Formulación de alternativas a la carne y análisis de laboratorio

Las alternativas a la carne de origen vegetal suelen usar cereales o legumbres. Entre los cereales empleados, figuran el trigo, la avena y el maíz. Las legumbres incluyen las semillas comestibles de las plantas leguminosas, por ejemplo, lentejas, alubias negras, soja y guisantes.

Las legumbres son ricas en proteínas, vitaminas, minerales, fibra alimentaria y carbohidratos complejos, y los consumidores tienden a preferir los sustitutos a base de soja y guisantes. Se venden como concentrados con aproximadamente un 65 % de proteínas o por separado con alrededor de un 85 % de proteínas. La soja y los guisantes fijan el nitrógeno y favorecen el buen estado y la biodiversidad del suelo, por lo que son de las clases de legumbres que menor impacto negativo tienen en el medioambiente.

Los bajos precios, la poca o nula preocupación por los alérgenos y las inversiones en toda la cadena de valor hacen que las proteínas de origen vegetal sean actualmente una de las mejores alternativas a la carne para los consumidores conscientes.

Aunque los insectos son una fuente de alimento muy común para 2000 millones de personas en todo el mundo, los productos a base de insectos siguen considerándose una novedad en los países occidentales. El concentrado de proteínas de insectos tiene una huella medioambiental inferior a la de las proteínas animales, pero superior a la de las fuentes de proteínas de origen vegetal. Debido a su baja solubilidad y a sus fluctuantes propiedades nutricionales, las proteínas de insectos son ideales como fuente adicional de proteínas en los productos análogos a la carne cuando, por ejemplo, se combinan con proteínas de soja o vegetales. Aunque constituyen una interesante fuente de proteínas, los alimentos a base de insectos también conllevan algunos riesgos de reacciones alérgicas o contaminación con metales pesados o bacterias formadoras de esporas.

Mientras que las proteínas de origen vegetal y a base de insectos suelen extraerse de cultivos o insectos, los hongos, las algas y las alternativas de carne cultivada a partir de células se producen principalmente en biorreactores mediante bioprocesamiento.

Alternativas a la carne a base de hongos: suelen tener micoproteínas como componente principal. “Micoproteína” es el nombre de la fuente de proteína de uso alimentario elaborada a partir del hongo Fusarium venenatum, que se encontró en la naturaleza y se desarrolló para producir proteínas aptas para alimentos.

Las micoproteínas se pueden convertir en una amplia variedad de productos alimentarios análogos. La longitud de las fibras de los hongos se puede controlar mediante el proceso de fermentación: cuanto más se deja crecer el hongo, más largas se vuelven las fibras, lo que crea una textura más gruesa en el producto final.

Las micoproteínas son ideales como sustitutos de la carne, ya que su peso en seco contiene aproximadamente un 50 % de proteínas, lo que es comparable a la composición de un bistec a la parrilla. Además, tienen un contenido en grasas inferior al del bistec, con solo un 13 % de grasa vegetal, sin colesterol y un contenido de fibra del 25 %.

Alternativa a la carne a base de algas: si bien en el pasado se han usado varias especies de algas como aditivos alimentarios, las microalgas están ahora captando la atención de los formuladores de alimentos como un nuevo y prometedor ingrediente para la formulación de productos análogos a la carne. Las microalgas, como la chlorella y la espirulina, tienen una tasa de crecimiento superior, un mayor contenido de proteínas y una mejor calidad nutricional que los cultivos terrestres empleados para las proteínas vegetales. Además de su alto contenido de proteínas, las microalgas contienen micronutrientes, ácidos grasos poliinsaturados, carotenoides y compuestos bioactivos con propiedades funcionales para obtener beneficios adicionales para la salud.

Aunque los concentrados de proteínas de algas tienen un color verdoso o amarillento y un olor a pescado que, por lo general, resulta poco atractivo, pueden aumentar el valor nutricional de los productos análogos a la carne de origen vegetal cuando se cumplen las condiciones adecuadas del proceso.

Carne cultivada: es otra alternativa a los productos cárnicos de granja. Sin embargo, a diferencia de otras ofertas, este enfoque no es una imitación a base de proteínas, sino un producto de origen animal que evita la cría, la alimentación y el sacrificio de un gran número de animales.

Con la carne cultivada, las empresas tienen como objetivo producir carnes a base de células que sean biológicamente equivalentes a la carne de los animales de granja a través del cultivo de células animales. La carne se elabora mediante el cultivo de células madre animales en biorreactores antes de inducir la diferenciación en células musculares que forman un tejido en un soporte específico.

Aunque en la actualidad las carnes cultivadas siguen siendo caras, los costes de los procesos basados en células se están optimizando para que estos sean más competitivos en el mercado de las alternativas a la carne.

La formulación de alternativas a la carne supone todo un reto en lo que respecta al sabor, la textura, la sensación en boca y el valor nutricional.

La carne y el pescado contienen una amplia variedad de nutrientes (entre ellos, minerales y vitaminas esenciales) que pueden faltar en sus homólogos “sin carne”. La sensación grasa en la boca, la jugosidad, la firmeza y la masticabilidad del producto cárnico también pueden ser difíciles de reproducir.Por lo tanto, al trabajar para desarrollar alternativas a la carne, los formuladores de alimentos deben añadir otros ingredientes que complementen las proteínas y den al producto la apariencia, el sabor, la consistencia y el perfil nutricional correctos. Asimismo, entre otras cuestiones, se debe mantener el contenido de sodio lo más bajo posible.

Para abordar las preocupaciones relacionadas con la salud en la elaboración de alternativas a la carne, es fundamental asegurarse de que los productos permitan lograr la uniformidad de la producción y cumplan con los estándares de etiquetado locales, lo que incluye cerciorarse de que el contenido nutricional que se indica en el envase sea correcto. Por consiguiente, los análisis de laboratorio, el control durante el proceso y el control de calidad de los sustitutos de la carne son de vital importancia.

Se usan varios métodos de análisis para evaluar el sabor y el comportamiento de las alternativas a la carne, y valorar si se cumplen los requisitos nutricionales, de textura y de sensación en boca.

• El pesaje es importante en la formulación de recetas, la preparación de medios de cultivo o el control de calidad cuando se preparan muestras o estándares para análisis tales como la HPLC/GC (pesticidas o trazas de metal), la determinación de proteínas, el pesaje de materia seca, la determinación del contenido de grasa antes y después del extractor Soxhlet o la evaluación del contenido total de minerales tras la incineración.
• Los análisis de agua y humedad usan el análisis de humedad halógeno, la pérdida por secado o la valoración de Karl-Fischer para medir el contenido de humedad o agua de las materias primas o de un producto durante distintos pasos de la formulación. El análisis de humedad halógeno ayuda a asegurar la calidad de los ingredientes y del producto y a determinar su período de conservación.
• La determinación del pH puede ser importante durante la elaboración del producto para asegurar la solubilidad de las proteínas alternativas dentro de la formulación. Por ejemplo, mientras que las proteínas de soja se pueden disolver con un pH 4,5–6,0, las proteínas de chlorella se disuelven con un pH 2,0–12,0. La determinación del pH también resulta esencial en el control de calidad para evaluar que el producto final se conserve bien.
• Los análisis cuantitativos, como la valoración para la determinación del contenido de sodio o proteínas según el método Kjeldahl, la medición UV-Vis para determinar el contenido de vitaminas, glucosa y fructosa o el pesaje para determinar el contenido de grasa con el Soxhlet, así como el contenido de fibra y cenizas, se realizan habitualmente en el control de calidad de las alternativas a la carne.
• Los análisis físicos, como la determinación de la densidad, del índice de refracción o del punto de fusión, o la medición UV-Vis, indican la pureza de los ingredientes y las materias primas.
• Los estudios microbiológicos son importantes para evaluar la naturaleza y el alcance de la posible contaminación bacteriana y para valorar el período de conservación de un producto final. Se suelen usar instrumentos tales como pipetas, balanzas y pHmetros para preparar los medios agarizados.
• Los análisis térmicos se usan para evaluar el período de conservación del producto, así como el comportamiento de los aditivos alimentarios durante todo el proceso de fabricación. El análisis termogravimétrico (TGA) se puede usar para estudiar la masa y descomposición de una alternativa a la carne a medida que se calienta, mientras que la DSC se puede usar para evaluar la desnaturalización de proteínas, el comportamiento de cristalización de las grasas o los cambios térmicos que experimentan los aditivos durante los procesos de calentamiento y enfriamiento empleados durante la producción de alternativas a la carne.
• El control del cultivo de células es fundamental para las alternativas de proteínas cárnicas bioprocesadas. Parámetros como el pH y el oxígeno disuelto evalúan el crecimiento celular y deben controlarse en línea durante todo el proceso de cultivo.

La gama de instrumentos de laboratorio de METTLER TOLEDO está diseñada para ayudarle durante todo el ciclo de vida de la elaboración de alternativas a la carne y el control de calidad. Nuestros productos le ofrecerán asistencia desde el laboratorio hasta la planta de producción y le ayudarán a evaluar con exactitud las materias primas y los ingredientes novedosos, incluida la cuantificación de nutrientes determinados para la exactitud del etiquetado.