Discriminación de jamón ibérico con defecto de cala usando un muestreo no destructivo para la pieza y técnicas cromatográficas

Cuando un jamón ibérico alcanza su punto óptimo de maduración su aroma debe ser agradable. No obstante, en algunas piezas puede aparecer el defecto sensorial denominado “cala”, consistente en notas malolientes en zonas cercanas al hueso (por ej. en la articulación de la cadera, el codillo o el fémur), cuyo origen es la alteración microbiana. La aparición de cala está influenciada por problemas ocurridos durante las etapas iniciales de la curación (principalmente el post-salado) cuando la pieza aún contiene un elevado contenido de agua. En estas condiciones, un aumento de la temperatura por encima de 15 °C podría promover el deterioro de la pieza.

Imagen 1. Detección de defectos sensoriales usando una cala.

En la actualidad, el defecto de cala es detectado en la industria empleando un procedimiento basado en la evaluación olfativa de las piezas por parte de un maestro jamonero experto, empleando un punzón de hueso o madera que también se denomina cala (ver Imagen 1). Debido a su naturaleza subjetiva, este método no está libre de errores. La posible puesta en el mercado accidental de piezas con defecto puede dar lugar a quejas del consumidor, con el consiguiente daño a la imagen de marca. Por otro lado, la eliminación de piezas que presentan defecto implica importantes costes para los productores debido a su alto valor. Por ello, es fundamental contar con un método fiable y objetivo para la detección de defectos en jamones ibéricos en la fase final de elaboración, previa a su comercialización.

Actualmente, la industria carece de un método instrumental para detectar defectos en jamones individuales antes de comercializarlos. El análisis de loncheados queda descartado entre los productores debido a la necesidad de abrir la pieza, lo que reduce su valor y vida útil. Además, el agotamiento sensorial de los maestros jamoneros y la subjetividad del método de cala favorecen los errores de clasificación. Por ello, varios autores han tratado de desarrollar métodos instrumentales objetivos para detectar jamones defectuosos, tales como una nariz electrónica (Choi and Hawkins, 1997; García et al., 2005), espectroscopía de impedancia (De Jesús et al., 2014), potenciometría (Girón et al., 2015) y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS) (Carrapiso et al., 2010; Martín et al., 2010) u olfatometría (GC-O) (Carrapiso et al., 2010). No obstante, la mayoría de ellos implica la apertura de la pieza o resultan poco selectivos.

El grupo de investigación AGR-287 de la Universidad de Córdoba (UCO) ha puesto a punto un método analítico basado en la cromatografía de gases acoplada a la espectrometría de movilidad iónica (GC-IMS) para buscar solución a la problemática descrita (Martín-Gómez et al., 2021). Este grupo de investigación ya demostró previamente en varios trabajos científicos el potencial de la GC-IMS para la discriminación de jamones ibéricos según el régimen de alimentación del cerdo y su pureza racial (Martín-Gómez et al., 2019; Segura-Borrego et al., 2021). Además, los resultados de estos estudios fueron validados gracias a un proyecto de transferencia concedido por la Junta de Andalucía, titulado ‘Autentificación del régimen de alimentación suministrado al cerdo ibérico usando un muestreo no invasivo y la cromatografía de gases acoplada a la espectrometría de movilidad iónica’.

La utilidad del método GC-IMS desarrollado para determinar defectos en piezas de jamón intactas ha sido demostrada mediante el análisis de la grasa del cerdo ibérico obtenida por medio de un método de muestreo rápido y sencillo que no altera la pieza. Dicho método está basado en la punción con una aguja desechable que queda impregnada de grasa, siendo una adaptación de la tradicional técnica de cala. Este sistema permite que la pieza pueda seguir en el canal comercial sin reducir su calidad ni valor. Tras la punción, las agujas (una por jamón) se introducen en viales sellados herméticamente para su posterior análisis en laboratorio con GC-IMS. El detector IMS empleado tiene la capacidad de detectar compuestos a muy baja concentración y permite el análisis de un gran número de muestras de forma simple, rápida, a bajo coste y sin tratamiento previo.

Por otro lado, las muestras obtenidas mediante el método de muestreo no-destructivo con agujas también se analizaron en paralelo por GC-MS. La GC-MS es una técnica que sigue siendo la primera opción para el análisis del jamón ibérico y está muy extendida para llevar a cabo la determinación de volátiles en matrices alimentarias. Uno de sus puntos fuertes es su gran capacidad de identificación de señales desconocidas a través de bibliotecas espectrales.

Por tanto, el objetivo principal del estudio desarrollado fue evaluar el potencial de las técnicas analíticas GC-IMS y GC-MS para discriminar jamón ibérico con defecto de cala mediante un muestreo no destructivo basado en el método olfativo tradicional.

Se tomaron por duplicado 50 muestras de grasa subcutánea de jamones de bellota 100% ibéricos en la zona de la punta; 25 de estas muestras mostraban defecto de cala que las descartaba para el consumo y las otras 25 se encontraban en buen estado. El muestreo, con trazabilidad completa, se realizó en las instalaciones industriales de la S. Coop. And. Ganadera del Valle de los Pedroches (COVAP) en Pozoblanco (Córdoba, España). Tras el análisis por GC-IMS y GC-MS se procedió al tratamiento quimiométrico de los datos, que se llevó a cabo extrayendo la intensidad de señal correspondiente al área de pico de 21 compuestos identificados mediante GC-MS y al volumen de 217 marcadores identificados mediante GC-IMS, que correspondían a 34 compuestos volátiles. La selección de los picos mediante GC-MS se realizó automáticamente y la de los marcadores GC-IMS fue manual. Tras la extracción de los datos y con el objetivo de discriminar las muestras con cala, primero se realizó un análisis univariante de compuestos individuales que por sí solos sirvieran para detectar la presencia de cala y posteriormente se realizó un análisis multivariante que usara toda la información disponible.

El análisis univariante con GC-MS detectó 5 compuestos volátiles cuya señal era significativamente mayor en grasa de jamones ibéricos con defecto; ácido fórmico, heptan-1-ol, octan-1-ol, nonanal y decanal, mientras la señal del ácido acético era mayor en piezas en buen estado. Esta es la primera vez que el ácido fórmico, el heptan-1-ol y el octan-1-ol son relacionados con defectos en jamón curado. Además, el fórmico sólo se detectó en muestras con defecto y, por lo tanto, su presencia podría estar directamente relacionada con el deterioro del jamón. Esta conclusión se tiene que verificar analizando un mayor número de muestras. La Imagen 2 representa la intensidad de señal de los dos compuestos más relevantes para la diferenciación de las muestras analizadas por GC-MS. Sólo el ácido fórmico podría ser empleado directamente como marcador de defecto, ya que los compuestos restantes mostraron valores heterogéneos en ambos grupos de muestras.

Por otro lado, el análisis univariante con GC-IMS detectó 13 compuestos cuya señal era significativamente mayor en jamones con defecto: pentan-2-ona, pentanal, hexan-2-ona, 2-metilbutirato de etilo, heptan-2-ona, heptanal, octan-2-ona, octanal, hexanoato de etilo, nonan-2-ona, nonanal, octanoato de etilo y decanal. Estos volátiles pertenecen a la familia de las cetonas, ésteres etílicos y aldehídos, que han sido descritos en carne deteriorada (Casaburi et al., 2015). No obstante, las diferencias de señal detectadas en muestras con y sin defecto no eran claras, como se puede ver en la Imagen 3. Esto se atribuye en parte a la heterogeneidad que presentan los jamones ibéricos procedentes de cerdos criados en libertad con una dieta totalmente natural, lo que dificultó la diferenciación mediante el análisis univariante de un sólo compuesto.

Tras el análisis univariante de las muestras se llevó a cabo el análisis multivariante empleando la señal de 21 compuestos identificados con GC-MS y la de 217 marcadores (identificados y no identificados) obtenidos con GC-IMS. Para ello, se construyeron modelos quimiométricos de clasificación basados en análisis discriminante de mínimos cuadrados parciales (PLS-DA). Como puede verse en la Imagen 4a, los resultados mostraron una alta capacidad de discriminación de muestras con defectos con datos obtenidos mediante GC-MS, con un acierto validado con muestras ciegas del 100%, e inferior con los datos obtenidos con GC-IMS (Imagen 4b), que tuvo un acierto de clasificación del 70%.

Los modelos PLS-DA de clasificación desarrollados con datos obtenidos mediante GC-MS y GC-IMS fueron capaces de discriminar con éxito jamón ibérico curado con defecto de cala, con un acierto validado con muestras ciegas del 100% y el 70%, respectivamente. Si bien ambas técnicas tienen un gran potencial, GC-MS mostró mejores resultados de clasificación y puede ser la más apropiada para este fin. Por otro lado, el método de muestreo no destructivo basado en una punción con aguja empleado en el presente trabajo asegura la viabilidad en un entorno industrial.

Con GC-MS se determinaron 5 compuestos volátiles que por sí solos eran capaces de discriminar muestras de jamón ibérico con defecto: nonanal, ácido fórmico, ácido acético, decanal y heptan-1-ol. En este estudio se ha relacionado por primera vez con el defecto, al ácido fórmico, heptan-1-ol y octan-1-ol, y el fórmico sólo estaba presente en muestras con cala. Por el contrario, el ácido acético se relacionó con muestras en buen estado, sin defecto. Sin embargo, estos resultados deben verificarse con más muestras. Actualmente, debido a la heterogeneidad de las señales obtenidas tras el análisis de 50 muestras de grasa de jamón ibérico, un enfoque dirigido basado en la determinación de un único analito podría no ser fiable para discriminar entre jamones defectuosos y no defectuosos. Por lo tanto, se recomienda un método de discriminación basado en análisis multivariante y una cuidadosa selección de marcadores.

Para aquellas piezas de jamón que el análisis instrumental con GC-MS o GC-IMS no proporcionara una clasificación clara, se podría abrir el jamón para realizar una cata sensorial. Si la pieza catada no tiene defecto de cala se puede vender en formato loncheado.

Bibliografía

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