BIOTECNOLOGÍA ALIMENTARIA Definición de embutido...

BIOTECNOLOGÍA ALIMENTARIA

INDUSTRIAS CARNICAS

EsquemaEsquema1. Definición de embutido fermentado2 Ti d b tid2. Tipos de embutidos3. Materias primas4. Procesos fermentativos5. Proceso de fabricación

Biotecnología Alimentaria: Biotecnología Alimentaria: Industrias cárnicas Industrias cárnicas ETSIIM ETSIIM –– UPM UPM –– 20122012 Prof. Mª del Mar de la FuenteProf. Mª del Mar de la Fuente

1. Definición de embutido fermentado

Productos y derivados cárnicos preparados a partir de unamezcla de carne picada grasas sal condimentos y aditivosmezcla de carne picada, grasas, sal, condimentos y aditivosque es introducida en tripas naturales o artificiales ysometida a un proceso de fermentación llevado a cabo porsometida a un proceso de fermentación llevado a cabo pormicroorganismos, seguida de una fase de secado.El producto final se almacena normalmente sin refrigeraciónp gy se consume sin tratamiento térmico.

• Conservación de alimentos

• Selección de cepas características organolépticas

Calóricos y proteínicosCalóricos y proteínicos

2. Tipos de embutidos fermentados

Embutidos frescos: Salchichas frescas y butifarrasl b d i d f i d dElaboradas a partir de carnes frescas picadas. No curadas,condimentadas y generalmente embutidas en tripas. Suelen

i t dcocinarse antes de su consumo.

Embutidos secos y semisecos: Salami de Génova pepperoniEmbutidos secos y semisecos: Salami de Génova, pepperoni,salchichón, chorizo, etc.Carnes curadas, fermentadas y desecadas al aire, puedenahumarse antes de desecarse. Se sirven frías.

Embutidos cocidos: Embutidos de hígado, mortadela.Carnes curadas o no, picadas, condimentadas, embutidas entripas, cocidas y a veces ahumadas. Generalmente se sirvenfrías.

E b id id h d S l hi h F kf l iEmbutidos cocidos y ahumados: Salchichas Frankfurt, salami.Carnes curadas picadas, condimentadas, embutidas en tripas,ahumadas y completamente cocidas. No requieren tratamientoculinario posterior, pero pueden calentarse antes de serservidas.

b d h d d l h h d dEmbutidos ahumados no cocidos: Salchichas de cerdoahumadas, Mettwurst.Se trata de carnes frescas, curadas o no, embutidas, ahumadaspero no cocidas. Han de cocinarse completamente antes de serservidas.


Categoría Tiempo de d aw final Ahumado EjemploCategoría curado aw final Ahumado Ejemplo

Secos con mohosh

> 4 semanas < 0,90 No(f )

SalamiSecos con mohos > 4 semanas < 0,90 Si (ferment.)Secos sin crecimiento de mohos

> 4 semanas < 0,90 Si o No Dauerwurstde mohosSemi‐secos con mohos < 4 semanas 0,90‐0,95 No Varios

íSemi‐secos sin crecimiento de mohos

1,5 – 3 semanas

0,90‐0,95 Si – con excepciones

La mayoría

Fermentados frescos < 2 semanas 0 94 0 96 Si o No SobrasadaFermentados frescos para untar

< 2 semanas 0,94‐0,96 Si o No Sobrasada

EsquemaEsquema1. Definición de embutido fermentado2 Tipos de embutidos2. Tipos de embutidos3. Materias primas

1 C1.Carne2. Materiales grasos3. Tripas4. Sal5. Condimentos y especias6 Aditivos6. Aditivos7. Cultivos iniciadores

4 Procesos fermentativos4. Procesos fermentativos5. Procedo de fabricación

3. Materias primas 1.Carne cerdo, vacuno y ovino

Fuente: MAPAFuente: MAPA

Fuente: AICE Asociación de Industrias de la Carne de España


Fuente: Aduanas

Agua 75 %Proteínas:Conectivo 2,0 Miofibrilar 11,5 Sarcoplásmica 5,5

19

Grasa 2,5Carbohidratos: Glucógeno 0 1Glucógeno 0,1 Glucosa 0,2 Acido láctico 0,9

1,2

C i l blCompuestos varios solubles: Nitrogenados aminoácidos 0,35 Creatinina 0,55 Ot t 0 75

1,65Otros compuestos 0,75

Inorgánicos: Potasio 0,35 0 65Fósforo 0,20 Otros 0,10

0,65

Vitaminas Cantidades importantes de vitaminas BVitaminas Cantidades importantes de vitaminas BAw 0,99, pH 7,0‐5,5

bl ó bPoblación microbiana internaBacterias Gram Bacterias Gram + Escherichia, Enterobacter , Citrobacter,

Klebsiella, Proteus, Salmonella,Shi ll Y i i

• Bacillus y Clostridium• Corynebacterium, AnthrobacterSalmonella

Escherichia

Shi ll

Bacillus y Clostridium

Shigella, Yersinia Acinetobacter, Moraxella

Campylobacter Flavobacter

• Leuconostoc, Pediococcus, EnterococcusB h th i L t b ill

Shigella

Campylobacter, Flavobacter Pseudomonas

• Brochothrix, Lactobacillus• Staphylococcus, Micrococcus

L d C did T l i D bStaphylococcus

Levaduras: Candida, Torulopsis, Debaromyces

Mohos: Penicillium, Scopulariopsis

Población microbiana externaMicrococcus, Staphylococcus, PseudomonasStaphylococcusMicrococcus, p y ,p y

2 Materiales grasos: tocino y panceta2. Materiales grasos: tocino y panceta

3 Tripas: naturales o artificiales3. Tripas: naturales o artificiales

Naturales ArtificialesNaturales ArtificialesPermeables al agua y al humo

Elección entre permeables e impermeables

E b id di i E b id iEmbutido discontinuo Embutido continuo

Condiciones especiales de almacenamiento

Almacenamiento sencillo

Calibre desigual Calibre homogéneo

Peor manejo mecánico Buen manejo mecánico

Comestible Comestibles o no comestibles

Fácil rotura FirmesFácil rotura Firmes

Aspecto decorativo Imagen artificial

Difícil de automatizar Fácil de automatizar


4. Sal • Reduce aw• Favorece la consistencia

2 5 3 0 % • Contribuye al sabor• Favorece la oxidación de

2,5‐3,0 %6,0‐8,0 %

las grasas

5. Condimentos y especias (adobo)Pimentón, pimienta, anís, orégano, etc.

• Mejoran el sabor• Activan la digestión• Poseen propiedades antisépticas• Algunas son antioxidantes

6. Aditivos• Nitratos y nitritos 100‐150 mg kg1

Son responsables de la coloración Contribuyen al aroma Inhiben el crecimiento de microorganismos patógenos como

clostridium botulinum• Azúcares: glucosa, sacarosa 0,3 %

Suavizan sabor amargo de NO2 y NO3

Función reductora Disminuyen aw Fuente de energía

A i id E 300 E 301 300 500 k 1• Antioxidantes E 300 y E 301 300‐500 mg kg1 Ralentizan la oxidación al aire de los pigmentos de la carne P i di d t Proporcionan un medio reductor Inhiben la formación de nitrosaminas

Otros: Colorantes ligantes conservantes etc• Otros: Colorantes, ligantes, conservantes, etc.

7. Cultivos iniciadores ‐ Estárteres

• Aseguran una disminución adecuada del pH Consistencia: dureza al corte Consistencia: dureza al corte Buena coloración Se inhibe el desarrollo de gérmenes de putrefacciónSe inhibe el desarrollo de gérmenes de putrefacción como Staphylococcus Aureos

• Contribuyen al aromay• Calidad y características definidas

1. B.A.L.2. Micrococos3 M h

Cultivos mixtos de bacteriasCultivos mixtos de mohos y levaduras3. Mohos

4. Levaduras

Cultivos mixtos de mohos y levaduras

Filtro de aire

Aire estéril Vapor

Cultivo Tanque

IncubadorCultivo

LecheCultivo


B.A.L. HOMOFERMENTATIVASi ib ill l k iEspecies: Lactibacillus Plantarum, L. Sakei, L.

Curvatus y Pediococcus Pentosaceus

• Disminuyen el pH por formación de ácido lá tiláctico

• Favorecen la coloración y secadoProducen aromas• Producen aromas

• Aumentan la consistencia: gelificación• Impiden el desarrollo de gérmenes• Impiden el desarrollo de gérmenes

Usan: Ribosa, Galactosa, Hidrolizan, ,Glucosa, Levulosa, N‐acetilglucosalina, Escualina, Lactosa,

ArgininaToleran

Sacarosa 10 % sal

Producen: Galactosidasa AcetoinaProducen: Galactosidasa, Acetoina

MICROCOCCACEAEEspecies: Staphylococcus xylosus biotipo 2Especies: Staphylococcus xylosus biotipo 2

Catalasa y nitrato reductasa• Catalasa y nitrato reductasa• Reducen NO2

y NO3

5 3 < pH < 6 25,3 < pH < 6,2• Producen catalasa que elimina H OH2O2

• Producen lipasas que hidrolizan grasas: aromasgrasas: aromas

• Favorecen buena coloración• Toleran altos contenidos de salToleran altos contenidos de sal• Lenta disminución del pH

MOHOSEspecies: Penicilium nalgiovenseEspecies: Penicilium nalgiovense

• Efecto antioxidante• Microclima superficial• Mejora aroma, olor y aspecto

Cantidades controlada• Intercambios de agua

Cepas blancas dominantesó ( f )

• Formación de costras

Tª óptima: 25 ºC (estufaje)Por inmersión y sin ahumado

Proteolísis: exopeptidasasPéptidos y aminoácidos

LipolisisÁcidos grasos libres yÁcidos grasos libres y sustancias volátiles

LEVADURASEspecies: Debaromyces Hansenii

• Aerobias• Protección frente a luz y oxígenoE bili ió d l l• Estabilización del color

• Retrasa enranciamiento: catalasaA ti id d li líti t líti• Actividad lipolítica y proteolítica

• Mejora el aroma (NH4+)

Blanco marfili ióPor inmersión


4. Procesos bioquímicos y fermentativosq y

1. Formación de nitrosomioglobina

NO2‐

Mioglobina MetamioglobinaMedioO

O

CHCH3CHCH2

NO

Mioglobina Metamioglobina(rojo) (pardo)

Medio reductor

O2Fe

NNCHCH2

CH3

+H2O Oximioglobina (rojo)

O2 N NCH3

C CH COO

CH3

Nitrosomioglobina

pH = 5,5 N

NCH

H

CH 2CH 2-OOC H2C CH 2 COO-

Nitrosomioglobina(rojo)

CH 2

CHNH

CH3C

O

CH

pH > 5,5

H CH3

NO3 NO2

Nitrato reductasas bacterianas: micrococcaceae

4. Procesos bioquímicos y fermentativosq y

2. Fermentación

1. Enterobacteriaceas2 E t

•Ruta Embden‐Meyerrhof

•Crecimiento rápido de B.A.L. 2. Enterococcus3. Lactobacillus ‐ dominantes4 Pediococcus4. Pediococcus

•pH 6 hasta pH < 5,3•Potencial redox +200 mV hasta ‐200 mV•Pseudomonas, Gram – y aerobios desaparecen 2‐3 días

Lactobacillus: 103 ufc/g 106‐108 ufc/g (2‐5 días)Levaduras: 103 ufc/g

•Proteinasas endógenas degradan estructura proteica

/g

g g p•Gran producción de sabores y aromas

Log n pH

c10

6ufc

1 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6


pH

5,5

5,0

1 2 3 4 5 6 74,5

PARED

LECHE

IDO

CTIC

O

ctos

PARED CELULAR

ÁC LÁC

Otro

s pr

odu c

ESTRUCTURANUCLEAR CITOPLASMA

2 ATPFOSFOGLICERATO

Membrana citoplásmica

AZÚCARES

glucosaglucólisisFermentaciónFermentación

lácticaláctica glucosaglucosaC6H12O6ATP2

láctica láctica ‐‐ glucosaglucosa

2 NAD+2 ADPinversión

ATPNADH2

á d ú

4

2 ácido pirúvicocosecha

2 ATP netos

electrones, hidrógeno forma NADH

2 á id lá ti

forma NADHRuta Meyerhof ‐ Emden

2 ácido láctico

Aroma

Degradación de glúcidos O id ió d lí id

Fórmico, acético, propiónico,

Oxidación de lípidos

, , p p ,butírico, isobutírico, valérico

Glicólico láctico pirúvico glucónico

Oxálico, succinico, fumárico

Glicólico, láctico, pirúvico, glucónico

D d ió d lí idOxidación de ácidos grasos

Degradación de lípidosAldehídos y cetonasCaproico, caprílico, esteárico, oleico, linoleico, etc

Proteolisis Lisina, fenilalanina, ác. glutámico, alanina, etc

Transformación de aminoácidos NH3, aminas, aldehídos, fenoles

Proteolisis: Transformación de las proteínasp

Proteinasa ProteinasaPolipétidos

Proteína

Proteinasa Proteinasa

PéptidosPeptidasa

AminoácidosAminoácidos

Deaminasas

Ácidos

Transaminasas

Aminoácidos

Decarboxilasas

Aminas

Liasas

CompuestosÁcidos

Carbonilos

Aminoácidos Aminas Compuestos sulfurados

H SNH3 H2S(CH3)2SCH HS‐ ablandamiento debido a ruptura de la red proteica

3

CH3HSp p


Lipólisis: Transformación de ácidos grasos

Glicéridos

Á id Hid iá idH2O

Ácidos grasos Hidroxiácidos grasos

‐lactonasTioles Etanol Oxidación

Tioésteres Etil ésteres Alcan‐2‐onas

Alcan‐2‐oles

Esquemaq1. Definición de embutido fermentado2. Tipos de embutidos2. Tipos de embutidos3. Materias primas4 Procesos fermentativos4. Procesos fermentativos5. Procedo de fabricación

1 P ió1. Preparación2. Picado3. Aditivos4. Mezcla y amasadoy5. Embutido de la mezcla6 Cocción y/o ahumado6. Cocción y/o ahumado7. Maduración y secado8 Envasado y almacenaje8. Envasado y almacenaje

5. Proceso de fabricación

• Elaboración tradicional: dificultad para garantizar lascaracterísticas finalescaracterísticas finales.

• Elaboración industrial: Maduración controlada(proceso fermentativo)(proceso fermentativo).

1. Preparación Congelar grasas y refrigerar carne

1. Retardar desarrollo de microorganismos.2 Evitar enranciamiento2. Evitar enranciamiento.3. Aumentar consistencia.


2 Pi d t d i d2. Picado: cortadoras y picadorasCondiciones: en frío y buenas cuchillas

• Picado grueso 8 18 h i ó

carnecuchilla 8‐18 mm: chorizo, morcón

• Picado medio 5 8 l hi hó l i

cuchilla

5‐8 mm: salchichón, salami• Picado fino < 5 mm: sobrasada longaniza < 5 mm: sobrasada, longaniza Hélice alimentadora

Picado y premezcladocado y p e e c ado

3. Aditivos

4. Mezcla y amasado: mezcladoras4. Mezcla y amasado: mezcladoras

Condiciones: en frío y a vacío, después del picadoCondiciones: en frío y a vacío, después del picadoMotor

rotatorio

5. Embutido de la mezcla: embutidoras

pistón

cilindro

Válvula de aire

Tubo embutidorTubo embutidorcarne

Tapa

Tubocarne

Tapa móvil

Tubo embutidor

pistónpistón

PistónTubo embutidor

Regulador d ió

Palanca Motor

de presión

eléctricoBiotecnología Alimentaria: Biotecnología Alimentaria: Industrias cárnicas Industrias cárnicas ETSIIM ETSIIM –– UPM UPM –– 20122012 Prof. Mª del Mar de la FuenteProf. Mª del Mar de la Fuente

Guillotina b d

Guillotina tolvaembudo tolva

Pistón

Canal aspiración vacío RemovedorCanal aspiración vacío

Colector

TuboCarro

elevador Tubo embutidor

B b d M t lé t iBomba de vacio

Motor eléctrico y sistema hidráulico

6. Cocción y/o ahumado

C id ill b if ó• Cocidos: morcilla, butifarra, morcón• Ahumados: chorizos de la sierraA b l hi h F kf t t d l• Ambos: salchichas Frankfurt, mortadela

CocciónCocción• Proporciona consistencia firme• Fija el color – desnaturalización mioglobina• Supone pasteurización

Condiciones• Tª 75‐80 ºC, 10‐120 minutos, 98‐100 % humedad• Mínimo 4 días de reposo de la pasta – Maduración previa• Mínimo 4 días de reposo de la pasta Maduración previa• Aromatización• Limitado tiempo de conservación: pH y aLimitado tiempo de conservación: pH y aw

6. Cocción y/o ahumadoy/

• Proporciona aspecto y aroma característico

AhumadoAhumado• Produce desecación• Acción bactericida del fenol y derivados• Propiedades reductoras de algunos gases CO, CO2: evita enranciamiento

• Frío o caliente: 20‐80 ºCCondiciones

• Tiempo 30 min. – 48 h• Humedad relativa 60‐70 %F l h d i• Forma artesanal: ahumadoras o cocinas

7. Maduración

pH: Fermentación láctica Aroma y saborpaw: Desecación o curado Coloración

Capacidad conservación

ConsistenciaGarantía conservación Garantía características

Maduración natural: invierno (5‐15 ºC), 70‐90 % humedad, locales ventilados proceso muy prolongado


7. Maduración EstufadoEstufado

Condiciones

• Tª 20‐22 ºC• Humedad relativa 95 %Humedad relativa 95 %• Gradiente humedad 2‐4 %• Ventilación suave homogéneag• Tiempo de estancia2 días para calibres < 60 mm3 días para calibres superiores

8. Secado Pérdida de pesoDiminuir a

Condiciones

Diminuir aw

• Tª 12‐15 ºC

Condiciones

• Humedad relativa 70‐75 %• Ventilación suave homogénea• Evitar luz y oxígeno directo• Evitar enmohecimientos

b l d• Deben colgarse separados

9. Envasado y almacenaje

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