Efecto del tipo genético y la maduración sobre la retención de agua en carne de toros castrados

Effect of genetic type and aging on water holding capacity in meat from castrated bulls

 

 

Leal-Gutiérrez, J.D.¹*; Jiménez-Robayo, L.M.¹; Ariza, M.²; Manrique, C.²; López, J.³; Martínez, C.²; Pinilla, Y.¹; Ríos, M.²; Ortiz, Y.² y Jiménez, A.⁴

¹Unidad de Genotipificación de Animales Domésticos (UGA). Departamento de Producción Animal. Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá. Colombia. *jdlealg@unal.edu.co
²Departamento de Producción Animal. Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá. Colombia.
³Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos ICTA. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá. Colombia.
⁴Asociación Colombiana de Criadores de Ganado Cebú. ASOCEBÚ. Colombia.

 

 

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RESUMEN

La capacidad de retención de agua en crudo (CRAr) y en cocinado (CRAc) fue determinada en carne madurada a 7, 14 y 21 días post mórtem. Los músculos Longissimus dorsi (LD) y Semitendi-nosus (ST) de 164 machos castrados provenientes del cruce de machos de las razas Simmental, Normanda, Blanco Orejinegro, Braunvieh, Guzerat, Brahman Blanco, Brahman Rojo, Limousin y Romosinuano con hembras Brahman blanco. Para el parámetro CRAr en LD se presentó significancia de los factores tipo genético y maduración y en ST del factor maduración. Para el parámetro de CRAc en LD fue significativo el factor tipo genético y para ST ninguno de los dos factores fue significativo. No existieron interacciones significativas de los dos factores evaluados. Lo ideal es someter a tiempos cortos de maduración ambos músculos y tener en cuenta el tipo genético al cual pertenece el individuo con el fin de minimizar las pérdidas de exudado.

Palabras clave: Calidad cárnica. Jugosidad. Mermas. Pérdidas por cocinado. Razas criollas.

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SUMMARY

Water Holding Capacity (WHC) was established in raw meat (WHCr) through the press method and in cooked meat by cooking losses (WHCc). The beef was aged at 7, 14 and 21 days post mortem. The muscles Longissimus dorsi (LD) and Semitendinosus (ST) of 164 castrated males were used. These animals were F1 offsprings of Simmental, Normande, BON (Blanco Orejinegro), Braunvieh, Guzerat, White Brahman, Red Brahman, Limousin and Romosinuano bulls crossed with White Brahman females. In WHCr genetic type and ageing were significant factors in LD and ageing was significant in ST. Ideally, meat of ST and LD should be aged for short time post mortem and the genetic type can affect the water retention in LD.

Key words: Cooking losses. Creole breeds. Juiciness. Meat quality. Weight losses.

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Introducción

En el trópico colombiano, los sistemas productivos ganaderos cuentan con un recurso genético muy importante, constituido por las denominadas razas criollas, que son el resultado de la multiplicación de ganado abandonado o perdido a partir de los cuales se crearon rebaños salvajes o cimarrones, cuya progresiva adaptación al medio, originó animales cada vez más resistentes (Beteta, 1997). En este grupo de razas se encuentran el Romosinuano y el BON (Blanco Orejinegro) radicando su importancia en la variabilidad genética responsable de su adaptación. Sánchez et al. (2005) demostraron que estas dos razas poseen una mayor riqueza alélica cuando se compararon con otras poblaciones de ganado bovino criollo de Sudamérica. Cabe destacar que esta variabilidad genética es un gran potencial para la selección de individuos de genética superior (Renand et al., 2001), viéndose reflejado en la productividad del sistema (cantidad, calidad y bienestar), pero es indispensable realizar estudios que evalúen parámetros productivos de estas razas con el fin de establecer su potencialidad y contribuir al desarrollo del sector agropecuario (Anzola, 2005).

Las razas criollas han cumplido un proceso de adaptación de aproximadamente 500 años, lo que les ha proporcionado la habilidad de aprovechar forrajes de mala calidad, así como la adquisición de características como docilidad, habilidad materna, precocidad, fertilidad y resistencia. Debido a que son portadoras de información genética única e importante (López et al., 2001) poseen ventajas indispensables en los sistemas productivos que se desarrollan en estas regiones, cuando se comparan con razas especializadas de carne (Muchen-je et al., 2008) que no cuentan con la adaptación necesaria para hacer frente a los ambientes hostiles del trópico sudamericano. La inclusión de razas criollas en programas de mejora y selección por medio de su cruce con razas convencionalmente utilizadas en producción de carne es una forma de incrementar la competitividad del sector cárnico colombiano e impedir la pérdida de este recurso genético. Uno de los principales objetivos del mejoramiento genético en bovinos está relacionado con los atributos de calidad cárnica, que se subdividen en un grupo amplio de cualidades, como son la terneza, la jugosidad (Huff-Lonergan y Lonergan 2005 y 2008) y el flavor. De ellas, la jugosidad estaría estrechamente ligada a la CRA, y es definida como la cantidad de agua que es mantenida en la estructura de la carne al momento cumplir algún proceso tecnológico, como maduración, porcionado, picado, congelación y cocción, sufriendo la menor merma en su peso.

CAMBIOS EN EL MÚSCULO DURANTE EL POST MÓRTEM (PM)

Además del contenido, localización y movilidad del agua existen factores ante-mortem (raza, músculo, estrés pre-sacrificio, el genotipo, dieta, entre otros) y post mórtem (procedimiento de sacrificio, tiempo y temperatura de maduración) que pueden afectar la calidad de la carne (Harper, 1999; Pearce et al., 2011; Ouali et al., 2006). Una vez se realiza el sacrificio del animal se desencadenan una serie de cambios en el músculo hasta su conversión en carne: apoptosis o muerte celular programada, rígor mortis y tenderización.

Al detenerse la circulación sanguínea se inicia la apoptosis al perderse el suministro de nutrientes y oxígeno. Hay una actividad constante de las ATPasas sarcoplasmáticas, causando la caída del nivel de ATP, produciendo simultáneamente fósforo inorgánico que estimula la degradación del glucógeno a ácido láctico. La re-síntesis de ATP por glucólisis anaeróbica es incapaz de mantener el nivel de ATP debido a que es un proceso poco eficaz y a medida que desciende este nivel energético, se forman los complejos de acto-miosina causando la inextensibilidad propia del músculo en rígor mortis (Zhang et al., 2006). En la fase de rígor mortis el músculo se hace inextensible (hallándose en estado de contracción) dado que los filamentos de actina y miosina se sobreponen completamente, formándose muchos enlaces cruzados (Zhang et al., 2006).

Antes de que se alcance el pH final se inician otros cambios degradativos cuya intensidad afecta la naturaleza y la cantidad de las proteínas y es limitado por la cocción (Zhang et al., 2006) denominado como fase de tenderización. La proteólisis contribuye a esta alteración a través de la degradación de proteínas, lo que ha sido observado en músculos mantenidos a temperaturas de refrigeración en un proceso de maduración. Sin embargo, factores físicos como el grado de acortamiento del músculo también contribuyen a la dureza final (Te Pas et al., 2004). El objetivo de este estudio fue establecer el efecto del tipo genético y la maduración sobre la capacidad de retención de agua en carne cruda y cocinada.

 

Material y métodos

MATERIAL EXPERIMENTAL

Fueron evaluados 164 bovinos F1 castrados, provenientes del cruce de hembras de la raza Brahman Blanco (BB) con machos de diferentes razas, obteniendo una población F1 de composición: Limousin-BB: 20; Normanda-BB: 17; Braunvieh-BB: 8; Simmen-tal-BB: 18; Blanco Orejinegro (BON)-BB: 18; Romosinuano-BB: 12; Guzerat-BB: 17; Brahman Rojo (BR)-BB: 10; BB puro: 44 animales, todos mantenidos en dos fincas del sur del Cesar Colombiano. Los individuos F1 fueron alimentados con una dieta a base de los forrajes y sacrificados a un peso promedio de 492±38,5 kg y una edad de 30,9+4,15 meses en una planta de sacrificio (La Dorada, Caldas, Colombia), mediante procedimientos estándares. Los músculos Longissimus dorsi (LD) y Semitendinosus (ST) fueron extraídos de la canal izquierda a las 24 horas y empacados al vacio. Cada músculo fue dividido en tres porciones (para los diferentes tiempos de maduración 7, 14 y 21 días) y posteriormente cada porción fue dividida en dos piezas (la pieza 1 fue utilizada para la medición de parámetros en carne cruda y la pieza 2 en carne cocinada), las cuales fueron empacadas al vacio y sometidas al proceso de maduración a 4 ^oC en un refrigerador industrial. Cumplidos los tiempos de maduración, la pieza 1 fue dividida en tres filetes de 2,54 cm de grosor en los cuales se midió la capacidad de retención de agua en carne cruda (CRAr); la pieza 2 fue sometida a congelación (-20 ^oC) durante un mes, hasta su procesamiento realizando el fileteado con sierra eléctrica (tres filetes de 2,54 cm de grosor). Posteriormente los filetes de la pieza 2 fueron descongelados durante 24 horas en refrigeración para la medición de la capacidad de retención de agua en carne cocinada CRAc.

DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE CALIDAD CÁRNICA

La CRAr se midió por presión sobre papel filtro (Grau y Hamm, 1953) modificado por Van Oeckel et al. (1999); con una muestra de 0,4+0,02 g de carne mediante el texturómetro TA.TX plus (Stable Micro Systems), con una fuerza de 2,2 kg por 5 minutos y posterior medición de áreas (Zamorano y Gambaruto, 1997). Para medir la CRAc se empleó la metodología sugerida por Bertram et al. (2003) cocinando cada filete en una plancha de doble contacto hasta que el centro geométrico de la pieza cárnica alcanzó los 70 ^oC, medido mediante termopar.

ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Para el análisis estadístico se utilizó el procedimiento GLM del paquete SAS (SAS, 2008). El modelo aplicado fue el siguiente:

^Y_ijklm= µ + ^C_i + ^M_j + ^C_i*^M_j + G_k + Al(Gk) + ε_ijklm

donde:

^Y_ijklm= variable CRA;

µ= media poblacional;

^C_i = efecto del tipo genético i-ésimo;

^M_j = efecto del tiempo de maduración j-ésimo;

^C_i*^M_j = interacción tipo genético*maduración;

G_k = efecto del grupo contemporáneo k-ésimo (animales de igual procedencia y día de sacrificio);

Al(Gk) = animal l-ésimo anidado dentro del grupo contemporáneo k-ésimo;

+ ε_ijklm = error aleatorio.

De manera independiente, fueron incluidas como covariables la edad y el peso al sacrificio, pero ninguna de las dos se comportó como tal, por lo que no fueron incluidas en el modelo final. Para comprobar la significancia de los factores tipo genético, maduración y su interacción se empleó el anidamiento Al (Gk) y se aplicaron comparaciones de Tukey-Kramer a los promedios ajustados.

 

Resultados

El material experimental correspondió a los 164 primeros animales nacidos, manejados bajo condiciones similares en cada finca, dieta, peso y edad de sacrificio establecido, al igual que las condiciones de sacrificio, manejo de los músculos post mórtem (PM) y metodología para la obtención de los valores de CRAr y CRAc. El modelo presentó varianzas homogéneas, pequeñas y media del error cero, se cumple normalidad del error. Los valores de R² del modelo para ambos músculos fueron bajos; para CRAr 0,35 en LD y 0,29 en ST y para CRAc, 0,29 en LD y 0,33 en ST, indicando que el modelo explica en estos porcentajes la variación de la CRAr y la CRAc. Los coeficientes de variación fueron para CRAr 0,18 en LD y 0,18 en ST y para CRAc, 0,31 en LD y 0,31 en ST.

CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA EN CARNE CRUDA (CRAR)

Para el parámetro CRAr en LD, los factores principales, tipo genético, maduración fueron significativos pero su interacción no; para ST se presentó significancia para el factor maduración. En LD, los cruces Braunvieh-BB y Limousin-BB (36,0 % ±6,21 y 35,9 %±8,69 respectivamente) presentaron diferencias significativas con los cruces BON-BB, Guzerat-BB y BB puro. Para LD se establecieron como ideales periodos cortos de almacenamiento (7-14 días PM). Para el músculo ST, el día 7 de maduración presentó el mejor valor de CRAr de los tres periodos (tabla I).

CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA EN CARNE COCINADA (CRAC)

Para el parámetro CRAc, el factor principal tipo genético fue significativo en LD, existiendo diferencias significativas entre Limousin-BB (18,1 % +6,28) y a Braunvieh-BB siendo este último el que presentó el mayor valor en pérdidas por cocinado (22,9 %+9,45). Para ST ninguno de los factores analizados fue significativo (tabla II).

 

Discusión

No se encontró una relación entre la edad de los individuos y la característica CRA y algunos resultados con un comportamiento similar son reportados por Gill et al. (2010) y Schönfeldt y Strydom (2011). Estos últimos autores no encontraron un efecto de la edad sobre la CRAr (determinada como pérdidas por goteo) para los músculos ST y Longissimus lumborum cuando utilizaron la edad fisiológica (estructura dental). Sin embargo, es interesante destacar que Sañudo et al. (2004) pudieron establecer que la edad del animal sí afecta las características musculares (dureza, compresión) y es probablemente más notorio en razas más precoces y de bajas tasas de crecimiento diario, cuando se compararon con razas de mayor peso adulto y edad fisiológica más tardía. El comportamiento evidenciado, donde la edad de los animales no correspondió a una covariable de las variables respuesta, CRAr y CRAc, manifiesta que la CRA es determinada principalmente por el agua intracelular y los componentes celulares que la retienen, ya que aproximadamente el 80 % del agua muscular corresponde a aquella retenida por las miofibrillas (Tornberg, 2005). Sin embargo, otras investigaciones (Christensen et al., 2011; Palka y Daun, 1999) destacan el papel desempeñado por el tejido conectivo al cocinar la carne, dada su contracción durante el sometimiento de la pieza cárnica al calor, por lo cual la edad del animal puede influenciar la CRAc debido a la mayor estabilidad que posee este componente a medida que se incrementa la edad del individuo. Adicionalmente otro componente de importancia es establecido por la grasa, dado que el componente graso no retiene agua, pero por otro lado, puede contribuir a incrementar el parámetro CRAc al momento de perderse parte del contenido graso por fusión a altas temperaturas.

LOS FACTORES TIPO GENÉTICO, MADURACIÓN Y SU INTERACCIÓN

El factor tipo genético fue significativo para el músculo LD en el parámetro CRAr y en CRAc. Algunos resultados con un comportamiento similar fueron reportados por Zea et al. (2007) en Holstein, Rubia Gallega y su cruce, estableciendo un efecto del tipo genético sobre la CRA (pérdidas por presión en machos) reportándolo como de importancia para estas razas y su cruce. En el análisis realizado por Mariño et al. (2005) hallaron un efecto de la raza sobre el valor de pH en animales Nelore (Bos indicus) y Holstein (Bos taurus). Sin embargo, en el estudio de Strydom et al. (2000) reportan el efecto de la raza como no significativo sobre parámetros comojugosidad y terneza, utilizando las razas Afrikaner, Nguni, Bonsmara, Santa Gertrudis, Parda Alpina y Pinzgauer. En el estudio de Sañudo et al. (1998) no se encontró efecto alguno del factor raza (Rubia Gallega y Parda Alpina, entre otras) sobre la CRAc al analizar el músculo LD madurado a 7 días, de modo similar al reporte de Zea et al. (2008) cuando evaluaron esta misma característica en machos de las razas Rubia Gallega, Holstein y su cruce. Las diferencias establecidas entre los hallazgos de Zea et al. (2007) y Zea et al. (2008) pueden ser causadas por los objetivos de cada una de las dos investigaciones, la primera adicionalmente al sexo y tipo genético, incluía en el modelo diferentes dietas y en el segundo, los factores evaluados fueron sexo, tipo genético y peso al sacrificio, lo que las hace no comparables entre sí. De lo anterior, se puede deducir que el efecto del tipo genético sobre estas características, está sujeto a los grupos raciales que son evaluados en cada investigación. Estas diferencias en características de calidad han sido encontradas tanto en razas nativas como en razas especializadas de bovinos (Sañudo et al., 1998; Campo et al., 2000; Muchenje et al., 2008; Sañudo et al., 2004; Monsón et al., 2005), lo que está relacionado con las diferencias fisiológicas existentes entre ellas y, por ende, con variaciones en la composición muscular (contenido de proteína, minerales y humedad (Muchenje et al., 2008) lo que puede tener un efecto importante sobre características como la CRA. De forma notoria, en el estudio de Chambaz et al. (2003) pudieron detectar una jerarquización de tipo sensorial para la jugosidad cuando evaluaron el músculo LD a los 14 días PM, así: Angus < Simmental < Charolais < Limousin. Cuando se evaluaron las pérdidas por cocinado para los cruces Simmental-BB y Limousin-BB, se observó una jerarquización inversa. Lo anterior está en concordancia con los resultados del presente estudio, en el que el cruce con Limousin fue el que presentó un mejor comportamiento de ambas características, CRAr y CRAc en el músculo LD cuando se comparó con los demás cruces.

Las diferencias raciales establecidas en este estudio son generadas por el efecto de polimorfismos en genes mayores o la suma de pequeños efectos de un grupo muy grande de ellos y su interacción, los cuales presentan diferentes frecuencias alélicas para cada raza, como resultado de la selección a la que han sido sometidas (natural o artificial). En cerdo se han identificado algunos genes mayores con polimorfismos asociados a un efecto importante sobre la característica CRAr, entre los cuales están PRKAG3 y RYR1. En el gen PRKAG3 se identificó la mutación RN- (199V-200Q) presente solamente en la raza Hampshire (Enfalt et al., 2006; Lindahl et al., 2004a y b; Bertram et al., 2003) la cual tiene un efecto negativo importante sobre parámetros de textura cárnica. Este efecto fue demostrado en el estudio de Jeremiah et al. (1999), quienes pudieron establecer una jerarquización para el parámetro CRAc en el siguiente sentido: Duroc < Yorkshire < Landrace < Hampshire, siendo la presencia del alelo RN- (199V-200Q) determinante sobre el comportamiento de este parámetro de calidad cárnica en la última raza. Cabe destacar el trabajo realizado por Lindahl et al. (2004a) quienes encontraron los mayores valores de pérdidas por goteo (PPG) en el músculo LD de cerdos Hampshire portadores de la mutación RN-(199V-200Q) cuando fueron comparados con cerdos normales, ya que en este estudio no se hallaron animales dismutados en la población analizada. Otra mutación que fue identificada en este mismo gen, es la denominada rn* (199I-200R) que tiene un efecto positivo sobre la CRA (Lindahl et al., 2004a y b) y mostró una elevada frecuencia alélica en poblaciones cruzadas de las razas Hampshire y Landrace utilizadas en el estudio de Enfalt et al. (2006). Roux et al. (2006) cuando realizaron una caracterización de este mismo gen en bovinos de las razas Limousin, Charolais y Holstein identificaron 21 SNPs y al determinar las diferencias de las frecuencias alélicas por raza para cada mutación encontraron además que algunas mutaciones eran exclusivas de alguna raza, por lo que se podría considerar que estas diferencias genéticas son las responsables de variaciones en las características de calidad cárnica por raza. El segundo gen mayor es RYR, en el que se identificó la mutación R615C en porcinos, la cual incrementa las pérdidas por goteo a 24 horas PM (Otto et al., 2007). Esta mutación ha sido identificada en varias razas de cerdos (Laville et al., 2009; Lahucky et al., 1997; Otto et al., 2007) en las que producía desde alteraciones en la calidad cárnica hasta la muerte durante el transporte.

El factor maduración fue significativo para la CRAr únicamente, indicando que los valores de esta característica presentan una evolución a través de los tres tiempos evaluados, pero al cocinar la carne, los valores de CRAc se hacen estables independientemente del tiempo de maduración de la carne. Cabe destacar que en el presente trabajo se estableció un mejor comportamiento para CRAr a tiempos cortos de maduración (día 7 en LD y a días 7 y 14 en ST), aunque existen varios trabajos que han reportado una tendencia al incremento de la retención de agua a medida que transcurre el tiempo de maduración (Straadt et al., 2007; Zhang et al., 2006; Bond y Warner, 2007; Bee et al., 2007; Monsón et al., 2005; Oliete et al., 2006). Sin embargo, una tendencia similar a la encontrada en este artículo fue reportada por Silva et al. (1999) cuando evaluaron jugosidad. Es necesario destacar que las diferencias anteriormente citadas pueden ser explicadas por las diferentes metodologías utilizadas en los estudios de Straadt et al. (2007) y Zhang et al. (2006) entre otros, ya que la técnica de pérdidas por goteo según el estudio de Van Oeckel et al. (1999) no presenta asociación con el parámetro sensorial de jugosidad. Sin embargo, en el presente estudio se utilizó la metodología de compresión. Para la determinación del parámetro CRAr, que es la única técnica correlacionada con la jugosidad (0,27 con p>0,01) en el trabajo de Van Oeckel et al. (1999), lo que podría explicar el por qué en este estudio se halló una tendencia similar a la reportada en Silva et al. (1999).

Aunque en el caso del parámetro CRAc no se presentó significancia, algunos investigadores reportan un mejor comportamiento para otros caracteres organolépticos de la carne, al incrementar el tiempo de maduración (Slice Shear Force-SSF y compresión, Sañudo et al., 2004 y Monsón et al., 2005). De modo similar, Campo et al. (2000) reportaron que la máxima tenderización (hasta un 99,76 %) de la carne ocurre durante la primera semana de maduración, lo que podría explicar el efecto beneficioso de la proteólisis sobre características como la CRAr y CRAc. En general, en el presente trabajo se pudo establecer que el factor maduración presenta un efecto importante sobre CRAr pero no sobre la CRAc, siendo esta última principalmente afectada por factores involucrados con el procedimiento de cocinado, como el tamaño y la forma del filete y tiempo requerido (Barbanti y Pasquini, 2005), que difícilmente pueden ser estandarizados en un 100 %. Lo anterior concuerda con los resultados de otros grupos de investigación que reportan que el período de maduración no tiene efecto sobre la CRAc (Oliete et al., 2006; Straadt et al., 2007).

La interacción tipo genético*maduración no fue significativa para ninguno de los dos músculos evaluados en CRAr ni en CRAc, estableciendo que no existe un comportamiento diferencial de alguno de los cruces en los tres tiempos de maduración analizados. A diferencia del presente trabajo, esta interacción ha sido reportada por Monsón et al. (2005) para terneza en carne bovina y por Bee et al. (2007) para la CRA en cerdo. Cabe destacar que los estudios de Monsón et al. (2004 y 2005) y Sañudo et al. (2004) concluyen que las diferencias entre razas se hacen menos notorias a medida que se incrementa el tiempo de maduración, principalmente para características asociadas a terneza.

Según la significancia de los factores evaluados, se podría establecer que la evolución de la característica CRAr a lo largo de la maduración presenta un comportamiento complejo en ambos tipos de músculo: LD y ST, ya que poseen diferencias tales como el contenido de colágeno (Morón et al., 2004), diferencias en actividad enzimática, grasa y tipo de fibras (Monsón et al., 2004), características estructurales del músculo y fisiología de la carne (Sañudo et al., 2004), las cuales se hacen más complejas debido a diferencias inherentes del tipo genético. Para la característica CRAc existen algunas diferencias entre los dos músculos analizados indicando que existe una respuesta diferente de cada músculo a este proceso.

 

Conclusiones

El tipo genético y el tiempo de maduración de la carne de machos bovinos castrados influyen sobre la CRAr en el músculo LD y el tiempo de maduración para el músculo ST. El tipo genético afecta a la CRAc en el músculo LD.

 

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Recibido: 6-11-13.
Aceptado: 20-3-14.