Las pruebas organolépticas son críticas para que la carne cultivada replique las cualidades sensoriales de la carne convencional. Las métricas clave incluyen:
- Jugosidad: Medida utilizando Cromatografía de Gases-Espectrometría de Masas (GC-MS) y pruebas de pérdida de humedad durante la cocción. Los desafíos incluyen replicar el contenido de grasa y la retención de humedad.
- Suavidad: Evaluada con Análisis de Perfil de Textura (TPA) y Fuerza de Corte Warner-Bratzler (WBSF). La carne cultivada muestra potencial para lograr texturas más suaves.
- Sensación en boca y Textura: Analizada a través de reología y rigidez del andamiaje. Los productos actuales carecen de la complejidad fibrosa de los cortes enteros.
- Sabor y Aroma: Técnicas como GC-MS y narices electrónicas identifican compuestos clave, como los de la reacción de Maillard, para imitar sabores cárnicos.
Mientras que la carne cultivada lucha con la jugosidad y la complejidad del sabor, los avances en los sistemas de co-cultivo y los andamios que realzan el sabor están reduciendo la brecha con la carne convencional.
Métricas Organolépticas Clave para la Carne Cultivada
Jugosidad: Métodos de Medición y Hallazgos
Replicar la jugosidad de la carne convencional en alternativas cultivadas ha resultado complicado. Los investigadores están abordando esto co-cultivando adipocitos (células grasas) con células musculares o produciendo "bloques de grasa" separados ricos en lípidos. Estos enfoques buscan mejorar la retención de humedad y realzar el perfil de sabor aceitoso que contribuye a la jugosidad [1][9].
Para medir la jugosidad, Cromatografía de Gases-Espectrometría de Masas (GC-MS) se utiliza comúnmente.Este método identifica compuestos volátiles como nonanal y 2-etil-1-hexanol, que son clave para la sensación en boca "grasosa" y la percepción de jugosidad [1][3]. Otro enfoque implica cocinar muestras de carne a temperaturas internas específicas - 65°C, 70°C y 75°C - y medir la pérdida de humedad durante el proceso [5]. Los investigadores han encontrado que aumentar la adipogénesis no solo mejora la retención de humedad, sino que también genera compuestos volátiles que imitan el aroma de carne asada [1].
Estos avances en la investigación de la jugosidad abren el camino para explorar otras cualidades texturales importantes, como la ternura.
Ternura: Evaluación y Referencias
Después de la jugosidad, la ternura se destaca como un factor crucial para determinar la calidad de la carne cultivada. Dos métodos principales se utilizan para evaluar la ternura: Análisis de Perfil de Textura (TPA) y Fuerza de Corte Warner-Bratzler (WBSF).
- TPA simula el proceso de masticación a través de una prueba de doble compresión, midiendo aspectos como dureza, elasticidad, cohesividad, masticabilidad y resiliencia [2].
- WBSF utiliza una cuchilla con muesca en V para determinar la fuerza necesaria para cortar la muestra de carne [7][2].
Un estudio de 2022 [2] comparó salchichas estilo Frankfurt cultivadas con las convencionales. Aunque los niveles de dureza eran similares, las salchichas cultivadas mostraron una puntuación de elasticidad de 0.54, cercana a la del pollo crudo (0.61).Sin embargo, el estudio señaló que la carne cultivada tiende a tener un Módulo de Young más alto (una medida de rigidez) en comparación con la carne procesada convencional [2].
"El análisis del Módulo de Young fue el parámetro que mostró las mayores diferencias... la salchicha Frankfurt preparada con carne cultivada presenta un valor significativamente más alto que la salchicha comercial, lo que sugiere que el proceso para prepararla da lugar a un producto más rígido." - Jacobo Paredes et al., Nature [2]
Análisis de Sensación en Boca y Textura
Lograr la sensación en boca adecuada es esencial para la satisfacción del consumidor. La sensación en boca se evalúa utilizando reología, que evalúa las propiedades viscoelásticas de la carne midiendo el módulo de almacenamiento (G') y el módulo de pérdida (G'') [2].Este método proporciona información sobre la estructura interna y el comportamiento de flujo de las matrices de carne [2]. Para obtener una imagen completa, los investigadores ahora combinan pruebas de tensión, compresión y cizallamiento, ofreciendo un análisis tridimensional de los productos cárnicos [8].
Un factor clave que influye en la sensación en boca es la rigidez del andamiaje, que juega un papel importante en la conformación de la textura final. Los estudios sugieren que los andamios con un módulo de Young de aproximadamente 11 kPa son ideales para el crecimiento muscular (miogénesis), mientras que aquellos alrededor de 3 kPa son más adecuados para el crecimiento de grasa (adipogénesis) [1]. Además, los tejidos musculares cultivados se endurecen cuando se calientan a 60°C debido a la desnaturalización de proteínas [1].
La carne cultivada a menudo exhibe menor cohesividad en comparación con la carne procesada convencional, lo que significa que tiende a desmoronarse más fácilmente durante las pruebas [2].En contraste, la carne animal típicamente muestra mayor rigidez en tensión que en compresión. Por ejemplo, la salchicha animal tiene una asimetría tensión-compresión de 2.41 [8]. Estos factores influyen significativamente en la experiencia general de comer.
Perfil de Sabor y Aroma en Carne Cultivada
Métodos Analíticos para Sabor y Aroma
El sabor es una de las cualidades más críticas cuando se trata de carne cultivada. Para identificar los compuestos volátiles responsables de los aromas cárnicos, mohosos y grasos, los investigadores confían en técnicas avanzadas como Cromatografía de Gases-Espectrometría de Masas (GC-MS) combinada con Muestreo de Espacio de Cabeza Dinámico (DHS) y GC-MS-Olfactometría (GC-MS-O). En estos métodos, evaluadores entrenados huelen el efluente del GC, emparejando picos químicos con aromas específicos [6][10][11].
Otra herramienta, la nariz electrónica (e-nose), ofrece un rápido análisis de huellas aromáticas. Esta tecnología crea una "huella" de aromas, permitiendo comparaciones rápidas entre carne cultivada y convencional [10]. Mientras tanto, la lengua electrónica (e-tongue) evalúa componentes de sabor no volátiles como amargor, acidez y umami midiendo respuestas electroquímicas [3]. Para precursores de sabor solubles en agua como aminoácidos y azúcares - actores clave en la formación de aromas durante la cocción - Cromatografía Líquida-Espectrometría de Masas en Tándem (LC-MS/MS) es el método preferido [1][11].
En un estudio, los investigadores utilizaron Análisis de Componentes Principales en datos de GC-MS para comparar grasa de cerdo cultivada con grasa convencional, capturando el 90.0% de la variación entre las dos muestras [6]. Este nivel de detalle ayuda a identificar dónde la carne cultivada difiere y guía los esfuerzos para replicar los sabores de la carne convencional con mayor precisión.
Estas herramientas hacen más que identificar aromas: también ayudan a los científicos a centrarse en los compuestos necesarios para imitar los sabores de la carne tradicional.
Compuestos Aromáticos Clave en la Carne Cultivada
Utilizando estas técnicas de vanguardia, los investigadores han identificado compuestos aromáticos específicos cruciales para replicar el sabor de la carne convencional. Reproducir la compleja química de la carne cocida no es tarea fácil, ya que la carne cultivada a menudo carece de ciertos precursores de sabor que se acumulan naturalmente en los animales a través de su dieta o son modificados por órganos no musculares [4].Un ejemplo destacado es la reacción de Maillard, que ocurre cuando los aminoácidos y los azúcares reductores interactúan a temperaturas superiores a 150°C, creando el aroma asado y carnoso que define la carne de res cocida [10].
"La diferencia en los perfiles de aminoácidos entre los tejidos in vitro y la carne tradicional presenta desafíos para imitar el sabor Maillard de la carne tradicional." - Nature Communications [10]
Los compuestos que contienen azufre son especialmente importantes para los aromas auténticos de la carne. El furfuril mercaptano contribuye con notas de carne asada, mientras que 3-mercapto-2-pentanona añade sabores carnoso y similar a la cebolla [10]. Otro compuesto clave, 2,5-dimetilpirazina, proporciona aromas similares a la carne de res asada y sirve como marcador para la diferenciación exitosa de células musculares [1].Las notas grasas, por otro lado, provienen de compuestos como nonanal y 2-etil-1-hexanol, que son subproductos de la oxidación de lípidos [1][3].
En diciembre de 2023, investigadores de KU Leuven demostraron que asar bloques de músculo diferenciados a 180°C durante cinco minutos producía niveles más altos de 2,5-dimetilpirazina y benzaldehído, alineando el perfil químico de la carne cultivada más estrechamente con la carne de res convencional [1]. Para junio de 2024, surgió un nuevo avance: los investigadores desarrollaron un "andamio conmutador de sabor" utilizando mercaptano de furfurilo unido a un hidrogel a base de gelatina. Cuando se calentaba a 150°C, el andamio liberaba volátiles cárnicos, creando un perfil de sabor que, según el Análisis de Componentes Principales, estaba mucho más cerca de la carne de res convencional que la carne cultivada estándar [10]. Impresionantemente, el andamio retuvo 93.8% de su peso durante un período de cultivo celular de 14 días a 37°C [10].
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Comparación de Carne Cultivada y Convencional
Carne Cultivada vs Convencional: Comparación de Métricas Sensoriales
Cuando se trata de carne cultivada, hay obstáculos claros que superar para igualar las cualidades sensoriales de la carne convencional. Comprender estas diferencias es clave para cerrar la brecha y lograr una experiencia de consumo similar. Así es como la carne cultivada se compara con su contraparte tradicional en varios aspectos sensoriales.
La jugosidad sigue siendo un desafío significativo.La carne convencional se beneficia de la grasa intramuscular natural y la capacidad de retención de agua, que la carne cultivada aún no ha logrado replicar de manera efectiva [4]. Por otro lado, la ternura podría ser un área donde la carne cultivada destaque. Al evitar el proceso de rigor mortis y la formación del complejo actomiosina, que endurece la carne tradicional, la carne cultivada puede lograr una textura más suave. Como explica Lieven Thorrez de KU Leuven:
"Si el rigor mortis fuera menos fuerte o no se formara el complejo actomiosina, esto podría tener un efecto positivo en la calidad del producto con respecto a la ternura... en comparación con la carne tradicional" [4].
La sensación en boca y la textura son otras áreas que necesitan refinamiento. Actualmente, la carne cultivada tiende a parecerse a la textura suave y picada que se encuentra en productos procesados en lugar de la complejidad fibrosa de los cortes enteros.Por ejemplo, un estudio de 2022 realizado por Biotech Foods S.L comparó una salchicha cultivada al estilo Frankfurt con su contraparte comercial. La salchicha cultivada tenía un valor de elasticidad de 0.54, ligeramente inferior al 0.61 observado en las salchichas comerciales, lo que la hace más cercana en textura al pollo fresco que al cerdo tradicional [2]. Además, la versión cultivada mostró una mayor rigidez (módulo de Young), lo que indica la necesidad de mejoras en el proceso para alinearse con las preferencias del consumidor [2].
El sabor es quizás la deficiencia más notable. La carne convencional desarrolla su sabor rico y complejo a través del metabolismo post-mortem y las reacciones de Maillard. En contraste, la carne cultivada, a menos que sus células musculares estén altamente diferenciadas, tiende a tener un sabor más suave [4][1][10].Sin estos procesos naturales que realzan el sabor, la carne cultivada requiere soluciones innovadoras para replicar el perfil de sabor intenso de la carne tradicional.
Tabla de Comparación de Métricas Sensoriales
| Métrica | Carne Convencional | Carne Cultivada |
|---|---|---|
| Jugosidad | Alta; gracias a la grasa intramuscular y a la retención de agua [4]. | Menor; a menudo descrita como "seca" debido a la ausencia de células de grasa natural [4]. |
| Suavidad | Varía; influenciada por el envejecimiento, cambios de pH y rigor mortis [4]. | Potencialmente mayor; evita los efectos de endurecimiento del complejo actomiosina [4]. |
| Textura en boca | Fibroso y complejo; incluye tejido conectivo y otros elementos estructurales [4]. | Más suave o "tipo picado"; carece de la complejidad 3D de los cortes enteros [4][2]. |
| Sabor | Rico e intenso; desarrollado a través del metabolismo post-mortem y reacciones de Maillard [4]. | Suave; requiere aditivos o andamios diseñados para imitar perfiles de sabor tradicionales [1][10]. |
| Dureza | Alta en cortes enteros; varía en productos procesados [2]. | Comparable a productos procesados como salchichas cuando se prueba utilizando TPA (Análisis de Perfil de Textura) [2]. |
Conclusión
Las pruebas organolépticas exhaustivas juegan un papel crucial en garantizar que la carne cultivada cumpla con las expectativas de los consumidores de carne tradicional [3]. La investigación destaca consistentemente la similitud sensorial como un factor clave para lograr la aceptación del consumidor [3]. Al combinar métodos de prueba rigurosos con avances continuos, la industria de la carne cultivada sigue allanando el camino para su desarrollo.
Los obstáculos, sin embargo, son innegables. La carne cultivada actualmente carece de los procesos naturales post-mortem, como la caída del pH y el rigor mortis, que le dan a la carne tradicional su sabor y textura distintivos [4]. A pesar de esto, el progreso es evidente. Un estudio de 2024 realizado por Pasitka et al.reveló que el 67% de los participantes prefirieron un producto de pollo cultivado híbrido sobre una alternativa a base de soja, mostrando que lograr la similitud sensorial está al alcance [3]. Mercedes Vila de Biotech Foods S.L. subraya la importancia de estos esfuerzos:
"Las propiedades sensoriales de la carne cultivada se derivan de las características moleculares del producto, y dado que la carne cultivada aún está en sus inicios, el estudio y la comprensión de sus propiedades es de suma importancia" [2].
Direcciones Futuras en la Investigación Organoléptica
Los investigadores están abordando activamente los desafíos del sabor y la textura. Por ejemplo, se están desarrollando andamios conmutables de sabor para liberar compuestos cárnicos, como el mercaptano de furfurilo, cuando se calientan a alrededor de 150°C.Este enfoque aborda el problema de la pérdida de compuestos volátiles durante períodos prolongados de cultivo [10].
El análisis de textura también se ha vuelto más avanzado. En lugar de depender únicamente de pruebas básicas de dureza, los científicos ahora emplean métodos como el Análisis de Perfil de Textura y la reología para replicar las propiedades mecánicas, como el módulo de Young y el módulo de corte, de cortes de carne específicos como el solomillo o el pecho [2]. Los sistemas de co-cultivo, que combinan mioblastos, fibroblastos y adipocitos, están ayudando a imitar el intrincado tejido conectivo y el marmoleo de grasa que se encuentra en cortes enteros de carne [4]. Además, herramientas como las narices y lenguas electrónicas ofrecen formas objetivas de comparar perfiles de sabor y gusto con los de la carne convencional [10].
Estos avances subrayan la importancia de la investigación continua y la innovación en el desarrollo de carne cultivada.
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Preguntas Frecuentes
¿Cómo se hace que la jugosidad de la carne cultivada sea similar a la carne tradicional?
La carne cultivada iguala la jugosidad de la carne tradicional al mezclar células musculares y de grasa dentro de andamios especialmente diseñados. Estos andamios, a menudo creados a partir de materiales como gelatina o alginato, están diseñados para retener la humedad y replicar la textura familiar de la carne animal.
Al ajustar factores como la rigidez y la retención de agua, estos andamios recrean el delicado equilibrio de grasa y agua que se encuentra en la carne convencional. Este diseño cuidadoso asegura que la liberación de humedad, la ternura y la sensación en boca se asemejen estrechamente a la experiencia de comer carne tradicional.
¿Qué son los andamios con sabor intercambiable y cómo mejoran la carne cultivada?
Los andamios con sabor intercambiable son biomateriales de vanguardia diseñados para apoyar el crecimiento celular mientras mejoran el atractivo sensorial de la carne cultivada.Estos andamios están hechos utilizando un hidrogel a base de gelatina infundido con compuestos de sabor sensibles a la temperatura (SFCs). Así es como funciona: durante la fase de cultivo celular, el andamio permanece inactivo, asegurando que no interfiera con el desarrollo del tejido. Pero una vez calentado a temperaturas típicas de cocción, libera compuestos aromáticos que emulan los ricos sabores cárnicos de la carne tradicional.
Este método asegura que el andamio apoye el crecimiento celular sin comprometer el sabor. ¿El resultado? Un delicioso impulso de sabor durante la cocción que refleja los aromas y el sabor de la carne convencional. Estos andamios son fundamentales para mejorar el perfil de sabor y aroma de la carne cultivada, haciéndola más atractiva para los consumidores.
Para aquellos involucrados en investigación y desarrollo, materiales como hidrogeles especializados y SFCs están disponibles a través de
¿Por qué la carne cultivada podría ser más tierna que la carne tradicional?
La carne cultivada se destaca por su capacidad para lograr un nivel de ternura que es difícil de igualar con la agricultura tradicional. Esto se debe en gran medida al control preciso sobre factores como diferenciación celular y rigidez del andamiaje durante su producción. Estos controles aseguran que las fibras musculares estén alineadas uniformemente y contengan un mínimo de tejido conectivo, resultando en una textura más suave y tierna.
Al ajustar finamente estas condiciones, la carne cultivada ofrece consistentemente una textura que los métodos tradicionales luchan por replicar.
