Modelado matemático del proceso de curado húmedo de carne

GRAIVER NATALIA; PINOTTI ADRIANA; CALIFANO ALICIA; ZARITZKY NOEMÍ

Buenos Aires. Argentina

Congreso; XI Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de los Alimentos. CYTAL 2°; 2007

El curado de productos cárneos en medio líquido requiere un conocimiento profundo del efecto que tienen las sales que se incorporan en la microestructura del tejido. En los procesos industriales, la difusión de las sales ocurre en piezas de carnes de un tamaño considerable, donde se establece un gradiente de concentración de NaCl el cual afecta la estructura del tejido incrementando el coeficiente de difusión de la sal. Con el objeto de optimizar las condiciones operativas del proceso, tiempos de inmersión y concentración de sales en la salmuera, se desarrolló un modelo numérico para representar el ingreso de NaNO2, KNO3 y NaCl en piezas de dimensiones similares a las utilizadas en la industria. De acuerdo a las reglamentaciones vigentes un valor de NaCl aceptable por el consumidor está comprendido entre 30-40mg/g carne, mientras que las concentraciones de NaNO2, KNO3 o su combinación no debe superar las 200 ppm expresado como NaNO2 en el producto final. El modelo matemático está basado en la resolución de las ecuaciones diferenciales que describen la transferencia de materia en estado no estacionario; considera la difusión de las sales de curado y la incorporación de agua en el tejido que genera un término convectivo para los distintos solutos; este problema no tiene solución analítica. A partir de las ecuaciones diferenciales que describen la transferencia no estacionaria bidimensional de materia en cilindros finitos, se discretizó el sistema de ecuaciones y se utilizó el método de diferencias finitas para obtener los perfiles de concentración y la cantidad de solutos incorporados a la pieza cárnea en función del tiempo de inmersión en la salmuera. El modelo numérico se alimentó con los coeficientes de difusión de las  sales de curado (NaNO2, KNO3 y NaCl) en función de la concentración de NaCl que fueron determinados previamente a partir de cilindros de tejido porcino (Longissimus dorsi) con transferencia unidireccional sumergidos en soluciones de diferente concentración salina.  Para validar el modelo se utilizaron cilindros de carne porcina que requieren la evaluación de la transferencia multidireccional a los efectos de simular las condiciones operativas de la industria, los cuales fueron sumergidos en una salmuera de curado de concentración definida a 4°C. Cada uno de estos cilindros fue retirado de la solución a distintos tiempos de donde se extrajeron muestras del centro y la periferia en las que se evaluaron las concentraciones de iones cloruro, nitrito y nitrato. La concentración de NaCl en el tejido se determinó usando un electrodo selectivo para cloruro. La concentración de NaNO2 se determinó mediante una reacción colorimétrica, y para la cuantificación de KNO3 se lo redujo a nitrito utilizando cadmio y luego se utilizó el mismo método que para nitrito. El modelo numérico desarrollado resuelve un problema no lineal de difusión con coeficientes de difusión que varían con la concentración de soluto y además considera los aportes convectivos, manifestado por el ingreso de agua en la matriz que a su vez arrastra a los solutos. Este modelo contribuye a resolver un problema tecnológico referido a la optimización del curado húmedo, pudiéndose establecer las concentraciones de sales en la solución de inmersión, tiempos de inmersión y relación geométrica del producto para alcanzar los niveles requeridos de NaNO2 y los valores recomendables de NaCl sin exceder los límites permitidos.   Palabras Claves: difusión, modelo numérico, sales de curado, tejido cárneo