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“ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 143 ESTUDIO COMPARATIVO DE TRES TIPOS DE ENLATADOS DE CARNE DE VACUNO (BOS TAURUS) THE COMPATRATIVE STUDY OF THREE TYPES OF BEEF CANNING (BOS TAURUS) Juan Francisco Robles Ruiz1 RESUMEN El presente trabajo consistió en comparar tres procesos de elaboración de enlatado de carne de vacuno (Bos taurus), determinar el valor F0 y evaluar físico-química, microbiológica y sensorialmente los productos obtenidos de cada proceso. La evaluación se hizo: de la siguiente manera: - Las formulaciones más adecuadas: Curado, el mejor tratamiento fue el IV (Sal 100g., azúcar 35g., polvo de praga 33g., Temperatura 4º - 6ºC y Tiempo 3 días); Salsa, se obtuvo mejor resultado con el tratamiento II (1% de espesante, TC300 y TC 600); Pre-cocinamiento, no hubo diferencias significativas entre los tres tipos de cortes (pierna, brazuelo y lomo). - Respecto a las operaciones del flujo de procesamiento, se determinaron los siguientes valores: F0 de 3,06 (Primer producto), F0 de 3,05 (Segundo producto), F0 de 2,84 (Tercer producto). - Respecto al control de calidad: Evaluación organoléptica, los tres productos son calificados como buenos y muy buenos (color, sabor y Textura). Evaluación Físico-química, el primero y especialmente el segundo producto son alimentos con alto contenido proteico, mientras que el tercero es de calidad proteica inferior. Evaluación Microbiológica, no se detectaron esporas de microorganismos en ninguno de los productos. Palabras clave: evaluación, control de calidad. 1 Ingeniero en Industrias Alimentarias por la Universidad Nacional Agraria de la Selva, Maestría en Ciencias por la Universidad Nacional de Trujillo, Doctor (c) en Ciencias Ambientales por la Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo, profesor en las Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo y en la Universidad Señor de Sipán. “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 144 ABSTRACT This research consists on comparing three different process to elaborate the canned process (Bos Taurus), to determine the value F0 and, to evaluate the obtained products of each process in a physically, chemically, microbiologically and in a sensory way. This research was evaluated according to the following: - The more adequate formulation: Cured, the best treatment was the IV one (salt 100g. sugar 35g, praga powder 33g. the temperature was 4º - 6º C and the time 3 days); Sauce, the best result was obtained with the treatment II (1% of thickener TC 300 and TC 600); pre-cooking, there was no significant differences among the three types of cuts (leg, arm and back) - Respect to the operations of the flow of the process, the following values were determine: F0 of 3,06(first product), F0 of 3,05 (second product) and F0 of 2,84 (third product) - With respect to the quality of control; organoleptic evaluation; the three products are qualified as good and very good ones (colour, taste and texture). Physic-chemistry evaluation, the first and the second product mainly are food with a high protein content, whereas the third one in of a less protein content. Microbiology Evaluation, spores of micro organism were not detected in any of these products. Key words: evaluation, quality of control I. INTRODUCCIÓN La carne ha formado parte de la dieta humana desde la pre-historia, con la aparición de la caza. Posteriormente, la cría de animales domésticos se convierte en una parte importante de la agricultura. A pesar de que en el mundo moderno se están desarrollando culturas vegetarianas estrictas, las limitaciones más importantes en el consumo de carne todavía se deben a consideraciones económicas. La naturaleza perecedera de la carne e inicialmente su alta estacionalidad llevó al desarrollo de los primeros métodos de conservación; más tarde el costo relativamente alto de la carne y las demandas de una población creciente, dieron lugar al desarrollo de productos, incluidos los embutidos y pasteles de carne que permiten la utilización de absolutamente todas las partes del animal. Estos dos factores uno tras otro, han dado lugar al desarrollo de una gran industria de productos cárnicos, que hoy tiene una importancia económica consistente. La zona de Cajamarca es considerada como una de las mejores cuencas lecheras del país y, por lo tanto, de carne de vacuno. En la actualidad no se ha desarrollado una tecnología para el aprovechamiento de la carne de vacuno en Cajamarca, no obstante la existencia de buenas perspectivas de mercado nacional e internacional. “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 145 Desarrollar una tecnología de aprovechamiento de la carne utilizando insumos de la región es importante, por cuanto generaría un valor agregado que contribuiría al desarrollo de la ganadería local. Es por eso que el trabajo de investigación tiene por objetivos: - Comparar tres procesos de elaboración de enlatado de carne de vacuno. - Determinar el valor F0 del mejor enlatado de carne de vacuno. - Evaluar física, química, microbiológica y sensorialmente el producto acabado. II. MATERIALES Y MÉTODOS El presente trabajo de investigación se llevó a cabo en el Laboratorio de Control de Calidad de la Facultad de Ingeniería - Carrera Profesional de Ingeniería en Industrias Alimentarias - UPAGU. A. MATERIAL BIOLÓGICO Carne fresca de vacunos (capones de más de dos años y madres de saca de más de siete años). B. ESQUEMA GENERAL 1. Determinación de las formulaciones para cada uno de los productos “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 146 • Curado de la carne: Cuadro Nº 1. Cuadro Nº 1. Formulaciones empleadas en el curado de las muestras de carne. Para 200 gr. de carne en ¼ L. de salmuera. Ingredientes y características del curado Tratamientos I II III IV V VI Sal, g Nitrato de Na, g Nitrito de Na, g Polvo de Praga, g Salitre, g Azúcar, g Concent., ºBe Temperatura, ºC Tiempo, días 100 100 100 180 100 25 0.1 5 25 0.5 33 10 1 10 25 35 10.6 10º 10º 10º 10º 10º 10º 4-6º 4-6º 4-6º 4-6º 4-6º 4-6º 5 3 2 3 3 15 Inmersión 4 a 8 hr. Maduración “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 147 • Formulación de las salsas (primer y segundo producto): Cuadro Nº 2 y Nº 3. Cuadro Nº 2. Ingredientes probados en formulación de la sal del primer producto. Tratamie ntos Ingredientes (%) Pasta de tomate(1) Azúcar Almidón de papa TC600 (2) TC300 (2) Agua Especia s Patrón I II III IV V VI 20.51 21 2121 21 21 21 7.32 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 4.29 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 -- 0.5 1.0 1.5 --- --- --- --- --- --- --- 0.5 1.5 1.5 62.69 61.3 60.8 60.3 61.3 60.8 60.3 5.19 5.3 5.3 5.3 5.3 5.3 5.3 (1) Pasta de tomate, producto comercial (2) TC600 y TC 300 son denominaciones comerciales del compuesto Carboximetilcelulosa sódica de diferente grado de polimerización, cuyo análisis típico es: 92% de éter celulósico, 8% de humedad, 0.5% de cloruro sódico. (3) Ajos+aceite, en una proporción de ¼. “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 148 Cuadro Nº 3. Ingredientes utilizados en la preparación de la salsa para el segundo producto. Ingredientes Porcentajes (%) Salsa Shoyu (1) Azúcar Almidón de papa Agua Sazonador (2) 20 18 8 53 1 (1) Producto comercial cuyo análisis típico es: 78.3% de humedad, 0.79% de proteína, 13.87% de ceniza y 12.51% (2) Glutamato monosódico • Formulación del tercer producto: Cuadro Nº 4. Cuadro Nº 4. Ingredientes para la preparación del Tercer producto Ingredientes Porcentajes (%) Carne Papas Zanahorias Arvejitas Salsa + 29 a 29.3 16 a 16.3 9.5 a 9.6 9.5 a 9.6 35.5 a 35.7 Ingredientes: cebolla (54.62%), ají (3.15%), Achiote (1.34%), Pimienta negra molida (0.18%), Laurel (0.08%), Aljos (2.23%), Aceite (36.6%), Sal común (0.70%), Glutamato monosódico (1.10%). 2. Evaluación de los Factores que intervienen en cada operación del flujo de Procesamiento “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 149 Operaciones fundamentales del flujo de procesamiento: Selección y clasificación (carne), limpieza, curado, cortado, pre-cocinamiento y escaldado, llenado, evacuado sellado, esterilización térmica, enfriado, limpieza y almacenamiento. 3. Control de calidad de los productos procesados: Análisis Organolépticos, Físico-Químicos y Microbiológicos a. Evaluación Organoléptica en productos procesados: esquema de Karlsruche para productos cárnicos enlatados (Heinz y Reuter, 1971). b. Análisis Físico-Químicos - Determinación del vacío y pH en los productos procesados - Determinación de la Composición Química de los productos procesados: humedad, proteína, grasa, ceniza e hidrataos de carbono (A.O.A.C., 1997). c. Análisis Microbiológicos Con el fin de establecer su inocuidad para el consumo humano y predecir su estabilidad en almacenamiento (Mossel, 1985). “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 150 IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN A. PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA E INGREDIENTES 1. Curado de la Carne (Cuadro Nº 5 Cuadro Nº 5. Tiempo de curado y contenido residual de nitritos de las muestras Tratamientos Tiempo de curado días Niveles de contenido residual de NO2 mg/1000g 1 50 100 150 2000 Rosa Rojo Violeta Rojizo I II III IV V VI + de 4 + de 4 3 2 2 - de 1 --------- Retirado del estudio----------------------- -Retirado del estudio------------- --→ -------→ ---------------→ ----→ Se observó una notable variación que podría deberse a la presencia inicial de nitritos y el nivel de ellos en las salmueras, lo que determinaría una simplificación de las reacciones químicas del esquema de curado, ya que la reducción de nitritos ha sido obviado (tratamientos IV, V, y VI). Los tratamientos I y II, retirados de toda evaluación posterior por haber presentado inconvenientes en el curado tales como: tiempos a más de 4 días, no deseables en el presente estudio, y coloraciones rosadas muy pálidas que tendían a decolorarse rápidamente a un color grisáceo. “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 151 Cuadro Nº 6. Calificación organoléptica de las muestras curadas por comparación de tratamientos entre ellos Caracteres Sabor Color Tratamientos III IV V VI VII IV V VI Suma de grados 32 26 31 31 29 27 30 36 Suma de grados requeridos para obtener significación al nivel de 5% (P<0.05) para cuatro tratamientos y las repeticiones según Tabla: 21 – 39. En el Cuadro Nº 6 se indica ausencia de diferencia estadística entre los tratamientos (se utilizó para trabajos posteriores el tratamiento IV). 2. Formulación de las Salsas a. Salsa del primer producto En la Gráfico Nº 1 se observa gran descenso de la consistencia de la salsa patrón, como consecuencia del tratamiento de esterilización comercial y calentamiento adicionales. La salsa recién preparada presenta un flujo de 0.60 cm/s., y este flujo aumenta a 0.95 cm/s debido a un calentamiento a 38°C+- 1.5°C lo que indica una disminución de la consistencia. “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 152 0 1 2 3 4 5 0,5 1 1,5 Concentración de espesantes (%) C on si st en ci a (c m /s ) TC 300 TC 600 Gráfico Nº 1. Consistencia de muestras de salsa para el primer producto después de la esterilización comercial. Sin embargo, se observa cierto margen de preferencia favorable a los tratamientos II y III, respecto a su consistencia; y en los tratamientos II y V, respecto a sabor. El tratamiento II fue seleccionado para los estudios posteriores debido a estas últimas consideraciones. Los resultados estadísticos de la evaluación organoléptica demuestran que no es necesario llegar a la misma consistencia de la salsa patrón para lograr su aceptación (Cuadro Nº 7). “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 153 Cuadro Nº 7. Calificación organoléptica de salsas para el primer producto por comparación de un tratamiento contra otros. Caracteres Consistencia Sabor Tratamientos P II III V VI P II III V VI Suma de grados 28 33 35 44 36 31 36 40 35 38 Suma de grados requeridos para obtener significación al nivel de 5% (P<0.05) para cinco tratamientos y 12 repeticiones según Tabla: 28 – 44. b. Segundo producto En el Cuadro Nº 8 se puede concluir que no existe diferencia significativa entre los atributos considerados para la muestra y el patrón, lo que garantizaría una amplia aceptación de la muestra. Cuadro Nº 8. Calificación organoléptica del segundo producto por compasión de un producto contra otro Caracteres Sabor Aspecto general Tratamientos P M P M Suma de grados 21 15 19 17 Suma de grados requeridos para obtener significación al nivel de 5% (P<0.05) para cinco tratamientos y 12 repeticiones según Tabla: 15 – 21. P: Patrón “Conserva Sunyo” M: Muestra “ESTUDIOS EMPRESARIALES”Juan Francisco Robles Ruiz 154 3. Del Pre-cocinamiento de la carne curada Los resultados de las pérdidas de jugos de la carne curada por pre-cocinamiento y por proceso de esterilización comercial se presentan en las Gráficos Nº 2 y Nº 3. 0 10 20 30 40 50 60 1 3 5 7 9 11 13 Tiempo (min.) Pé rd id as p or pr ec oc in am ie nt o (% ) 7,5 9 12 Gráfico Nº 2. Pérdidas de peso como consecuencia del precocinamiento de las muestras de carne 40 45 50 55 1 3 5 7 9 11 13 Tiempo (min.) Pé rd id as p or es te ril iz ac ió n (% ) 47,4 45,5 48 Gráfico Nº 3. Pérdida de peso como consecuencia de la esterilización comercial por 40 minutos de las muestras de carne precocinadas. “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 155 En general, para los tres tipos de cortes se observa un comportamiento bastante similar a los procesos de pre-cocinamiento y esterilización térmica. Esto indicaría que entre los músculos estudiados no existe mayor diferencia respecto a la retención de exudados. B. EVALUACIÓN DE LAS OPERACIONES DEL FLUJO DE PROCESAMIENTO a. Principales controles de las operaciones del proceso en la elaboración del primer y segundo producto: Sanitario, dimensiones, condiciones de curado: tiempo, temperatura y concentración de la salmuera, dimensiones, tiempo y temperatura, peso de componentes y peso neto de los productos, espacio libre superior, temperatura de sellado, cierre de las latas, tiempo y temperatura, tiempo y temperatura y condiciones externos finales de la lata. b. Principales controles de las operaciones del proceso en la elaboración del tercer producto: Sanitario, dimensiones, tiempo y temperatura, peso de componentes y peso neto de los productos, espacio libre superior, temperatura de sellado, cierre de las latas, tiempo y temperatura, tiempo y temperatura y condiciones externos finales de la lata. 2. Clasificación de la Carne a. Primera Categoría: lomo y parte superior de la pierna y brazuelo (primer y segundo producto). b. Segunda Categoría: Comprende carne de los cortes no considerados en la primera categoría, tampoco los músculos de la cabeza ni osobuco (tercer producto). 3. Operaciones de evacuado Los resultados obtenidos se muestran en el Cuadro Nº 9, habiéndose alcanzado un vacío de 7 pul de Hg medidos a 22°C+- 1°C. Cuadro Nº 9. Valores experimentales de vacío respecto a temperatura de sellado Productos Nº Lata Temperatura de sellado Vacío Pulg de Hg + Primero 211x109 78 7.0 “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 156 Segundo 211x109 Tercero 211x400 70 75 7.0 7.0 + Medición hecha a 22°C +- 1°C 4. De los parámetros de la esterilización comercial Como se observa en el Cuadro Nº 10 los valores de esterilización son ligeramente inferiores a los mencionados por The American Can. Co (1964) y Borrad (1965): 6 y 4.5 respectivamente; el último valor corresponde para productos enlatados con pH 5,0 y 6,0 y % de carbohidratos entre 4 a 12%; esto obedece a que se tomó como referencia en los cálculos el tiempo de destrucción térmica de un suspensión de esporas del microorganismo Clostridium botulinium (1.782 min para la temperatura estándar de 250°F y además por consideraciones dimensionales de los envases utilizados). También se observan valores muy similares de tiempo y valor de esterilización en el tercer producto respecto al hallado por Nickerson (1964), citado por Lawrie (1999): 56.5 min y 2.77 para F0 del proceso respectivamente para el mismo tipo de producto y tamaño de lata utilizando carne de vacuno. Cuadro Nº 10. Tiempos y valores de esterilización de los productos elaborados Productos Nº lata pH Tiempos Min. Carbohidratos FO Primero 211x109 Segundo 211x109 Tercero 211x400 5.51 5.94 5.83 39.4 38.8 59.2 8.15 8.53 8.68 3.06 3.05 2.84 “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 157 5. Rendimientos de la materia prima- producto procesado: (Cuadro Nº 11). Cuadro Nº 11. Rendimiento de materia prima-producto procesado. Componentes Kg/100 Latas Peso neto medio, g % de rendimientos Primer producto Lata Nº 211x 109 Carne Salsa Pimiento Cebolla 10.72 4.04 0.68 0.74 60 40 5 5 56.00 99.00 73.53 67.56 TOTAL 16.18 110 67.95 Segundo producto Lata Nº 211 x 109 Carne Salsa 12.50 4.04 70 40 56.00 99.00 TOTAL 16.54 110 66.51 Tercer producto Lata Nº 211 x 400 Carne Salsa Papas Zanahorias Arvejitas 11.74 11.12 7.74 4.06 6.06 90 110 50 30 30 76.66 99.00 64.59 63.19 49.50 TOTAL 41.40 310 74.34 “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 158 C. CONTROL DE CALIDAD DE LOS PRODUCTOS PROCESADOS 1. Evaluación organoléptica: Cuadro Nº 12. Cuadro Nº 12. Puntuación alcanzada en la evaluación organoléptica de los productos elaborados Productos Caracteres Primer Segundo Tercero Puntuación Individual Promedio Sabor Olor Color Textura Asp.General 8.3 8.0 8.1 7.0 8.0 8.4 8.0 7.7 7.0 8.3 8.5 8.0 8.0 8.6 8.3 Srx3+…+As.gen.x1 P.G = --------------------- 10 Puntuación global promedio 7.91 7.79 8.3 Los resultados de la evaluación organoléptica demuestran que es de esperar una operación favorable por parte del consumidor para los tres productos estudiados. Las características de color, olor y sabor corresponden a predicados comprendidos entre Bien y Muy bien, lo que demuestra las buenas características organolépticas de los tres productos procesados. 2. Análisis Físicos y Químicos a. Vacío y pH de los productos procesados: (Cuadro Nº 13). “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 159 Cuadro Nº 13. Vacío y pH de productos procesados. Productos Vacío Pulg.Hg a 22°C pH Primera Lata N° 211x109 Segunda Lata N° 211x109 Tercera. Lata N° 211x400 5.35 +/- 0.33 6.10 +/- 0.02 3.75 +/-1.21 5.51 +/- 0.02 5.94 +/- 0.02 5.83 +/- 0.04 Los valores de vacío en las latas de las pruebas finales difieren de los encontrados en las pruebas preliminares, que en todos los casos fue de 7 pulg de Hg, Cuadro Nº 9. La causa principal de esta variación puede ser las condiciones de operación por tratarse de una mayor producción de latas, lo que trae consigo mayor dificultad en la manipulación de los productos a enlatarse, así como también los controles de temperatura de llenado y sellado se hacen más críticos, factores todos que al final afectarán el grado de vacío en las latas. b. Composición química de los productos procesados: (Cuadro Nº 14). Desde el punto de vista de los componentes químicos se observa que el primer producto y especialmenteel segundo son alimentos con alto contenido proteico, mientras que el tercero es de calidad proteica inferior. “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 160 Cuadro Nº 14. Composición química de los productos elaborados Componentes Químicos Primer Producto Segundo Producto Tercer Producto Humedad % Proteína % Grasa % Ceniza % H. de carbono % 70.80 16.05 2.95 2.05 8.15 66.20 20.15 2.22 2.90 5.53 74.50 8.90 6.35 1.57 8.68 Calorías/100 g 127.15 133.70 127.47 Estos contenidos proteicos permiten inferir sobre el alto valor nutritivo proteico de los productos procesados en este experimento El valor calórico de los tres productos son bastantes similares, según se aprecia en el Cuadro Nº 14. 3. Análisis microbiológicos a. Primer producto, segundo producto y tercer producto - No se detectó esporas de microorganismos termófilos aerobios estrictos o facultativos. - No se detectó esporas de termófilos o mesófilos anaerobios. “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 161 V. CONCLUSIONES Sobre las bases de los resultados obtenidos podemos arribar a las siguientes conclusiones: - Respecto a las formulaciones más adecuadas para cada uno de los productos: Curado, el mejor tratamiento fue el IV, que tenía las características: Sal 100g., azúcar 35g., polvo de praga 33g. (mezcla de sal común, nitratos y nitritos de sodio), Temperatura 4º - 6ºC y Tiempo 3 días. Salsa, se obtuvo mejor resultado en sabor y consistencia (1,65 cm./s), con el tratamiento II (1% de espesante, TC300 y TC 600). Pre-cocinamiento, no hubo diferencias significativas entre los tres tipos de cortes (pierna, Brazuelo y lomo). En el tratamiento de esterilización (156 ºC/15lb.), la exudación es alrededor del 50%. - Respecto a las operaciones del flujo de procesamiento: Primer producto: Vacío 7,0 mm de Hg., pH de 5,51 , F0 de 3,06. Segundo producto: Vacío 7,0 mm de Hg., pH de 5,94 , F0 de 3,05. Tercer producto: Vacío 7,0 mm de Hg., pH de 5,83 , F0 de 2,84. - Respecto al control de calidad: Evaluación organoléptica Los tres productos son calificados como buenos y muy buenos en los caracteres evaluados (color, sabor y Textura). Evaluación Físico-química El primer y especialmente el segundo producto son alimentos con alto contenido proteico, mientras que el tercero es de calidad proteica inferior. Por lo tanto son de alto valor nutritivo. Evaluación Microbiológica No se detectaron esporas de microorganismos Termófilos aerobios estrictos o facultativos, ni esporas de Termófilos o Mesófilos anaerobios en ninguno de los productos. “ESTUDIOS EMPRESARIALES” Juan Francisco Robles Ruiz 162 VI. BIBLIOGRAFÍA ADACHI, R.; SHEFFER, L and SPECTOR, H. 1958. Food Res. 23, 21. ADRIAN, J; FRANGNE, R. 1990. La ciencia de los alimentos de la A a la Z. Zaragoza, Esp. Acribia. 317 p. ANZALDUA, M.A. 1994. La evaluación sensorial de los alimentos en la teoría y la práctica. Zaragoza, Esp. 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