Salchichas tipo Frankfurt sin nitritos

El color de la carne y los productos cárnicos desempeña un papel crucial a la hora de atraer la atención de los consumidores e influir en su confianza hacia el producto y en sus decisiones de compra (Font-i-Furnols & Guerrero, 2022; O’Sullivan & Kerry, 2009). Sin embargo, otros factores también influyen en la decisión de compra, y los aspectos relacionados con la salud, la sostenibilidad y el bienestar animal adquieren más importancia (Font-i-Furnols & Guerrero, 2022). Aunque algunos casos estos y otros factores pueden conllevar la adopción de dietas flexitarianas, vegetarianas o veganas, en otros impulsan la demanda de productos de proximidad, ecológicos o con un etiquetado que destaque atributos relacionados con la salud y la calidad.

Por un lado, y en línea con estas tendencias, el consumo de vísceras y casquería en Europa ha experimentado un descenso progresivo a lo largo del siglo XXI (OECD-FAO, 2019). Esta tendencia puede estar relacionada con varios factores, como los cambios en la dieta, la creciente demanda de productos más cómodos para los consumidores (‘convenience foods’), la percepción de riesgos para la salud, la pérdida de familiaridad con las vísceras por parte del consumidor, y la asociación de su consumo con determinados estatus sociales (Llauger et al., 2021). Independientemente de los motivos, y a pesar de ser nutricionalmente interesantes, el descenso de su consumo para alimentación humana ha provocado que una parte importante se destine a la alimentación de mascotas (Westhoek et al., 2011).

Por otro lado, en la elaboración de productos cárnicos crudo-curados y curados-cocidos se emplean de forma generalizada agentes nitrificantes (sales de nitratos y nitritos) con el objetivo de desarrollar y estabilizar el característico color rojo asociado a estos productos. Su uso está regulado y estas sustancias están clasificadas como aditivos (Reglamento UE 2023/2108, 2023). El papel de las sales nitrificantes en la formación y estabilidad del color es ampliamente conocido (Pegg & Shahidi, 1997; Skibsted, 2011). Además de contribuir al desarrollo y la estabilidad del color, los agentes nitrificantes desempeñan otras funciones tecnológicas, como favorecer el desarrollo del sabor, prevenir la oxidación de lípidos y proteínas, e inhibir el crecimiento de bacterias patógenas como Clostridium botulinum (Pierson & Smoot, 1982). Sin embargo, el uso de nitrificantes genera preocupación debido a la formación de N-nitrosaminas cancerígenas (Demeyer et al., 2008; Honikel, 2008). Esto ha conducido a la reciente reducción de los niveles máximos de adición (Reglamento UE 2023/2108, 2023), si bien se considera que su aplicación en productos cárnicos a las dosis permitidas conlleva niveles de exposición seguros (EFSA, 2017). En este contexto, la eliminación completa de los agentes nitrificantes en los productos cárnicos constituye un importante desafío científico y tecnológico.

Un mecanismo alternativo para la mejora del color completamente diferente se basa en la formación de la protoporfirina de zinc (ZnPP). Este pigmento de color rojo se forma de manera natural en los jamones curados tipo Parma y jamones Serrano elaborados sin adición de agentes nitrificantes (Bou et al., 2020, 2022; Wakamatsu et al., 2004). En estos productos, y durante su largo periodo de elaboración, se forma en el anillo porfirínico (grupo prostético hemo) de las hemoproteinas (mioglobina y hemoglobina) ZnPP a partir de la sustitución del ion de hierro por el ion zinc. El mecanismo de formación de este pigmento no ha sido completamente elucidado, pero se conoce que la enzima ferroquelatasa juega un papel importante en la substitución del hierro por zinc en el anillo porfirínico (Akter et al., 2019; Grossi et al., 2014). La actividad de la enzima ferroquelatasa está regulada por diferentes factores como el pH, la sal, la presencia de metales, etc. (Benedini et al., 2008; Chau et al., 2010). Sin embargo, la actividad ferroquelatasa del hígado porcino es especialmente relevante, puesto que puede superar en más del doble la actividad observada en el músculo esquelético (de Maere et al., 2017).

El hecho de que los hígados de porcino se destinen principalmente a la alimentación de mascotas, junto con su elevado contenido en hemoglobina y su elevada actividad de la enzima ferroquelatasa, ha despertado interés por su posible valorización mediante el desarrollo de un ingrediente colorante basado en la formación de ZnPP (Llauger et al., 2023). En dicho estudio se describe cómo, a partir de un homogenizado de hígados y tras un proceso de incubación en condiciones controladas, se obtiene un producto parcialmente hidrolizado en el que tiene lugar la conversión del grupo hemo (protoporfirina IX unida a un átomo de hierro) en ZnPP (protoporfirina IX unida a un átomo de zinc). Asimismo, se observó que, al final del proceso, la ZnPP se encuentra en forma insoluble, lo que permite su concentración mediante centrifugación. El homogenizado de hígado rico en ZnPP ha mostrado su capacidad colorante y estabilidad térmica en patés esterilizados (Llauger et al., 2024).

Sin embargo, la aplicación de este ingrediente rico en ZnPP como colorante en productos cárnicos ha sido poco estudiada hasta la fecha. En consecuencia, aún no se conocen con precisión los niveles de adición ni las concentraciones finales de ZnPP necesarias para conferir el tono y la intensidad de color rojo deseados. Además, los resultados obtenidos en patés esterilizados plantearon diversas cuestiones. Una de ellas surge de la comparación entre la utilización del ingrediente concentrado por centrifugación y la del ingrediente sin centrifugar. En el estudio de Llauger et al. (2024) se observó que el color rojo del producto mejoraba con la adición del ingrediente completo sin centrifugar, a pesar de aportar una menor cantidad de ZnPP al producto final. En jamones curados se ha descrito que una parte de la ZnPP puede encontrase en forma soluble cuando está ligada a la hemoglobina (Abe et al., 2024; Wang et al., 2021). Los resultados obtenidos en los patés sugieren que las formas solubles de ZnPP podrían presentar una mayor capacidad colorante. Por ello, la adición de hemoglobina nativa una vez finalizado el proceso enzimático de formación de ZnPP podría mejorar el color del producto si con ello se favorece su solubilización. Por otra parte, el ingrediente desarrollado presenta un color pardo-rojizo debido a la presencia de ZnPP y de hierro hemo en sus formas oxidadas y reducidas (hemocromos y hemicromos). Dado que la ZnPP es relativamente estable frente a los tratamientos térmicos, es posible que estos degraden a los distintos cromóforos de forma diferencial, y ello acabe afectando a la percepción del color del producto en función de la intensidad del tratamiento térmico aplicado.

Por estos motivos, se diseñó un estudio utilizando un producto cárnico que puede ser comercializado tanto en versión pasteurizada como esterilizada. Los objetivos fueron determinar el efecto del tratamiento térmico sobre las propiedades cromáticas del producto, establecer los niveles más adecuados de adición del ingrediente rico en ZnPP y de hemoglobina, y evaluar la influencia de estos factores sobre el contenido final de hierro hemo y ZnPP.

Obtención de un hemolizado y de un ingrediente colorante basado en la protoporfirina de zinc

Se obtuvo una fracción celular a partir de sangre comercial procedente de un matadero local que contenía una solución de tripolifosfato (0,4 %, p/v) como anticoagulante. La sangre se centrifugó a 2.540 g durante 15 min a una temperatura de entre 5 y 10 °C, y la fracción celular se diluyó en una proporción 1:1 con agua Milli-Q. Tras 30 min de agitación, la fracción celular hemolizada (H) rica en hemoglobina se centrifugó a 20.900 g durante 30 min para eliminar el estroma eritrocitario.

La obtención de un autolisado de hígado de porcino para su uso como ingrediente colorante rico en ZnPP se llevó a cabo siguiendo el procedimiento descrito por Llauger et al. (2024). En resumen, se prepararon homogenizados compuestos por 1/3 (p/v) de pasta de hígado finamente picada en una cutter y dispersada en una solución acuosa que contenía ácido ascórbico y ácido acético a concentraciones finales de 1.000 mg/L y 2.500 mg/L, respectivamente. Posteriormente, el pH del homogenizado se ajustó a 4,8. La mezcla se incubó en un reactor de 3 L de capacidad y a 45 °C durante 24 horas bajo un flujo continuo de nitrógeno, obteniéndose un autolisado rico en ZnPP. Finalmente, se combinaron cuatro lotes independientes para producir el ingrediente utilizado en las formulaciones de salchicha tipo Frankfurt.

Obtención de imágenes y determinación instrumental del color

Las imágenes de las muestras se capturaron mediante una cámara digital (D3300, Nikon) en una cabina con iluminación LED (5000 K). El color instrumental se evaluó en la superficie cortada de las salchichas mediante un espectrofotómetro CM-600d (Konica Minolta, Japón). Las mediciones se realizaron en el espacio de color CIELAB, registrándose los parámetros luminosidad (L*), componente rojo-verde (a*) y componente amarillo-azul (b*). Se empleó el iluminante D65 y un ángulo de observación estándar de 10°.

Determinación del hierro hemo y ZnPP

El contenido de hierro hemo y de protoporfirina de zinc (ZnPP) se determinó tras su extracción con una mezcla de acetato de etilo, ácido acético y dimetilsulfóxido (10:2:1, v/v/v), siguiendo el método descrito por Bou et al. (2020). El método se basa en la separación por HPLC en fase reversa de las distintas porfirinas. El hierro hemo se cuantificó mediante un detector UV-visible a la longitud de onda de 414 nm, mientras que la ZnPP se cuantificó mediante un detector de fluorescencia utilizando una longitud de onda de excitación de 420 nm y de emisión de 590 nm. Para la cuantificación se emplearon soluciones patrón de clorohemina y ZnPP, respectivamente.

Formulación de las salchichas tipo Frankfurt

La Tabla 1 muestra las diez formulaciones diferentes empleadas para la elaboración de los lotes (dos réplicas) de salchichas tipo Frankfurt. La masa con los ingredientes se elaboró en una picadora tipo cutter para obtener una pasta fina que se embutió en tripa artificial (celulosa) antes de la cocción a 85 durante 90 minutos en un horno con vapor. Al día siguiente, se pelaron y procesaron las salchichas pasteurizadas para la determinación del color instrumental mediante el espacio de color CIELab y las determinaciones del contenido en hemo total y ZnPP. Parte de las salchichas pasteurizadas a 85 °C se colocaron en tarros de cristal con una salmuera al 2,4% de NaCl y el producto se esterilizó en un horno autoclave a 121 °C durante 40 minutos para posteriormente procesar las salchichas del mismo modo que en las muestras pasteurizadas a 85 °C.

Análisis estadísticos

Se realizó un análisis de la varianza (ANOVA) teniendo en cuenta las diferentes formulaciones como único factor. Las variables que presentaron una probabilidad inferior a 0,05% se consideraron significativas y las diferencias entre las medias se separaron mediante la prueba de Tukey-HSD.

En la Figura 1, se puede observar que a simple vista el aspecto de las salchichas cocidas a 85 °C sin adición de nitritos (C-) presentan una coloración más blanquecina, en comparación con el resto de los productos, mientras que las salchichas con nitritos (C+) presentan la coloración característica de este tipo de productos. Asimismo, las formulaciones que contienen la fracción celular hemolizada (H) rica en hemoglobina y el ingrediente rico en ZnPP presentan una apariencia progresivamente más rojiza a medida que aumenta el nivel de adición de ambos ingredientes. No obstante, estas formulaciones también muestran tonalidades marrones que las alejan del color del producto control con nitritos añadidos (C+).

La Tabla 2 muestra los parámetros de color instrumental y el contenido en hierro hemo y ZnPP de las diferentes formulaciones. El menor contenido en hierro hemo se da en el control sin adición de nitrificantes (C-), mientras que los valores más elevados se registraron en aquellas formulaciones con mayores niveles de adición de H debido al aporte de hierro hemo procedente de la hemoglobina. Por su parte, el mayor contenido de ZnPP se dio en las salchichas en cuya formulación se añadió la mayor cantidad del ingrediente rico en este pigmento (formulaciones I10 vs. I5 con y sin adición de H). El contenido está de acuerdo con la concentración de ZnPP del ingrediente empleado (126 ± 17 mg/kg). Sin embargo, también se detectaron trazas de este pigmento en todas las formulaciones, lo que sugiere que este pigmento pudo haberse formado de manera natural en las materias primeras empleadas. Este resultado concuerda con estudios previos que han descrito la presencia de este pigmento en diferentes productos cárnicos (De Maere et al., 2016; Llauger et al., 2024; Premi et al., 2025).

Tabla 2. Contenido en hierro hemo y protoporfirina de zinc (ZnPP) y parámetros de color instrumental (CIELab) de las salchichas tipo Frankfurt cocidas a 85°C.
Los resultados muestran media ± la desviación estándar. Dentro de cada columna, las medias con una letra común no difieren significativamente (P > 0,05).

Con respecto al color instrumental, los resultados muestran que la mayor luminosidad (L*) se observa en el control sin nitritos (C-), mientras que las muestras más oscuras corresponden a aquellas con los niveles más elevados de adición de H. Asimismo, al comparar las formulaciones sin nitritos (C-, HC-, 2HC-) con sus correspondientes formulaciones que incorporan el ingrediente rico en ZnPP, se observa una tendencia a la disminución de la luminosidad a medida que aumenta el nivel de adición del ingrediente. Este efecto podría explicarse por el hecho de que el hígado utilizado para su obtención también contiene hemoglobina. En cuanto al parámetro de color rojo (a*), la mayor intensidad se registró en la muestra con nitritos añadidos (C+). No obstante, el valor de a* también aumentó progresivamente con el nivel de adición tanto del ingrediente rico en ZnPP como de H. Estos resultados indican que ambos factores contribuyen a la mejora de la intensidad del color rojo de las salchichas. De hecho, la muestra con las mayores concentraciones de los dos ingredientes (2HI10) presentó un valor de a* próximo al control con nitrito (6,0 vs. 7,3, respectivamente). En cuanto al parámetro de color amarillo (b*), el valor más bajo se observó en el control con nitritos (C+). Por el contrario, niveles más elevados de H dieron lugar a valores de b* superiores, reflejando una coloración más amarillenta, seguramente debido a fenómenos de oxidación de la hemoglobina. En conjunto, los resultados demuestran que tanto la adición de H como del ingrediente rico en ZnPP favorecen el desarrollo del color rojo y reducen la luminosidad (L*) del producto, dando lugar a salchichas con una apariencia más oscura.

En la Tabla 3 puede observarse que el contenido en hierro hemo de las distintas formulaciones se asemeja a las salchichas cocidas a temperaturas inferiores (Tabla 2). No obstante, en las formulaciones C-, I5 y I10 se registró una disminución cercana al 50% de su contenido, lo que indica que las condiciones de esterilización provocaron una degradación significativa del hierro hemo. En cuanto al contenido en ZnPP, se observa que un incremento respecto al determinado en las mismas formulaciones sometidas únicamente a 85 °C. Este aumento puede atribuirse, al menos en parte, a las mermas por cocción durante el tratamiento de esterilización, que darían lugar a una mayor concentración relativa del pigmento. Estos resultados confirman la elevada estabilidad térmica de la ZnPP en comparación con la ferroporfirinas presentes en las formulaciones sin nitritos añadidos (Llauger et al., 2024). De hecho, la estabilidad de la ZnPP fue incluso superior a la del nitrosohemocromo presente en el control con nitritos. Este comportamiento pone de relieve el potencial de la ZnPP como pigmento alternativo para el desarrollo de productos cárnicos sometidos a tratamientos térmicos intensos.

Tabla 3. Contenido en hierro hemo y protoporfirina de zinc (ZnPP) y parámetros del color instrumental (CIELab) de las salchichas tipo Frankfurt cocidas a 85°C y posteriormente esterilizadas en el horno autoclave.
Los resultados muestran media ± la desviación estándar. Dentro de cada columna, las medias con una letra común no difieren significativamente (P > 0,05). La abreviación nd se usa para no detectado.

En cuanto a los parámetros de color instrumental, puede observarse que la luminosidad (L*) del control con nitritos (C+) se mantuvo en niveles similares independientemente de la temperatura de la temperatura de cocción aplicada (Tablas 2-3). Del mismo modo, tampoco se observaron cambios importantes en el resto de las formulaciones al compararlas con las salchichas cocidas a 85 °C. Por otro lado, la intensidad del color rojo (a*) aumentó de forma notable en todas formulaciones. Este incremento podría atribuirse al efecto de concentración por pérdidas durante el proceso de esterilización, anteriormente mencionado, que afectaría de forma preferencial a la cantidad de ZnPP presente en el producto. Asimismo, la intensidad de color amarillo (b*) también aumentó como consecuencia del efecto de la adición de H y del ingrediente rico en ZnPP, siguiendo una tendencia similar la observada en los tratamientos térmicos anteriores. En general los valores de b* en las salchichas esterilizadas son superiores a las cocidas a temperaturas inferiores y podrían estar relacionadas con los compuestos de degradación de las porfirinas.

La adición de H y del ingrediente rico en ZnPP permitió incrementar progresivamente la intensidad de la coloración roja de las salchichas tipo Frankfurt elaboradas sin nitritos. La esterilización provocó una disminución del contenido de hierro hemo. En contraste, la ZnPP mostró una elevada estabilidad frente al calor, manteniendo e incluso incrementando su concentración aparente tras la esterilización. Esta mayor estabilidad podría explicar que las formulaciones con niveles más elevados de H y ZnPP alcanzaran valores de color rojo (a*) más próximos a los del control con nitritos y, en algunos casos, incluso comparables tras la esterilización. No obstante, la persistencia de tonalidades marrones y amarillentas permitió diferenciar visualmente estos productos del control.

En conjunto, los resultados ponen de manifiesto el potencial de la ZnPP como pigmento alternativo para el desarrollo de productos cárnicos cocidos y esterilizados sin nitritos, debido a su elevada estabilidad térmica y a su capacidad para contribuir al desarrollo de una coloración roja intensa. Sin embargo, la obtención de una apariencia similar a la de los productos convencionales requiere profundizar en los factores que determinan tanto la formación y estabilidad del color, como de aquellos responsables de la aparición de tonalidades no deseadas.

En primer lugar, resulta necesario establecer con mayor precisión la relación entre la concentración de ZnPP y los parámetros de color instrumental, así como determinar los niveles necesarios para alcanzar una coloración óptima. En segundo lugar, es importante comprender mejor las interacciones entre la hemoglobina y la ZnPP, ya que podrían afectar a la solubilidad, distribución y disponibilidad de esta última y, en consecuencia, a su contribución al desarrollo del color. En tercer lugar, se requiere profundizar en el conocimiento de la estabilidad térmica y de la contribución al color del grupo hemo en función de su origen, ya sea hemoglobina o mioglobina. Finalmente, resulta necesario esclarecer el papel de los diferentes compuestos hemínicos en la aparición de tonalidades marrones y amarillentas.

En este contexto, una mayor pureza del ingrediente rico en ZnPP, junto con una reducción de la cantidad total de pigmentos añadidos o presentes en la formulación, podría contribuir a minimizar la aparición de tonalidades marrones no deseadas. Del mismo modo, la optimización de las condiciones de procesado térmico podría favorecer la degradación selectiva de los pigmentos menos estables, mejorando la apariencia final del producto. Por otra parte, la reducción de la dosis del ingrediente rico en ZnPP podría aportar beneficios sensoriales adicionales. El elevado contenido de hierro asociado a este ingrediente podría favorecer procesos oxidativos y la aparición de sabores metálicos. Además, concentraciones elevadas de incorporación podrían intensificar notas sensoriales características de hígado o vísceras. Estos aspectos deberán confirmarse mediante estudios específicos de oxidación, estabilidad y evaluación sensorial.

A pesar de estas cuestiones aún por resolver, los resultados obtenidos sugieren que la combinación de una mayor pureza del ingrediente rico en ZnPP, la optimización de su nivel de incorporación y la selección adecuada de las condiciones de procesado térmico, con o sin adición de hemoglobina, podría facilitar el desarrollo de productos cárnicos cocidos y esterilizados con una coloración rosada más similar a la de los productos convencionales, sin necesidad de añadir nitritos.

Actuación del Plan estratégico de la PAC 2023-2027 cofinanciada por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación del Gobierno de España, la Unión Europea y la Generalitat de Catalunya. 

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