Gastronomía Molecular de la Carne (II): Arquitectura Microscópica

La observación a simple vista de cortes transversales de una buena carne ya permite identificar sus dos componentes fundamentales: el músculo de color rojo oscuro intenso y el veteado blanquecino de grasa y tejido conjuntivo que lo surca (figura 1). Este veteado se distribuye de forma ordenada y se condensa progresivamente hasta formar membranas fibrosas que envuelven a los músculos proporcionándoles soporte mecánico y tendones que les sirven de anclaje al esqueleto.
Estructura microscópica y función del músculo
Cada músculo está formado por fascículos de fibras musculares agrupadas y cada fibra muscular corresponde a una gigantesca célula de 0,1 mm de diámetro y hasta 30 centímetros de largo que contiene a su vez numerosos haces de microfilamentos, unos más gruesos de miosina y otros más finos de actina, estos últimos anclados a los discos Z que son el armazón de la sarcómera (figura 2). La sarcómera es la unidad muscular más pequeña dotada de capacidad contráctil, de forma similar a como cada celda fotovoltaica de un panel solar es el elemento más pequeño capaz de producir energía autónomamente. En esta estructura las moléculas de miosina engranan entre las de actina de modo similar a como lo hacen el pistón y el cilindro de un motor de explosión (figura 2).
La gasolina que hace contraerse al músculo (es decir con el pistón de actina ocupando casi el 50% del espacio creado dentro del cilindro de miosina) es la energía que la fibra muscular obtiene de la glucosa y el oxígeno que le llegan con la sangre. No obstante para que la contracción se inicie, como ocurre en el motor de explosión, hace falta que una descarga eléctrica arranque el proceso. Esa chispa la proporcionan los nervios a través de la liberación última de calcio, el fulminante de muchas de las reacciones bioquímicas que ocurren en el cuerpo humano. Precisamente por su capacidad detonante el calcio está sometido a un estricto control por parte de las fibras musculares, que lo mantienen activamente fuera de ellas o lo almacenan en su interior dentro de unos polvorines especiales llamados cisternas del retículo endoplasmático.
Cuando el cerebro ordena a un músculo que se contraiga, la corriente eléctrica transportada por los nervios llega hasta las fibras musculares y produce la entrada brusca de calcio desde el exterior de la célula así como su liberación masiva por parte de las cisternas de retículo endoplasmático; entonces el músculo se contrae. Solamente cuando desaparece el fulminante porque el calcio es devuelto de nuevo al exterior de la célula o a sus reservorios el pistón de actina sale del cilindro de miosina y el músculo se afloja. Como puede imaginarse, para devolver el calcio a su sitio y que el músculo se relaje hace falta una gran cantidad de energía; de hecho el músculo necesita más energía para relajarse que para contraerse.
Como se verá en el próximo capítulo este complejo mecanismo de funcionamiento del músculo es el responsable de la aparición de la rigidez cadavérica o rigor mortis tras la muerte de los mamíferos y de cuya adecuada resolución depende que el músculo se transforme adecuadamente en carne.
Estructura microscópica y funciones de los tejidos graso y conjuntivo
Hablar de variabilidad en las texturas cárnicas es hablar de grasa y de tejido conjuntivo. La grasa está formada por las células adiposas o adipocitos (figura 3, asteriscos) que se encargan de acumular triglicéridos en el animal como almacén de energía a largo plazo. Los adipocitos tienden a depositarse bajo la piel aunque existen determinadas especies y razas privilegiadas para los gastrónomos que selectivamente acumulan grasa dentro del músculo para formar parte de su veteado, siendo el ejemplo más evidente y cercano la carne de cerdo ibérico. Aunque en mayor o menor medida todas las carnes contienen grasa su proporción está muy vinculada al tipo de animal (no es lo mismo una vaca que un ave), la raza (cerdo ibérico frente a cerdo blanco) la edad (buey o ternera) y la dieta de engorde recibida.
La grasa intramuscular influye de manera determinante en las características organolépticas de las carnes, pues les confiere aroma, jugosidad y sabor y, por su capacidad para lubricar la faringe y el esófago, facilita su deglución. Por esto cuando una carne no contiene grasa resulta muy seca e insípida y produce atragantamientos más fácilmente. Además, la aportación de la grasa a la dureza de la carne es mínima, pues en crudo ofrece poca resistencia a la masticación y tras ser sometida a la acción del calor se funde o ablanda fácilmente.
El tejido conjuntivo del veteado de la carne además de contener la grasa también incluye los vasos sanguíneos encargados de nutrir los músculos y los nervios que los hacen funcionar. Este tejido, también denominado conectivo por su capacidad para unir a las fibras musculares entre sí y a los tejidos adyacentes, está formado por las fibras de colágena, el componente fibrilar denso que constituye un tercio del total de las proteínas de los mamíferos y al ser calentado por encima de los 70º C se descompone para dar origen a la gelatina. Desde el punto de vista estructural, las fibras de colágena son responsables de la dureza de los músculos por lo que también se les conoce como nervios blancos, denominación errónea pero consagrada por el uso. A su vez, las fibras de colágena están formadas por la agrupación de múltiples moléculas más sencillas de colágeno una proteína fibrilar de la que en los mamíferos existen numerosas variedades aunque en el tejido conjuntivo muscular predomina el de tipo III. El colágeno es rígido e inextensible y en crudo tiene gran resistencia al corte y a la masticación, precisamente por su estructura fibrilar y la sucesiva agrupación en haces cada vez más gruesos hasta formar grandes tabiques y tendones. De hecho, la colágena densa del músculo posee una resistencia a la tracción que a igualdad de grosor es mayor que la del acero inoxidable.
Endomisio, perimisio y epimisio muscular
La observación al microscopio de cortes muy finos de carne permite apreciar la organización de las fibras musculares estriadas y del tejido conjuntivo que las soporta (figuras 3 y 4). A modo de resumen, cada fibra muscular aislada está envuelta por una delgada capa de tejido conjuntivo llamada endomisio (figura 3, flechas) que tiene baja proporción de colágeno de tipo III. Cuando las fibras musculares se van agrupando en haces para formar fascículos primarios y secundarios, sucesivamente son rodeadas por capas cada vez más gruesas de tejido conjuntivo denso rico en colágeno de tipo III que reciben los nombres de perimisio primario (figura 4, a), secundario (figura 4, b) y terciario (figura 4, c) respectivamente. Estas capas son las principales responsables de la textura fibrosa de la carne antes de su cocción. La tercera y última envoltura conjuntiva de los músculos es el epimisio (no mostrado en la figura 4) o membrana fibrosa que los recubre y delimita externamente y les proporciona protección y conexiones con otros músculos, tendones o estructuras vecinas. Esta dura capa de epimisio puede ser retirada o no por el cocinero durante la limpieza previa de la carne dependiendo de la preparación gastronómica que vaya a realizarse.
La cantidad y grosor de los perimisios, incluso dentro de una misma especie, está determinada por diversos factores como la raza y edad del animal, el tipo de músculo considerado y su mayor o menor desarrollo por el ejercicio (los músculos muy entrenados tienen perimisios más gruesos). De forma general se acepta que los perimisios gruesos están asociados a mayor dureza de la carne, así como que las diferencias en el tejido conectivo intramuscular entre los animales de una misma raza es debida fundamentalmente al espesor de los perimisios ya que los del epimisio y endomisio apenas varían. Y por supuesto, la mayor o menor integridad residual de los perimisios tras el cocinado de la carne, y que depende del tratamiento térmico recibido, será el principal determinante de su textura en el plato.
Los enlaces cruzados del colágeno y la dureza de la carne
Pero los perimisios de la carne no se diferencian únicamente por su grosor. Otro factor de gran importancia que condiciona su dureza, estabilidad y resistencia al calor son los enlaces cruzados (crosslinks de los anglosajones) que con el transcurso del tiempo se van generando entre las moléculas adyacentes de colágeno para estabilizar las estructuras de soporte muscular. Estos enlaces cruzados pueden formarse por mecanismos enzimáticos o por vía química espontánea. El primer proceso, que se realiza a través de una enzima o catalizador de la reacción, es directo, específico, más rápido y predominantemente ocurre en los colágenos jóvenes. Consiste en transformar los enlaces divalentes poco fuertes que existen entre las moléculas adyacentes de colágeno en enlaces cruzados trivalentes de alta estabilidad, por lo común sobre residuos del aminoácido lisina, por la actuación de la enzima oxidasa de lisina.
En la vía química (indirecta, inespecífica y que avanza conforme progresa la vida de cada individuo) la glucosa interacciona lenta y espontáneamente con la lisina del colágeno a través de una reacción de Maillard autolimitada que ocurre a la temperatura corporal del animal. Este proceso, conocido como glicación de las proteínas, es especialmente importante en las de larga vida como el colágeno maduro y en patología humana es uno de los mecanismos principales de envejecimiento de las proteínas como ocurre en la diabetes.
La castración de los machos y la alimentación intensiva de los animales afectan de manera muy importante a la formación de enlaces cruzados entre las moléculas de colágeno. En la primera maniobra, que en los cerdos macho se realiza para prevenir los olores desagradables conocidos como tufo a verraco debidos a la presencia de metabolitos de las hormonas sexuales en la grasa del animal, se ha observado que en la carne de los animales castrados existe una menor proporción de tejido conectivo intramuscular y que este, a su vez, contiene menos colágeno de tipo III y menos enlaces cruzados trivalentes que en los animales sin capar. Por este motivo, la carne de los capones es más blanda, pues al fin y al cabo el aumento de su dureza no es más que el reflejo de la mayor actividad metabólica del animal mediada por la testosterona.
La otra situación fisiológica especial que afecta a la dureza de las carnes es la alimentación intensiva o cebado, que provoca un desarrollo muscular acelerado en el animal, durante el cual se incrementa la renovación del tejido conectivo con formación de nuevo colágeno, que tiene menos y más jóvenes enlaces cruzados y determina una mayor terneza de la carne, aunque resulta menos sabrosa.
Precisamente la alta estabilidad térmica y mecánica que proporcionan los enlaces cruzados al tejido conjuntivo intramuscular, sobre todo en el ganado vacuno de mayor edad, obliga a maduraciones más largas de la carne en la cámara frigorífica y a un tratamiento térmico más intenso para lograr su gelatinización; aunque ¡ojo!, ni la maduración de la carne ni la administración de calor pueden aumentarse indefinidamente sobre la carne sin producir graves efectos deletéreos sobre sus cualidades organolépticas, tal y como se comentará en el próximo capítulo.

Pies de figuras:
Figura 1.Chuleta de vacuno mayor. Nótese el patente entreverado blanquecino que posee.

Figura 2. Sarcómera de músculo estriado que muestra el solapamiento entre los filamentos de actina y miosina como el pistón y el cilindro de un motor de explosión. Nótese como la posición relativa de cada molécula respecto a la otra es diferente dependiendo del estado de relajación-contracción que adopta el músculo.
Tomada de: http://scienceblogs.com/clock/2006/06/bio101_lecture_7_physiology_co_1.php

Figura 3. Adipocitos (marcados con asterisco y que aparecen como espacios vacíos) dentro del tejido conectivo intramuscular y donde forman parte del veteado. Con flechas se remarca el endomisio de una de las fibras musculares. Corte histológico de la carrillada de vacuno con el tejido conjuntivo teñido de rojo Sirio, las fibras musculares de amarillo y vista con el objetivo de 200 aumentos.

Figura 4. Tejido conectivo intramuscular de la carrillada de vacuno con el tejido conjuntivo teñido de rojo Sirio, las fibras musculares de amarillo y vista con el objetivo de 40 aumentos. Obsérvese como el tejido conjúntivo más fino (endomisio) va confluyendo en tabiques cada vez más gruesos para configurar perimisios primarios (a), secundarios (b) y terciarios (c).