Effect of pulsed electric field on the quality of PSE-like chicken breast meat: Insights into water distribution and structural rearrangement

Nel mondo della scienza alimentare, il viaggio dalla fattoria alla tavola comporta una delicata corsa biologica contro il tempo. Quando un pollo viene macellato, i suoi muscoli iniziano a cambiare immediatamente. Se questi cambiamenti avvengono troppo rapidamente, la carne può sviluppare un insieme specifico di difetti noto come qualità di tipo PSE. Questa condizione, che sta per pallida, morbida ed essudativa (pale, soft, and exudative), produce una carne che appare sbiadita, risulta molliccia al tatto e rilascia troppo liquido durante la cottura. Per i consumatori, ciò significa un pasto asciutto e poco invitante; per i produttori, rappresenta una significativa perdita economica e uno spreco di proteine. La radice del problema risiede nelle fibre muscolari stesse. In circostanze normali, queste fibre agiscono come piccole spugne, trattenendo l'acqua all'interno di una complessa rete di proteine. Tuttavia, quando il livello di pH della carne scende troppo velocemente dopo la morte, le proteine si restringono e spremono fuori l'acqua, lasciando la carne pallida e asciutta.

Gli scienziati cercano da tempo modi per correggere questo difetto senza utilizzare il calore, che può cuocere la carne prematuramente o distruggerne i nutrienti. Una via promettente coinvolge l'elettricità, nello specifico una tecnica chiamata trattamento a campi elettrici pulsati. Questo metodo utilizza brevi e intensi impulsi di alta tensione per bucare delicatamente le membrane delle cellule, un processo che può riorganizzare la struttura interna del muscolo senza aumentare significativamente la sua temperatura. L'obiettivo è indurre le proteine a riprendere una forma che possa trattenere l'acqua in modo più efficace, trasformando un taglio di carne mediocre in qualcosa di utilizzabile e delizioso. La domanda rimane, tuttavia, se questa spinta elettrica possa effettivamente riparare il danno nella carne di tipo PSE, o se possa semplicemente peggiorare il collasso strutturale.

Un team di ricercatori dell'Università Agricola di Nanchino e di istituzioni collaboratrici si è posto l'obiettivo di rispondere a questa domanda trattando petto di pollo di tipo PSE con campi elettrici di intensità variabile. Hanno preso petti di pollo disossati che erano già stati identificati come affetti dai difetti di pallore, morbidezza e rilascio d'acqua e li hanno sottoposti a una serie di impulsi elettrici. Il team ha testato una gamma di intensità, da nessun trattamento in assoluto fino a una forza massima di 4 kilovolt per centimetro. Il loro obiettivo era trovare il "punto ideale" (sweet spot)—un livello specifico di forza elettrica che potesse migliorare la capacità della carne di trattenere l'acqua e migliorarne la consistenza senza causare nuovi problemi come l'ossidazione o il collasso strutturale.

I risultati hanno rivelato un modello chiaro in cui la forza del campo elettrico dettava il risultato. Quando i ricercatori hanno applicato un livello moderato di elettricità, specificamente 2 kilovolt per centimetro, la carne ha mostrato un miglioramento straordinario. Il cambiamento più evidente è stato nel modo in cui la carne riusciva a trattenere l'acqua. Nei campioni non trattati, quasi il 20 percento del peso è andato perduto durante la cottura, e oltre il 21 percento è stato perso durante la centrifugazione per simulare la pressione. Al livello moderato di 2 kilovolt, queste perdite sono scese significativamente a circa il 16 percento e il 14 percento, rispettivamente. Ciò significava che la carne tratteneva di più i suoi succhi naturali, un fattore cruciale sia per il sapore che per la resa.

Oltre a trattenere l'acqua, anche la consistenza della carne si è trasformata. I ricercatori hanno misurato quanto fosse difficile masticare e tagliare la carne, riscontrando che il trattamento elettrico moderato rendeva il pollo significativamente più tenero e facile da recidere. Ciò suggerisce che gli impulsi elettrici abbiano aiutato a allentare le strutture proteiche strette e contratte tipiche della carne PSE, permettendo loro di rilassarsi in una disposizione più aperta e tenera. Quando il team ha osservato la carne sotto un potente microscopio, ha visto che le fibre nei campioni trattati moderatamente si erano separate appena abbastanza da creare piccoli pori uniformi. Questi minuscoli spazi agivano come serbatoi, intrappolando l'acqua all'interno della rete muscolare invece di lasciarla fuoriuscire.

Tuttavia, lo studio ha anche evidenziato che più elettricità non è sempre meglio. Quando i ricercatori hanno aumentato la forza del campo a 4 kilovolt per centimetro, i benefici hanno iniziato a svanire. Sebbene la carne fosse comunque migliore rispetto al controllo non trattato, non tratteneva l'acqua così bene come i campioni trattati al livello moderato. Le immagini microscopiche hanno mostrato che l'alta tensione aveva causato una frammentazione eccessiva delle fibre muscolari, creando spazi grandi e irregolari che non potevano più trattenere l'acqua efficacemente. Era come se la forza elettrica fosse stata troppo aggressiva, lacerando il tessuto della carne invece di ripararlo. Questo danno eccessivo ha portato anche a un leggero aumento dei cambiamenti chimici associati al deterioramento, come l'ossidazione lipidica, indicando che la stabilità della carne era compromessa a queste intensità più elevate.

I ricercatori hanno utilizzato una tecnica di imaging specializzata che misura come l'acqua si muove all'interno della carne per comprendere questi cambiamenti a livello molecolare. Hanno scoperto che nei campioni trattati al meglio, l'acqua era bloccata in uno stato più stretto e stabile all'interno del muscolo, mentre nei campioni sovratrattati, l'acqua diventava troppo libera e mobile, pronta a sfuggire. Ciò ha confermato che il miglioramento della qualità non riguardava solo l'aggiunta di acqua, ma il modo in cui l'acqua veniva trattenuta. Lo studio ha anche controllato i segni di deterioramento e ha rilevato che, al livello di trattamento moderato, la carne rimaneva stabile, senza un aumento significativo dei marcatori chimici che indicano la degradazione proteica o l'irrancidimento.

In definitiva, il lavoro dimostra che l'elettricità può essere uno strumento preciso per salvare la carne di bassa qualità, ma solo se applicata con cura. Lo studio suggerisce che un impulso moderato di 2 kilovolt per centimetro è l'impostazione ideale per trasformare il petto di pollo di tipo PSE. A questo livello, il trattamento riesce a riorganizzare la struttura muscolare per intrappolare l'acqua e ammorbidire la consistenza, invertendo efficacementamente gli aspetti peggiori del difetto. Andare oltre questo punto rischia di danneggiare la stessa struttura che i ricercatori stanno cercando di riparare. Questa scoperta offre una via pratica per l'industria avicola, fornendo un modo per utilizzare carne che altrimenti verrebbe scartata, trasformando un difetto di qualità in una variabile gestibile attraverso una lavorazione non termica controllata.