Lagerung und Haltbarkeit von hochdruckbehandeltem Putenfleisch bei

Ergebnisse und Diskussion

93

1/T

0,0032 0,0033 0,0034 0,0035 0,0036 0,0037

ln (k(T))

-0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Col 4 vs Col 6 Plot 1 Regr

Abbildung 7: Darstellung der ln(k) Werte über 1/T für die Druckstufe 400 MPa.

3.1.3.Lagerung und Haltbarkeit von hochdruckbehandeltem

Ergebnisse und Diskussion

94 zu schauen, ob bereits kleine Änderungen sowie der Zusatz von Öl in der Marinade zu veränderten Lagereigenschaften führen.

Bei den mikrobiologischen Analysen wurde der Test nach dem Erreichen einer Gesamtkeimzahl von 10⁷ KbE/g abgebrochen. Bereits nach sieben Tagen Lagerung wurden bei allen Fleischproben ohne HP (high pressure, Hochdruck) unter normaler Atmosphäre diese Grenze überschritten. Aber auch bei den Proben unter Schutzgas und Vakuum lag die Keimzahl bei unbehandeltem Fleisch bereits nach sieben Tage über 10⁶ KbE/g (Tabelle 16).

Bei Putenfleisch, das bei 500 MPa behandelt wurde, zeigte sich, dass eine Lagerung unter Vakuum zur schlechtesten Haltbarkeit im Vergleich zu Proben, gelagert unter normaler Atmosphäre und Schutzgas, führt (Tabelle 17). Nach 21 Tage wurde in Proben, die unter Vakuum verpackt wurden, eine Keimzahl von 10⁷ KbE/g überschritten. Betrachtet man die differenzierten Keimzahlen, so zeigt sich gerade bei diesen Proben ein gutes Wachstum der zumeist fakultativ anaeroben Milchsäurebakterien. Dies würde auch die Ergebnisse aus dem ersten Screeningversuch auf Drucktoleranz ergänzen, bei dem Milchsäurebakterien relativ resistent gegenüber HP sind und während einer geeigneten Lagerung daher, aus Ermangelung weiterer Begleitflora, stärker heranwachsen konnten. Das MO der Gattung Milchsäurebakterien relativ resistent sind ist aus der Litertur bereits bekannt (O´Reilly et al.

2001; Molina-Höppner et al. 2004).

Auch bei den Proben unter normaler Atmosphäre konnte für Milchsäurebakterien ein gutes Wachstum festgestellt werden. Lediglich die Lagerung unter Schutzgas ergab selbst nach 21 Tagen Lagerung eine Keimzahl nahe der Nachweisgrenze von 100 KbE/g für Milchsäurebakterien.

Festzuhalten bleibt, dass eine Hochdruckbehandlung zu einer Verlängerung der Haltbarkeit führt. Durch die Wahl von bestimmten Lagerbedingungen wie z. B. Schutzgas kann die Haltbarkeit noch weiter gesteigert werden.

Ergebnisse und Diskussion

95 Tabelle 16: Keimzahlen ohne Hochdruckbehandlung von reinem Putenfleisch, gelagert bei verschiedenen Atmosphären

Tabelle 17: Keimzahlen nach einer Hochdruckbehandlung (500 MPa, 3 min) von reinem Putenfleisch, gelagert bei verschiedenen Atmosphären

Keimzahl [KbE/g] von

Verpackung Tage

aerobe

Gesamtkeimzahl

anaerobe

Gesamtkeimzahl Milchsäurebakterien Pseudomonaden Enterobacteriaceae normale

Atmosphäre

1 1,60E+05 2,00E+03 3,00E+03 1,00E+02 1,60E+05

7 1,30E+08 1,00E+06 1,20E+08 1,40E+03 8,40E+08

Vakuum- verpackung

1 1,00E+02 1,00E+02 4,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

7 3,10E+06 1,20E+06 1,80E+06 2,70E+03 1,60E+05

Schutzgas- verpackung

1 8,40E+05 3,00E+03 3,20E+04 1,00E+02 7,60E+05

7 5,00E+06 1,30E+06 2,80E+06 1,00E+02 1,30E+06

Keimzahl [KbE/g] von

Verpackung Tage

aerobe

Gesamtkeimzahl

anaerobe

Gesamtkeimzahl Milchsäurebakterien Pseudomonaden Enterobacteriaceae

normale Atmosphäre

1 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

7 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

14 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

21 5,50E+04 1,00E+02 4,00E+04 1,00E+02 9,00E+04

Vakuum-verpackung

1 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

7 4,50E+04 6,00E+02 2,00E+03 1,00E+02 3,00E+04

14 2,00E+05 1,00E+02 1,50E+03 1,00E+02 2,00E+05

21 6,50E+07 3,00E+04 5,30E+07 3,50E+03 2,90E+07

Schutzgas-verpackung

1 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

7 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

14 3,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

21 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

Ergebnisse und Diskussion

96 Wie erwartet, wurde bei dem Putenfleisch mariniert mit Modellmarinade ohne Hochdruckbehandlung bereits nach sieben Tage eine Keimzahl gleich oder größer 10⁷ KbE/g erreicht (Tabelle 18 und Anhang). Dabei lag der Anfangskeimgehalt, durch Rekontamination des Marinierungsschrittes, leicht über dem von reinem Fleisch. Bei hochdruckbehandelten Proben wurde bei Putenfleisch, das unter Schutzgas gelagert wurde, eine Verlängerung der Haltbarkeit bis auf 26 Tage festgestellt. Der Verlauf oder die Entwicklung der Keimzahlen sind relativ unabhängig von der Modellmarinade daher sind hier nur die Ergebnisse für die grüne Modellmarinade dargestellt die restlichen Ergebnisse sind dem Anhang zu entnehmen. Die grüne Marinade weist eine leicht verringerteAnfangskeimzahl auf, wobei dies auch auf die heterogene Anfangsbelastung des Rohmaterials zurückzuführen sein kann.

Die Endkeimzahlen der aeroben Gesamtkeimzahl sind nach 26 Tage Lagerung unter Schutzgas mit Hochdruckbehandlung bei mariniertem Fleisch 2,4×10⁶ KbE/g für grüne Marinade (Tabelle 18), 1,0×10⁸ KbE/g für gelbe Marinade (Anhang) und mit 1,4×10⁷ KbE/g bei roter Marinade (Anhang) deutlich höher als bei unmariniertem nativen Fleisch mit 1,0×10² KbE/g (Tabelle 17). Die Marinadenbestandteile haben somit keinen positiven Effekt auf eine Lagerung. Hierbei sei erwähnt das abgesehen von Natriumcarbonat und 1 % NaCl aufs Kilogramm Fleisch kaum Wirkstoffe enthalten sind die eine Verbesserte Lagerung unterstützen könnten. Es konnte allerdings auch keine Verbesserte Inaktivierung bei Zugabe dieser Salze festgestellt werden. Das marinierte Fleisch hingegen, welches unter Vakuum gelagert wurde, wies bereits nach 16 Tagen eine aerobe Gesamtkeimzahl von 2,23 – 4,45×10⁸ KbE/g (unabhängig von der Marinade) auf. Wohingegen bei unmariniertem Putenfleisch die Keimzahl nach 21 Tagen gerade einmal eine vergleichbare Ausprägung mit 6,5×10⁷ KbE/g erreichte (Tabelle 17).

Abschließend kann man also davon ausgehen, dass unabhängig von dem Fleischprodukt selbst eine weitere Lagerungsstabilität durch Auswahl der richtigen Lagerbedingung (z. B.

unter Schutzgas) zusätzlich zu einer Hochdruckbehandlung erzielt werden kann, dass aber eine zusätzliche Haltbarkeitsverlängerung in diesem Fall nicht durch den Zusatz von weiteren Salzen und Inhaltstoffen in der vorliegenden Arbeit erzielt werden konnte.

Vergleichend konnten Rodríguez-Calleja et al. (2012) in Hühnerbrustfilet ebenfalls eine verlängerte Haltbarkeit durch Kombination von Schutzgasverpackung und Hochdruckbehandlung (300 MPa) und Zusätzen von antimikrobiologischen Substanzen, dabei konnten sie eine Lagerungszeit von 26 Tagen ermitteln. Durch den Zusatz von Salzen wie z.B. Lactate konnte bei Patterson et al. (2011) eine verbesserte Reduktion des Keimes L.

monocytogenes in Hühnerbrust gezeigt werden. Diese Wirkung konnte die hier zugefügten Salze NaCl, Carbonat nicht bewirken.Im Gegenteil, eine Erklärung könnten schützende Wirkungen auf die MO, ausgehend von einzelnen Salzen, während einer

Ergebnisse und Diskussion

97 Hochdruckbehandlung geben. Die Wirkung von Salzen auf die Schädigung und auf den Gehalt an geschädigten (sublethalen) MO sollte in weiteren Versuchen am Modellkeim S.

Thyphimurium untersucht werden.

Um zu sehen, ob gefärbte Marinaden einen Einfluss auf die Farbentwicklung, den Drip loss (Wasserhaltekapazität) sowie weitere chemische Parameter über eine Lagerung hinweg besitzen, wurden von marinierten Proben zusätzlich zu den mikrobiologischen Analysen weitere Parameter bestimmt.

Bei der Bestimmung der POZ, die eine Fettoxidation nachweisen sollte, zeigte sich ein erhebliches Problem bezüglich des geringen Fettanteils der Probe. Weiterhin verdeutlichten die Versuche, dass die Farbstoffe durchaus einen Einfluss auf die Fettextraktion besitzen.

Paprikaoleorosin und Kurkuma könnten aufgrund ihres chemischen Aufbaus als Emulgator fungieren, bei diesen Proben konnte für eine richtige POZ-Bestimmung zu wenig Fett extrahiert werden. Die Fettextraktion lag bei gelbmariniertem Fleisch gerade mal bei 0,41 ± 1,6 g/100 g. Daher sind die Ergebnisse für diese Marinaden zu vernachlässigen. Bei den grünmarinierten Proben lag die Fettextaktion bei 0,88 ± 0,16 g/100 g nicht bedeutend höher.

Bei diesen grünmarinierte Proben, unter Vakuum verpackt, zeigte sich ein Anstieg der Peroxidzahlen vor allem innerhalb der ersten sieben Tage Lagerung, danach flacht der Kurvenverlauf etwas ab (Abbildung 8). Die POZ bei Proben ohne Hochdruck am Lagertag 0 und die Proben direkt nach einer Hochdruckbehandlung (Lagertagag 1) sind deutlich geringer als nach einer Lagerung von sieben Tagen. Cheah and Ledward (1997) untersuchten den Einfluss von antioxdiativen Substanzen z.B. Ascorbinsäure oder NaEDTA auf eine Fettoxidation von hochdruckbehandeltem Fleisch, dabei stellten sie die Hypothese auf das eine Fettoxidation durch während der Hochdruckbehandlung freigesetze Ionen begünstigen wird. Eine stärkere Oxidation von Fett konnte in dieser Arbeit bestätigt werden darüber hinaus scheint die Lagerung einen Einfluss auf die POZ-Entwicklung zu besitzen, was nicht verwunderlich ist da auch bei unbehandelten Fleischproben ein Verderb durch Fettoxidation bekannt ist, dennoch scheint der Hochdruck diesen Prozess zu beschleunigen.

Parallel wurde der pH-Wert der Proben bestimmt (Abbildung 9). Der Verlauf des pH-Wertes stimmt gut mit dem Verlauf der POZ überein (bei grünen Marinaden). Es ist auch zunächst ein steiler Anstieg zu erkennen, der gegen Ende der Lagerung gegen ein Maximum tendiert.

Vergleicht man die POZ von Proben unter Vakuum mit Proben, die unter Schutzgas verpackt worden sind, so liegt die POZ bei Schutzgas bei 258 mval/kg nach einer Lagerung von 14 Tagen deutlich über dem gemessenen Wert von vakuumverpackten Proben mit 46,4 mval/kg Fett (Abbildung 8). Die Schutzgasverpackung scheint nach mikrobiologischen Erkenntnissen zwar eine deutlich bessere mikrobiologische Stabilität zu erzielen, bei Betrachtungen des Fettverderbs kann dies nicht bestätigt werden. Für eine genauere Aussage sollte in weiteren

Ergebnisse und Diskussion

98 Versuchen allerdings reines Putenfett untersucht werden, da bei den geringen Fettextraktionswerten eine Interpretation der Ergebnisse kaum möglich ist. Der pH-Wert unter Schutzgas verpackten Proben steigt bei einer Lagerung auf Werte um die 6,1 und damit vergleichbar wie Proben, die unter Vakuum verpackt wurden, allerdings scheint ein pH-Anstieg hier schneller zu geschehen (was mit der POZ-Messung korreliert) (Abbildung 9).

Ergebnisse und Diskussion

99 Tabelle 18: Keimzahlen ohne Hochdruckbehandlung von Putenfleisch mariniert mit grüner Modellmarinade, gelagert unter verschiedenen Atmosphären

Keimzahl [KbE/g] von Verpackung Tage

aerobe

Gesamtkeimzahl

anaerobe

Gesamtkeimzahl Milchsäurebakterien Pseudomonaden Enterobacteriaceae Schutzgas-

verpackung

1 3,00E+04 4,00E+04 2,00E+02 6,50E+02 4,15E+03

7 2,15E+07 2,75E+07 6,75E+04 7,75E+05 1,95E+05

Vakuum- verpackung

1 2,50E+04 2,90E+04 3,50E+03 6,50E+03 7,45E+03

7 2,75E+06 2,35E+06 1,95E+03 8,25E+05 8,75E+04

Tabelle 19: Keimzahlen nach einer Hochdruckbehandlung (500 MPa, 3 min) von Putenfleisch mariniert mit einer grünen Modellmarinade, gelagert unter verschiedenen Atmosphären

Keimzahl [KbE/g] von

Verpackung Tage

aerobe

Gesamtkeimzahl

anaerobe

Gesamtkeimzahl Milchsäurebakterien Pseudomonaden Enterobacteriaceae

Schutzgas-verpackung

1 2,10E+03 2,40E+03 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

5 1,50E+03 2,90E+03 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

12 3,00E+03 2,00E+03 3,50E+02 1,00E+02 1,00E+02

15 8,75E+03 1,10E+04 5,00E+03 1,00E+02 1,00E+02

20 3,80E+05 1,20E+06 2,68E+05 1,00E+02 1,00E+02

26 2,40E+06 2,00E+04 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

Vakuum-verpackung

1 1,00E+03 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

5 8,50E+02 2,00E+02 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

12 2,16E+07 5,45E+06 1,00E+02 1,00E+02 1,00E+02

16 2,23E+08 2,05E+08 1,00E+07 4,20E+06 8,05E+04

Ergebnisse und Diskussion

100

Lagertage

0 2 4 6 8 10 12 14 16

POZ (mval/kg Fett)

0 10 20 30 40 50 60 70

Grüne Marinade Gelbe Marinade Rote Marinade

Lagertage

0 5 10 15 20 25 30 35

POZ (mval/kg Fett)

0 100 200 300 400 500 600

Grüne Marinade Gelbe Marinade Rote Marinade

Abbildung 8: POZ von vakuumverpackten (A) und schutzgasverpackten (B), hochdruckbehandelten (500 MPa, 3 min) Putenproben.

Lagertage

0 2 4 6 8 10 12 14 16

pH-Wert

5,8 5,9 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5

Grüne Marinade Gelbe Marinade Rote Marinade

Lagertage

0 5 10 15 20 25 30 35

pH-Wert

5,7 5,8 5,9 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4

Grüne Marinade Gelbe Marinade Rote Marinade

Abbildung 9: pH-Wert von vakuumverpackten (A) und schutzgasverpackten (B), hochdruckbehandelten (500 MPa, 3 min) Putenproben.

Der L*-Wert für natives Putenfleisch steigt bedingt durch die Hochdruckbehandlung direkt nach dem Verfahren (Ergebnisse zwischen Tag 0 vor HP und Ergebnis von Tag 1 nach HP) am stärksten an. Über eine Lagerungszeit hinweg sind dann kaum Veränderungen messbar (Tabelle 20). Der a*-Wert (Rotwert) steigt leicht zu Beginn des Versuches an, bleibt aber gerade bei vakuumverpacktem Fleisch annähernd konstant. Bei Schutzgasverpackungen ist der Farberhalt nicht so stark ausgeprägt, nach 14 Tagen ist das hellste Produkt messbar mit

A B

A B

Ergebnisse und Diskussion

101 einem L*-Wert > 80. Der Tropfsaftverlust, oder auch Drip loss genannt, zeigt bei unter Schutzgas verpacktem Material gegen Ende der Lagerung die höchsten Werte mit 35,48 ± 0,98 %.

Abbildung 10: Putenfleisch mariniert mit Wasse und von Paprikaoleorosin vor einer Hochdruckbehandlung und nach 500 MPa, 3 min.

Bei Fleisch, das mit einer farbgebendem Marinade mariniert wurde, ist kein totaler Erhalt der Farbe feststellbar. Auch optisch waren die Veränderungen des nativen Fleischgewebes noch durch die Marinade hindurch erkennbar (Abbildung 10). Dennoch sind bei einer dunklen Marinierung mit Chlorophyll (grün) die dunkelsten Fleischproben mit den niedrigsten L*-Werten nach der Lagerung messbar. Dabei zeigt sich die Verpackung unter Schutzgas, im Vergleich zu einer Vakuumverpackung, mit synergistischen Effekten betreffend des Farberhaltes (Tabelle 20 und Tabelle 21). Bak et al. (2012) zeigten,dass es in den ersten 5 Lagertagen von hochdruckbehandeltem Fleisch zu einem Verlust des Rotwertes und einem Anstieg des Gelbwertes kommt. Dies kann in der vorliegenden Arbeit nur zum Teil bestätigt werden, unter Vakuum verpackte marinierte Proben und unter Schutzgas verpackte Proben ohne Marinade zeigen einen Verlust des a*-Wertes. Bei Proben mit roter Marinade, unter Schutzgas verpackt zeigen nach einer Hochdruckbehanldung ein Anstieg des a*-Wertes, was in diesem Fall durch die Freisetzung von Farbpikmenten aus dem Paprikaoleorosin erklärt werden könnte. Die ansonst relativ über die Lagerung relativ konstanten leicht Reduzierten a*-Werte mit dem geringen Myoklobingehalt des Rohmaterials zusammen hängen. Bak et al. (2012) führen Ergebnisse auf die Veränderung des Eisenkerns während der Lagerung nach einer Hochdruckbehandlung zurück.

Ohne HP 500 MPa

Ergebnisse und Diskussion

102 Tabelle 20: Farb- und Wasserhaltekapazität Messung in Putenfleisch unmariniert vor einer HP (Tag 0) und nach 500 MPa/3 min (Tag 1) über eine Lagerzeit von 14 Tagen

Verpackung Tag L*-Wert a*-Wert b*-Wert Drip loss [%]

Vakuum- verpackung

0 46,77 ± 0,64 -1,20 ± 0,19 6,22 ± 0,65 33,79 ± 1,56 1 77,89 ± 0,34 1,46 ± 0,29 11,23 ± 0,28 29,12 ± 0,51 7 77,89 ± 0,34 1,46 ± 0,29 11,23 ± 0,28 34,71 ± 2,84 14 76,67 ± 0,49 1,23 ± 0,39 11,20 ± 0,77 32,96 ± 2,06

Schutzgas-verpackung

0 46,00 ± 0,51 -0,10 ± 0,32 6,68 ± 0,60 28,57 ± 1,07 1 79,86 ±0,56 1,13 ± 0,19 10,42 ± 0,22 27,79 ± 0,93 7 77,78 ± 0,80 1,55 ± 0,26 11,63 ± 0,24 31,95 ± 1,60 14 80,01 ± 0,53 -0,77 ± 0,27 13,77 ± 0,52 35,48 ± 0,98

Tabelle 21: Farb- und Wasserhaltekapazität Messung in Putenfleisch mariniert vor einer HP (Tag 0) und nach 500 MPa/3 min (Tag 1) über eine Lagerzeit von 21 Tagen unter Schutzgas Marinade Tag L*-Wert a*-Wert b*-Wert Drip loss [%]

Grün

0 39,88±1,83 0,50 ± 1,22 11,80 ± 1,52 26,69 ± 1,88 1 58,50 ± 3,50 -0,70 ± 0,64 20,79 ± 2,59 31,00 ± 1,82 14 57,92 ± 1,55 -1,17 ± 1,04 18,31 ± 1,48 29,13 ± 1,91 21 58,62 ± 0,02 0,02 ± 1,16 19,51 ± 1,75 30,13 ± 1,25

Gelb

0 46,47 ± 1,22 1,34 ± 1,34 17,87 ± 4,60 28,61 ± 3,14 1 69,82 ± 0,64 -3,67 ± 0,75 29,18 ± 2,00 24,51 ± 2,39 14 70,88 ± 1,04 -2,86 ± 0,99 29,12 ± 2,07 32,67 ± 1,14 21 71,15 ± 0,54 -3,54 ± 0,87 25,91 ± 1,13 28,75 ± 1,24

Rot

0 46,47 ± 1,45 13,81 ± 1,45 20,35 ± 2,02 25,97 ± 0,81 1 69,82 ± 2,45 21,86 ± 2,69 28,34 ± 3,01 33,53 ± 1,45 14 70,88 ± 1,92 18,64 ± 2,85 28,81 ± 3,44 32,25 ± 3,70 21 71,15 ± 2,12 21,46 ± 2,87 33,67 ± 4,80 25,30 ± 0,62

Tabelle 22: Farb- und Wasserhaltekapazität Messung in Putenfleisch mariniert vor einer HP (Tag 0) und nach 500 MPa/3 min (Tag 1) über eine Lagerzeit von 21 Tagen unter Vakuum Marinade Tag L*-Wert a*-Wert b*-Wert Drip loss [%]

Grün

0 36,37 ± 1,83 0,27 ± 0,38 13,70 ± 1,66 29,96 ± 1,19 1 60,41 ± 1,57 -3,49 ± 0,61 14,96 ± 1,80 23,29 ± 1,16 14 62,59 ± 1,66 -1,91 ± 0,66 14,03 ± 1,72 29,75 ± 1,11 21 62,28 ± 1,73 -2,76 ± 0,82 13,40 ± 1,19 34,46 ± 0,76

Gelb

0 37,13 ± 1,42 12,92 ± 2,96 20,85 ± 2,18 28,66 ± 1,84 1 72,73 ± 0,73 -1,89 ± 0,35 22,03 ± 1,29 31,47 ± 1,15 14 72,95 ± 0,60 -1,45 ± 0,19 16,43 ± 1,70 32,03 ± 1,17 21 72,90 ± 0,70 -1,30 ± 0,29 14,82 ± 1,69 30,18 ± 0,53

Rot

0 47,81 ± 1,85 -1,26 ± 1,09 13,91 ± 2,90 27,91 ± 1,47 1 60,14 ± 1,43 24,10 ± 2,49 29,38 ± 3,53 31,89 ± 1,02 14 63,57 ± 1,51 17,98 ± 1,56 23,62 ± 1,90 27,21 ± 1,67 21 61,67 ± 1,56 19,65 ± 2,85 25,03 ± 2,42 30,31 ± 0,50

Ergebnisse und Diskussion

103

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