TÉCNICAS DE MARINACIÓN E INGREDIENTES A UTILIZAR EN LOS PRODUCTOS CON VALOR AGREGADO

C. Z. Alvarado, Texas A&M University

La marinación de la carne de pechuga de pollo crece conforme se incrementa la demanda de productos de procesamiento ulterior. El marinado puede incorporarse a la carne por golpeteo (tumbling), licuado (blending) e inyección. Cada método tiene ventajas y desventajas. La combinación del método apropiado con los ingredientes correctos puede incrementar el rendimiento y mejorar la calidad para los consumidores. Inyección, golpeteo y masajeado La marinación por inyección se ha empleado por muchos años e involucra perforar la carne con agujas que bombean el encurtido o el marinado en la carne. La penetración del marinado puede ajustarse por la velocidad de la línea y la presión de la inyección. Puede marinarse por inyección cualquier producto, incluidas las aves completas, cortes sin hueso, o partes con hueso. Los beneficios son la consistencia para la aplicación del marinado, reducción de la mano de obra, y mayor velocidad de aplicación debido al proceso en la línea. Puede minimizarse la pérdida por goteo por la combinación de inyección seguida de golpeteo.

El golpeteo se usa típicamente como un paso de procesamiento para productos re-estructurados. La fuerza física contra otras piezas de carne ayuda a romper fibras musculares y extraer las proteínas solubles en sal que son necesarias para unir secciones de carne. Adicionalmente, el golpeteo incrementa la uniformidad y la velocidad de difusión de la solución de encurtido o marinado a través de la carne. Como resultado, se observa incremento del rendimiento y de la suavidad.

Es importante que durante el golpeteo la carne y el equipo se mantengan frescos, ya sea

por refrigeración o adición de hielo para reducir la cantidad de calor generado por el golpeteo. El incremento de calor puede desnaturalizar proteínas y reducir la absorción y retención. El uso de vacío durante el golpeteo ayuda a incrementar la velocidad, uniformidad y profundidad de la penetración de la solución. Además, el vacío ayuda a abrir la estructura de la carne y permite que la solución entre y solubilice proteínas miofibrilares.

El licuado es muy similar a la marinación por golpeteo; sin embargo, se usa para músculo completo o productos de molido grueso. Se usan paletas de cinta (ribbon paddles) para licuar el marinado dentro del producto. Las ventajas incluyen mejor control del proceso, mezcla más homogénea, y la capacidad de agregar refrigerantes como el bióxido de carbono, que puede ser importante para la formación de productos. Sin embargo, los usos son limitados porque el licuado no puede emplearse para productos con hueso o músculo completo con piel.

Los masajeadores fueron diseñados para imitar a los agitadores empleados para productos tipo emulsión. Las piezas más grandes de carne no pueden ser manipuladas con un agitador, entonces se desarrollaron los masajeadores para este fin. El masaje funciona de manera semejante que el golpeteo, pero es un tratamiento menos severo que deja la superficie de la carne más intacta. Esto puede ser indeseable si el lote no se manipula apropiadamente, lo que resulta en distribución insuficiente del curado, menor rendimiento de cocción y disminución de la cohesión. Propiedades funcionales de la carne e ingredientes en el encurtido y marinados Agua

     

El agua no solo es el mayor componente sino también el ingrediente más importante en un sistema de marinación. ¡CONOZCA SU AGUA! Hay muchos efectos negativos del agua sobre los marinados, que incluyen quelado de fosfato, coloración rosa (contaminación con menos de 1 ppm de nitrito), obstrucción de las agujas, sabor negativo y aspectos de seguridad alimentaria. Es recomendable verificar el agua de la planta 2-3 veces al año para determinar diferencias asociadas con la temporada. Sales Dos de los ingredientes más comunes en el encurtido y marinados son la sal y el fosfato. Junto con el hecho de que la sal se disuelve fácilmente en el agua, ésta se incluye en la formulación de carne de pollo para: 1) aumentar el sabor del producto; 2) incrementar la retención de humedad; 3) actuar como sinérgico con el sodio tripolifosfato (STPP) para extraer las proteínas solubles en sal; 4) inhibir el crecimiento de Clostridium botulinum a través de su sinergia con el nitrito de sodio (curado); 5) en alta concentración, la sal aplicada en la superficie deshidrata la carne y sirve como conservador. Una vez que la sal se disuelve en el agua, puede disiparse en Na+ y Cl- lo cual incrementa la fuerza iónica del músculo. Como el agua tiene carga, y la carne está mayoritariamente cargada negativamente a pH6, a más iones negativos de Cl-, más agua puede ligarse al producto cárnico. El contenido de sal en un producto cárnico no está regulado y es auto limitante porque la alta concentración afectará negativamente la palatabilidad del producto. Típicamente, los productos y carne de pollo encurtidos finalizados contendrán aproximadamente 2% de sal en promedio. El nivel de sal puede variar de 1.5 a 3%, depende del producto. Debido a las restricciones en la dieta respecto al consumo de sal, los ingredientes como el cloruro de potasio (0.75% en una combinación 60:40% NaCl/KCl), los fosfatos y otros compuestos de alta fuerza iónica pueden ayudar a incrementa la capacidad de retención de agua (CRA) y mantener bajos niveles de sal. Aunque el KCl no se usa fácilmente en productos de procesamiento ulterior porque puede ocasionar pérdida del sabor en el producto.

Además del nivel de inclusión, la pureza de la sal también es importante. La sal de mar y sal impura contienen metales y minerales que pueden interferir con el sistema de encurtido y reducir la efectividad de otros ingredientes como los fosfatos. Fosfatos Los fosfatos mejoran la CRA y trabajan en sinergia con la sal. Cuando se usan los fosfatos para incrementar la CRA de la carne, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) requiere que su concentración no sea mayor al 0.5% del peso del producto terminado debido al desarrollo de sabor jabonoso y mala textura. Aunque hay muchos fosfatos para escoger, el STPP es el más utilizado en soluciones de encurtido porque es fácil de usar y barato, representa aproximadamente el 80% de los fosfatos usados en productos cárnicos de procesamiento ulterior. El fosfato más funcional es el pirofosfato; sin embargo, el índice de solubilidad es bajo. Por eso el STPP se usa comúnmente y se emplean licuados de fosfatos para optimizar la solubilidad y funcionalidad. Cuando se agrega el STPP al agua se hidroliza y forma el difosfato funcional. Los pirofosfatos son una forma más soluble de difosfatos y por la tanto más fáciles de usar. Actualmente, los licuados se vuelven más populares basados en su solubilidad y funcionalidad en una amplia variedad de formulaciones de productos cárnicos. El hexametofosfato de sodio (SHMP) es una forma soluble en agua del fosfato de sodio que también se conoce como la sal de Graham. Sin embargo, la solubilidad del SHMP no es tan buena como la de otros tripolifosfatos y tiene que licuarse con otros para obtener mejor solubilidad. Las propiedades deseables de los licuados incluyen el pH alcalino apropiado, buena solubilidad, capacidad de hidrolizarse para

     

formar difosfato, compatibilidad con el calcio, la habilidad para solubilizar las proteínas miofibrilares, y la capacidad para exponer los sitos de unión con carga para incrementar la CRA. Muchos fosfatos no son fácilmente solubles en la mayoría de las soluciones de encurtido saladas; por lo tanto, se disuelven en agua a temperatura ambiente antes de la adición de la sal y se enfrían antes de usarlos. Algunos licuados de fosfato nuevos en el mercado tienen mayor solubilidad independientemente de la adición de sal. Algunos de los licuados de fosfatos comerciales nuevos no necesitan ponerse en solución antes de la sal debido a las modificaciones que los hacen más solubles. La adición excesiva de fosfato puede ocasionar sabor “jabonoso”, textura chiclosa, y color pálido. Además, los fosfatos se pueden precipitar y formar un residuo blanco en la superficie de la carne que es debido al monofosfato inorgánico. Marinados ácidos Los marinados ácidos se vuelven más populares como ingredientes antimicrobianos; particularmente por su capacidad para reducir Listeria monocytogenes en productos cárnicos listos para comer. Los marinados típicos usados por sus propiedades antimicrobianas incluyen el lactato de sodio; lactato de potasio; citrato de sodio; lactato de sodio combinado con diacetato de sodio; y combinaciones de lactato de sodio con lactato y diacetato de potasio. El nivel de lactato de sodio regulado por los EUA es 2.9% de lactato de sodio puro o 4.8% cuando se usa solución de lactato 60% en productos avícolas cocidos. Cuando se usa lactato de sodio, la concentración de sal debe reducirse porque el lactato de sodio incrementa el sabor salado. De acuerdo con las regulaciones de los EUA, el acetato y diacetato de sodio están aprobados como compuestos saborizantes en un nivel máximo de 0.25% del peso de la formulación. En general, se piensa que el lactato y diacetato de sodio inhiben el crecimiento bacteriano al extender la fase de adaptación. Aunque los marinados ácidos pueden actuar como antimicrobianos, también impactan negativamente la calidad y funcionalidad de la carne. Ingredientes adicionales Carragenos Los carragenos o carragenanos son polisacáridos solubles que sirven como agentes que espesan y gelifican para controlar la humedad y textura, y para estabilizar alimentos. Hay tres tipos de carragenos que difieren en la variación estructural de las moléculas de galactosa (azúcar): kappa, iota y lambda. Debido a las diferencias en la estructura, también tienen diferentes propiedades funcionales en los productos cárnicos. Específicamente, el kappa e iota forman geles termoestables; mientras que el lambda no forma gel pero agrega viscosidad a los productos como agente espesante. La habilidad del carrageno kappa para formar gel en productos cárnicos ha demostrado varias ventajas al incrementar el rendimiento, consistencia, mejora el corte, mejor capacidad para extenderse, cohesión, y menor desmoronamiento, contenido de grasa y pérdidas al rebanar. Aunque el carrageno kappa forma geles termoestables, no posee buenas propiedades de congelación – descongelación. En contraste, el carrageno iota forma geles elásticos y proporciona estabilidad congelado/descongelado para aplicaciones de cárnicos donde es probable el congelamiento – descongelamiento repetido (Huffman, et al., 1991). Como los carragenos tienen diferentes propiedades, frecuentemente se usan licuados de las diferentes formas para obtener las propiedades funcionales deseadas. Aunque los licuados y carragenos individuales tienen diferentes propiedades, generalmente se usan en rangos de 0.5 – 1.5% en aplicaciones de carne, y en jamones crudos el nivel máximo es 1.5%. Almidones En la carne, los almidones mejoran la textura y jugosidad debido a las propiedades del almidón para ligar agua. Específicamente, los gránulos de almidón crecen o se hidratan en presencia de

     

agua y calor. La intensidad del crecimiento, temperatura de gelatinización, y las propiedades de la solución son de importancia crítica para aplicaciones alimenticias. Hay disponibilidad de almidón nativo, modificado y pre-gelatinizado. El almidón de maíz modificado es el más empleado en el procesamiento de carne. Los almidones pueden modificarse de varias maneras para darles las propiedades funcionales deseadas como endurecer e incrementar su resistencia al calor y a ácidos. Mientras que los almidones modificados se usan de punta a punta en la industria avícola, se emplean con mucha frecuencia en la producción de sándwiches deli de pavo por su habilidad para ligar y retener agua y mejorar la textura. Harina y aislados de proteína de soya Las proteínas de soya se usan con frecuencia para incrementar la unión, expansión, gelificación, cohesión y emulsificación en aplicaciones cárnicas. Debido a sus características funcionales, se usan típicamente para reducir el costo de la formulación de productos. La harina de soya sin grasa, proteína de soya y aislados de soya tienen niveles variables de proteína. Las harinas de soya frecuentemente se usan como extensores en aplicaciones como salsa o para extender carne molida; sin embargo, las formulaciones de carne que usan porcentaje alto de harina de soya pueden tener un sabor a frijol. La harina de soya contiene aproximadamente 50% de proteína, mientras que la proteína concentrada de soya contiene alrededor de 70%, y el aislado está alrededor de 90%. La propiedad de retención de agua de la soya está relacionada con el contenido de proteína en la harina, concentrado y aislado. Específicamente, ligan de 1 a 6 gramos de agua por gramo de proteína. En resumen, los mercados de valor agregado y procesamiento ulterior de la avicultura continuará el crecimiento conforme la demanda de los consumidores por comidas convenientes que requieran poco tiempo de preparación y será la tendencia predominante en la selección y compra de alimento.

     

TÉCNICAS DE MARINACIÓN E INGREDIENTES A UTILIZAR EN LOS PRODUCTOS CON VALOR AGREGADO

C. Z. Alvarado, Texas A&M University

Marination of poultry breast meat continues to grow as the demand for further processed products increases. Marinades can be incorporated into meat by tumbling, blending, and injection. Each method has its advantages and disadvantages. Combining the proper method with the proper ingredients can lead to an increase yield and improved quality for consumers. Injecting, Tumbling and Massaging Injection marination has been used for many years and involves piercing the meat with needles that pump brine or marinade into the meat. Marinade pick up can be adjusted by line speed and injection pressure. Any product including whole birds, boneless cuts, or bone-in parts can be marinated by injection systems. Benefits are consistency of marinade application, a reduction of labor and increased speed of application due to on-line process. Drip loss can be minimized by injection followed by tumbling combinations. Tumbling is typically used as a processing step for restructured products. The physical forces against other meat pieces help to disrupt muscle fibers and extract the essential salt soluble proteins that are necessary for binding meat sections together. In addition, tumbling increases the uniformity and speed of diffusion of a brine or marinade solution throughout the meat. As a result, increased yields and tenderness are observed. During tumbling it is important that the meat product and tumbler must be kept cool either by refrigeration or addition of ice to reduce the amount of heat generated by tumbling. Increased heat can denature proteins and reduce uptake and retention. Pulling a vacuum during tumbling helps to increase the speed, uniformity and depth of brine penetration. In addition, the vacuum helps to open the meat structure thereby allowing brine solution to enter and solubilize myofibrillar proteins. Blending is very similar to tumble marination however it is used for whole muscle or course ground product. Ribbon paddles are used to blend the marinade into the product. Advantages include better process control, more even mixing, and the ability to add coolants such as carbon dioxide which can be important when forming products. However, the uses are limited because blending cannot be used for bone-in or whole muscle skin-on product. Massagers were designed to mimic mixers utilized for emulsion type products. Larger pieces of meat cannot be manipulated with a mixer, so massagers were developed for this purpose. Massaging functions in a similar manner to tumbling, but it is a less severe treatment, which leaves the meat surface more intact. This can be undesirable if the batch is not properly manipulated, resulting in insufficient cure distribution, lower cooking yields, and decreased bind. Functional properties of meat and ingredients in brines and marinades Water Water is not only the largest component but also the most important ingredient in a marination system. KNOW YOUR WATER! There are many negative effects of water on marinades which include chelation of the phosphate, pinking (<1ppm nitrite contamination), clogging of needles, negative flavor, and food safety issues. It is recommended to check plant water 2-3 times per year to determine differences from seasonality. Salts Two of the most common ingredients in brines and marinades are salt and phosphate. Aside from the fact that salt easily dissolves in water, salt is included in poultry meat formulations to:

     

(1) enhance product flavor; (2) increase moisture retention; (3) act as a synergist with STP to extract salt soluble proteins; (4) inhibit the outgrowth of Clostridium botulinum via salt’s synergistic role with sodium nitrite (cure); (5) at high concentrations, salt applied to the surface of meat dehydrates the meat and serves as a preservative. Salt, once dissolved in water, can dissipate into Na+ and Cl- which increase the opnic strength of the muscle. Since water is charged, and meat is mostly negatively charged at pH 6, the more negative ions from the Cl-, the more water can bind to the meat product. Salt content of meat product is not a regulated ingredient and is self limiting because high concentrations will negatively affect the palatability of the product. Typically, finished brined-poultry meats and products will contain approximately 2% salt on average. Depending on the products, salt levels can range from 1.5% up to 3%. Because of dietary restrictions on salt intake, ingredients such as potassium chloride (0.75% in a 60:40% NaCl/KCl combination), phosphates and other high ionic strength compounds can help increase WHC while maintaining low levels of salt. Although, KCl is not readily used in further processed products because it can lead to off-flavors in the product. In addition to salt levels, purity of salt is also important. Sea salts and impure salts contain metals and minerals that can interfere with the brine system and decrease the effectiveness of other ingredients such as phosphates. Phosphates Phosphates improve water holding capacity and work synergistically with salt. When phosphates are used for increasing water holding properties of meat, USDA requires that phosphate concentrations are no higher than 0.5 % of the finished product weight due to development of soapy flavors and poor texture. Although there are many phosphates to choose from, STPP remains the most commonly utilized in brine solutions because it is easy to use and inexpensive. STPP accounts for approximately 80% of the phosphates used in further processed meat products. The most functional phosphate is pyrophosphate; however, the solubility index is low. For this reason longer chain, STPP is commonly used and blends of phosphates are used to optimize solubility and functionality. When added to water, STPP is hydrolyzed forming the functional diphosphate. Pyrophosphates are a more soluble form of diphosphates and are therefore easier to use. Today, blends are becoming more popular based on their solubility and functionality in a variety of meat product formulations. Sodium hexametaphosphate (SHMP) is a water soluble form of sodium phosphate which is also known as Graham's Salt. However, the solubility of hexametaphosphate is not as good as other tripolyphosphates so the phosphate can be blended with others giving better solubility properties. Desirable properties for blends include proper alkaline pH, good solubility, ability to hydrolyze to form diphosphate, calcium compatibility, the ability to solubilize myofribrillar proteins, and the ability to expose charged binding sites to increase WHC. Many phosphates are not easily soluble in most salt brine solutions; therefore, phosphates are typically dissolved in room temperature water prior to adding salt and then chilled before use. Some new blends of phosphates on the market have increased solubility regardless of the addition of salt. Some of the new commercial blends of phosphates do not need to be put into solution before salt because of modifications that make them more soluble. Excess phosphate addition can cause “soapy” flavors, rubbery texture, and poor color. Furthermore, phosphates can precipitate forming a white residue on meat surfaces that is due to inorganic monophosphate. Acid marinades Acid marinades are becoming more popular as antimicrobial ingredients; particularly, for their ability to reduce Listeria monocytogenes in ready-to-eat meat products. Typical marinades utilized for their antimicrobial properties include sodium lactate; potassium lactate; sodium citrate; sodium lactate combined with sodium diacetate; and combinations of sodium lactate with potassium lactate and diacetate. Sodium lactate levels regulated by the US are 2.9% pure sodium

     

lactate or 4.8% when using a 60% lactate solution in cook poultry products. When formulating with sodium lactate, salt concentration would likely need to be reduced as the sodium lactate enhances the salty flavor. According to US regulations, sodium acetate and diacetate are approved as flavoring compounds at a maximum level of 0.25% of the formulation weight. In general, sodium lactate and diacetate are thought to inhibit bacterial growth by extending the bacterial lag phase. While acid marinades may act as antimicrobials, they also impact negatively meat quality and functionality. Additional Ingredients Carrageenans Carrageenans are water soluble polysaccharides that serve as thickening and gelling agents to control moisture, texture and to stabilize foods. There are three types of carrageenans that differ based on their structural variation of the galactose (sugar) molecules. These include kappa, iota and lambda carrageenans. Due to their differences in structure they also possess different functional properties in meat products. Specifically, kappa and iota carrageenan forms gels that are thermostable; whereas lamba does not form a gel but does add viscosity to products as a thickening agent. The ability of kappa carrageenan to form a gel in meat products has been proven to give a range of advantages by increasing yield, consistency, sliceability, spreadability, cohesiveness and decreasing purge, fat content and slicing loss. Although kappa carrageenan forms thermostable stable gels, it does not possess good freeze thaw properties. In contrast, the iota carrageenan forms elastic gels and provides freeze/thaw stability for meat applications where repeated thawing and freezing is likely (Huffman, et al., 1991). Because different carrageenans have different properties, blends of the different forms are often used to achieve the desired functional properties. Although blends and individual carrageenans will have different properties, they are typically used a levels ranging from 0.5-1.5% in meat application, and in cured hams the level is maximum of 1.5%. Starches In meats, starches improve texture and juiciness due to the water binding properties of starch. Specifically, the starch granules swell or hydrate in the presence of heat and water. The extent of swelling, gelatinization temperature, and the properties of the solution are critically important for food applications. Starches are available as native, modified, and pregelatinized. Modified corn starch is most the most widely used starch in meat processing. Starches can be modified in several ways to give the desired functional properties such as toughening the starch and increasing its resistance to heat and acids.While modified starches are used throughout the poultry industry, they are used often in the production of turkey deli loaves for their ability to bind and retain water and to improve texture. Soy Protein Flour and Isolates Soy proteins are often used to enhance meat product binding, extending, gelation, cohesion and emulsification in meat applications. Because of their functional characteristics, they are typical used to reduce the cost or product formulations. Defatted soy flour, soy protein, and protein isolates have varying levels of protein. Soy flours are often used as extenders in applications such as sausage or to extend ground beef; however, meat formulations using a high percentage of soy flour may have a beany off-flavor. The soy flour contains approximately 50% protein; whereas, the soy protein concentrate is around 70% protein, and the isolate is around 90%. The water binding properties of soy are related to the protein content in the flours, concentrates and isolates. Specifically, they bind 1 to 6 grams of water per gram of protein.

     

In summary, the valued-added and further processed poultry markets will continue to grow as consumers demand for convenient meal choices that require little preparation time will remain a predominant trend in food selection and purchases.