CAMBIOS EN EL PESCADO FRESCO CRUDO
CAMBIOS SENSORIALES
Del pescado durante el almacenamiento están relacionados con la apariencia y la textura. El sabor característico de las especies normalmente se desarrolla durante los dos primeros días de almacenamiento en hielo. El cambio más dramático es el ataque del rigor mortis. Inmediatamente después de la muerte el músculo del pescado está totalmente relajado, la textura flexible y elástica generalmente persiste durante algunas horas y posteriormente el músculo se contrae. Cuando se toma dur o y rígido, todo el cuerpo se vuelve inflexible y se dice que el pescado está en rigor mortis. Esta condición generalmente se mantiene durante uno o más días y luego se resuelve el rigor. La resolución del rigor mortis hace que el músculo se relaje nuevamente y recupere la flexibilidad, pero no la elasticidad previa al rigor. La proporción entre el comienzo y la resolución del rigor varía v aría según la especie y es afectada por la temperatura, la manipulación, el tamaño y las condiciones físicas del pescado. El efecto de la temperatura sobre el rigor no es uniforme. En el caso del bacalao, las altas temperaturas ocasionan un rápido comienzo del rigor y un rigor mortis bastante fuerte. Esto debe ser evitado, dado que las fuertes tensiones producidas por el rigor pueden causar "desgajamiento", es decir, debilitamiento del tejido conectivo conectivo y posterior ruptura del filete. El rigor mortis se inicia inmediatamente o poco después de la muerte, en el caso de peces hambrientos y cuyas reservas de glucógeno están agotadas, o en peces exhaustos. El método empleado para aturdir y sacrificar el pez también influye en el inicio del rigor. El aturdimiento y sacrificio por hipotermia (el pez es muerto en agua ag ua con hielo) permite obtener el más m ás rápido inicio del rigor, mientras que un golpe en la cabeza proporciona una demora de hasta 18 horas.
CAMBIOS AUTOLÍTICOS
Autólisis significa "auto-digestión". "auto-digestión". Se sabe desde hace muchos años que existen por lo l o menos dos tipos de deterioro en el pescado: bacteriano y enzimático. Uchyama y Ehira (1974), demostraron que en el bacalao y en el atún aleta amarilla, los cambios enzimáticos relativos a la frescura del pescado precedían y no guardaban relación con los cambios de la calidad microbiológica. En algunas especies (calamar, arenque), los cambios enzimáticos preceden y por lo tanto predominan al deterioro del pescado refrigerado. En otros la autólisis, sumada al proceso microbiano, contribuye en diferentes grados a la pérdida general de la calidad. PRODUCCION DE ENERGÍA EN
EL MUSCULO POST-MORTEM
Al momento de la muerte, m uerte, el suministro de oxígeno al tejido muscular se interrumpe porque la sangre deja de ser bombeada por el corazón y no circula a través de las branquias donde, en los peces vivos, es enriquecida con oxígeno. Dado que el oxígeno no está disponible para la respiración normal, se restringe la producción de energía a partir de los nutrientes ingeridos. La
Figura
5.2 ilustra la ruta normal para la producción de energía muscular en la mayoría de los peces teleósteos vivos (peces óseos con aletas). El glucógeno (carbohidrato de almacenamiento) o las grasas son oxidadas o "quemadas" por las enzimas del tejido, en una serie de reacciones las cuales finalmente producen dióxido de carbono (CO2), agua y adenosina trifosfato (ATP), un compuesto orgánico rico en energía. Este tipo de respiración se efectúa en dos etapas: una anaeróbica y otra aeróbica. La última depende de la continua presencia del oxígeno (O2), sólo disponible en el sistema circulatorio. La mayoría de los crustáceos son capaces de respirar fuera del ambiente acuático por períodos limitados de tiempo, mediante absorción del oxígeno atmosférico. AUTOLISIS Y CATABOLISMO DE
NUCLEÓTIDOS
Como se mencionó anteriormente, el rigor mortis se establece cuando el nivel de ATP en el músculo cae a £ 1.0 m moles/g. El ATP no es sólo una fuente de alta energía necesaria para la contracción muscular de los animales vivos, sino que también proporciona plasticidad al músculo. La contracción muscular per se está controlada por el calcio y la enzima ATP-asa que se encuentra en cada célula muscular. Cuando los niveles de Ca+² intracelular son >1m M, la ATP-asa activada por Ca+2 reduce los niveles de ATP libre en el músculo, ocasionando la interacción entre la actina y la miosina, las principales proteínas contráctiles. Esta interacción trae como resultado la reducción del músculo, ocasionando su endurecimiento y pérdida de la flexibilidad. Durante el rigor mortis, el pescado no puede ser fileteado o procesado normalmente, porque el cuerpo está demasiado rígido para ser manipulado y generalmente retorcido, impidiendo su manipulación mediante maquinaria (véase también la Sección 3.2 sobre desangrado y Sección 5.1 sobre cambios sensoriales). CAMBIOS AUTOLÍTICOS QUE INVOLUCRAN
ENZIMAS PROTEOLÍTICAS
Muchas proteasas han sido aisladas del músculo de pescado y el efecto de la descomposición proteolítica está generalmente relacionado con un extenso ablandamiento del tejido. Quizá uno de los más notables ejemplos de la proteólisis autolítica es la incidencia de vientre desgarrado (estallido de vientre) en especies pelágicas (pescado graso) como el arenque y el capelán. Este tipo de ablandamiento del tejido es más predominante durante los meses de v erano, cuando los pelágicos se alimentan abundantemente, particularmente de un alimento constituido por copepodos y eufausiidos ("red feed"). Los péptidos de bajo peso molecular y los aminoácidos libres producidos por la autólisis de las proteínas no sólo disminuyen la aceptación comercial de los pelágicos. También se ha demostrado, en capelán almacenado, que la autólisis acelera el crecimiento de las bacterias del deterioro, proporcionando un medio de crecimiento superior para este tipo de organismos (Aksnes y Brekken, 1988). La inducción del deterioro bacteriano en el capelán -por autólisis- también ocasiona la descarboxilación de aminoácidos, produciendo aminas biógenas y disminuyendo significativamente el valor nutritivo del pescado. Esto es de particular importancia, puesto que la autólisis y el crecimiento bacteriano disminuyen enormemente el valor comercial de los pelágicos empleados en la fabricación de harina de pescado. También se han encontrado carboxipeptidasas A y B, quimotripsina y tripsina, en arenque almacenado a granel para la fabricación de harina de pescado. Estudios preliminares han
demostrado que la proteólisis puede ser inhibida mediante la adición de extracto de papa, el cual no sólo retarda la proteólisis sino que también disminuye el crecimiento microbiano y preserva los valores nutricionales de la harina CALPAINAS
Un segundo grupo de proteasas intracelulares denominadas "calpainas" o "Factor Activado por Calcio" (FAC o del ingles CAF = Calcium Activated Factor) han sido recientemente asociadas con la autólisis del músculo de pescado y se les encuentra en carnes, pescados de aleta y crustáceos. La suavidad y jugosidad son probablemente las características de calidad más importantes en la carne roja. Desde hace casi un siglo se conoce que la maduración post mortem de la carne roja ocasiona el proceso de ablandamiento. Las calpainas han sido encontradas como las principales responsables de la autólisis post mortem de la carne, debido a la digestión de las proteínas de la Línea Z de las miofibrillas. Si bien el endurecimiento es rara vez un problema en el músculo no congelado, el ablandamiento debido a la autólisis es un problema serio que limita su valor comercial. Las calpainas son endopeptidasas intracelulares, cisteína y calcio dependientes; m calpaina requiere 5-50 m M Ca+2, m-calpaina requiere 150-1000 m M Ca+2. La mayoría de las calpainas son activas a pH fisiológico, lo cual hace razonable sospechar su importancia en el ablandamiento del pescado durante el almacenamiento refrigerado. COLAGENASAS
Hasta este punto, todos los cambios autolíticos post m ortem descritos involucran cambios dentro de la célula muscular per se. Sin embargo, la carne de los peces teleósteos está dividida en bloques de células musculares separadas en "escamas", o miotomas, mediante tejido conectivo denominado miocomata. Cada célula muscular o fibra está rodeada por tejido conectivo que se une a la miocomata al final de la célula mediante finas fibrillas de colágeno. Durante el almacenamiento refrigerado, estas fibrillas se deterioran (Bremner y Hallett, 1985). Más recientemente, se demostró que la medición instrumental de la textura del músculo de tr ucha refrigerada decae a medida que se solubilizan los niveles de colágeno tipo V, presumiblemente debido a la acción de las enzimas colagenasas autolíticas (Sato et al., 1991). Son estas enzimas las que presumiblemente causan "desgajamiento", o ruptura de los miotomas, durante el almacenamiento prolongado en hielo o durante el almacenamiento por cortos períodos de tiempo, pero a elevadas temperaturas. En el bacalao del Atlántico se ha demostrado que al alcanzar los 17 °C, el desgajamiento es inevitable, debido presumiblemente a la degradación del tejido conectivo y el rápido acortamiento del músculo por la elevada temperatura durante el rigor.
CAMBIOS AUTOLÍTICOS DURANTE EL ALMACENAMIENTO EN CONGELACIÓN
La reducción del óxido de trimetilamina (OTMA), un compuesto osmorregulatorio presente en
muchos peces teleósteos marinos, se debe usualmente a la acción bacteriana pero algunas especies presentan en el tejido muscular una enzima capaz de descomponer el OTMA en dimetilamina (DMA) y formaldehído (FA): (CH3)3NO ® (CH3)2NH + HCHO Es importante notar que la cantidad de formaldehído producido es equivalente a la dimetilamina formada, pero su significado comercial es de mayor importancia. El formaldehído induce el entrecruzamiento de las proteínas musculares ocasionando endurecimiento del músculo y pérdida de su capacidad para enlazar agua. La enzima responsable del endurecimiento inducido por el formaldehído es la OTMA-asa, o OTMA dimetilasa y se encuentra más comúnmente en los peces gádidos (familia de los bacalaos). La mayoría de las enzimas OTMA dimetilasas reportadas hasta ahora están unidas a la membrana y se toman más activas cuando el tejido de la membrana es roto por la congelación o artificialmente, por la solubilizaron en detergentes. El músculo oscuro (rojo) presenta una mayor tasa de actividad que el músculo blanco, mientras otros tejidos como el riñón, el bazo y la vesícula biliar son extremadamente ricos de la enzima. En tal sentido, es importante que el pescado deshuesado esté completamente libre de tejidos de órganos, como el riñón de gádidos, si desea evitarse el endurecimiento durante el almacenamiento en congelación. Generalmente resulta difícil asegurar que los riñones han sido removidos antes del deshuesado mecánico, dado que este órgano en particular se localiza a lo largo de la espina y está adherido a ella. La enzima OTMA-asa ha sido aislada de la fracción microsomal en músculo de merluza (Parkin y Hultin, 1986) y de la membrana lisosomal en tejido de riñón (Gill et al; 1992). Se ha demostrado que el endurecimiento del músculo de merluza congelada se correlaciona con la cantidad de formaldehído producido, y que la tasa de producción de formaldehído es mayor a altas temperaturas de almacenamiento en congelación (Gill et al., 1979). Además, se ha demostrado que la cantidad de endurecimiento inducido por el formaldehído se intensifica por el abuso físico durante la captura, antes de la congelación, y por las fluctuaciones de la temperatura durante el almacenamiento en congelación. El medio más práctico para prevenir la producción autolítica de formaldehído es almacenando el pescado a temperaturas <-30°C, a fin de minim izar las fluctuaciones de temperatura en el almacenamiento, y evitando la manipulación tosca o la aplicación de presión física sobre el pescado antes del congelamiento. Los cambios autolíticos que afectan la comestibilidad del pescado fresco y congelado se resumen en el Cuadro 5.3. Generalmente, el factor de mayor influencia en la autólisis es la desorganización física de las células musculares. En el presente documento no se tratan las proteasas alcalinas asociadas con el ablandamiento de los productos cocidos basados en surimi. En un artículo de Kinoshita et al. (1990) se tratan Las proteasas alcalinas activadas por calor, asociadas con el ablandamiento en productos basados en surimi. CAMBIOS BACTERIOLÓGICOS La flora bacteriana en peces vivos
La flora bacteriana en pescados recién capturados depende más del medio am biente de captura, que de la especie. Los pescados capturados en aguas muy frías y limpias contienen menor número de microorganismos, mientras que el pescado capturado en aguas cálidas presenta recuentos
ligeramente superiores. Números muy elevados, Las bacterias en peces de aguas templadas son clasificadas en psicrotrófas y psicrófilas, de acuerdo al rango de su temperatura de crecimiento. Las psicrotrófas (tolerantes al frío) son bacterias capaces de crecer a 0 °C pero su óptimo es alrededor de los 25 °C. Las psicrófilas (amantes del frío) son bacterias con una temperatura máxima de crecimiento alrededor de los 20 °C y su óptimo a 15 °C (Morita, 1975). En las aguas cálidas pueden aislarse un mayor número de mesófilos. La microflora en peces de ag uas templadas está dominada por bacterias psicrófilas Gram negativas con forma de bastones, pertenecientes a los géneros Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Shewanella y Flavobacterium. Miembros de las Vibrionáceas (Vibrio y Photobacterium) y Aeromonadáceas (Aeromonas spp.) son también bacterias acuáticas comunes y típicas de la flora bacteriana en pescado. Organismos Gram positivos como Bacillus, Micrococcus, Clostridium, Lactobacillus y coryneformes también pueden ser encontrados en distintas proporciones. Pero en general, las bacterias Gram-negativas dominan la microflora. Shewan (1977) concluyó que las bacterias Grampositivas Bacillus y Micrococcus dominaban la microflora en pescados de aguas tropicales. Sin embargo, esta conclusión fue confrontada posteriormente por varios estudios en los cuales se encontró que la flora, en especies de peces tropicales, es muy similar a la flora en especies templadas (Acuff et al., 1984; Gram et al., 1990; Lima dos Santos 1978; Surendran et al., 1989). En algunos estudios realizados en la India se ha encontrado una mi croflora compuesta por Pseudomonas, Acinetobacter, Moraxella y Vibrio en pescado recién capturado (Surendran et al., 1989). Algunos autores, como Liston (1980), concluyen que la microflora de los peces tropicales a menudo contiene una carga ligeramente mayor de bacterias Gram-positivas y bacterias entéricas, pero por lo demás es similar a la flora de los peces de aguas templadas. INVASIÓN MICROBIANA
El músculo de un pez saludable o de un pescado recién capturado es estéril, debido a que el sistema inmunológico del pez previene el crecimiento de bacterias en el músculo. Cuando el pez muere, el sistema inmunológico colapsa y las bacterias proliferan libremente. En la superficie de la piel, las bacterias colonizan en una amplia extensión la base de l as escamas. Durante el almacenamiento, las bacterias invaden el músculo penetrando entre l as fibras musculares. Murray y Shewan (1979), encontraron que sólo un número mu y limitado de bacterias invade el músculo durante el almacenamiento en hielo. Ruskol y Bendsen (1992) mostraron mediante exámenes microscópicos que las bacterias pueden ser detectadas en el músculo cuando el número de microorganismos en la superficie de la piel incremente por encima de las 106 ufc/cm2 (Figura 5.6 b). Este resultado fue observado tanto en el almacenamiento en hielo como en ambiente refrigerado. No se encontró diferencia entre los patrones invasivos de las bacterias específicas del deterioro (por ejemplo S. putrefaciens) y las bacterias no específicas del deterioro. Dado que sólo un número limitado de microorganismos realmente invade el músculo y el crecimiento microbiano se lleva a cabo principalmente en la superficie, el deterioro es probablemente una consecuencia de la difusión de enzimas bacterianas hacia el interior del músculo y de la difusión externa de nutrientes. El pescado se deteriora a velocidades muy diferentes (véase también Sección 6.5) y se ha
propuesto como explicación las diferencias en las propiedades de la superficie del pescado. Las pieles de los peces tienen texturas muy diferentes. Así, el merlán (Merlangius merlangus) y el bacalao (Gadus morhua) que tienen una cubierta muy frágil se deterioran rápidamente en comparación con algunos peces planos como la solla, que posee una dermis y una epidermis robusta. Además, este último grupo cuenta con una gruesa cubierta de mucus, que contiene algunos compuestos antibacterianos, como anticuerpos, complementos y enzimas bacteriolíticas (Murray y Fletcher, 1976; Hjelmland et al., 1983). HIDROLISIS DE LIPIDOS
Durante el almacenamiento, aparece una cantidad considerable de ácidos grasos libres (AGL) .El fenómeno es más profundo en el pescado no eviscerado que en el eviscerado, probablemente por las enzimas digestivas. Los triglicéridos presentes en los depósitos de grasas son escindidos por la trigliceril lipasa originada del tracto digestivo o excretada por ciertos microorganismos. Las lipasas celulares pueden también desempeñar un papel menor. En el pescado magro, por ejemplo: el bacalao del Atlántico, la producción de ácidos grasos libres ocurre incluso a bajas temperaturas. Se cree que las enzimas responsables son fosfolipasas celulares - particularmente la fosfolipasa A2. - a pesar de que aún no ha sido establecida plenamente una correlación entre la actividad de estas enzimas y la tasa de aparición de los ácidos grasos libres. Los ácidos grasos que están unidos a fosfolípidos en el átomo de carbono 2 del glicerol, son principalmente del tipo poli insaturados; en tal sentido, la hidrólisis g eneralmente también conduce a incrementar la oxidación. Además, los ácidos grasos por sí mismos pueden causar un sabor jabonoso.