Come il muscolo diventa carne…. nei nostri piatti

LA QUALITA’ DI UN ALIMENTO E’ UNA REALTA’ MULTIFATTORIALE DI “la qualità è l’insieme delle caratteristiche e delle proprietà che conferiscono al prodotto la capacità di soddisfare esigenze espresse o non espresse” UNI-ISO 8402 LA QUALITA’ DI UN ALIMENTO E’ UNA REALTA’ MULTIFATTORIALE DI NON FACILE DEFINIZIONE DIETETICO- NUTRIZIONALI IGIENICO-SANITARIE ORGANOLETTICHE TECNOLOGICHE

Assenza di microrganismi patogeni o sostanze pericolose Caratteristiche: igienico-sanitarie - dietetico nutrizionali – organolettiche - tecnologiche Assenza di microrganismi patogeni o sostanze pericolose Assenza di composti nocivi derivanti da sostanze vietate o autorizzate (erbicidi, farmaci, ormoni) Assenza di composti nocivi da inquinamento ambientale (metalli pesanti, radionuclidi, ecc.)

Frazione proteica 20-23% Frazione lipidica ≅ 3% Caratteristiche: igienico-sanitarie - dietetico nutrizionali – organolettiche - tecnologiche Frazione proteica 20-23% Frazione lipidica ≅ 3% Colesterolo <70mg/100 g Frazione vitaminica •piridossina (B6) • riboflavina (B2) • niacina (PP) vitamina B12, assente nei vegetali Frazione minerale • minerali in forma organica (buona disponibilità ed elevata tollerabilità per l’organismo) • preziosissima fonte di Fe (3 – 4 mg/100 g)

OSSERVABILI ALL’ACQUISTO · Colore · Grana e tessitura Caratteristiche: igienico-sanitarie - dietetico nutrizionali – organolettiche - tecnologiche OSSERVABILI ALL’ACQUISTO · Colore · Grana e tessitura · Perdita di essudato dalla superficie di taglio · Marezzatura OSSERVABILI AL CONSUMO · Tenerezza · Succulenza · Sapidità · Fragranza · Assenza di odori sgradevoli

Tenerezza: connettivo e fibra muscolare Caratteristiche: igienico-sanitarie - dietetico nutrizionali – organolettiche - tecnologiche Colore: mioglobina, emoglobina (il dissanguamento non è mai completo), citocromi,flavine Mioglobina (rosso scuro) = colorazione in assenza di O2 Ossimioglobina (rosso vivo) = si manifesta quando il muscolo è esposto all’ossigeno. Metamioglobina (rosso/bruno-marrone) si manifesta quando prevalgono basse tensioni di O2 e quando la globina si denatura causando l’ossidazione del Fe. Tenerezza: connettivo e fibra muscolare Succulenza: è dovuta alla sensazione di liberazione dei succhi sotto l’effetto della masticazione Aroma: sostanze volatili che stimolano le terminazioni boccali e nasali

(water holding capacity WHC) Caratteristiche: igienico-sanitarie - dietetico nutrizionali – organolettiche - tecnologiche •attitudine alla conservazione •trasformazione muscolo in carne pH24 Potenziale di ritenzione idrica (water holding capacity WHC) •Condiziona aspetto e succosità • sgradita l’abbondante essudazione • essudazione perdita N e minerali •Valori ottimali: Calo da cottura: < 35 % Calo sul crudo (7 d): < 8 %

Macello e lavorazione carne Produzione di carne di qualità allevamento in vita Macello e lavorazione carne Flusso di merci distribuzione post mortem Flusso di controlli consumatore Ogni segmento esercita la sua influenza su tutti gli altri

LA QUALITA’ DELLA CARNE VIENE “COSTRUITA“ IN ALLEVAMENTO MA DEVE ESSERE MANTENUTA NELLE FASI SUCCESSIVE

La carne anche se riflette la natura chimica e strutturale dai muscoli dai quali deriva, differisce da essi perché al momento della morte dell’animale inizia nel muscolo una serie di modificazioni biofisiche e biochimiche. Il muscolo attraverso queste modificazioni si trasforma in carne Fibra, miofibrille, sarcomero

Dire come avviene la contrazione Filamenti di miosina in cui sono rappresentati i ponti trasversali e di actina in cui sono rappresentate le molecole di tropomiosina e troponina.

I processi che avvengono durante la conversione in carne sono d’importanza critica per capire la qualità degli alimenti carnei. Distinguiamo 3 fasi: Pre rigor: da pochi minuti a mezz’ora dopo la morte dell’animale. Subito dopo la morte i muscoli restano morbidi, estensibili, pieghevoli e restano “vivi” fino a quando il rigor mortis non si è stabilito Nelle cellule permane un metabolismo di tipo anaerobico che porta alla trasformazione del glicogeno in acido lattico; per questo motivo si registra un abbassamento del pH che passa da 7 a 5,6 - 5,7. Nell’animale macellato non affaticato e ben nutrito i depositi di glicogeno sono tali da produrre acido lattico in eccesso, mentre nell’animale denutrito e stressato la concentrazione di glicogeno è bassa e la glicolisi presto si arresta, insorg presto il rigor, c’è poca acidificazione e il pH non scende o scende molto velocemente. Rigor mortis: da 3-6 ore fino a 24 ore dopo la morte dell’animale; in carenza di ATP, actina e miosina si legano in modo irreversibile, il muscolo si accorcia e la carne si irrigidisce sensibilmente diventando particolarmente dura e tigliosa. Post rigor: frollatura fase di intenerimento dovuta all’azione proteolitica degli enzimi sulle proteine miofibrillari; la carne ritorna morbida e diviene commestibile, parallelamente il pH aumenta gradualmente fino a valori prossimi alla neutralità. Durante la frollatura è importante che il pH delle carni non si sposti verso l'alcalinità, in quanto condizione favorente lo sviluppo di reazioni putrefattive.

Eventi post mortem Morte dell'animale per dissanguamento (nessun apporto di O2) Glicolisi anaerobia, progressiva comparsa del rigor mortis Dissolvimento del rigor mortis per processi enzimatici Attivazione del CAF * e delle catepsine Acidificazione del tessuto muscolare Idrolisi delle proteine Formazione composti azotati Formazione acidi grassi complessi *CAF=calcium activated factor

arresto respirazione cellulare trasformazione glicogeno in acido lattico (glicolisi anaerobica) formazione di un legame irreversibile tra actina e miosina rigor mortis abbassamento del pH, aumento della disponibilità di calcio (intervento di enzimi normalmente presenti nelle cellule muscolari. idrolisi proteine (calpaine, catepsine) degradazione linea Z: distacco dei filamenti di actina che collassano sulla miosina, il muscolo è di nuovo pieghevole (risoluzione del rigor mortis) ossidazione dei lipidi formazione di nucleotidi quali l’ipoxantina, potenziatore dell’aroma formazione di ammoniaca, idrogeno solforato, acetaldeide, acetile e acetone che sono, entro certi limiti, favorevoli per il sapore.

Elettroforesi monodimensionale di carne bovina con le principali proteine miofibrillari e campioni di carne podolica (A-F) al tempo della macellazione (T=0) e dopo una e due settimane di frollatura (T=I e T=II sett). MLC1,2 e 3 ( catene leggere della miosina 1,2 e 3).

Elettroforesi monodimensionale di carne bovina con le principali proteine sarcoplasmatiche e campioni di carne podolica (A e B) al tempo della macellazione (T=0) e dopo una e due settimane di frollatura (T=I e T=II sett). a b

Act TPM MLC1 MLC3 MLC2 a c b d Elettroforesi bidimensionale delle proteine miofibrillari estratte dal muscolo di bovino podolico appena macellato(b) e dopo 1(c) e due (d)settimane di frollatura. Principali proteine miofibrillari(a): Act(actina), TPM (tropomiosine), MLC1,2,3 (catene leggere della miosina 1,2,3).

IMPORTANZA DEL pH: MIOPATIE Carni DFD Carni DFD Carni DFD 7 Carni PSE pH 5.5 1 24 Ore postmortem

Carni PSE Le carni affette da tale miopatia si presentano pallide (Pale), molli (Soft) e dotate di uno scarso potere di ritenzione dell’acqua (Exudative), poco gradito per il consumo fresco e del tutto inadatto per le esigenze dell’industria di trasformazione. Tale miopatia deriva da una glicolisi muscolare post mortem molto rapida, con conseguente elevato accumulo di acido lattico ed eccessivo abbassamento dei valori di pH e con denaturazione delle proteine del tessuto muscolare, che appare così decolorato e di aspetto acquoso. Il difetto è determinato dalla liberazione nel torrente sanguigno di elevate quantità di ormoni dello stress (adrenalina e noradrenalina) da parte della midollare surrenale in seguito agli stimoli di fattori stressanti e di stati emotivi subito prima della macellazione (stress a breve termine). L’alta concentrazione di catecolamine determina un’accelerazione della glicolisi. Differenti studi hanno evidenziato che le condizione di PSE nei suini è in larga misura determinata dalla presenza di un gene che rende gli animali particolarmente sensibili allo stress-Hal (alotano). Le carni PSE non sono adatte alla trasformazione in prosciutti crudi e cotti, né possono essere utilizzate per produrre carni in scatole, tuttavia se miscelate con carni normali possono essere utilizzate per la preparazione di insaccati crudi e cotti.

Carni DFD Questa alterazione è contraddistinta da carni di colore scuro (Dark), molto sode (Firm) e troppo asciutte (Dry) e si verifica quando il pH del muscolosi stabilizza su valori anormalmente alti, per ridotta glicolisi post mortem e scarsa liberazione di acido lattico. La principale ragione dell’insufficiente acidificazione va ricercata nell’esaurimento delle riserve di glicogeno muscolare prima della macellazione (stress a lungo termine) per eccessiva durata del digiuno o per stress da affaticamento. In definitiva, la causa di questa anomalia va ricercata più nella gestione degli animali nel periodo pre-macellazione che nella genetica. Tale miopatia è maggiormente riscontrabile nei bovini. Le carni DFD presentano una minore conservabilità, dovuta ai valori elevati di pH che consentono una proliferazione batterica elevata e rapida. Le carni DFD sono tuttavia adatte per la trasformazione in insaccati e prosciutti cotti (con aggiunti di polifosfati), non sono, invece, adatte per prosciutti crudi.

Caratteristiche organolettiche La formazione del sapore e dell’aroma avviene durante la frollatura e dipende dall’azione delle numerose proteasi endogene. Il sapore della carne cruda è molto tenue, di sangue. Sebbene il sapore caratteristico si sviluppa durante il riscaldamento, i precursori del sapore sono già presenti nel muscolo: aromi derivanti dalla lipolisi e dall’ossidazione dei fosfolipidi (aminoacidi, peptidi, ammoniaca), zuccheri riducenti, idrogeno solforato, acetaldeide, acetile, acetone, nucleotidi formazione l’ipoxantina, potenziatore dell’aroma . La succosità è correlata al potere di ritenzione idrico (WHC). L’entità delle perdite di fluido sono correlate al valore del pH post mortem e alle variazioni nel volume delle miofibrille. Nella carne normale il WHC si riduce con l’abbassamento del pH sia per la ridotta disponibilità dei legami ionici a legare H2O (vicini al PI) sia per l’avvicinamento delle miofibrille, sia per la presenza di ponti elettorstatici che sono più numerosi con l’avvicinarsi al PI struttura chiusa Durante la frollatura la rottura dei legami porta alla formazione di una struttura aperta dove H2O può aggangiarsi ai siti idrofili.

Come monitorare la trasformazione del muscolo in carne? 1) Acidificazione del tessuto muscolare per mezzo della misurazione del pH 2) Idrolisi delle proteine per mezzo della determinazione della proteolisi mediante elettroforesi 3) Aumento della tenerezza e del flavour per mezzo dell’ analisi sensoriale 4) Aumento della succosità per mezzo della determinazione del potere di ritenzione idrica

Effetto del periodo di frollatura sulle caratterisitche sensoriali della carne di vitelloni Podolici (medie± ES)

ANALISI SENSORIALE Descrittori per panel test Dolce Sapore di zucchero Acido Sapore di sostanza acida come l'acido citrico Amaro Sapore di sostanza amara chinina cloridrato Salato Sapore di sale Grasso (fatness) Sensazione di grasso in bocca e durante la masticazione Masticabilità Tempo richiesto per masticare il prodotto fino a rendere il bolo atto x la deglutizione Succosità Qunatità di succo che si libera durante la masticazione Tenerezza Minima forza richiesta per comprimere la carne tra i molari Odour and Flavour intensity