Um eine Basis für die Untersuchung der Stabilität und des Abbauverhaltens von Tocochromanolen in Pökellaken zu schaffen, wurde als erstes eine Pökellake mit einem Nitritgehalt von 60 g/L und 136 g/L ohne Zugabe von Ascorbinsäure vermessen. Dabei konnten 95 % (s. Kap. 8.14) der anfänglich zugegebenen Tocochromanole wiedergefunden werden (jeweils 20 mg/L). Der pH-Wert dieser Pökellake lag bei ungefähr 6 (s. Abb. 27). Messungen der Pökellake, die mit einem Nitritpökelsalzgehalt von 60 g/L und einem Ascorbinsäuregehalt von 100 mg/L hergestellt wurde, ergaben, dass noch um die 70 % der anfänglichen Tocochromanolgehalte enthalten waren. Der pH-Wert lag bei ca. 5,5 (Abb. 27).
Wurde der Ascorbinsäuegehalt mit 100 mg/L beibehalten und nur der Nitritpökelsalzgehalt auf 136 g/L erhöht, sanken die gemessenen Tocochromanolgehalte signifikant auf 50 % ab. Wurde der Nitritpökelsalzgehalt von 60 g/L beibehalten und der Ascorbinsäuegehalt auf 300 mg/L erhöht, verringerten sich die noch messbaren Tocochromanolgehalte auf bis zu 20 % der ursprünglich eingesetzten Mengen und der pH-Wert sank auf 5 ab (s. Abb. 27). Folglich intensiviert sich der Abbau von α-Tocotrienol, α-Tocopherol, γ-Tocotrienol und γ-Tocopherol bei ansteigender Konzentration von Ascorbinsäure und Nitritpökelsalz.
Es konnten bei den gemessenen Vitameren keine signifikanten Unterschiede untereinander ermittelt werde. Die γ-Tocotrienol- und γ-Tocopherol-Gehalte lagen bei einer Ascorbinsäurekonzentration von 500 mg/L und dem daraus resultierendem niedrigen pH-Wert von 4 unterhalb der Bestimmungsgrenze. Es konnten bei diesen Pökellaken auch nur noch wenige Prozent von α-Tocotrienol und α-Tocopherol bestimmt werden, wobei der Gehalt an Tocochromanolen bei einer Nitritpökelsalzkonzentration von 136 g/L am geringsten war. Der pH-Wert war dabei bis auf 4 abgesunken (s. Abb. 27). Es wurde deutlich, dass mit steigender Ascorbinsäurekonzentration der Tocochromanolgehalt sinkt und bei gleichem pH-Wert eine Erhöhung der Nitritsalzkonzentration zum einem erhöhten Abbau der Tocochromanole führt. Es besteht demnach eine Abhängigkeit zwischen der
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Ascorbinsäurekonzentration und dem daraus resultierenden pH-Wert, der Nitritpökelsalzkonzentration und der Stabilität der Tocochromanole.
Abb. 27: Effekt unterschiedlicher Ascorbinsäurekonzentrationen (AS) in Pökellake mit unterscheidlichen Gehalten an Nitritpökelsalz auf die Stabilität von α-Tocotrienol (α-T3), α-Tocopherol (α-TOH), γ-Tocotrienol (γ-T3) und γ-Tocopherol (γ-TOH).
100 % entsprechen der eingesetzten Ausgangskonzentration (20 mg/kg).
Unterschiedliche Buchstaben (a, b) kennzeichnen signifikante Unterschiede zwischen den Rezepturen (Mittelwert + SD, n = 6, P < 0,05)
Bei vielen industriell gefertigten Lebensmitteln wird die Ascorbinsäure oder deren Derivate zur Stabilisierung als Antioxidationsmittel angewendet. Im Rahmen dieser Arbeit wurde Ascorbinsäure in verschiedenen Konzentrationen zur Pökellake zugegeben, um einen möglichen stabilisierenden Effekt auf ebenfalls zugesetzte Tocochromanole zu untersuchen. Die Grundzutaten, wie Wasser, Zucker, unterschiedliche Konzentrationen an Nitritpökelsalz (60 oder 136 g/L) und das fünf minütige Aufkochen bei rund 90 °C hatten keinen signifikant abbauenden Effekt auf die Stabilität von α-Tocotrienol, α-Tocopherol, γ-Tocotrienol und γ-Tocopherol.
Ascorbinsäure hatte bei der Pökellake allerdings keinen schützenden Effekt auf die Tocochromanole, wie es zuvor bei den Versuchen mit den Rohwürsten beobachtet werden konnte. Gegenteiliges wurde beobachtet, denn je höher der Ascorbinsäuregehalt in der Pökellake war, desto niedriger waren die
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wiedergefundenen Tocochromanolkonzentrationen. Izumi et al. (1989) untersuchten bereits die Abnahme von freiem Nitrit in einer wässrigen Lösung, die Ascorbinsäure enthielt. Dabei war die Abnahme von Nitrit größer, je höher die Ascorbinsäurekonzentration war und es wurden nitrosierende Verbindungen gebildet.
Wie schon im Literaturteil erwähnt, reagiert das NO in der Rohwurst mit dem im Muskel befindlichen Myoglobin unter der Bildung von Nitrosylmyoglobin (NO-Myoglobin), welches selbst als Antioxidant wirkt (Honikel, 2008; Kanner et al., 1992).
In dem hier vorliegenden Versuchsaufbau beinhaltet die Pökellake kein Myoglobin, so dass das Nitrit und seine Reaktionsprodukte womöglich mit den Tocochromanolen reagiert haben. In diesem Fall zeigt sich, dass Ascorbinsäure, pH-Wert abhängig, auch einen kontraproduktiven Effekt auf die Stabilität von α-Tocotrienol, α-Tocopherol, γ-Tocotrienol und γ-Tocopherol in Nitrit-haltiger Lösung haben kann.
4.3.2 Tocochromanolgehalte bei verschiedenen pH-Werten der Pökellake
Wie zuvor beschrieben, sank mit zunehmender Konzentration an Ascorbinsäure auch logischerweise der pH-Wert der Lösungen. In dieser Versuchsreihe sollte nun untersucht werden, ob die sinkende Stabilität nicht allein an der Ascorbinsäure lag, sondern ob viel mehr nur der niedrige pH-Wert dafür verantwortlich gemacht werden muss. Pökellaken, ohne die Zugabe von Ascorbinsäure, wurden mit verdünnter Phosphorsäure auf die pH-Werte 4; 4,5; 5 und 5,5 eingestellt, um den Einfluss eines sauren Milieus zu untersuchen. Desweiteren sollte der Einfluss des Nitrits untersucht werden, weshalb die Laken entweder 136 g/L Nitritpöklesalz oder 136 g/L Natriumchlorid enthielten (s. Abb. 28).
Bei einem pH-Wert von 5,5 lag die Wiederfindungsrate von α-Tocotrienol, α-Tocopherol, γ-Tocotrienol und γ-Tocopherol bei 80 % der eingesetzten Menge (s. Kap. 8.14). Dies war unabhängig vom verwendeten Salz. Bei den Rezepturen, die nur das Natriumchlorid enthielten, blieben die gemessenen Tocochromanolwerte, auch bei den niedrigeren pH-Werten, bei 80 % ohne signifikante Konzentrationsunterschiede untereinander (s. Abb. 28). Andererseits gab es signifikante Unterschiede zwischen den Laken mit Nitritpökelsalz und Natriumchlorid bei niedrigeren pH-Werten. Zwischen den einzelnen pH-Werten gab es nur bei der Rezeptur mit Nitritpökelsalz einen signifikanten Unterschied. Bei einem pH-Wert von
70 Tocochromanole gemessen werden. Die Tocochromanolkonzentration verringerte sich demnach mit sinkedem pH-Wert, auch ohne den Zusatz von Ascorbinsäure (s.
Abb. 28).
Abb. 28: Effekt unterschiedlicher pH-Werte (eingestellt mit verdünnter Phosphorsäure) der Pökellake mit 136 g/L Nitritpökelsalz (NPS) oder 136 g/L Natriumchlorid (NaCl) auf die Stabilität von α-Tocotrienol (α-T3), α-Tocopherol (α-TOH), γ-Tocotrienol (γ-T3) und γ-Tocopherol (γ-TOH)
100 % entsprechen der eingesetzten Ausgangskonzentration (20 mg/kg).
Unterschiedliche Buchstaben (a, b) kennzeichnen signifikante Unterschiede zwischen den Rezepturen (Mittelwert + SD, n = 6, P < 0,05)
Betrachtet man die Ergebnisse von den Versuchen mit der Ascobinsäurezugabe (s.
Abb. 27) und die mit dem durch Phosphorsäure eingestellten pH-Werten (s. Abb. 28) wird deutlich, dass ein niedriger pH-Wert, in Kombination mit hohem Nitritgehalt, in einer Abnahme von α-Tocotrienol, α-Tocopherol, γ-Tocotrienol und γ-Tocopherol resultiert. Die Anwesenheit von Ascorbinsäure ist dabei nicht der entscheidende Faktor. Eine Erklärung dafür könnten die Untersuchungen von Honikel (2008) liefern.
Diese zeigen, dass Nitrit mit absteigendem pH-Wert abgebaut wird und im sauren
NaCl NPS NaCl NPS NaCl NPS NaCl NPS
Tocochromanolgehalt (%)
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Milieu, redox-reaktive Substanzen wie NO entstehen. Übertragen auf die vorliegenden Untersuchungen bedeutet das, je niedriger der pH-Wert der nitrithaltigen Lösung ist, desto mehr redox-reaktive Substanzen werden gebildet und desto größer ist der Abbau der Tocochromanole. Folglich sollte dem Nitritgehalt, insbesondere zusammen mit dem pH-Wert, besondere Beachtung in der Fleischtechnologie geschenkt werden, wenn man solch oxidationsanfällige Inhaltsstoffe wie die Tocochromanole einbringen möchte.
4.3.3 Tocochromanolgehalte bei Lagerung und Fleischeinlage
Um ein mögliches kommerzielles System zu simulieren in dem Pökellake z. B. ins Fleisch zur Schnellpökelung injiziert wird, wurde in diesem Versuchsaufbau gewürfeltes Schweinefleisch zu einer mit α-Tocotrienol, α-Tocopherol, γ-Tocotrienol und γ-Tocopherol angereicherten Pökellake gegeben. Das Schweinefleisch pufferte den pH-Wert der Pökellake, sodass dieser zwischen 5,5 und 5,7 lag. Der Tocochromanolgehalt wurde über einen Zeitraum von acht Tagen gemessen (s. Abb.
29). Es gab innerhalb der ersten sechs Tage keinen signifikanten Abbau bei α-Tocotrienol, α-Tocopherol, γ-Tocotrienol und γ-Tocopherol, wobei allerdings ein Abwärtstrend sichtbar wurde. Am siebten Tag waren die gemessenen Werte dann signifikant niedriger, was sich mit einem weiteren Verlust an Tag 8 fortsetzte. Der gemessene Tocochromanolwert in der Pökellake mit dem gepökeltem Fleisch am 8.
Versuchstag lag immer noch bei 54 - 62 % des anfänglich zugefügtem Anfangsgehalt (s. Abb. 29, Kap. 8.14). Zwischen den einzelnen Tocochromanolen gab es innerhalb eines Tages keine signifikanten Unterschiede.
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Abb. 29: α-Tocotrienol (α-T3), α-Tocopherol (α-TOH), γ-Tocotrienol (γ-T3) und γ-Tocopherol (γ-TOH) in Pökellake (136 g/L Nitritpökelsalz + 100 mg/L Ascorbinsäure) mit eingelegtem Schweinefleisch über eine achttägige Lagerungsphase
Unterschiede bei den Vitamer-Konzentrationen resultieren aus der unterschiedlichen Reinheit der Standardsubstanzen (s. Kap. 8.7)
Unterschiedliche Buchstaben (a, b) kennzeichnen signifikante Unterschiede zwischen den Tagen (Mittelwert + SD, n = 6, P < 0,05)
Die Ergebnisse zeigten, dass die vier Tocochromanole in der Pökellake mit zugesetztem Fleisch über mehrere Tage relativ stabil blieben, was für die übliche Dauer der 1. Pökelphase (ca. eine Woche) ausreicht. Es ist also möglich, dass man die Pökellake mit α-Tocotrienol, α-Tocopherol, γ-Tocotrienol und γ-Tocopherol anreichert, um die technologische und ernährungsphysiologische Qualität des Fleisches zu verbessern. Dabei kann oder sollte auf zu hohe Zusätze an Ascorbinsäure verzichtet werden.
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4.4 Tocotrienol-Oxidationsprodukte in der Rohwurst