Einfluss der Verarbeitungsbedingungen

Das Fleisch der Schlachttiere kann in zahlreichen verschiedenen Prozessschritten bearbeitet werden. SINK (1979) unterteilt dies in die primäre Verarbeitung und die sekundäre Verarbeitung. Zu den primären Verarbeitungsbedingungen gehören u.a.

die Schlachtung und die Auswahl der Fleischlokalisationen für die Herstellung ver-schiedener Fleischprodukte. Zwar haben diese Faktoren eine Bedeutung für das Aroma, dennoch soll in dieser Arbeit nicht weiter darauf eingegangen werden.

Einen wesentlicheren Einfluss auf das Aroma haben die sekundären Verarbeitungs-maßnahmen, wie die Zugabe verschiedener Zutaten, das Pökeln oder das Räuchern (SINK 1979). Während Schinken in den meisten Fällen vor den komplizierten Rei-fungsprozessen nur gepökelt und z.T. geräuchert werden, ist die Verarbeitung der Rohwürste viel aufwändiger. So werden dem zerkleinerten Fleisch Gewürze und Mikroorganismen zugefügt.

2.2.2.2.1 Reifungsbedingungen

Sehr wichtig für die Ausbildung des Aromas von Fleisch und Fleischprodukten sind die Reifungsbedingungen (TOLDRA et al. 1997). Während der Reifung laufen eine Vielzahl von Reaktionen ab, bei denen zahlreiche aromaaktive Verbindungen gebil-det werden (Kapitel 2.2.3). Zu den Prozessen, die im Verlauf der Reifung geschehen, wurden viele Untersuchungen durchgeführt, vorwiegend an mediterranen Rohschin-ken. Es wurde die Entwicklung der freien Aminosäuren und nicht flüchtigen Verbin-dungen analysiert und nachgewiesen, dass diese mit der Reifung zunehmen (MAR-TIN et al. 2001). RUIZ et al. (1998b) entdeckten bei der sensorischen Analyse von 420 und 600 Tage gereiften Iberischen Schinken, dass durch längere Reifung das Aroma intensiver und sowohl der Nachgeschmack als auch das „Eichel“-Aroma aus-geprägter werden. Ruiz et al. (1999) untersuchten außerdem die flüchtigen aromaak-tiven Verbindungen der 420 und 600 Tage gereiften Schinken. Dabei fanden sie her-aus, dass 2- und 3-Methylbutanal bei längerer Reifung zunehmen, während einige der Produkte der Lipidoxidation abnehmen, was mit dem Befund übereinstimmt, dass bei längerer Reifung der Aromaeindruck für Ranzigkeit abnimmt. Auch der Gehalt

von 2,3-Octandion wurde in dieser Studie mit zunehmender Reifungsdauer geringer.

Laut RUIZ et al. (1999) scheint die Zunahme der Aromaintensität während der Reifung vielmehr mit Konzentrationsabweichungen einzelner Verbindungen als mit dem Auftreten spezifischer Verbindungen oder Stoffklassen in Beziehung zu stehen.

Im Gegensatz zu RUIZ et al. (1999) fand FLORES et al. (1997b) in kürzer gereiften Schinken einen höheren Gehalt an 3-Methylbutanal. Bei den untersuchten Schinken handelte es sich aber um Serranoschinken, deren Reifungszeit nur sieben und 12 Monate betrug. Im Parmaschinken sind ebenfalls abweichende Ergebnisse bei der Analyse von sechs, neun und 12 Monate gereiften Schinken nachgewiesen worden (BOLZONI et al. 1996). Es bleibt festzuhalten, dass die unterschiedlichen Publikationen im Bezug auf die Entwicklung der flüchtigen Verbindungen im Verlauf der Reifung sehr uneinheitliche Ergebnisse vorweisen. In Tabelle 2.3 sind einige An-gaben aus verschiedenen Publikationen zusammengefasst.

Tabelle 2.3 Entwicklung flüchtiger Verbindungen im Verlauf der Reifung zusammen-gefasst aus verschiedenen Publikationen

-A: RUIZ et al. (1999); Analyse am 420. Tag und am 600. Tag; Iberischer Schinken B: PEREZ-JUAN et al. (2006); Analyse nach 7 und 12 Monaten; Rohschinken

C: HINRICHSEN und PEDERSEN (1995); mehrere Analysen bis zum 485. Tag; Parmaschinken D: FLORES et al. (1997b); Analyse nach 7 und 12 Monaten, Serranoschinken

E: BOLZONI et al. (1996); Analyse nach 6, 9 und 12 Monaten; Parmaschinken

- = keine Angaben à = konstant; á = Zunahme; ä = leichte Zunahme; â = Abnahme;

æ = leichte Abnahme

So weisen FLORES et al. (1997b) eine starke und RUIZ et al. (1999) eine leichte Abnahme von 1-Hexanol im Serrano- bzw. Iberischen Rohschinken nach.

PEREZ-JUAN et al. (2006) hingegen beschreiben eine deutliche Zunahme im Gehalt dieser Verbindung im Verlauf der Reifung und bei Untersuchungen von HINRICHSEN und PERDERSEN (1995) und BOLZONI et al. (1996) bleibt der Gehalt im Parmaschinken konstant. Ferner zeigen HINRICHSEN und PERDERSEN (1995) für 2-E-Octenal im Verlauf der Reifung von Parmaschinken eine anfängliche Gehaltszunahme mit an-schließender Abnahme bis zum 485. Tag, während BOLZONI et al. (1996) genau das Gegenteil nachweisen.

Die Herstellungs- und Reifungsbedingungen unterliegen in Europa großen regiona-len Abweichungen, was einen starken Einfluss auf das Aroma der Produkte haben kann. In den mediterranen Ländern hat sich das trockene Pökeln mit gelegentlicher Nitritzugabe mit jahrelanger Reifung der Produkte durchgesetzt, während in den nordeuropäischen Ländern das Pökeln mit Nitrit und das Räuchern sowie kurze Rei-fungszeiten charakteristisch sind (FLORES 1997a, FERNANDEZ et al. 2000).

2.2.2.2.2 Pökeln

Das Pökeln mit Salz oder Nitritpökelsalz, einer Mischung aus Kochsalz und Natrium-nitrit, Natriumnitrat oder Kaliumnitrat. Beim trockenen Pökeln wird das Fleisch mit dem Pökelsalz eingerieben. Dies ein sehr milder Prozess, bei dem keine hohen Temperaturen angewendet werden (TOLDRA et al. 1997). Der Prozess des trocke-nen Pökelns unterliegt je nach Traditiotrocke-nen der verschiedetrocke-nen Länder einigen Variati-onen, bei denen das Einreiben der Fleischoberfläche mit Pökelzusätzen überein-stimmt (FLORES et al. 1998). Neben dem Trockenpökeln gibt es das Nasspökeln, bei dem Fleisch in eine Salzlake eingelegt wird. Ziel des Pökelns ist eine Umrötung und eine Haltbarmachung von Fleischprodukten. Zusätzlich unterscheidet sich das Aroma von gepökelten Fleischprodukten in charakteristischer Weise von dem unge-pökelter Produkte (BELITZ et al. 2001). Neben dem Salz oder Nitritpökelsalz kann die Salzlake zum Pökeln weitere Inhaltsstoffe, wie reduzierende Zucker, Phosphate und Gewürze, enthalten. Salz, Zucker und die Gewürze tragen zum Geschmack und dem Aroma bei, während die Phosphate dazu dienen, dass das Fleisch seine Feuch-tigkeit beibehält und auf diese Weise saftig bleibt (RAMARATHNAM 1998).

Durch das Pökeln wird die Lipidoxidation gehemmt und ein „warmed-over flavour“

verhindert. Dagegen bildet sich ein typisches „Pökel“-Aroma. CROSS und ZIEGLER (1965) identifizierten in gepökelten und ungepökelten Schinken die gleichen Verbin-dungen, welche jedoch Unterschiede in der Konzentration aufwiesen. Nach RAMA-RATHNAM (1998) sind in gepökeltem Schweinefleisch weniger flüchtige Verbindun-gen nachweisbar (Tabelle 2.4). Insbesondere zeigte sich, dass viele flüchtige Ver-bindungen im Retentionsbereich von 15 bis 40 Minuten, welche aus ungepökeltem Fleisch extrahiert werden konnten, in gepökeltem Fleisch fehlten oder in geringeren Konzentrationen vorhanden waren (RAMARATHNAM 1998).

Tabelle 2.4 Zusammensetzung flüchtiger Verbindungen aus ungepökeltem und ge-pökeltem Schweinefleisch

DIRINCK et al. (1997) haben verschiedene Schinken analysiert: trocken gepökelte südeuropäische Schinken (Serrano und Parma) und mit Salzlake gepökelte nordeu-ropäische Schinken, um Aromaunterschiede hervorzuheben. Es konnte nachgewie-sen werden, dass die trocken gepökelten Schinken einen höheren Gehalt an flüchti-gen Verbindunflüchti-gen der Fettoxidation und z.T. des Aminosäureabbaus haben.

Die höchsten Gehalte der Fettoxidationsprodukte, wie Alkanale, Alkenale, 2-Pentylfuran und 1-Octen-3-ol, wurden im Serranoschinken ermittelt, was mit der gesteigerten Oxidation aufgrund von höheren Temperaturen während der Reifung erklärt wird. Der Parmaschinken fiel durch hohe Gehalte an Estern und Y-Nonalacton auf. Auch bei der Untersuchung von Rohwürsten verschiedener Herkunft (Frank-reich, Italien, Spanien und Deutschland) haben SCHMIDT und BERGER (1998) eini-ge Unterschiede im Aromaprofil der flüchtieini-gen Verbinduneini-gen und bei sensorischen Merkmalen festgestellt. So hatten die deutschen Rohwürste im Vergleich zu den an-deren Rohwürsten einen stark butterähnlichen und sauren Geruch, was mit den ho-hen Gehalten an Säuren, vor allem Essig- und Buttersäure, übereinstimmte. Die ita-lienschen Rohwürste hatten hingegen ein mehr fruchtiges und süßes Aroma.

2.2.2.2.3 Zugabe von Gewürzen

Nach ORDONEZ et al. (1999) können Gewürze eine Auswahl verschiedener pflanzli-cher Substanzen enthalten, wie Früchte (Pfeffer, Paprika, Koriander), Samen (Senf, Muskat), Blüten (Safran, Gewürznelken), Kräuter (Oregano, Rosmarin, Thymian) so-wie Knollen (Knoblauch, Zso-wiebeln). Gewürze haben einen massiven Effekt auf das Endaroma der Rohwürste, indem sie charakteristische Aromanoten hinzufügen und andere Komponenten maskieren (STAHNKE 1995). Aus den Gewürzen können zahl-reiche aromaaktive Verbindungen isoliert werden. In Tabelle 2.5 sind einige intensive Aromastoffe aus schwarzem Pfeffer aufgelistet.

Tabelle 2.5 Aromastoffe aus schwarzem Pfeffer und ihr Geruchseindruck (SCHMIDT und Berger 1998)

Aromaverbindung Geruchseindruck

-Mycren pflanzlich, nach Kräutern

Limonen frisch

!-Pinen pfeffrig

-Pinen scharf, herb

1,8-Cineol nach Menthol

Linalool blumig, sauer-stechend

BERGER et al. (1990) haben die polare und die unpolare Fraktion flüchtiger Verbin-dungen isoliert, mittels Gaschromatrographie-Olfaktometrie analysiert und

nachge-Bei den flüchtigen Verbindungen aus den Gewürzen handelt es sich vorwiegend um Terpene. Die Angaben über den Anteil der Terpene an den flüchtigen aromaaktiven Verbindungen in Rohwürsten variieren sehr stark, je nach Typ der Rohwurst (SCHMIDT und BERGER 1998). Aus Knoblauch, welcher Bestandteil einiger Ge-würzmischungen ist, können Sulfid-Verbindungen, wie Allylmethylsulfide oder Diallyl-disulfide, isoliert werden (SUNESEN et al. 2001).

2.2.2.2.4 Rolle der Mikroorganismen

Die Mikroorganismen, die den Rohwürsten als Starterkulturen hinzu gegeben wer-den, sind ohne Zweifel verantwortlich für einen Großteil der aromaaktiven Kompo-nenten in den Rohwürsten.

Der Beitrag, den die Mikroorganismen zur Aromabildung leisten, ist abhängig von Art und Anzahl der Mikroorganismen und ihrer spezifischen Stoffwechselaktivität. Ferner ist die Aromabildung durch Mikroorganismen abhängig von den zugefügten Zutaten, wie Zucker, Salze, Nitrate und Nitrite und den technologischen Variablen, z.B. dem pH-Wert und der Temperatur. Je nach Art der zugefügten Starterkulturen können unterschiedliche Ergebnisse im Aroma der Rohwürste erzielt werden.

Der saure Geschmack in fermentierten Fleischprodukten korreliert stark mit dem

D-Laktatgehalt, welches u.a. von Lactobacillus-Spezies gebildet wird. In Rohwürsten aus Nordeuropa, wo dieser saure Geschmack erwünscht ist, ist der Gehalt an

D-Laktat bis zu fünfmal höher als in Rohwürsten aus Südeuropa, wo dieser Ge-schmack unerwünscht ist (MONTEL et al. 1998). Auch Essigsäure trägt zur sauren Note von Salami bei (STAHNKE 1995). Es kann sowohl von Lactobacillen und Staphylococcen als auch durch Fettsäureoxidation oder dem Stoffwechsel von Ami-nosäuren gebildet werden (BERDAGUE et al. 1993).

Der Beitrag von Mikroorganismen an der Proteolyse ist laut MELTON et al. (1998) noch nicht genau geklärt. In einigen Studien wird jedoch beschrieben, dass die Kon-zentration von Aminosäuren bei Zugabe von Micrococcen-Spezies höher ist als bei Zugabe von Antibiotika und dass 40 % der Aminosäuren aus dem Peptidabbau durch Mikroorganismen entstehen. Jedoch spielen Mikroorganismen beim Aminosäureab-bau eine entscheidende Rolle, vor allem für die Bildung von Methylaldehyden. So

wird beispielsweise die Bildung von 3-Methylbutanal durch die Zugabe eines protei-nasehaltigen Extraktes von Lactocacillus casei verstärkt (HAGEN et al. 1996).

Es ist erwiesen, dass Bakterien ebenfalls eine Bedeutung für die Lipolyse besitzen, da bei Untersuchungen die Zunahme des Gehaltes an freien Fettsäuren mit dem Wachstum lipolytischer Mikroorganismen zusammenfiel. Lipolytische Mikroorga-nismen sind u.a. Micrococcen und Staphylococcen, während Lactobacillen nur eine schwache lipolytische Aktivität besitzen. MOLLY et al. (1996) hingegen fanden her-aus, dass eine Hemmung der lipolytischen Bakterien durch Antibiotika nicht zu einer Abnahme der freien Fettsäure in Rohwürsten führt. Allein die Lipasen im Fett und Phospholipasen in den Muskeln sind für die Bildung von Fettsäuren und die Entwick-lung eines intensiven Rohwurstaromas notwendig.

Einige Bakterien, wie verschiedene Stämme von Staphylococcen, sind aufgrund von Nitrat-Reduktase- und Katalase-Aktivität antioxidativ und daher wichtig für die Kon-trolle der Fettsäureoxidation. Auch für die Esterbildung und -hydrolyse ist eine Betei-ligung der Staphylococcen bekannt (TALON et al. 1997). Einige flüchtige Substan-zen, die durch mikrobielle Aktivität gebildet werden, sind in Tabelle 2.6 aufgeführt.

Tabelle 2.6 Flüchtige Verbindungen, welche durch mikrobielle Aktivität gebildet wer-den und beteiligte Bakterien (Schmidt 1995, MONTEL et al. 1998)

Verbindung Beteiligte Bakterien

Aminosäurestoffwechsel

3-Methylbutanal L. casei

2-Methylbutanal

Benzenacetaldehyd S. xylosus

3-Methylbutanol S. saprophyticus, S. warneri Carbonsäuren (C4 - C14) Micrococcaceae

Fett- und Fettsäurenstoffwechsel

Buttersäure S. xylosus

Pentanal

Hexanal Staphylococcen

Veresterung

2-Methylbuttersäureethylester S. warneri, S. xylosus Fermentation

Essigsäure L. plantarum

Ethanol L. plantarum

Während den Rohwürsten oft Starterkulturen zugesetzt werden, um die mikrobielle Aktivität zu fördern, ist der Einfluss der Mikroorganismen auf die Bildung

aroma-aktiver Komponenten im Schinken nicht so groß. In Studien über flüchtige Verbin-dungen in Schinken wird der Einfluss der Mikroorganismen daher vernachlässigt, wenngleich einige flüchtige Verbindungen durch den sekundären Stoffwechsel von Mikroorganismen, besonders dem Abbau von Aminosäuren, gebildet werden. So kann der Gehalt an verzweigten Aldehyden in gepökeltem Schinkenspeck durch die mikrobielle Aktivität ansteigen (HINRICHSEN et al. 1995). LOPEZ et al. 1992 beschreiben, dass die Ester häufig durch mikrobielle Aktivität gebildet werden, die jedoch in Schinken sehr gering ist, während RODRIGUEZ et al. 1998 sich mit der proteolytischen Aktivität von verschiedenen Mikroorganismen in trocken gepökelten Schinken beschäftigt haben.

Über die Bildung von Aromastoffen in Rohwürsten gibt es eine Vielzahl von Arbeiten, insbesondere über den Einfluss verschiedener Starterkulturen (BERDAGUE et al.

1993). So hat STAHNKE (1994) die aromaaktiven Komponenten in fermentierten Rohwürsten mit Staphylococcus xylosus untersucht und gezeigt, dass diese wohl-riechende Ester enthielten, die in Rohwürsten ohne Staphylococcus xylosus nicht zu finden waren. BRUNA et al. (2001) haben den Einfluss von Penicillium aurantiogri-seum auf die Zusammensetzung flüchtiger Verbindungen und die sensorische Quali-tät erforscht. In den Rohwürsten mit diesen proteolytischen und lipolytischen Bakteri-en wurdBakteri-en höhere Gehalte an MethylaldehydBakteri-en und AlkoholBakteri-en nachgewiesBakteri-en.

2.2.2.2.5 Räuchern

Neben der Farbbildung und der Konservierung ist für das Räuchern die Ausbildung eines typischen Raucharomas charakteristisch. Dabei dringen Rauchbestandteile in das Fleisch bzw. die Produkte ein, wo sie sich vor allem in den Randbereichen anrei-chern. Beim Räuchern entstehen durch Pyrolyse von Polyphenolen aus dem Holz flüchtige Phenole (BELITZ et al. 2001). Diese sind für die Ausbildung des typischen Raucharomas wichtig (BASTL 1999) und führen zu einem rauchigen, z.T. leicht süß-lichen Aroma. Die Zusammensetzung der Verbindungen ist u.a. abhängig von der Holzart, der Luftfeuchtigkeit beim Räuchern und der Verbrennungstemperatur (FLO-RES 1997a).