Uso-de-ultrasonido-como-pretratamiento-en-la-deshidratacion-osmotica-de-carne-de-cerdo-longissimus-thoracis

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA 
DE MÉXICO 
 
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES 
CUAUTITLÁN 
Uso de ultrasonido como pretratamiento en la 
deshidratación osmótica de carne de cerdo 
Longissimus thoracis 
 
T E S I S 
P A R A O B T E N E R E L T Í T U L O D E: 
Ingeniera en alimentos 
P R E S E N T A: 
MAYRA PAZ DÍAZ 
 
ASESORES 
Dra. Rosalía Meléndez Pérez 
Dr. José Luis Arjona Román 
 
Cuautitlán Izcalli, Estado de México. 2015 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
Restricciones de uso 
 
DERECHOS RESERVADOS © 
PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL 
 
Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal 
del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). 
El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea 
objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para 
fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo 
mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, 
reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el 
respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
 
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Agradecimientos 
Primeramente quisiera agradecerle a Dios por llenar mi vida de bendiciones y 
gente tan valiosa que me ha ayudado a lo largo de este sueño que hoy se ve 
concluido. Gracias por permitirme estar en el lugar y con las personas correctas y por 
llenarme de fortaleza en los momentos donde estuve a punto de caer. 
A mis padres por todo el apoyo brindado durante mi formación profesional, por 
su total entrega y sacrificio, por su eterno cariño y sus frases motivadoras en 
momentos difíciles. 
A la Universidad Nacional Autónoma de México por llenar mi vida académica 
de oportunidades que jamás pensé que tendría, por llenarme de conocimientos y 
acercarme a todas las increíbles personas que conocí. Soy orgullosamente UNAM. 
A mis asesores de Tesis la Dra. Rosalía Meléndez y el Dr. José Luis Arjona, 
por todo su apoyo, persistencia, paciencia y motivación que permitieron que me 
aventurara en este proyecto, no tengo las palabras para agradecer todo lo recibido, 
han sido capaces de ganarse mi más sincera admiración y lealtad, muchas gracias. 
A mis sinodales la Dra. Marta Rosas, el M. en C Jonathan Coria, el M. en C. 
Víctor Avalos y la I.A Guadalupe López, por todo su apoyo y por sus sinceros y 
constructivos comentarios durante las revisiones del presente trabajo. 
Al proyecto PAPIIT IT203314 por su apoyo durante este proyecto. 
Y a todas aquellas personas que me enseñaron el camino de la superación, a 
las que creyeron y no creyeron en mí, GRACIAS, ya que me hicieron más fuerte y 
nunca me di por vencida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicatorias 
 
Cuando se terminan ciclos, siempre vienen a la mente todas aquellas personas por 
las que nos aventuramos, por las cuales nos atrevimos a dar un paso más, por las que valió 
la pena tanto esfuerzo. Todas aquellas personas que han marcado mi vida, sin duda alguna 
han puesto su granito de arena para que este sueño que comenzó hace cinco años se hiciera 
realidad. Quisiera dedicar este trabajo especialmente: 
A mi familia que han sido el motor de mi vida y sin los cuales yo no estaría aquí. 
Papás, gracias por apoyarme siempre y hacer de mí una persona fuerte, responsable y tenaz. 
Por siempre creer en mí y por alentarme a continuar pese a las adversidades, por su apoyo 
incondicional en momentos de tristeza, por su paciencia y sabiduría que sin duda alguna me 
han hecho crecer. Por todo lo que me han brindado, sus consejos, su amor, comprensión, su 
sacrificio y sobre todo por su inmenso cariño y por estar siempre conmigo. Hoy, soy lo que 
soy por ustedes y por fin sé que todo el esfuerzo valió la pena, este logro es suyo. Vane y 
Josue, gracias por aguantar mis buenos y malos momentos, por siempre enseñarme que hay 
tiempo para todo, hasta para jugar y platicar, por su ayuda en todo momento, por escucharme 
y apoyarme en todo. El camino no fue fácil, sin embargo siempre escuche una frase 
esperanzadora y motivadora por parte de todos ustedes que me hizo creer en la frase “No 
te rindas”. Los amo mucho y son lo más importante en mi vida 
A todas mis tías y tíos por todo el apoyo brindado, así como sus palabras de aliento 
y consejos durante mi formación profesional. A la Fam. Pérez Díaz y Urrusquieta Díaz por 
hacer de esté un camino menos difícil, gracias por apoyar a mi familia y ver siempre por mí. 
A mi prima Brenda, por su apoyo moral, por ser mi consejera y escucharme a toda hora y 
en todo momento, por apoyarme, por entenderme, por todas las horas de diversión. Gracias 
por ser más que una prima para mí. 
A mi amiga de toda la vida Angelica, por apoyarme, escucharme y por aconsejarme, 
por estar conmigo durante toda mi formación y entenderme cuando no tenía tiempo para 
estar con ella, por enseñarme lo que es ser un verdadero amigo. A mis amigos de la 
universidad, gracias por enseñarme el valor de la amistad y por hacer este largo camino 
más ameno para mí, gracias por todos los momentos que pasamos juntos y por su apoyo, 
sin duda alguna hicieron que mi estancia en la facultad fuera una experiencia muy especial. 
Amigos, ustedes son la familia que escogí, siempre tendrán un lugar en mi corazón 
 
 
 
A Daniel Chávez por todo el apoyo brindado durante la etapa más difícil de este 
proyecto, gracias por estar siempre para mi e impulsarme, gracias por tus constructivos 
comentarios y por siempre interesarte por mí, por tu ayuda, comprensión y eterna paciencia, 
por hacerme ver el lado bueno de las cosas y por enseñarme que si se sabe esperar, llegan 
mejores oportunidades, mil gracias. Te quiero ♥. 
A la Dra. Rosalía, por su exigencia, dedicación, critica y aliento durante la realización 
de este proyecto, por confiar en mí y despertar mi interés en algo que veía muy lejano, por 
hacerme creer en mí y por su apoyo incondicional, ya que sin su ayuda esto no habría sido 
posible. La admiro mucho, gracias por hacerme volver a creer en las personas y por hacerme 
ver que a veces, no todo lo puedo hacer sola. Gracias por sus elogios, regaños, palabras de 
aliento, pero sobre todo gracias ser partícipe de este proyecto. 
A la I.A Laura Cortázar, gracias por impulsarme en mis decisiones, gracias por tener 
siempre las palabras adecuadas en los momentos indicados. A la Dra. María Eugenia 
Ramírez por toda su buena vibra a pesar de estar a muchos kilómetros de distancia, gracias 
por siempre acordarse de mí. A la Dra. Marta, por esas revisiones que siempre terminaban 
en pláticas que siempre hacían amenos mis días de frustración. 
A todos ustedes y a todas aquellas personas que directa o indirectamente han sido 
parte esencial de mi vida y han contribuido en este logro, hoy quiero decirles GRACIAS, ya 
que la confianza que hace cinco años depositaron en mi hoy rinde frutos y me ha dado la 
dicha de culminar algo que veía inalcanzable. 
“Lo que importa verdaderamente en la vida no son los objetivos que nos marcamos, sino 
los caminos que seguimos para lograrlo” -Peter Bamm. 
 
Con cariño y afecto: 
MayraÍndice 
 Pág. 
Introducción i 
Capítulo I. Marco Teórico 
1.1. Situación actual de la carne de cerdo 1 
1.2. La carne 5 
1.2.1. Proceso de obtención. 7 
1.2.2. Propiedades de la carne 7 
1.2.3 Métodos de conservación 16 
1.3. Deshidratación osmótica (DO) 19 
1.3.1. Variables que afectan la deshidratación osmótica 20 
1.3.2. Transferencia de masa durante la DO 23 
1.4. Ultrasonido (US). 25 
1.4.1. Efectos del US en la carne 26 
1.5. Análisis térmico para la evaluación de cambios en la carne 27 
 
Capítulo II. Metodología experimental 
2.1 Cuadro metodológico 32 
2.2. Objetivo general 33 
2.3. Objetivos particulares 33 
2.4. Actividades preliminares 35 
2.4.1. Caracterización de la materia prima 35 
2.4.2. Caracterización del baño ultrasónico 36 
2.5. Objetivo 1 37 
2.5.1. Parámetros osmóticos 37 
2.5.2. Actividad de agua (Aw) 38 
2.5.3. Coeficiente de difusión 38 
2.5.4. Color 40 
2.6. Objetivo 2 41 
2.6.1. Pruebas por calorimetría diferencial de barrido modulada (MDSC) 41 
2.7. Objetivo 3. 42 
2.7.1. Punto inicial de congelación (PIC) 42 
2.7.2. Capacidad de retención de agua (CRA) 42 
2.7.3. Pruebas de resistencia a la deformación 42 
 
 
Capítulo III. Resultados y análisis 
3.1. Actividades preliminares 43 
3.1.1. Caracterización de la materia prima 43 
3.1.2. Caracterización del baño ultrasónico 43 
3.2. Objetivo 1 45 
3.2.1. Parámetros osmóticos 45 
3.2.2. Actividad de agua (Aw) 48 
3.2.3. Coeficiente de difusión 49 
3.2.4. Color 51 
3.3. Objetivo 2. 54 
3.3.1. Pruebas por MDSC 54 
3.4. Objetivo 3. 66 
3.4.1. Punto inicial de congelación (PIC) 66 
3.4.2. Capacidad de retención de agua (CRA). 68 
3.4.3. Resistencia a la deformación 70 
Conclusiones 73 
Bibliografía 74 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Índice de Tablas. 
 Pág. 
 
Tabla 1. Principales países productores de carne de cerdo. 1 
Tabla 2. Principales países exportadores e importadores de carne 2 
Tabla 3. Composición química de diversos tipos de carne 9 
Tabla 4 .Principales ácidos grasos de diversos tipos de carne 16 
Tabla 5. Resultados de amplitud de onda (mV) 43 
Tabla 6. Resultados promedio del coeficiente de difusión 49 
Tabla 7.Parámetros de L* a* b* de las muestras al final de la deshidratación osmótica. 51 
Tabla 8. Valor de cambio en matiz (h°) para los diferentes tratamientos. 52 
Tabla 9. Cambios en la carne de cerdo a bajas temperaturas para cada tratamiento. 58 
Tabla 10. Cambios en la temperatura de desnaturalización de las principales proteínas 
 en la carne de cerdo para cada tratamiento 59 
 
Índice de Figuras. 
 
Figura 1. Consumo per cápita de carne de cerdo en diversos países durante 2013 2 
Figura 2. Producción de anual de carne en México 2012-2014 3 
Figura 3. Consumo de carne en México 2012-2014 4 
Figura 4. Estructura interna del músculo de la carne 5 
Figura 5. Organización estructural de la fibra muscular de la carne 6 
Figura 6. Corte transversal de la miofibrilla y principales partes que la componen 12 
Figura 7. Esquema de una molécula de miosina 12 
Figura 8. Estructura de actina 13 
Figura 9. Estructura del colágeno 13 
Figura 10. Estructura química del grupo hemo 14 
Figura 11. Modelo de mioglobina y hemoglobina 14 
Figura 12. Transformaciones de la mioglobina 15 
Figura 13. Formación de cristales durante la congelación lenta (a, b y c) y congelación 
 rápida (d). 18 
Figura 14. Esquema de curva de congelación. 18 
Figura 15. Proceso de difusión en la deshidratación osmótica. 19 
Figura 16. Fenómeno de cavitación. 26 
Figura 17. Termograma por DSC. 29 
Figura 18. Temperatura en función del tiempo para MDSC y DSC 30 
Figura 19. Comportamiento del flujo de calor total, reversible e irreversible 31 
Figura 20. Cuadro metodológico 32 
Figura 21. Contenedor de muestras realizado para la experimentación 36 
Figura 22. Zonas propuestas en el Baño Cole-Parmer 36 
Figura 23. Gráfico de amplitud de onda obtenido con un Osciloscopio Digital 
Tektonik TDS 1001C-EDU 37 
Figura 24. Ventana Histograma en la escala Lab en Photoshop CS5 40 
 
 
Figura 25. Determinación de cambios en un termograma por MDSC 41 
Figura 26. Diagrama de caja para amplitud de onda 44 
Figura 27. Cambios en la carne durante el pretratamiento con ultrasonido a) Muestra 
control b) US 3 min c) US 6 min d) US 9 min 44 
Figura 28. Cinética de pérdida de agua (WL) y Ganancia de solutos (SG) 46 
Figura 29. Reducción de Aw después de la deshidratación osmótica 48 
Figura 30. Diagrama de caja para el coeficiente de difusión de agua 51 
Figura 31. Color final de las muestras después de la deshidratación osmótica 52 
Figura 32. Cambio de color (∆E) y croma (∆C) de las muestras al final de la 
deshidratación osmótica para cada tratamiento 53 
Figura 33. a) Comportamiento del flujo de calor b) Comportamiento de la derivada 
del flujo de calor total en función de temperatura para los tratamientos con y sin 
ultrasonido 55 
Figura 34. Comportamiento del Cp en función de temperatura para los 
tratamientos con y sin ultrasonido 56 
Figura 35. a) Comportamiento de la derivada del flujo de calor total b) comportamiento 
 del Cp en función de temperatura de -40 a 0°C para los tratamientos con y sin 
ultrasonido 57 
Figura 36. a) Comportamiento del flujo de calor total b) comportamiento la derivada 
del flujo de calor en función de temperatura de 45 a 80 0°C para los tratamientos 
con y sin ultrasonido. 60 
Figura 37. Diagrama de caja de flujo de calor para la zona de miosina a), actina (b) 
 y mioglobina y colágeno (c) 64 
Figura 38. Curva de congelación rápida para cada tratamiento 66 
Figura 39. Curva de descongelación para cada tipo de tratamiento 67 
Figura 40. Capacidad de retención de agua para cada tratamiento 68 
Figura 41. Diagrama de caja de CRA para cada tipo de tratamiento 70 
Figura 42. Resistencia a la penetración para cada tipo de tratamiento 71 
Figura 43. Diagrama de caja de la resistencia a la penetración para cada tipo de 
tratamiento 72
 
 
 
 
 
 
i 
 
Introducción 
Actualmente la carne constituye un objeto de estudio importante debido al crecimiento de su 
consumo durante los últimos años. La carne de cerdo es la más producida en el mundo, al 
tener una participación del 40%. En México la carne de cerdo aporta el 21% de la producción 
a nivel nacional. La producción ha tenido una tasa de crecimiento del 2% y el consumo un 
incremento del 1.54%, siendo mayor que en años anteriores. Debido a tal aumento en el 
consumo, la producción nacional no ha sido suficiente por lo que en los últimos años se ha 
importado una cantidad considerable de carne, por lo que representa una gran oportunidad 
para la implementación de tecnologías que beneficien su conservación.Según la FAO, la carne es uno de los productos de mayor valor nutrimental, debido a la 
calidad de sus proteínas, denominadas “proteínas completas”, que contienen todos los 
aminoácidos esenciales para la nutrición, por lo que es necesario un método de conservación 
que permita conservar tales propiedades. 
Entre los métodos de conservación más empleados se encuentra la congelación, sin 
embargo, se ha estudiado el efecto que tiene el tiempo y la velocidad de congelación en la 
calidad final de la carne, por la formación de cristales. En los últimos años se ha empleado 
el uso de materiales inertes como nitrógeno líquido para una congelación rápida, trayendo 
beneficios importantes. Otro de los métodos más comunes es la reducción parcial del agua 
con tratamientos como el secado, pero éste provoca daños físicos y químicos debido a las 
altas temperaturas, por lo que se ha empleado la deshidratación osmótica como alternativa, 
ya que no representa un tratamiento térmico. A partir de esta tecnología, surge el interés por 
explicar fenómenos de transferencia de masa involucrados en esta operación unitaria, sobre 
todo en aspectos de difusión y cinética de deshidratación. El compuesto más empleado para 
este tipo de proceso es el NaCl, debido a sus características de reducción de humedad, sin 
embargo se han estudiado otros compuestos como CaCl2 o KCl. 
Un aspecto importante de la carne de cerdo son sus proteínas, que son afectadas tanto a 
bajas como a altas temperaturas, independientemente del método de conservación 
empleado. Se ha optado por estudiar el comportamiento de diversos materiales cuando son 
sometidos a diversas operaciones unitarias, sobre todos métodos termodinámicos, que 
permiten observar el efecto en la temperatura de desnaturalización de las proteínas, que 
tiene relación con la calidad final de la carne durante la cocción. 
Además de ello, el uso de ultrasonido como tratamiento y/o pretratamiento ha tenido gran 
impacto, ya que se han obtenido mejoras en cuanto al fenómenos de transferencia de masa 
y parámetros de calidad como terneza, capacidad de retención de agua y cambios en el color, 
por lo que ha sido estudiada ampliamente ya que representa una alternativa para mejorar 
las propiedades de la carne. 
Es por ello que resulta interesante el estudio del ultrasonido como pretratamiento en 
operaciones como la deshidratación osmótica, que cada vez está teniendo mayor interés. 
Las variables seleccionadas en este proyecto permiten evaluar la modificación estructural de 
la carne, cambios físicos en la misma y estudio de la cinética de transporte de masa, que 
permiten dar una aportación científica a la evaluación de dicho proceso. 
 
1 
 
Capítulo I. Marco teórico 
1.1. Situación actual de la carne de cerdo 
 
El cerdo se encuentra hoy entre los animales más eficientemente productores de carne; sus 
características particulares, como gran precocidad y prolificidad, corto ciclo reproductivo y 
gran capacidad transformadora de nutrientes, lo hacen especialmente atractivo como fuente 
de alimentación. El valor nutritivo de la carne de cerdo la señala como uno de los alimentos 
más completos para satisfacer las necesidades del hombre, y su consumo podría contribuir 
en gran medida a mejorar la calidad de vida humana desde el punto de vista de los 
rendimientos físicos e intelectuales (Morales, 2010). Dentro de la situación mundial, la carne 
de cerdo es la más producida en el mundo, al tener una participación cercana al 40% del 
volumen total de cárnicos. 
 
Según datos del Consejo Mexicano de la Carne (COMECARNE), y Confederación de 
Productores Mexicanos (PORCIMEX), durante los últimos 3 años se ha observado un 
crecimiento anual de 2% aproximadamente en la producción de carne de cerdo. En la Tabla 
1, puede apreciarse que China se posiciona como el principal productor de carne de cerdo 
en el mundo, al generar más del 47.3% del total, sin embargo, la mayor parte de su 
producción es para consumo interno. México por su parte se ubicó en el décimo sexto lugar, 
con una aportación de 1.3 %. 
Tabla 1. Principales países productores de carne de cerdo 
 2012 2013 2014 
China 52,350 53,800 54,700 
Unión Europea 22,630 22,450 22,450 
Estados Unidos 10,554 10,508 10,785 
Brasil 3,330 3,370 3,435 
Rusia 2,075 2,190 2,300 
Canadá 1,840 1,835 1,850 
México 1,227 1,270 1,290 
Fuente: COMECARNE con datos del USDA, 2015 
 
En el caso de las exportaciones, entre 2012 y 2014, COMECARNE reporta un incremento 
del 3% anual. Dentro de los principales países exportadores se encuentran Estados Unidos 
y la Unión Europea. Por otro lado, en lo que corresponden a las importaciones los principales 
países son: Japón, Rusia, México y China, mismo que se puede apreciar en la Tabla 2. 
 
 
 
 
 
2 
 
Tabla 2. Principales países exportadores e importadores de carne de cerdo (miles ton) 
 2012 2013 2014 2012 2013 2014 
Exportaciones Importaciones 
Estados Unidos 2,442 2,292 2,390 Japón 1,259 1240 1250 
Unión Europea 2,226 2,200 2,200 Rusia 1,070 900 920 
Canadá 1,243 1,245 1,245 México 706 785 800 
Brasil 661 600 620 China 730 750 775 
China 235 250 265 Corea del Sur 502 400 425 
Chile 180 185 190 Hong Kong 414 400 410 
México 95 110 120 Estados Unidos 363 389 390 
Otros 140 110 131 Canadá 241 235 235 
Fuente: COMECARNE con datos del USDA, 2015 
 
En cuanto al consumo per cápita, de acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas 
para la Agricultura Alimentaria (FAO), el consumo a nivel mundial ha experimentado cambios 
importantes en las últimas décadas, pasando de una media de 26 kg en 1970 a 41 kg en los 
últimos años, sin embargo, el consumo en México aún sigue siendo menor comparado con 
los países asiáticos o europeos. Se puede observar en la Figura 1 el consumo per cápita de 
los principales países según COMECARNE en el 2013. 
 
Figura 1. Consumo per cápita de carne de cerdo en diversos países durante el 2013 
Fuente: COMECARNE con datos de USDA-FAS (2015). 
 
En lo que respecta al contexto nacional; en México, la producción de carne de cerdo no se 
realiza con animales de raza pura, sino con la cruza de éstas; entre las principales se 
encuentran Duroc, Landrace, Hampshire, Cheter White, Yorkshire y Pietrain. 
Recomendaciones de la FAO establecen que para combatir de manera eficaz la malnutrición 
40.2 40.2
27.2
21.7
20.1
16.4
13.8
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Union
Europea
China Estados
Unidos
Rusia Japon Mexico Brasil
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3 
 
y la subnutrición, deben suministrarse 20 g de proteína animal per cápita al día, o 7,3 kg al 
año. Esto puede lograrse mediante un consumo anual de 33 kg de carne, 45 kg de pescado, 
60 kg de huevos o 230 kg de leche. A pesar de que la carne de cerdo proporciona mejor 
calidad de proteínas, en los últimos años se sigue optando por la carne de pollo, esto a causa 
de su precio. Como se observa en la Figura 2, según datos de COMECARNE, la carne de 
cerdo representa casi la tercera parte de la producción anual con respecto a la de pollo, sin 
embargo ha crecido considerablemente en los últimos años. 
 
 
 
Figura 2.Producción de anual de carne en México 2012-2014 
Fuente: COMECARNE con datos de USDA (2015). 
 
En 2014, la carne de porcino tuvo una participación de 21% en la producción de carne en 
canal en el país, adjudicándose el tercer lugar, superada sólo por la carne de pollo y de 
bovino. En lo que al valor de producción se refiere, la carne de porcino aporta el 21.8% al 
total nacional. De esta manera, ocupa el cuarto lugar entre los productos cárnicos más 
dinámicos, superado por el crecimiento en el volumen y valor de producción de la carne de 
pollo o ave (3.9%), de bovino (2.2%) y ovino (5.1%). 
 
La producción de carne de cerdo en México durante los últimos años ha registrado una tasa 
superior al 2%, por lo que se estima que durante los años siguientes siga teniendoel mismo 
comportamiento. 
La producción de carne de porcino en canal durante el 2014 según datos de PORCIMEX, se 
concentra prácticamente en dos estados de la República: Jalisco y Sonora, que tienen una 
participación en la producción nacional de 19% y 18.2%, respectivamente. El primer estado 
abastece al mercado nacional, mientras que el segundo orienta su producción principalmente 
hacia la exportación. Entre otras entidades sobresalientes encontramos a Puebla (11%), 
2012 2013 2014
Pollo 2,958 3,002 3,045
Cerdo 1,227 1,270 1,290
Bovino 1,820 1,775 1,795
0
500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
P
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4 
 
Guanajuato y Veracruz (9%). El 33.8% restante de la producción la conforman los demás 
estados del país. 
Por el lado del consumo se observa que éste también ha tenido un ritmo creciente, en los 
últimos 3 años, según datos de COMECARNE, el consumo nacional a partir del 2012 tuvo 
un crecimiento del 1.078% y los años siguientes ha tenido un crecimiento considerable tal 
como se observa en la Figura 3, sin embargo, la carne de pollo sigue siendo la más 
consumida. 
 
Figura 3. Consumo de carne de cerdo en México 2012-2014 
Fuente: COMECARNE con datos de USDA (2015). 
 
Como se podrá notar en las Figuras 2 y 3, existe una amplia diferencia entre el consumo y 
la producción nacional de carne de cerdo. Esta brecha es cubierta con importaciones, misma 
que ha aumentado considerablemente en los últimos años, estas importaciones provienen 
sobre todo de Estados Unidos, Canadá y China una pequeña proporción. México es un 
importador neto de carne de porcino destacándose como el tercer comprador a nivel mundial, 
al participar con el 15.36% del total global importado durante el 2014, alcanzando niveles de 
importación comparables a los de China. 
Aunque en menor medida que otras especies ganaderas, la porcicultura muestra una 
estacionalidad motivada principalmente por efectos del mercado. La variación de la demanda 
se debe a la variación del poder adquisitivo de la población y a los hábitos de consumo de 
carne de cerdo derivado de las costumbres y tradiciones. La carne de porcino por lo tanto 
representa una gran oportunidad de negocio para los productores mexicanos, ya que el 
mercado interno requiere una cantidad mayor del cárnico que actualmente se produce, así 
como desarrollo de tecnologías para su conservación. 
 
 
1,838
1,945
1,970
1,750
1,800
1,850
1,900
1,950
2,000
2012 2013 2014
C
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5 
 
1.2. La carne 
Según la NOM-194-SSA1-2004, se entiende por carne a la estructura muscular esquelética 
estriada, acompañada o no de tejido conectivo, hueso y grasa, además de fibras nerviosas, 
vasos linfáticos y sanguíneos; provenientes de los animales para abasto, que no ha sido 
sometida a ningún proceso que modifique de modo irreversible sus características 
sensoriales y fisicoquímicas. 
 
El conocimiento de la estructura del músculo es esencial para entender las relaciones 
existentes entre sus propiedades y su empleo como carne. En la Figura 4 se observa su 
estructura; las fibras se acomodan y se mantienen por medio del tejido conectivo, que actúa 
como envoltura, denominado epimisio. El tejido conectivo se adentra en el músculo dando 
lugar a otro nivel que se denomina perimisio, el cual forma grupos de fibras llamados haces 
o fascículos. Por ultimo una pequeña y delgada extensión del tejido conectivo rodea a cada 
fibra individual, denominada endomisio (Rodríguez, 2008). El músculo está formado 
por fascículos, que no son más que grupos de células alargadas que reciben el nombre 
de fibras musculares. En el interior de cada una de estas células se encuentran 
las miofibrillas, estructuras alargadas que están formadas por filamentos (miofilamento 
fino y miofilamento grueso). Estos filamentos, que son los que hacen posible la contracción 
muscular, están constituidos por proteínas, sobre todo por actina y miosina (Amerling, 2001). 
 
 
Figura 4. Estructura interna del musculo de la carne. 
Fuente: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/211614/Modulo/fig2.jpg (2015) 
 
Las fibras musculares constituyen las unidades celulares básicas del músculo (Jensen, 
Devine y Dikerman, 2004). Son células multinucleadas y extremadamente largas que pueden 
llegar a medir varios centímetros. Cada fibra está compuesta por unidades denominadas 
miofibrillas, las cuales finalmente se encuentran integradas por un arreglo de proteínas 
miofibrilares. Las miofibrillas están incluidas en el citoplasma de cada célula muscular, el cual 
se denomina sarcoplasma. En el interior de la fibra, las miofibrillas se encuentran envueltas 
longitudinalmente y cada una por separado por el retículo sarcoplasmático, el cual es un 
 
6 
 
complicado sistema de vesículas y túbulos que revisten por completo a cada miofibrilla (Price 
y Scweingert, 1976). 
 
Un arreglo entrecruzado de filamentos gruesos de miosina y delgados de actina conforman 
las miofibrillas. Estos arreglos se encuentran agrupados en unidades básicas secuenciales 
denominadas sarcómeros. Los sarcómeros conforman la unidad contráctil básica del 
músculo y tiene por ello una gran importancia en los procesos que determinan la dureza final 
de la carne. Los sarcómeros se encuentran separados unos de otros por una estructura 
denominada línea Z. Adheridos perpendicularmente a la línea Z se encuentran filamentos 
delgados principalmente constituidos por actina. Dado que el sarcómero está delimitado por 
dos líneas Z, se tienen dos grupos de filamentos de actina, también denominados bandas I, 
dirigidos desde los extremos hacia el centro del sarcómero. En la parte central del sarcómero, 
entre las bandas I opuestas, se ubican unos filamentos gruesos formados por miosina que 
integran la llamada banda A. Los extremos de estos filamentos gruesos se enlazan a los 
extremos libres de las fibras de actina de las bandas I. En la parte central de la banda A 
existe una región denominada zona H, la cual corresponde a la parte de la banda A que no 
está ligada a las bandas I cuando el sarcómero está relajado. La zona H se encuentra a su 
vez dividida por una banda oscura denominada línea M, la cual tiene una función de soporte 
(Jensen, Devine y Dikerman, 2004). En la Figura 5 se detalla la organización estructural del 
músculo y del sarcómero. 
 
Figura 5. Organización estructural de la fibra muscular de la carne. 
Fuente: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/211614/Modulo/fig_3.JPG (2015) 
 
La organización estructural del sarcómero y los mecanismos de la contracción son muy 
importantes para entender la textura final, pues estos se intercalan con los procesos 
fisicoquímicos, enzimáticos y metabólicos propios de los cambios postmortem que 
transforman el músculo en carne destinada al consumo (Taylor et al., 1995). 
 
7 
 
1.2.1. Proceso de obtención 
 
El sacrificio y el despiece son el conjunto de las operaciones que transforman al animal vivo 
en carne, para la comercialización o la transformación industrial. El sacrificio incluye un 
número de operaciones que comienzan con la preparación del animal (reposo, dieta, control 
sanitario y lavado), seguido de la matanza, desangrado depilado, evisceración y 
conservación (Escobar, 1994). La musculatura de los animales sufre, tras el sacrificio y hasta 
su consumo, una serie de transformaciones fundamentales de carácter fisicoquímico, 
bioquímico y estructural. Dichas transformaciones incluyen una primera fase de instauración 
del rigor mortis, y otra de maduración posterior de duración muy variable. El desarrollo post 
mortem de ambos procesos va a determinar en gran medida la calidad de la carne 
(Rodríguez, 2008). El rigor mortis es un proceso post mortem el cual los músculos de los 
animales se contraen al momento de la expiración, ya que se establecen las uniones actina-
miosina a nivel miofibrilary los músculos pierden su capacidad de relajarse; tras el sacrificio 
del animal cesa la circulación sanguínea lo que conlleva una serie de cambios: cesa el aporte 
de oxígeno y cesa la regulación hormonal (disminuye la temperatura del canal). Ante este 
déficit de oxigeno comienza la glucolisis anaerobia, disminuyendo la formación de ATP 
produciendo ácido láctico. El ácido láctico produce una disminución del pH hasta 5.4-5.6 (Gil, 
2001). Esta reducción en el pH se debe a la acumulación de ácido láctico en el músculo, en 
caso que el pH a las 24 horas sea superior a 6.2 indica que el animal estuvo estresado, 
lesionado o enfermo antes del sacrificio (González et.al., 2004). 
 
1.2.2. Propiedades de la carne 
 
Según la FAO, la carne es uno de los productos de origen animal de mayor valor. Posee 
proteínas y aminoácidos, minerales, grasas y ácidos grasos, vitaminas y otros componentes 
bioactivos, así como pequeñas cantidades de carbohidratos. 
 
Dentro de las principales propiedades físicas y sensoriales de la carne son: 
 
 Sabor: Depende tanto de la composición química de la carne, como de la alimentación que 
ha recibido el animal durante su vida. Cambios en el sabor se deben a la degradación química 
de ciertos componentes como lípidos y proteínas. 
 
 Olor: La carne cruda posee solamente un aroma débil que depende principalmente de los 
ácidos grasos y numerosos compuestos con aromas variados y muy intensos. 
 
El sabor y el aroma de la carne de cerdo pueden cambiar a consecuencia de la duración y 
las condiciones de almacenamiento (Forrest et. al., 1979). 
 
 Color: La importancia del atractivo color de la carne magra es destacado por Barbut (2001), 
quien indica que el impulso de compra es debido a la apariencia atractiva de la carne. A 
menudo el consumidor usa el color como un indicador del sabor, de la jugosidad, terneza y 
frescura durante la compra (Naumann, McBee y Brady, 1957). 
 
8 
 
El color de la carne depende de la cantidad y estado físico de los pigmentos musculares 
(principalmente la mioglobina, proteína ligada a la membrana externa de las mitocondrias y 
del retículo sarcoplásmico) y de la estructura del músculo (que adsorba o refleje más o menos 
la luz y permita más o menos entrar al oxigeno). El observador percibe el color de la carne 
como impresión global de la síntesis de tres parámetros que dependen a su vez de diversos 
factores (biológicos, bioquímicos o físico-químicos: 1) Saturación: relacionado a la cantidad 
de pigmentos, 2) Matiz: que tiene relación con estado químico del pigmento 3) Claridad: que 
tiene que ver con el estado físico de la carne, ligado al pH último, a la estructura de las 
proteínas y a la cinética de instauración del rigor mortis. Diversos autores han analizado las 
características visuales de los productos cárnicos, por ejemplo el grado de marmoleo y el 
color de los filetes (Gerrard, Gao y Tan, 1996), además, diferentes métodos y diversas 
escalas de color como RGB y L*a*b* pueden ser empleadas debido a su facilidad, esta última 
evaluada por Yam y Papadakis (2004), así como Falade, Igbeka y Ayanwuyi (2007), para 
diversos alimentos. 
 
La concentración de mioglobina es, sin embargo, el factor principal de determinación del color 
rojo de la carne. Asimismo, influye sobre el color de una pieza de carne la proporción de 
grasa y tejido conectivo que posea y la existencia de otros pigmentos como la catalasa, 
citocromos, flavinas, vitamina B12, etc. (Taylor y Clydesdale, 1987; Fox, 1980). 
 
El color normal de la carne de cerdo fluctúa entre un rojo y rosado. La uniformidad en el color 
es usualmente apreciable en músculos individuales; cuando apreciamos los músculos en 
conjunto, el color puede variar considerablemente. Esta variación en el color puede atribuirse, 
en el caso del más oscuro a un aumento de oximioglobina por edad avanzada del animal o 
por músculo o grupo de músculos con mayor actividad fisiológica, penetración de oxígeno en 
la superficie, contaminación bacteriana o deshidratación en la superficie (Meléndez, 2014). 
Mientras que el color rosa pálido o casi gris se puede presentar como consecuencia de una 
rápida conversión de glucógeno muscular a ácido láctico, esta propiedad se genera por los 
pigmentos (absorben ciertas longitudes de luz y reflejan otras) los cuales pueden ser 
hemoglobina (sangre) o mioglobina (músculo) (Illescas, Ferrer y Bracho, 2012). 
 
 Textura: La textura aparece como una percepción psicoquímica compleja y 
multidimensional. Se puede definir como la unión de las propiedades reológicas y de la 
estructura de un producto alimenticio perceptible por los receptores mecánicos, táctiles y 
eventualmente visuales y auditivos, condicionando la apetencia de un alimento. En la carne 
cocida, Dransfield, et al. (1984), señalan que la textura lleva consigo dos componentes 
principales: terneza y firmeza. 
 
La terneza es la cualidad de la carne de dejarse cortar y masticar (con mayor o menor 
facilidad) antes de la deglución, estando directamente ligada a la resistencia mecánica del 
producto consumible. El caso contrario sería la dureza, definida como la propiedad de la 
textura manifestada por una alta y persistente resistencia a la rotura en la masticación (Jowitt, 
1979). La carne puede considerarse como la suma de tres componentes: facilidad de 
penetración de los dientes en la carne al inicio de la masticación, facilidad de fragmentación 
y cantidad de residuo que queda en la boca concluida la masticación. La firmeza se define 
 
9 
 
como la propiedad de la textura manifestada por una alta resistencia a la deformación por 
aplicación de una fuerza, siendo registrada tras los primeros mordiscos. Dos fracciones 
proteicas determinan la terneza, de una parte las proteínas del tejido conectivo y de otra las 
proteínas miofibrilares. 
 
Las proteínas del tejido conectivo que envuelve el músculo constituyen un elemento negativo 
que limita la terneza. Este tejido, formado principalmente por colágeno, es relativamente 
estable postmortem y poco sensible a los tratamientos tecnológicos. La cantidad de 
colágeno, principal componente del tejido conjuntivo, determina la llamada dureza de base, 
posee una alta fuerza de tensión y propiedades físicas (Bailey y Light, 1989), que hacen que 
a una edad dada sea determinante su influencia, de forma que cuanto más importante es 
esta fracción más dura es la carne. 
 
La segunda fracción proteica implicada son las proteínas miofibrilares cuyas 
transformaciones postmortem son responsables de las principales variaciones de terneza 
registradas, existiendo relación entre terneza y el grado de contracción de miofibrillas 
(músculos relajados son más tiernos que los contraídos). Locker (1960), Marsh y Leet (1966) 
y Herring et al. (1967), demostraron que la dureza de la carne está relacionada con la 
contracción de las fibras musculares la cantidad y solubilidad de tejido conectivo, el 
acortamiento del sarcómero durante el desarrollo rigor, y proteólisis postmortem, mismo que 
fue comprobado por Koohmaraie y Geesink (2006). Algunos autores ha evaluado la terneza 
de la carne con el uso de diversos tipos de sales, como cloruro de calcio (Gerelt et al., 2002), 
así como el uso de ultrasonido y NaCl (Siró et al., 2009). 
 
En lo que respecta a la química de la carne, en la Tabla 3 se observa la composición química 
de diversos tipos. 
 
Tabla 3. Composición química de diversos tipos de carne. 
Animal Agua (%) Proteína (%) Grasa 
(%) 
Cenizas (%) Aporte 
energético 
(kJ) 
Cerdo 75.1 22.8 1.2 1.0 472 
Vacuno 75.0 22.3 1.8 1.2 116 
Pollo 75.0 22.8 0.9 1.2 105 
Fuente: FAO (2014) 
 
Según la FAO, desde el punto de vista nutrimental, la importancia de la carne deriva de sus 
proteínas de alta calidad, que contienen todos los aminoácidos esenciales, así como de sus 
minerales y vitaminas de elevada biodisponibilidad. Dentro de los componentesquímicos se 
encuentran las siguientes: 
 
a) Agua: Es el mayor constituyente de la carne, aproximadamente de 62 a 78% del tejido 
muscular. La mayor parte del agua de composición se encuentra en el interior de las células, 
separadas por la membrana celular y sometida a cambios iónicos por procesos de osmosis. 
Podemos decir que la cantidad de grasa y proteínas influye en las propiedades físicas, ya 
 
10 
 
que químicamente se encuentran enlazados formando una red que impide el libre movimiento 
del agua con otro componente (Esperanza, 2013). 
 
 El agua en la carne se encuentra presente en 2 formas, principalmente: de constitución, que 
se localiza en el interior de las proteínas y está fuertemente ligada a los grupos específicos 
o ubicada en regiones intersticiales, y agua de interfase, que está fuertemente retenida y 
cuya presión de vapor es menor que la del agua libre. El agua ligada representa del 4-5% en 
el músculo, aquí las moléculas del agua (polares) reaccionan con proteínas por lo que es 
difícil de eliminar, ya que depende de la organización espacial de las proteínas miofibrilares, 
es decir, de la disposición de los filamentos de actina y misiona; el agua libre se encuentra 
presente debido a sus enlaces débiles y dadas las cargas en las proteínas, pueden generar 
puentes de hidrogeno, que pueden ser eliminados mediante diversos métodos (Pearce et al., 
2011). 
 
La medición de la actividad acuosa (Aw) es una propiedad muy importante en el control de 
alimentos. La Aw establece el grado de interacción del agua con los demás constituyentes y 
es una medida indirecta de la disponibilidad del agua para llevar a cabo diferentes reacciones 
a las que están sujetas las de deterioro. El nivel de Aw alto o bajo ayuda a establecer las 
cualidades nutrimentales, microbianas, aromáticas, de textura y apariencia productos 
alimenticios (Bolaños, Lutz y Herrera, 2003). El valor de Aw para la carne es de 
aproximadamente 0.98, sin embargo, puede ser disminuida por diferentes tipos de 
interacciones del agua, tales como con solutos disueltos, formación de puentes de hidrogeno 
con materiales hidrofílicos, fuerzas capilares etc., así como tratamientos térmicos. 
 
Otro aspecto relevante es la capacidad de retención de agua (CRA) que es la habilidad de 
retener el agua durante la aplicación de fuerzas externas; de ésta depende la interacción 
agua-proteína, por lo tanto características como jugosidad, color y textura son afectadas. La 
CRA es causada en primer lugar por una inmovilización de agua de los tejidos en el sistema 
miofibrilar (Hamm, 1986); específicamente, el agua es mantenida o atrapada en el músculo 
o producto muscular por una acción capilar, que es generada por pequeños poros o capilares. 
Teniendo en cuenta además, que las miofibrillas ocupan aproximadamente el 70% del 
volumen total de la masa molecular; significa que una notable parte del agua inmovilizada 
debe estar localizada entre los filamentos gruesos y finos de las miofibrillas (Offer y Trinick, 
1983); las proteínas tales como la miosina y actina son responsables de dicha capacidad 
(Morrisey, Mulvihill y Neill, 1987). Los tratamientos térmicos y la congelación también tienen 
un efecto importante sobre la CRA, ya que provocan la desnaturalización y agregación de las 
proteínas, así como la ruptura de células musculares. En el caso de la congelación, la 
formación de hielo conlleva una rotura del tejido muscular y una redistribución del agua. Estas 
modificaciones producen el descenso en la CRA que se manifiesta después de la 
descongelación por la formación de exudado, lo que ocasiona una pérdida de peso 
considerable y textura reseca (Fennema, 2010). La liberación de gotas (pérdidas por goteo) 
desde el músculo parece ser dependiente del estado de contracción (sarcómeros contraídos, 
fibrillas o fibras) después de la instauración del rigor y es debido a la reducción del espacio 
filamental (Honikel, Kim y Hamm, 1986), o quizá también a cambios en la membrana celular 
 
11 
 
y cambios en la permeabilidad (Currie y Wolfe, 1983) así como de fuerzas osmóticas debidos 
a las fuerzas electrostáticas (Bombrun et.al., 2015). 
 
La causa más importante para ocasionar un aumento de la CRA durante la maduración, sería 
el incremento del pH durante el proceso. Por otra parte algunos autores también señalan 
como causa del incremento de la CRA, la desintegración de las líneas Z por la acción de 
proteasas (Hamm, 1986) y por cambios en la permeabilidad de las membranas, con una 
cierta difusión y redistribución iónica, que da como resultado la sustitución de algunos iones 
divalentes y el debilitamiento de las fuerzas que aproximan las cadenas proteicas. Debido a 
la importancia de aumentar la CRA, ha sido objeto de estudio para otros autores tales como 
Farouk, et al. (2012) en carne de bovino, Dolata, et al. (2004); Hullberg y Lundström (2004), 
en carne de cerdo; Gerelt et al. (2002) en deshidratación osmótica de Longissimuss dorsi con 
cloruro de calcio, Graiver, et al. (2006) con NaCl a diversas concentraciones y Siró, et al. 
(2009) con el uso de ultrasonido. 
 
b) Proteína: Cuando una proteína tiene todos los aminoácidos esenciales en cantidad 
suficiente, y en la proporción adecuada, se denominan proteínas “completas” o “de buena 
calidad” y éstas se encuentran en la carne (Monge, 2005). Las proteínas en la carne son 
útiles debido a que por medio de ellas se sintetizan aminoácidos, que participan en múltiples 
funciones en nuestro organismo (Badui, 2006). 
 
En la carne, las proteínas principales son la actina y la miosina, que corresponden a las 
proteínas del aparato contráctil, la mioglobina que se encuentra en las proteínas 
sarcoplásmicas y el colágeno que es el responsable de la solubilidad y la digestibilidad de la 
carne, el cual es una proteína del tejido conectivo (Rodríguez, 2008); dichas proteínas son 
susceptibles a cambios en la temperatura durante diversos procesos. La desnaturalización 
de las proteínas implica un cambio de su estructura ya que se alteran las fuerzas de 
dispersión, los enlaces de hidrógeno y los enlaces iónicos (Acuña, 2006). La oxidación de 
proteínas en la carne puede llevar a la disminución de la calidad de ésta debido a la reducción 
de la terneza, jugosidad, sabor y decoloración (Rowe, et al., 2004). Estos cambios se deben 
en parte a la formación de agregados de proteínas a través de enlaces intermoleculares no 
covalentes y covalentes. Otros cambios comunes en las proteínas incluyen el aumento de la 
hidrofobicidad de la superficie, la fragmentación de proteínas que conducen a la formación 
de carbonilos proteicos y modificación de la carga de las proteínas a pH más bajo (Bombrun 
et.al., 2015). 
 
Las proteínas desempeñan un papel importante en la calidad de la carne, sobre todo, en 
características como capacidad de hidratación y ligazón del agua, emulsificación de la grasa, 
propiedades de gelificación, cohesión y viscosidad. 
 
En lo que respecta a las proteínas del aparato contráctil, también llamadas proteínas 
miofibrilares se encuentran la misiona y la actina que son las principales proteínas 
estructurales, por lo que el efecto que tiene el calor sobre estas influye principalmente en la 
textura resultante en la cocción (Bruton et al., 2006). 
 
12 
 
 
En la Figura 6 puede observarse que tanto la actina como la miosina confieren a la miofibrilla 
el aspecto estriado, debido a sus filamentos paralelos y alternativamente espesos y delgados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6. Corte transversal de la miofibrilla y principales partes que la componen. 
Fuente: http://mariadoloresbioygeoiesarroyo.blogspot.mx/2011/05/el-tejido-muscular.html (2015). 
 
La miosina constituye aproximadamente el 45% del total de proteínas miofibrilares y 
comparada con la actina es la menos estable al calor, pues se desnaturaliza generalmente 
en un intervalo detemperatura de 40 a 60°C (Arrondo y Goñi, 1998). La miosina es una 
proteina con un peso molecular de 500,000 Da, esta formada por 6 subunidades; 4 cadenas 
delgadas y 2 cadenas gruesas enrolladas entre si, cuya representacion esta en la Figura 7. 
Esta proteina tiene una conformacion α-helice lo cual le permite su libre plegamiento, además 
de una zona con grupos sulfidrilo (–SH) que es la parte que actúa con la actina. Está 
conformada por la secuencia de aminoacidos Gly - Glu - Ser - Ala - Gly - Lys – Thr que son 
aminoacidos ácidos y básicos, lo que la convierte en una molécula muy cargada (teniendo 
un punto isoeléctrico de 5.4, presentando una afinidad por los iones, sobre todo calcio y 
magnesio (Nelson y Cox, 2010). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7. Esquema de una molécula de miosina. 
Fuente: Teijón y Garrido, 2006. 
 
 
13 
 
La actina constituye del 20 al 25% de las proteínas miofibrilares, es una proteína de 
estructura helicoidal con polaridad en su estructura, rica en prolina que debido a su grupo 
terminal amino (≡N-H), contribuye al plegamiento de las cadenas. Tiene una estructura 
globular esferica, debida a la union de los monomeros de actina G, que en conjunto forman 
la actina F como se muestra en la Figura 8; la actina G que es la parte gobular constituye la 
forma monomérica de la actina, mientras que la actina F es la parte filamentosa (Teijón y 
Garrido, 2006), que genera una estructura de hélice. Su punto isoeléctrico es de 
aproximandamente 4.7 (Aberle y Forrest, 2001) y es mas estable al calor; su 
desnaturalización comienza desde los 71°C hasta los 83°C (Cheftel, Cheftel y Pierre, 1992). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8. Estructura de actina 
Fuente: http://www.my-personaltrainer.it/fisiologia/miosina-actina.html (2014) 
 
Dentro de las proteínas del tejido conectivo, el colágeno es el constituyente principal. Está 
formado principalmente por glicina (33%), seguido de prolina, alanina e histidina; sin 
embargo, un aumento en la proporción de dichos aminoácidos aumenta la resistencia del 
colágeno. La unidad esencial del colágeno está constituida por tres cadenas de polipéptidos 
que aparecen entralazadas formando una triple hélice, constituyendo una unidad 
macromolecular denominada tropocolágeno, tal como se observa en la Figura 9. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9. Estructura del colágeno. 
Fuente: http://www.biorom.uma.es/contenido/av_biomo/FigT3/Fig3_15.gif (2015) 
 
14 
 
 Las moléculas de colágeno se agrupan de manera específica y ordenada para formar fibras 
que son los componentes de la membrana protectora del músculo (epimisio, perimisio y 
endomisio). Su desnaturalización comienza alrededor de los 64°C hasta los 70°C; sin 
embargo factores como especie, raza y edad del animal puede provocar variaciones en la 
estructura (Aberle y Forrest, 2001). 
 
Se ha mencionado que la Mioglobina (Mb) es el compuesto principal que confiere el color, es 
una proteína sarcoplásmica globular de estructura terciaria y de bajo peso molecular que 
presenta una afinidad por el oxígeno y está formada de una porción no proteica llamada anillo 
o grupo hemo, representado en la Figura 10. El grupo hemo del pigmento tiene especial 
interés debido a que el color de la carne depende, del estado químico del hierro (estado de 
oxidación) dentro del núcleo, su desnaturalización completa ocurre alrededor de los 70°C 
(Nair et al., 2014). 
Figura 10. Estructura química del grupo hemo 
Fuente: Teijón y Garrido, 2006. 
 
 Además de la mioglobina, la hemoglobina confiere propiedades del color, está formada por 
dos cadenas α-hélice y dos β-laminar. Mientras que la mioglobina puede oxidarse en 
presencia de una molécula de oxígeno, la molécula de hemoglobina lo hace con cuatro, por 
lo que la mioglobina es más susceptible, el modelo de cada una de ellas se observa en la 
Figura 11. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11. Modelo de mioglobina y hemoglobina 
Fuente: http://www.my-personaltrainer.it/fisiologia/proteinas.html (2014) 
 
15 
 
Hay que destacar que la concentración de estos pigmentos nos va a dar diferentes 
coloraciones en la carne, además de que son afectados por especie, sexo, musculo y 
actividad física de cada animal. 
 
Cabe mencionar que la reacción de pigmentos con compuestos va a traer consigo una 
coloración diferente, ocasionado por la destrucción de la mioglobina por el desarrollo 
bacteriano (color verde) o la exposición al aire libre: (oscurecimiento por oxidación); además 
de que una alta proporción de agua libre entre células del músculo (agua extracelular) 
incrementa la reflexión de la luz cambiando el color (Badui, 2006).La cantidad de esta 
proteína y la conversión ya sea por oxidación (desoximioglobina, metamioglobina y 
sulfomioglobina), oxigenación (oximioglobina) o reducción (colemioglobina) son las 
responsables de cambios en el color, tal como se observa en la Figura 12. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12. Transformaciones de la mioglobina. 
Fuente: Badui, 2006 
 
c) Lípidos: Los Lípidos son los componentes de los depósitos grasos distribuidos en tejidos, 
células y estructuras tisulares del músculo, lo que se denomina marmoleo (Cannata et al., 
2010). 
 
 La cantidad de grasa va a depender de la relación grasa-agua y su composición de ácidos 
grasos, varía en función de la especie, localización anatómica y del tejido. De acuerdo a su 
localización existen dos tipos de grasa: las de depósito y las intercaladas en las fibras 
musculares. 
 
 
16 
 
El contenido lipídico de los músculos es muy variable y se compone fundamentalmente de 
lípidos neutros y fosfolípidos (Fennema, 2010). En la Tabla 4 se enuncian los principales 
ácidos grasos presentes en la carne de cerdo, sin embargo, y debido a su estructura e 
importancia, los de mayor interés en son el palmítico y oleico (Badui, 2006). 
 
 Tabla 4. Principales Ácidos grasos en diversos tipos de carne. 
Tipo de lípido Res Oveja Cerdo Ave 
% Saturados 50% 47% 39% 30% 
% Insaturados 42% 41% 45% 45% 
% polinsaturados 4% 8% 1% 21% 
Pto. Fusión ( general) 40-50 °C 44-51°C 28-48°C 31-33°C 
Ácidos 
Grasos 
Palmítico 29% 25% 28% - 
Esteárico 20% 25% 13% - 
Oleico 42% 39% 46% - 
Linoleico 2% 5% 12% - 
Fuente: Badui, 2006 
 
Una de las funciones metabólicas de las grasas es la de servir como vehículo a las vitaminas 
liposolubles presentes (A, D, E, K). Los lípidos presentes en la carne de cerdo, en cantidad 
no mayor de 3-5%, proporcionan características de jugosidad, terneza y buen sabor, además 
de aportar textura y palatabilidad 
 
d) Cenizas: Dentro de los minerales que se encuentran en la carne son el hierro, el magnesio, 
fosforo, potasio y zinc, cuyas funciones principales son formar iones disueltos y constituir 
compuestos esenciales. El equilibrio de iones y minerales regula la actividad de muchas 
enzimas, conserva el equilibrio de ácidos, bases, presión osmótica y facilita el transporte de 
diferentes compuestos, dentro de las vitaminas encontramos la tiamina (B1), riboflavina (B2), 
niacina (B3), cianocobalamina (B12), pirodixina (B6) (Gil, 2010). 
 
1.2.3. Métodos de conservación de carne 
 
Algunos de los métodos de conservación de los productos cárnicos son los siguientes: 
 
a) Salado: La salazón consiste en la adición de sal común a la carne o a otros productos de 
origen animal. Puede llevarse a cabo por inmersión o por contacto directo con capas de sal. 
Cuando la carne se encuentra inmersa en la salmuera, la penetración de sales está 
relacionada con el equilibrio entre la concentración en el interior y la concentración de la 
solución de salmuera (Aliño et al., 2010). Como consecuencia de ello, producen una 
disminución de la cantidad de agua disponible para las reacciones de degradación por las 
enzimas y los microorganismos (Cárcel et al., 2007). Esta falta de agua provocala reducción 
o incluso la interrupción total de los procesos vitales, es decir, a concentraciones altas de sal, 
penetran los iones, alterando el metabolismo celular, por lo que es de suponer que también 
perjudican a las células bacterianas por este efecto. 
 
b) Curado: Por curado se entiende la adición de agentes curantes (nitratos y nitritos) a la 
carne con el fin de incrementar su capacidad de conservación, así como para conferirle un 
 
17 
 
color típico y un aroma característico. Durante el proceso de curado también se le añade, en 
menor o mayor concentración, sal común. El nitrato como tal no posee ningún efecto inhibidor 
de los microorganismos, pues es una fuente de oxígeno para estos, por lo cual el nitrato se 
reduce a nitrito. El curado mediante nitrito exige, por tanto, que se desarrollen unos 
determinados tipos de microorganismos específicos (nitratos reductores) (Escobar, 1994). 
 
En lo que se refiere a los métodos físicos, la congelación o refrigeración son los más 
empleados para productos de origen animal por su facilidad de manipulación, el empleo del 
frio permite mantener sus cualidades en cuanto a color, sabor, apariencia, textura; la 
degradación es más lenta o casi nula ya que impide el desarrollo de microorganismos y 
bacterias. 
 
c) Congelación 
 
La congelación es la forma más segura y eficiente para mantener la calidad de la carne en 
almacenamientos a largo plazo (Lee et al., 2008). La congelación se puede llevar a cabo a 
través de diversos métodos; los más comunes en la industria incluyen congelación por aire, 
placas de congelación y líquidos criogénicos ya sea por inmersión o spray (Fabre et al., 
2014). 
 
El proceso de congelación inicia con la transformación en cristales de hielo del líquido que 
rodea las células, tal como se observa en la Figura 13a, como consecuencia de ello se 
produce una difusión de agua del interior al exterior siendo más intenso a temperaturas entre 
-4 y -10°C. El agua libre que rodea las células del alimento es la primera que cristaliza en la 
congelación lenta; en cuanto se destruye el equilibrio, el agua en el interior de las células del 
alimento empieza a salir de éstas, destruyendo la pared celular, como se aprecia en la Figura 
13b. Cuanto más largo es el tiempo de congelación, mayor es la destrucción de las células. 
Finalmente, los cristales de hielo se hacen tan grandes que las células se rompen 
completamente, como se observa en la Figura 13c, debido a la formación de cristales de 
hielo irregulares y relativamente grandes, lo que provoca daños de las células causando un 
deterioro estructural que se ve reflejado en la pérdida de agua cuando el producto se 
descongela o se recalienta (Zhu et al., 2004; Fellows, 2000). 
 
Debido a las razones explicadas anteriormente, el proceso de congelación debe transcurrir 
lo más rápidamente posible para alcanzar una calidad elevada del producto. Utilizando la 
congelación criogénica que se logra a temperaturas más bajas y tiempos menores, la 
cristalización se desarrolla también en el plasma celular, el agua dentro y fuera de las células 
se congela a la misma velocidad, asegurando que la célula permanece intacta, tal como 
aparece en la Figura 13d, por lo que el alimento conserva su frescor, sabor y textura como si 
no hubiera sido congelado. 
 
 
 
 
 
18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13 .Formación de cristales durante la congelación lenta (a, b y c) y congelación rápida (d) 
Fuente: http://es.scribd.com/doc/143054773/Guia-Basica-Del-Frigorista#scribd (2014). 
 
La congelación criogénica es el sistema idóneo para conservar un producto. Mediante la 
utilización de nitrógeno líquido ya sea de manera directa (imersión) o indirecta (en placas), 
se consiguen grandes velocidades de enfriamiento y debido a su bajo punto de ebullición, 
que a presión atmosférica es de –196 ºC y a su elevada potencia frigorífica de 75 kcal/L, se 
obtiene una refrigeración continua y completa en pocos minutos, sin dañar la estructura 
celular del producto. Además, su condición de gas químicamente inerte no produce 
alteraciones bacteriológicas en los productos alimenticios. (Barreiro y Sandoval, 2006). 
 
El proceso de congelación está formado por dos etapas: la precongelación, que es el período 
desde el comienzo del enfriamiento hasta que comienza a cristalizarse el agua y la 
congelación, que es el período durante el cual la temperatura del material es más o menos 
constante (cambio de fase) si la sustancia es pura. Antes de iniciar la congelación puede 
existir un ligero subenfriamiento seguido de un incremento de temperatura hasta el punto de 
fusión o congelación del material; luego que los materiales se congelan por completo sigue 
un descenso de temperatura aproximadamente lineal, causado por el retiro de calor sensible 
del producto sólido, fase que concluye cuando el material alcanza la temperatura del medio 
refrigerante tal como se observa en la Figura 14 (Orrego, 2003). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 14. Esquema de curva de congelación 
Fuente: Orrego, 2003. 
 
a) b) c) d) 
 
19 
 
Mientras que el agua pura tiene un único punto inicial de congelación, los productos 
alimenticios (ya que tienen entre 10 y 30% de sustancias distintas de agua) tienen un 
intervalo de éste debido a que en el agua se encuentran componentes diluidos lo que reduce 
su punto de congelación, ya que el calor latente se libera gradualmente (James et. al., 2005; 
Mannapperuma y Singh, 1998). En la carne de cerdo, el punto inicial de congelación se 
encuentra entre -1.5 y -1.8 °C (Moreno, 2006). 
 
1.3. Deshidratación osmótica 
Consiste en la remoción de una parte del agua contenida en los alimentos sólidos mediante 
su inmersión en soluciones hipertónicas (concentradas), que poseen una mayor presión 
osmótica y menor actividad de agua que el alimento en cuestión (Rastogi et al., 2002). 
Como se observa en la Figura 15, la deshidratación osmótica es un proceso de transferencia 
simultánea de agua y solutos que conduce a mayor concentración de solutos y menor 
contenido de agua en el alimento, lográndose determinada relación pérdida de 
agua/ganancia de solutos que depende de las condiciones del proceso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15. Proceso de difusión en la deshidratación osmótica 
Fuente: http://1.bp.blogspot.com/-
MoUhqwbr52M/UIwQZOF1BYI/AAAAAAAAAwc/Dn4k9kApZIs/s320/brining-diagram.jpg (2015). 
 
Además se produce modificaciones estructurales en los tejidos que, por lo general, son 
ventajosas para el producto deshidratado final. La fuerza impulsora para la difusión del agua 
desde los tejidos a la solución es la diferencia de presión osmótica entre el alimento y la 
solución, debido al gradiente de concentraciones. 
Esta operación unitaria se rige bajo fenómenos de transferencia difusional debido al 
fenómeno de osmosis que permite la movilidad (Betancourt, 2003), se dice que la DO es una 
difusión pasiva, que se caracteriza por el paso de agua desde una zona de menor a una zona 
de mayor concentración. La ósmosis es el desplazamiento de moléculas de solvente a través 
de una membrana semipermeable desde una región hacia otra del mismo soluto, por acción 
de las diferencias de presión osmótica y de concentración que poseen estas soluciones, El 
 
20 
 
proceso finaliza cuando se igualan los potenciales químicos en ambos lados, dependiendo 
principalmente de la reducción de la actividad de agua (aw). Por lo tanto ciertos materiales, 
incluidas muchas membranas de sistemas biológicos actúan como barreras semipermeables 
(Welti, Velez y Barbosa, 2010). 
 
La deshidratación osmótica se basa en la ósmosis para remover agua del alimento. Esta 
remoción se da generalmente por difusión. La difusión de agua u otros fluidoso gases a 
través de sistemas no biológicos homogéneos es fácil de describir y modelar 
matemáticamente. La complejidad se da cuando el medio en el que el agua se difunde es 
muy heterogéneo y presenta cambios durante el desarrollo de la difusión. Los alimentos son 
sistemas biológicos heterogéneos, por lo tanto, el curso que sigue el agua durante la difusión 
y la velocidad de deshidratación son muy variables y dependen de la constitución tisular y de 
la disposición celular de la estructura del alimento 
. 
Se propone que el frente de deshidratación se desplaza durante el proceso hacia el centro 
del alimento. El paso de este frente a través del alimento provoca una desintegración celular 
en la región deshidratada. El agua es transportada a través de tres regiones definidas y con 
características propias y distintas. El agua se difunde desde el centro del material hacia el 
frente de deshidratación, luego hay difusión a través del frente y, finalmente, difusión de agua 
en la sección del material tratado osmóticamente 
 
En principio, el agua se difunde de la capa exterior de la muestra hacia el medio osmótico. 
Esto genera una presión osmótica en la superficie del alimento, la cual tiende hacia un valor 
crítico. Una vez alcanzado dicho valor, la membrana celular se rompe y la célula se encoge. 
Como consecuencia, hay una reducción desmesurada en la proporción de células intactas. 
Al proseguir con la deshidratación osmótica, el frente de deshidratación ∆x continúa 
desplazándose hacia el centro del alimento. La característica principal de este frente es que 
el proceso de deshidratación que se da ahí es muy rápido debido a la presión osmótica 
ejercida por la concentración de la solución 
 
1.3.1. Variables que afectan la deshidratación osmótica 
 
a) Concentración de la solución. Tanto la transferencia de masa por difusión como los 
gradientes de presión osmótica, están relacionados directamente con la concentración de 
solutos en la solución osmótica. Además, ésta, tiene una influencia considerable en la 
viscosidad de la solución y, por ende, en el movimiento que pueden tener las moléculas 
durante el proceso (Barat, Fito y Chirald, 2001). 
. 
b) Relación de solución / alimento. La relación solución osmótica/alimento expresa la 
cantidad de solución requerida por unidad de peso del alimento a procesar. Este factor es 
importante ya que, a medida que transcurre la deshidratación osmótica y los solutos van 
penetrando al alimento, la solución va disminuyendo su concentración de solutos, lo cual 
reduce de modo gradual el gradiente osmótico y así, la velocidad de transferencia de masa. 
Cuando se utilizan grandes volúmenes de solución en relación con la masa del producto, el 
 
21 
 
gradiente de concentración no disminuye notablemente, por lo que la velocidad de 
transferencia del soluto no se ve afectada, sin embargo esto puede incrementar los costos 
del proceso. En la práctica es común utilizar relaciones masa de solución osmótica: masa de 
producto entre 3:1 a 5:1 para diversos alimentos, en tejidos animales generalmente se utiliza 
4:1 (Suca, 2007). 
 
c) Agitación. La agitación es una operación física que hace más uniforme al fluido, 
generando una distribución homogénea de las propiedades del sistema. En la deshidratación 
osmótica, normalmente se lleva a cabo una agitación de la solución para reducir y evitar la 
resistencia externa del sistema osmótico y para incrementar la pérdida de agua (Campos y 
Flores, 2012), esto se logra creando un flujo turbulento que provoca una difusión mayor, ya 
que el equilibrio se rompe, por lo que la pérdida de humedad se ve beneficiada. 
 
d) Tiempo de inmersión. El tiempo de inmersión (hasta alcanzar el equilibrio) es una 
variable importante para definir la cantidad de agua removida y/o la cantidad de sólidos 
ganados. Se ha observado que la velocidad de remoción de agua es mayor que la de 
penetración del soluto, lo cual puede aprovecharse cuando se desea remover agua sin 
adicionar grandes cantidades de soluto en el producto. El tiempo requerido para obtener un 
nivel de concentración de sólidos específico en un alimento durante la deshidratación 
osmótica varía mucho, depende de muchos factores y puede ir de 1 a 18 horas. La mayor 
tasa de transferencia de agua, desde el tejido hacia el medio, ocurre hasta las 2 a 3 primeras 
horas de inmersión, después, la diferencia en el contenido de agua entre el producto y la 
solución osmótica tiende a cero, hasta que eventualmente alcanza un estado de equilibrio 
dinámico de transferencia molecular (Rahman y Perera, 1996), por lo que la transferencia de 
masa no se favorece, es por ello que para tejidos animales se emplean tiempos de 3 a 4 
horas, para asegurar la mayor pérdida de humedad. 
 
e) Tipos de solutos osmóticos y otros aditivos: La correcta elección del soluto osmótico 
depende de diversos factores, como es el costo del soluto y el grado con que deprimen la 
actividad de agua, así como su grado de solubilidad del soluto en agua. Dado su capacidad 
de reducción de actividad de agua, fijación de color, pH y peso molecular, las sales más 
utilizadas en la deshidratación osmótica de carne de cerdo son el cloruro de calcio, cloruro 
de sodio y cloruro de potasio. 
 
Cloruro de sodio (NaCl): 
 
El cloruro de sodio es un compuesto iónico formado por un catión sodio (Na+) y un anión 
cloruro (Cl-), con un peso molecular de 58.4 g/mol. El cloruro de sodio como la mayoría de 
las sales iónicas confiere propiedades coligativas a sus disoluciones, es decir es capaz de 
variar la presión de vapor de la disolución, elevar el punto de ebullición y descender el punto 
de congelación según su concentración molar (Belitz y Grosch, 1997). Una de las funciones 
del NaCl en los productos cárnicos es extraer proteínas miofibrilares. La extracción y 
solubilización de estas proteínas musculares contribuye a la unión de la estructura de la 
carne, emulsificación de grasa, y la capacidad de retención de agua, y por lo tanto, mejora 
 
22 
 
la calidad y textura (Sofos, 1986). La concentración de NaCl afecta la dirección de transporte 
de la humedad, así como el estado de equilibrio (Cheng y Sun, 2008). Un bajo contenido de 
NaCl en la carne aumenta la capacidad de retención de agua (CRA) (Nguyen et al., 2010), 
un fenómeno conocido como ''salting-in”' que está vinculado a la red de proteína. Sin 
embargo, un alto contenido de NaCl en la carne podrían también provocar una disminución 
en la CRA, probablemente debido a la insolubilización de proteínas ('' salting-out '') (Graiver 
et al., 2009). Por lo tanto, la concentración de NaCl no sólo puede afectar a gradientes 
químicos, sino también la CRA, afectando así a la magnitud de transporte de masa. 
 
Cloruro de calcio (CaCl2): 
 
El cloruro cálcico o cloruro de calcio es un compuesto químico, inorgánico, que en contacto 
con agua genera una reacción exotérmica, posee un peso molecular de 110.986 g/mol. Es 
un agente de firmeza y regulador de acidez debido a la formación de pectatos de calcio 
insoluble que interaccionan con grupos hidroxilos o radicales libres en la carne. El cloruro de 
calcio se utiliza como tratamiento pre o post rigor en el tejido muscular, siendo eficaz para 
mejorar la terneza de la carne (Gerelt et al., 2002; Boleman et al., 1995; Wheeler. Crouse y 
Koohmaraie, 1992). Diversos autores han utilizado al cloruro de calcio en tratamientos como 
marinado, inyección, infusión y deshidratación osmótica (Whipple, Koohmaraie y Landsdell, 
1994; Morgan et al., 1991; Wheeler et al., 1993), determinando que los cambios en la carne 
se deben a la activación de las enzimas de calpaína, provocando mejoras de la terneza de 
la carne. La eficiencia de este compuesto está estrechamente relacionada a su concentración 
(Polidori et al., 2000). 
 
Un aspecto importante en el uso de sales es la densidad de carga y la fuerza iónica. La fuerzaiónica, es una medida adecuada del efecto de las interacciones, ion-ion y ion-solvente, en 
una solución electrolítica. La fuerza iónica se define como un medio de la sumatoria de la 
concentración molar (o molal) de cada tipo de ión (por ejemplo, es crítico para la solubilización 
y/o extracción de algunas proteínas. Una fuerza iónica de 0.5 o más, hará que miofibrillas 
musculares comiencen a hincharse o solubilizarse las proteínas, a causa de las sales que 
modifican el punto isoeléctrico; además de ello se genera el efecto esponja, el cual es la 
contracción e hinchazón de los músculos de la carne a causa de la interacción con las sales. 
Por ejemplo, en el caso del NaCl el ion Cl- va a interactuar con proteínas para aumentar las 
cargas eléctricas negativas, ocasionando un aumento en las propiedades de unión de agua 
ya que permite una mayor interacción, por lo que hay una mayor afinidad por el agua (Hamm, 
1986). 
 
f) Naturaleza y geometría: Los alimentos frescos son derivados de organismos vivos, que 
están compuestos por células. La estructura de las células es uno de los factores que 
contribuyen a las características texturales. La variabilidad observada en los alimentos está 
relacionada principalmente con la compactación del tejido, contenido inicial de sólidos 
solubles e insolubles, espacios intercelulares y presencia de gas. Por ejemplo, la 
compactación está directamente relacionada con la densidad aparente y ésta, a su vez, tiene 
que ver con la porosidad. Se ha demostrado que una mayor porosidad y permeabilidad del 
 
23 
 
tejido, aumenta la velocidad de transferencia de masa. La geometría y el tamaño son 
fundamentales para una adecuada velocidad de deshidratación, ya que hay un área mayor 
expuesta al medio osmótico por unidad de peso, su importancia radica en que variará la 
superficie por unidad de volumen expuesta a la difusión (Barat, Fito y Chiralt, 2001). 
 
1.3.2. Transferencia de masa durante la DO 
 
Durante la deshidratación osmótica, la cinética de deshidratación se describe generalmente 
a través de los términos: pérdida de agua (WL), ganancia de sólidos (SG) y reducción de 
peso (WR). El agua en la carne puede ser transportada simultáneamente por difusión 
molecular, difusión líquida, flujo hidrodinámico, transporte capilar y difusión superficial. 
Frecuentemente, ocurre transporte de agua por combinación de estos mecanismos debido a 
la complejidad mencionada de la estructura del tejido. Entonces, la cinética de la 
transferencia de masa depende de la estructura tisular del alimento así como de los 
parámetros de proceso (Azuara, et al., 1992), la rapidez de los diferentes procesos depende 
de la velocidad del transporte de masa en la interfase y en el medio exterior por medio de los 
coeficientes de transferencia. 
 
La transferencia de masa, puede definirse como el transporte de un componente de una fase 
a otra, este transporte está gobernado por la tendencia del componente a dejar la fase, lo 
cual se denomina potencial químico (µ), que es la capacidad de un componente para 
experimentar un cambio en el sistema (Gekas, 2001). Matemáticamente, el potencial químico 
puede definirse en términos de la energía libre de Gibbs (G) teniendo como variables 
independientes a la temperatura, presión y cantidad de sustancia, expresado en la Ecuación 
1. 
𝜇 = (
𝜕𝐺
𝜕𝑛
)
𝑇,𝑃,𝑛𝑗≠𝑖
 (1) 
 
El sentido físico del potencial químico es la variación de la energía libre del sistema 
correspondiente a un cambio infinitesimal en el número de moles del constituyente i cuando 
la presión, temperatura y cantidad de sustancia se mantienen constantes, por lo que un 
sistema está en equilibrio cuando el potencial químico es constante en todos sus puntos, 
cuando no es así, la diferencia de µ actúa como fuerza impulsora para la transferencia de 
masa del componente i desde el punto de mayor µ hacia el menor hasta que ambos se 
igualan. 
 
En los alimentos, los mecanismos por los que ocurre la migración de componentes son 
complejos, sin embargo, el modelo que describe la forma en que la materia se transfiere es 
el modelo de difusión molecular. Tal proceso puede describirse utilizando la ley de difusión 
de Fick, que se muestra en la Ecuación 2, la cual propone que el flujo de materia de un 
componente por unidad de área es proporcional al gradiente de su concentración (Singh y 
Heldman, 1998). 
 
 
24 
 
𝑚𝐵
𝐴
= −𝐷 
𝜕𝐶
𝜕𝑥
 (2) 
Donde 
𝑚𝐵= flujo masico del componente (kg/h) 
C= concentración del componente (kg/m3) 
D= coeficiente de difusión (m2/s) 
A= área (m2) 
A partir de la primera ley de Fick y realizando un balance de materia en estado no 
estacionario, se deduce la segunda ley de Fick, que establece en forma diferencial la relación 
entre el tiempo y la concentración de un punto dado (Martínez et al., 1999), que se observa 
en la Ecuación 3. 
 
𝜕𝐶
𝜕𝑡
= 𝐷
𝜕2𝐶
𝜕𝑥2
+
𝜕2𝐶
𝜕𝑦2
+
𝜕2𝐶
𝜕𝑧2
 (3) 
Dónde: 
C = concentración (kg/m3) 
t = tiempo (s) 
D = coeficiente de difusión (m2/s) 
 
La solución a la ecuación anterior es posible a partir de algunas condiciones de entorno 
como: concentración inicial de los componentes, sistema homogéneo y difusividad constante 
en el intervalo de concentración empleado. Generalmente la soluciones a la ecuación se han 
realizado en flujo unidireccional para diversas geometrías como lámina, cilindro y esfera 
(Crank, 1975). 
 
Dado que los modelos de Fick no son necesariamente representativos de los mecanismos 
de difusión de agua presentes en los alimentos, el coeficiente de difusión se denomina 
aparente o efectivo (Def), ya que hay diversos factores que afectan los valores en el 
coeficiente de difusión. 
 
Los coeficientes de difusión en la carne han sido estudiados por diversos autores: Gou, 
Comaposada y Arnau (2003) evaluaron el efecto a bajas concentraciones de NaCl en el 
musculo de cerdo Gluteus medius con geometría de lámina; Graiver et al. (2006), por su 
parte, evaluaron el tejido de cerdo Longissimus dorsi en geometría de cilindros empleando 
soluciones de NaCl a diversas concentraciones y diversos tiempos de inmersión, 
encontrando efectos a causa de cambios en la microestructura de las fibras observado por 
microscopia electrónica de barrido (SEM), Vestergaard, Risum y Adler (2004), analizaron 
efectos por medio de tomografías, Siró et al. (2009), emplearon el uso de ultrasonido en 
placas de Longissimus dorsi, Sabadini et al. (1998), McDonnell et al. (2013) entre otros, han 
estudiado la transferencia de masa en carne, sobre todo en el caso de soluciones con NaCl 
a diferentes concentraciones. Sin embargo, pese a la complejidad de los mecanismos de 
transferencia de masa y su comprensión, es difícil el desarrollo de aplicaciones industriales. 
 
 
 
 
 
25 
 
1.4. Ultrasonido (US) 
 
El ultrasonido, es una forma de energía de vibración mecánica en un sólido o fluido a una 
frecuencia superior a la máxima audible al oído humano (16-18 kHz) (Leighton, 2007). Las 
aplicaciones de ultrasonido se clasifican en dos grupos: de baja potencia (<10 W), que 
implican uso de frecuencias de 2 a 10 MHz, y de alta potencia (>100 W), que se realizan a 
frecuencia de 20 kHz a 100 kHz (McClements, 1995). La eficiencia de estos tratamientos 
depende de parámetros acústicos como frecuencia, intensidad, duración del tratamiento y 
temperatura (Jayasooriya et al., 2004). Los baños ultrasónicos son la fuente de ultrasonido 
que más se han empleado en la mayoría de los trabajos experimentales. El ultrasonido es 
cada vez más popular en la industria de alimentos, para supervisar un proceso o producto, 
como pretratamiento o como método alternativo. Los procesos están controlados