Tratamientos y elaboración de la pasta cárnica tipo salchicha Viena

Se formularon cuatro tratamientos; TNOP0: testigo (sin nopal deshidratado en polvo), TNOP2: 2 % de nopal deshidratado en polvo, TNOP4: 4 % de nopal deshidratado en polvo, y TNOP6: 6 % de nopal deshidratado en polvo. La formulación utilizada para la elaboración de las salchichas se muestra en la Tabla 1. La elaboración de las salchichas se realizó de acuerdo con el proceso propuesto por ^{Méndez-Zamora et al. (2015)}. Se empleó carne de res y de cerdo parcialmente congelada, misma que fue picada con una cortadora-picadora de carne (HOBART®cutter, Hobart Corporation, Modelo 84145, USA) por 3 min, mientras se incorporaban las sales de cura, el eritorbato y un tercio del hielo, lentamente. Después, se agregaron los polifosfatos y un tercio del hielo, y se siguió moliendo por 2 min. Luego, se incorporaron el nopal deshidratado en polvo junto con los condimentos y el proceso de formación de la pasta cárnica continuó por 3 min, cuidando que la temperatura no superara los 11 °C; se añadió la grasa de cerdo parcialmente congelada y se molió 2 min. Finalmente, se añadieron el almidón y el resto del hielo prolongando la molienda 3 min más. Una vez obtenida la pasta cárnica fue embutida en funda de celulosa de 2 cm de diámetro con una embutidora vertical manual (eemb3, Bonne Concasse, México). Las salchichas fueron atadas manualmente con hilo cada 12 cm. Previo a la cocción, las salchichas se envolvieron con una película de polietileno; el tratamiento térmico, en baño de agua, terminó al alcanzar 70 °C en el centro de las salchichas. Posteriormente, las salchichas se enfriaron en un baño de agua y hielo a 4 °C por 20 min, se escurrieron por 10 min y se refrigeraron a 4 °C en bolsas de polietileno hasta su análisis. Los tratamientos se realizaron por triplicado, cada réplica representó un bloque, que fue la elaboración de los cuatro tratamientos en tiempos diferentes.

Pérdida por cocción y capacidad de retención de agua (CRA)

Las pérdidas por cocción se evaluaron a las 24 h (día 0) a partir del peso de las salchichas cocidas menos el peso de las salchichas crudas, según lo recomendado por ^{Silva-Vazquez et al. (2018)}. La CRA se evaluó en el día 7 mediante el método sugerido por ^{Dzudie et al. (2005)} y modificado por ^{Méndez-Zamora et al. (2015)}; para lo cual, aproximadamente 0.3 g de muestra de salchicha se colocaron entre dos papeles filtro y estos, a su vez, entre dos placas de acrílico de 12 x 12 cm a las cuales se les aplicó una fuerza de compresión de 4 kg durante 20 min. Se consideró que, debido a la compresión, el agua libre migró desde la muestra hacia el papel y se calculó el % de agua libre y CRA con base en las ecuaciones 1 y 2.

Donde M_i es el peso inicial de la muestra y M_f el peso final.

Análisis proximal de las salchichas

Al día 7, después de la elaboración de cada unidad experimental, se determinó su composición química mediante los procedimientos 950.46, 985.15, 992.15 y 920.153 de la ^{AOAC (1998)} para humedad, grasa, proteína y cenizas, respectivamente; y el contenido de fibra cruda por el método ^{Van de Kamer y Van Ginkel (1952)}. Todas las evaluaciones se realizaron por triplicado.

Análisis de color

El color se evaluó directamente en la parte interna de las salchichas al día 7 después de la elaboración. Se utilizó un colorímetro Hunter Lab (Xe Plus, HunterLab, USA), calibrado con una placa blanca. Las lecturas se realizaron por triplicado para registrar los parámetros del sistema CIE (L*, a* y b*). Adicionalmente, se calcularon el índice de color (IC), el ángulo de matiz o tono, el croma y el cambio total de color (∆E), con base en lo propuesto por ^{Mathias y Ah (2014)} y ^{Silva-Vazquez et al. (2018)}.

Análisis de perfil de textura instrumental (APT)

El APT se realizó al día 7 después de la elaboración de las salchichas utilizando un texturómetro TAXT2i (Stable Micro Systems, UK) con una celda de 5 kg, y una sonda cilíndrica de aluminio P50 (50 mm de diámetro). Las salchichas fueron cortadas en cilindros de 15 mm de altura, y se realizaron cinco lecturas por cada tratamiento/réplica. Se emplearon las velocidades recomendadas por ^{Zhao et al. (2018)}: 2 mm/s para pre-ensayo y ensayo, y 5 mm/s post-ensayo; una deformación de 40 % y dos ciclos de compresiones se llevaron a cabo en cada prueba. Los parámetros evaluados fueron dureza (N), cohesividad (adimensional), elasticidad (mm), gomosidad (N) y masticabilidad (N mm) de acuerdo con ^{Bourne (1978)}, ^{Abbasi et al. (2019)} y ^{Zhao et al. (2018)}.

Evaluación sensorial

Se realizó una prueba afectiva con 90 panelistas semi entrenados, consumidores habituales de salchichas, para los tratamientos que presentaron mejores resultados en el análisis de perfil de textura: TNOP0, TNOP2 y TNOP4. Se empleó una escala hedónica de nueve puntos donde: 9 = me gusta extremadamente, y 1 = me disgusta extremadamente (^{Meilgaard et al., 2006}); se evaluó el nivel de agrado por atributo (apariencia, color, firmeza, sabor y sabor residual) y la aceptabilidad global. Se asignó un código de tres dígitos, diferente para cada muestra; cada panelista evaluó las tres muestras en orden aleatorio. Los datos obtenidos se analizaron mediante un diseño de bloques completamente al azar.

Análisis estadístico

Se empleó un arreglo de datos mediante un diseño de bloques completamente al azar y se realizó un ANOVA considerando como fuentes de variación a los tratamientos (% de nopal deshidratado en polvo) y a los bloques (lotes de carnes empleados y fecha de elaboración) en el modelo estadístico. Cuando existieron diferencias significativas la hipótesis nula fue rechazada (p < 0.05) y se realizó la prueba estadística Tukey (α = 0.05) para la comparación de medias. El análisis de datos se realizó con Minitab® 17.1.0 (Minitab Inc. 2003) mediante el modelo lineal general.

Pérdida por cocción y CRA

La pérdida por cocción es un parámetro importante en los alimentos tratados térmicamente, ya que indica el rendimiento en el proceso. Las pérdidas por cocción de los tratamientos oscilaron entre 0.6 y 1.7 %, sin obtener diferencias significativas entre tratamientos (p > 0.05). Sin embargo, otros autores han demostrado que la incorporación de ingredientes como inulina y pectina pueden mejorar el rendimiento (^{Méndez-Zamora et al., 2015}) y, de acuerdo con ^{Díaz-Vela et al. (2015)}, la incorporación de harina de cáscara de tuna puede mejorar el rendimiento en la elaboración de salchichas cocidas inoculadas con bacterias ácido-lácticas.

En este trabajo, la CRA fue similar (p > 0.05) entre los tratamientos, obteniendo valores de 70.8 a 73.6 %. En otros estudios, ^{Silva-Vazquez et al. (2018} y ^{Méndez-Zamora et al. (2015)} encontraron un aumento en la CRA al incorporar inulina y pectina; mientras que, ^{Díaz-Vela et al. (2015)} reportaron que la harina de cáscara de tuna brinda una mayor CRA en productos cárnicos debido a su contenido de fibra dietaria. Por otro lado, ^{Hleap-Zapata et al. (2017)} concluyeron que al reemplazar la harina de trigo por harina de quinua disminuye la CRA, lo que sugiere que la incorporación de ingredientes puede modificar la CRA del producto, aunque el comportamiento dependerá de la naturaleza del ingrediente añadido.

Análisis proximal

La composición general de los productos cárnicos puede cambiar con la incorporación de fibra. En la Tabla 2 se muestran los resultados del análisis proximal de los diferentes tratamientos. En la humedad no se obtuvieron diferencias significativas (p > 0.05) entre tratamientos. A mayor incorporación de nopal deshidratado en polvo (TNOP0, TNOP2, TNOP4 y TNOP6) disminuyó el contenido de humedad. Este comportamiento también fue observado por ^{Yadav et al. (2018)}, quienes señalaron que la disminución en el contenido de humedad de salchichas de pollo adicionadas con salvado de trigo y orujo de zanahoria seco se debe al reemplazo cuantitativo de la carne con fuentes de fibra dietética que contienen muy poca humedad (5.09 % a 9.47 %) en comparación con la carne.

Para los sólidos, el contenido de cenizas incrementó (p < 0.05) a mayor incorporación de nopal deshidratado; lo que podría deberse a que este ingrediente tiene un alto contenido de cenizas (19.14 %), conformadas principalmente por minerales como el calcio y el fósforo, según señalan ^{Bautista-Justo et al. (2010)}. Este incremento coincide con los resultados obtenidos por otros autores. ^{Hleap-Zapata et al. (2017)} encontraron un incremento en el contenido de cenizas de las salchichas incorporadas con harina de quinua, mientras que ^{Méndez-Zamora et al. (2015)} encontraron un aumento en las cenizas al incorporar inulina y pectina.

En el contenido de grasa se observó un descenso (p < 0.05) a mayor contenido de nopal deshidratado, siendo TNOP6 (6 % nopal deshidratado en polvo) el tratamiento con menor contenido de grasa. ^{Powell et al. (2019)} también encontraron un descenso en el contenido de grasa de las salchichas al incorporar 1.0 % de fibra de cítricos. Este patrón es esperado considerando que los ingredientes incorporados como fuente de fibra son carentes de grasas.

El contenido de carbohidratos y proteínas de los distintos tratamientos no mostró diferencias significativas (p > 0.05); no así en el contenido de fibra cruda, donde hubo diferencias significativas (p < 0.05) entre todos los tratamientos. El contenido de fibra cruda en las salchichas aumentó conforme aumentó el nivel de incorporación de nopal deshidratado (TNOP0, TNOP2, TNOP4 y TNOP6). El tratamiento TNOP6 mostró un contenido de fibra cruda promedio de 1.92% mientras que el TNOP4 (4 % nopal deshidratado en polvo) obtuvo un promedio de 1.68 %, lo que podría mejorar el perfil nutricional de estos alimentos como ha sido señalado por ^{Mehta et al. (2018)}, pues la incorporación de fibra generalmente reduce el contenido de grasa, aumenta la fracción de carbohidratos y fibra dietética, generando una nueva clase de productos cárnicos funcionales con mayores beneficios para la salud.

Análisis de color

La Tabla 3 muestra los resultados obtenidos para los parámetros de color. La luminosidad (L*) tuvo cambios significativos (p < 0.05) entre los diferentes tratamientos. Se observó un descenso de L* a medida que se incrementó el porcentaje de nopal deshidratado; la luminosidad pasó de 57.19 a 51.82, indicando así un oscurecimiento que afectó la apariencia de las salchichas. Las medias de a* no mostraron diferencias significativas (p > 0.05) entre tratamientos, pero se observó un ligero descenso a medida que incrementó el porcentaje de nopal deshidratado, lo que señala que los tratamientos con mayor contenido de nopal muestran una leve reducción del rojo. Las medias de b* entre los diferentes tratamientos muestran diferencias significativas (p < 0.05), se observó un aumento en los valores de b*, de 10.32 en el tratamiento testigo (TNOP0) a 14.73 en el tratamiento TNOP6, lo cual mostró que, al aumentar el contenido de nopal deshidratado, el color de las muestras se inclina hacia el amarillo.

En este estudio, los valores L*, a*, b*, ángulo de matiz y croma indicaron que la adición de nopal deshidratado en polvo modifica el color de las salchichas posiblemente debido a la clorofila presente en los nopales. La clorofila es el pigmento responsable del característico color verde de las frutas y verduras, es altamente susceptible a la degradación durante el procesamiento, lo que resulta en cambios de color en los alimentos (^{Bautista et al., 2016}). Durante el proceso térmico el átomo de magnesio central del anillo de porfirina de la clorofila es reemplazado por dos átomos de hidrógeno para formar feofitina, que se acompaña de un cambio de color indeseable de verde brillante a marrón oliva. Dado que el color es una característica sensorial importante para determinar la aceptabilidad del producto, es de vital importancia para la industria alimentaria prevenir o al menos minimizar la degradación de la clorofila durante el procesamiento (^{Weemaes et al., 1999}). Respecto al ángulo de matiz se encontraron diferencias significativas (p < 0.05) entre tratamientos; el tratamiento con el ángulo de matiz menor fue TNOP0 mientras que el mayor fue TNOP6, mostrando que la incorporación de nopal deshidratado en polvo genera salchichas con coloraciones más cercanas hacia el amarillo que hacia el rojo.

Las medias de croma no mostraron diferencias significativas (p > 0.05) entre tratamientos, pero se observó un ligero incremento a medida que aumentó el porcentaje de nopal deshidratado. El aumento en los valores de croma indicó mayor saturación en los tratamientos que contienen nopal causando su oscurecimiento.

El cambio de color total (∆E) presentó diferencias significativas (p < 0.05) entre tratamientos. La incorporación de nopal deshidratado incrementó el ∆E de las salchichas, mostrando que las diferencias de color son más evidentes a mayor nivel de incorporación de nopal (TNOP0-TNOP6). En cuanto al índice de color (IC) se encontraron diferencias significativas (p < 0.05) entre tratamientos; la incorporación de nopal aumentó significativamente este parámetro debido al alto contenido de pigmentos. El aumento en los valores del croma, ∆E e IC coinciden con los datos reportados por ^{Silva-Vazquez et al. (2018)}, no obstante, el ángulo de matiz difiere debido a que la inulina y pectina utilizados para el estudio eran de color blanco, mientras que el nopal tiene una coloración amarilla-verdosa, promoviendo que la coloración de las salchichas tienda hacia el color amarillo, con una disminución en el rojo y la saturación que provocaron su oscurecimiento, resultando en un posible impacto negativo para la aceptación del producto.

Análisis de perfil de textura instrumental

Se encontraron cambios (p < 0.05) en las propiedades texturales de las salchichas incorporadas con nopal deshidratado (Tabla 4). La dureza de los tratamientos aumentó a medida que se incorporó hasta un 4 % de nopal deshidratado (TNOP4). En cambio, el tratamiento con 6 % de nopal (TNOP6) mostró un descenso del 43 % respecto al tratamiento testigo (TNOP0). Otros estudios indicaron que incorporar fibras a la formulación de salchichas modifica sus propiedades texturales en función del tipo de fibra y porcentaje de incorporación. Por ejemplo, ^{Flores et al. (2005)} reportaron un incremento de dureza en las salchichas cuando incorporaron fibra de avena, pero una disminución cuando se incorporó más de 1 % de fibra de trigo. Diferentes autores han realizado estudios para evaluar el uso de diferentes fibras como reemplazante de ingredientes como la grasa y los fosfatos. ^{Powell et al. (2019)} evaluaron la adición de fibra de cítricos en salchichas Bologna como sustituto natural de fosfato de sodio (0.50, 0.75 y 1.0 %), y también encontraron un aumento en la dureza a mayor concentración de fibra. ^{Zhao et al. (2018)} coinciden en que, a mayor concentración de fibra de celulosa, la dureza se incrementa (testigo = 34.35 N, tratamiento con 1.2 % de fibra = 37.84 N); igualmente observaron que la adición de agua como reemplazo de grasa podría dar lugar a una textura más suave, provocando un descenso en la dureza de las salchichas con reducción de grasa y sin adición de fibra. La naturaleza de la fibra incorporada influye en los cambios texturales observados. ^{Zhao et al. (2018)} encontraron un aumento en la dureza de salchichas incorporadas con fibra de celulosa regenerada; esta fibra tiene la capacidad de gelificar formando redes tridimensionales que modifican las propiedades reológicas de la fase continua de la emulsión, esto depende de la cantidad de grasa que contenga el producto.

En el presente estudio la incorporación de nopal deshidratado hasta en un 4 % incrementó la dureza de las salchichas, posiblemente por el contenido de polisacáridos que gelifican con calor, como la hemicelulosa, aunque incorporar un 6 % de nopal trajo consecuencias negativas para este parámetro. Esta observación coincide con el planteamiento de ^{Flores et al. (2005)} quienes sugieren que existe un punto de equilibrio entre los ingredientes en la pasta cárnica que permiten la incorporación de cierta cantidad de otro ingrediente.

La cohesividad de las salchichas disminuyó con la incorporación de nopal deshidratado, pero no se observaron diferencias significativas entre los tratamientos TNOP0, TNOP2 y TNOP4. El tratamiento TNOP6 mostró el valor más bajo de cohesividad con diferencia significativa (p < 0.05) respecto a los demás tratamientos. Este patrón de pérdida de cohesividad ha sido reportado por ^{Powell et al. (2019)} al incorporar fibra de cítricos en salchicha Bologna de cerdo, y por ^{Zhao et al. (2018)} al adicionar fibra de celulosa regenerada en salchichas bajas en grasa. La elasticidad, definida como la capacidad que tiene una muestra deformada para recuperar su forma o longitud inicial después de que una fuerza ha impactado en ella (^{Torres et al., 2015}), no se vio afectada significativamente (p > 0.05) por la incorporación de nopal deshidratado.

En el parámetro de gomosidad se observó un incremento para los tratamientos TNOP2, TNOP4 con respecto al testigo (TNOP0), aunque el tratamiento con mayor cantidad de nopal incorporado (TNOP6) mostró un descenso significativo (p < 0.05). Para la masticabilidad no se encontraron diferencias significativas entre TNOP0, TNOP2 y TNOP4, pero sí con respecto de TNOP6 (p < 0.05), que mostró una pérdida significativa en este parámetro.

^{Méndez-Zamora et al. (2015)} encontraron, en salchichas Frankfurt, que la gomosidad y la masticabilidad fueron menores en los tratamientos con fibras dietéticas, lo cual podría atribuirse al contenido de grasa y a la alta capacidad de unión y retención de agua de las fibras dietéticas. Adicionalmente, ^{Powell et al. (2019)} y ^{Zhao et al. (2018)} reportaron un aumento en la gomosidad y la masticabilidad de las salchichas al incorporar 1.0 % de fibra de cítricos y 1.2 % de fibra de celulosa regenerada, posiblemente debido a que la fibra de celulosa es altamente viscosa y tiene la capacidad de formar geles, confiriendo una apariencia y textura muy similares a la grasa. En el presente estudio, la pérdida de gomosidad y masticabilidad en el tratamiento TNOP6 puede asociarse a la concentración y naturaleza de los polisacáridos presentes en el nopal deshidratado. La incorporación de 6 % de nopal deshidratado (TNOP6) afectó negativamente las propiedades texturales estudiadas, por lo que no fue considerado para la evaluación sensorial.

Evaluación sensorial

En la Tabla 5 se puede observar que las medias de aceptabilidad para los atributos de apariencia, color, sabor residual y aceptabilidad global de TNOP0 y TNOP2 contra TNOP4 presentaron diferencias significativas (p < 0.05), mientras que entre TNOP0 y TNOP2 no existió diferencia significativa (p > 0.05).

Se observaron diferencias significativas (p < 0.05) entre la aceptación del atributo de firmeza del tratamiento testigo (TNOP0) con respecto a los tratamientos incorporados con nopal deshidratado (TNOP2 y TNOP4), siendo el TNOP0 el más aceptado. Respecto al atributo sabor, se encontraron diferencias significativas (p < 0.05) entre los tres tratamientos; a medida que se incorporó mayor cantidad de nopal deshidratado, se observó un descenso en su aceptabilidad. ^{Díaz-Vela et al. (2017)} reportaron que la incorporación de harina de cáscara de tuna en salchichas modificó su color y, de acuerdo con la evaluación del panel, se percibieron más oscuras que el testigo; así mismo reportaron diferencias en la dureza y plasticidad.

De forma general, la incorporación de nopal deshidratado provocó efectos negativos en la aceptabilidad por atributo y global de las salchichas. Sin embargo, los tratamientos TNOP0 y TNOP2 mostraron una aceptación similar, por parte de los panelistas, para los atributos de apariencia, color, sabor residual y aceptabilidad global.