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Análisis del cascarón del huevo

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Figura 1. Determinación de grosor de cascarón mediante micrómetro

La importancia de esta parte esencial del huevo, cómo se forma, qué funciones desempeña y cómo se determina su calidad para una mejor rentabilidad y un producto de calidad.

Actualmente, la industria avícola presta gran atención a diversos factores con miras a una producción más rentable y a productos de mayor calidad. En este particular, el cascarón toma relevancia, ya que tanto en la incubación como en el huevo para plato su calidad desempeña un papel preponderante. Los problemas de cascarón provocan grandes pérdidas económicas a nivel mundial: cerca del 10% de la producción total de huevos se descarta por esta causa y de esta cifra, 7 u 8% corresponden a ruptura.

En 2005 en México, se estimaba que la industria del huevo perdía entre 30 y 35 millones de dólares por este concepto. Estas pérdidas se produjeron solo entre la puesta y el empaque, sin contar las pérdidas durante el transporte al consumidor final.

El huevo se forma gradualmente en un período de aproximadamente 25 horas. Este proceso implica a muchos órganos y sistemas, lo cual implica el transporte de grandes cantidades de sustancias a través de numerosas membranas biológicas para formar las diferentes estructuras que lo componen.

Formación del cascarón 

En las 25 horas de formación de un huevo, inicialmente se desprende el saco vitelino del ovario y de manera paulatina el oviducto va agregando la albúmina y las membranas testáceas, estas últimas en la región llamada istmo. La calcificación inicia antes de abandonar el istmo: sobre la membrana testácea externa se depositan los botones mamilares (depósitos de material orgánico) sobre los cuales empezará la mineralización del cascarón. El número de estos sitios es una cuestión hereditaria y tiene implicación en la cantidad de calcio depositado. Posteriormente, en el útero, sigue la mineralización para formar el cascarón compacto, proceso que tarda unas 20 horas.

En esta zona, bajo el epitelio se encuentran una gran cantidad de glándulas del cascarón, también llamadas glándulas coquiliares. Estas se encargan de transportar iones de calcio de la sangre a la luz del útero, con la ayuda de un transportador específico llamado calbindina.

El cascarón (comúnmente denominado en varios países hispanoamericanos como cáscara) está compuesto por un 94% carbonato de calcio (en forma de cristales de calcita), además de otros compuestos en menor cantidad como carbonato de magnesio, fosfato de calcio, sodio potasio y otros componentes orgánicos.

El cascarón está formado por varias capas: primero las membranas testáceas interna y externa, posteriormente una capa calcificada interna (capa mamilar), donde se encuentran los núcleos orgánicos sobre los cuales se iniciará la deposición de calcio, luego viene la capa de palizada que es la más gruesa, que representa 2/3 del grosor de cascarón. Se ha indicado que la organización de las placas de calcita que la conforman es lo que le brinda la rigidez al cascarón. La capa más externa es la cutícula, la cual tiene 10 micras que contiene la mayoría de los pigmentos orgánicos del cascarón.

Para formar el cascarón, se requiere de una gran cantidad de calcio, especialmente durante el periodo activo de formación. Este calcio proviene principalmente del duodeno y yeyuno, y de forma indirecta, de hueso medular mediante un proceso de reabsorción ósea. Durante el día se aprovecha el calcio de la dieta, mientras que durante la noche al escasear, se utiliza el proveniente del hueso medular.

Cuando ya está prácticamente formado, las células del útero terminan la secreción de ovoglicanos y comienzan a secretar iones fósforo. Ambos procesos buscan detener la secreción de calcio por parte de las glándulas del útero al modificar el pH uterino.

La calidad del cascarón disminuye al incrementarse la edad de la gallina y aunque no se conoce la causa, se cree que la gallina es capaz de sintetizar una cantidad uniforme de material para el cascarón en toda su vida, pero al aumentar paulatinamente el tamaño del huevo, este material debe distribuirse sobre una superficie mayor, lo que da como resultado un cascarón más delgado.

Además, la formación del cascarón se verá afectada por factores que afecten la ingestión o absorción adecuada de nutrientes, así como cualquier causa que altere el ambiente o función uterina, tales como: cambios de presión, temperatura, pH, o algunas enfermedades como bronquitis infecciosa y síndrome de baja postura. Por ejemplo durante episodios de estrés se da un desbalance hormonal que provoca el aumento de la temperatura, y la alteración del pH del istmo, lo que lo torna más ácido y altera el patrón de calcificación y pigmentación. Asimismo, en las épocas calurosas las aves incrementan el jadeo, lo cual provoca trastornos en el pH sanguíneo, además de que disminuye la ingestión y la cantidad de nutrientes, de tal forma que la dieta se debe modificar.

Función y característica 

El cascarón es una estructura mineralizada altamente especializada. Su forma es hereditaria y es la primera barrera de defensa del huevo. Su principal función es la protección contra daños físicos y la penetración microbiológica.

El cascarón representa entre el 11 y 12% del peso total del huevo aunque se sabe que este valor disminuye conforma avanza la edad hasta representar entre el 8 y 9% de su peso. Progresivamente se torna más delgado. Por otra parte, la pelecha se ha relacionado con un incremento en la resistencia del cascarón; se cree que se da por cambios en la composición proteica en la matriz, cosa que afectaría el tamaño de los cristales de calcio y disminuiría su tamaño.

El cascarón es una estructura permeable: consta de 8,000 a 10,000 poros, los cuales no incrementan su número con la edad, pero sí su diámetro. Los poros están recubiertos por la cutícula, que los sella y dificulta así el paso de microorganismos; también, al poseer un alto contenido de agua, la cutícula funciona como lubricante a la hora de la postura.

La disminución del grosor del cascarón, aunado al aumento del diámetro de los poros en gallinas viejas, contribuye al incremento en los porcentajes de contaminación microbiológica del huevo. Estos poros permiten la perfusión de gases, principalmente oxígeno y CO2, indispensables para el desarrollo embrionario y su respiración. Además, permite la pérdida de humedad, la cual permitirá girar adecuadamente al embrión durante su desarrollo. La humedad debe de ser de aproximadamente 13% del peso inicial.

El huevo presenta diferentes cantidades de calcio en sus estructuras. La absorción adecuada de este mineral, vital en su formación, resulta en un promedio de 2.3 g de calcio en la cascarón y casi 25 mg en la yema. De esta forma, una gallina que produjera poco más de 330 huevos por ciclo, le significaría un depósito de alrededor de 760 g de calcio durante este periodo. Por lo anterior, el cascarón es la principal fuente de calcio del embrión, del cual utiliza cerca de 100 mg, lo que significa de 70 a 80% de sus necesidades metabólicas para llevar a cabo una adecuada osificación y demás funciones metabólicas. 

En el transporte de calcio del cascarón, intervienen varios factores, como el voltaje de varios milivoltios presentes a través del huevo, cambios en el pH de la albúmina, vitaminas D y K, además de la proteína transportadora calbindina. Este proceso podría tener dos funciones: en primera instancia servir como fuente de esos minerales al embrión, especialmente durante la osteogénesis y la mineralización del hueso, además de debilitar la estructura de la cascarón para facilitar la eclosión.

La calidad adecuada del cascarón es de suma importancia. Si es muy grueso, dificulta el intercambio gaseoso y perjudica el desarrollo embrionario; un cascarón muy delgado facilita la invasión bacteriana, se fractura, además de predisponer a la pérdida de humedad. Asimismo, se han relacionado defectos en el cascarón con disminuciones en el porcentaje de incubabilidad (cuadro 1). El grosor idóneo del cascarón se encuentra entre 0.36 a 0.43 mm a la mitad huevo (nivel del ecuador) en huevos de reproductoras pesadas para incubación.

El color del cascarón está dado por factores genéticos; cabe resaltar que el color no influye en la calidad o características nutritivas del huevo. El color marrón en sus diferentes tonalidades, está dado por las ooporfirinas, producto de la degradación de la hemoglobina en el útero. Este fenómeno se da por la presencia de una enzima específica para este fin. La mayoría de los huevos con patrones de pigmento marrón o negro contienen protoporfirina. También se ha encontrado la presencia de biliverdina y de quelato de zinc de biliverdina en los cascarones azulados o verdosos.

El pigmento proviene de la sangre y podría ser sintetizado por las células uterinas. En aves silvestres sirve como camuflaje o incluso ayuda en la regulación de temperatura. En gallinas comerciales tiene importancia económica por la preferencia de algunos sectores de la sociedad. Igualmente, se ha observado que los huevos marrones provenientes de gallinas comerciales son 2% más resistentes que los blancos. De la misma forma, los cascarones que presentan bandas o ventanas son más frágiles. La deposición de pigmento va disminuyendo con la edad de las aves. Se sabe también que los huevos con deficiencias en la pigmentación presentan una disminución en la eclosión.

El cascarón de huevo, por sus características, no es un medio adecuado para el crecimiento bacteriano, en parte debido a sus propiedades físicas (estructura sólida con bajo contenido de humedad). Se han identificado también en él algunas proteínas conocidas por sus propiedades antimicrobianas (ovoalbúmina y ovotrasferrina), lo que puede explicar parte de la actividad antimicrobiana observada en los extractos del cascarón de huevo. Tales proteínas de la matriz del cascarón serían efectivas en el fluido uterino durante el período de calcificación del cascarón o en la ovoposición, cuando todavía está húmedo.

Determinación de la calidad de cascarón 

La calidad del cascarón se juzga con base en la textura, color, forma, solidez y limpieza. Debe ser liso, limpio, libre de grietas, de color, forma y tamaño uniformes.

El primer paso en el proceso de control de calidad es la segregación de los huevos que presenten defectos evidentes para luego realizar pruebas más específicas. Debido a que existe una fuerte correlación entre el grosor del cascarón y su ruptura, se han desarrollado varios métodos para su cálculo, entre ellos los métodos directos, como la medición del cascarón mediante la utilización de un micrómetro (figura 1). También se ha utilizado la determinación de la densidad del cascarón mediante la relación peso-superficie de un sector del cascarón. Además, se ha correlacionado el porcentaje de cascarón con su resistencia.

Dentro de los métodos indirectos, el más popular es la gravedad específica, que se basa en que en la albúmina y la yema del huevo recién puesto tienen en conjunto una densidad similar al agua, mientras que la del cascarón es 2.2 veces la del agua. Para llevar acabo este método existen dos formas: en la primera se utiliza soluciones de agua con sal a diferentes concentraciones hasta lograr que el huevo flote; la última corresponde a la densidad del cascarón. El otro método es el de Arquímedes, en el cual se relaciona el peso del huevo seco con el volumen que desplaza al ser sumergido en agua. Este último presenta la desventaja, a diferencia del primero, que se debe llevar a cabo con un huevo a la vez, lo que resulta poco práctico. De igual forma, se han desarrollado métodos más elaborados, pero muy costosos o poco prácticos, como por ejemplo las técnicas basadas en la compresión o percusión del cascarón hasta lograr su ruptura, entre mucho otros.

La iluminación del huevo se ha utilizado para detectar pequeñas fisuras no detectables a simple vista (figura 2), así como algunas imperfecciones del cascarón (ventanas). El paso de luz se relaciona con el grosor del cascarón y la presencia o ausencia de una cutícula uniforme.

El cascarón del huevo debe poseer alrededor de 0.3 mm de espesor, y con la cutícula y membranas se incrementa a valores cercanos a 0.4 mm. Además, se ha observado que los huevos sin cutícula o con daños en ésta, no son tan resistentes a la pérdida de agua o ingreso de microorganismos.

Se debe tomar en cuenta que cualquier factor que influya de manera perjudicial en la formación del cascarón afectará su calidad. Estos factores incluyen enfermedades que afectan al aparato reproductor, como bronquitis infecciosa y síndrome de baja postura, así como todas aquellas que afecten el consumo adecuado de nutrientes o la llegada de suficiente sangre al útero. También se encuentran los desbalances en dietas, interacciones entre componentes de la dieta que limiten su adecuada absorción, altas temperaturas que provocan una disminución en el consumo, estrés, etc.

Usos del cascarón de huevo 

El cascarón de huevo se ha empleado en varias formas, entre ellas la harina de cascarón se ha usado como fuente de calcio en alimento de animales. Es una excelente fuente de calcio y proteína, ya que contiene las membranas testáceas. Asimismo, presenta una alta calidad, comparable con la concha de ostra o la piedra caliza. Se ha empleado también el polvo de cascarón como aditivo para pasta de dientes debido a sus características abrasivas, que pueden brindar limpieza sin dañar el esmalte.

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Figura 2. Detección de microfracturas mediante iluminación
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