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Efectos sobre la calidad y funcionalidad almacenamiento en hieloTRANSCRIPT
INSTITUTO TECNOLOGICO DE TEPIC
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA Y BIOQUIMICA
“Efectos sobre la calidad y funcionalidad del músculo de manto de calamar gigante
(Dosidicus gigas) sometido al almacenamiento en hielo”
OPCION I
“TESIS PROFESIONAL”
Que para obtener el Título de
INGENIERO BIOQUIMICO
Presenta:
LUIS RENE IBARRA LEON
TEPIC, NAYARIT. NOVIEMBRE DE 2006
i
AGRADECIMIENTOS
Al Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo A. C., así como a la
Coordinación de Programas Académicos, por darme la oportunidad de
desarrollar este trabajo el cual me permitió alcanzar una de las metas más
importantes de mi vida profesional.
Al Dr. Juan Carlos Ramírez Suárez director de mi tesis por brindarme todo el
apoyo, confianza, amistad y una gran paciencia. Mi gran admiración.
Al Dr. Ramón Pacheco Aguilar por permitirme trabajar en su gran equipo y por
todos los buenos consejos que son valiosas herramientas en la vida para lograr la
excelencia.
A las maestras M.C. Guillermina García Sánchez, M.C. María Elena Lugo Sánchez, M.C. María Gisela Carvallo Ruiz y a la Dr. Teresa Gollas Galván por
ese gran apoyo y cariño que siempre me brindaron, sinónimo de la gran calidad
humana que las caracteriza, mil gracias.
Gracias al Ing. José Luis Cruz Castellanos, Director del Centro de Estudios
Tecnológicos del Mar 03 Guaymas, Sonora. Al Capitán Don Manuel Grajeda, así
como al Profesor Edgardo Organista, así como a la Dra. Silvia Gómez y al
Capitán Leopoldo Encinas (Don Polo) quienes fueron pieza fundamental para la
realización de esta tesis.
A todo el personal del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo A. C. quienes de manera directa o indirecta estuvieron involucrados en este trabajo
especialmente a los pertenecientes a la Coordinación de Tecnología de Origen Animal (CTOA) así como a la Q.B María del Carmen Granados (Pame) y Q.B.
Francisco Vázquez (Chino).
ii
A mis compañeros y amigos Luz Angélica Ávila, Celia García S., Sara Adalid
Romero G., Zaidy Rosas, Aníbal Félix, Enrique Márquez, Farid Et-takaouy, Juan
Antonio Cortés y Santiago Valdez con quienes compartí una de las mejor etapas
de mi vida.
Además a mis compañeros del área de Biopolímeros en donde encontré grandes
personas, especialmente a la M.C. Sarai García por brindarme esa gran amistad y
apoyo. Gracias a los compañeros de Lacteos particularmente al Dr. Martín Meza
por brindarme una amistad incondicional y la motivación para enfrentar los
obstáculos de la vida. Gracias al M.C. Eric Ramírez por su amistad y confianza.
Un especial agradecimiento a mis profesores del Instituto Tecnológico de Tepic,
por su valiosa aportación en la culminación de este proyecto al Dr. Héctor Cabanillas Beltrán quien fue mi asesor y a mis maestros revisores M.C. Rosa Castro Martínez, M.C. Martha Cabral Pulido y M.C. Sergio Treviño Tamez.
Gracias al hermoso estado de Sonora y a su gente por haberme recibido de una
manera tan fraternal y sobretodo tan calurosa.
Pero sobretodo gracias a la VIDA…
iii
INDICE.
Pag.
LISTA DE TABLAS…………………………………………………………… iv LISTA DE FIGURAS………………………………………………………….. v RESUMEN……………………………………………………………………... vi 1. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………... 1 2. ANTECEDENTES………………………………………………………….. 4
2.1. Aspectos Generales del Calamar Gigante (Dosidicus
gigas)………………………………………………………………….. 4
2.1.1. Alimentación, Reproducción y Crecimiento.................. 6
2.1.2. Composición Química Muscular…………………………. 8
2.2. Pesca del Calamar Gigante (Dosidicus gigas)………………….. 9
2.2.1 Producción……………………………………………………. 9
2.2.2. Formas de Captura………………………………………….. 11
2.2.3. Manejo Poscaptura………………………………………….. 13
2.3. Aspectos Comerciales de la Especie…………………………… 13
2.4. Formas Comunes de Conservación del Músculo de
Especies Marinas…………………………………………………… 15
2.5. Funcionalidad de las Proteínas del Músculo………………….. 16
2.5.1. Solubilidad……………………………………………………. 18
2.5.2. Gelificación Térmica………………………………………... 20
2.5.3. Capacidad de Retención de Agua (CRA)……………….. 22
2.5.4. Emulsificación……………………………………………….. 24
i
3. JUSTIFICACION…………………………………………………………… 25 4. OBJETIVOS………………………………………………………………… 26
4.1. Objetivo General…………………………………………………….. 26
4.2. Objetivos Específicos……………………………………………… 26 5. MATERIALES Y METODOS……………………………………………… 27
5.1. Obtención de Materia Prima………………………………………. 27
5.2. Metodología………………………………………………………….. 28
5.3. Determinaciones Realizadas al Músculo del Manto de
Calamar Gigante…………………………………………………….. 28
5.3.1. Análisis Proximal……………………………………………. 28
5.3.2. Determinación de Humedad por Medio de la
Termobalanza……………………………………………….. 28
5.3.3. pH………………………………………………………………. 30
5.3.4. Solubilidad de la Proteína del Músculo de Calamar
Gigante……………………………………………………….. 30
5.3.5. Electroforesis en Geles de Poliacrilamida (SDS-
PAGE)…………………………………………………………. 30
5.4. Determinaciones Realizadas al Gel del Músculo del
Manto de Calamar Gigante………………………………………... 32
5.4.1. Preparación del Sol y del Gel……………………………... 32
5.4.2. Características de Calidad………………………………… 32
5.4.2.1. Análisis de perfil de textura (APT)……………... 33
5.4.2.2 Capacidad de retención de agua (CRA)……… 34
5.4.2.3 Análisis del color………………………………….. 34
ii
5.5. Diseño Experimental……………………………………………….. 35
6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN…………………………………………… 36
6.1. Determinaciones Realizadas al Músculo del Manto de
Calamar Gigante…………………………………………………….. 36
6.1.1. Materia Prima………………………………………………… 36
6.1.2. Composición Proximal……………………………………... 38
6.1.3. pH………………………………………………………………. 40
6.1.4. Solubilidad de la Proteína…………………………………. 42
6.1.5. Análisis Electroforético…………………………………….. 43
6.2. Determinaciones Realizadas al Gel del Músculo del Manto
de Calamar Gigante………………………………………………… 47
6.2.1. Análisis de Perfil de Textura (APT)………………………. 47
6.2.2. Capacidad de Retención de Agua (CRA)……………….. 51
6.2.3. Color…………………………………………………………… 53 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…………………………… 57 8. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………………………………... 59
iii
LISTA DE TABLAS. Pag.
Tabla 1. Pesos y tallas del calamar gigante (Dosidicus gigas) por
muestreo……………………………………………………………... 37
Tabla 2. Composición proximal del músculo de calamar gigante
almacenado en hielo………………………………………………… 39
Tabla 3. Solubilidad de la proteína del calamar gigante (Dosidicus
gigas) durante el almacenamiento en hielo por 15 días………... 44
Tabla 4. Resultados obtenidos del análisis de perfil de textura del gel
preparado con músculo de calamar almacenado en hielo de 0 a 15 días……………………………………………………………...
48
Tabla 5. Variaciones de los parámetros de color L*, a*, b*, Angulo de
matiz Diferencia total de color (ΔE*) e Indice total de blancura (IB) del gel elaborado a partir del músculo de calamar gigante almacenado en hielo (0 ºC)………………………………………...
55
iv
LISTA DE FIGURAS.
Pag.
Figura 1. Anatomía externa del Calamar Gigante (Dosidicus gigas)……. 5 Figura 2. Distribución oceánica del Calamar Gigante (Dosidicus gigas). 7 Figura 3. Anzuelo especial llamado potera, utilizado para la pesca del
calamar gigante (Dosidicus gigas)…………………………..…... 12
Figura. 4. Manejo y determinaciones realizadas a las muestras de
calamar gigante……………………………………………………. 29
Figura 5. Comportamiento del pH en el músculo de calamar durante 15
días de almacenamiento en hielo……………………………… 41
Figura 6. Perfil electroforético de las proteínas del músculo de calamar
gigante durante el almacenamiento en hielo a (0 ºC)…………. 45
Figura 7. Cambios en la capacidad de retención de agua (CRA) en los
geles producidos a partir de músculo de manto de calamar gigante (Dosidicus gigas) almacenado en hielo (0°C)…………
52
Figura 8. Relación de pH del músculo de manto de calamar gigante
(Dosidicus gigas) almacenado en hielo (0 °C) con la capacidad de retención de agua (CRA) en los geles producidos a partir del músculo…………………………………..
54
v
RESUMEN.
El presente trabajo evaluó los cambios fisicoquímicos y de funcionalidad que
experimenta el músculo del manto de calamar gigante (Dosidicus gigas) al ser
sometido a un almacenamiento en hielo hasta por un período de 15 días.
Los parámetros a medir fueron el pH, solubilidad de las proteínas y así como
cambios en el patrón electroforético (SDS-PAGE) de las proteínas del músculo,
así como análisis de perfil de textura (dureza de gel, elasticidad y cohesividad),
capacidad de retención de agua y color de los geles producidos con este músculo.
El análisis proximal del músculo fresco de manto de calamar gigante arrojó una
gran variabilidad en la composición química del mismo, debido a la temporada de
captura y/o al estado fisiológico que presentaron los especimenes. Tanto el pH
como la solubilidad de las proteínas del músculo mostraron una pequeña
tendencia (p>0.05) a disminuir hacia el final del estudio. Electrofóresis de las
proteínas del músculo no mostró cambios drásticos en las proteínas de influencia
en la gelificación, i.e., miosina. Parece darse una ligera degradación de ésta
conforme transcurrieron los días de almacenamiento, resultando en la aparición de
una banda a nivel de los 153 kDa. Sin embargo la desaparición de bandas
menores a nivel de los 50-58 kDa pudieran ocasionar la aparición de esta nueva
banda (i.e., formación de trimeros debido a la acción de la transglutaminasa); sin
embargo se requieren de más estudios para corroborar lo anterior.
El análisis de perfil de textura (dureza del gel, elasticidad y cohesividad) de los
geles, así como su capacidad de retención de agua, observaron una tendencia a
disminuir hacia el final del almacenamiento; sin embargo, la variabilidad en los
muestreos ocasionó que no se obtuvieran diferencias significativas (p>0.05) en los
mismos por efecto del almacenamiento. Los cambios en el color del gel mostraron
un decremento en el ángulo de matiz hacia matices amarillos, corroborado
visualmente.
En base a lo anterior se concluye que tanto la temporada de captura como el
estado fisiológico, factores que influyeron en los resultados y que no permitieron
observar el efecto del almacenamiento en hielo sobre el músculo de calamar
vi
gigante, deben de tomarse en cuenta si se quiere utilizar este músculo como
materia prima para la elaboración de productos tipo gel. El enhielado mostró ser
un buen método de almacenamiento (en conjunto con el manejo postcaptura
adecuado). Además se recomienda realizar más estudios sobre la variabilidad en
la composición química del manto en las diferentes temporadas de captura. Por
último, se recomienda realizar estudios en los cuales se prolongue el período de
almacenamiento en hielo (así como realizar análisis microbiológicos), esto con el
objeto de determinar con mayor precisión, la vida útil del músculo de manto de
calamar gigante para ser utilizado como materia prima en la elaboración de
productos (i.e., tipo gel).
vii
1. INTRODUCCION.
México cuenta con un amplio potencial pesquero en sus costas territoriales y
mantos de agua dulce, por lo que es importante estudiar en forma sistemática la
posibilidad del aprovechamiento integral de este importante recurso. Para esto se
requiere del desarrollo, implementación o mejoramiento de tecnologías existentes,
tanto de conservación como de industrialización de producto marino, con las que
se puedan abrir nuevas expectativas comerciales a especies abundantes y
subutilizadas, sobre todo aquellas que son poco comerciales, como es el caso del
calamar gigante (Dosidicus gigas) que se explota en el Golfo de California.
El calamar gigante, también conocido como calamar jumbo, jibia o pota, es un
recurso hidrobiológico que se distribuye a lo largo de la costa este del Océano
Pacífico desde los 36-40˚ de latitud norte, a los 45-47˚ al sur y bajo los 140˚ al
este, encontrándose desde las costas del Estado de California en EE.UU. Hasta
las costas del sur de Chile en Sudamérica (Nigmatullin et al., 2001). Habita entre
la superficie y los 1200 m de profundidad (Abugoch et al.,1999). En nuestro país
su distribución está dada principalmente en el Golfo de California (Nesis 1970,
1983).
Este molusco posee aletas terminales y cabeza ancha, un manto cilíndrico el cual
cubre sus vísceras, cuenta con ocho tentáculos que en sus extremos dístales
tienen entre 100 y 200 diminutas ventosas agrupadas, además de dos brazos
los cuales utiliza para capturar a sus presas (FAO, 1995).
Durante los últimos años el recurso calamar gigante se ha capturado en
cantidades considerables en el Golfo de California, tanto en la costa de Sonora
como en la de Baja California Sur. Tan solo en el año 2003, ambos estados
produjeron, por partes iguales, cerca del 100% de la producción nacional. Sin
1
embargo, para el primer cuatrimestre del 2004, Sonora había producido el 87% de
dicha captura (CONAPESCA, 2004). Hasta 1980 los calamares constituían solo un
recurso menor y escaso, de hecho, el calamar gigante se venía usando solo como
carnada, alimento para peces y solo en ocasiones para la elaboración de
conservas como calamares en su tinta (Salinas-Zavala, 2003). No es sino hasta
hace pocos años cuando esta pesquería comienza a tomar importancia en la
región (Moran, 2002).
Cerca del 80% de su captura total se exporta hacía mercados asiáticos, EE.UU. y
Canadá (CONAPESCA, 2003), siendo sus principales formas de comercialización
en estos países el cocido, fresco-congelado, cocido-congelado y producción de
harina. Todos estos productos se identifican como productos no terminados, es
decir, son materias primas intermedias para otras industrias y productos
catalogados con un valor agregado medio (Salinas-Zavala, 2003). El restante 20%
de la captura se comercializa en el país como una fuente barata de proteína y
principalmente en sus variedades de congelado o enhielado siendo bajo su
consumo (SAGARPA, 2004). No obstante lo barato del producto, su principal
atractivo comercial es su abundancia, calidad y contenido nutricional de su carne.
Se han detectado diferentes causas de su bajo consumo nacional teniendo entre
éstas a que ha sido poco difundido y/o a la falta de destreza al cocinarlo lo que
trae consigo pocas opciones para su consumo en el país.
Para que el calamar pueda ser comercializado e industrializado tanto a nivel
nacional como internacional, su músculo debe mantener una buena calidad, la
cual se puede lograr con un buen manejo poscaptura, así como un buen
almacenamiento a bajas temperaturas, ya que al igual que otras especies del mar,
el calamar gigante presenta cambios relacionados con la pérdida de calidad y
funcionalidad de las proteínas de su músculo si éstos no son los adecuados. Es
ampliamente conocido que los cambios bioquímicos presentados en el músculo de
los productos del mar después de la muerte, dependen de factores intrínsecos,
2
como son los hábitos alimenticios, composición, condiciones fisiológicas y formas
de vida de la especie. Además diversos estudios han demostrado que diferentes
procesos bioquímicos postmortem que se desarrollan en el músculo del pescado,
incluido el músculo de calamar, también influyen en la pérdida de su calidad así
como en las propiedades funcionales del mismo (Puente, 2005; Ramírez, 2000;
Moran, 2002).
El calamar gigante es un recurso altamente proteico; por esto y por su bajo
contenido de grasa es considerado como un alimento con excelentes
características nutricionales (Abugoch et al., 1999). Bajo esta perspectiva, este
recurso podría ser una buena alternativa para la elaboración de productos
gelificados, que consisten principalmente de la formación de una matriz
tridimensional continua que con la ayuda de aditivos y emulsificantes entre otros,
permiten obtener productos con características acordes a las exigencias del
mercado (Lee et al., 1984).
En base a lo anteriormente mencionado, y considerando el gran impacto que la
pesquería del calamar gigante (Dosidicus gigas) pudiera tener en la economía de
regiones del litoral del Golfo de California, se llevo a cabo el presente estudio, el
cual nos permitió generar información que nos permite determinar el efecto de
técnicas de manejo y almacenamiento (en hielo) de esta especie sobre algunos
parámetros de calidad y funcionalidad las proteínas del músculo de su manto.
3
2. ANTECEDENTES.
En esta sección se presenta una revisión bibliográfica referente al tema de este
trabajo incluyendo cierta información teórica sobre la especie Dosidicus gigas.
Entre ésta tenemos diferentes aspectos como su alimentación, composición
química, producción, formas de captura, y su comercialización entre otros.
Además, trata de plasmar algunos métodos de conservación del músculo del
manto de esta especie, así como la funcionalidad que pudieran presentar las
proteínas presentes en su músculo, tales como solubilidad, gelificación y la
capacidad de retención de agua entre otras.
2.1. Aspectos Generales del Calamar Gigante (Dosidicus gigas). El calamar gigante es un cefalópodo que pertenece a la familia Ommastrephidae,
especie Dosidicus gigas (Figura 1) (Abugoch et al., 2000; Fernández-Vásquez,
1995). Es un típico organismo nectónico formador de cardúmenes, conformados
por decenas de individuos esparcidos ampliamente (Nesis, 1970, 1983). Su color,
generalmente es marrón brillante aunque puede cambiar de color continuamente.
Su aspecto es impresionante debido al enorme tamaño que presenta respecto al
de otros calamares del mundo (Bjarnason, 1989). Los individuos de mayor tamaño
se han encontrado en las costas de Sudamérica principalmente en las zonas de
Perú y Chile, siendo el largo común del manto de esta especie de 50 a 80 cm,
aunque existen reportes de organismos de hasta una talla máxima de 4 m. (Rope
et al., 1984; FAO, 1995).
Este molusco es el más grande y abundante del Océano Pacífico (Nesis, 1970,
Nigmatullin et al., 2001, Anderson y Rodhouse, 2001). Se distingue de otros
omastréfidos por su amplio rango de cobertura geográfica, su complicada de
4
Figura 1. Anatomía externa del Calamar Gigante (Dosidicus gigas).
5
tamaños, fuerte dimorfismo sexual y alta fecundidad (Nigmatullin et al., 2001). Su
distribución geográfica comprende la mayor parte de las costas americanas en el
Océano Pacífico Oriental (Figura 2) (Nigmatullin et al., 2001), siendo reconocida
como especie endémica de esta región (Morales – Bojórquez et al., 1997). Es una
especie epipelágica y mesopelágica, oceánica y nerítica, (Nesis, 1970, Rope et
al., 1984, Nigmatullin et al., 2001).
Se considera una especie euritérmica, pudiendo encontrarse en aguas con un
amplio rango de temperatura superficial, que van desde los 15-28º C en aguas
superficiales (Nesis, 1983), hasta incluso a 30-32º C en aguas ecuatoriales. El
límite inferior de temperatura del agua observado donde puede encontrarse D.
gigas es de no menos de los 4-4.5° C en aguas profundas. Las mayores
densidades de calamar se ubican entre los 17-23º C en el hemisferio sur (Salinas-
Zavala, 2003).
2.1.1. Alimentación, Reproducción y Crecimiento.
El calamar gigante presenta una dieta que cambia continuamente durante su
ontogénia, presentando una gran adaptabilidad alimenticia; es un carnívoro
oportunista, lo que le permite alimentarse de la presa más accesible sin realizar
una búsqueda específica. Su dieta puede ser muy variada que puede incluir
pelágicos menores, langostilla, mictofidos, camarón, plancton, peces pequeños,
etc. (Bjarnason, 1989; Nevárez et. al., 1999). Asimismo, cuando la dieta es
escasa, puede llegar a practicar el canibalismo, una conducta común dentro de los
cefalópodos, ya que en diferentes estudios sobre alimentación se ha encontrado
un porcentaje considerable de picos y trozos de calamar gigante en el tracto
6
Figura 2. Distribución oceánica del Calamar Gigante (Dosidicus gigas).
(Fuente: Nigmatullin et al., 2001).
7
digestivo de especies capturadas (Nigmatullin et al., 2001; Salinas-Zavala, 2003).
Se conoce que su alimentación es más activa al atardecer y al amanecer, aunque
también se ha visto que puede alimentarse durante la noche (Nigmatullin et al.,
2001).
La estrategia reproductiva del calamar gigante, corresponde a un desovante
múltiple (Rocha et al., 2001). El patrón de desove es monocíclico y la puesta de
huevos ocurre en tandas separadas, con crecimiento somático entre los distintos
eventos de desove (Rocha et al., 2001). Los machos maduran sexualmente antes
que las hembras y mueren tras la copulación (Nesis, 1970, Markaida et al., 2001).
El comportamiento de reproducción de esta especie en el Golfo de California ha
sido tema de estudio de diversos artículos, como los de Klett (1981,1982), quien
sugiere que la temporada reproductiva es en los meses de Junio y Julio. A la par,
Ehrhardt et al. (1983, 1986) mencionan que las hembras maduran entre los 4 y 6
meses de edad y los machos entre los 2 y 3 meses e identifica altos índices de
reproducción en los meses de Diciembre y Enero aludiendo que este evento
reproductivo genera los individuos capturados durante los meses de Marzo y Abril.
El potencial de fecundación en las hembras es el mayor registrado de todos los
cefalópodos ya que producen arriba de 32 millones de huevecillos (Nigmatullin et
al., 2001).
2.1.2. Composición Química Muscular
La composición química del músculo de calamar gigante puede variar
dependiendo del estado de desarrollo, estación del año en que es capturado, sitio
de pesca, y si fue capturado antes o después de haber desovado (Potter, 1978).
En general la composición química del manto de calamar y los tentáculos es
similar a la de los pescados magros, conteniendo 75 – 84% de humedad, 13 – 22
% de proteína cruda, 0.1 – 2.7% de lípidos y 0.9 – 1.9 % de minerales. Cabe
mencionar que del total de proteína cruda, alrededor del 37% lo representan los
8
compuestos nitrogenados no proteicos y que los lípidos del manto están
compuestos principalmente por fosfolípidos, conteniendo alrededor de 4% de
colesterol (Sikorski et al., 1986).
2.2. Pesca del Calamar Gigante (Dosidicus gigas).
El calamar gigante (Dosidicus gigas) es un cefalópodo que se puede localizar
tanto sobre el talud continental como sobre fondos de 200 a 2000 m. y muy
especialmente en la convergencia entre corrientes costeras y oceánicas (Sato,
1976). De las especies de calamar, el calamar gigante es la que más se explota
en forma comercial en México, específicamente en el Golfo de California, donde
se pesca prácticamente todo el calamar (de esta especie) del país. En México, y
muy en particular en el Golfo de California, existen dos únicas zonas de
producción, Santa Rosalía en Baja California Sur y Guaymas en el Estado de
Sonora. La actividad de esta pesquería se extiende durante todo el año en el
golfo, solo que presenta un patrón de migración muy particular, concentrándose
frente a las costas de Baja California Sur en primavera y verano, y frente a las
costas de Sonora en otoño e invierno (Hernández-Herrera et al., 1998; Salinas-
Zavala, 2003).
2.2.1. Producción.
La producción de calamar gigante en el Golfo de California se encuentra asociada
principalmente a las zonas de surgencia localizadas en la región de las grandes
islas, así como en las inmediaciones entre los puertos de Guaymas en el Estado
de Sonora y Santa Rosalía en Baja California (Salinas-Zavala, 2003).
Su producción en la región del golfo ha presentado un comportamiento irregular a
través de los años. A manera de ejemplo, si consideramos el total de las capturas
9
de calamar gigante registradas por Sinaloa, Baja California Sur, Baja California y
Sonora de 1974 a 1979 solo se capturaron 17,518 toneladas; y es al inicio de este
ciclo que se registra el comienzo de su pesquería comercial por medio de pequeña
flota artesanal que pescaba durante dos o tres meses en verano en el litoral de B.
C. S. Es importante mencionar que la demanda nacional era baja y el calamar se
consumía localmente de manera cruda (Holguín-Quiñones, 1976; Ehrhardt et al.,
1982a, 1983). Para el año de 1980, la flota incluyó 15 barcos calamareros
japoneses, 200 camaroneros, 10 huachinangueros y alrededor de 60 pangas,
extendiéndose la temporada de pesca hasta 10 meses del año, con ello,
incrementándose la producción pasando de 1980 a 1989, a un aumento de cerca
del 177% (48,598 toneladas) (Klett-Traulsen, 1981; Klett, 1982; Ehrhardt et al.,
1982b, 1983; Leal-Ocampo, 1994),
Es para finales de esta década que el recurso calamar gigante comienza a
transformarse en uno de importancia para los estados de Sinaloa, Baja California
Sur y Sonora, caracterizándose su captura por sus fluctuaciones de temporada a
temporada razón por la cual no permitía poder establecerse esta pesquería con
fuerza en la región.
Para la segunda mitad de la década de los 90´s su captura aumentó en un 1,900%
pasando de una producción de 6,226 toneladas en 1994 a 120,877 toneladas en
1997. Para 1998, su captura disminuyó en cerca de un 80% quedando su captura
en tan solo 26,611 toneladas respecto al año anterior. Todas estas fluctuaciones
han sido asociadas con el fenómeno de “El Niño”. Sin embargo de 1999 al 2003 la
pesca se recuperó en alrededor de un 100% presentando leves fluctuaciones, esto
es, pasando de 57,985 toneladas a 115,896 toneladas en 2002 y a 96,219
toneladas en el 2003 (CONAPESCA, 2000, 2002, 2003). Ya para el inicio del
presente siglo, la flota estaba constituida por más de mil pangas que operaban con
dos pescadores, y unos 250 barcos camaroneros con tripulaciones de 10
pescadores (Nevárez-Martínez et al., 2002). En los volúmenes de producción
pesquera, para el año 2001 el calamar gigante se ubicó en quinto lugar a escala
10
nacional (después de la sardina, atún, mojarra y camarón) con 73, 833 toneladas
de peso vivo y 52, 645 toneladas de peso desembarcado, equivalente al 4.85% del
volumen total obtenido por las distintas pesquerías. El porcentaje aportado del
valor total de producción pesquera expresado en miles de pesos correspondió al
0.88% (www.sagarpa.gob.mx). Para el 2003, este recurso representó cerca del 8%
de la captura total del litoral del Pacífico, con un volumen de captura (en peso
vivo) de 97, 391 toneladas, de los cuales los estados de Sonora y Baja California
Sur representaron cerca del 100% de esta captura (CONAPESCA, 2003).
2.2.2. Formas de Captura.
La pesquería del calamar gigante en estos puertos se realiza básicamente durante
el período de penumbra y oscuridad a embarcación parada, la cual está equipada
con una fuente de luz que es la que atrae a los calamares, esto debido al
fototropismo positivo característico que presenta la especie (Sánchez-Brambila,
2002). La captura del calamar gigante puede llevarse acabo mediante la utilización
de diversos métodos, teniendo entre los más comunes el manual que utiliza cebo,
la captura con trampas, pesca con jábega, red de arrastre y captura con poteras
(Anónimo, 1995; Kreuzer, 1989). El método de pesca más utilizado por los
pescadores del litoral del Golfo de California es la potera (Figura 3), que consiste
de un anzuelo en forma de hueso con características fluorescentes, así como con
varias hileras de ganchos dispuestos en forma de rehilete (Salinas-Zavala,
2003). Este método además de ser el mas común, es el más conveniente para la
pesca del calamar ya que resulta ser el más productivo (se obtienen mayores
volúmenes de captura) y el que menos daño provoca al producto (Bjarnason,
1989; Kreuzer, 1989).
11
Figura 3. Anzuelo especial llamado potera, utilizado para la pesca del calamar
gigante (Dosidicus gigas).
12
2.2.3. Manejo Poscaptura.
Al igual que otras especies marinas el calamar gigante inmediatamente después
de morir sufre una serie compleja de cambios. El mayor efecto inmediato es el
agotamiento del oxígeno de los tejidos. A partir de este momento comienza la
alteración del tejido, cuyas causas pueden ser enzimáticas (autólisis y oxidación) y
microbianas (Hernández, 2002).
En general, el calamar después de ser capturado es sometido a un proceso de
limpieza, esto es, eliminación de vísceras, cabeza y tentáculos, para después
proceder a su almacenamiento ya sea en hielo o congelado. Los barcos
calamareros cuentan con bodegas donde congelan el producto; sin embargo, las
embarcaciones menores (pangas), siendo las más comunes, y que básicamente
llevan entre dos y tres pescadores los cuales evisceran y filetean fuera de la costa
el producto capturado (Salinas-Zavala, 2003), no cuentan con ningún sistema de
conservación, práctica que pudiera ser en detrimento de la calidad del producto.
Después, cuando el producto eviscerado toca tierra, es sometido a un
almacenamiento en hielo ya sea en cajas de plástico o hieleras en las cuales se
mantiene el producto (ya sea para ser procesado o vendido en fresco) o se
procede a su congelación para su venta final.
2.3. Aspectos Comerciales de la Especie.
El consumo de productos pesqueros en nuestro país es bastante bajo. De acuerdo
a estadísticas de consumo en México, en los años 90´s el consumo de este tipo de
producto al año era de 12 Kg per cápita; para el 2004 hubo una reducción de casi
el 50% (6.5 Kg) (Castro, 2004). El calamar gigante presenta de igual manera un
bajo consumo en nuestro país, a pesar de su precio accesible e importante
composición nutritiva. Sin embargo, la tendencia ha sido en ir en aumento ya que
según estimaciones de los propios comercializadores del ramo, en los últimos
13
cuatro años los volúmenes de comercialización han pasado del 5 al 25% del total
de captura por temporada (Salinas-Zavala et al., 2005).
En la industria calamarera se aplican cuatro principales procesos para su
comercialización: 1) producción de congelados (manto, cabeza, tentáculos y
aletas), proceso de congelación, 2) producción de “Daruma” (manto cocido-
sazonado-congelado), combina procesos de cocción y congelado, 3) la producción
de calamar seco (manto cocido-sazonado-secado) combina los procesos de
cocido y secado, 4) recientemente, la producción de harina (desechos de calamar,
vísceras o calamar entero) considerado un proceso de reducción (Salinas-Zavala
et al., 2005).
Así, de las importaciones realizadas de calamar gigante, el 91% corresponde al
producto congelado, ésto debido a razones de calidad; le sigue en el mismo rubro
de importaciones el producto fresco con el 4%, y por último, el producto procesado
y enlatado con el 2% (Salinas-Zavala et al., 2005).
En México, el precio de venta en playa, como una variable económica primaria, ha
sufrido un deterioro importante a lo largo de los últimos años, lo cual ha generado
desmotivación en la actividad extractiva de este recurso. En la década de los 80's
el precio en playa de calamar entero era de $3.00 por Kg; ya para principios del
presente siglo el precio oscilaba entre $1.50 y $2.00, observándose un deterioro
inmediato del 50% solo en el primer eslabón de la cadena (Salinas-Zavala et al.,
2005).
De la producción total de calamar en México, alrededor del 75% se destina al
mercado internacional como son Corea y Japón principalmente,
comercializándose el producto troceado, enmarquetado en charolas de 5 Kg,
congelado, considerándose un producto con poco valor agregado. Aunado a lo
anterior, empresas extranjeras o relacionados con extranjeros establecidas en
nuestro país, como son las coreanas, la mayoría de las veces se encargan de la
14
manufactura del producto (Salinas-Zavala et al., 2005), significando con esto una
fuga de divisas. Por otro lado, México presenta un atraso en su infraestructura y
conocimiento tecnológico que va desde su captura, siguiendo con un manejo
deficiente del producto, tanto en barco como en costa, hasta su procesamiento
final por la industria, la cual no cuenta con sistemas de producción para dar un uso
integral de esta especie, generando con esto productos de demanda internacional
con lo que traería beneficios directos a este sector (Salinas-Zavala et al., 2005).
De aquí la necesidad de estudios, como el presente, que generen el conocimiento
tecnológico básico que permita mejorar nuestra infraestructura para un mejor
aprovechamiento de este recurso.
2.4. Formas Comunes de Conservación del Músculo de Especies Marinas.
En todos los países del mundo existe una gran demanda por productos pesqueros
frescos y frescos-procesados, lo que ha llevado a muchas industrias pesqueras y
procesadoras a mejorar el trasporte y almacenamiento de sus productos para así
conservar la mejor calidad del producto. El pescado y en general los productos
marinos, son más susceptibles a deteriorarse que la carne roja de los mamíferos
terrestres, esto se debe a múltiples diferencias como de: a) composición química:
el músculo de especies marinas posee un mayor contenido de agua así como de
sustancias nitrogenadas libres; b) propiedades físicas: uno de los factores
fundamentales en la susceptibilidad a la deterioración del músculo de estas
especies por microorganismos son los cambios sufridos en el pH del músculo
posmortem (llegando a ser alcalino), el cual favorece la proliferación de
microorganismos proteolíticos; y c) estructura muscular: en comparación con los
mamíferos los productos marinos no poseen fibras musculares individualizadas y
compactas, rodeadas por tejido conectivo; por el contrario, poseen poco tejido
conectivo que la hace mas suave y susceptible al deterioro por manejo
(Hernández, 2002).
15
Todo lo anterior conduce a manejar medidas de conservación que contrarresten el
deterioro del músculo. Así, conociendo que tanto la actividad enzimática como la
microbiana se ven fuertemente influenciadas por la temperatura de
almacenamiento, encontramos como métodos de conservación los
almacenamientos en congelación (< -20 °C), en refrigeración (0-25 °C) y el súper
enfriamiento (-4 a 0 °C) (Huss, 1998).
De los métodos anteriormente mencionados, el más económico y por lo mismo,
ampliamente utilizado durante el transporte y el almacenamiento de producto
marino, es el de enhielado, entendiéndose por esto el uso de hielo por contacto
directo con el producto (Hernández, 2002). De esta manera, el hielo es utilizado
en forma generalizada en países desarrollados y en desarrollo para bajar lo mas
rápidamente posible la temperatura del producto, evitando con esto la disminución
de la calidad y pérdida de la funcionalidad del mismo (Bertullo, 1975).
2.5. Funcionalidad de las Proteínas del Músculo.
Las proteínas juegan un papel crucial en la expresión de los atributos sensoriales
de varios alimentos. Estas pueden poseer una alta calidad nutritiva más no
proveer de funcionalidad necesaria para su incorporación en un determinado
sistema alimenticio (Damodaran, 1996a). Sin embargo, es de vital importancia el
mantener las propiedades funcionales de las mismas durante la manufactura de
productos. El uso de proteínas como ingrediente en alimentos, se basa
principalmente en la contribución a la textura, aceptabilidad y estabilidad física del
producto formulado (Chung y Lee, 1990).
Las propiedades funcionales se definen como cualquier propiedad fisicoquímica
que afecte el comportamiento y características de las proteínas durante el
proceso, almacenamiento, procesamiento y consumo, las cuales repercuten en las
características del producto final (Damodoran, 1996b).
16
Las proteínas representan el componente mas abundante de la materia seca de
cualquier músculo. Desempeñan un papel fundamental en sus funciones
fisiológicas “in vivo” y en los cambios que se originan en el mismo después de la
muerte del animal (Flores y Bermell, 1984). Son generalmente divididas en tres
grupos de acuerdo a las características de solubilidad que presentan: a)
sarcoplásmicas, las cuales se encuentran en el sarcoplasma y son solubles en
agua o soluciones salinas diluidas, b) miofibrilares, las cuales forman las
estructuras miofibrilares y son solubles en soluciones de fuerza iónica elevada
(>1.5% NaCl), c) estromales, las cuales forman la mayor proporción del tejido
conectivo y son insolubles en sal, aunque pueden ser solubles mediante
tratamientos ácidos o alcalinos (Xiong, 2000).
Dentro de las propiedades que presentan las diferentes proteínas del músculo
durante la elaboración de productos cárnicos se pueden identificar las siguientes:
a) Propiedades de hidratación, las cuales dependen de las interacciones proteína-
agua (i.e., capacidad de retención de agua, solubilidad), b) Propiedades reológicas
y de unión, dependientes de las interacciones proteína-proteína (i.e., gelificación),
y c) Propiedades de superficie, dependientes de la tensión superficial (i.e.,
emulsificación) (Borderías y Montero, 1988). Cabe hacer mención que estas
propiedades se ven afectadas por el pH, temperatura, fuerza iónica y constante
dieléctrica del medio en que se encuentren, debido a que afectan la conformación
y estructura de las proteínas (Damodaran, 1996b). Así, en un alimento, las
propiedades funcionales de las proteínas están determinadas por las diferentes
interacciones entre las proteínas mismas, lípidos, agua y entre otros compuestos
que conforman el alimento, así como por factores medio ambientales (Xiong,
2000). A continuación se discutirán las principales propiedades funcionales que
gobiernan a un producto cárnico.
17
2.5.1. Solubilidad.
Esta propiedad comúnmente se considera como un prerrequisito para obtener un
óptimo desarrollo del resto de las propiedades funcionalidades en la preparación
de alimentos, como son gelificación, emulsificación y de espumeo, ya que una
proteína insoluble tendrá muy poco uso en alimentos (Damodaran, 1996a). Lo
mismo aplica para los diferentes estudios sobre funcionalidad proteica, i.e., las
miofibrilares, ya que primero se deben de solubilizar dichas proteínas para
entonces poder evaluar su funcionalidad (Stefansson-Hultin, 1994). La solubilidad
de una proteína, en un medio ambiente dado, es la expresión termodinámica del
equilibrio entre las interacciones proteína-proteína y proteína-solvente
(Damodaran, 1996b).
La solubilidad de las proteínas está dada por tres factores principales como son a)
su grado de hidratación, b) su densidad y distribución de cargas a lo largo de la
cadena y c) la presencia de compuestos no proteicos como fosfatos, carbohidratos
o lípidos que pueden tener un efecto sobre la solubilidad. Debido a que las
proteínas son electrolitos de alto peso molecular y de gran orden estructural, éstas
son susceptibles a cambios profundos en su solubilidad cuando algunos de estos
factores son alterados (Badui et al., 1999). Como se mencionó con anterioridad,
las principales variables que pueden lograr dichas alteraciones son: el pH, la
temperatura y la fuerza iónica, entre otros. Estas variables logran afectar la
solubilidad de las proteínas debido a que causan alteraciones tanto en los grupos
hidrofílicos e hidrofóbicos, así como en las interacciones presentes en la
estructura molecular de la proteína (Damodaran, 1996a). Estas variables se
discuten en los siguientes párrafos.
pH: Es bien conocido que la solubilidad de una proteína depende del pH al que
sea sometida en solución, esto debido a que las cargas electrostáticas de los
aminoácidos ionizables que la conforman se ven alteradas conforme exista una
modificación en el pH de la solución. En el punto isoeléctrico (pI), que es cuando la
18
carga neta de la proteína es cero, las fuerzas de repulsión entre las proteínas son
mínimas, logrando interaccionar unas con otras mediante enlaces hidrofóbicos
produciéndose con esto su precipitación. Al variar el pH, ya sea hacia pH´s más
ácidos o básicos, estos mismos aminoácidos irán adquiriendo cargas (positivas o
negativas respectivamente) lo cual provocará que las fuerzas de repulsión entre
las proteínas vayan en aumento, provocando esto mayor interacción proteína-
agua (Damodaran, 1996a; Damodaran, 1996b; Vojdani, 1996).
Temperatura: En general la solubilidad de las proteínas se ve incrementada a
temperaturas de entre 0 y 40-50°C. Sin embargo, al elevar la temperatura, se da
un incremento de la energía cinética afectando las interacciones no covalentes
que mantienen estable tanto las estructuras secundarias como terciarias de la
proteína provocando con esto su desnaturalización, exponiendo los grupos
hidrofóbicos que se encontraban en su interior los cuales interaccionan entre sí,
provocando que se de una disminución de la solubilidad y así precipitando
(Vojdani, 1996; Borderias y Montero, 1988; Badui et al., 1999).
Fuerza iónica: La fuerza iónica es una medida de la concentración y del número
de cargas eléctricas en solución proveniente de los aniones y cationes disueltos
aportados por la sal. Esta fuerza determina la capacidad de las proteínas (i.e.,
miofibrilares) para ligar agua y así poder entrar en solución. Existen dos
fenómenos que ocurren a diferentes fuerzas iónicas: la solubilización (salting-in) y
la insolubilización (salting-out) por salado (Borderias y Montero, 1988).
En la solubilización por salado los cationes y aniones de las sales neutras tienen
afinidad por los grupos iónicos de las cadenas laterales de los aminoácidos
ionizables, lo que provoca una menor interacción entre las proteínas,
produciéndose así la solubilización. Este fenómeno se da a concentraciones bajas
de iones (entre 0.5 y 1.0M). Cuando aumentamos considerablemente las
concentraciones de iones, o sea la fuerza iónica, se establece una competencia
entre las proteínas y los iones salinos por las moléculas de agua necesarias para
19
la solubilización, produciéndose un efecto deshidratante en la superficie de las
mismas, lo cual trae consigo interacciones entre las moléculas de proteína,
generando una agregación y finalmente una precipitación. Este fenómeno es
conocido como la insolubilización por salado (Kotodziejska et al., 1980).
Existen varios índices para medir la solubilidad de las proteínas como son los
siguientes: proteína soluble en agua, índice de solubilidad de nitrógeno, índice de
dispersión de proteína y proteína dispersa en agua (Badui et al., 1999).
2.5.2. Gelificación Térmica.
Una característica que diferencia a los geles de otros sistemas es que en éstos
existe una proporción pequeña de sólidos dispersos (ya sean polisacáridos o
proteínas de alto peso molecular) en cantidades relativamente grandes de líquido,
el cual, si hablamos de geles en alimentos, se refiere al agua. Entre las
características reológicas que presentan tenemos que pueden soportar fuerzas de
presión y presentan viscoelasticidad (Oakenfull et al., 1997).
La gelificación se produce cuando las moléculas de proteína (en una solución
protéica) son desnaturalizadas por calor provocando un desdoblamiento de las
moléculas de proteína las cuales empiezan a interaccionar de forma ordenada
entre sí a través de diferentes tipos de enlaces como son los puentes de
hidrógeno, enlaces iónicos, puentes disulfuro (-S-S-) y las asociaciones
hidrofóbicas. Cuando la agregación alcanza un cierto punto crítico, se produce un
gel con un infinito número de enlaces cruzados interpeptídicos formando una red
tridimensional continua que retiene gran cantidad de agua (Bryant y McClements,
1998; Nakai-Modler , 2000). Este proceso se presenta en múltiples pasos, que
suceden como a continuación se muestra (Xiong, 1997):
20
(desnaturalización) (agreagación) (entrecruzamiento)
XPN PX D (PD)φ,ψ… (PD)φ –(PD)ψ –…
Δ Δ Δ/enfriamiento
donde X es el número total de moléculas de proteína, φ yψ (φ + ψ + …= X) son el
número de moléculas agregadas en un punto determinado del proceso de
gelificación, PN es la proteína nativa y PD es la proteína desnaturalizada.
Dependiendo de las interacciones que sucedan entre las cadenas polipeptídicas
durante la gelificación, el proceso será irreversible o reversible. Si la red
tridimensional se da primordialmente con enlaces de hidrógeno, el gel producido
será térmicamente reversible (i.e., geles de colágeno). En cambio, si las
interacciones se producen por medio de interacciones hidrofóbicas, el gel
producido (coagulo) será irreversible (i.e., clara de huevo); lo mismo sucede con
las cadenas polipeptídicas que se entrecruzan mediante polimerizaciones de
enlaces sulfidril-disulfuro (i.e., proteínas del suero y cárnicas) (Damodaran,
1996b).
La habilidad de un sistema proteico muscular de producir un gel mediante
tratamiento térmico es de suma importancia para la elaboración de productos
cárnicos procesados tipo gel. En estos productos, el calentamiento induce la
gelificación de las proteínas del músculo (especialmente la miosina), evento que
se da, de acuerdo a estudios realizados de calorimetría diferencial de barrido, en
tres transiciones endotérmicas o temperaturas máximas de transición (Tmax), las
cuales han sido designadas a 1) las cabezas de miosina/meromiosina pesada
(Tmax de 57-60°C), 2) las colas de miosina/ meromiosina ligera, además de
proteínas sarcoplámiscas y del tejido conectivo (66-67°C) y 3) la actina (78-80°C)
(Stabursvik y Martens, 1980; Wagner y Añon, 1985; Xiong et al., 1987; Ramírez-
Suárez et al., 2005).
21
Existen dos formas de medir la textura en estos tipos de alimentos, las pruebas de
deformación grande y las de deformación pequeña. Las primeras consisten en
realizar pruebas de tensión (i.e., extensión) y/o compresión caracterizándose por
haber una destrucción de la muestra mediante aplicación de fuerza o estrés la cual
es de forma perpendicular a la muestra. La segunda se caracteriza por no haber
un daño en la muestra durante la medición; son pruebas en las cuales tanto el
estrés como la deformación se realizan de manera paralela a la superficie de la
muestra (Cheng et al. 1979).
2.5.3. Capacidad de Retención de Agua (CRA).
La capacidad de retención de agua (CRA) pude ser definida como la habilidad y
capacidad que posean las proteínas de la carne o músculo (hablando de alimento
cárnico) para retener y/o inmovilizar firmemente su propia agua, o la añadida,
durante la aplicación de cualquier fuerza.
En el músculo, la mayoría del agua se encuentra retenida ya sea dentro o entre
las miofibrillas (aproximadamente el 70% del agua), entre las mofibrillas y la
membrana celular (sarcolema) (20%), así como entre los grupos de células
musculares (10%), siendo precisamente las proteínas miofibrilares las
responsables de la retención del agua en el músculo (Flores y Bermell, 1984).
Cualquier factor interno (i.e., modificación del pH) o externo (i.e., corte o molido)
producirá un cambio en la CRA de sus proteínas debido a la modificación de las
interacciones entre sus proteínas y las del agua (Badui, et al., 1999). En el
músculo, el agua la podemos encontrar de tres maneras, como agua unida la cual
se encuentra en la vecindad de compuestos no acuosos como las proteínas y que
posee muy poca movilidad; el agua atrapada que se encuentra atrapada ya sea en
intersticios de las proteínas (pero no esta unida a ellas) y/o por atracción del agua
unida; y por último tenemos al agua libre que su flujo por el tejido muscular no se
ve impedido (Huff-Lonergan y Lonergan, 2005).
22
La cantidad de agua inmovilizada dentro del tejido muscular después de muerto
depende de la organización espacial que tengan las proteínas miofibrilares, es
decir, de la posición en que se encuentren los filamentos de miosina y actina. En
el músculo prerigor, la longitud de sus sarcómeros se encuentra de forma similar
al músculo en reposo, existiendo una mínima interacción entre la actina y miosina,
situación que facilita una mayor retención de agua. En cambio cuando este
entramado de proteínas miofibrilares es muy denso, por efecto del solapamiento
de los filamentos (músculo postrigor), la longitud del sarcómero disminuye y, como
consecuencia, queda muy poco espacio para albergar a las moléculas de agua
facilitando con esto una menor retención de agua (Flores y Bermell, 1983,1984).
Lo anterior se ve influenciado por: 1) el pH, ya que la anaerobiosis que se produce
en el medio provoca la caída del pH hasta aproximarse al pI de las proteínas
donde existe un mínimo de CRA; 2) por la fuerza iónica del medio, la cual aumenta
debido a la falla de la bombas de calcio, sodio y potasio que requieren de ATP
acarreando una acumulación de iones los cuales compiten por las moléculas de
agua, y 3) por la ausencia de ATP, lo cual acarrea el establecimiento del rigor
mortis, provocando efectos como el mencionado en el punto 2, así como
disminución de la longitud del sarcómero. Todos estos factores interfieren en la
interacción proteína-agua, afectando así la CRA del músculo (Huff-Lonergan y
Lonergan, 2005).
Generalmente se acepta que una pequeña parte del agua del tejido muscular,
aproximadamente el 5 %, está fuertemente unida a las moléculas de proteína,
considerándose como agua de hidratación. Esta agua se ve difícilmente afectada
por las modificaciones que pueda experimentar la proteína miofibrilar, tanto en su
estructura y carga eléctrica, de manera que los cambios del CRA de la carne se
suelen relacionar con el restante 95 % de agua (Flores y Bermell, 1984).
Por otro lado, en términos generales en un gel el agua se encuentra de dos
formas, adherida o adsorbida a las moléculas de proteína y que no se encuentra
23
disponible como solvente; y el agua que se encuentra atrapada entre la matriz
proteica, expresada también como agua retenida (Barbut, 1996).
2.5.4. Emulsificación. La capacidad emulsificante y la capacidad espumante son las dos principales
propiedades funcionales dentro de las propiedades de superficie. Estas están
relacionadas con la capacidad que tienen las proteínas para disminuir las
tensiones entre la fase hidrofilica e hidrofobíca de un alimento. Las emulsiones
son dispersiones de dos líquidos no misibles, uno de los cuales se encuentra bajo
la forma de pequeñas gotas dispersas y el otro es la fase continua dispersante. La
mayoría de las soluciones alimentarías son soluciones acuosas en aceite o de
aceite en soluciones acuosas. El papel de las proteínas en estas emulsiones es el
de formar una película entre las fases acuosa (polar) y grasa (apolar). La
capacidad de que exista interconexión entre estas dos fases será determinante en
la formación de la emulsión. Así, la proteína se desdobla y tiende a establecer un
nuevo equilibrio termodinámico orientando sus grupos apolares a la fase de grasa
y los polares a la fase acuosa, poniendo en relación a ambos (Brdarías y Montero,
1988).
24
3. JUSTIFICACION.
El calamar gigante (Dosidicus gigas) es una especie con alto potencial económico
en la región del Golfo de California. Su porción comestible comprende cerca del
80% del peso del molusco, abarcando el manto aproximadamente el 45% del peso
total. Su músculo es un producto altamente apreciable en los mercados asiáticos,
por lo que la mayor parte de su captura se destina a estos mercados en diferentes
presentaciones (fresco-congelado, cocido congelado, entre otros). Algunos
estudios han mostrado que el músculo de esta especie posee una alta actividad
catalítica lo que hace que pierda su calidad rápidamente si no es manejado
adecuadamente. Derivado de esto y de la poca información que se tiene acerca
del efecto del manejo del músculo del manto de calamar gigante (Dosidicus gigas)
en hielo, como método de conservación para su posible comercialización tanto en
fresco, como para su utilización como materia prima para la elaboración de otros
productos (i.e., tipo gel) con valor agregado, el presente estudio trata de evaluar el
efecto del almacenamiento en hielo del músculo del manto de calamar gigante
sobre la disminución de la calidad y pérdida de la funcionalidad de sus proteínas.
25
4. OBJETIVOS.
4.1. Objetivo general.
Evaluar los cambios fisicoquímicos y de funcionalidad que experimenta el músculo
del manto de calamar gigante (Dosidicus gigas) al ser sometido a un
almacenamiento en hielo hasta por un período de 15 días.
4.2. Objetivos específicos.
• Observar los cambios en el pH y solubilidad de las proteínas del músculo
de calamar gigante durante su almacenamiento en hielo por un período de
hasta 15 días.
• Evaluar los cambios en color y funcionalidad (gelificación térmica,
capacidad de retención de agua y textura) que presenten las proteínas de
un gel elaborado a partir de músculo de calamar gigante almacenado en
hielo por un período de hasta 15 días.
• Generar información científica que ayude a entender el comportamiento de
las proteínas del músculo del manto de calamar gigante almacenado en
hielo y la importancia de un buen manejo postcaptura.
26
5. MATERIALES Y MÉTODOS.
5.1. Obtención de la Materia Prima.
La materia prima (músculo de calamar) con la cual se trabajó, se obtuvo frente a
las costas de San Carlos, Nuevo Guaymas Sonora en los meses de Octubre y
Noviembre del 2005 (muestreo 1 y 2), y en Bahía de Kino Sonora cerca de la isla
Dátil más preciso en las coordenadas 28°40' 107 N, 112° 19' 383 O en Marzo del
2006 (muestreo 3). El calamar fue eviscerado inmediatamente después de su
captura arriba de la panga, manteniéndose su manto perfectamente enhielado
(capas alternadas de hielo molido-manto) desde su captura, traslado a las
instalaciones del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD) en
la ciudad de Hermosillo Sonora y hasta el momento de su evaluación (día “cero”
de almacenamiento), el cual nunca excedió las 12 horas postcaptura.
Ya en la planta piloto del Laboratorio de Calidad de Productos Pesqueros del
CIAD, los mantos (aproximadamente 10), fueron medidos y pesados, lavados,
removiéndoseles las aletas, para proceder a ser cortados en trozos de 13 × 13 cm
formando un solo lote. De este lote, el cual se homogenizó manualmente, se
llenaron nueve bolsas de polietileno con tres trozos de músculo de manto de
calamar por bolsa (bolsas de aproximadamente 400 g), las cuales inmediatamente
fueron enhieladas en capas alternas de hielo molido-bolsa, almacenándose por un
período de 15 días bajo estas mismas condiciones con intercambios de hielo cada
dos días. El día cero correspondió a este día de procesamiento. Las
determinaciones experimentales se realizaron a los días 0, 2, 4, 6, 9, 13 y 15, esto
basado en el trabajo de Ramírez-Olivas et al. (2004) en el cual indicaban cambios
drásticos en las proteínas del músculo afectando la textura del mismo en un
período de 15 días de almacenamiento en hielo.
27
5.2 Metodología. En la figura 4 se muestra en forma general el diagrama de flujo de la etapa
experimental del estudio.
5.3 . Determinaciones Realizadas al Músculo del Manto de Calamar Gigante. 5.3.1 . Análisis Proximal. El análisis proximal (humedad tanto al músculo como al gel, proteínas y cenizas)
de los tres lotes de músculo de manto de calamar se realizó por triplicado de
acuerdo a los procedimientos recomendados por la AOAC (2000). El contenido de
lípidos se determinó utilizando la técnica de extracción propuesta por Woyewoda
et al. (1986). Para este análisis se muestreó solo al calamar recién capturado (día
“cero”), congelándose la muestra para su determinación posterior.
5.3.2. Determinación de Humedad por Medio de la Termobalanza. Para poder obtener la humedad aproximada del músculo de manto de calamar
gigante de forma rápida y así poder ajustar la humedad del sol a 80%, se procedió
al uso de la termobalanza (Ohaus Corporation, Flornam Park N.Y. USA) la cual dió
resultados en menos de 15 minutos. La muestra fue troceada completamente
tomándose 50 g en trozos al azar para posteriormente ser homogenizados por
aproximadamente 2 min. (8 intervalos de 15 seg) en una licuadora Osterizer de
Luxe, a alta velocidad, siempre manteniendo baja la temperatura del homogenado.
Posteriormente se procedió a pesar directamente en la termobalanza, 10 g de
muestra homogeneizada para su determinación. Los resultados de esta
determinación solo fueron utilizados para la elaboración de los geles y no se
discuten en resultados.
28
CAPTURA DEL CALAMAR TRANSPORTE EN HIELO AL
LABORATORIO DEL CIAD (Menos de 12h.)
DETERMINACIONES A MUESTRAS ALMACENADAS A 0, 2, 4, 6, 9, 13 Y 15 DÍAS Figura. 4 Manejo y determinaciones realizadas a las muestras de calamar gigante.
HUMEDAD (Termobalanza) PREPARACIÓN
MÚSCULO DEL SOL
- ANÁLISIS PROXIMAL - pH - SOLUBILIDAD DE PROTEÍNA - SDS-PAGE
- pH - COLOR
- HUMEDAD FORMACIÓN DEL
GEL - TEXTURA (TPA) - CRA - COLOR
29
5.3.3. pH. Del homogenizado obtenido en el paso anterior, se le procedió a medir el pH
directamente con el electrodo, utilizando un potenciómetro digital Corning modelo
240 equipado con un electrodo previamente calibrado a pH 4.0 y 7.0. Se tomaron
lecturas cada día de muestreo.
5.3.4. Solubilidad de la Proteína del Músculo de Calamar Gigante. Para la determinación de la solubilidad de la proteína se utilizó la técnica descrita
por Hsu y Ko (2001). Brevemente, las muestras fueron homogeneizadas por 1 min
en buffer de fosfatos 20 mM (pH 7.0) conteniendo NaCl 0.6 M a una relación de
1:19 (muestra:buffer) utilizando un homogeneizador Ultra Turrax T-25 (IKA Works
Inc. Wilminton, NC.USA) a una temperatura de 0 °C (dentro de hielo). Se midió
proteína soluble antes y después del centrifugado a 20,400 × g por 15 min a 4 °C
utilizando una centrífuga Beckman Modelo J2-21 (Beckman Instruments, Inc. Palo
Alto CA). La concentración de proteína fue medida mediante el método de Biuret
(Gornall et al., 1949). Esta determinación se realizó por triplicado para cada día de
muestreo.
5.3.5. Electroforesis en Geles de Poliacrilamida (SDS-PAGE).
Para monitorear los cambios a través del tiempo de almacenamiento en hielo que
pudieran sufrir las proteínas del músculo de calamar gigante, así como para
elucidar el posible entrecruzamiento progresivo y dinámico de las proteínas
durante la formación del gel se realizó un perfil electroforético en geles de
poliacrilamida-SDS. El sol producido fue llevado de 25 a 90 °C a un rango de
aproximadamente 1 °C/min. Las Muestras fueron tomadas a 25, 40, 60 y 90 °C y
alícuotas de 2 g (tanto músculo enhielado como del gel) se homogenizaron con 18
30
mL de buffer de disolución (5% SDS + 0.1% β-mercaptoetanol) usando un
homogenizador Ultra Turrax modelo T-25 (IKA Works Inc. Wilminton, NC.USA) en
el nivel 3 (16,000 rpm) durante 30 seg. Los homogenizados fueron incubados a 80
°C por 1 h para permitir una máxima solubilización y extracción de la proteína,
para subsecuentemente ser centrifugado a 3000 × g a temperatura ambiente por
15 min. Después de medírsele la proteína a cada uno de los sobrenadantes por el
método de Biuret, éstos fueron diluídos a una concentración de proteína del 0.2%
con agua destilada para posteriormente ser mezclados a una relación de 1:1,
muestra:buffer muestra para electroforesis (25% Tris-HCl pH 6.8, 20% glicerol,
40% SDS al 10%, 10% de β-mercaptoetanol, 5% agua, 0.03% de azul de
bromofenol).
La electroforesis (SDS-PAGE) fué realizada de acuerdo a la técnica de Laemmli
(1970) con algunas modificaciones (Wang and Xiong, 1998). Se prepararon geles
discontinuos de 0.75 mm de grosor, con tamaños de poro del 10 y 4% para el gel
de separación e inyección respectivamente para proceder a inyectarse 30 μg de
proteína contra 10 μg de estándar de amplio rango (Bio-Rad-161-0317). Las
corridas se realizaron utilizando un equipo de Bio-Rad (cámara y fuente de poder
Bio-Rad Power Pac 3000, Bio-Rad Laboratories, Hercules Ca), utilizando un buffer
cámara 1× a 15 mA por gel, hasta 1 cm antes que el frente de línea alcanzara el
final del gel. Los geles se tiñeron durante toda la noche con azul de comassie,
destiñéndose por tres horas utilizando una solución de metanol: ácido acético al
40:10%. El gel se analizó utilizando un densitómetro de imagen Bio-Rad GS-700
(Bio-Rad Laboratorios, Hercules Ca).
31
5.4. Determinaciones Realizadas al Gel del Músculo del Manto de Calamar Gigante.
5.4.1 Preparación del Sol y del Gel. Preparación del Sol. Para la formación del sol se siguió la metodología propuesta
por Cortes (2000) con algunas modificaciones. Se pesaron 400 g de músculo de
calamar picado al cual se le añadieron NaCl, sacarosa y/o agua hielo (cuando fue
necesario) con el fin de ajustar su composición a 80% de humedad, 18% de
sólidos y 2 % de NaCl. La mezcla se homogenizó en un procesador de alimentos
Cuisinart DCl 8 plus durante dos minutos, interrumpiendo brevemente cada 15
segundos para raspar las paredes del recipiente y evitar el aumento de
temperatura de la mezcla, siempre cuidando no exceder los 10 °C.
Preparación del Gel. Una vez preparado el sol, se coloco en tapas de cajas de
petri (de una altura de 1cm.) evitando la formación de burbujas de aire para
posteriormente empacarse en bolsas de plástico termoresistentes para vacío; se
sellaron al vacío con una selladora Supervac Smith Supervac Digimat mod. Gk
185 (Austria). Los soles ya empacados se sometieron a un calentamiento en baño
de agua a 90 °C por 30 min e inmediatamente después se enfriaron en un baño de
agua-hielo por 15 min, una vez obtenidos los geles, se almacenaron por 24 horas
a 2-4 °C, para su posterior evaluación.
5.4.2. Características de Calidad. Las características de calidad que se evaluaron y analizaron a los geles
producidos fueron: análisis de perfil de textura, de color (tanto al sol como al gel),
así como de capacidad de retención de agua (CRA).
32
5.4.2.1. Análisis de perfil de textura (APT). El análisis de perfil de textura (APT) se llevó a cabo en un texturómetro Texture
Analyzer TAXT2 (Stable Micro Systems, Ltd, Godalming, Surrey UK) de la
siguiente manera: se tomaron muestras cilíndricas del gel con medidas de 1.5 cm
de diámetro por 1.0 cm. de altura los cuales pesaban entre 3-4 g dejándose
reposar por 1 h a temperatura ambiente dentro de una bolsa de polietileno para
evitar la pérdida de humedad. Se realizó una doble compresión a un 75% de
deformación (estrés normal) y a una velocidad de cabezal de 1 mm/s, con un
tiempo de espera de 5 segundos entre compresiones. Los resultados se
analizaron con el programa Texture Expert para Windows para cuantificar: dureza
(kgf/g), elasticidad y cohesividad (ambas adimensionales). Los parámetros de
textura se midieron de cuerdo a lo recomendado por Abbot (1972) y Bourne
(1978). Los resultados se calcularon de la siguiente manera:
Dureza o Fuerza del Gel (Kgf/g).- Fuerza necesaria para comprimir la muestra y
producir el mayor pico durante la compresión.
Elasticidad (%).- Relación de la longitud de la base del segundo ciclo sobre la
longitud del primer ciclo.
% Elasticidad = (L /L ) X 100 2 1
Donde:
L1 = Longitud de la base del primer ciclo.
L = Longitud de la base del segundo ciclo. 2
Cohesividad (%).- Relación del área del segundo ciclo de compresión. Sobre el
primer ciclo de compresión.
% de Cohesividad = (A / A ) X 100 2 1
Donde:
A = Area del primer ciclo 1
A = Area del segundo ciclo 2
33
5.4.2.2 Capacidad de retención de agua (CRA).
La medición de CRA se realizó siguiendo las recomendaciones de Cheng et al.
(1979). Se pesaron trozos de cinco gramos y se pasaron a tubos para centrífuga
de 50 mL, centrifugándose en una centrífuga Beckman Modelo J2-21 (Beckman
Instruments Inc. Palo Alto, Ca.), durante 30 min a 27,200 × g a 4 °C. Una vez
transcurrido el tiempo de centrifugado, se drenó el agua separada. La CRA se
determinó por diferencia de peso y se expresó como por ciento de retención de
agua.
5.4.2.3 Análisis del color. Para observar el efecto del almacenamiento en hielo sobre las características de
color tanto del sol como del gel producido, se realizó un análisis de color. Este
parámetro se evaluó mediante el sistema de colorimetría de triestímulo utilizando
un colorímetro portátil Konica Minolta CR-400 (Konica Minolta Sensing, Inc.,
Japón). Se realizaron lecturas por triplicado y en distintos puntos del gel
obteniéndose los valores de “L*” (luminosidad), “a*” (matiz rojo-verde) y “b*” (matiz
amarillo-azul). A partir de estos valores se calcularon el ángulo de matiz, la
diferencia total de color e índice de blancura (Minolta Corp. 1990; McLellan et al.,
1995).
La diferencia total de color (ΔE) se obtuvo mediante la siguiente fórmula tomando
como referencia los valores obtenidos al día 0 de almacenamiento:
ΔE= [(ΔL*)2+(Δa*)2+ (Δb*)2 1/2 ]
Para hacer un integración y mejor interpretación de los parámetros a* y b* se
calculó el ángulo de matiz (Ө) mediante la siguiente fórmula:
Ө=Arctang (b*/a*)
34
Y para obtener el índice de blancura (IB) utilizamos esta ecuación:
2IB = 100-[(100-L*) +(a*)2 + (b*)2]1/2
5.5. Diseño Experimental.
Se utilizó un diseño de bloques completamente al azar, empleando como criterio
de bloqueo al muestreo. Para el análisis de varianza y las pruebas de
comparación de rango múltiple de Tukey se utilizó un nivel de significancia del 5%
utilizando el paquete estadístico SAS (Statistical Analysis System V8). Se
realizaron tres muestreos y los análisis se realizaron al menos por triplicado.
35
6. RESULTADOS Y DISCUSION. 6.1. Determinaciones realizadas al músculo del manto de calamar gigante.
6.1.1. Materia Prima. El calamar gigante utilizado para este estudio se obtuvo de tres diferentes
muestreos, los cuales se llevaron a cabo en los períodos de octubre del 2005 a
marzo del 2006. Los especímenes utilizados presentaron diferencias en sus
características físicas (peso y talla), como se observa en la Tabla 1. Los
muestreos I y II fueron muy semejantes; sin embargo el muestreo III manifestó
marcadas diferencias, tanto en peso como en talla, siendo estos especímenes
más pequeños, por lo que los podríamos considerar que eran organismos
juveniles. Esta marcada variación debe de estar relacionada con: a) la diferente
temporada del año en que fueron capturados ya que los muestreos I y II se
realizaron en la temporada de otoño y el restante en primavera, b) al estado
fisiológico en que se encontraban los calamares (juveniles vs. maduros), c) debido
al sexo, ya que se tiene bien establecido que las hembras poseen mayor tamaño
de longitud de manto (LM) que los machos (Markaida y Sosa-Nishizaki, 2001), y
d) a la diferente área de captura. Lo dicho en este último inciso se puede ver aún
con mayor claridad si comparamos los calamares del presente estudio con los del
estudio realizado por Konno et al. (2003), cuyos especímenes de Dosidicus gigas
capturados en las costas del Perú tenían tallas entre 45-50 cm con pesos entre 5-
6 kg (aunque menores en talla fueron mayores en peso). Sin embargo, los
resultados del presente estudio, correspondiente a LM y peso del mismo,
concuerdan con el estudio realizado por Ezquerra-Brauer et al. (2002) quienes
encontraron menores pesos y tallas para los organismos capturados en la
temporada de primavera (Abril) comparándolos con los especímenes capturados
36
Tabla 1. Pesos y tallas del calamar gigante (Dosidicus gigas) por muestreo
Período de Pesos promedio Tallas LM Muestreo captura (kg) * (cm)**
I Octubre 2005 5.43 ± 1.4 52.00 ± 8.4
II Noviembre 2005 4.68 ± 1.2 62.75 ± 3.4
III Marzo 2006 0.59 ± 0.2 <40***
* Peso de manto y aletas. ** Talla del manto solamente
*** Talla aproximada
37
en la temporada de otoño (Noviembre), todos capturados en la región del Golfo de
California. De igual manera, Markaida et al. (2004) encontraron una tendencia a
encontrar organismos de menor talla en los meses de primavera que en los de
otoño.
Las variaciones de peso y talla encontradas en los especímenes utilizados en este
estudio deben de ser tomadas en consideración si la especie será utilizada para
elaboración de productos con valor agregado, ya que como se verá en la sección
siguiente, los organismos presentan variación en su composición proximal
dependiendo de la talla y peso. 6.1.2. Composición Proximal. En la tabla 2 se presentan los resultados obtenidos del análisis proximal del
calamar por períodos de captura (muestreos) y la media de los tres muestreos.
Como puede observarse en la tabla, existieron diferencias en composición
proximal en relación al período de captura entre los muestreos, siendo muy
parecidos los muestreos I y II, considerados como de temporada de otoño y
caracterizándose por tener mayores porcentajes de humedad y proteína y menor
de lípidos, al compararse con la composición del muestreo III o muestreo de
primavera. Los resultados del muestreo III concuerdan con lo reportado por
Abugoch et al. (1999), para especímenes capturados en la costa Chilena.
La diferencia entre los proximales de los dos primeros muestreos respecto al
tercero puede deberse a que los organismos correspondían a diferentes etapas de
madurez, además de diferente sexo, temporada de captura y alimentación. Se ha
encontrado que los especímenes más pequeños se alimentan de crustáceos
principalmente mientras que los organismos mayores lo hacen de peces y de otros
moluscos incluidos los de su misma especie (Caddy, 1983; Abugoch, 1999).
38
Tabla 2. Composición proximal del músculo de calamar gigante almacenado en
hielo.
Muestreo I Muestreo II Muestreo III Componente (%) Medias**
Humedad 86.41 ± 0.31 86.54 ± 0.05 83.0 ± 0.07 85.32 ± 2.01
Proteína 12.07 ± 0.56 12.22 ± 0.14 10.22 ± 0.09 11.50 ± 1.11
Grasas 0.22 ± 0.04 0.32 ± 0.06 0.91 ± 0.02 0.48± 0.37
Cenizas 0.65 ± 0.16 0.87 ± 0.29 1.23 ± 0.02 0.92 ± 0.29
*Carbohidratos --- --- 4.64 1.86 ± 2.41
* Cálculo por diferencia ** Medias de los tres muestreos
39
Teniendo en consideración estos valores podemos afirmar que esta es una
especie, como algunos tipos de pescados, bajo en contenido graso y alto en valor
proteico, lo cual lo convierte en un alimento de bajas calorías y muy nutritivo.
6.1.3. pH. Uno de los parámetros de mayor influencia sobre la funcionalidad de las proteínas
del músculo es el pH (Ofstad, 1995). Sus cambios postmorterm tienen
implicaciones tanto funcionales como económicas importantes. Al morir el animal,
las condiciones anaeróbicas que se producen originan una disminución del pH
debido a la acumulación de ácido láctico en los tejidos. Sin embargo, la velocidad
y el límite al cual desciende el pH son muy variables. El estado nutricional, el nivel
de estrés y el ejercicio antes de la muerte del animal, modifican las cantidades de
glucógeno almacenado en el músculo y consecuentemente influyen en el pH
postmortem (Massa et al.,2003; Haard, 1992). Los cambios postmorterm se ven
influenciados por varios factores como son la especie, el método de captura, así
como el manejo postcaptura. Por otro lado, la cantidad de glucógeno que haya
quedado en el músculo sin utilizar (de reserva) al momento de morir también
determinará el pH final del músculo (Puente-Zepeda 2003).
La Figura 5 presenta las variaciones en el pH del músculo de calamar gigante
durante el almacenamiento en hielo por un período de 15 días. Como puede
observarse, el pH del músculo en el día cero fue de 6.06, manteniéndose muy
estable (p>0.05) a través de todo el periodo de almacenamiento con una
tendencia a disminuir hacia el final del mismo. Este resultado indica que el
almacenamiento en hielo, practicándose de una buena manera (como en el
presente estudio), retarda los cambios de pH asociados ya sea a la acción
bacteriana o a la de enzimas endógenas que provocan el descenso del mismo.
40
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
0 2 4 6 8 10 12 14 16Días
pH
Figura 5. Comportamiento del pH en el músculo de calamar durante 15 días de almacenamiento en hielo. Se presentan las medias con su desviación estándar del promedio de tres repeticiones.
41
El pH y el comportamiento de éste en el músculo de calamar gigante almacenado
en hielo a través del tiempo del presente estudio, concuerdan con los reportados
por Morán (2002) y Ramírez-Olivas (2000), en los cuales se observa una
disminución en los primeros días de almacenamiento para posteriormente
aumentar ligeramente en la mitad del almacenamiento y después tener una caída
hacia el final del mismo.
En un estudio reciente realizado por Dublán-García et al. (2006) en el cual se
midió el pH del músculo de calamar almacenado en refrigeración (4 °C), éste
aumentó considerablemente en los primeros cuatro días, pasando de pH 6 a 7,
para después mantenerse estable hasta el término del trabajo (12 días). Esta
diferencia en el comportamiento del pH del músculo de calamar probablemente se
debió a varias causas, entre las que contamos el no haber tenido el control del
calamar inmediatamente después de su captura, así como las diferentes
condiciones de almacenamiento ya que el presente estudio utilizó hielo como
método de conservación mientras que el citado trabajo utilizó refrigeración (4 °C).
El establecimiento del rigor postmortem parece mostrarse de distinta manera al de
los mamíferos terrestres y algunos peces al parecer abecés no se presenta en los
calamares, ya que no se observó cambios mayores en el pH a través de su
período de almacenamiento. Lo anterior concuerda con el estudio de Ando et al.
(1999) los cuales no encontraron tampoco establecimiento del rigor postmortem en
calamar flecha (Loligo bleekert) a las 24 h postcaptura.
6.1.4. Solubilidad de la Proteína.
La solubilidad de la proteína del músculo se considera una de las propiedades
funcionales más importantes que debe de tomarse en consideración durante la
elaboración de productos gelificados y/o emulsionados. Con respecto a la
solubilidad de la proteína del manto del músculo de calamar gigante, los
resultados mostraron una disminución significativa (p≤0.05) en la solubilidad de las
42
proteínas al cuarto día de almacenamiento respecto al día cero (Tabla 3). No
obstante, la solubilidad tendió a aumentar ligeramente y mantenerse así en los
días restantes de almacenamiento (p>0.05). En general, la tendencia en la
solubilidad de las proteínas fue a disminuir (aunque ligeramente) conforme
transcurrieron los días de almacenamiento. Este patrón de comportamiento
respecto a la solubilidad de las proteínas del músculo de manto de calamar
concuerda con los resultados obtenidos por Gómez-Guillén et al. (2003) para
proteínas del manto de músculo de calamar (loligo vulgaris), los cuales
encontraron que durante los primeros cuatro días de almacenamiento a 2 °C del
manto, las proteínas solubles en solución salina disminuyeron para posteriormente
elevarse ligeramente. Los anteriores resultados indican que las proteínas del
músculo del manto de calamar gigante son estables durante un buen
almacenamiento a bajas temperaturas.
6.1.5. Análisis Electroforético.
La electroforesis es un método analítico-semipreparativo con el cual es posible
separar moléculas con carga (i.e., proteína), en dependencia fundamental de su
tamaño y carga, bajo la influencia de un campo eléctrico aplicado (Weinberger,
2000). Esta técnica, conjuntamente con otros métodos separativos, ha sido
utilizada para caracterizar extractos crudos de músculos y vísceras de diversos
organismos marinos (García, 2000).
En el presente estudio se realizó el perfil electroforético de las proteínas solubles
en buffer de disolución (5% SDS + 0.1% β-mercaptoetanol) utilizando SDS-PAGE
bajo condiciones desnaturalizantes y reductoras. En la figura 6 se puede observar
el patrón electroforético de las proteínas extraídas del músculo de calamar gigante
(Dosidicus gigas). Los resultados del análisis de cada muestreo arrojaron los
mismos resultados por lo que solo se presenta uno de ellos. Como puede
observarse, se detectaron pequeños cambios en las densidades de las bandas
correspondientes a la cadena pesada de miosina (CPM), disminuyendo
43
Tabla 3. Solubilidad de la proteína del calamar gigante (Dosidicus gigas) durante
el almacenamiento en hielo por 15 días.
Día Solubilidad (%)
a0 93.36 ± 3.98
2 90.22 ± 1.90 ab
4 87.41 ± 4.14 b
6 89.07 ± 6.72 ab
9 89.06 ± 4.49 ab
13 89.92 ± 2.45 ab
15 89.46 ± 3.79 ab
Medias con el mismo superíndice son estadísticamente iguales (p>0.05). Los valores son la media y desviación estándar de tres repeticiones.
44
PM (kDa)
CPM 200 153 kDa
116 PM 97
85.5 kDa
66 58 kDa 55 kDa 53 kDa 50 kDa
45 AC
31
Std 0 2 4 6 9 13 15
Días de almacenamiento (0 ºC)
Figura 6. Perfil electroforético de las proteínas del músculo de calamar gigante
durante el almacenamiento en hielo a (0 ºC).
45
gradualmente éstas a través del tiempo de almacenamiento con la concomitante
aparición de una banda de 153 kDa y un ligero aumento en la densidad de la
banda de paramiosina. Estos cambios posiblemente se deban a la hidrólisis de la
CPM; sin embargo, no se detectaron la aparición de nuevas bandas en los
alrededores de los 50 kDa (ni por debajo), que sería lo esperado después de la
hidrólisis de esta banda. Por el contrario, se puede observar la desaparición de
bandas en el rango de 50-58 kDa y una a los 85 kDa (Figura 6), las cuales podrían
haberse entrecruzado por medio de enlaces covalentes (diferentes a los puentes
disulfuro) formando dímeros o trímeros de aproximadamente 153 kDa debido a la
acción de enzimas endógenas de transglutaminasa (TGase). Lo anterior es
factible, como lo reportan Park et al. (2003), quienes encontraron que en pasta de
músculo de calamar japonés (Todarodes pacificus) ambas actividades enzimáticas
(tanto hidrolítica como de TGase) se dieron simultáneamente.
Los resultados del presente estudio también concuerdan con los reportados por
Konno et al. (2003), quienes sugieren que la banda de 153 kDa, así como el
incremento de la banda de paramiosina (debido a la formación de otra banda con
similar peso molecular) debido a la hidrólisis de la CPM, corresponden a la
meromiosina pesada (MMP) y a la meromiosina ligera (MML) respectivamente.
Tanto paramiosina como actina no se vieron afectados durante todo el período de
almacenamiento, concordando con los resultados reportados por Konno et al.
(2003) y Gómez-Guillén et al. (1998).
Varios autores han sugerido que el músculo de calamar gigante posee una alta
actividad proteolítica, lo cual afecta su comercialización (Dublán-García et al.,
2006; Ezquerra-Brauer et al., 2002; Ramírez-Olivas et al., 2004); sin embargo el
presente estudio demuestra que, si el músculo es tratado correctamente durante
su almacenamiento, esta actividad proteolítica se ve disminuida.
46
6.2. Determinaciones Realizadas al Gel del Músculo del Manto de Calamar Gigante.
6.2.1. Análisis de Perfil de Textura (APT).
El análisis de perfil de textura (APT) es un excelente procedimiento instrumental
para medir, cuantificar y desarrollar parámetros relacionadas con la textura. Es
necesario realizar dicha evaluación bajo condiciones estandarizadas, evitando con
esto, las menores variaciones posibles para así obtener una información más
objetiva (Osorio et al., 2005). Por otra parte, las proteínas del músculo de pescado
poseen por si mismas una excelente capacidad de gelificación, propiedad
tecnológica que puede verse afectada durante su almacenamiento, ya sea en
refrigeración o congelación. La aceptación de este gel depende en gran medida
del producto final para el cual se destine el gel y sus propiedades como dureza,
elasticidad y cohesividad entre otros factores. Por esto, se realizó un APT de geles
producidos a partir de músculo de manto de calamar gigante almacenado en hielo
por un período de 15 días.
Para este análisis, la humedad del sol fue ajustada a 80%, y se corroboró con la
determinación de la humedad en los geles producidos, que arrojaron un valor
promedio de 80.92 ± 0.91. En la tabla 4 se muestra el APT realizado a los geles
elaborados con el músculo de manto de calamar gigante almacenado en hielo por
un período de 15 días. Se puede observar, a pesar de los altibajos, una tendencia
a disminuir hacia el final del período de almacenamiento en cada uno de los
parámetros evaluados. En lo que respecta a la dureza de gel elaborado con
músculo de los primeros días de almacenamiento, se observó un aumento
(p>0.05) para posteriormente disminuir en los últimos días (p>0.05). En un estudio
realizado por Ramírez-Olivas et al., (2004) en el cual midieron la fuerza de
penetración en el músculo de calamar gigante (Dosidicus gigas) sometido a un
período de 15 días de almacenamiento en hielo (0 ºC), manifestó un
comportamiento similar con una tendencia a aumentar dicha fuerza en los
47
Tabla 4. Resultados obtenidos del análisis de perfil de textura del gel preparado
con músculo de calamar almacenado en hielo de 0 a 15 días.
Día Dureza Kgf/g Elasticidad % Cohesividad %
0 0.64 ± 0.41ab 73.98 ± 9.0a 30.07 ± 3.7a
2 0.66 ± 0.02 ab 76.26 ± 8.0a 29.67 ± 5.0ab
4 0.72 ± 0.41 a 67.43 ± 7.6a 24.90 ± 2.5ab
6 0.38 ± 0.18 b 68.89 ± 10.1a 28.29 ± 3.8ab
9 0.86 ± 0.70 a 70.68 ± 8.2a 26.32 ± 3.4ab
13 0.66 ± 0.50 ab 67.26 ± 12.1a 25.07 ± 2.1ab
15 0.51 ± 0.42 ab 64.20 ± 12.6a 24.14 ± 5.0b
Los valores indicados con el mismo superíndice son estadísticamente iguales (p>0.05)
(seis repeticiones)
48
primeros días para posteriormente disminuir en los últimos días de
almacenamiento.
Dos cosas son de importancia a destacar en los resultados de dureza: 1) es el
valor de dureza obtenido en el día 6 de evaluación, el cual resultó muy por debajo
de los valores que le anteceden y proceden; coincidentemente este bajo valor
concuerda con una aparición más densa de las bandas de proteína de 153 kDa y
engrosamiento de la banda correspondiente a paramiosina, según Konno et al.
(2003) corresponderían a una mayor hidrólisis de la banda de miosina (debido a la
presencia de metaloproteinasas), proteína que es de primordial importancia
durante la formación de la red tridimensional proteica producida durante la
gelificación; y 2) existió una enorme variabilidad en las medias obtenidas de los
tres muestreos por día de almacenamiento, esto producto de la misma variabilidad
resultante por muestreo (media de todos los días de almacenamiento obtenidos
por muestreo) siendo cada media diferente entre sí (p≤ 0.05) y mostrándose la
tendencia de aumentar del primer muestreo al último, esto es del muestreo de
Octubre al de Marzo. Se aconseja tomar estos puntos en cuenta para la
elaboración de productos gelificados y así realizar las adecuaciones en el
procesamiento, así como un mayor estudio del comportamiento del músculo
durante su almacenamiento en hielo si se desea realizar este tipo de productos.
Respecto a los resultados obtenidos de la medición de la elasticidad en APT de
los geles, a pesar de no haberse obtenido diferencia significativa (p>0.05) entre
los geles elaborados a partir del músculo de manto de calamar gigante
almacenado en hielo por 15 días, se observó una tendencia similar a la dureza,
esto es, aumento en los primeros días para posteriormente disminuir
gradualmente (Tabla 4). Cabe mencionar que Gómez-Guillén y Montero (1997)
reportaron valores semejantes de elasticidad (67.86 ± 1.92; valor promedio de sus
análisis) en un estudio de mejoramiento de gelificación del músculo de calamar
gigante (Dosidicus gigas) utilizando agentes gelificantes, por lo que podemos
suponer que con un buen manejo del músculo de calamar durante su
49
almacenamiento a bajas temperaturas, se pueden obtener geles con inmejorable
elasticidad. También de este último estudio podemos inferir que el tipo de
almacenamiento, así como el tiempo del mismo, provoca cambios en las
características del músculo afectando así la capacidad de formación del gel
(Cheng et al., 1979), ya que el estudio utilizó músculo de calamar gigante
congelado por dos meses mientras que el presente estudio utilizó músculo fresco
almacenado en hielo (0 °C) por 15 días.
Los resultados de cohesividad de los geles producidos mostraron tendencias
semejantes a los demás parámetros de APT cuantificados en le presente estudio,
observándose una disminución de la misma (p≤0.05) hacia el final del estudio. De
igual manera, estos cambios pueden deberse a las posibles modificaciones
ocurridas a la molécula de miosina durante el almacenamiento (ver figura 6). En
general, los parámetros medidos de textura presentaron la tendencia de disminuir
conforme transcurrió el período de almacenamiento, lo cual concuerda con los
resultados obtenidos por Puente-Zepeda (2003) para la evaluación de textura de
músculo de cochito (Balistes polylepis) almacenado en hielo por un período de 20
días. Cabe hacer notar la enorme variabilidad existente en las medias de cada día
de muestreo para casi todos los parámetros evaluados, lo cual no permitió, a
pesar de observarse tendencias, mostrar diferencias estadísticamente
significativas (p≤0.05). Este comportamiento es atribuible, de igual forma, a las
diferencias que se encontraron en la composición proximal de cada uno de los
muestreos, los cuales afectaron para la elaboración de los geles, teniéndose que
ajustar las humedades de los dos primeros muestreos con azúcar, y con hielo el
del tercer muestreo. Todas estas observaciones deben de tomarse en cuenta si se
pretende utilizar al músculo de calamar como materia prima para la elaboración de
geles.
50
6.2.2. Capacidad de Retención de Agua (CRA). La capacidad de retención de agua (CRA) es una propiedad de primordial
importancia que afecta tanto, a la calidad de los productos cárnicos (sean estos de
origen marino o terrestres) ya que ésta determinará la vida de anaquel de un
producto, así como a la economía de las industrias debido a que la pérdida de
agua se traduce en pérdida de dinero (Huff-Lonergan y Lonergan, 2005).
La figura 7 muestra los resultados de CRA para los geles elaborados a partir de
músculo de calamar gigante almacenados en hielo (0 °C) por un período de 15
días. La CRA de los geles elaborados con este músculo no mostraron ninguna
diferencia significativa (p>0.05) durante todo el experimento. Por lo que podemos
suponer que el músculo no se vió afectado por el período de almacenamiento en
hielo.
Sin embargo, este resultado puede deberse a la variabilidad que se tuvo entre los
muestreos. No obstante, los resultados mostraron una tendencia a disminuir hacía
el final del estudio (82.9 ± 8.6% en el día cero vs. 75.3 ± 14.0% para el día 15), lo
cual es lógico ya que las proteínas pueden verse afectadas por la actividad de
enzimas proteolíticas endógenas como por la actividad de microorganismos
deteriorativos, hidrolizándolas y afectando con esto la formación de una red
tridimensional regia que puede físicamente obstruir el paso del agua hacia el
exterior (ver Tabla 4; disminución de su textura) y así afectando también la CRA
del gel (Ayensa et al., 2002). El resultado de CRA del día cero fue semejante con
el presentado por Ayensa et al. (2002), quienes obtuvieron un CRA de 88.5 ±
0.9% para geles de músculo de calamar (Todaropsis eblanae). Pero uno de los
factores que tienen mayor influencia en la CRA de un sistema proteico (como el
gel del presente estudio) es el pH. Se conoce que las proteínas en su punto
isoeléctrico (pI) poseen la menor capacidad de interaccionar con el agua y mayor
capacidad de interaccionar entre sí (Beltrán-Lugo, 2005; Huff-Lonergan y
Lonergan, 2005).
51
0
25
50
75
100
-1 1 3 5 7 9 11 13 15
DIAS DE ALMACENAMIENTO (0°C)
% D
E A
GU
A R
ETEN
IDA
Figura 7. Cambios en la capacidad de retención de agua (CRA) en los geles
producidos a partir de músculo de manto de calamar gigante (Dosidicus gigas)
almacenado en hielo (0°C). Los valores son las media y sus desviaciones estándar
de tres repeticiones. No se mostró diferencia significativa (p>0.05) en ningún día.
52
Para mostrar el efecto de los cambios en el pH del músculo de manto de calamar
gigante almacenado en hielo sobre la CRA de los geles producidos a partir del
mismo se presenta la figura 8. A pesar de que ambos parámetros no mostraron
diferencia significativa (p>0.05) durante el almacenamiento, en la figura podemos
apreciar la influencia de un parámetro respecto al otro, corroborando gráficamente
lo afirmado por la literatura. Se puede observar claramente como al aumentar o
disminuir el pH, la CRA hace lo mismo.
6.2.3. Color.
El color se refiere a una percepción humana de un material que refleja o emite una
cantidad específica de energía a longitudes de onda capaces de estimular la retina
del ojo. Debido a que el color de un producto es el primer atributo y uno de los
criterios más utilizados por el consumidor, ya que además refleja su calidad, es de
vital importancia su medición (Xiong et al., 1999). Sin embargo, se requiere de
instrumentación especial para su medición objetiva en los mismos (Haard, 1992).
De esta manera, para conocer el efecto que el almacenamiento en hielo del
músculo de calamar gigante pudiera ejercer sobre el color de los geles producidos
de dicho músculo, se evaluaron los parámetros de color mediante la colorimetría
de triestímulo en su modalidad de L*, a* y b*.
La tabla 5 muestra los parámetros de color L*, a*, b*, así el Angulo de matiz, la
Diferencia total de color (ΔE) e Indice de blancura (IB) obtenidos de los geles
elaborados a partir del músculo de manto de calamar gigante almacenado en hielo
por un período de 15 días. Todos los valores obtenidos en este estudio para los
parámetros de L*, a* y b*, situaron a los geles obtenidos del músculo almacenado
en hielo, en el cuadrante verde-amarillo del sólido de color.
53
54
Figura 8. Relación de pH del músculo de manto de calamar gigante (Dosidicus
gigas) almacenado en hielo (0 °C) con la capacidad de retención de agua (CRA)
en los geles producidos a partir del músculo. Los valores son las medias de tres
repeticiones.
30
40
50
60
70
80
90
100
CR
A
6.3
6.5
6.8
7.0
0 2 4 6 9 13 15
Días de almacenamiento (0°C)
5.0
5.3
5.5
5.8
6.0 pH
CRA pH
55
Tabla 5 Variaciones de los parámetros de color L*, a*, b*, Agulo de matiz, Diferencia total de color (ΔE*) e Indice total de blancura (IB) del gel elaborado a partir del músculo de calamar gigante almacenado en hielo (0 ºC).
Día L* a* b* ΔE* Indice
de blancura (IB)
Angulo matiz (Ө)
0 85.19±1.19a -2.46±0.16a 5.38±5.56a 83.55±3.37a 126.66± 21.94a
2 85.34±1.39a -2.09±0.28 ab 4.15±1.89a 3.72±2.55 a 84.54±1.54a 120.54±15.62bc
4 85.68±2.39a -1.89±0.55ab 6.31±4.30a
2.42±1.67 a
84.00±3.73a 113.88±19.12bc
6 86.47±2.91a -1.38±0.69ab 5.16±3.25a 2.81±1.05a 85.04±2.91a 110.47±14.63bc
9 86.39±1.49a -1.39±1.14ab 4.91±2.75a 3.25±2.01a 85.28±2.04a 112.50±21.66bc
13 85.48±2.38a -1.30±0.76ab 5.37±2.91a 3.46±1.83a 84.32±3.51a 108.36±14.88bc
15 84.32±3.78a -0.54±1.66b 7.14±5.29a 3.91±2.03a 82.46±5.54a
102.71±17.60c
L*= luminosidad, a*= matiz rojo-verde, b*= matiz amarillo-azul. Medias en la misma columna y con el mismo superíndice son estadísticamente
iguales (p>0.05).
El parámetro L* (luminosidad) del gel se vió muy poco afectado por el tiempo de
almacenamiento del músculo de calamar, conservándose relativamente estable
(p>0.05) a través de todo el almacenamiento. Respecto al parámetro a* (escala
rojo-verde) arrojó valores negativos durante todo el almacenamiento; sin embargo
éste tendió a disminuir hasta el último día de almacenamiento (p≤0.05). La escala
amarilla-azul, dada por el valor b* observó un comportamiento variable con una
tendencia a aumentar (p>0.05) al final de los días de almacenamiento. Estos
resultados se manifiestan como una ligera reducción (p≤0.05) del matiz verde y un
aumento en el matiz amarillo, manteniéndose estable su luminosidad. Sin
embargo, estos cambios no fueron apreciados a simple vista ya que el músculo de
calamar es de una tonalidad blanca intensa (al igual que el sol/gel producidos)
manteniéndose a simple vista sin cambio alguno. Por lo que se aconseja, estudiar
un poco más a fondo para conocer la procedencia de los cambios en el color
mencionados.
El análisis de los valores de a* y b* se vuelve más útil cuando se integran éstos en
el ángulo de matiz (θ), que es el resultado de la función arco tangente de b*/a*, el
cual detalla de una forma más clara el efecto del almacenamiento sobre el matiz
(del cuadrante verde-amarillo). La disminución en el valor a* y los cambios en los
valores de b* resultaron en un decremento del ángulo de matiz (p≤0.05) (hacia
tonalidades amarillentas) por efecto del almacenamiento en hielo del músculo. Lo
anterior concuerda con la observación visual del gel que se produjo al final del
período de almacenamiento del músculo, mostrando ligera tonalidad amarilla.
Un uso más práctico de la colorimetría de triestímulo es que permite, mediante la
integración de los tres parámetros de color en una sola ecuación, calcular la
diferencia total de color entre el día cero de almacenamiento respecto al resto de
los días. En general no se encontraron diferencias significativas (p>0.05) en este
parámetro, entre el día cero y los demás días de almacenamiento.
56
7. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES Factores como la época de captura y el estado fisiológico de los especimenes
utilizados para el presente estudio, tuvieron una marcada influencia en los
resultados obtenidos, mostrándose una gran variabilidad estadística en las
propiedades funcionales del músculo. No obstante, se encontraron tendencias en
los diferentes parámetros medidos que permitieron elaborar conclusiones. Por lo
que es aconsejable considerar dichos factores si se pretenden elaborar geles a
partir de músculo de manto de calamar enhielado. De igual manera se recomienda
realizar más estudios sobre la variabilidad en composición química del recurso
durante el transcurso de un año, además de realizar estudios de funcionalidad
proteica de sus músculos.
En base a referencias bibliográficas de estudios con otros calamares, así como a
los datos obtenidos en el presente estudio, el establecimiento del rigor postmortem
en el músculo de calamar gigante (Dosidicus gigas) parece presentarse de distinta
manera al de los mamíferos terrestres y/o algunos peces, o más aún, no
presentarse en el músculo de calamar gigante, ya que no se observaron cambios
mayores en el pH del músculo almacenado en hielo por un período de 15 días.
Cabe mencionar que el recurso fue inmediatamente eviscerado y enhielado, sin
que pasaran más de 12 h poscaptura hasta su procesamiento (día cero). Además,
se observa una tendencia a disminuir hacia el final del estudio. Sin embargo, se
requieren realizar más estudios para corroborar lo mencionado.
Los resultados obtenidos indican que un adecuado manejo del músculo de manto
de calamar gigante (Dosidicus gigas), durante las diferentes etapas de su manejo
poscaptura como serían un rápido eviscerado y así como un rápido enhielado para
su almacenamiento, ayuda a mantener la integridad y funcionalidad de las
proteínas de su músculo, logrando con esto un efecto de conservación, retardando
la actividad proteolítica enzimática (y posiblemente microbiana) deteriorativa
característica de los productos marinos. Lo anterior al menos durante 15 días de
57
almacenamiento, período de tiempo que duró el estudio. Esto puede beneficiar a
la industria procesadora de calamar (productos con valor agregado).
El músculo de calamar gigante enhielado hasta por un período de 15 días (y con
un buen manejo poscaptura como el del presente estudio), pude ser una buena
materia prima para la elaboración de productos con valor agregado (tipo gel). Sin
embargo, se requieren de más estudios en los cuales la utilización de agentes
gelificantes, ayudaran a fortalecer la matriz proteica formada, dando con esto una
mayor fuerza de gel.
Por último, se recomienda realizar estudios en los cuales se prolongue el período
de almacenamiento en hielo (así como realizar análisis microbiológicos), esto con
el objeto de determinar con mayor precisión, la vida útil del músculo de manto de
calamar gigante para ser utilizado como materia prima en la elaboración de
productos (i.e., tipo gel).
58
8. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
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