Modelado de la transferencia de energía y análisis de la desnaturalización proteica en la etapa de procesamiento térmico de especies de crustáceos patagónicos

DIMA JIMENA; BARON P.J.; ZARITZKY N.

Mardel Plata

Congreso; VI Congreso Argentino de Ingeniería Química; 2010

Asociacion Argentina de Ingenieros Quimicos

En el litoral de la provincia del Chubut existen dos especies de cangrejosreconocidas como recursos pesqueros de valor comercial: el cangrejonadador Ovalipes trimaculatus y el cangrejo pinzas negras Platyxanthuspatagonicus. Si bien en nuestro país su industrialización es escasa, en losúltimos años su procesamiento comenzó a generar interés debido a la altaaceptación de su carne y el valor comercial que alcanzan en el mercado.Dado que la carne de estos crustáceos permanece adherida al exoesqueletose requiere diseñar un tratamiento térmico adecuado para poderdesprenderla sin afectar su textura. Los objetivos del presente trabajofueron: a) analizar la transferencia de energía durante el calentamientorealizando mediciones experimentales y simulando numéricamente lashistorias térmicas; b) determinar la cinética de desnaturalización térmica delas proteínas miofibrilares utilizando Calorimetría Diferencial de Barrido(DSC); c) vincular la información obtenida para el diseño del proceso. Loscangrejos fueron capturados por buceo y trampas en el Golfo Nuevo-Chubuty trasladados vivos al laboratorio; cada ejemplar fue seccionado en cuerpo ypinzas para medir en cada una de estas partes las correspondientes curvas depenetración térmica. El calentamiento se realizó mediante inmersión enagua a 70, 80, 90 y 100ºC. Las curvas se registraron por medio determocuplas tipo K situadas en la zona de mayor espesor de tejido. Lasimulación computacional de la transferencia de energía se realizóutilizando elementos finitos con el programa Comsol Multiphysics.x. Seresolvió en estado no estacionario la ecuación diferencial a derivadasparciales de conducción de calor con condiciones de contorno convectivas.Se consideró en todos los casos (pinzas y cuerpo) la presencia de una capacalcárea externa al músculo. En el caso del cuerpo, la geometría consideradafue irregular, heterogénea y de revolución. Se alimentaron las propiedadestermofísicas del tejido muscular y de la capa calcárea (densidad, calorespecífico y conductividad térmica). Los resultados de la simulaciónnumérica coincidieron satisfactoriamente con los datos experimentalestiempo-temperatura. La desnaturalización de las proteínas miofibrilares sedeterminó utilizando DSC; pequeñas muestras de músculo fueron tratadastérmicamente, mediante inmersión en agua a 60, 70, 80, 90 y 100ºC duranteintervalos que variaron entre 2 segundos y 20 minutos y calentadas en elDSC entre 10 y 100ºC a una velocidad de 10ºC /min. En los termogramasdel músculo control (sin tratamiento térmico) se determinaron lastemperaturas máximas de desnaturalización y las entalpías de los picosendotérmicos correspondientes a actina y miosina. A partir de lasmodificaciones en el área de estos picos se determinaron las cinéticas dedesnaturalización proteica y las energías de activación. Esta información seacopló a las historias térmicas y se determinó el grado de desnaturalizaciónproteica alcanzado en el proceso de calentamiento. Este estudio permitiráavanzar con el diseño del proceso tecnológico de estos productos.