DE60025378T2 - Verwendung von wasserlöslichen phosphaten zur regelung der "pse-bildung" in muskelfleisch, - Google Patents

Verwendung von wasserlöslichen phosphaten zur regelung der "pse-bildung" in muskelfleisch, Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von frischem Fleisch, insbesondere Schweinefleisch. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf die Behandlung von frischem Fleisch mit einer wässrigen Lösung eines wasserlöslichen Phosphats, um einen PSE-Zustand zu verhindern.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Ein PSE-Zustand (blass, weich, wässrig) bei Muskelfleischprodukten, insbesondere Schweinefleisch, ist ein Zustand, bei dem das Muskelprodukt sehr blass, steif und wässrig wird und seine Wasserhaltekapazität verliert. Es wurde berichtet, dass PSE-Muskelprodukte höhere Verluste durch Verdampfen beim Kochen, längere Garzeiten und eine geringere Saftigkeit und Zartheit aufweisen als normale Muskelprodukte. "Muskelprodukt" bedeutet Fleischprodukte, die in erster Linie vom tierischen Muskel (Rind, Schwein oder Fisch und Meeresfrüchte) abgeleitet sind, wie Speck und Schinken.
  • Der PSE-Zustand ist mit einer hohen Geschwindigkeit der postmortalen Glycolyse verbunden, bei der ein pH-Wert von unter 5,4 entsteht, während der Schlachttierkörper noch etwa 36–40 °C warm ist. Der niedrige pH-Wert bei noch hoher Muskeltemperatur verursacht eine Proteindenaturierung.
  • Da die meisten Fleischprodukte, insbesondere Frischfleischprodukte, vom Käufer auf der Basis einer Inaugenscheinnahme gekauft werden, hat eine abnorme Färbung eine nachteilige Wirkung auf die Verkäuflichkeit des Produkts. Der PSE-Zustand erzeugt einen erheblichen Wertverlust für Schweinfleischproduzenten, da die Lenden und Schinken etwa die Hälfte des Marktwerts des Schlachttierkörpers ausmachen. Jedes Jahr werden allein in der USA über 95 Millionen Schweine geschlachtet. Die durch einen PSE-Zustand verursachten Verluste werden auf 50 Millionen bis 140 Millionen US-Dollar jährlich geschätzt. Eine Reduktion oder Verhinderung des PSE-Zustands kann für die fleischerzeugende und -verarbeitende Industrie einen großen wirtschaftlichen Zugewinn bedeuten.
  • R.G. Kauffman et al., WO 97/46119 und J. Anim. Sci. 76, 3010–3015 (1998), offenbaren ein Verfahren zur Verbesserung der Farbe, Wasserhaltekapazität und organoleptischen Eigenschaften von Fleisch, insbesondere Schweinefleisch, durch Injizieren oder Perfundieren einer Lösung von Natriumhydrogencarbonat in den Schlachttierkörper innerhalb von 24 h nach der Schlachtung. Außer der Fähigkeit von Hydrogencarbonaten, den pH-Wert zu erhöhen, haben Hydrogencarbonate keine weiteren bekannten funktionellen Wirkungen auf Fleischproteine. Außerdem können übermäßige alkalische Bedingungen im Fleischmuskel zur Bildung eines unerwünschten Zustands beitragen, der als DFD (dunkel, fest, trocken) bekannt ist, sowie zu einem seifigen Geschmack beitragen.
  • Stauffer Chemical Company, EP 0 028 113 , offenbart ein Verfahren zur Herstellung von phosphathaltigem nitritgepökeltem Fleisch mit niedrigerem Restnitritgehalt. Das Verfahren umfasst das In-Kontakt-Bringen des Fleischs mit einer Pökellake. Die Pökellake umfasst ein Alkalimetallhexametaphosphat, ein Alkalimetallchlorid, eine lösliche stickoxidbildende Verbindung und ein Alkalisierungsmittel. Eine ausreichende Menge an Natriumhexametaphosphat und Alkalisierungsmittel muss zu einer Lake gegeben werden, um den natürlichen pH-Wert des Fleisches aufrechtzuerhalten und die gewünschten Wasserbindungseigenschaften zu ergeben. Das Alkalisierungsmittel kann jede phosphorhaltige oder nichtphosphorhaltige Zusammensetzung sein, die den pH-Wert einer Pökellake effektiv auf den gewünschten Wert einstellt.
  • Rhône-Poulenc Inc., EP 0 516 878 , beschreibt ein Verfahren zur Behandlung von Schlachttierkörpern, um das Bakterienwachstum einzudämmen, wobei die Oberfläche der Schlachttierkörper mit einem Trialkalimetallorthophosphat behandelt wird, um Bakterien zu reduzieren, zu entfernen, zu verzögern oder einzudämmen, ohne eine organoleptische Wertminderung des Schlachttierkörpers zu verursachen.
  • Gilchrist, US 5,714,188 , beschreibt ein Verfahren zur Verarbeitung von Fleisch, das Folgendes umfasst: Injizieren einer Sole von Raumtemperatur von etwa 30 °C bis etwa 45 °C in das Fleisch und dann Schütteln des Fleisches. Der Schritt des Schüttelns kann das Mischen und Tumbeln des Fleisches umfassen. Durch Stopfen des Fleisches in eine Form und dann Kochen kann das endgültige Fleischprodukt entstehen.
  • Es besteht also ein Bedarf an einem Verfahren zur Verhinderung des PSE-Zustands bei Schweinefleisch und anderen Muskelprodukten, das jedoch keine anderen unerwünschten Wirkungen hat.
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Die Einführung von wasserlöslichen Phosphaten, wie Orthophosphaten, Pyrophosphaten und/oder Polyphosphaten mit einer Kettenlänge von mehr als 2 in Muskelprodukte, insbesondere Schweinemuskel, verhindert das Einsetzen des PSE-Zustands sowie die damit verbundenen physikalisch-chemischen Veränderungen. Zu den wirksamen Substanzen gehören nicht nur die Phosphate und Gemische von Phosphaten, sondern auch Gemische von einem oder mehreren Phosphaten mit den essbaren Salzen verschiedener Säuren, wie Zitronensäure, Milchsäure, Essigsäure, Äpfelsäure, Ascorbinsäure, Gluconsäure usw., insbesondere ihren Natrium- und Kaliumsalzen.
  • Ein entscheidender Parameter ist die gleichmäßige Einführung des Materials in der frühen postmortalen Zeit nach der Schlachtung, vor dem Einsetzen der Totenstarre im Muskel. Ein zweiter entscheidender Parameter ist die Verwendung eines Materials, das eine wirksame säureneutralisierende Fähigkeit hat, die über die effektive Lagerungszeit des Muskelprodukts aufrechterhalten werden kann. Der dritte entscheidende Parameter ist die Verwendung eines optimalen Verhältnisses von Material und Konzentrationen im Muskelprodukt, das den Anforderungen des zweiten entscheidenden Parameters genügt, während die Ausbildung eines DFD-Zustands bei dem Muskelprodukt vermieden wird.
  • Obwohl diese Erfindung auf Schweinemuskeln anwendbar ist, kann sie auch bei beliebigen anderen Rind-, Geflügel-, Lamm- oder Fisch- und Meeresfrüchte-Muskelprodukten, wie Putenbrustmuskel, die leicht ihre Wasserhaltefähigkeit verlieren, verwendet werden.
  • Ein Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass die Injektion der Lösung nicht auf Schlachttierkörper, die von PSE befallen sind, beschränkt ist, sondern der Verarbeiter kann alle Schlachttierkörper behandeln, ohne befürchten zu müssen, dass normale Schlachttierkörper einen DFD-Zustand zeigen werden. Es gibt zur Zeit keine zuverlässigen Verfahren oder Techniken zur Messung der Anwesenheit von PSE bei einem Schlachttierkörper unmittelbar nach dem Tod.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Die Injektion oder Perfusion einer wässrigen Lösung eines Materials, das ein oder mehrere wasserlösliche Phosphatsalze ("Phosphat"), wie ein Orthophosphat, ein Pyrophosphat und/oder ein Polyphosphat mit einer Kettenlänge von mehr als 2, enthält, in einen Schlachttierkörper in der frühen postmortalen Zeit verbessert das Erscheinungsbild, die Wasserhaltekapazität und die organoleptische Qualität des resultierenden Muskelprodukts. Insbesondere bei Schweinefleisch hemmt die Behandlung stark den. PSE-Zustand.
  • In der Praxis wird der Schlachttierkörper sofort nach dem Betäuben, Ausblutenlassen und Ausnehmen des Tiers gehäutet und entschwartet, und die Lösung wird vor dem Einsetzen der Totenstarre in den Schlachttierkörper injiziert. Für Lagerzwecke wird der Schlachttierkörper dann entweder auf 4 °C gekühlt oder bei –15 °C tiefgekühlt, bis das Fleisch eine Kerntemperatur von 4 °C erreicht.
  • Für jeden behandelten Schlachttierkörper hat die wässrige Lösung eine Konzentration von etwa 0,33 bis 5 Gew.-% Gesamtphosphatsalz oder -salze, vorzugsweise etwa 0,67 bis 4,2 Gew.-%, je nach der gewünschten Menge an Lösung und Phosphat, die in den Schlachttierkörper perfundiert oder injiziert werden soll. Wenn zum Beispiel gewünscht wird, dass der Schlachttierkörper 0,4% zugesetztes Phosphat enthält und 12% seines Gewichts an Lösung injiziert werden sollen, würde man eine Lösung herstellen, die 3,33% Phosphat enthält. Vorzugsweise enthält der Schlachttierkörper etwa 0,1 bis etwa 0,5 Gew.-% hinzugefügtes Phosphat, vorzugsweise etwa 0,3 bis etwa 0,4 Gew.-% hinzugefugtes Phosphat. Die Zugabe von überschüssigem Phosphat verbessert den Zustand des Schlachttierkörpers nicht weiter und kann eine nachteilige Wirkung haben, wie einen DFD-Zustand im Muskel.
  • Durch die Zugabe von Chloridsalzen wird die Proteinlöslichkeit erhöht, wodurch die synergistisch mit den hinzugefügten Phosphaten zusammenwirken und die Wasserhalteeigenschaften der Muskelfasern im Schlachttierkörper verbessern. Gegebenenfalls kann Natriumchlorid zu dem Schlachttierkörper gegeben werden, indem man es in der wässrigen Lösung löst und diese Lösung in den Schlachttierkörper injiziert. Vorzugsweise enthält der Schlachttierkörper weniger als 0,5% hinzugefügtes Natriumchlorid, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,3% Natriumchlorid. Anstelle von Natriumchlorid kann auch Kaliumchlorid verwendet werden.
  • Vorzugsweise umfasst die wässrige Lösung ein Material, das einen pH-Wert (1-Gew.-%ige wässrige Lösung) von größer oder gleich 6, besonders bevorzugt größer oder gleich 7 und am meisten bevorzugt größer oder gleich 8 hat. Das Material kann ein einzelnes Phosphatsalz, ein Gemisch von Phosphatsalzen oder ein Gemisch von einem oder mehreren Phosphatsalzen mit einer oder mehreren Nichtphosphatverbindungen sein.
  • Die Wahl des Materials wird auch durch seine Neutralisationsfähigkeit bestimmt. Die Neutralisationsfähigkeit wird gemessen anhand der Zahl der Milliäquivalente an Base, die erforderlich sind, um den pH-Wert von 100 ml einer 1-Gew.-%igen Lösung des Materials (z.B. 1 g Material) von etwa 5 auf etwa pH 7 zu ändern, oder anhand der Zahl der Milliäquivalente an Säure, die erforderlich sind, um den pH-Wert von 100 ml einer 1-Gew.-%igen Lösung des Materials von etwa 7 auf etwa pH 5 zu ändern. Höhere Werte verhindern das Einsetzen des PSE-Zustands effektiver. Die Werte der Neutralisationsfähigkeit sollten vorzugsweise wenigstens 2,4, besonders bevorzugt wenigstens 3 und am meisten bevorzugt wenigstens 4 betragen. Vorzugsweise ist das Phosphat ein Gemisch von Orthophosphat und Polyphosphat (Kettenlänge größer als 2), besonders bevorzugt Tetranatriumpyrophosphat und Natriumtripolyphosphat mit Kettenlängen von 2 bzw. 3. Diese Kombination liefert eine optimale Neutralisationsfähigkeit durch die Verwendung des Orthophosphats und eine optimale Muskelmodifikation durch die Verwendung der Polyphosphate.
  • Weitere Bestandteile, die in der wässrigen Lösung vorhanden sein können, sind Pökelsalze (Nitrite oder Nitrate), Süßungsmittel oder Füllstoffe (Zucker, Dextrose, Maissirupfeststoffe, Maissirup, Maltodextrine usw.), Aromastoffe einschließlich flüssigem Rauch und Gewürzen, und Konservierungsstoffe. Die Lösung kann auch ein Salz einer Genusssäure, wie Zitronensäure, Milchsäure, Essigsäure, Äpfelsäure, Ascorbinsäure, Gluconsäure usw., insbesondere ein Natrium- und Kaliumsalz, umfassen.
  • Die Injektion in den Schlachttierkörper kann mit einer beliebigen Zahl von kommerziell erhältlichen Injektionsvorrichtungen, die dem Fachmann auf dem Gebiet der Fleischverarbeitung wohlbekannt sind, erreicht werden. Eine typische Vorrichtung umfasst ein unter Druck stehendes Reservoir, das die wässrige Lösung enthält und über eine geeignete Leitungseinrichtung mit einem ventilgesteuerten Injektorkopf verbunden ist, der eine oder mehrere Injektorhohlnadeln trägt.
  • Die Injektion der Lösung in ein geschlachtetes Schwein muss vor dem Einsetzen der Totenstarre erreicht werden, vorzugsweise innerhalb von 45 Minuten nach dem Tod und besonders bevorzugt innerhalb von 20 bis 30 Minuten nach dem Tod. Geschlachtetes Geflügel (zum Beispiel Hühner und Truthühner) fällt viel früher in Totenstarre als geschlachtete Schweine, und daher muss bei ihnen die Injektion innerhalb von 20 Minuten, vorzugsweise 8 bis 10 Minuten, nach dem Tod erfolgen. Die Temperatur der Lösung kann in einem Bereich von –2 °C bis 40 °C, vorzugsweise unter 10 °C und besonders bevorzugt unter 4,4 °C liegen. Vorzugsweise werden in den Schlachttierkörper etwa 10 bis 20% seines Gewichts an Lösung, besonders bevorzugt 10 bis 12% an Lösung, injiziert.
  • Die Einführung der Lösung in intakte Schlachttierkörper an einer Deckenschiene ist ein Vorteil, da dies die bei derzeitigen Produktionsverfahren notwendigen Änderungen minimiert. Dies kann erreicht werden, indem man die Konfiguration derzeitiger Sole-Injektionsvorrichtungen, die die Sole an Hunderten von Punkten in den Muskel injizieren. Eine gleichmäßigere Verteilung der Sole wird erreicht, indem man den geeigneten Injektionsdruck und engere Nadelmuster verwendet. Alternativ dazu kann die Injektion auch nach einem Verfahren, das derzeitigen Verfahren ähnlich ist, durchgeführt werden, indem man den Schlachttierkörper horizontal auf ein sich bewegendes Förderband legt und ihn durch eine Nadelbatterie führt. Kleinere Modifikationen der Injektormaschine können erforderlich sein, um die Größe des Schlachttierkörpers unterzubringen.
  • Alternativ dazu wird die Lösung in den Schlachttierkörper perfundiert. Bei Schweinen erfolgt die Perfusion vorzugsweise über die Darmbeinarterie. Dadurch wird die Lösung in die Hintergliedmaßen gepresst. Bei Geflügel, Rindern oder Lämmern kann die Perfusion durch jedes größere Blutgefäß erfolgen, das zu einer Perfusion in den größten Teil des Fleisches im Schlachttierkörper führt.
  • Der Schlachttierkörper kann nach der Behandlung getumbelt werden, um eine gleichmäßigere Verteilung der Phosphatlösung zu erreichen. Eine Tumbelapparatur wird in der gesamten fleischverarbeitenden Industrie verwendet und ist dem Fachmann wohlbekannt.
  • Im Gegensatz zur Injektion von Natriumhydrogencarbonatlösungen, um den PSE-Zustand zu verhindern, (a) sind Phosphate in zubereiteten Solen stabiler als Natriumhydrogencarbonat, (b) werden Phosphate bereits verbreitet in frischen oder vorgegarten Muskelprodukten verwendet, um einen Feuchtigkeitsverlust zu verhindern, indem sie die Eigenschaften des Muskelproteins modifizieren, und (c) können verschiedene Phosphate gemischt werden, um eine optimale Säureneutralisationsfähigkeit (Pufferkapazität) zu erhalten, während die Bildung eines dunklen festen trockenen Zustands im Muskelprodukt vermieden wird.
  • Polyphosphate mit hohem Kaliumgehalt
  • Polyphosphate, bei denen das Verhältnis von Natrium zu Kalium 0,5 bis 3,8 beträgt, können neben oder anstelle von Natriumpolyphosphaten verwendet werden, insbesondere bei Anwendungen, bei denen es wünschenswert ist, den Natriumgehalt des Nahrungsmittels er reduzieren, wie bei Nahrungsmitteln für Leute, die ihre Natriumaufnahme beschränken müssen.
  • Die Herstellung von Lösungen von Natrium- und Kaliumpolyphosphaten durch Ionenaustausch ist bei Iler, US-Patent 2,557,109, beschrieben. Glasartiges Polyphosphat der folgenden Zusammensetzung: (K,Na)(n+2)O(PO3)n, bei dem das Verhältnis von Kalium zu Natrium etwa 0,5 bis 3,8, vorzugsweise 1,0 bis 3,8, besonders bevorzugt 2,4 bis 3,6, beträgt, der Mittelwert von n größer als 9 ist und wenigstens 85% der Phosphatspezies mehr als drei Phosphateinheiten umfassen, kann nach der folgenden Reaktion hergestellt werden:
  • Figure 00080001
  • Ein Gemisch von Monokaliumphosphat, Mononatriumphosphat und Kalium- und/oder Natriumhydroxid wird hergestellt. Das Verhältnis von Kalium zu Natrium des Gemischs sollte dasselbe Verhältnis sein, wie es für das glasartige Polyphosphatprodukt gewünscht wird. Vorzugsweise sind keine anderen Ionen als Natrium, Kalium und die von Phosphat abgeleiteten Ionen (d.h. H2PO4 –, HPO4 2–, PO4 3–) und gegebenenfalls Hydroxid vorhanden. Falls gewünscht, kann auch Wasser zu dem Gemisch gegeben werden.
  • Das Verhältnis (K,Na)/P sollte zwischen 1,0 und 1,6 liegen und wird an den für n gewünschten Wert angepasst. Je kleiner der Wert dieses Verhältnisses, d.h. je näher dieser Wert an 1,00 liegt, desto höher ist der Mittelwert von n.
  • Das Gemisch wird in ein Gefäß, das die Erwärmungsbedingungen aushalten kann, wie ein Keramik- oder Tonerdegefäß, gegeben und in einer geeigneten Vorrichtung, wie einem Muffelofen, erhitzt. Im industriellen Maßstab kann das Verfahren in einem größeren Ofen durchgeführt werden, z.B. 8 feet (etwa 2,4 m) breit und: 15 feet (etwa 4,6 m) lang, der am Boden mit einer Zirkonstampfmischung ausgekleidet ist, so dass er eine Schmelztemperatur von wenigstens 800 °C aushalten kann.
  • Das Gemisch wird auf etwa 750 °C erhitzt, um Wasser auszutreiben und eine klare Schmelze zu bilden. Wenn man unter 600 °C erhitzt, entstehen Materialien mit ungenügend langkettigen Phosphatspezies (n > 3). Wenn man auf 780 °C erhitzt, entsteht ein Material, das einen Überschuss an unlöslichen Stoffen enthält, oder ein schwerlösliches Material. Das Erhitzen sollte etwa 0,75 bis etwa 1,5 h lang durchgeführt werden. Das Erhitzen auf die erforderliche Temperatur kann in einem einzigen Schritt oder in mehreren Schritten durchgeführt werden. Nach dem Erhitzen wird das Reaktionsgemisch, das das Polyphosphat enthält, abgekühlt und vorzugsweise schnell abgekühlt, so dass kein Kristallwachstum erfolgt.
  • Das Produkt ist ein gemischtes Natriumkaliumpolyphosphat-Glas der Formel (K,Na)(n+2)O(PO3)n, wobei n und das Verhältnis von Kalium zu Natrium dem oben diskutierten entsprechen. Das Polyphosphatglas enthält weniger als 10 Gew.-% wasserunlösliches Material.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Das Verfahren dieser Erfindung kann verwendet werden, um die Bildung eines PSE-Zustands zu verhindern. Durch die Injektion einer Phosphatlösung in einen Schlachttierkörper im frühen postmortalen Stadium wird das Auftreten eines PSE-Zustands reduziert oder verhindert.
  • Die vorteilhaften Eigenschaften dieser Erfindung können unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele, die die Erfindung veranschaulichen, aber nicht einschränken, beobachtet werden.
  • Beispiele
  • Beispiel 1
  • Tiere
  • Fünfundvierzig Jungsäue (108–188 kg) wurden in dieser Studie verwendet, die in drei Parallelversuchen mit fünfzehn Tieren pro Versuch durchgeführt wurde. Tiere für Versuch 1 wurden von den Purdue Research Farms (West Lafayette, IN) erhalten. Tiere für die Versuche 2 und 3 wurden von der Pig Improvement Co. (PIC) erhalten. Alle Tiere wurden vor dem Schlachten ad libitum gefüttert.
  • Schlachtung
  • Die Tiere wurden am Purdue University Research and Teaching Laboratory geschlachtet. Jedes Tier wurde durch elektrische Betäubung bewusstlos gemacht. Der Zeitpunkt des Ausblutens wurde als 0 min postmortal angesehen. Um die postmortale pH-Abnahme zu beschleunigen und PSE-Bedingungen zu simulieren, wurde jedes Tier einer elektrischen Stimulation (26 Impulse, 60 Hz, 450 B, 1 Sekunde abgeschaltet) gemäß den Verfahren von Bowker et al., "Effects of electrical stimulation on early postmortem pH and temperature declines in pigs from different genetic lines and halothane genotypes", Meat Science, 53, 125–133, 1999, unterzogen. Die elektrische Stimulation wurde über eine 16,5 cm lange Stahlelektrode, die 5 min nach dem Tod in die Brühwanne platziert wurde, verabreicht und erfolgte gemäß normalen Schlachtmethoden. Etwa 18 min nach dem Tod, nachdem die Schlachttierkörper zerteilt und gewaschen wurden, wurde jeder Schinken von der linken und rechten Tierhälfte 5 cm oberhalb des Lendenknochens senkrecht zur Hachse entfernt. Jeder Schinken wurde zurechtgeschnitten, um die ganze Haut zu entfernen, und gewogen. Bei ungefähr 20 min wurden die Schinken vorbestimmten, zufällig zugeordneten Behandlungen unterzogen.
  • Behandlungen
  • Fünf Behandlungen wurden verwendet. Vier Behandlungen wurden unter Verwendung eines Gemischs von Phosphaten formuliert, das aus 50% Dinatriumphosphat, 35% Tetranatriumpyrophosphat und 15% saurem Natriumpyrophosphat bestand. Der pH-Wert einer 1-Gew.-%igen Lösung dieses Phosphatgemischs beträgt ungefähr 8. Die andere Behandlung wurde unter Verwendung von Natriumhydrogencarbonat formuliert. Jeder Schinken erhielt eine Injektion bis 110% des Grüngewichts, wobei man einen Mehrstichinjektor (Presto Precision Products, Farmingdale, NY) verwendete, und es wurden 0,2%, 0,3%, 0,4% oder 0,5% Phosphat oder 0,23% Natriumhydrogencarbonat (0,3 M) in den Muskel eingebracht. Behandlungen mit Phosphat (P) wurden so formuliert, dass 0,3% Natriumchlorid in den Muskel eingebracht wurden, während die Behandlung mit Natriumhydrogencarbonat so formuliert wurde, dass 0,03% Natriumchlorid eingebracht wurden. Ein Schinken von jedem Schlachttierkörper wurde mit einer der fünf Behandlungen behandelt. In den gegenseitigen Schinken jedes Schlachttierkörpers wurde in ähnlicher Weise eine Kontrolllösung, die aus Dextrose und Salz bestand, als Kontrolle injiziert. Die Kontrolllösungen (D) wurden so formuliert, dass sie einen äquivalenten Feststoffgehalt und eine äquivalente Salzkonzentration wie ihre jeweiligen Behandlungslösungen hatten. Alle Lösungen hatten zum Zeitpunkt der Injektion eine Temperatur von 38 °C.
  • Datenanalyse
  • Unterschiede zwischen jeder Behandlung und der entsprechenden Kontrolle in Bezug auf pH-Wert, Temperatur und Qualitätsmessungen wurden berechnet und durch gepaarte Vergleichsverfahren unter Verwendung des allgemeinen linearen Modellverfahrens der Statistical Analysis System Institute Inc., SAS Users Guide to the Statistical Analysis System, North Carolina State Univ., Raleigh, NC, 1985, analysiert. Es wurde keine Wechselwirkung zwischen der Behandlung und dem Muskeltyp beobachtet, und daher wurden die Hauptwirkungen von Muskeltyp und Behandlung individuell betrachtet. Alle Vergleiche wurden bei einem Wahrscheinlichkeitsniveau von 0,05 vorgenommen.
  • Frühe postmortale Bewertung
  • Für jeden Schinken wurden pH- und Temperaturmessungen des Biceps-femoris-Muskels zu einem Zeitpunkt 18, 23, 30, 37, 44, 52 und 58 min nach dem Tod aufgezeichnet. Die pH-Messungen wurden mit einem pH-Meter des Typs Beckman® 110 ISFET mit einer Kaliumchloridgel-Sonde mit lanzenförmiger Spitze (Fullerton, CA), die Temperaturunterschiede kompensierte, durchgeführt. Die Sonde wurde etwa 5 cm weit in einem senkrechten Winkel zur Schinkenfläche in den Biceps-femoris-Muskel eingeführt, um zu gewährleisten, dass die Messungen in der Mitte des Muskels vorgenommen wurden. Die Temperatur wurde an derselben Stelle unter Verwendung eines VWR Traceable Digital Thermometer (Friendswood, TX) gemessen. Zum Zeitpunkt 60 min nach dem Tod wurden die Schinken für 24 h in einen Kühler (4 °C) gebracht.
  • Die pH-Messungen sind in Tabelle 1 angegeben und in Tabelle 2 zusammengefasst. Die Temperaturdaten sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
  • Figure 00130001
  • Tabelle 2 Zusammenfassung der pH-Daten
    Figure 00140001
    • a behandelt (P) nach 58 Minuten
    • b Kontrolle (D) nach 58 Minuten
  • Tabelle 3 Zusammenfassung der Temperaturdaten
    Figure 00140002
    • a behandelt nach 58 Minuten
    • b unbehandelt nach 58 Minuten
  • Zum Zeitpunkt 24 h nach dem Tod wurden die Schinken mit Hilfe einer Bandsäge in einem Winkel senkrecht zur Hachse in 2,54 cm dicke Scheiben geschnitten. Eine zusätzliche, 1,90 cm dicke Scheibe wurde ebenfalls geschnitten. Aus den 2,54 cm dicken Scheiben wurden der Biceps-femoris-, der Quadriceps- und der Semimembranosus-Muskel für die Bewertung des endgültigen pH (pHu), der CIE-L*a*b*-Farbwerte, des Tauverlusts, des Kochverlusts und der Warner-Bratzler-Scherwerte entfernt. Die 1,90 cm dicke Scheibe wurde für die Bestimmung der Wasserhaltekapazität verwendet.
  • Wasserhaltekapazität
  • Die Wasserhaltekapazität wurde mit Hilfe des Tropfverlustverfahrens bestimmt (A. Rasmussen. & J.R. Stouffer, "New method for determination of drip loss in pork muscles," Poster proceedings, 42nd International Congress of Meat Science and Technology, Norwegen, 286–287, 1996). Vom Biceps femoris, Quadriceps und Semimembranosus-Muskel der 1,90 cm dicken Schinkenscheibe wurde der Tropfverlust anhand des Feuchtigkeitsverlusts von 7-g-Kernproben, die in verschlossene Kunststoffröhrchen von 4 °C gegeben wurden, in drei Parallelversuchen abgeschätzt. Der prozentuale Tropfverlust wurde wie folgt berechnet:
  • Figure 00150001
  • Die Tropfverlustdaten sind in den Tabellen 4, 5 und 6 angegeben.
  • Tabelle 4 Tropfverlustdaten für Biceps-femoris-Muskel
    Figure 00150002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 5 Tropfverlustdaten für Quadriceps-Muskel
    Figure 00160001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 6 Tropfverlustdaten für Semimembranosus-Muskel
    Figure 00160002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Endgültiger pH (pHu)
  • Der endgültige pH (pHu) wurde bei Biceps femoris, Quadriceps und Semimembranosus-Muskel mit Hilfe eines pH-Meters des Typs Beckman® 110 ISFET mit einer Kaliumchloridgel-Sonde mit lanzenförmiger Spitze bestimmt. Die Daten sind in den Tabellen 7, 8 und 9 angegeben.
  • Tabelle 7 Endgültige pH-Daten für Biceps-femoris-Muskel
    Figure 00170001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 8 Endgültige pH-Daten für Quadriceps-Muskel
    Figure 00170002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 9 Endgültige pH-Daten für Semimembranosus-Muskel
    Figure 00180001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • CIE L*, a*, b*
  • Biceps femoris, Quadriceps und Semimembranosus-Muskel wurden von einem der 2,54 cm dicken Schinkenscheiben abgetrennt, und alles Fett, Knochen und Bindegewebe wurde entfernt. Farbmessungen wurden an 3 getrennten Stellen der Oberfläche mit einem Hunter Lab 45°/0° D25-PC2 Colorimeter (Hunter Associates, Reston, VA) erhalten. Die aufgezeichneten Werte waren CIE-L* (Helligkeit), a* (Rotwert) und b* (Gelbwert). Die Daten sind in den Tabellen 10–15 angegeben.
  • Tabelle 10 Farbmessungen an Biceps-femoris-Muskel
    Figure 00190001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 11 Farbmessungen an Quadriceps-Muskel
    Figure 00190002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 12 Farbmessungen an Semimembranosus-Muskel
    Figure 00200001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 13 Farbmessungen an Biceps-femoris-Muskel
    Figure 00200002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 14 Farbmessungen an Quadriceps-Muskel
    Figure 00210001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 15 Farbmessungen an Semimembranosus-Muskel
    Figure 00210002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tauverlust
  • Aus einer 2,54 cm dicken Schinkenscheibe wurden Biceps femoris, Quadriceps und Semimembranosus-Muskel herausgeschnitten, und alles Fett, Knochen und Bindegewebe wurde entfernt. Jeder Muskel wurde gewogen (Anfangsgewicht) und einzeln in einem Nylon/Polyethylen-Beutel vakuumverpackt. Die Muskelproben wurden bis zur weiteren Analyse bei –20 °C aufbewahrt. Die Muskeln wurden aus dem Gefrierschrank entnommen, 48 h lang unter Kühlung (4 °C) temperiert und erneut gewogen (Taugewicht). Der prozentuale Tauverlust wurde wie folgt berechnet:
  • Figure 00220001
  • Die Tauverlustdaten sind in den Tabellen 16–18 angegeben.
  • Tabelle 16 Daten der Tauverlustmessung für Biceps-femoris-Muskel
    Figure 00220002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 17 Daten der Tauverlustmessung für Quadriceps-Muskel
    Figure 00230001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 18 Daten der Tauverlustmessung für Semimembranosus-Muskel
    Figure 00230002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Kochverfahren
  • Aufgetaute Proben wurden in einem Küchenofen von General Electric auf eine Innentemperatur von 71,1 °C gebraten. Die Temperatur wurde unter Verwendung eines Handthermometers des Typs VWR Traceable Digital Thermometer überwacht. Die Muskeln wurden trockengetupft, gewogen (Kochgewicht), und der Kochverlust wurde bestimmt als:
  • Figure 00240001
  • Die Daten sind in den Tabellen 19–21 angegeben.
  • Tabelle 19 Kochverlustmessungen für Biceps-femoris-Muskel
    Figure 00240002
    • a (behandelte Probe) – (Kontrolle)
  • Tabelle 20 Daten der Kochverlustmessungen für Quadriceps-Muskel
    Figure 00240003
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 21 Daten der Kochverlustmessungen für Semimembranosus-Muskel
    Figure 00250001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Warner-Bratzler-Scherkraft
  • Gekochte Muskeln wurden auf Raumtemperatur (25 °C) abkühlen gelassen, und es wurden drei 1,27 cm (1/2 inch) dicke zylindrische Kernproben erhalten. Ein Warner-Bratzler-Schertestaufsatz auf einem Q-Test Universal Testing Model III (MTS Systems, Raleigh, NC), das mit einer Lastzelle von 100 lb (etwa 45,5 kg) ausgestattet war, wurde verwendet, um Proben einem Schertest zu unterziehen. Alle Proben wurden senkrecht zur Längsrichtung der Muskelfasern geschert. Die Traversengeschwindigkeit wurde auf 5 cm/min eingestellt. Die Daten werden als maximale Spannungskraft (kg) angegeben. Die Daten sind in den Tabellen 22–24 angegeben.
  • Tabelle 22 Scherkraftmessungen für Biceps-femoris-Muskel
    Figure 00260001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 23 Daten der Scherkraftmessungen für Quadriceps-Muskel
    Figure 00260002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 24 Daten der Scherkraftmessungen für Semimembranosus-Muskel
    Figure 00270001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Beispiel 2
  • Experimente wurden durchgeführt, um die Wirksamkeit von verschiedenen Phosphatkombinationen miteinander zu vergleichen. Drei verschiedene Phosphatgemische wurden miteinander verglichen. Phosphatgemisch 1 war ähnlich dem in den vorigen Beispielen verwendeten. Phosphatgemisch 2 bestand aus 80% Natriumtripolyphosphat und 20% saurem Natriumpyrophosphat. Phosphatgemisch 3 bestand aus 96% Dinatriumphosphat und 4% Mononatriumphosphat. Jedes Gemisch hatte einen pH-Wert von etwa 8 (1-Gew.-%ige Lösung). Die verwendeten Verfahren waren ähnlich denjenigen der zuvor beschriebenen Beispiele. Außerdem wurde die Wirkung von Phosphatgemisch 1 auf ein nicht elektrisch stimuliertes Tier bewertet. Dies stellte einen normalen, nicht von PSE befallenen Muskel dar. In jeden Schinken wurden unter Verwendung eines Mehrstichinjektors (Presto Precision Products, Farmingdale, NY) 110% des Grüngewichts injiziert, so dass er 0,4% Phosphat enthielt. Die Behandlungen wurden so zubereitet, dass 0,3% Natriumchlorid in den Muskel eingebracht wurden. Ein Schinken von jedem Schlachttierkörper wurde mit einer der vier Behandlungen behandelt. In den gegenseitigen Schinken jedes Schlachttierkörpers wurde in ähnlicher Weise eine Kontrolllösung, die aus Dextrose und Salz bestand, als Kontrolle injiziert. Die Kontrolllösungen wurden so formuliert, dass sie einen äquivalenten Feststoffgehalt und eine äquivalente Salzkonzentration wie ihre jeweiligen Behandlungslösungen hatten. Alle Lösungen hatten zum Zeitpunkt der Injektion eine Temperatur von 38 °C.
  • Frühe postmortale Bewertung
  • Für jeden Schinken wurden pH- und Temperaturmessungen des Biceps-femoris-Muskels zu einem Zeitpunkt 18, 23, 30, 37, 44, 52 und 58 min nach dem Tod aufgezeichnet. Die Daten für den pH-Wert sind in Tabelle 25 angegeben und in Tabelle 26 zusammengefasst. Die Temperaturdaten sind in Tabelle 27 angegeben.
  • Tabelle 25 pH-Messungen an Biceps femoris
    Figure 00280001
    • a ES bedeutet "elektrisch stimuliert", NS bedeutet "nicht elektrisch stimuliert", PB-1 bedeutet Phosphatgemisch 1, PB-2 bedeutet Phosphatgemisch 2, PB-3 bedeutet Phosphatgemisch 3, D bedeutet Dextrose.
  • Tabelle 26 Zusammenfassung der pH-Daten
    Figure 00290001
    • a behandelt (P) nach 58 Minuten
    • b Kontrolle (D) nach 58 Minuten
  • Tabelle 27 Zusammenfassung der Temperaturdaten
    Figure 00290002
    • a behandelt (P) nach 58 Minuten
    • b Kontrolle (D) nach 58 Minuten
  • Bewertung nach 24 Stunden
  • Die Bewertung des endgültigen pH (pHu), der CIE-L*a*b*-Farbwerte, des Tropfverlusts, des Tauverlusts, des Kochverlusts und der Warner-Bratzler-Scherwerte wurde 24 h nach dem Tod durchgeführt, wie es oben beschrieben ist. Diese Daten sind in den folgenden Tabellen angegeben. Tropfverlustdaten sind in Tabelle 28 bis Tabelle 30 gezeigt.
  • Tabelle 28 Tropfverlustdaten für Biceps-femoris-Muskel
    Figure 00300001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 29 Tropfverlustdaten für Quadriceps-Muskel
    Figure 00300002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 30 Tropfverlustdaten für Semimembranosus-Muskel
    Figure 00310001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Die Scherkraftmessungen sind in Tabelle 31 bis Tabelle 33 angegeben.
  • Tabelle 31 Scherkraftmessungen für Biceps-femoris-Muskel
    Figure 00310002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 32 Scherkraftmessungen für Quadriceps-Muskel
    Figure 00320001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 33 Scherkraftmessungen für Semimembranosus-Muskel
    Figure 00320002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Die Kochverlustmessungen sind in Tabelle 34 bis Tabelle 36 angegeben.
  • Tabelle 34 Kochverlustmessungen für Biceps-femoris-Muskel
    Figure 00330001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 35 Kochverlustmessungen für Quadriceps-Muskel
    Figure 00330002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 36 Kochverlustmessungen für Semimembranosus-Muskel
    Figure 00340001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Die Tauverlustwerte sind in Tabelle 37 bis Tabelle 39 angegeben.
  • Tabelle 37 Tauverlustmessungen für Biceps-femoris-Muskel
    Figure 00340002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 38 Tauverlustmessungen für Quadriceps-Muskel
    Figure 00350001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 39 Tauverlustmessungen für Semimembranosus-Muskel
    Figure 00350002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Die Farbmessdaten sind in Tabelle 40 bis Tabelle 42 angegeben.
  • Tabelle 40 Farbmessdaten für Biceps-femoris-Muskel
    Figure 00360001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabeile 41 Farbmessdaten für Quadriceps-Muskel
    Figure 00360002
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Tabelle 42 Farbmessdaten für Semimembranosus-Muskel
    Figure 00370001
    • a (Kontrolle) – (behandelte Probe)
  • Beispiel 3
  • Verschiedene Verbindungen wurden in Bezug auf ihre Fähigkeit bewertet, innerhalb des pH-Bereichs, der als kritisch gilt, um das Einsetzen des PSE-Zustands im Tiermuskel zu verhindern, für eine ausreichende Neutralisationsfähigkeit zu sorgen. Eine 1%ige (Gew.-%) wässrige Lösung der Verbindung oder des Gemischs von Verbindungen wurde hergestellt (d.h. 1 g in 100 ml Wasser). Wenn der pH-Wert 5 betrug, wurde die Lösung mit Base auf pH 7 titriert. Wenn der pH-Wert 7 betrug, wurde die Lösung mit Säure auf pH 5 titriert. Wenn der pH-Wert 6 betrug, wurde der pH-Wert mit Säure auf pH 5 eingestellt und mit Base auf pH 7 titriert. Standardisierte Lösungen von Natriumhydroxid und Salzsäure wurde als Base bzw. Säure verwendet. Die Milliäquivalente an Säure, die erforderlich sind, um den pH-Wert der Lösung von etwa pH 7 auf etwa pH 5 zu ändern, oder die Milliäquivalente an Base, die erforderlich sind, um den pH-Wert von etwa pH 5 auf etwa pH 7 zu ändern, wurden berechnet und in Tabelle 43 angegeben. Höhere Werte der Neutralisationsfähigkeit verhindern das Einsetzen des PSE-Zustands effektiver.
  • Tabelle 43 Neutralisationsfähigkeit verschiedener Verbindungen und Gemische zwischen pH 5 und pH 7
    Figure 00380001
  • Figure 00390001
  • Anhand der Informationen in Tabelle 43 kann ein Material (Verbindung oder Gemisch) ausgewählt werden, das die Acidität eines Muskels im PSE-Zustand effektiv neutralisieren kann. Beim Wählen des geeigneten Materials werden Materialien, die ein Polyphosphat umfassen, bevorzugt, um die Verarbeitungsattribute des Muskels weiter zu verbessern, insbesondere diejenigen, die mit der Fähigkeit des Muskels, nach dem Einfrieren und Kochen Feuchtigkeit zurückzuhalten, zusammenhängen. Bestimmte Verbindungen, wie alkalische Orthophosphate, Hydroxide oder Hydrogencarbonate können zwar die Anforderung der Säureneutralisation ausreichend erfüllen, liefern dem Muskel aber keine zusätzliche Funktionalität.
  • Beispiel 4
  • Experimente wurden durchgeführt, um die Menge an Säure zu bestimmen, die in einem Schweinelendenmuskel neutralisiert werden muss, um den Muskel auf einem pH-Wert von 7 zu halten. Zwei Schweinelenden, die jeweils einen pH-Wert von 5,3 hatten, wurden verwendet. Fünfzehn Gramm der Schweinelende wurden mit 15 ml entionisiertem Wasser homogenisiert, zentrifugiert, und der Überstand wurde aufgefangen. Der Überstand wurde mit 0,1 N Natronlauge auf pH 7 titriert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 44 angegeben.
  • Tabelle 44 Neutralisationsanforderung für Schweinelendenmuskel
    Figure 00400001
  • Nachdem die Erfindung beschrieben wurde, werden nun die folgenden Gegenstände und ihre Äquivalente beansprucht.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Reduktion eines PSE-Zustands (blass, weich, wässrig) in Muskelfleischprodukten durch Hemmen des PSE-Zustands, wobei das Verfahren das Einführen einer wässrigen Lösung in einen Schlachttierkörper umfasst vor dem Einsetzen der Totenstarre; wobei die Lösung ein Material mit einer Neutralisationskapazität von wenigstens 2,4 umfasst; das Material wenigstens ein wasserlösliches Phosphat umfasst; eine 1%ige wässrige Lösung des Materials einen pH-Wert von wenigstens 6 hat; und der Schlachttierkörper nach dem Einführen 0,1 bis 0,5 Gew.-% hinzugefügtes Phosphat umfasst.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei es sich bei dem Muskelfleischprodukt um Schweinefleisch handelt.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Material eine Neutralisationskapazität von wenigstens 3 hat.
  4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schlachttierkörper nach dem Einführen 0,3 bis 0,4 Gew.-% hinzugefügtes Phosphat umfasst.
  5. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Material ein Polyphosphat umfasst.
  6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das wasserlösliche Phosphat ein Gemisch von Orthophosphat und Polyphosphat ist.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der Schlachttierkörper nach dem Einführen 0,3 bis 0,4 Gew.-% hinzugefügtes Phosphat umfasst.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das wasserlösliche Phosphat ein Gemisch von Tetranatriumpyrophosphat und Natriumtripolyphosphat ist.
  9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei es sich bei dem Muskelfleischprodukt um Schweinefleisch handelt.
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