Los productos acuáticos pre-preparados, como los filetes de pescado listos para cocinar, ganan popularidad por su conveniencia y valor nutricional. Entre ellos, los filetes de pescado marinados y tratados con almidón (un proceso conocido como «starching» en inglés, que busca mejorar textura y retención de agua) son componentes clave en platos populares. Sin embargo, el ciclo entre producción y consumo suele ser largo, implicando almacenamiento congelado. Comprender cómo este proceso afecta la calidad es crucial para la industria.
Un estudio reciente publicado por investigadores de la National R&D Center for Aquatic Product Processing y del Sanya Tropical Fisheries Research Institute, en la revista Food Chemistry investigó en detalle los cambios en filetes de tilapia (Oreochromis niloticus) tratados con almidón y almacenados a -18°C durante 90 días. El análisis se centró en tres dimensiones: características básicas de calidad, propiedades de las proteínas y microestructura.
¿Cómo Cambian las Características Básicas de Calidad?
El almacenamiento congelado induce varios cambios observables en los filetes:
- Color: La luminosidad (L) y el tono rojo (a) mostraron una tendencia general a la baja, mientras que el tono amarillo (b)* aumentó significativamente con el tiempo. Esto sugiere una disminución en la estabilidad del color, posiblemente debido a la oxidación de lípidos y mioglobina exacerbada por el daño celular de los cristales de hielo.
- Textura: Propiedades como dureza, cohesividad, elasticidad, adhesividad y masticabilidad disminuyeron notablemente durante los 90 días (reducciones entre 16% y 48%). La desnaturalización de proteínas y el daño mecánico por cristales de hielo debilitan la estructura muscular.
- pH: El pH inicial fue relativamente alto (7.95) debido al tratamiento con almidón. Luego, disminuyó en los primeros 15 días (probablemente por acumulación de ácidos) y posteriormente aumentó gradualmente, posiblemente por la formación de compuestos alcalinos derivados de la degradación proteica y lipídica. Estos cambios en el pH pueden influir en otras características de calidad.
- Pérdida de Agua: La capacidad de retención de agua disminuyó, resultando en una mayor tasa de pérdida de agua por centrifugación (aumentó un 23.17% en 90 días).
- Distribución del Agua (LF-NMR y MRI): Inicialmente, el agua predominante era «inmóvil» (dentro de las miofibrillas). Con el tiempo de congelación, hubo una transformación significativa de agua ligada e inmóvil hacia agua libre. La Resonancia Magnética (MRI) confirmó visualmente esta migración de agua y la disminución general del contenido hídrico homogéneo. Este cambio debilita la unión agua-músculo y contribuye a la pérdida de agua.
El Papel Central de las Proteínas en el Deterioro
Las proteínas miofibrilares (MP), componentes principales del músculo, son cruciales para la calidad. El estudio reveló cambios significativos:
- Contenido y Oxidación: El contenido de MP extraíble disminuyó, mientras que el contenido de carbonilos (un indicador de oxidación proteica) aumentó drásticamente (9 veces en 90 días) y el contenido de grupos sulfhidrilo disminuyó. Esto indica una fuerte oxidación y degradación proteica.
- Hidrofobicidad Superficial: Aumentó inicialmente (hasta 30 días), sugiriendo un desplegamiento de las proteínas que expone grupos hidrofóbicos. Luego, disminuyó, lo que podría deberse a la agregación proteica y entrecruzamientos que ocultan estos sitios.
- Estructura Secundaria (FTIR): Hubo una disminución significativa del contenido de α-hélice (estructura ordenada y estable) y un aumento de hoja-β, giro-β y, sobre todo, de estructura aleatoria (random coil). Esto demuestra una pérdida de la estructura ordenada y estable de las proteínas.
- Estructura Terciaria (Fluorescencia Intrínseca): La intensidad de fluorescencia (relacionada con el triptófano) aumentó inicialmente y luego disminuyó. Se observó un ligero «desplazamiento hacia el rojo» (red-shift) en la longitud de onda de máxima emisión, indicando que los residuos de triptófano se expusieron a un entorno más polar, lo cual es consistente con el desplegamiento y la desnaturalización proteica.
- Análisis SDS-PAGE: Se observó un debilitamiento progresivo de las bandas correspondientes a la cadena pesada de miosina (MHC) y la actina (AC), las principales proteínas contráctiles. Esto sugiere degradación y/o agregación de estas proteínas clave inducida por la oxidación.
Alteraciones en la Microestructura Muscular
La observación microscópica reveló el impacto físico del almacenamiento congelado:
- Microscopía de Fuerza Atómica (AFM): Analizando las MP aisladas, se observó un aumento general de la rugosidad superficial y una tendencia a la disminución de la altura y diámetro promedio de los agregados proteicos, indicando desorganización a nanoescala.
- Microscopía Electrónica de Barrido (SEM): Los filetes frescos mostraron fibras musculares compactas y ordenadas. El tratamiento con almidón pareció conferir cierta protección inicial, manteniendo una estructura relativamente densa hasta los 30 días. Sin embargo, con el tiempo, aparecieron y se agrandaron fisuras entre las fibras, la estructura se deformó, se volvió desordenada e incluso mostró fracturas. Este daño microestructural se relaciona directamente con la pérdida de textura y capacidad de retención de agua.
Correlaciones y Conclusiones Clave
El análisis de correlación (Test de Mantel) mostró una relación estadísticamente significativa entre las características básicas de calidad (textura, color, agua) y las propiedades de las proteínas. Curiosamente, no se encontró una correlación fuerte entre la calidad básica y los parámetros microestructurales medidos por AFM (altura y diámetro de MP), aunque el daño observado por SEM sí se alinea con la pérdida de calidad.
Esto subraya que los cambios en las proteínas (oxidación, desnaturalización, degradación, agregación) son el motor principal del deterioro de la calidad en filetes de tilapia tratados con almidón durante el almacenamiento congelado. La formación de cristales de hielo actúa sinérgicamente, causando daño físico inicial y facilitando estas reacciones químicas y estructurales.
Implicaciones para la Industria Acuícola
Este estudio demuestra que, si bien el tratamiento con almidón puede ofrecer beneficios iniciales para la textura y estructura, la calidad de los filetes de tilapia congelados se deteriora progresivamente durante 90 días a -18°C. Los mecanismos principales son la oxidación y desnaturalización proteica, junto con el daño causado por los cristales de hielo que afecta la distribución del agua y la integridad microstructural.
Comprender estas dinámicas es fundamental para la industria. Permite optimizar las condiciones de procesamiento (incluyendo el tratamiento con almidón), congelación y almacenamiento para minimizar el deterioro. Además, sienta las bases para evaluar nuevas estrategias de protección (p.ej., antioxidantes, crioprotectores) que ayuden a mantener la calidad de estos productos de valor añadido durante su vida útil.
Contacto
Ya Wei
Key Laboratory of Aquatic Product Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, National R&D Center for Aquatic Product Processing, South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Guangzhou 510300, China.
Email: angelwei@qq.com
Referencia
Wu, Q., Xiang, H., Hao, S., Cen, J., Chen, S., Zhao, Y., Li, C., Huang, H., & Wei, Y. (2025). Quality changes and deterioration mechanisms during frozen storage of starching tilapia fillets based on quality characteristics, protein properties and microstructure analysis. Food Chemistry, 144265. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.144265
