UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

CENTRO UNIVERSITARIO DEL SUR OCCIDENTE

CARRERA DE INGENIERIA EN ALIMENTOS

Tecnologa de Alimentos III

M.V. Edgar Roberto del Cid Chacn

DocenteCONGELACION DE LA CARNEMediante la congelacin es posible realizar una conservacin prolongada de la carne, inhibindose el crecimiento bacteriano y la actividad enzimtica de la carne.

La congelacin de la carne se realiza cuando las temperaturas bajan entre

-1.5oC y -2oC. La temperatura crtica de congelacin se encuentra entre los limites de -1oC y -5oC, cuando se considera que esta congelado el 75% aproximadamente del agua presente en la carne; a una temperatura de -10oC, el agua est congelada en 80-85%. Mientras se alcanza una temperatura de -30oC, se solidifica alrededor de 90% del agua existente en carne.Antiguamente, la duracin de la congelacin, era bastante larga: entre 3 a 5 das a una temperatura de -10oC, aplicada despus de un enfriamiento entre 1 a 2 das.

Actualmente se aplican mtodos rpidos de congelacin: por ejemplo, a una temperatura del tnel de -40oC, que permite una congelacin de 18 horas aplicando una velocidad del aire de 300 m/min y una humedad relativa entre 85 y 90%.MTODOS DE CONGELACINExisten mtodos de congelacin rpidos y lentos. En el mtodo lento se coloca el producto a bajas temperaturas y se deja congelar, el rango de temperatura es entre 0 C a -23 C; como la circulacin del aire es por lo general mediante conveccin natural, el tiempo de congelacin depender del volumen de producto y condiciones del congelador. Los productos de congelacin rpida son de mejor calidad que los de congelacin lenta por los siguientes motivos: los cristales de hielo formados en la congelacin rpida son ms pequeos por lo que causan menos daos a las clulas de los tejidos del producto congelado.

A su vez, como el periodo de congelacin es ms corto, hay menor tiempo para difusin de sales y separacin del agua en forma de hielo.

El producto es fcilmente enfriado bajo la temperatura a la cual las bacterias, mohos y levaduras no crecen, con lo cual se evita la descomposicin durante el congelamiento.El mtodo de congelamiento se obtiene por los siguientes tres mtodos o una combinacin de stos: Inmersin de trozos de carne en lquidos con temperaturas bajas Contacto indirecto o contacto con superficies fras Corrientes de aire o en medio de aire frioCONGELACION EN AMBIENTE FRIO O CORRIENTES DE AIRE La congelacin de la carne en medio de aire frio forzado, se realiza de la siguiente manera: El mtodo clsico, destina para la congelacin la carne previamente refrigerada a una temperatura entre 0oC y 4oC; a continuacin la carne se congela por mtodos rpidos a una temperatura entre -40oC y -50oC y a una velocidad del aire de 9 m/seg. Durante esta congelacin se produce una merma, para la carne de ganado bovino, entre 1.9% y 2.4%, aproximadamente en dependencia con el estado de gordura del animal. Antiguamente, el proceso de refrigeracin de la carne antes de congelarla se realizaba por lo regular en cmaras de refrigeracin y despus se trasladaba a tneles de congelacin. ltimamente, se practican la refrigeracin y la congelacin en un mismo tnel. Al aplicar este mtodo, se efecta una congelacin en 2 fases. Para carne de cerdo, la primea fase se puede realizar a una temperatura entre 0oC y -1oC, durante 12 a 14 horas aproximadamente; y la segunda fase se realiza a temperaturas entre -35oC y -40oC, durante 10 a 12 horas aplicando una velocidad del aire de 4.5 m/seg.Como mtodo moderno y econmico se considera la llamada congelacin en una fase o congelacin de la carne caliente. Este tipo de congelacin, en principio elimina la fase de refrigeracin previa de la carne. La carne caliente se somete a una congelacin forzada desde su entrada en el tnel de congelacin.

Se consideran mucho las ventajas de este tipo de congelacin desde los puntos de vista de la calidad de la carne y de la economa de la produccin.

En comparacin con la carne congelada en 2 fases, se observa una disminucin de los cambios bioqumicos, que despus influyen en la calidad de la carne descongelada. Las mermas de la carne son significativamente menores, en comparacin con la carne congelada en 2 fases.

El tiempo del proceso de congelacin de una fase es considerado menor, en comparacin con la congelacin en 2 fases. Por ejemplo mientras que para la congelacin en 2 fases de la carne de cerdo son necesarias entre 22-24 horas, para la congelacin en una fase son necesarias 14 horas aproximadamente, a una temperatura de -35oC y una velocidad de aire de 9 m/seg. La velocidad de congelacin medida en la pierna se ha determinado en 1.3 cm/h. La congelacin se considera como terminada cuando se alcanza una temperatura de -80C, medida en la profundidad de la pierna hasta el hueso. La carne de cerdo, una vez congelada se almacena a una temperatura de -18oC, durante 6 meses.Se ha determinado que las mermas de la carne de cerdo congelada en una fase son de 0.39%, con relacin a las prdidas de la congelacin en 2 fases, que son de 1.33%, del cual 1.12% se obtiene durante la refrigeracin y 0.21% durante la congelacin.

Para la congelacin de cuartos traseros de ganado bovino se han realizado pruebas para determinar los parmetros tecnolgicos comparando la congelacin en 2 fases y la congelacin de carne caliente en una fase.

La carne de ganado bovino se congela en 2 fases, se ha refrigerado por el mtodo rpido a una temperatura de 0oC y una velocidad de aire de 3.7 m/seg. La velocidad media del aire ha sido respectivamente,7.5m/seg y 10.4m/seg.

En total, la refrigeracin y la congelacin del primer mtodo ha durado 33.5 horas (18 horas + 15.5 horas). En la experimentacin realizada con cuartos traseros congelados monofsicamente, o sea, sin refrigeracin previa, el tiempo, el tiempo de congelacin (13 horas) se ha considerado cuando la carne alcanza una temperatura final de -80C en la profundidad de la pierna, junto al hueso. De esta manera, se demuestra una diferencia en el tiempo de congelacin de 15.2 horas, a favor del mtodo de congelacin de la carne en una fase, sin previa refrigeracin. En cuanto a las prdidas de peso, durante la congelacin en 2 fases, se ha determinado que se obtiene una merma de 2.08% en total, de la cual 1.77% ocurre en la primera fase y 0.33 % en la segunda fase. En la congelacin monofsica se ha observado una merma de 0.47%, o sea 1.61% menos que en el primer mtodo.Se ha determinado tambin que despus de una conservacin de 8 meses a -18oC, las carnes congeladas por los 2 mtodos y descongeladas, han tenido una misma calidad en lo que se refiere al color, consistencia, retencin de agua. Se usa el efecto combinado de temperaturas bajas y velocidad del aire alta, lo que produce una alta transferencia de calor del producto. En general se debe tener la consideracin que el aire pueda circular libremente alrededor de todas las partes del producto.CONGELACION POR METODO DE CONTACTO INDIRECTOLa congelacin de la carne por el mtodo de contacto con el agente frio o las superficies fras (de moldes metlicos) tiene aplicacin principalmente para la carne en trozos, deshuesada. La practica general es la de congelar carne en forma de bloques. Este procesamiento tiene grandes ventajas debido a que disminuye el tiempo de congelacin, las prdidas de peso durante la congelacin, la superficie de almacenamiento y el transporte. El rea de almacenamiento de la carne congelada en bloques puede ser disminuida en ms de 2.5 veces, comparado con el almacenamiento de carne en cuartos.Los moldes para la congelacin de carne en bloques, normalmente, tienen dimensiones de 40 cm por 50 cm., con una altura entre 10 a 12 cms.

Para este tipo de congelacin se han creado aparatos especiales, inclusive continuos y automticos, con alta productividad del trabajo. Por lo general son congeladores de puerta en donde el producto se coloca encima de placas metlicas a travs de las cuales circula un refrigerante. La transferencia de calor es principalmente por conduccin debido a lo cual la eficiencia del congelador depende de la cantidad de superficie de contacto.En la industria de la carne para la produccin de embutidos a base de carne congelada es siempre ms prctico aplicar una congelacin de la carne previamente deshuesada en bloques. De esta manera, se disminuyen tambin las prdidas de peso de la carne durante la descongelacin, aplicando a las maquinas de picar carne congelada. Este mtodo es muy til en la congelacin de pequeas cantidades.CONGELACION DE LA CARNE POR INMERSION EN LIQUIDOS

En este mtodo se utilizan bajas temperaturas, es muy limitado en la industria de la carne. Es posible aplicar este mtodo en productos empaquetados hermticamente en envases de cartn o plstico. Se utilizan para este fin soluciones de baja temperatura de nitrgeno, cloruro de calcio y cloruro de sodio o azcar, en los cuales se introduce la carne. Las soluciones de cloruro de sodio y azcar son buenos conductores al hacer contacto con la carne provocando una transferencia de calor rpida y el producto es congelado totalmente en corto tiempo (se congela en unidades individuales en vez de forma masiva). Una desventaja importante es la extraccin de los jugos del producto por diferencia de concentracin. Tambin puede existir una penetracin excesiva de sal en el producto, provocando cambio de sabor. CURVA DE CONGELACIN DE LA CARNELa curva de congelacin representa grficamente el curso tpico del proceso de congelacin de la carne. El diagrama vara segn la influencia de los siguientes factores: mtodo de congelacin, tamao, forma, composicin qumica y propiedades fsicas del producto, y tipo de envasado ( o ausencia de ste ). De la curva de congelacin del agua pura pueden determinarse tres etapas o fases.

1 fase: en ste se produce la refrigeracin del producto a congelar la temperatura desciende en forma rpida hasta la temperatura crioscpica o temperatura de congelacin, no existe cambio de estado. Se conoce esta fase con el nombre de zona de pre-enfriamiento.

2 fase: es el perodo de cambio de fase. Una vez que se alcanza el punto de congelacin no se observa variacin de temperatura retirndose gradualmente el calor latente de solidificacin, es decir, se produce gradualmente un cambio de estado. La curva adquiere una condicin isotrmica.

3 fase: se denomina perodo de templado, una vez alcanzada la conversin total de agua en hielo nuevamente se inicia un gradual y permanente descenso de la temperatura. En alimentos, este comportamiento en es tan claro, ya que la conversin de parte del agua en hielo implica un incremento en la concentracin de diversas sales en el agua lquida remanente, consecuentemente se produce un descenso en el punto de congelacin.ALMACENAMIENTO DE LA CARNE CONGELADA

A la congelacin sigue, normalmente, un almacenaje prolongado de la carne en almacenes especiales de congelacin, porque el gran valor econmico de la conservacin por congelacin consiste, sobre todo, en el hecho de la carne fresca se transforma en una mercanca que se puede apilar y almacenar fcilmente y que se conserva durante mucho tiempo.

Durante todo este tiempo, entre la congelacin y el consumo, que puede durar muchos meses, hay que dar a la carne un tratamiento cuidadoso, porque la carne sigue siendo tambin en estado congelado un alimento delicado que puede sufrir, por diferentes influencias dainas, perdidas de valor.La carne, una vez congelada, se transporta a las cmaras de conservacin por medio de carros montacargas o tambin polipastos cuando son canales completas. Las carnes se almacenan en tongas o pilas naturales sobre vigas. En las plantas modernas se aplica actualmente el almacenamiento de la carne en paletas especiales; de esta manera se aprovecha mejor el espacio del almacn y se eleva la productividad del trabajo por carga y descarga en las plantas procesadoras de carne. En caso de almacenar las carnes en pilas se recomienda que las ultimas se coloquen sobre vigas de unos 10 cms. , de alto y se mantengan a una distancia de unos 15 cms., de las pilas a las paredes. La altura de las pilas debe de ser tal que entre ellas y los serpentines o los canales quede una distancia entre 30-40 cms. En las cmaras grandes se deja un pasillo central y, segn el tamao. 1 o 2 pasillos laterales. El ancho de estos pasillos debe de permitir el movimiento de los montacargas.Como una orientacin, se puede mencionar que la cantidad de cuartos de ganado bovino y canales de cerdo sin cabeza (bandas) que se pueden almacenar por metro cubico es de unos 400 Kg; esto significa que con una altura de las pilas de 2.5 mts, se puede contar con una capacidad de almacenar 1,000 kg/mt2 de superficie del almacn.

En las cmaras de almacenaje, no se debe de sobrepasar temperaturas entre -18 y -20oC en almacenaje prolongado. Es posible almacenar la carne de cerdo a esta temperatura durante 8 meses, y la carne de ganado bovino en cuartos hasta 12 meses.CAMBIOS DE LA CARNE CONGELADA

Durante la congelacin y el almacenamiento las carnes congeladas sufren siempre ciertas alteraciones cuya importancia depende de la calidad de la carne antes del sacrificio y de las condiciones durante la congelacin y almacenamiento.

CAMBIOS FISICOS

Desecacin y Prdida de peso

Durante la congelacin, en corrientes de aire forzado de la carne no envuelta, se produce en la superficie la llamada quemadura de la congelacin. Con este nombre se designan las zonas blanquecinas o de color ambarino que aparecen sobre la superficie de la carne congelada. Estas zonas se producen a consecuencia de la sublimacin de los cristales de hielo de la atmosfera del almacn frigorfico, que dejan pequeas bolsas de aire en la superficie de la carne y a causa de las cuales se debe la difraccin de la luz incidente.Despus de 6 meses de almacenaje, debe contarse con una capa desecada de unos 5 mm. Este tipo de desecacin origina una disminucin de peso que representa a veces prdidas econmicas significativas. En carnes pobres en grasa, las prdidas de peso de cuartos delanteros y traseros de ganado bovino sometidos a una temperatura de almacenaje de -10oC y a una humedad relativa de 90%, han alcanzado los siguientes valores:VALORESMESES

Duracin de almacenaje24681012

Prdida de PesoPORCENTAJES

3.0

4.55.56.06.57.0

VALORES

Duracin de almacenaje1236

Prdida de PesoPORCENTAJES

1.0

3.03.5

Con bandas de cerdo sometidas a las mismas condiciones de almacenajeLa aplicacin de carne deshuesada y congelada en bloques, as como carnes empaquetadas para la venta, reduce considerablemente las prdidas econmicas por desecacin de la carne congelada. Coloracin:

Durante el almacenaje se presentan determinadas modificaciones del color cuya, intensidad difiere mucho segn la clase y la calidad de la carne, las condiciones de almacenaje y la duracin del mismo. Se trata de modificaciones que coinciden con las superficies de corte de la carne de corte de la carne muscular, el color rojo vivo de la carne se transforma con el tiempo en un rojo oscuro y hasta en rojo negro.la coloracin es diferente segn el color original. As, la carne oscura al principio, por ejemplo, de los toros, se pone de color rojo azulado oscuro.

La carne de color rojo claro, por ejemplo, de vacuno joven, se decolora algo o se transforma en rojo grisceo claro.

Todas estas coloraciones no disminuyen el valor de consumo de la carne y se pueden considerar por eso, si no estn demasiado pronunciadas, como defectos estticos. Aroma:En la carne congelada y almacenada durante mucho tiempo, se puede comprobar una debilitacin del aroma, especifico de cada clase de carne, sobre todo en el caldo de carne, que resulta inspido.

Parece que la carne de cerdo tiene ms tendencia a la perdida de las sustancias aromticas que la carne de ganado vacuno. Cambios Histolgicos: En la actualidad se dispone de numerosas investigaciones sobre los procesos que tienen lugar en los tejidos musculares al ser sometidos a congelacin sobre las modificaciones histolgicas tomadas en los tejidos musculares al ser sometidos a congelacin y descongelacin. Las investigaciones continan para determinar la influencia de la velocidad de la congelacin sobre la estructura y las perdidas por exudados de las carnes, despus de la congelacin. Cambios BioqumicosSe ha observado que si la carne se congela antes de producirse la rigidez cadavrica, se interrumpe indefinidamente el rigor mortis hasta que, al elevarse posteriormente la temperatura, se presenta la rigidez de la carne descongelada. Este fenmeno, que recibe el nombre de rigidez de descongelacin se debe a que el ATP existente en el musculo se escinde rpidamente.La rigidez de descongelacin se presenta nicamente en las piezas de carne de tamao reducido.Como consecuencia del almacenamiento de carne congelada se observa un lento aumento del pH, disminucin de los grupos cidos por modificaciones de la molcula proteica y aumento de de los grupos SH.

Despus de una congelacin prolongada a -23oC, se aprecian en la carne de ganado bovino; acumulacin de acido lctico, disminucin de azucares reductores, ligero aumento del fosforo orgnico y del fosforo inorgnico y de la fraccin de protenas musculares solubles en agua. Cambios MicrobiolgicosLa congelacin rpida retrasa muy pronto las reacciones qumicas y enzimticas de los alimentos, deteniendo el crecimiento microbiano. El mismo efecto produce la congelacin brusca o rpida pero con menor rapidez. Los efectos fsicos de la congelacin son de gran importancia. Se dice que los cristales de hielo rompen las clulas hsticas e incluso los microorganismos. El aumento de la concentracin de los solutos en las clulas acelera la precipitacin y desnaturalizacin de las protenas, ocasionando cambios irreversibles en los sistemas coloidales. Se cree que esta es la causa de la destruccin de los grmenes. Como ms adelante se ver, las bacterias y probablemente otros microorganismos donde ms rpidamente mueren es entre -1oC y -5oC. Por lo tanto, se destruyen ms por la congelacin lenta que por la rpida, pero a la vez sern tambin ms numerosos los cambios fsicos perjudiciales.Durante el almacenamiento de la carne congelada, debido a la desecacin producida, las formas microbianas vegetativas no pueden obtener alimentos y con el tiempo mueren por inanicin. Hay un descenso continuo del nmero de organismos vitales, algunas especies mueren ms rpidamente que otras, pero algunos miembros de las especies ms significativas sobreviven durante meses y aun aos. Las esporas de los microorganismos patgenos y las toxinas pueden resistir la congelacin.DESCONGELACION DE LA CARNEPara el uso y la valoracin de la carne conservada por congelacin es de gran importancia saber cmo se comportan las modificaciones causadas, por la congelacin de sus componentes coloidales al descongelarse: si son reversibles o irreversibles.

En trabajos de investigacin realizados se ha concluido que si la carne congelada se descongela rpidamente, las fibras musculares no pueden reabsorber completamente el agua congelada en el exterior y mantienen las deformaciones adquiridas al congelarse. Pero cuanto ms lenta se haga la descongelacin, tanto mejor se recuperan las fibras musculares su aspecto original. En la descongelacin rpida no se puede evitar una perdida grande del jugo; en la descongelacin lenta no sale jugo. Como est comprobado que con la congelacin lenta se puede limitar al mnimo las prdidas de jugo y otras desventajas que se puedan atribuir a la carne congelada. Estas investigaciones proponen hacer la descongelacin de cerdos en bandas a una temperatura entre 0oC -2oC, que aumenta lentamente hasta 5oC; la descongelacin de cuartos de ganado bovino, entre 5oC-6oC, aumentando hasta 10oC-12oC. La humedad relativa del aire tiene que aumentar desde 70%, al principio hasta 95%. En estas condiciones, el tiempo de descongelacin del cerdo en bandas es entre 2.5-3 das; el de cuartos traseros de bovino unas 80 horas; el de cuartos delanteros unas 65 horas. Hay que considerar como terminado el proceso de descongelacin al alcanzarse la temperatura interior de la carne de -1oC.La humedad relativa del aire hay que mantenerla entre 90-95% de la precipitacin que se forma sobre la superficie de la carne hay que eliminarla al final de la descongelacin, por una viva circulacin del aire hasta que las piezas queden secas.

Por razones practicas, se ha intentado acelerar el proceso de descongelacin por diferentes modos, evitando a la vez las ventajas de una descongelacin rpida.Existen mtodos de descongelacin de la carne con ayuda de corriente elctrica; se introducen electrodos metlicos en la pieza, en sitios opuestos y se conecta la corriente. La descongelacin dura, para cuartos traseros de bovino, 18 horas y para cerdo en bandas entre 5-7 horas. La carne descongelada de tal manera tiene buena presentacin y no pierde jugo.

En pases de alta tecnologa para la descongelacin de trozos de carne congelada se usa la accin del calentamiento dielctrico de alta frecuencia con electrodos especiales de placa. Por este mtodo se ha logrado elevar la temperatura de la carne a 4oC en poco tiempo.

Para descongelar carne existen mtodos en la cual se pone la carne en movimiento de rotacin y se le roca con agua caliente, otros llevan a cabo la descongelacin en una niebla de agua o vapor, tambin se emplea la descongelacin de la carne destinada a produccin de embutidos en agua a 20oC, disminuyendo la temperatura del agua a 10o, 1-2 horas antes de terminar el proceso. Tambin se investigan las posibilidades de descongelacin con cloruro de sodio, con rayos infrarrojos, etc. La mayora de estos mtodos han avanzado a escala de planta piloto.

DOCUMENTO DE APOYO A LA DOCENCIA. SEGUNDO SEMESTRE. 2010.