Aplicación de técnicas no destructivas para la determinación de parámetros de calidad y clasificación de canales de cerdo ibérico

Abstract

[ES]El cerdo ibérico es una raza autóctona ligada al ecosistema de la dehesa, localizada en el sureste de la Península Ibérica y reconocida por la destacable calidad organoléptica de los productos derivados. La alta demanda de productos ibéricos, junto con una limitada producción de animales cebados en regímenes extensivos alimentados a base de bellota y pasto (montanera), ha dado lugar a la cría de animales en regímenes intensivos y al empleo de cruces con razas mejorantes. La calidad final de la carne de estos animales, y de sus productos derivados, está fuertemente relacionada con diferentes factores como la producción animal, la raza, la alimentación, la edad o el peso en el momento del sacrificio. Son diversos los métodos analíticos que han sido estudiados y aplicados de cara a poder garantizar la autenticidad de la raza y la alimentación suministrada al animal, sin embargo, en el momento actual no existe ningún método analítico oficial. La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) es una herramienta multiparamétrica que ha sido ampliamente empleada para evaluar características de la carne y calidad de los productos cárnicos. En el sector ibérico, la tecnología NIR ha sido aplicada para la cuantificación de los contenidos en proteína, grasa y humedad, para la predicción del perfil en ácidos grasos y de la dieta del cerdo durante el proceso de engorde. Esta metodología analítica permite obtener los resultados de forma inmediata, individualizada, no destructiva y respetuosa con el medio ambiente. Sin embargo, la interpretación de los espectros obtenidos mediante su aplicación requiere ser complementada con complejos métodos quimiométricos. En esta tesis se propone el uso de la tecnología NIRS con el fin de predecir parámetros determinantes de la calidad de la grasa en cerdo ibérico como el perfil lipídico y la relación isotópica de Carbono (δ13 C). Se aborda así mismo la aplicación de la tecnología NIRS y la espectrometría de movilidad iónica acoplada a la cromatografía de gases (GC-IMS) con fines de clasificación/autentificación. Finalmente, la tesis analiza la viabilidad del uso de equipos portátiles, que facilitan el trabajo en campo, y que han experimentado un claro auge en los últimos años. En el primer artículo incluido en la presente tesis, se estudió la posibilidad de predecir la composición del perfil de ácidos grasos y el valor de δ13 C (‰) en grasa subcutánea intacta usando un equipo NIRS portátil. Los resultados se compararon con los obtenidos aplicando el equipo NIRS de sobremesa tanto en grasa fundida como intacta. En el segundo de los artículos se evalúan los cambios en el perfil lipídico de la grasa y en la relación isotópica de carbono, antes y después de la fase de cebo en montanera, analizándose así mismo la influencia de diferentes tiempos de permanencia en montanera. La existencia de correlaciones entre el isótopo δ13 C (‰) y el perfil lipídico también ha sido estudiada con el fin de poder clasificar el producto en función de la alimentación animal. El tercer artículo evalúa el potencial de clasificación de la tecnología NIRS frente a GC-IMS, en grasa subcutánea, en el momento del sacrificio. El objetivo que se persigue es la clasificación en función de la raza de los animales y los días que han permanecido alimentándose en régimen de montanera. Las conclusiones que derivan de los estudios realizados señalan que la utilización de la espectroscopia NIR, tanto con equipos de sobremesa como portátiles, resulta adecuada para predecir parámetros de calidad en la grasa de cerdo ibérico. Esta tecnología podría reemplazar a los análisis químicos en el laboratorio, más costosos y menos respetuosos con el medio ambiente. La combinación de herramientas quimiométricas con las técnicas de CG-IMS y NIRS ha permitido clasificar la grasa en función del periodo de alimentación en montanera y de la raza. Todo ello apunta al enorme potencial la metodología NIRS para garantizar la autenticidad de las canales en el sector del cerdo ibérico, ofreciendo la posibilidad de conocer los resultados de forma inmediata y de operar de forma rutinaria en las líneas de faenado. [EN]The Iberian pig is an indigenous breed associated with the dehesa ecosystem, which is located in the southwest of the Iberian Peninsula. It is well known for the remarkable organoleptic quality of its derivatives. The high demand for Iberian products, together with the limited production of Iberian pigs reared extensively and fed on acorns and grass (the montanera system), has led to intensive rearing of this breed and also to its crossbreeding with improved breeds. The final quality of the meat from these animals and their products is strongly correlated with different factors such as animal production, the breed, the feeding regime, and the age or slaughter weight. Several analytical techniques have been studied and applied to guarantee the authenticity of the breed and the feeding regime. However, there is currently no official analytical method for the purpose. Near Infrared Spectroscopy (NIR) is a multi-parametric tool which has been widely used to assess meat characteristics and meat product quality. In the sector of the Iberian breed, NIR technology has been applied to quantify protein, fat, and moisture, to predict the fatty acid profile, and to determine the feeding regime during the fattening period. This analytical methodology allows immediate individualised results to be obtained without sample destruction and in an environmentally friendly manner. However, the spectra obtained need to be interpreted by complex chemometric methods. This PhD thesis proposes the use of NIRS technology for predicting parameters which determine the quality of Iberian pig fat, such as the lipid profile and the carbon isotopic ratio δ13 C (‰). The application of NIRS technology and gas chromatography together with ion mobility spectrometry (GC-IMS) for classification/authentication purposes is also addressed. Finally, this study analyses the viability of using portable equipment, which facilitates work in situ and has experienced a boom in recent years. The first article included in the PhD thesis evaluated the feasibility of predicting the lipid profile composition and the δ13 C (‰) of intact subcutaneous fat by using a portable NIRS device. The results were compared with those obtained by using benchtop NIRS equipment on both extracted and intact fat.In the second article, the changes in the lipid profile and the carbon isotope ratio observed before and after the fattening period on the montanera were evaluated. The influence of different montanera times on these parameters was also analysed. Significant correlations between the δ13 C isotope (‰) and the different fatty acids were studied in order to classify the samples according to animal feeding. The third article compares the classification ability of NIRS and GC-IMS technologies when applied at slaughter to subcutaneous fat. The aim was to achieve a correct classification according to the breed and the number of days spent feeding under the montanera system. The conclusions deriving from the present studies indicate that the application of NIR spectroscopy, using both benchtop and portable equipment, is suitable for predicting the quality parameters of Iberian fat. This technology could replace costlier and less environmentally-friendly laboratory chemical analyses. The combination of chemometric tools with NIRS and GC-IMS technologies has made it possible to classify Iberian fat correctly according to the fattening time and the breed. All these results point to the enormous potential of NIRS technology to guarantee the authenticity of Iberian pig carcasses. In fact, it offers the possibility of ascertaining the results immediately which allows for routine operations on the slaughter lines.