.;Harold, B.;; Hendrick, 1979. Fundamentos de Ciencia de la carne. Editorial Acriba, pb. 251-265