Einfluss des Zusatzes von Marinadenbestandteilen auf die funktionelle

Ergebnisse und Diskussion

120

3.4. Einfluss des Zusatzes von Marinadenbestandteilen auf die

Ergebnisse und Diskussion

121 Ergebnisse bestätigen die Arbeit von Kruk et al., (2011) welche ebenfalls bei einem Druck von 450 MPa den größten Anstieg an Helligkeit in Hühnerbrust beschreiben. Dieser Effekt geht auf die Denaturierung des Muskelfarbstoffs Myoglobin und der anderen Fleischproteine zurück und ist einer thermischen Denaturierung im Erscheinungsbild ähnlich (Carlez et al.

1995). Das Marinieren mit unterschiedlichen pH-Werten konnte zwar eine Aufhellung nicht vollständig verhindern (der L*-Wert von mariniertem Fleisch stieg nach einer Behandlung bei 600 MPa von 43 auf über 67 an), im Vergleich zu nicht mariniertem Fleisch (L*-Wert nach einer Hochdruckbehandlung bei 70) oder Fleisch mit Wasserzugabe (besitzt bereits bei 600 MPa den höchsten L*-Wert) wurde jedoch eine Verminderung des Anstiegs der Helligkeit beobachtet. Bei der Betrachtung des Einflusses des pH-Wertes muss darauf hingewiesen werden, dass sich im Verlauf der vorgestellten Arbeit eine hohe Pufferwirkung des Putenfleisches zeigte. Im Vergleich zu nicht mariniertem Fleisch bewirkte die Zugabe von Marinaden beim Endprodukt im Mittel nur minimale pH-Unterschiede. Bei sauren Marinaden stellte sich der pH-Wert im Fleisch vor einer Hochdruckbehandlung bei 5,87 ± 0,1 und bei basischen Marinaden bei 6,07 ± 0,08 ein (eingestellt durch NaOH- oder Zitronensäurelösung). Nach einer Hochdruckbehandlung wurden diese Unterschiede minimiert wobei die Werte dichter zusammen lagen. Die Autoren Cheftel und Couili (1997) beschreiben in ihrem Review die Abnahme des a*-Wertes (Rotwert) in Druckbereichen größer 400 MPa. Die Abnahme des Rotwertes ist auf eine Oxidation des Eisens im Myoglobin und die Denaturierung des globuären Proteins selbst zurückzuführen. Olmo et al.

(2010) konnten ebenfalls eine Abnahme des a*-Wertes in anderen Geflügelfleischsorten feststellen. In der hier vorliegenden Arbeit konnten diese Ergebnisse für mariniertes Putenfleisch bestätigt werden, wenn auch nur eine sehr schwache Abnahme des Rotwertes zu verzeichnen war. Dies kann einerseits mit dem geringen Myoglobingehalt von Putenfleisch im Vergleich zu anderen Tierarten begründet werden, andererseits wurde die Hochdruckbehandlung unter Vakuum in Polyethylenbeuteln durchgeführt, wodurch eine Verminderung der sauerstoffbedingten Oxidation des Myoglobins verhindert werden konnte.

Die Farbmessung für sauer- und basisch-mariniertes Putenfleisch im Druckbereich von 400 bis 600 MPa konnte sowohl einen Erhalt des Rotwertes und damit ein Erhalt des nativen Myoglobins aufzeigen, wobei die Farbuntersuchungen innerhalb der ersten Stunde nach einer Hochdruckbehandlung durchgeführt wurden. Die Daten des Rotwertes von mariniertem und hochruckbehandeltem Putenfleisch bleiben annähernd über den gesamten Druckbereich konstant, die Ergebnisse unterliegen jedoch natürlichen Schwankungen. Zusammenfassend zeigte sich, dass basisch mariniertes Fleisch im Vergleich zu unbehandeltem Fleisch den besten Farberhalt nach einer Hochdruckbehandlung aufwies, wobei der Einfluss sich mehr auf den L*-Wert bezieht.

Ergebnisse und Diskussion

122

b*-valoue

a*-valoue L*-valoue

Druck [MPa]

0 100 300 400 500 600

0 20 40 60 80

reines Putenfleisch

Putenfleisch mit Zitronensäure Putenfleisch mit NaOH

L*- Gehalt

a*-Gehalt b*-Gehalt

Abbildung 18: Farbemessungen für Putensteak mit verschiedenen Zusätzen vor (0,1 MPa) und nach einer Hochdruckbehandlung (Prozesswasser 16 ± 3 °C, Haltezeit 3 min).

Bei der nächsten Versuchsreihe wurde der Einsatz von Natriumcarbonat und Ascorbinsäure untersucht. Im Vergleich zu dem ersten Versuchsansatz, bei dem lediglich untersucht werden sollte, ob der pH-Wert generell einen Einfluss auf die Farbe nach einer Hochdruckbehandlung besitzt, richtete sich die Auswahl bei der anschließenden Versuchsreihe nach Gesetzen zur Zulassung in Fleischwaren. Wasser wurde mit 10 % Ascorbinsäure bzw. 2 % Natriumcarbonat versetzt. Das Fleisch wurde nach Anweisung mit 10 % dieser Lösung mariniert, als Referenzprobe diente Fleisch mit einem Wasserzusatz von ebenfalls 10 %. Der pH-Wert der Ascorbinsäure-Wasserlösung lag bei 2,4 ± 0,07. Im Fleisch stellte sich nach dem Marinieren ein pH-Wert von 5,89 ± 0,08 ein. Der pH-Wert der Natriumcarbonat-Wasserlösung lag bei 10,83 ± 0,12, im Fleisch stellte sich nach dem Marinieren ein pH-Wert von 6,15 ± 0,53 ein. Für Fleisch mariniert mit reinem Wasser wurden pH-Werte von 5,86 ± 0,01 gemessen. Auch hier zeigt sich, wie stark das Fleisch Veränderungen des pH-Wertes abpuffern kann. Es zeigt sich eine Aufhellung mit steigendem Druck. Gerade im Druckbereich zwischen 200 MPa und 400 MPa ist ein starker Anstieg des L*-Wertes zu messen, danach ist ein Abflachen des Anstiegs zu erkennen (Abbildung 19).

Ergebnisse und Diskussion

123 Erstaunlicherweise zeigt sich trotz höherem Anfangs-L*-Wert bei sauer mariniertem Fleisch ab einem Druck von 400 MPa, dass auch ein saurer pH-Wert einen weniger starken Anstieg des L*-Wertes, bedingt durch die Druckbehandlung, bewirkt als Fleisch mit reinem Wasser.

Kontinuierlich die tiefsten L*-Werte und damit vom Erscheinungsbild das dunkelste Fleisch lieferte die Zugabe von Natriumcarbonat. Bei den a*-Werten zeigt sich selten ein signifikanter Unterschied. Erst im oberen Druckbereich sind Unterschiede zwischen saurem und basischem pH-Wert erkennbar. Die Zugabe von Natriumcarbonat scheint den Rotwert zu stabilisieren bzw. anzuheben, besser als ein saurer pH-Wert. Aber auch bei der Messung dieser Versuchsreihe kann eine Abnahme des a*-Wertes, wie von den Autoren Cheftel und Couili (1997) oder Mariutti et al. (2008) beschrieben, nicht bestätigt werden.

Ergebnisse und Diskussion

124

Druck [MPa]

0 100 200 300 400 500

40 50 60 70 80

Putenfleisch mit Natriumcarbonat Putenfleisch mit Ascorbinsäure Putenfleisch mit Wasser

L*-Wert

Druck [MPa]

0 100 200 300 400 500 600

-2 -1 0 1 2 3 4

Putenfleisch mit Natriumcarbonat Putenfleisch mit Ascorbinsäure Putenfleisch mit Wasser

a*-Wert

Abbildung 19: L*-Wert (A) und a*-Wert (B) von Putensteak mit verschiedenen Zusätzen vor (0,1 MPa) und nach einer Hochdruckbehandlung (Prozesswasser 16 ± 3 °C, Haltezeit 3 min).

Mit steigendem Druck konnte für Putenfleisch, mariniert mit Zitronensäure und NaOH, sowie für die Referenz eine Verfestigung festgestellt werden. Die Schneiddruck steigt vor allem im Druckbereich zwischen 400 und 500 MPa stark an, danach lassen die untersuchten Proben

A

B

Ergebnisse und Diskussion

125 auf eine abflachende Kurve deuten (um den nicht linearen Kurvenverlauf in einem Druckbereich über 500 MPa endgültig zu bestätigen, müsste allerdings der Probenumfang deutlich vergrößert werden) (Abbildung 20). Villacís et al. (2008) stellten ebenfalls eine Verfestigung von Putenfleisch nach einer Hochdruckbehandlung über 150 MPa fest. In einigen wissenschaftlichen Untersuchungen von Wurstbrät verschiedenster Tierarten wurde beschrieben, dass es bei einer Druckbehandlung mit Drücken bis 200 MPa zu einem Elastizitätsanstieg der dabei induzierten Gele kommt, aber eine Druckbehandlung über 300 MPa zu einem Anstieg der Festigkeit und verstärkter Agglomeration einzelner Proteinbestandteile führen (Jiménez-Colmenero 1998a; Iwasaki et al. 2006). Die Vorgänge, die zu einer Texturveränderung der Proteine führen, sind chemische Reaktionen wie erhöhte Löslichkeit, ein erhöhter Anteil hydrophober Wechselwirkungen, bessere Wassereinlagerung bis hin zu Agglomeration und Denaturierung. Diese Reaktionen sind stark vom Druckniveau selbst abhängig, aber auch von der Ionenstärke und den Behandlungstemperaturen (Cheftel and Couili 1997). Sowohl die Zugabe von saurer als auch von basischer Marinade minimiert im Vergleich zur reinen Wasserzugabe die Verfestigung nach einer Hochdruckbehandlung.

Dabei ist zwischen den beiden marinierten Proben kein signifikanter Unterschied messbar.

Ergebnisse und Diskussion

126

Druck [MPa]

0 100 300 400 500 600 700

Schneidkraft [Pa]

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

Putenfleisch mariniert mit Zitronensäure Putenfnelisch mariniert mit NaOH Putenfleisch mit Wasser

Abbildung 20: Schneiddruck für Putenfsteak mit Zusatz von Zitronensäure und NaOH bei verschiedenen Druckstufen.

Die Veränderungen der Fleischmatrix sind auf Denaturierungsprozesse der Fleischproteine zurückzuführen, im unteren Druckbereich bis ca. 200 MPa zur vermehrten Wassereinlagerung, bei höherem Drücken überwiegen Denaturierungs- und Agglomerationsprozesse (Balny et al. 1997). Die Bestimmung des Stickstoffgehalts (stellvertretend für den Proteingehalt) ergab für alle Proben, unabhängig von der Marinierung oder Druckbehandlung, Werte von 23,1  0,7 g/100 g Fleisch. Der Anteil löslicher Proteine steigt bis zu Drücken von 300 – 400 MPa an, bei einer weiteren Steigerung des Druckniveaus kommt es zu einem Verlust des löslichen Anteils von myofibrillären Proteinen bei Rind- und Schweinefleisch (Goutefongea et al. 1995). Auch in dieser Arbeit wurde ein Verlust an löslichen Proteinen gemessen so konnte bspw. für Putenfleisch mit Carbonat mariniert, eine Abnahme der löslichen Proteine von 0,46 auf 0,33 g/100g Protein gemessen werden. Nach Galazka et al. (2000) ist die Abnahme an löslichen Proteinen durch eine Zunahme unlöslicher Proteinagglomerate erklärbar. Bereits 1984 beschrieb Macfarlane den allgemeinen Effekt der Hochdruckbehandlung auf die Muskelproteine Myosin und Aktin.

Diese Arbeitsgruppe beschreibt dabei eine Fragmentierung des Myosins unter Hochdruck bis zu einer Behandlung von 200 – 300 MPa in die Untereinheiten S1 und S2. Die Ergebnisse der hier vorgestellten Untersuchungen zeigen ebenfalls einen Verlust an Myosin heavy

Schneiddruck [Pa]

Ergebnisse und Diskussion

127 chain. Im SDS-PAGE und der GPC-Messung konnte ab 300 MPa keine eindeutige Bande für Myosin identifiziert werden (Abbildung 21). Diese bauten sich allerdings bei einer weiteren Druckerhöhung wieder ab. Ebenfalls von Macfarlane (1984) stammt die Theorie, dass Tropomysin und Troponin (weitere Bestandteile der Myofibrillen) sehr druckresistent seien, wohingegen sich Aktin in Druckbereichen > 300 MPa sensitiver gegenüber einer Druckbehandlung verhält. Ähnliche Ergebnisse wurden in der hier vorgestellten Arbeit gefunden. In der SDS-PAGE sind noch Banden und Peaks für die löslichen Proteinbestandteile Aktin und Troponin sowie Tropomycin bei basischen Marinaden noch bis 450 MPa zu erkennen (Abbildung 20). Beim sauer marinierten Fleisch konnten schon bei niedrigem Druck < 450 MPa keine eindeutigen Banden dieser Proteinbestandteile gefunden werden und die Peaks in der GPC sind bereits bei 450 MPa drastisch reduziert. Somit scheint die basische Marinade eine leicht protektive Wirkung auf den Abbau von Aktin und Troponin zu besitzen, während eine Hochdruckbehandlung bei sauer mariniertem Fleisch zu einem schnelleren Abbau führt.

Abbildung 21: SDS-PAGE und GPC-Messungen von Putenfsteak mit Zusatz von Zitronensäure (pH 2,3) und NaOH (pH 10,3).

pH 2,3

pH10,3

0,1 300 350 400 450 500 550 600 MPa

AU

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18

Minutes

10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 27,00 28,00 29,00 30,00 31,00 32,00

AU

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20

Minutes

10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 27,00 28,00 29,00 30,00 31,00 32,00

pH 2,3

pH 10,3

300 MPa

500 MPa 300 MPa

450 MPa 500 MPa

Myosin heavy chain) Actin Tropomysin TroponinT pH 2,3

pH10,3

0,1 300 350 400 450 500 550 600 MPa

AU

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18

Minutes

10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 27,00 28,00 29,00 30,00 31,00 32,00

AU

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20

Minutes

10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 27,00 28,00 29,00 30,00 31,00 32,00

pH 2,3

pH 10,3

300 MPa 450 MPa 500 MPa 300 MPa

450 MPa 500 MPa

Myosin heavy chain

Actin Tropomysin Troponin T pH 2,3

pH10,3

0,1 300 350 400 450 500 550 600 MPa

AU

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18

Minutes

10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 27,00 28,00 29,00 30,00 31,00 32,00

AU

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20

Minutes

10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 27,00 28,00 29,00 30,00 31,00 32,00

pH 2,3

pH 10,3

300 MPa

500 MPa 300 MPa

450 MPa 500 MPa

Myosin heavy chain) Actin Tropomysin TroponinT pH 2,3

pH10,3

0,1 300 350 400 450 500 550 600 MPa

AU

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18

Minutes

10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 27,00 28,00 29,00 30,00 31,00 32,00

AU

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20

Minutes

10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 27,00 28,00 29,00 30,00 31,00 32,00

pH 2,3

pH 10,3

300 MPa 450 MPa 500 MPa 300 MPa

450 MPa 500 MPa

Myosin heavy chain

Actin Tropomysin Troponin T

Ergebnisse und Diskussion

128

Temperatur [°C]

20 40 60 80 100

Heat flow [W/g]

0,20 0,22 0,24 0,26 0,28

0,1 MPa 500 MPa

Temperatur [°C]

20 40 60 80 100

Heat flow [W/g]

0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28

0,1 MPa 500 MPa

Abbildung 22: DSC-Messung von Putensteak mariniert mit NaOH (A) (pH 10,3) und Zitronensäure (B) (pH 2,3) vor (0,1 MPa) (schwarz) und nach einer Hochdruckbehandlung (500 MPa) (rot).

Die Ergebnisse der DSC-Messungen bestätigen diese Annahme (Abbildung 22). Wie bereits Hayakawa et al. (1996) feststellten, nimmt die Denaturierungsenthalpie mit steigendem Druck ab. Bei der Betrachtung der einzelnen Wärmestromkurven sind vereinzelt Peaks zu erkennen, welche die Bestandteile Myosin bei Temperaturen zwischen 55 und 60 °C und Aktin im Bereich zwischen 78 – 80 °C repräsentieren. Diese Peaks verschwinden mit einer zunehmenden Druckbehandlung. Die einzelnen Denaturierungstemperaturen verschieben sich in den unteren Temperaturbereich. Der Vergleich der Kurven lässt den Schluss zu, dass sauer mariniertes Fleisch stärkeren Denaturierungen (bereits vor HP-Behandlung) unterliegt als basisch marinierte Fleischproteine (ohne HP). Diesen Sachverhalt kennt man auch aus der konventionellen Fleischtechnologie. Ein Absäuern bei Rohwürsten führt hierbei zu einer Denaturierung und dadurch zur Schnittfestigkeit von Würsten, wohingegen bei den basisch-neutralen Brühwürsten eine Denaturierung durch einen thermischen Prozess erfolgt.

Bei dem Versuchsansatz mit Natriumcarbonat und Ascorbinsäure zeigten die Ergebnisse der Schneiddruckmessung keine deutlichen Unterschiede bezüglich der verschiedenen Zusätze (Abbildung 23). Mit Ausnahme der Messungen bei Proben, die mit 300 MPa behandelt wurden, liegen keine signifikanten Unterschiede vor. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass der Probenumfang bei n = 4 lag und der Einfluss des Fleisches überragte.

Festzuhalten bleibt aber, dass der Einfluss einer Druckerhöhung mit dem Anstieg des gemessenen Schneiddruck einhergeht, d.h. es kommt zu einer Verfestigung wie bereits bei

A B

Aktin

Myosin

Ergebnisse und Diskussion

129 Villacís et al. (2008) beschrieben. Die SDS-PAGE Untersuchungen zeigten ebenfalls einen Verlust an löslichen Proteineinheiten (Aktin, Tropomycin und Troponin), dabei zeigte sich, dass bei Natriumcarbonat-Proben deutlichere Banden für die Proteine nach 500 MPa als für Ascorbinsäure-Proben zu sehen sind (Abbildung 24). Die aus dem ersten Versuchsansatz erhaltenen Ergebnisse, dass ein basischer pH-Wert einen Abbau an einzelnen löslichen Proteinfraktionen des Muskelproteins vermindert, kann daher bestätigt werden.

Druck [MPa]

0 100 200 300 400 500 600

Schneidkraft [Pa]

5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

Putenfleisch mit Ascorbinsäure Putenfleisch mit Natriumcarbonat Putenfleisch mit Wasser

Abbildung 23: Schneiddruck für Putenfleisch mit Zusatz von Ascorbinsäure und Natriumcarbonat bei verschiedenen Druckstufen.

Die DSC Messungen ergaben, dass bei Umgebungsdruck (0,1 MPa) die gemessene Enthalpie bei Putenfleisch, mariniert mit Natriumcarbonat, höher war als bei Ascorbinsäure-Proben. Erstaunlicherweise sind die Enthalpien mit reiner Wassermarinade und ohne Druckbehandlung geringer als bei Fleisch mit Natriumcarbonat ohne Druck (Tabelle 31). Die alleinige Zugabe von Wasser, das mechanische Antumbeln und der damit verbundene Energieeintrag reichen demnach aus, die native Proteinmatrix zu verändern (veränderte Wassereinlagerung etc.). Nach einer Hochdruckbehandlung von 500 MPa zeigt sich, dass die Enthalpie drastisch abnimmt, es kommt zu einer Proteindenaturierung. Bei Betrachtung des Absolutwertes nach einer Hochdruckbehandlung scheint das Fleisch mariniert mit Natriumcarbonat noch den höchsten Restenthalpiewert zu besitzen, die Proteine scheinen

Schneiddruck [Pa]

Ergebnisse und Diskussion

130 eine nativere Struktur aufzuweisen. Der Kurvenverlauf der DSC-Messung zeigt, dass die einzelnen Peaks für Aktin und andere Proteinfragmente abnehmen und sich die Übergangstemperaturen in den vorderen Temperaturbereich verschieben (Abbildung 25).

Dabei ist in der Abbildung 25 ersichtlich das bei einer Marinierung mit Natriumcarbonat und einer Hochdruckbehandlung von 500 MPa deutlichere Peaks für Aktin und Myosin nachweisbar sind als bei reiner Wasserzugabe oder der Zugabe von Ascorbinsäure. Nach den Messwerten der reinen Proteinanalytik ist das nicht durch einen Verlust an dem Gehalt an Protein zu sehen, sondern eher aufgrund von Verschiebungen zwischen löslichem und nichtlöslichem Proteinanteil zu erklären. Die GPC Werte zeigen ebenfalls einen Abbau von Mysoin (heavy chain) nach einem Druck von 500 MPa, unabhängig von der Zugabe einer Marinade (Abbildung 27, Abbildung 28 und Abbildung 26). Für Natriumcarbonat-Proben ist deutlich zu erkennen, dass die einzelnen Peaks schon bei Proben ohne Hochdruckbehandlung, aber auch nach 500 MPa deutlich erkennbar sind, wie es bei reiner Wasserzugabe auch der Fall ist, wohingegen das Säuern bereits zu einem Abbau der einzelnen löslichen Proteinfragmente durch Denaturierungsprozesse führt. Vergleicht man das Putenfleisch, mit Wassermarinade, mit Marinade mit Zusatz von Natriumcarbonat nach einer Hochdruckbehandlung von 500 MPa (Skalierung beachten), so ist zu erkennen, dass die Natriumcarbonat-Proben höhere und ausgeprägtere Peaks aufweisen. Das basische Marinieren scheint sich auf den Verlust der einzelnen löslichen Fragmente positiv auszuwirken. Dies zeigen auch die SDS-PAGE (Abbildung 24). Chapleau et al. (2003) beschreiben bei einem Druck über 300 MPa einen Anstieg der hydrophoben Bindungen, die eine Aggregation von Myofibrillen Proteinen fördert.

Ergebnisse und Diskussion

131

Abbildung 24: SDS-PAGE von Putensteack mariniert mit Ascorbinsäure oder Natriumcarbonat ohne Hochdruckbehandlung (0,1 MPa) und nach einer Hochdruckbehandlung (500 MPa).

Tabelle 31: Enthalpiemessungen der DSC von Putensteak mit Zusatz von Natriumcarbonat, Ascorbinsäure und reinem Wasser vor einer Hochdruckbehandlung (0,1 MPa) und nach einer Hochdruckbehandlung (500 MPa)

Zugabe

Druck [MPa]

Enthalpie [J/g]

Wasser 0,1 3,44± 0,17

Wasser 500 1,32± 0,16

Natriumcarbonat 0,1 4,41± 0,07 Natriumcarbonat 500 2,32± 0,02 Ascorbinsäure 0,1 1,69± 0,19 Ascorbinsäure 500 0,90± 0,04

Nur Fleisch 0,1 3,93± 0,16

Nur Fleisch 500 0,53± 0,02

500 0,1 500 0,1 [MPa]

Asco. NaCarbonat

Ergebnisse und Diskussion

132

Temperatur [°C]

20 40 60 80 100

Heat Flow [W/g]

0,20 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26

0,1 MPa 500 MPa

Temperatur [°C]

20 40 60 80 100

Heat Flow [W/g]

0,20 0,22 0,24 0,26 0,28

0,1 MPa 500 MPa

Temperatur [°C]

20 40 60 80 100

Heat Flow [W/g]

0,20 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26

0,1 MPa 500 MPa

Abbildung 25: DSC-Messung von Putensteak mariniert mit Ascorbinsäure (A), Natriumcarbonat (B)und Wasser (C) vor einer Hochdruckbehandlung (0,1 MPa) (schwarz) und nach einer Behandlung (500 MPa) (rot).

Abbildung 26: GPC-Messung von Putensteak nur mit Wasser, ohne Hochdruckbehandlung bei 0,1 MPa (blau) und bei 500 MPa (Magenda) druckbehandelt.

A B

C

Aktin

Myosin

Ergebnisse und Diskussion

133

Abbildung 27: GPC-Messung von Putensteak mariniert mit Ascorbinsäure, ohne Hochdruckbehandlung bei 0,1 MPa (rot), und bei 500 MPa (blau) hochdruckbehandelt.

Abbildung 28: GPC-Messung von Putensteak mariniert mit Natriumcarbonat, ohne Hochdruckbehandlung bei 0,1 MPa (rot) und bei 500 MPa (grün) druckbehandelt.

Einfluss weiterer Zusätze:

Neben dem pH-Wert können auch andere Zusätze wie z. B. Salze das Ionenprodukt im Lebensmittel verändern und dadurch Proteinveränderungen unter Hochdruck beeinflussen.

Aus diesem Grund wurden parallel zu den detaillierteren Untersuchungen zum pH-Wert verschiedene Salze und Zusatzstoffe im Putenfleisch getestet, bei denen man sich einen

Ergebnisse und Diskussion

134 Einfluss auf die rheologische und funktionelle Beschaffenheit von hochdruckbehandeltem Fleisch erhoffte. Das Screening wurde dabei auf eine Druckbehandlung bei 500 MPa reduziert, die Haltezeit lag bei 3 min, eine Temperierung wurde vorerst nicht vorgenommen.

Da sich der a*-Wert und der b*-Wert nicht signifikant veränderten und damit die Ergebnisse zu den Untersuchungen zu verschiedenen pH-Werten bestätigten, sind hier die Ergebnisse betreffend der Aufhellung des L*-Wertes aufgezeigt (Abbildung 29).

ohne Marinade Wasser

Meersalz Natriumlactat

Natriumchlorid NPS Phosphat

Natriumcitrat

L-Wert

0 20 40 60 80 100

0,1 MPa 500 MPa

Abbildung 29: L*-Wert von Putensteak mit verschiedenen Zusätzen vor (0,1 MPa) und nach einer Hochdruckbehandlung (500 MPa).

Die Zugabe von NPS, Natriumlactat, NaCl und Meersalz zeigt einen weniger hohen End-L*-Wert als andere Zusätze (Abbildung 29). Bei diesen Substanzen wurde der pH-End-L*-Wert entweder leicht angehoben oder unverändert gelassen. Bei Zusätzen wie Natriumcitrat, die den pH-Wert von Fleisch herabsetzen, wurde vergleichend zu den Ergebnissen von verschiedenen pH-Werten wieder eine starke Aufhellung festgestellt. Aber dennoch sind deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Bestandteilen ersichtlich. Omana et al.

(2011) untersuchten den Einfluss verschiedener Salze z. B. NaCl, ß-Glucan und Triphosphat auf oxidative Reaktionen und die Farbe von hochdruckbehandeltem Fleisch. Auch diese Arbeitsgruppe stellte keinen wirklich großen und signifikanten Einfluss verschiedener Bestandteile auf den L*-Wert fest.

Ergebnisse und Diskussion

135 Neben den farblichen Veränderungen sind aber auch Textureigenschaften für den Konsumenten entscheidend. Dabei zeigte Phosphat eine deutlich stärkere Verfestigung als andere Salze. Meersalz hingegen scheint eine weichmachende Funktion unter Hochdruck auf das Fleisch zu haben (Abbildung 30). Villacís et al. (2008) konnten bei einem Druck von 150 MPa neben dem Anstieg der Diffusionsrate von NaCl auch ein Minimum des Schneiddruck bei Putenbrustfleisch unter Zugabe von Salz feststellen, die myofibrillären Proteine zeigten unter dem Mikroskop ein geschwollenes Erscheinungsbild (siehe Kap. 3.5.).

keine M

arinade Wasser Meersalz

Natrium lactat

Natrium

chlorid NPS Phosphat

Natrium citrat

Schniedkraft [Pa]

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

0,1 MPa 500 MPa

Abbildung 30: Schneiddruck von Putensteak mit verschiedenen Zusätzen vor (0,1 MPa) und nach einer Hochdruckbehandlung (500 MPa).

Zusammenfassend ließ sich aus diesem Screeningversuch festhalten, dass Meersalz und Natriumlactat positive Eigenschaften in Bezug auf den Erhalt nativer Fleischeigenschaften nach einer Hochdruckbehandlung aufweisen. Nitritpökelsalz erfüllte nicht den gehofften Effekt des Farberhalts und ist im Vergleich zu Natriumchlorid nicht signifikant besser was den L*-Wert betrifft. Natriumchlorid zeigt bei der Messung der Schnittfestigkeit, vergleichbar zu unmariniertem Fleisch, relativ hohe Schnittfestigkeitswerte, ist aber für Fleischzubereitungen unumgänglich und soll daher bei weiteren Versuchen weiter untersucht werden.

Fasst man alle Ergebnisse, auch die der pH-Werte zusammen, so sind entscheidend für die Farbe eher die pH-Werte und für die Textur der Zusatz bestimmter Salze.

Schneiddruck [Pa]

Ergebnisse und Diskussion

136 In weiteren Untersuchungen sollen nun unterschiedliche Prozessparameter (Druck und Starttemperatur) untersucht werden. Um den Probenumfang zu minimieren, wurde der Zusatz von Natriumcarbonat, Ascorbinsäure und NaCl gewählt.

Ergebnisse und Diskussion

137

3.5. Einfluss verschiedenere Prozessparameter auf die

Im Dokument Hydrostatischer Hochdruck (Seite 134-151)