Biologia molecular y calidad de carne

La producción de productos cárnicos en el mundo, se ha tecnificado a pasos agigantados, debido a presiones económicas que fuerzan a maximizar la rentabilidad de los sistemas, y por la presión que ejercen los consumidores a lo largo de la cadena de producción, consumo de carne, por productos de mejor calidad, cada día más uniformes y consistentes. 

Esto obliga a los científicos a estar desarrollando nuevas líneas de investigación que den respuesta a las necesidades actuales y futuras de los productores y los tecnólogos de la ciencia de la carne. Más aún, la investigación crea nuevas necesidades y modifica los conceptos de calidad.

Hoy gracias a los avances tecnológicos y a la innovación en la industria de la carne, la calidad es algo más que entregar al cliente lo que desea. Actualmente se ofertan productos que nuestros clientes nunca se habían imaginado que querían, pero cuando lo tienen, se dan cuenta de que es lo que siempre habían querido.

La oferta de productos diferenciados, es cada día más común en la industria de la carne. Por lo que hoy en día, algunos ganaderos, porcicultores, engordadores, etc., han comenzado a modificar el enfoque y la conceptualización de su producción, sustituyendo el concepto de producir cerdos o vacas gordas, por el de insumos proteicos de calidad diferenciada. 

Hablar de calidad de carne, es referirse a atributos inherentes que le confieren la capacidad de hacerla deseable y por ende de satisfacer al consumidor (independientemente de que sea un obrador, un procesador, un chef o un comensal). Para poder  hablar de calidad diferenciada, se requiere de objetividad. Dentro de los atributos objetivos y medibles que se evalúan en la carne están los organolépticos y los tecnológicos. Los atributos organolépticos más evaluados son el color, jugosidad, sabor y terneza; mientras que en los tecnológicos figuran la cantidad de grasa intramuscular, pH, capacidad de ligar y retener agua y grasa, así como la habilidad de formar gel.

Generalmente, se acepta que los principales factores que inciden en los atributos tecnológicos de la carne, son aquellos asociados a la genética, la alimentación, al manejo de los animales y de las canales en tiempos cercanos al momento del sacrificio. En México, uno de los principales problemas a los que se enfrenta la industria cárnica, es la inconsistencia en calidad de la carne la cual es resultado de inadecuadas estrategias de producción, dentro de las cuales, los programas de mejoramiento genético tiene un papel importante en la producción de ganado porcino y bovino para abasto con  características definidas y constantes. 

Sin embargo, el mejoramiento genético dirigido a mejorar la calidad de carne no es una tarea sencilla por varias razones. Una de ella es, que la evaluación objetiva de los atributos tiene requerimientos instrumentales y se realiza posteriormente al sacrificio. Otro factor que ha frenado el mejoramiento genético, es el hecho de que en las condiciones generales de compraventa ya sean de animales en pie, en canal, cortes, etc. difícilmente se incluyen aspectos objetivos de calidad de carne. Finalmente, la baja heredabilidad relativa de las características asociadas a la calidad de la carne y canal hace que el progreso a través de sistemas tradicionales de mejoramiento genético sea limitado.

Una alternativa para promover la mejora en la cadena de producción de carne fresca, consiste en el uso de herramientas de biología molecular, que mediante el estudio del genoma, permiten en un breve plazo identificar animales con mayor o menor propensión a la producción de carne de calidad. La identificación de los animales portadores de los mejores genotipos puede incrementar la precisión en la selección genética para las características deseadas.

Los avances en genética molecular han permitido identificar genes y fragmentos específicos de DNA llamados marcadores moleculares, los cuales se asocian a rasgos de interés económico. Así, mediante la genotipificación de los animales, es posible determinar variantes alélicas (cambios o mutaciones en un gen, asociados a una característica especial por ejemplo: más o menos grasa en la canal) de un individuo para un gen en particular, permitiendo evaluar como cada variante influye o afecta la calidad tanto de la canal como de la carne.

Un ejemplo ya clásico, fue el descubrimiento de la mutación genética (cambio en la secuencia del DNA) del gen del halotano (Ryr 1), que abrió la posibilidad de hacer mejoramiento genético, permitiendo diferenciar animales portadores de variantes indeseables de este gen. Cerdos con este gen, tienden a ser más musculosos pero, particularmente cuando se les da un mal manejo antes del sacrificio, tienen una menor capacidad de retención de agua, una mayor pérdida de agua por goteo, y una acelerada glicólisis, que conlleva a una rápida disminución del pH post mortem, lo cual está asociado a carne pálida, suave y exudativa (carne PSE).

Sin embargo, la gran mayoría de las veces, las variables asociadas a la calidad de la carne están controlados no por un gen específico, sino por una gran cantidad de genes, que interactúan entre ellos y con el ambiente, para generar una característica particular (por ejemplo, la cantidad de grasa intramuscular). En ocasiones, estos genes están ubicados en regiones del DNA llamadas loci de rasgos
cuantitativos (QTL). El estudio y la búsqueda de nuevos QTL, permitirá en el futuro identificar y entender el impacto de diferentes cruzamientos, y como su interacción con el ambiente nos puede ayudar a producir animales con una mejor calidad de carne.

Hoy en día, el conocimiento que se tiene sobre las bases genéticas de la calidad de la carne es todavía incipiente, pero muy prometedor. A continuación se enlistan algunos ejemplos de la investigación en esta materia.

Muchas características relacionadas con la calidad de la carne de cerdo, dependen de los cambios en el pH (la velocidad con que aumenta y la extensión de aumento de la acidez de la carne, que ocurren luego de la muerte del cerdo). Este cambio en el pH se origina en el animal ya muerto, por el intento del músculo de obtener energía, pero debido a que no hay oxígeno, el músculo produce energía, convirtiendo su almacén de glucosa en ácido láctico. Cuando las concentraciones de lactato son muy altas el tipo de carne que se produce es carne PSE o inclusive, carne ácida. Por lo que el potencial glicolítico, o la concentración de azúcares en el músculo con capacidad  de generar ácido láctico, es un factor determinante para el valor nutrimental y tecnológico de la carne.

En los últimos años, una serie de investigaciones han sido dirigidas a la búsqueda de genes responsables de la variación en el pH de la carne y potencial glicolítico en diferentes poblaciones de cerdos. Los resultados apuntan principalmente hacia dos genes, uno de ellos conocido como PRKAG3. Este gen, probablemente sea la causa de que los cerdos Hampshire presenten un incremento del 70% en el contenido de glucógeno muscular, por ende su potencial glicolítico es muy elevado. Esto explica que en carne de cerdos Hampshire, sea común una rápida caída del pH, lo que tiene como consecuencia una menor retención de agua y un pobre rendimiento tecnológico de la carne. 

Otro gen que pudiera relacionarse con problemas de pH es el que codifica a una enzima, la PKM2, que promueve el desdoblamiento de glucógeno a ácido láctico. Este gen no se relaciona con ninguna raza o línea genética en especial, por lo que puede ser empleado como marcador genético para programas de selección.

Aparte del pH, otro rasgo relevante para la calidad de la carne de cerdo, es su contenido de grasa intramuscular (GIM). Su concentración influye sobre las interacciones entre terneza, jugosidad y sabor. Por lo que, uno de los grandes retos de la industria porcina, es la producción de carne de cerdo con niveles de GIM cercanos al 3%. Esto es cada día más difícil porque las líneas genéticas que se explotan comercialmente apenas alcanzan el 2% de GIM en algunos músculos. Por lo  que un gran número de QTL asociados a estos rasgos, así como los posibles genes involucrados en la adiposidad del animal han sido estudiados.

Esta ha sido una tarea por demás compleja, ya que existen múltiples puntos de control, por ejemplo, las proteínas denominadas SREBP pueden activar directamente la expresión de más de 30 genes asociados a la síntesis y captación de lípidos. Actualmente, un marcador que pudiera ser muy prometedor, tanto para el caso de bovinos como de cerdos, es el gen Ob que codifica para la leptina.

La leptina es una hormona que actúa, como una señal de saciedad (induce a dejar de comer). Regula el consumo de alimento y el gasto energético, por lo que se asocia con el peso y la composición corporal. Variantes del gen que la produce (gen Ob, inicialmente identificado como gen de la obesidad), tienen una mayor deposición de grasa corporal, pero otras variantes promueven animales con baja  cantidad de grasa corporal, lo que implica, una buena conformación a expensas de reducir la velocidad del crecimiento.

En el caso de los bovinos, los genes CAPN1 (calpaína) y TG (tiroglobulina) tienen influencia sobre la suavidad y grasa intramuscular, respectivamente; en ambos se han identificado y validado variantes que tienen efecto sobre estas características y permiten predecir la calidad de la carne bovina, sin embargo, en México no se ha validado aún el uso de estos marcadores moleculares, a pesar de la importancia que ha cobrado la investigación en este tema. 

Actualmente en México, el CONACYT, la SAGARPA y las Fundaciones Produce, están financiando un Macro-proyecto de calidad de carne, donde Instituciones como el INIFAP, el Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, y la UNAM, interactúan en diversos proyectos. Uno de éstos, utilizando herramientas de biología molecular, está buscando relacionar algunos marcadores moleculares con la calidad de la carne tanto en cerdos como en bovinos. Parte de este trabajo, implica el realizar muestreos de rastros a lo largo del país para identificar la presencia y frecuencia de mutaciones genéticas y establecer su asociación con variables de calidad. En el caso de la carne de cerdo se buscarán entre otros, mutaciones específicas en genes como el gen halotano; en el receptor 4 de la melanocortina (MCR4); y en el gen IGF-2. Mientras que en bovinos, se buscarán en los marcadores: CAPN1 316G/C y CAPN1 4751T/C, TG –537C/T.

Los conocimientos del genoma en las diferentes especies pecuarias se incrementarán de manera considerable en los siguientes años. Lo que será fundamental para poder valorar directamente, el genotipo de un individuo para todos aquellos rasgos que sean objeto de selección, sin que se produzcan interferencias de tipo ambiental. Sin embargo, la aplicación de los conocimientos, dependerá en parte de la adecuación de los sistemas de comercialización y el pago justo por calidad.  

Hasta ahora, los sistemas de comercialización, están muy lejos de estimular y promover la calidad y la eficiencia en la cadena de producción de la carne. Actualmente en México, un animal a la venta vale más por su conformación, que por el pH o el color de su carne. La falta de objetividad para diferenciar la carne respecto a su nivel de calidad, representa un escenario de competencia desleal para aquellos agentes económicos que en aras de obtener productos de calidad superior, realizan esfuerzos e inversiones en desarrollo y mejoras tecnológicas, tanto en la producción como en el procesamiento, y que al concurrir a los mercados reciben precios similares a productos nacionales o importados de menor calidad.

Con la finalidad de aumentar la eficiencia en la cadena de producción, en el futuro esta situación será diferente. Las tendencias de objetividad en el comercio, nos obligarán a incluir indicadores objetivos de calidad, que faciliten el pago diferenciado de productos (rendimiento en cortes, capacidad de retención de agua, vida de anaquel, etc.). De esta forma, las mejoras de calidad que se promuevan en cada eslabón de la cadena de producción, repercutirán en beneficio de todos los integrantes de la cadena, desde el productor primario, hasta el consumidor final.

En la actualidad, las herramientas de biología molecular con que se trabaja, ya forman parte de las soluciones que la industria aplica en beneficio de la calidad de sus productos. En el futuro, estas herramientas nos ayudarán a ser más certeros, produciendo específicamente lo que nuestros clientes quieren y están dispuestos a pagar, todo en función de un mercado de calidad diferenciada.