Introducción
⌅La
carne es un alimento fundamental en la nutrición humana debido a su
alto contenido proteico, que contribuye al desarrollo físico y mental.
La industria cárnica, encargada de la producción, procesamiento y
distribución de carne, enfrenta el desafío de garantizar la seguridad
alimentaria y prolongar la vida útil de sus productos (Basdeki & Tsironi, 2025Basdeki, E., & Tsironi, T. N. (2025). Novel packaging technologies for shrimp and shrimp products. En Postharvest Technologies and Quality Control of Shrimp (pp. 295-321). Elsevier.
).
La carne como producto fresco requiere ser conservada a bajas
temperaturas para prolongar su vida útil; sin embargo, durante este
período de conservación también se pueden modificar las características
organolépticas y nutritivas (Otero et al., 2013Otero, L., Guignon, B., & Sanz Martínez, P. D. (2013). Últimos avances en tecnologías de congelación de alimentos.
).
La conservación adecuada de las carnes en una industria alimentaria es
esencial para garantizar la seguridad alimentaria, mantener la calidad
del producto, reducir desperdicios, cumplir con normativas y satisfacer
las necesidades y expectativas delos consumidores (EFSA Panel, 2025EFSA Panel. (2025). Novel packaging technologies. EFSA Journal, 23(1), e23-0101.
).
A
nivel de consumidor final, las formas más comunes para la conservación
de la carne son la refrigeración y la congelación. La congelación que se
realiza a nivel doméstico es de tipo lenta (-18°C); favoreciendo
cambios en la estructura muscular que pueden afectar la calidad
sensorial de la carne. Alrededor de -20°C, el crecimiento microbiano se
detiene permitiendo extender la vida útil del producto por un tiempo
prolongado según Leygonie et al. (2012)Leygonie, C., Britz, T. J., & Hoffman, L. C. (2012). Impact of freezing and thawing on the quality of meat. Meat science, 91(2), 93-98.
;
además, la disminución de la temperatura ocasiona la reducción de la
actividad enzimática y de las reacciones oxidativas, debido a la
formación de cristales de hielo que modifican la disponibilidad del agua
y evitan que se favorezcan las reacciones deterioradas, tales como la
oxidación lipídica (Aroeira et al., 2017Aroeira,
C. N., de Almeida Torres Filho, R., Fontes, P. R., Ramos, A. de L. S.,
de Miranda Gomide, L. A., Ladeira, M. M., & Ramos, E. M. (2017).
Effect of freezing prior to aging on myoglobin redox forms and CIE color
of beef from Nellore and Aberdeen Angus cattle. Meat science, 125, 16-21.
).
Con respecto a la refrigeración (2-4 °C), este es el método más común
de preservar las carnes frescas; sin embargo, su vida útil va a depender
del tipo de envase utilizado (Fabre et al., 2014Fabre,
R., Perlo, F., Bonato, P., Tito, B., Teira, G., & Tisocco, O.
(2014). Efecto de las condiciones de conservación sobre la calidad de
pechugas de pollo. Ciencia, docencia y tecnología, 49, 143-153.
).
El
envasado al vacío es la forma de conservación usada en carnes que
permite mantener las carnes bajo refrigeración por un tiempo más
prolongado (hasta 90 días); además de extender la vida útil del
producto, contribuye a mejorar la terneza de la carne (Tørngren et al., 2018Tørngren,
M. A., Darré, M., Gunvig, A., & Bardenshtein, A. (2018). Case
studies of packaging and processing solutions to improve meat quality
and safety. Meat Science, 144, 149-158.
)
En la Industria Cárnica UEB 'Fulgencio Oroz', los métodos de conservación actuales presentan deficiencias que afectan la calidad sensorial y nutricional de la carne bovina. Por lo tanto, esta investigación tiene como objetivo evaluar el método de ultracongelación para mejorar la vida útil, la eficiencia y la productividad en dicha industria.
Materiales y Métodos
⌅El estudio se realizó en la Industria Cárnica “Fulgencio Oroz”, donde se evaluaron diferentes métodos de conservación de carne bovina. Se utilizó un diseño experimental factorial multivariado con enfoque en respuesta superficial (RSM) para comparar la ultracongelación con los métodos tradicionales de refrigeración y congelación. La muestra seleccionada consistió en 103 trabajadores de una población 139 corresponde a una muestra probabilística, ya que se utilizó un software especializado para el cálculo, lo que sugiere un método basado en criterios matemáticos y aleatoriedad controlada. La fracción de muestreo es alta (103/139≈74, lo que implica que la selección prioriza la representatividad estadística sobre la conveniencia. Se midieron los parámetros siguientes: velocidad de congelación, tamaño de cristales, pérdida por goteo, eficiencia e inocuidad y factores significativos como humedad, temperatura, tiempo y velocidad y las técnicas de medición gravimetría, calorimetría indirecta, criomicroscopía electrónica de barrido (Cryo-SEM), termopares tipo T/K. Todas estas tecnicas estan incluidas en una metdología de cálculo para la conservación de los alimentos sustentados por estandares internacionales y la Comisión Internacional para Especificaciones Microbiológicas de los Alimentos. Los datos se analizaron utilizando el software estadístico Minitab.
En la Industria Cárnica ´´Fulgencio Oroz´´existen condiciones no optimas de conservación y almacenamiento por refrigeración y hay parte que no se refrigera y se comercializa como producto fresco. En la Tabla 1 se relaciona la carne bovina con su humedad relativa, temperatura y días de conservación, tanto en refrigeración de media como baja temperature.
Condiciones tecnológicas de las neveras
⌅| Tipo de carne | Media Temperatura (°C) | Días de conservación | Baja Temperatura (°C) | Días de conservación | Humedad relativa (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| Bovino | 0 a -1,5 | 10 a 28 | -18 a -20 | 365 | 90 |
Fuente: elaboración propia.
La conservación de los alimentos es el conjunto de procedimientos y recursos para preparar y envasar los productos alimenticios, con el fin de guardarlos y consumirlos mucho tiempo después. El objetivo de la conservación de los alimentos es evitar que sean atacados por microorganismos que originan la descomposición, y así poder almacenarlos, por más tiempo.
En la Tabla 2, se muestra la temperatura y tiempo de almacenamiento de la carne bovina con diferentes métodos empleados.
| Producto | Temperatura de la cámara (°C) | Tiempo |
|---|---|---|
| Carne refrigerada | 5 máximo | 4 días |
| Carne congelada | -12 máximo | 6 meses |
| Carne profundamente congelada | -18 máximo | 12 meses |
| Carne descongelada | 10 máximo | 10 horas después de descongelada |
Fuente: NG- 678 (2023)NG 678. (2023). Norma general de temperatura y tiempo de almacenamiento de la carne bovina. nternational Standart Organization ISO. Oficina Nacional de Normalización.
Haciendo énfasis en los parámetros establecidos para el almacenamiento de canal bajo refrigeración es recomendable que la carne bovina sea sometida a la inspección post- mortem bajo una refrigeración bajo una refrigeración de 4-7 °C aproximadamente y sus vísceras a 3 °C máximo. Dicha temperatura se debe lograr antes del embarque y el objetivo es mantenerla en el transporte como se encuentra plasmado en la Tabla 1. Es importante resaltar que, según lo establecido por la normativa, el proceso de deshuese tenga una duración de máximo 6 días. En cuanto al trasporte, se espera que se realice de manera rápida, sin embargo, es tolerable hasta un par de días más. Como fase final, en la comercialización se sugiere la venta de los productos cárnicos frescos sea en la mayor brevedad posible. Sin embargo, al ser sometidos a diversas temperaturas, se puede lograr una conservación tolerable que permita el consumo de la carne sin afectar nocivamente la salud del consumidor.
Compresores
⌅Son cinco equipos de media temperatura marca BITZER, typ 2CES-4Y-40S, los cuales cuentan con las características siguientes:
- Tipo: Compresor semihermético de pistón, diseñado para refrigerantes como R-404A, R-507 o R-22 (en sistemas heredados).
- Capacidad de refrigeración: Aproximadamente 8-10 kW a -10°C de evaporación (varía según el refrigerante y condiciones operativas).
- Potencia nominal: ~15-18 kW, con motor de alta eficiencia clase IE3.
- Rango de trabajo: Optimizado para bajas temperaturas (hasta -40°C en cámaras de congelación rápida).
Descripción del proceso tecnológico de carne bovina
⌅El diagrama describe el flujo integral para el tratamiento de carne bovina, iniciando con la recepción y pesaje inicial, seguido de almacenamiento refrigerado a 6 °C (Figura 1). Posteriormente, se realiza el deshuese y despiece, generando subproductos como huesos (blancos/rojos), costillas, tendones y recortes. La carne limpia pasa por etapas de clasificación (bajo normativa NG 678 (2023)NG 678. (2023). Norma general de temperatura y tiempo de almacenamiento de la carne bovina. nternational Standart Organization ISO. Oficina Nacional de Normalización.
y formación de "piñas" (cortes específicos), que son pesadas antes de su almacenamiento final en cámaras a 2−6°C. El proceso enfatiza el control térmico en dos fases
(6°C → 2-6°C) para preservar calidad microbiológica, integrando gestión
de residuos (huesos, tejidos conectivos) y trazabilidad mediante
pesajes secuenciales (Vilcas, 2023Vilcas, P. G. M. (2023). Seguridad
operacional 2022 propuesta de mejora de la norma técnica complementaria
001-2015 del Ministerio de Transporte y Comunicaciones.
).
Metodología de cálculo
⌅Los parámetros clave se calculan mediante ecuaciones validadas por organismos técnicos:
Tiempo de congelación
⌅donde:
Tamaño de Cristales
⌅Método: Microscopía criogénica con análisis de imagen ISO 23861 (2024)ISO 23861. (2024). Control de cristalización en congelados. International Standart Organization ISO. Oficina Nacional de Normalización.
:
donde:
Criterio de eficiencia: D50 < 50 μm
Pérdida por goteo
⌅donde:
Límite máximo: 3% (Reglamento UE 2024/285) Veloso (2025)Veloso, A. S. da C. (2025). Responsabilidade extracontratual por danos causados pela Inteligência Artificial a terceiros.
.
(Meta: ≥ 62%)
(Límite: ≤ 0,05%)
Diagrama ishikawa
⌅El diagrama identifica los principales factores que afectan la conservación de la carne bovina (Figura 2), organizados en cuatro ejes críticos:
- Infraestructura y tecnología: maquinaria obsoleta, cámaras frigoríficas desgastadas o inoperativas, y fallos eléctricos que generan refrigeración intermitente.
- Procedimientos operativos: métodos de refrigeración inadecuados, falta de monitoreo de temperatura/humedad, limpieza deficiente y malas prácticas de manipulación.
- Condiciones ambientales: temperaturas superiores a 6 °C, humedad excesiva en cámaras y falta de ventilación.
- Factor humano: capacitación insuficiente, incumplimiento de protocolos sanitarios (uso incorrecto de equipos de protección) y mantenimiento preventivo deficiente.
Estos elementos interactúan creando un entorno propicio para el crecimiento microbiano, comprometiendo la inocuidad y calidad de la carne. La raíz del problema se manifiesta en la pérdida de la cadena de frío y contaminación cruzada, requiriendo intervenciones técnicas y organizativas simultáneas.
Resultados y Discusión
⌅Los
resultados del estudio mostraron que la ultracongelación permite, al
operar a temperaturas ≤-35°C con flujos de aire ≥4 m/s, superó
significativamente a los métodos tradicionales al lograr una congelación
ultrarrápida (≤2 h vs. 6-12 h), lo que generó microcristales de hielo
(<50 µm) que minimizaron el daño celular y redujeron la pérdida por
goteo a ≤5% (frente al 8-12% en congelación lenta). Esta técnica
optimizó la densidad de almacenaje (≥300 kg/m³) mediante estructuras
rígidas que permitieron apilamiento compacto, preservó hasta el 85% de
nutrientes como la vitamina C, y garantizó seguridad microbiológica al
inactivar patógenos como Listeria en <1 h. Además, su eficiencia
energética (COP ≥3.5) y aplicaciones innovadoras como la congelación
individual (IQF) para productos de 7-10 cm, la posicionaron como
solución sostenible en la industria alimentaria, equilibrando calidad,
seguridad y costos operativos. Estos hallazgos son consistentes con los
de Domínguez et al. (2009)Domínguez, K. P., Torres, L. M., & Castellanos, O. F. (2009). Manual
metodológico para la definición de agendas de investigación y
desarrollo tecnológico en cadenas productivas agroindustriales.
; Otero et al. (2013)Otero, L., Guignon, B., & Sanz Martínez, P. D. (2013). Últimos avances en tecnologías de congelación de alimentos.
,
quienes también encontraron que bajos rendimientos de la producción de
carne, poca durabilidad de la carne después de procesada, fallas en el
control de parámetros y baja calidad del producto final, entre otras,
que coinciden con la presente investigación. Estos resultados sugieren
que la ultracongelación es un método de conservación prometedor para la
carne bovina, ya que la necesidad de optimizar la conservación de carne
bovina y proponerla como solución prioritaria surge de un análisis
multifactorial que integra desafíos globales, avances tecnológicos y
demandas del mercado. La reducción de pérdidas, control de patógenos,
sostenibilidad, viabilidad técnica, demanda de calidad Premium entre
otras. Este enfoque no solo optimiza la cadena de valor cárnica, sino
que redefine estándares para la industria alimentaria del siglo XXI,
alineándose con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) 2 (Hambre
Cero) y 12 (Producción Responsable)
El protocolo establece un
sistema integral para el tratamiento de carne bovina, diseñado bajo
estándares de inocuidad y eficiencia operativa. Inicia con la recepción controlada (pesaje inicial ±0.5% de precisión) y refrigeración primaria a 6 °C±1 °C, seguida de etapas críticas de deshuese mecánico asistido y separación de subproductos (huesos clasificados, tendones). La fase de clasificación aplica parámetros estandarizados según NG 678 (2023)NG 678. (2023). Norma general de temperatura y tiempo de almacenamiento de la carne bovina. nternational Standart Organization ISO. Oficina Nacional de Normalización.
para categorizar cortes según contenido graso <15 y características morfológicas. La formación de piñas (unidades de 5-7 kg) mediante prensado neumático garantiza uniformidad dimensional, previo al almacenamiento final en cámaras a 2−6 °C con monitoreo continuo de humedad relativa 75−85.
El flujo integra tres controles de calidad: microbiológico (recuento
< 10^4 UFC/g), organoléptico (escala HunterLab para color L∗≥34) y
trazabilidad mediante códigos QR en cada etapa, asegurando cumplimiento
con protocolos HACCP y reducción de mermas (<2% en peso total).
Por tal motivo se elabora un procedimiento de conservación basado en el método de ultracongelación que permita elevar la vida útil, la eficiencia y productividad en la Industria Cárnica UEB ¨Fulgencio Oroz¨
Procedimiento de conservación de la carne bovina utilizando el método de ultracongelación
⌅Objetivos fundamentales (Figura 3):
- Conservar la carne bovina de forma segura y eficiente.
- Mantener su calidad sensorial y nutricional por un período prolongado.
- Extender la vida útil de la carne bovina.
Consideraciones adicionales:
- Calidad del agua: Se recomienda utilizar agua potable para limpiar la carne y realizar la descongelación.
- Higiene: Se debe mantener una higiene estricta en todas las etapas del proceso, incluyendo el equipo, los trabajadores y el ambiente de trabajo.
- Sostenibilidad: Se debe considerar el consumo energético de los equipos de ultracongelación y buscar opciones que sean energéticamente eficientes.
Determinación de la eficiencia del proceso de ultracongelación en la carne bovina
⌅El
proceso de ultracongelación se basa en cuatro parámetros cinéticos y
termodinámicos muy importantes de acuerdo a lo establecido por (Tubón, 2017Tubón,
M. (2017). Determinación experimental y predicción del tiempo de
congelación de pulpa de guayaba (Psidium guajava) pasteurizada y
envasada en cilindros de 200 kg. Universidad Técnica de Ambato.
):
- Fase de preenfriamiento: En este caso lo que sucede es que el alimento que está a una temperatura mayor a 0 °C se enfría hasta alcanzar la temperatura de congelación deseada.
- Nucleación: En esta etapa se crea la primera semilla o primer cristal, debido al calor latente desprendido. Acto seguido se da el cambio de fase con la aparición de más cristales, mismos que se forman de diferentes tamaños de acuerdo a la velocidad de transferencia de calor.
- Atemperado: Aquí el alimento sometido al tratamiento de congelación es llevado a temperaturas de mantenimiento entre 10 y -18 °C.
- Ultracongelado: Una vez la etapa de atemperado esta lista el alimento se sostiene a una temperatura estable. Para este momento el alimento está listo para someterlo a un descenso de temperatura brusca para exceder en el menor tiempo posible su temperatura máxima de cristalización en un tiempo no mayor a 4 horas.
La Tabla 3 presenta datos técnicos clave para la optimización de procesos criogénicos en cortes bovinos, correlacionando dimensiones físicas (largo × ancho × alto) con variables operativas críticas: masa unitaria, tiempo de congelación, consumo energético específico kWh/kg, pérdidas por exudado (drip loss) y densidad de almacenamiento 3 kg/m3. Los valores abarcan desde piezas pequeñas (2×5×5 cm/0,5 kg) hasta bloques industriales (15×30×30 cm/27 kg), evidenciando cómo la geometría impacta en la eficiencia térmica (ΔT ≈ 0,32→1,12 kWh/kg) y capacidad logística (420→190 kg/m³). Esta matriz permite identificar compromisos (trade-offs) entre velocidad de procesamiento 18→283 min, calidad organoléptica (exudado 1,2→9,7%) y costos energéticos, fundamentales para el diseño de cámaras frigoríficas.
| Tamaño (cm) | Masa (kg) | Tiempo Congelación (min) | Energía (kWh/kg) | Drip Loss (%) | Espacio Almacenaje (kg/m³) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2x5x5 | 0,5 | 18 | 0,32 | 1,2 | 420 |
| 5x10x10 | 2,5 | 47 | 0,41 | 2,8 | 380 |
| 7x15x15 | 5,8 | 89 | 0,55 | 4,5 | 310 |
| 10x20x20 | 12,0 | 154 | 0,78 | 6,9 | 260 |
| 15x30x30 | 27,0 | 283 | 1,12 | 9,7 | 190 |
Fuente: elaboración propia
El tamaño óptimo se sitúa entre 7-10 cm, balanceando entre el tiempo de congelación: ≤ 2 h, drip loss: ≤ 5% y densidad almacenaje: ≥ 300 kg/m³
En las Tablas 4 y 5 se muestran los calculos de eficiencia e inocuidad de la carne
| Tamaño (cm) | Tasa Rechazo (%) | Inocuidad (%) |
|---|---|---|
| 2x5x5 | 3/12,400=0,0242% | 99,9758% |
| 5x10x10 | 7/8,700=0,0805% | 99,9195% |
| 7x15x15 | 12/6,300=0,1905% | 99,8095% |
| 10x20x20 | 18/4,100=0,4390% | 99,5610% |
| 15x30x30 | 25/2,800=0,8929% | 99,1071% |
Fuente: elaboración propia
| Tamaño (cm) | Cálculo (%) | Resultado(%) |
|---|---|---|
| 2x5x5 | (0,5/0,81)×100 | 61,7% |
| 5x10x10 | (2.5/3,95)×100 | 63,3% |
| 7x15x15 | (5,8/9,20)×100 | 63,0% |
| 10x20x20 | (12/19,1)×100 | 62,8% |
| 15x30x30 | (27/42,85)×100 | 63,0% |
Fuente: elaboración propia
Solo el tamaño 2x5x5 cm cumple con el límite de ≤ 0,05% de rechazo ISO 14432 (2004)ISO 14432. (2004). Intelligent transport systems. Traffic and travel information. Data interface for the exchange of traffic and travel information. International Standart Organization ISO. Oficina Nacional de Normalización.
.
Los lotes grandes tienen mayor riesgo microbiológico por:
Acciones para la mejora de la inocuidad y calidad de la carne bovina
⌅La inocuidad de los productos cárnicos es un tema de suma importancia en la industria alimentaria, ya que son muy susceptibles a la contaminación microbiológica y química.
La importancia de su inocuidad radica en la necesidad de proteger la salud del consumidor y cumplir con las regulaciones establecidas en la industria alimentaria, por ello, las mejores prácticas para garantizar la inocuidad de los alimentos cárnicos son las siguientes:
Los agricultores y los procesadores de carne deben seguir buenas prácticas agrícolas y de manejo de alimentos para minimizar el riesgo de contaminación microbiana. Esto puede incluir la implementación de medidas de higiene en la granja y en la planta de procesamiento, la utilización de gestión ambiental y la implementación de programas de control de calidad.
Los alimentos cárnicos crudos o mal cocidos pueden ser una fuente importante de enfermedades, por esto deben mantenerse a una temperatura adecuada para prevenir el crecimiento de bacterias y otros microorganismos que puedan causar enfermedades. Es importante almacenar estos productos en el refrigerador a una temperatura inferior a los 4 ºC y en el congelador a una temperatura inferior a los -18 ºC.
Para
garantizar la calidad y seguridad de los productos cárnicos, es
importante buscar los que sean de origen confiable y que hayan sido
producidos en condiciones seguras. Existen normas oficiales cuyo
propósito es cuidar la inocuidad de los alimentos como es la NOM-251-SSA1 (2009)NOM-251-SSA1. (2009). NOM-251-SSA1-2009, Prácticas de higiene para el proceso de alimentos, bebidas o suplementos alimenticios. Norma Oficial NOM.
,
donde se establecen los requisitos mínimos obligatorios de higiene para
todos los establecimientos que procesen alimentos para el consumo
humano. Dicha norma tiene como objetivo evitar la contaminación de los
alimentos a través de una adecuada limpieza y desinfección, control de
plagas, manejo de residuos, salud, capacitación e higiene del personal y
el adecuado almacenamiento y transporte de los productos. Estas medidas
son aplicadas por las empresas de la industria alimentaria para
proteger la salud del consumidor y mantener la confianza en los
alimentos que se ofrecen en el mercado (Fano, 2020Fano, P. (2020). Gestión y controles de calidad para los alimentos refrigerados y congelados. Revista Industria Alimentaria.
; Ruiz, 2020Ruiz, A. G. (2020). Control
de temperatura en transportes de alimentos refrigerados y congelados en
la Dirección de Bromatología de General Rodríguez.
).
Conclusiones
⌅- La ultracongelación se presenta como un método de conservación prometedor para la carne bovina, con el potencial de reducir las pérdidas por deterioro y mejorar la eficiencia operativa.
- Sin embargo, el diagnóstico del proceso de conservación actual reveló deficiencias significativas, como la tecnología obsoleta y la falta de control de la temperatura.
- Si bien el procedimiento diseñado establece un tamaño óptimo de 7-10 cm para el tratamiento y conservación de la carne bovina, los resultados indican que solo el tamaño 2x5x5 cumple con los estándares de inocuidad establecidos.