Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

André Becker

Niedrigtemperaturgaren zur schonenden Erhitzung

von Geflügel- und Schweinefleisch – Einfluss auf

sensorische und mikrobiologische Qualität

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-107827

title (engl.)

Low temperature cooking as a mild heating technology for poultry and pork meat – influence on sensory and microbiological quality

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2015

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/beckera_ws15.pdf

abstract (deutsch)

Das Garen von Fleisch bei Temperaturen unter 60 °C erfreut sich zunehmender Beliebtheit. Durch die verhältnismäßig niedrigen Gartemperaturen werden die Kochverluste minimiert und die Produkte bleiben saftig und rosa. Verlängert man bei niedrigen Temperaturen entsprechend die Gardauer (LTLT = low temperature long time), kann durch Schwächung kollagenen Bindegewebes eine Erhöhung der Zartheit erreicht werden. Bisher wird Niedrigtemperatur Garung vorwiegend in Wasserbädern durchgeführt. Dazu werden Fleischstücke unter Vakuum verpackt, das Wasserbad auf die gewünschte Kerntemperatur gestellt und die Fleischstücke für mehrere Stunden erhitzt (sous-vide Garung). In Großküchen und Restaurants kommen allerdings vermehrt multifunktionale Kombi Dämpfer zum Einsatz, welche ebenfalls in der Lage sind, eine niedrige Gartemperatur über lange Zeit zu halten. Die vorliegende Studie sollte deshalb klären inwiefern LTLT Behandlungen von Schweine- und Putenfleisch in diesen Kombidämpfern möglich sind und welche Auswirkungen eine solche Behandlung auf mikrobiologische Sicherheit, Farbe, Texturparameter und Wasserhaltung der Proben hat. Zunächst wurden deshalb Schweine- (M. longissimus dorsi) und Putenfleisch (M. pectoralis) für 10, 20 und 30 Stunden bei 53 bzw. 58 °C erhitzt (LTLT Behandlungen). Zur Untersuchung der mikrobiologischen Sicherheit der Proben wurden Bakteriensuspensionen der Indikatorkeime Listeria monocytogenes, Salmonella Enteritidis und Escherichia coli O157:H7 inokuliert (5 log10 kBE/g). Nach der Garung wurde das Fleisch sowohl quantitativ als auch qualitativ, gemäß ISO Vorschriften, auf die Indikatorkeime untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass bereits die niedrigste Zeit Temperatur-Kombination (10 Stunden 53 °C) in der Lage war, die inokulierten Keime vollständig zu eliminieren. Die in der Studie verwendeten Zeit Temperatur-Kombinationen wurden daraufhin, in Übereinstimmung mit anderen Studien, als mikrobiologisch sicher eingestuft. Farbmessungen der Proben ergaben, dass der a*-Wert (Rotwert) unter 60 °C nur geringgradig beeinflusst wurde. Da eine Reduktion des a*-Wertes mit Myoglobin Denaturierung in Verbindung gebracht wird, kann angenommen werden, dass bei Temperaturen unter 60 °C nur eine begrenzte Denaturierung stattfindet. Bei beiden Spezies kam es zu einem Anstieg des Kochverlustes mit Zeit und Temperatur. Messungen der Scherkraft ergaben Tenderisierungseffekte der Schweinefleischproben durch die LTLT Behandlungen. Bei 58 °C führte dieser Effekt schon nach 10 Stunden zu vergleichsweise niedrigen Scherkraftwerten. Die 53 °C Proben zeigten zunächst deutlich höhere Scherkraftwerte. Nach 30 Stunden zeigten allerdings sowohl LTLT Behandlungen bei 53 °C als auch LTLT Behandlungen bei 58 °C ähnliche Tenderisierungseffekte. Bei Putenfleisch dagegen trat eine solche Tenderisierung nicht auf. Das Fleisch war allerdings generell sehr zart. Putenfleisch ist deshalb weniger für die Langzeiterhitzung geeignet. Die erhobenen physikalischen Parameter konnten sensorisch bestätigt werden. In einem zweiten Versuchsteil wurde die Niedrigtemperatur Garung von Schweinefleisch näher untersucht. Dazu wurden zwei LTLT Varianten (Erhitzungen über 20 Stunden bei 53 und 58 °C) mit einer konventionellen Garmethode (Erhitzung auf 80 °C Kerntemperatur bei 180 °C Ofentemperatur) und einer Niedrigtemperatur Garung (NT) ohne Langzeiterhitzung (Erhitzung auf 60 °C Kerntemperatur bei 60 °C Ofentemperatur) verglichen. Inokulationsversuche ergaben sowohl bei der NT Garung als auch bei der konventionellen Garung eine vollständige Eliminierung der inokulierten Indikatorkeime (5 log10 kBE/g). Die Proben der konventionellen Garung waren, vermutlich aufgrund von Myoglobin-Denaturierung bei Temperaturen über 60 °C, deutlich weniger rot als die LTLT und NT Proben. Die konventionelle Garmethode zeigte eine deutliche Längsschrumpfung des Muskels. Im Gegensatz dazu, zeigten die LTLT Behandlungen eine ausgeprägte Querschrumpfung. Mit zunehmenden Schrumpfungswerten nahm der Kochverlust zu. Die NT Garung hatte die geringsten Schrumpfungswerte und damit auch die geringsten Wasserverluste aller getesteten Varianten. Die LTLT Garungen führten im direkten Vergleich mit den anderen Garvarianten zu einer deutlichen Tenderisierung des Fleisches. Im Gegensatz dazu zeigten die NT und konventionell gegarten Proben vergleichsweise hohe Scherkraftwerte. Die höchsten Scherkraftwerte wurden bei der konventionellen Garung gemessen, da hier weder Tenderisierungseffekte durch Langzeit-Garung auftraten, noch die durch hohe Temperaturen über 60 °C bedingten strukturellen Verhärtungen vermieden wurden. Die sensorische Studie konnte zeigen, dass der Verbraucher einen Kompromiss aus Zartheit und Saftigkeit bevorzugt. Sowohl die LTLT 58 °C Proben als auch die konventionelle Garung waren dem Verbraucher zu trocken und krümelig. Insbesondere die LTLT 58 °C Proben waren von sehr mehliger, trockener Konsistenz, was trotz der ausgeprägten Zartheit zu Ablehnung führte. Die beiden beliebtesten Varianten waren deshalb die zarte und noch ausreichend saftige LTLT 53 °C Variante, sowie die weniger zarte allerdings deutlich saftigere NT Garung. Insgesamt ist es deshalb fraglich ob sich sehr lange Garzeiten zur Verbesserung der Textur tatsächlich lohnen, oder ob nicht die Wahl eines qualitativ hochwertigen Ausgangsmaterials und die Vermeidung hoher Kerntemperaturen im Vordergrund stehen sollten. Nicht destotrotz ist eine Tenderisierung bindegewebig durchsetzten Fleisches, welches durch die Behandlung einen höheren Nutzungswert erreichen kann, durchaus sinnvoll. Dabei muss allerdings eine Balance zwischen Tenderisierung und Kochverlust gefunden werden, um den Bedürfnissen des Verbrauchers gerecht zu werden.

abstract (englisch)

Heating of meat at temperatures below 60 °C is rapidly growing in popularity. By means of low temperatures, cooking losses can be minimized and the products remain juicy and pink in color. When combining low temperature with prolonged heating time (LTLT = low temperature long time), an increase in tenderness, due to weakening of connective tissue strength, can be reached. Up to now, low temperature cooking is mainly performed in water baths. Meat cuts are heated for several hours under vacuum-packaging in a water bath, adjusted to the desired core temperature (sous-vide cooking). However, in canteen kitchen or restaurants multifunctional combi steamer, which are likewise able to maintain low temperatures over prolonged times, are used more frequently. Therefore, the aim of the present study was to clarify whether LTLT treatment of pork and turkey meat in a combi steamer is generally practicable and which consequences regarding microbial safety, color, textural properties and water holding capacity are associated with this heating method. Therefore, pork (M. longissimus dorsi) and poultry (M. pectoralis) meat was heated for 10, 20 or 30 hours at 53 or 58 °C (LTLT treatment). To investigate microbiological safety of the samples, the meat was inoculated with bacterial suspensions, containing the indicator organisms Listeria monocytogenes, Salmonella Enteritidis and Escherichia coli O157:H7 (5 log10 cfu/g). After heating, samples were analyzed quantitatively as well as qualitatively for the indicator pathogens, according to ISO guidelines. Results revealed that already the lowest time-temperature combination (10 hours at 53 °C) was able to eliminate the inoculated germs completely. The time-temperature combinations used in this study were therefore, in accordance with other studies, evaluated as microbiologically safe. Color measurements showed that the a*-value (redness) was only marginally influenced by the heat treatment below 60 °C. Due to the fact that the decrease of a*-values is related to myoglobin denaturation, it can be assumed that at temperatures below 60 °C only limited myoglobin denaturation occurs. Both species showed a marked increase of cooking loss with time and temperature. Shear force measurements revealed a tenderizing effect of LTLT treatments on pork samples. At 58 °C this effect led to comparably low shear force values after only 10 hours of heating. Samples heated at 53 °C initially showed higher shear force values. However, after 30 hours of heating, both LTLT treatments at 53 °C and LTLT treatments at 58 °C showed similar tenderization effects. A tenderizing effect did not occur during LTLT heating of turkey meat. The shear force values remained on a stable and low level. Therefore, turkey meat is less suitable for long-time heating processes. The observed physical parameters could be confirmed by sensory assessment. In a following experiment, low temperature cooking of pork meat was investigate more closely. For this purpose, two LTLT variants (heating at 53 or 58 °C for 20 hours) were compared with a conventional heating method (heating to a core temperature of 80 °C at 180 °C oven temperature) and a low temperature heating method (LT) without prolonged holding time (heating to a core temperature of 60 °C at 60 °C oven temperature).The inoculation experiments revealed that both the LT and the conventional heating method led to a complete inactivation of the 5 log10 cfu/g inoculated indicator microorganisms. The samples of the conventional heating method were markedly less red than LTLT and LT samples, presumably due to a distinct myoglobin denaturation, as these samples were heated to core temperatures above 60 °C. The conventional heating method showed significant longitudinal muscle shrinkage. In contrast, LTLT treatments showed a severe transversal shrinkage. With increasing shrinkage, the cooking loss increased simultaneously. The LT heating method showed the lowest shrinkage values and therefore the lowest weight losses of all samples. The LTLT heating led to a significant tenderizing effect, compared to the other heating methods. The highest shear force values were measured in the conventionally heated samples where neither tenderizing effects by means of prolonged heating nor the avoidance of structural hardening due to temperatures above 60 °C occurred. The sensory evaluation showed that consumers tended to prefer a compromise between juiciness and tenderness. Both conventional and LTLT 58 °C samples were found to be too dry and crumbly. Especially the LTLT 58 °C samples had a very mealy and dry texture which led to rejection despite the highest tenderness of all samples. The most acceptable heating variants were the tender and sufficiently juicy LTLT 53 °C samples, and the less tender but particularly juicy LT samples. It is therefore questionable whether the particularly long heating times to improve the texture of meat are actually worthwhile, or if the selection of high quality meat cuts should be of greater importance. Nevertheless, tenderizing meat cuts with a high amount of connective tissue can be useful to obtain a higher value. Thereby, a balance between cooking loss and tenderizing has to be found to meet consumers’ needs.

keywords

Niedrigtemperaturgarung, Schweinefleisch, Putenfleisch, Low temperature heating, pork meat, poultry meat

kb

21.385