Sensorische Untersuchungen

In einem zweiten Versuchsteil (n=6) wurden die sensorischen Parameter der Proben mithilfe eines semiprofessionellen Panels, bestehend aus zehn Mitarbeitern des Insti-tutes für Lebensmittelqualität und -sicherheit der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, bewertet. Die Untersuchungen erfolgten drei Tage nach Abschluss des letzten Behandlungsschrittes in einem nach ISO 8589:2007 eingerichteten Prüfraum unter standardisierten Bedingungen. Die Prüfer wurden aufgefordert, die Proben in Anlehnung an ISO 4121:2013 mit der auf 67 °C Kerntemperatur erhitzten Standard-probe zu vergleichen. Die Proben wurden in 3 mm dicke Scheiben geschnitten und

30

den Prüfpersonen auf weißen Tellern präsentiert (Abb. 6). Die Standardprobe (mit S gekennzeichnet) wurde auf einem separaten Teller gereicht. Die Scheiben aller an-deren Behandlungsvarianten wurden mit zufällig ausgewählten Nummern versehen.

Beurteilt wurden der optische Farbeindruck (von heller bis viel weniger hell bzw. von viel weniger rot bis stärker rot), die Feuchtigkeit (von viel weniger feucht zu viel feuchter) und der Geruch (von viel weniger würzig zu würziger) der Proben. Die Be-urteilung erfolgte durch Vergabe von Skalenwerten von 0 bis 16. Bei dieser Bewer-tung entsprach der Skalenwert 8 dem Standard (S), der Skalenwert 0 am linken En-de entsprach En-den Bezeichnungen heller, viel weniger rot, viel weniger feucht, viel weniger würzig. Der Skalenwert 16 am rechten Ende entsprach hingegen den Be-wertungen weniger hell, stärker rot, viel feuchter und würziger.

Abb. 6: Sensorische Beurteilung 3.3 Statistik

Die statistische Auswertung der Ergebnisse erfolgte mithilfe des Statistikprogrammes Graph Pad Prism 5 (GraphPad Software, Inc., La Jolla, USA). Die einzelnen Behand-lungsvarianten wurden mithilfe einer einfachen ANOVA analysiert und anschließend mithilfe eines TUKEY-Testes miteinander verglichen. Ergänzend wurden signifikante Unterschiede zwischen Tag 1 und 28 mithilfe eines t-Testes ermittelt. Signifikante Unterschiede zwischen den Behandlungen wurden mit p-Werten < 0,05 gekenn-zeichnet.

31 4 ERGEBNISSE

4.1 Rohmaterial

Zur Rohfleischeinordnung wurden 24 Stunden p.m. der pH-Wert, die Leitfähigkeit und die Farbwerte (CIELab) beider Schweinerücken gemessen. Die gemittelten Wer-te der VersuchsWer-teile eins und zwei sind in Tabelle 3 dargesWer-tellt.

Tab. 3: Ergebnisse der Rohfleischanalyse. Gezeigt ist der Mittelwert ± SD (n=6). Ermittelt wurden der pH-Wert (pH₂₄), die Leitfähigkeit in mS (LF₂₄) und die Farbwerte (L₂₄, a₂₄, b₂₄) 24 Stunden p.m. 1: erster Versuchsteil zur Ermittlung der chemisch-physikalischen und mik-robiologischen Parameter, 2: zweiter Versuchsteil zur Ermittlung der sensorischen Parame-ter

Die Ergebnisse der mikrobiologischen Analyse aller Behandlungsvarianten an den Untersuchungstagen 1 und 28 sind in Tabelle 4 dargestellt. Die Gesamtkeimzahlen lagen an Tag 1 zwischen 4,07±0,67 (T0-H0) und 1,54±0,55 (T67-H0) log10 KbE/g. Im Vergleich zur unbehandelten Kontrollprobe konnten die Gesamtkeimzahlen durch alle Behandlungen um etwa 2 log10 Einheiten (p<0,05) reduziert werden. Signifikante Unterschiede (p<0,05) zwischen den Behandlungen traten nur zwischen T67-H0 und T0-H500 auf. In zwei von sechs Versuchen konnten auf den unbehandelten Kontroll-proben (T0-H0) vereinzelt Lactobacillaceae nachgewiesen werden (1,90 log10 KbE/g).

Im Unterschied dazu lag die Zahl an Lactobacillaceae bei den anderen Behand-lungsvarianten in jeder Wiederholung (n=6) unterhalb der Nachweisgrenze von 2 log10 KbE/g. Die Lactobacillaceae zeigten im Verlauf der Lagerung ein deutliches Wachstum, so dass die Gesamtkeimzahl an Tag 28 maßgeblich durch die Zahl an Lactobacillaceae bestimmt wurde. Das geringste Wachstum zeigten die mit 600 MPa behandelten Proben. Nach 28-tägiger Lagerung wiesen die Behandlungen keine Un-terschiede mehr zueinander auf (p>0,05).

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Tab. 4. Ergebnisse der mikrobiologischen Analysen (Gesamtkeimzahl und Lactobacillacea) an Tag 1 und nach 28-tägiger Lagerung (Tag 28). Gezeigt ist der Mittelwert ± SD (n=6). T0-H0: gepökelte und unbehandelte Kontrollprobe, T67-H0 und T53-T0-H0: auf 67 °C bzw. 53 °C Kerntemperatur erhitzte Proben, T0-H500 und T0-H600: mit 500 bzw. 600 MPa behandelte Proben, T53-H500: Kombinationsbehandlung. Statistisch signifikante Unterschiede (p<0,05) zwischen den einzelnen Behandlungen innerhalb einer Spalte sind mit unterschiedlichen Buchstaben gekennzeichnet.

log₁₀ KbE/g

Gesamtkeimzahl Lactobacillaceae

Tag 1 28 1 28

Behandlung

T0-H0 4,07±0,67^a 7,03±0,41 1,90±0,36 7,20±0,44^a

T67-H0 1,54±0,55^c 5,35±3,36 <2 5,24±3,12^ba

T0-H500 2,62±0,45^b 6,41±1,07 <2 6,11±2,40^ba

T0-H600 1,77±0,93^bc 3,98±1,78 <2 3,88±2,17^b

T53-H0 2,25±0,27^bc 6,17±2,29 <2 6,16±2,38^ba

T53-H500 1,90±0,29^bc 5,45±1,63 <2 5,30±2,18^ba

4.3 Physikalische Untersuchungen

Die Ergebnisse der physikalischen Messungen sind in den Tabel-len 5 bis 7 dargestellt.

pH-Werte

Die pH-Werte der Proben wurde an den Untersuchungstagen 1 und 28 ermittelt (Tab. 5). Im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle (T0-H0) stieg der pH-Wert aller Proben nach Behandlungen an (p<0,05). Die höchsten Werte wurden bei den auf 67 °C Kerntemperatur (T67-H0) erhitzten Proben gemessen, die sich signifikant von allen anderen Behandlungsvarianten unterschieden. Über den Lagerzeitraum von 28 Tagen stieg der pH-Wert der Proben leicht an (p>0,05). An Tag 28 konnte kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den Behandlungen errechnet werden.

33 aw-Werte

Der aw-Wert der Proben wurde an Tag 1 und 28 gemessen (Tab. 5). Pro Behand-lungsart und Untersuchungstag wurden jeweils zwei Messungen durchgeführt. Die aw-Werte aller Behandlungen lagen an Tag 1 und 28 bei etwa 0,98. Über den Lager-zeitraum veränderten sich die aw-Werte nicht signifikant (p>0,05).

Tab. 5: Ergebnisse der physikalischen Untersuchungen (pH- und a_w-Werte) an Tag 1 und nach 28-tägiger Lagerung (Tag 28). Gezeigt ist der Mittelwert ± SD (n=6). T0-H0: gepökelte und unbehandelte Kontrollprobe, T67-H0 und T53-H0: auf 67 °C bzw. 53 °C Kerntemperatur erhitzte Proben, T0-H500 und T0-H600: mit 500 bzw. 600 MPa behandelte Proben, T53-H500: Kombinationsbehandlung. Statistisch signifikante Unterschiede (p<0,05) zwischen den einzelnen Behandlungen innerhalb einer Spalte sind durch unterschiedlichen Buchstaben gekennzeichnet.

Tabelle 6 zeigt die gemessenen Farbwerte an Tag 1 und 28. Im Vergleich zur unbe-handelten Kontrollprobe (T0-H0) stieg der L*-Wert aller Proben nach Behandlung (Tag 1) an (p<0,05). Die L*-Werte der auf 67 °C Kerntemperatur erhitzten Proben unterschieden sich kaum von den Behandlungen T53-H500 und T0-H600 (p>0,05).

Des Weiteren konnten an Tag 1 keine Unterschiede zwischen den Behandlungen T0-H600, T0-H500 und T53-H0 ermittelt werden (p>0,05). Die a*- und b*-Werte der Behandlungsarten T67-H0, T53-H0, und T53-H500 waren gegenüber den Behand-lungen T0-H0 und T0-H600 deutlich erhöht (p<0,05). Die ermittelten a*- und b*-Werte

34

der mit 500 MPa behandelten Proben lagen unterhalb der ermittelten Werte für T67-H0 und H500 (p<0,05), unterschieden sich aber nicht von der Behandlung T53-H0 (p>0,05). Über den Lagerzeitraum veränderten sich die L*-, a*- und b*-Werte nicht signifikant (p>0,05).

Tab. 6: Ergebnisse der instrumentellen Farbmessung (CIELab) an Tag 1 und nach 28-tägiger Lagerung (Tag 28). Gezeigt sind die Mittelwerte ± SD (n=6). T0-H0: gepökelte und unbehandelte Kontrollprobe, T67-H0 und T53-H0: auf 67 °C bzw. 53 °C Kerntemperatur er-hitzte Proben, T0-H500 und T0-H600: mit 500 bzw. 600 MPa behandelte Proben, T53-H500:

Kombinationsbehandlung. Statistisch signifikante Unterschiede (p<0,05) zwischen den ein-zelnen Behandlungen innerhalb einer Spalte sind durch unterschiedlichen Buchstaben ge-kennzeichnet.

Im Vergleich zu den unbehandelten Kontrollproben (T0-H0) nahm der Gewichtsver-lust der Proben mit steigender Temperatur zu (p<0,05) (Tab. 5). Die auf 67 °C Kern-temperatur erhitzten Proben wiesen im Vergleich zu den T53-H0 Proben deutlich er-höhte Gewichtsverluste auf (p<0,05). Im Unterschied dazu hatte die Druckbehand-lung keinen Einfluss auf den Gewichtsverlust der Proben, so dass zwischen den Be-handlungen T0-H0, T0-H500 und T0-H600 keine Signifikanz errechnet werden konn-te. Die erhitzten und druckbehandelten Proben (T53-H500) wiesen im Vergleich zu den auf 53 °C erhitzten Proben leicht erhöhte Gewichtsverluste (p>0,05) auf.

35 Textur

Mithilfe der Texturanalyse wurden die Härte und die Kaufähigkeit der einzelnen Be-handlungsvarianten ermittelt (Tab. 7). Die höchsten Werte für Kaufähigkeit und Härte erzielten die auf 67 °C Kerntemperatur erhitzten Proben. Zwischen den Behandlun-gen T67-H0, T53-H0 und T53-H500 konnte bezüglich der beiden Parameter keine signifikanten Unterschiede errechnet werden. Die Behandlungen H500 und T0-H600 wiesen im Vergleich zu den erhitzten Proben (T67-H0, T53-H0 und T53-H500) deutlich geringere Werte für Härte und Kaufähigkeit auf (p<0,05). Im Verlauf der La-gerung veränderten sich die Texturparameter nicht statistisch signifikant (p>0,05).

Tab. 7: Ergebnisse der Texturanalyse an Tag 1 und Tag 28. Gezeigt sind die Mittelwer-te ± SD (n=6). T0-H0: gepökelMittelwer-te und unbehandelMittelwer-te Kontrollprobe, T67-H0 und T53-H0: auf 67 °C bzw. 53 °C Kerntemperatur erhitzte Proben, T0-H500 und T0-H600: mit 500 bzw.

600 MPa behandelte Proben, T53-H500: Kombinationsbehandlung. Statistisch signifikante Unterschiede (p<0,05) zwischen den einzelnen Behandlungen innerhalb einer Spalte sind durch unterschiedlichen Buchstaben gekennzeichnet.

Bezüglich des Asche- und Fettgehaltes konnte zwischen den einzelnen Behandlun-gen kein signifikanter Unterschied festgestellt werden (p>0,05) (Tab. 8). Im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle (T0-H0) nahm der Trockensubstanzgehalt der Teilstü-cke mit steigender Temperatur zu und der Gesamtwassergehalt ab (p<0,05). Die Trockensubstanzgehalte der auf 67 °C erhitzten Proben (T67-H0) lagen oberhalb, die

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Gesamtwassergehalte unterhalb der ermittelten Werte für die anderen Behandlungen (p<0,05). Die hochdruckbehandelten (T0-H500 und T0-H600) und die unbehandelte Kontrollprobe (T0-H0) unterschieden sich bezüglich der Trockensubstanz und des Gesamtwassergehaltes nicht signifikant voneinander. Die Teilstücke T0-H600 und T0-H0 wiesen im Vergleich zu allen anderen Behandlungen geringere Trockensub-stanzgehalte und deutlich erhöhte Gesamtwassergehalte auf (p<0,05). Die mit 500 MPa behandelten Teilstücke (T0-H500) unterschieden sich bezüglich dieser Pa-rameter nicht von der auf 53 °C Kerntemperatur erhitzten Probe, zeigten aber ge-genüber der anderen Teilstücken geringere Trockensubstanz- und höhere Gesamt-wassergehalte. Mit steigendem Trockensubstanz und sinkendem Gesamtwasser-gehalt nahm der ProteinGesamtwasser-gehalt der Proben zu. Der prozentuale ProteinGesamtwasser-gehalt war bei den T67-H0 Proben im Vergleich zu allen anderen Behandlungen erhöht (p<0,05).

Die geringsten Proteingehalte wurden für die Teilstücke H0, H500 und T0-H600 (p>0,05) gemessen, die sich signifikant von allen anderen Behandlungen un-terschieden (p<0,05). Zwischen den Proben T53-H0 und T53-H500 konnte kein signi-fikanter Unterschied errechnet werden (p>0,05).

Tab. 8: Ergebnisse der chemischen Vollanalyse. Gezeigt sind die Mittelwerte ± SD (n=6). T0-H0: gepökelte und unbehandelte Kontrollprobe, T67-H0 und T53-T0-H0: auf 67 °C bzw. 53 °C Kerntemperatur erhitzte Proben, T0-H500 und T0-H600: mit 500 bzw. 600 MPa behandelte Proben, T53-H500: Kombinationsbehandlung. Statistisch signifikante Unterschiede (p<0,05) zwischen den einzelnen Behandlungen innerhalb einer Spalte sind durch unterschiedlichen Buchstaben gekennzeichnet.

%

Asche Trockensubstanz Gesamtwasser Fett Gesamteiweiß Behandlung

37 Lipidperoxidation

Das Ausmaß des oxidativen Lipidabbaus wurde anhand des Gehaltes an Malondial-dehyd (MDA) bestimmt (Tab. 9). Der MDA-Gehalt der T67-H0 Proben lag an Tag 1 unterhalb des Gehaltes der T0-H0, T0-H500 und T0-H600 Proben und an Tag 28 unterhalb des Gehaltes der unbehandelten Kontrolle (T0-H0). Die ermittelten MDA-Gehalte aller anderen Behandlungen unterschieden sich an Tag 1 und 28 nicht signi-fikant voneinander. Über den Lagerzeitraum veränderten sich die MDA-Gehalte nicht signifikant (p>0,05).

Tab. 9: Ergebnisse der Malondialdehydgehalte an Tag 1 und Tag 28. Gezeigt sind die Mit-telwerte ± SD (n=6). T0-H0: gepökelte und unbehandelte Kontrollprobe, T67-H0 und T53-H0:

auf 67 °C bzw. 53 °C Kerntemperatur erhitzte Proben, T0-H500 und T0-H600: mit 500 bzw.

600 MPa behandelte Proben, T53-H500: Kombinationsbehandlung. Statistisch signifikante Unterschiede (p<0,05) zwischen den einzelnen Behandlungen innerhalb einer Spalte sind durch unterschiedlichen Buchstaben gekennzeichnet. 67 °C Kerntemperatur erhitzten Standardprobe (T67-H0) verglichen. Die Panelisten bewerteten die einzelnen Behandlungsvarianten durch Vergabe von Skalenwerten zwischen 0 und 16, wobei der Skalenwert 8 der Standardprobe entsprach. Bewertet wurde der Farbeindruck der Proben anhand von Helligkeit (0 = hell, 16 = weniger hell) und Roteindruck (0 = weniger rot, 16 = stärker rot), die Feuchtigkeit (0 = viel

38

weniger feucht, 16 = feuchter) und das olfaktorisch wahrnehmbare Aroma der Pro-ben (0 = viel weniger aromatisch, 16 = aromatischer).

Hinsichtlich der optischen Eigenschaften (Helligkeit und Roteindruck) erschienen die unbehandelten Kontrollproben (T0-H0) im Vergleich zu allen anderen Behandlungs-varianten dunkler und röter (p<0,05). Ausgenommen der unbehandelten Kontrolle (T0-H0), konnte keine der Proben optisch vom Standardkochschinken (T67-H0) bzw.

einer der anderen Behandlungsvarianten unterschieden werden (p>0,05). Im Ver-gleich zum Standardkochschinken (T67-H0) wurden alle Proben als feuchter bewer-tet. Den höchsten Feuchtigkeitsgehalt wiesen die hochdruckbehandelten Proben (T0-H500 und T0-H600) auf, die sich bezüglich dieses Parameters signifikant (p<0,05) von allen anderen Behandlungsvarianten unterschieden. Der Feuchtigkeitsgehalt der unbehandelten Kontrollproben (T0-H0) war im Vergleich zur T53-H500 Probe leicht (p>0,05) und im Vergleich zur Niedrigtemperaturgarmethode (T53-H0) signifikant (p<0,05) erhöht. Im Vergleich zu den auf 67 °C Kerntemperatur erhitzten Standard-kochschinken, bewerteten die Panelisten die miteinander vergleichbaren (p>0,05) T53-H0 und T53-H500 Proben als weniger aromatisch (p<0,05). Im Unterschied zur Erhitzung hatte die Hochdruckbehandlung keinen Einfluss auf die Aromaentwicklung.

Demnach konnte zwischen den unbehandelten Proben (T0-H0) und den hochdruck-behandelten Proben (T0-H500 und T0-H600) kein signifikanter Unterschied festge-stellt werden (p>0,05).

39 Tab. 10: Ergebnisse der sensorischen Beurteilung. Gezeigt sind die Mittelwerte ± SD (n=6).

T0-H0: gepökelte und unbehandelte Kontrollprobe, T67-H0 und T53-H0: auf 67 °C bzw.

53 °C Kerntemperatur erhitzte Proben, T0-H500 und T0-H600: mit 500 bzw. 600 MPa be-handelten Proben, T53-H500: Kombinationsbehandlung. Statistisch signifikante Unterschie-de (p<0,05) zwischen Unterschie-den einzelnen Behandlungen innerhalb einer Spalte sind durch unter-schiedlichen Buchstaben gekennzeichnet.

Helligkeit Roteindruck Feuchtigkeit Geruch Behandlung

Abb. 7: Spinnennetzdarstellung der sensorische Beurteilungsparameter. T0-H0: gepökelte und unbehandelte Kontrolle, T67-H0 und T53-H0: auf 67 °C bzw. 53 °C Kerntemperatur er-hitzte Proben, T0-H500 und T0-H600: mit 500 bzw. 600 MPa druckbehandelte Proben, T53-H500: Kombinationsbehandlung.

40

5 DISKUSSION

5.1 Diskussion von Material und Methode

Um die Vergleichbarkeit der Teilstücke zu gewährleisten und die tierindividuellen Ein-flüsse zu minimieren wurden für jeden der Versuchsdurchläufe die beiden langen Rückenmuskeln eines Schweines verwendet. Diese Muskelstränge zeichnen sich im Vergleich zu anderen Muskelteilen durch einen einheitlichen und gleichförmigen Fa-serverlauf aus. Die langen Rückenmuskeln wurden nach Abschluss des Tumbelpro-zesses in jeweils drei gleichgroße Teilstücke geteilt. Durch die Verwendung beider langer Rückenmuskeln eines Tieres pro Versuchsdurchgang konnten tierindividuelle Einflüsse innerhalb eines Versuchsdurchganges ausgeschlossen werden.

Kochschinken gelten als qualitativ hochwertige Fleischerzeugnisse. Im Jahr 2014 lag der Verbrauch bei rund 2,3 Kilogramm pro Privathaushalt, womit Kochschinken Platz zwei der beliebtesten Fleisch- und Wurstwaren in Deutschland belegte (BVDF 2015).

Für die Kochschinkenhersteller stellt sich daher die Frage, wie die Verkaufszahlen erhöht und die Produktrentabilität insgesamt verbessert werden kann.

Durch Einsatz von Hochdruck ist es einerseits möglich die Produktausbeute zu ma-ximieren, andererseits kann durch die hochdruckinduzierten Proteindenaturierungen die Textur und das optische Erscheinungsbild des Fleisch so modifiziert werden, dass die behandelten Produkte erhitzten Fleischwaren stark ähneln und damit äußer-lich den Verbrauchererwartungen eines gegarten Fleischerzeugnisses entsprechen.

Der konventionelle Erhitzungsschritt wurde daher in der vorliegenden Studie durch Hochdruckbehandlungen mit 500 und 600 MPa ersetzt, welche zu Pasteurisierungs-zwecken bereits kommerziell verwendet werden (KOUTCHMA 2014a).

Nach BALASUBRAMANIAM u. FARKAS (2008) kann sich die Hochdruckbehandlung nur dann weiter im Bereich der Lebensmittelindustrie etablieren, wenn sie mit ande-ren milden Behandlungsarten kombiniert wird. Aus diesem Grund wurde im vorlie-genden Experiment eine Kombinationsbehandlung aus Niedrig-Temperatur-Garung und Druck (T53-H500) untersucht. Dabei kann durch den Einsatz dieser relativ

mil-41 den Temperaturen die Produktausbeute deutlich gesteigert und ein besonders zartes Fleischprodukt generiert werden.

Die Garung der Standardkochschinken (Kerntemperatur 67 °C) und der Niedriggar-varianten (Kerntemperatur 53°C) erfolgte im vorliegenden Experiment mittels Delta-T-Verfahren. Da bei diesem Garverfahren die Kammertemperatur kontinuierlich in Relation zur steigenden Produktkerntemperatur erhöht wird, handelt sich um eine besonders schonende Garmethode durch die Garverluste minimiert werden können (TOLDRÁ et al. 2010).

Dem Verbraucher wird Kochschinken in der Regel vakuumverpackt im Kühlregal an-geboten (BORCH et al. 1996). Die Mindesthaltbarkeit kommerziell vermarkteter Schinken liegt üblicherweise bei 28 Tagen (Lagertemperatur von 7 ± 1 °C). Aus die-sem Grund wurden die Proben im vorliegenden Experiment bei 5 ± 2 °C für 28 Tage gelagert. Um Lipidoxidationen und dadurch bedingte Qualitätsverschlechterungen zu minimieren, wurden alle Produkte vakuumverpackt.

Die vorliegende Studie ist die erste Studie welche sich mit der Produktion eines Kochschinkenerzeugnisses mittels Hochdruck oder Kombinationen aus Druck und Temperatur beschäftigt. Sie soll die Frage klären, ob es grundsätzlich möglich ist, den Erhitzungsschritt der klassischen Kochschinkenproduktion durch Druckbehand-lungen zu ersetzen und die Einflüsse verschiedener Behandlungsvarianten auf Ge-wichtsverlust, Farbe, Textur, Sensorik und Mikrobiologie des Endproduktes näher beleuchten. Damit stellt diese Studie eine Orientierungshilfe für zukünftige Überle-gungen auf dem Gebiet der Fleischwarenproduktion ganzer Fleischstücke mittels Hochdruck dar.

5.2 Diskussion der Ergebnisse

5.2.1 Mikrobiologische Untersuchungen

Die mikrobiologische Sicherheit von Fleischprodukten kann sowohl durch die Erhit-zung als auch durch die Hochdruckbehandlung gewährleistet werden (SAMELIS et al. 1998; GROSSI et al. 2014). In der vorliegenden Studie führten alle Behandlungs-varianten an Tag 1, verglichen mit der unbehandelten Kontrolle (T0-H0), zu einer

42

Reduktion der Gesamtkeimzahlen um 2 log10 Stufen. Zu ähnlichen Ergebnissen ka-men auch SUDHAUS et al. (2011), die in institutsinternen Untersuchungen Geflügel-rohwurst mit Hochdruck behandelten. Die Gesamtkeimzahl konnte durch Behandlun-gen mit 600 MPa (Haltezeit von einer Minute) um 2 log10 KbE/mg gesenkt werden.

Auch GROSSI et al. (2014) konnten die Keimbelastung von gesalzenem Schweine-fleisch nach Druckbehandlungen mit 600 MPa (Haltezeit von sechs Minuten) um 2 log10 Stufen senken. Mit zunehmender Temperatur bzw. steigendem Druck konnte im vorliegenden Experiment eine tendenzielle Abnahme der Keimzahlen beobachtet werden (p>0,05). Ähnliche Ergebnisse fanden auch SHIGEHISA et al. (1991), SLONGO et al. (2009) und MURPHY et al. (2004).

Die Gesamtkeimzahl stieg im Verlauf der 28-tägigen Lagerung in allen Proben an und wurde an Tag 28 maßgeblich durch die Zahl an Milchsäurebakterien bestimmt.

Dieser Anstieg könnte auf die hohen aw-Werte der Proben und die Vakuumverpa-ckung zurückzuführen sein, die für diese Mikroorganismen optimale Wachstumsbe-dingungen darstellen (GARRIGA et al. 2004; LAWRENCE u. KROPF 2014). Zu ähn-lichen Ergebnissen kamen auch JOFRÉ et al. (2009), die gekochten Schinken mit 600 MPa behandelten und im Verlauf der Lagerung lediglich eine Vermehrung der Milchsäurebakterien beobachten konnten. Ein Wachstum pathogener Mikroorganis-men konnte hingegen über die gesamte Lagerdauer nicht festgestellt werden. Zu-sammenfassend kann festgehalten werden, dass alle Behandlungen zu einer Reduk-tion der Mikroorganismen führten und mit einem Standardkochschinken vergleichba-re Keimzahlen lieferten. In der Literatur (PATTERSON u. KLIPATRICK 1998) be-schriebene additive Effekte der Hitze- und Druckbehandlung konnten nicht beobach-tet werden. Es empfiehlt sich diesen Aspekt in tiefergehenden mikrobiologischen Un-tersuchungen mittels Inokulationsversuchen zu beleuchten.

5.3 Physikalische Untersuchungen pH-Werte

Sowohl nach Druck- als auch nach Hitzebehandlung konnte in der vorliegenden Stu-die ein Anstieg des pH-Wertes beobachtet werden. Die auf 67 °C Kerntemperatur erhitzten Proben zeigten im Vergleich zu den anderen Behandlungsvarianten den

43 stärksten pH-Anstieg. Nach HAMM u. DEATHERAGE (1960) kann diese pH-Wert-Erhöhung auf die unter Hitzeeinwirkung stattfindenden Proteindenaturierungen und die dadurch bedingten Verluste saurer Gruppen zurückgeführt werden. In den durch-geführten Versuchen zeigten die Niedriggarvarianten im Vergleich zu den Standard-kochschinken einen geringeren pH-Wert-Anstieg. Diese Beobachtung könnte auf die bei geringen Temperaturen weniger stark ausgeprägten Proteindenaturierungen zu-rückgeführt werden.

Da es auch infolge der Druckbehandlung zur Proteindenaturierung kommt, vermute-ten MCARDLE et al. (2011), dass der druckinduziervermute-ten pH-Wert-Erhöhung ein ähnli-cher Mechanismus wie bei der Erhitzung zu Grunde liegt. RAMIREZ-SUAREZ u.

MORRISSEY (2006) mutmaßten, dass es infolge der Druckeinwirkung zu Proteinde-naturierung und Freilegung basischer Aminosäuregruppen kommt. Durch die unter Druck verstärkt stattfindende Ionisation der Aminogruppen, kommt es nachfolgend zur pH-Wert-Erhöhung. Im Vergleich zu den konventionell erhitzten Teilstücken war die pH-Wert-Erhöhung bei den mit Druck behandelten Varianten weniger stark aus-geprägt. Ähnliche Beobachtungen machten auch MCARDLE et al. (2011), die hoch-ruckbehandelte mit konventionell erhitzten Rindfleischproben verglichen. MCARDLE et al. (2011) vermuteten das die Proteindenaturierungen nach Druckbehandlung we-niger stark ausgeprägt sind und der pH-Wert daher im Vergleich zu den erhitzten Proben weniger stark ansteigt. Die pH-Werte der hochdruckbehandelten Teilstücke (T0-H500 und T0-H600) unterschieden sich in der vorliegenden Studie nicht signifi-kant voneinander. CHEAH u. LEDWARD (1996) beobachteten, dass der pH-Wert in Schweinehackfleisch mit steigendem Druck ansteigt und bei Überschreitung von 400 MPa, wie auch im vorliegenden Experiment beobachtet, keine weitere pH-Wert-Erhöhungen auftreten. In der vorliegenden Studie konnten auch zwischen den erhit-zen (T53-H0) und kombinationsbehandelten Proben (T53-H500) keine pH-Wert-Unterschiede ermittelt werden. Zu ähnlichen Ergebnissen kamen auch SIKES et al.

(2010), die diese Beobachtung auf die hitzeinduzierte Proteindenaturierungen zu-rückführten.

44

Üblicherweise kommt es während der Lagerung gepökelter Fleischprodukte durch das Wachstum von Milchsäurebakterien und die dadurch bedingte Säureproduktion zur pH-Wert-Senkung (BORCH et al. 1996). Überraschender Weise konnten in der vorliegenden Studie, trotz zunehmender Lactobacillaceae-Zahl keine Wert-Veränderungen während der Lagerung beobachtet werden. Der ausbleibende pH-Wert-Abfall könnte eventuell auf die Bildung basisch wirksamer biogener Amine zu-rückzuführen sein, die in Lebensmitteln durch die Decarboxylierung freier Aminosäu-ren entstehen (BAUER 2014). Auch CHEAH u. LEDWARD (1996) konnten bei hoch-druckbehandeltem Schweinehackfleisch (200 bis 800 MPa) innerhalb der viertägigen Lagerung nur geringe Schwankungen des insgesamt erhöhten pH-Wertes beobach-ten.

Es konnte durch keine Herstellungsvariante ein Produkt erzielt werden, das im pH-Wert einem klassisch produzierten Kochschinken glich.

Farbe

Konsumenten beurteilen die Qualität von Fleisch und Fleischprodukten vor allem an-hand des Farbeindruckes. In der vorliegenden Studie wurde daher die Helligkeit (L*), der Rotwert (a*) und der Gelbwert (b*) der Produkte an Tag 1 und nach 28-tägiger Lagerung instrumentell ermittelt.

Die beiden langen Rückenmuskeln wurden im vorliegenden Experiment gepökelt und anschließend getumbelt. Während dieser Behandlungsschritte wird der rote Muskel-farbstoff Myoglobin in Nitrosylmyoglobin umgewandelt (SUMAN u. JOSEPH 2014).

Durch die anschließende Denaturierung des Nitrosylmyoglobins kommt es unter Hit-zeeinwirkung zur Bildung des charakteristischen pinken Pökelpigmentes Nitrosylha-emochrom (SUMAN u. JOSEPH 2014) und einem dadurch bedingten Anstieg des a*- und b*-Wertes. Die konventionell gegarten Kochschinken (T67-H0) und die Niedrig-garvarianten (T53-H0) wiesen deshalb im Vergleich zu den unbehandelten Kontrollen (T0-H0) höhere a*- und b*-Werte auf. Anhand der Studienergebnisse wird deutlich, dass die relativ milden Temperaturen von 53 °C ausreichten um die gewünschte Um-rötung des Produktes zu erzielen.

45 Nitrosylmyoglobin und Nitrosylmyochromogen zeichnen sich durch eine Druckresis-tenz aus (CARLEZ et al. 1995; GOUTEFONGEA et al. 1995). Aus diesem Grund konnten nach Hochdruckbehandlung der gepökelten (T0-H500 und T0-H600) und erhitzten Proben (T53-H500) im Vergleich zu den unbehandelten Kontrollen (T0-H0) bzw. den Niedriggarvarianten (T53-H0) keine Unterschiede der a*- und b*-Werte be-obachtet werden.

Des Weiteren zeigten die Ergebnisse der vorliegenden Studie, dass es infolge von Hitze- und Druckbehandlungen zum Anstieg des L*-Wertes kommt, der nach CAMPUS et al. (2008) und DAI et al. (2013) auf die stattfindenden myofibrillären Pro-teindenaturierungen zurückgeführt werden kann. Vermutlich kommt es durch diese ultrastrukturellen Änderungen zu Veränderungen der Lichtabsorption und -reflektion und einer dadurch bedingten Helligkeitszunahme. Die L*-Werte der konventionell gegarten Schinken waren gegenüber den Niedriggarvarianten deutlich erhöht. Ähnli-che temperaturabhängige Helligkeitszunahmen wurden auch von CHRISTENSEN et al. (2011) beschrieben. Auch die kombinationsbehandelten Proben (T53-H500) zeig-ten gegenüber den Niedriggarvarianzeig-ten (T53-H0) erhöhte L*-Werte (p>0,05). Dieses Phänomen kann nach BAK et al. (2012) auf die additiven hitze- und druckinduzierten

Des Weiteren zeigten die Ergebnisse der vorliegenden Studie, dass es infolge von Hitze- und Druckbehandlungen zum Anstieg des L*-Wertes kommt, der nach CAMPUS et al. (2008) und DAI et al. (2013) auf die stattfindenden myofibrillären Pro-teindenaturierungen zurückgeführt werden kann. Vermutlich kommt es durch diese ultrastrukturellen Änderungen zu Veränderungen der Lichtabsorption und -reflektion und einer dadurch bedingten Helligkeitszunahme. Die L*-Werte der konventionell gegarten Schinken waren gegenüber den Niedriggarvarianten deutlich erhöht. Ähnli-che temperaturabhängige Helligkeitszunahmen wurden auch von CHRISTENSEN et al. (2011) beschrieben. Auch die kombinationsbehandelten Proben (T53-H500) zeig-ten gegenüber den Niedriggarvarianzeig-ten (T53-H0) erhöhte L*-Werte (p>0,05). Dieses Phänomen kann nach BAK et al. (2012) auf die additiven hitze- und druckinduzierten

Im Dokument Fleischwarenproduktion mittels Hochdruck (Seite 41-0)