La estructura del
músculo está en gran medida definida por vainas de tejido conectivo que se
organizan a tres niveles distintos.
FIBRA MUSCULAR
La unidad anatómica del tejido
muscular es la célula o fibra muscular, existiendo tres tipos de fibras:
En la estructura de la fibra muscular se pueden distinguir:
b)
Fibras cardíacas.
Las
fibras cardíacas presentan estrías longitudinales y transversales imperfectas,
se pueden bifurcar en sus extremos y tienen un solo núcleo central. Su
regulación es involuntaria y está controlada por el sistema nervioso
vegetativo.
c)
Fibras esqueléticas. Las fibras esqueléticas presentan estrías longitudinales
y transversales, tienen núcleos dispuestos periféricamente pudiendo
considerarse un sincitio (célula gigante, aglutinación multicelular disfuncional
formada por la fusión de una célula con otra) cuyo origen es la fusión de mioblastos
(los mioblastos
de músculo esquelético son las células precursoras de las fibras musculares.).
Su regulación puede ser voluntaria y está controlada por el sistema nervioso
somático (el sistema nervioso somático es el que informa al organismo sobre el
medio que lo rodea, realiza las actividades reflejas y voluntarias del músculo
esquelético).
a)
El sarcolema o membrana muscular,
Presenta
una serie de invaginaciones, denominadas túbulos T, que se prolongan hasta
situarse en estrecha relación con el retículo endoplasmático.
b)
El sarcoplasma
se caracteriza de las otras células por poseer una proteína con capacidad de
fijar el oxígeno transportado por la sangre (mioglobina)
y que le confiere a la fibra su característico color rojo. La fibra muscular,
además, almacena hidratos de carbono en forma de glucógeno.
c)
Las miofibrillas son finas estructuras cilíndricas (1 μ de diámetro) de
naturaleza proteica, son las responsables de la contracción muscular. Están
dispuestas paralelamente al eje longitudinal de la fibra, a la que recorren en
toda su extensión, uniéndose finalmente al sarcolema.
Composición
estructural de las fibras:
Fibras
musculares
Fibrillas ( 1000 y 2000 mil
fibrillas 1 um de diámetro cada
una, colocadas longitudinalmente)
Filamentos.
gruesos (15 nm de
diámetro-proteína miosina)
delgados (7 nm de
diámetro-proteína actina. )
Para indicar su
relación con el músculo, así tendríamos miofibras, miofibrillas y miofilamentos.
Tipos de fibras
musculares
Existen
dos tipos de fibras musculares esqueléticas que se distinguen por su actividad
funcional, ellas son:
Las fibras de tipo I,
denominadas también rojas o de contracción lenta,
Se
caracterizan por un número reducido de miofibrillas. El sarcoplasma
es muy abundante y contiene una elevada cantidad de mioglobina
(causa del color rojo muy intenso), de mitocondrias y de gotas lipídicas.
La
abundancia de mitocondrias y la capacidad de almacenar oxígeno que le confiere
la mioglobina,
determinan que la energía necesaria para sus procesos se obtenga por vía
aerobia, mediante el ciclo de Krebs.
La fibra II,
blanca o de contracción rápida, se caracteriza por la abundancia de
miofibrillas que ocupan casi la totalidad del sarcoplasma.
Éste último es muy escaso, como su contenido en mioglobina y
en mitocondrias, presenta un almacenamiento de carbohidratos en forma de
glucógeno. Dentro de las fibras blancas se pueden distinguir dos tipos:
•Las
fibras II-A que obtienen la energía a partir de la vía aerobia, como de la
anaerobia, mediante glucólisis y
•
•Las
fibras II-B que sólo existe la vía anaerobia, tienen muy escasas mitocondria y mioglobina,
son fibras de contracción rápida por poseer un elevado número de elementos
contráctiles en relación a los pasivos o elásticos.
Actualmente
se considera la existencia de dos tipos básicos de fibras y otras de caracteres
intermedios.
Fibras rojas.
Utilizan preferentemente la vía aerobia, lo que les permite obtener mayor
cantidad de energía por molécula degradada, aunque emplean más tiempo en
liberar dicha energía. Utilizan como sustrato tanto la glucosa que toman de la
sangre (1 molécula de glucosa proporciona 40 ATP) como las grasas que almacenan
(1 molécula de ácido graso proporciona 130 ATP).
Fibras blancas.
Utilizan preferentemente la vía anaerobia con lo que producen menos energía por
molécula degradada pero más rápidamente. Almacenan hidratos de carbono en forma
de glucógeno del que por glucogenolisis obtienen glucosa que luego, y al
igual que con la glucosa que toman de la sangre, someten a glucólisis por vía
aerobia o, principalmente por vía anaerobia, obteniendo 3 ATP por molécula.
El hombre ha
empleado durante muchos siglos los tejidos animales como alimento, sin prestar
demasiada atención ni a sus funciones vitales, ni a los cambios que en ellos
acaecen antes de ser consumidos; sin embargo en la actualidad la industria
cárnica, ha aumentado la búsqueda de métodos que controlen la cantidad y la
uniformidad del producto final.
Esto ha llevado a
investigar las causas de variación de calidad de la carne con miras a su
mejora.
HOMEOSTASIS
La
conservación de un ambiente interno fisiológicamente equilibrado se denomina
homeostasis. Consiste en un sistema de controles y equilibrios que proporciona
al organismo medios para enfrentarse a los agentes estresantes que tienden a
deteriorar el ambiente interno.
La
homeostasis tiene un enorme interés durante la conversión del músculo en carne
por dos razones:
ØMuchas de las reacciones y cambios que tienen lugar durante
esta conversión son consecuencia directa de la homeostasia (intentos de
conservar la vida) y,
Las
condiciones del período inmediatamente anterior al sacrificio pueden modificar
los cambios musculares postmortales y afectar a la calidad de la
carne. Entre tales condiciones deben citarse el transporte de los animales al
mercado, su manejo durante las fases de mercadeo y el aturdimiento o
inmovilización previo al sacrificio
De hecho; únicamente se extrae del organismo
el cincuenta por ciento aproximadamente del volumen sanguíneo total, el resto
se mantiene fundamentalmente en los órganos vitales
En primer lugar se
da la falta de aporte de oxígeno al músculo. A medida que el aporte de oxígeno
almacenado disminuye, como consecuencia de la sangría, cesa el funcionamiento
de la ruta aeróbica (ciclo del citrato) e inicia la ruta anaeróbica (glucolítica) permitiendo al
músculo disponer de otra fuente de energía ATP
SANGRÍA
La
primera fase de la matanza tradicional es la sangría (degüello o desangrado)
del animal, es decir, la extracción de su cuerpo de tanta sangre
como sea posible.
El
degüello marca el comienzo de una serie de cambios postmortales
del músculo; no resulta difícil imaginar que una hemorragia masiva constituye
un grave estress.
Tan
pronto como desciende la presión sanguínea, el sistema circulatorio ha de
ajustar su funcionamiento en un intento de mantener un aporte sanguíneo
adecuado para los órganos vitales.
FALLO CIRCULATORIO MUSCULAR
La sangría elimina esta línea de comunicación entre el
músculo y su ambiente externo.
En este proceso se
origina ácido láctico que es transportado desde el músculo al hígado. Continúa
acumulándose hasta que casi todo el glucógeno original almacenado en el músculo
ha sido agotado.
El acumulo de ácido láctico determina un
descenso del pH muscular. El pH de la carne dependerá en gran parte de la
cantidad de glucógeno contenido en el músculo en el momento de la primera
sangría.
CAÍDA POSTMORTAL DEL
pH
La velocidad con que desciende el pH, una vez que el animal
ha sido sangrado, y el límite hasta el que desciende el pH son muy variables.
La caída normal del pH, como indica la figura, por un descenso gradual desde un
pH de, aproximadamente. 7 en el músculo vivo hasta 5,6-5,7, transcurridas 5-8
horas desde el sacrificio, para alcanzar un pH último (generalmente 24 horas
después de la muerte) de aproximadamente 5,3-5,7
En
algunos animales el pH sólo desciende unas pocas décimas durante la primera
hora después del sacrificio, permaneciendo entonces estable con valores
relativamente altos y dando finalmente un pH último que varía entre 6.5 y 6,8.
En
otros animales el pH desciende rápidamente hasta 5,4-5,5 en la primera hora
después de la sangría; la carne de estos animales presenta un pH último que
varía entre 5,3 y 5,6.
El
acumulo de ácido láctico en las primeras fases del período postmortal
puede tener un efecto negativo en la calidad de la carne. El desarrollo de
condiciones acidas (pH bajo) en el músculo, antes de que el calor corporal
natural y el metabólico se hayan disipado durante la refrigeración de la canal,
da lugar a la desnaturalización de las proteínas musculares
La
desnaturalización de las proteínas les hace perder solubilidad/ capacidad de
retención de agua e intensidad del color del pigmento muscular.
Todos
estos cambios son perjudiciales, tanto si el músculo se emplea como carne
fresca, como si se destina a un procesado ulterior.
Los
músculos cuyo pH desciende mucho rápidamente son de color pálido y tienen muy
baja la capacidad de retención de agua, por lo que su superficie al corte tiene
un aspecto muy acuoso (carne PSE). En casos extremos, la superficie del músculo
gotea.
Por
otra parte, los músculos que conservan un pH alto durante su conversión en
carne son de color muy oscuro y la superficie del corte es muy seca debido a
que el agua, naturalmente presente en el músculo, está ligada fuertemente a
las proteínas (carne DFD).
PRE-RIGOR MORTIS
En
el período que sigue inmediatamente a la sangría el músculo es totalmente
extensible. Si se tara o si se le aplica una fuerza, se estira pasivamente y
cuando tal fuerza se retira, la elasticidad natural del músculo le hace
retornar a su longitud original
En
estas condiciones en el músculo existen pocos enlaces de acto miosina,
si es que hay alguno, que prevengan la extensión del músculo por la fuerza
aplicada. El período de tiempo durante el cual el músculo es relativamente
extensible y elástico se denomina pre-rigormortis
o fase de latencia o de retardo del rigor mortis
RIGOR MORTIS
Rigidez de los
músculos después de la muerte.
Formación de
enlaces cruzados permanentes entre los filamentos de actina y de miosina del músculo.
La diferencia entre
el estado vivo y el rigor es que en el último la relajación es imposible, ya
que no se dispone de energía para escindir la actomiosina
Para que el músculo
se mantenga en estado de relajación se necesitan ATP, Ca 2+, Mg 2+ (que forman
un complejo).
Existen pruebas que
demuestran que esta degradación tiene lugar en el área de la línea Z del
músculo.
Una
vez que se han empobrecido los almacenes de glucógeno se aprovecha el creatinfosfato (CP) para la fosforilización del ADP a ATP. A
medida que se van agotando los almacenes de CP la refosforilización del ADP es
insuficiente para mantener el músculo en un estado de relajación; comienzan a
formarse puentes de actomiosina y el músculo se
extiende gradualmente menos bajo el influjo de la fuerza externamente aplicada
La instauración del rigor mortis le acompaña cambios
físicos:
•Pérdida de
elasticidad y extensibilidad,
•Acortamiento y
aumento de la tensión.
La fase de iniciación o presentación del rigor mortis
comienza cuando el músculo empieza a perder extensibilidad y dura hasta la
terminación del rigor mortis.
ACORTAMIENTO Y
PRESENTACIÓN DE TENSIÓN
Durante el
desarrollo del rigor mortis los músculos se acortan a medida que se forjan
enlaces permanentes apareciendo una tensión interna en el músculo que produce
rigidez.
Durante una
contracción normal sólo se originan enlaces en, aproximadamente, el 20 % de los
posibles sitios de unión, mientras que en el rigor mortis se utilizan casi
todos los sitios de unión entre los filamentos de actina y miosina.
PÉRDIDA DE
PROTECCIÓN FRENTE A LA INVASIÓN BACTERIANA
El animal una vez
muerto pierde su protección natural.
Sin embargo, el
descenso del pH muscular ejerce un efecto inhibidor en algunos microbios. Para
prevenir la contaminación de la carne con microorganismos causantes de su
deterioro debe tenerse un cuidado exquisito durante todas las operaciones de carnización y almacenamiento.
MADURACIÓN (DEGRADACIÓN ENZIMÁTICA)
A medida que el pH del músculo desciende se liberan catepsinas enzimas que
comienzan a degradar la estructura proteica.
El ablandamiento que tiene lugar durante la maduración
de la carne de vacuno, se debe, en parte, a la degradación de algunos de los
tejidos conectivos de colágeno del músculo, bajo la acción de las catepsinas.
Las proteínas musculares, además de sufrir la acción
de los enzimas proteolíticos citados, están sometidas, también a
desnaturalización.
Muchos de los cambios atribuidos a la
desnaturalización proteica se deben también a la degradación enzimática, dado
que una caída rápida del pH favorece la pronta liberalización de las catepsinas.
CAMBIOS FÍSICOS DEL
MÚSCULO
Color:
La
musculatura de los animales vivos, con un aporte de oxígeno suficiente, tiene
un aspecto rojo brillante; si el músculo fuera deficitario en oxígeno su
aspecto sería rojo más oscuro o púrpura.
Después
del sacrificio, cuando se ha consumido el oxígeno, los músculos tienen un color
púrpura oscuro. Cuando la carne fresca se corta por primera vez la superficie
del corte puede presentar este color rojo oscuro; tras su exposición a la
atmósfera durante algunos minutos se oxigena la mioglobina
y la carne cambia a un color rojo más brillante. Si el músculo ha sufrido
desnaturalización intensa el tono del color se reduce considerablemente y
aparece pálido incluso en la carne cortada.
Firmeza:
•Músculos
vivos
relativamente firmes.
•Rigor
mortis
muy firmes y rígidos.
•Maduración
pierden firmeza e incluso muy blandos
Propiedades Fijadoras del Agua
En aquellos casos
en los que el pH postmortal del músculo
permanece alto:
Capacidad de ligar
agua de la carne es similar a la del músculo vivo, es decir alta.
Cuando durante la
conversión en carne el pH muscular desciende rápidamente:
Capacidad de ligar
agua es escasa
CARNE PSE Y DFD
Carne PSE (pálida,
blanda y exudativa)
Estas
carnes se caracterizan por un aumento rápido de la concentración de ácido
láctico, después del sacrificio, esto produce una rápida caída del pH muscular
(pH < 6.0) a los 45 minutos, que afecta drásticamente la capacidad de
retención de agua, el color, etc.
La
capacidad de retención de agua (CRA) disminuye con el pH, también parece ser
que se producen importantes cambios en las membranas celulares de los músculos
de las carnes PSE.
El
color está determinado por tres factores: cantidad de pigmento, forma química
del pigmento y estructura del músculo (influenciada por el pH).
Carne DFD (Oscuro,
Firme, Seco (dark, firm, dry))
La
carne DFD se caracteriza por alto valor de pH a las 24 horas portmortem,
los músculos con poca reserva de glucógeno no se acidifican, ya que la cantidad
de ácido láctico producida es baja. Los músculos rojos están abundantemente vasculados y
predominantemente aerobios, son más propensos a ser DFD.
Entre
las causas, en el caso de los cerdos, es que hayan agotado su energía de
reserva en los músculos, ello se debe a los métodos de transporte, carga,
descarga, tiempo de ayuno, tipo de aturdimiento, etc. Para amortiguar la
presencia de carnes de DFD deben evitarse condiciones ambientales extremas.
Tratamiento de la
carne
A
pesar de que en las carnes PSE las condiciones de bajo pH se manifiestan a los
30 minutos, no obstante la CRA disminuida se produce lentamente en las horas
sucesivas. Se ha demostrado que una disminución de la temperatura de más de 34
ºC en los primeros 90 minutos, disminuyen las pérdidas por goteo, así pues,
mientras más rápido se enfríe la canal menor serán las pérdidas por goteo, no
obstante las diferencias de metabolismo entre músculos hacen que el riesgo de
PSE sea diferente.
La
carne de vacuno no presenta problemas PSE debido a la lenta velocidad de
acidificación.
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