Carni

LA CARNE La carne è la materia organica costituente gli animali, con particolare riferimento ai tessuti molli dei medesimi ed ancora più specificamente al tessuto muscolare, parte pregiata contrapposta alle interiora. Con il nome generico di carne si identifica di solito l'alimento, ricavato dalla macellazione di animali da allevamento, di selvaggina e cacciagione, oppure dalla pulitura del pesce. A seconda dell'animale di provenienza si distinguono tipi diversi di carne. Carni rosse: carni suine, ovine, bovine. Carni bianche: pollame. Pesce: pesce azzurro, pesce bianco, frutti di mare. Dal punto di vista nutrizionale, la carne è costituita quasi esclusivamente di proteine e grassi, più una certa quantità di sali minerali: è un alimento estremamente nutriente da ogni punto di vista, anche in termini di calorie.

Tessuto muscolare Il tessuto muscolare è un particolare tipo di tessuto biologico. È specializzato nella contrattilità e nella conduttibilità del protoplasma. Il tessuto muscolare è suddiviso in tre tipi: tessuto muscolare liscio o automatico (involontario) tessuto muscolare striato (controllato dalla volontà) tessuto muscolare cardiaco (involontario). Tessuto muscolare liscio o automatico Questo tipo di tessuto muscolare si contrae con lentezza, indipendentemente dalla volontà. È costituito da cellule fibrose muscolari lisce, ricchissime nel loro citoplasma di fibrille, che sono le unità elementari per la contrazione muscolare.. Questo tipo di tessuto compone i vasi sanguigni, lo stomaco, l'intestino, la vescica, l'utero ed altri organi interni. Tessuto muscolare striato Il tessuto muscolare striato è formato da elementi lunghi e sottili, provvisti di parecchi nuclei. Sono le fibre muscolari striate, con una lunghezza variabile da 1 a 10 cm. Derivano da una incompleta divisione di una cellula, in quanto, alla duplicazione del nucleo, non segue la divisione del citoplasma, che comunque è aumentato di volume. La fibra muscolare è composta da tante fibrille contrattili fra loro parallele, dette miofibrille che sono composte da migliaia di unità contrattili chiamati sarcomeri. Il tessuto viene definito striato, perché presenta l'alternarsi di zone chiare e scure nel sarcomero, ovvero una striatura trasversale. Il muscolo è costituito da più fibre muscolari striate parallele fra loro. Tutti i muscoli che si possono contrarre a seguito di stimolo volontario fanno parte della muscolatura striata. Tessuto muscolare cardiaco Il tessuto muscolare cardiaco è composto da fibre muscolari striate che assomigliano a quelle del tessuto muscolare striato, ma che non possono essere sottoposte a controllo delle volontà. Queste fibre muscolari, non sono connesse fra loro a formare una sorta di rete, ma sono indipendenti l'una dall'altra. Sono comunque strettamente ingranate per mezzo di particolari digitazioni in corrispondenza delle strie intercalari.

Sarcomero Il sarcomero è l'unità contrattile del tessuto muscolare striato. Questi sono disposti uno dopo l'altro e formano dei fascetti contrattili chiamati miofibrille avvolti da una membrana, il sarcolemma. I sarcomeri sono costituiti da due tipi di filamenti: quelli sottili di actina e quelli spessi di miosina. I filamenti sottili sono costituiti da due catene proteiche avvolte a spirale, mentre quelli spessi sono costituiti da più fascetti di miosina, a loro volta formati da due catene proteiche. Un'estremità dei filamenti di miosina è rigonfia e prende il nome di testa della miosina ed ha due funzioni: si attacca ai filamenti di actina permettendo l'accorciamento del sarcomero e inoltre funge da enzima necessario alla scissione dell'ATP in ADP+Pi (fosfato inorganico), poiché la contrazione necessita di energia. Il sarcomero si presenta come un'alternaza di bande chiare e bande scure. Esso è delimitato da due strie di natura proteica, le strie Z. Ai lati di tali strie vi è una banda chiara detta banda I, costituita da filamenti di actina. Andando verso l'interno è possibile notare una banda scura detta banda A costituita da filamenti di actina e filamenti di miosina interposti tra di loro. Al centro della banda A vi è una banda più piccola detta banda H. Al centro di quest'ultima è presente una linea scura, la linea M, costituita da proteine che interconnettono i filamenti di miosina. Quando le fibre muscolari vengono stimolate, i filamenti di miosina, grazie alle teste, si legano ai filamenti di actina creando dei ponti trasversali. Le teste della miosina spingono verso l'interno i filamenti di actina, accorciando così il sarcomero.

Tipi di muscolo

Diagramma muscolare

MiOFIBRILLE INTORNO A OGNI MIOFIBRILLA , cioè tra miofobrille Granuli di glicogeno Reticolo sarcoplasmico energia Controllo Miofilamenti generano sforzo Mitocondri energia MiOFIBRILLE

Composizione del muscolo (g/1000 g) Acqua 750 Sost. Azotate 200 Proteine 185 Miofibrillari -Sarcoplasmatiche -Connettivo NPN 15 Sostanza secca 250 Lipidi 25 -Grasso -Fosfolipidi -Vit. Liposol. Sost. Inazotate 50 Carboidrati 15 Acido lattico -glucosio, -glicogeno Minerali 10 Fosforo, sodio, potassio Vit. Idrosol <1 Altri

Macellazione Glicogeno Ac. lattico pH Rilass. Fibre e inizio denaturazione proteine Irrigidimento fibre muscolari 5.5 Mancato rilassamento fibre consumo di glucosio e glicogeno pH = Stress Carni Dry Firm Dark

Frollatura Conservazione in cella frigorifera 4° C 2d/q.le di peso vivo proteolisi tenerezza Baby beef (450 kg) 8-9 d Vitellone razze bianche (>700 kg) 14-16 d

Caratteristiche qualitative della carne Sanitarie Carica batterica (macellazione, lavorazione, conservazione) Presenza di patogeni (macellazione, lavorazione, conservazione) Sostanze nocive (allevamento, inquinamenti) Fisiche / istologiche Dimensioni del taglio (genotipo, sesso, peso macellazione) Tenerezza (genotipo, sesso, età, sistema allevamento, trasporto-macellazione, trattamenti, frollatura) Ritenzione idrica (WHC) e Perdite di cottura (genotipo, sesso, età, sistema allevamento, trasporto, macellazione, trattamenti) Marezzatura (genotipo, alimentazione, sesso, età) Organolettiche Colore (genotipo, sesso, età, sistema allevamento, trasporto, macellazione, Aroma (sesso, età, sistema allevamento-alimentazione, trattamenti, frollatura) Sapore (sesso, età, sistema allevamento-alimentazione, trattamenti, frollatura) Succosità (composizione chimica, trattamenti)

Caratteristiche nutrizionali

pH e colore carne

Fattori che influenzano la qualità della carne Fattori Endogeni: - Specie -Razza Sesso -Età Tipo di muscolo Fattori esogeni Alimentazione livello nutritivo Ambiente Stato sanitario Condizioni di trasporto Condizioni di macellazione Condizioni di refrigerazione Frollatura Tecniche di lavorazione Modalità di cottura

SOGGETTIVI: Sesso Aroma e succosità • Differiscono limitatamente tra vitelloni e scottone simili per età e stato di ingrassamento Tenerezza-Maggiore nel manzo e nella scottona rispetto al vitellone dopo i 16- 18 mesi di età Colore Più chiaro in manzi e scottone per una minor suscettibilità allo stress rispetto ai vitello

SOGGETTIVI Tipo genetico Ipertrofia muscolare > stress ; pH elevato e carni scure Colore • Frequenze carni scure: >Blond D’aquitaine, Piemontese <Angus, Charolais, Limousin

FATTORI INFLUENZANTI LA QUALITA’ GESTIONALI- Tipo di allevamento Il consumatore abbina il sistema estensivo a elevata qualità e salubrità Il sistema intensivo conferisce carni: più tenere - età al macello inferiore, ideale quantità di grasso di infiltrazione e di copertura più chiare - età inferiore, minore mioglobina, minore stress più stabili - adeguate riserve di glicogeno e valori di pH ideali di aroma migliore - pH finale ideale e adeguata marezzatura con grasso migliore - colore bianco e aroma gradevole

FATTORI INFLUENZANTI LA QUALITA’ GESTIONALI Programmazione e scelta dei soggetti da macello A “difetti” di programmazione corrispondono soggetti troppo magri o troppo grassi al macello • Per evitare differenze nei box costituire gruppi omogenei per peso e potenzialità genetica • Ritardare la macellazione dei soggetti troppo magri e anticipare quella dei soggetti grassi

GESTIONALI Trasporto e scarico degli animali al macello La fase di trasporto è un momento particolarmente stressante per il soggetto equiparabile alla castrazione o a una restrizione idrica e alimentare di 48 ore • Il trasporto e l’attesa pre-macellazione sono le principali cause del fenomeno delle carni DFD Un’attesa pre-macellazione di 8 ore può elevare il pH finale della carne oltre valori di 6.5 Il trasporto può causare un’incidenza di carni DFD pari al 55% •Fondamentale in tali situazioni limitare lo stress

Livello nutritivo alto o basso ? Con una dieta con elevato e scarso contenuto, rispettivamente di foraggi e concentrati si producono bovini di 23-24 mesi di età alla macellazione, in stato di ingrassamento inadeguato perché scarso e giallo e con carne mediocre per caratteristiche organolettiche Livelli nutritivi medio-alti o alti riducono di 5-6 mesi il ciclo produttivo migliorando tenerezza e colore della carne

FATTORI NUTRIZIONALI Livello nutritivo

Fine

Caratteristiche qualitative della carne (Approvvigionamento) Mercato della carne bovina concentrazione della macellazione in pochi impianti di grande capacità di lavoro e in grado di fare anche lavorazioni (confezionamento sottovuoto o in atmosfera protettiva). Progressiva concentrazione della distribuzione nelle catene di super- e iper- mercati a scapito delle macellerie tradizionali. Evoluzione del concetto di qualità Qualità di prodotto Qualità di processo Qualità di filiera: Allevamento Macellazione/lavorazione Distribuzione Assicurazione di qualità della carne: Marchi commerciali Disciplinari di produzione Certificazione secondo le norme ISO “Accordi” di filiera

Allegati

Proteine dei sistemi contrattili: actina e miosina Sono le principali proteine implicate nel movimento cellulare e intracellulare.  Il loro meccanismo di funzionamento è stato studiato a fondo come costituenti principali del muscolo animale  Sono fondamentali nel determinare le proprietà commerciali della carne infatti influenzano la ritenzione idrica e la morbidezza.   Struttura dell’actina  E’ la proteina intracellulare più abbondante delle cellule eucariotiche con una sequenza estremamente conservata. I filamenti di actina costituiscono il citoscheletro che sostiene la membrana plasmatica   L’actina è un  monomero globulare (Actina G) che in presenza di ATP e Mg2+ polimerizza in filamenti (Actina F)   Sui filamenti di actina si trovano una serie di siti con grande affinità per la miosina

Proteine dei sistemi contrattili: actina e miosina Struttura della miosina  La miosina è una proteina fibrosa composta da 6 catene polipeptidiche per un totale di 540 kDa  Si può individuare un dominio idrofobico (coda) ed uno idrofilico (testa) che è molto affine alle fibre di actina.  Esistono diverse proteine miosiniche che differiscono per le catene leggere della regione del collo.   -Studi  proteolitici hanno consentito di attribuire ai vari  domini della proteina le sue diverse  attività biologiche.  Legame Ca2+  ATPasi  Sono costituite da cellule polinucleate lunghe fino a 4 cm che contengono un fascio di miofibrille Ciascuna miofibrilla è costituita da filamenti sottili di actina e filamenti spessi di miosina. Al microscopio elettronico è chiaramente evidenziabile una struttura ripetuta detta sarcomero. La contrazione e l’estensione del muscolo avvengono grazie allo scorrimento dei filamenti proteici all’interno del sarcomero.

Proteine dei sistemi contrattili: actina e miosina Le fibre muscolari Il sarcomero è l’unità di base della fibra muscolare ed ha un asse di simmetria centrale.  Secondo il modello di scorrimento (Hugh e Andrew Huxley) i filamenti di actina e quelli di miosina possono scorrere fra di loro.   Durante la contrazione le fibre di actina vengono tirate verso il centro del sarcomero  MECCANISMO DELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE Il meccanismo prevede lo scorrimento dei filamenti tra di loro mentre le lunghezze dei filamenti (sottili e spessi) restano inalterate. Le teste di miosina “camminano” lungo i filamenti di actina tirandoli verso il centro del sarcomero e quindi accorciando il muscolo. L’associazione delle teste di miosina al filamento di actina è inibita dalla presenza di altre proteine che nascondono i siti di legame.  Questa inibizione viene superata solo in presenza di Ca2+ che sposta la troponina C dal sito di legame  TROPONINE  TROPOMIOSINA Quindi i due fattori essenziali che governano  la contrazione del muscolo sono: la concentrazione del  Ca2+ la disponibilità di ATP.  Ingresso del Ca2+  La concentrazione di  Ca2+ nel muscolo a riposo è circa 10-7 M mentre nel reticolo sarcoplasmatico che circonda le miofibrille si arriva fino a 10-3  L’impulso dei nervi motori provoca il repentino aumento della concentrazione di Ca2+ nel muscolo mediante l’apertura di appositi canali presenti sul reticolo sarcoplasmatico. Quando il Ca2+ si lega alla troponina C provoca un riarrangiamento spaziale che favorisce il legame delle teste di miosina 

Proteine dei sistemi contrattili: actina e miosina La presenza di ATP  Il muscolo rappresenta una efficientissima macchina per trasformare energia chimica (idrolisi di ATP) in lavoro meccanico.  L’ATP consumato viene rigenerato in modi diversi: - Fosforilazione a livello di substrato da parte  della creatina fosfato -Metabolismo aerobio mitocondriale Carni rosse  (utilizzo prevalentemente di acidi grassi) Carni bianche  (utilizzo prevalentemente di glicogeno)

Proteine dei sistemi contrattili: actina e miosina Importanza di actina e miosina nella qualità della carne Dopo la morte dell’animale nel muscolo si ha carenza di ATP e  abbondanza di ioni Ca2+. Questo determina la formazione un complesso irreversibile actina-miosina (actomiosina) con conseguente accorciamento e irrigidimento del muscolo. Il pH si abbassa fina a 5.5 e le proteine vicine al loro PI sono meno idratate quindi l’intera struttura rilascia acqua.   Per questo la carne diventa dura e stopposa quindi, prima del consumo, le carni devono subire un processo di maturazione (FROLLATURA).  Durante questo processo il complesso actomiosinico subisce profonde trasformazioni.  Sulle proteine miofibrillari agiscono proteasi endogene denominate CASF (Calcium Activated Sarcoplamic Factors), che degradano parzialmente il complesso actomiosinico. L’azione degli enzimi libera anche molecole aromatiche (chetoni aldeidi composti solforati). Gli enzimi dei microorganismi presenti durante la maturazione contribuiscono in modo decisivo a questi fenomeni (insaccati)