Dissertation

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

Ines Blacha

Veränderungen der physiko-chemischen, mikrobiologischen und sensorischen Eigenschaften von Puten- und Schweinefleisch während der Lagerung in Vakuum und verschiedenen Schutzgasatmosphären

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-104550

title (engl.)

Changes of physico-chemical, microbiological and sensory characteristics of turkey and pig meat during storage in vacuum and different modified atmospheres

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2014

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/blachai_ss14.pdf

abstract (deutsch)

Die Verpackung von Fleisch in Vakuum- oder Schutzgasatmosphäre nahm in den letzten Jahren stetig zu, da durch umgebende Gasatmosphären oder Luftausschluss Eigenschaften des Lebensmittels positiv beeinflusst werden können. Neben einer möglichen Verlängerung der Haltbarkeit durch die Unterdrückung mikrobiellen Wachstums kann durch bestimmte Schutzgasatmosphären auch die Farbe des Fleisches verbessert werden und folglich zu einer höheren Verbraucherakzeptanz führen. Allerdings können mit dem Verpacken in modifizierter Atmosphäre oder Vakuum auch Nachteile, wie beispielsweise ein forcierter Ablauf chemischer Verderbnisprozesse, verbunden sein. Da außerdem durch die in Deutschland häufig verwendete Verpackung des Frischfleisches in Atmosphären mit hohen Sauerstoffkonzentrationen ein Risiko für die Arbeitssicherheit besteht, gibt es Bedarf, sinnvolle Alternativen der Zusammensetzung der Verpackungsgase mit Reduktion oder Ersatz des Sauerstoffes zu finden.

Ziel der vorliegenden Studie war es, den Einfluss der Verpackung in Vakuum sowie in verschiedenen Schutzgasen auf die physikalischen, chemischen, mikrobiellen und sensorischen Eigenschaften von Frischfleisch verschiedener Tierspezies zu ermitteln, und so das gelagerte Fleisch hinsichtlich Verderbniskriterien und Verbraucherakzeptanz zu bewerten und mögliche Alternativen zu validieren.

Zu diesem Zweck wurden in drei unabhängigen Versuchsdurchgängen jeweils 72 Putenschnitzel und 48 Schweineschnitzel von zwei kommerziellen Schlachthöfen bezogen und nach einer initialen Untersuchung an Tag 1 nach der Schlachtung in Tiefziehschalen aus Polypropylen (Trays) verpackt. Im Anschluss wurden sie bei 3°C für 12 Tage gelagert. Vor dem Verpackungsvorgang wurden die Schnitzel zufällig und gleichmäßig auf die vier Verpackungsvarianten Vakuum, 80% O2, 20% CO2 (MAP 1), 80% N2, 20% CO2 (MAP 2), 20% O2, 20% CO2, 60% N2 (MAP 3) aufgeteilt. An den Untersuchungstagen 4, 8 und 12 wurde jeweils ein Drittel der Trays der verschiedenen Verpackungsvarianten geöffnet und erneut hinsichtlich physikalischer, chemischer, mikrobieller und sensorischer Parameter untersucht.

Der pH und der Leitfähigkeitswert (LF) der Proben wurde ermittelt, die Farbe (Helligkeit (L*), Rotwert (a*)) wurde direkt auf der Fleischoberfläche bestimmt und eine mikrobiologische Untersuchung auf die mesophile Gesamtkeimzahl (GKZ) und Pseudomaden wurde durchgeführt. Es wurden Proben für die Untersuchung von thiobarbitursäure-reaktiven Substanzen (TBARS) und gesamtem flüchtigen Basenstickstoff (TVB-N) gewonnen. An Tag 4, 8 und 12 wurde zusätzlich zu den zuvor erwähnten Untersuchungen der Flüssigkeitsverlust der Proben bestimmt und eine sensorische Bewertung der Proben vorgenommen, wobei Aussehen und Geruch der Proben berücksichtigt wurden. Die Farbe wurde von Tag 1 bis Tag 12 direkt durch die Folie bestimmt.

Die initiale Untersuchung des Fleisches zeigte, dass das Putenfleisch signifikant (P<0,05) höhere L*-Werte aber niedrigere a*-Werte als das Schweinefleisch hatte. Die pH-Werte des Putenfleisches warensignifikant (P<0,05) höher und die LF-Werte signifikant (P<0,05) niedriger im Vergleich zum Schweinefleisch. Das Putenfleisch zeigte signifikant (P<0,05) höhere TBARS- und TVB-N-Konzentrationen als das Schweinefleisch.

Über die Lagerzeit stiegen die pH- und LF-Werte bei beiden Speziessignifikant (P<0,05) an. Die Lagerverluste und L*-Werte des Schweinefleisches waren während der gesamten Lagerung vergleichbar, wohingegen beim Putenfleisch ein signifikanter  (P<0,05) Anstieg ermittelt wurde. Die a*-Werte nahmen während der Lagerung signifikant (P<0,05) ab, unabhängig von der Spezies. Die GKZ- und Pseudomonaden-Gehalte stiegen über die gesamte Lagerdauer bei beiden Spezies signifkant (P<0,05) an.

Bezüglich TBARS und TVB-N konnten signifikant (P<0,05) ansteigende Konzentrationen bei beiden Spezies über die Dauer der Lagerung bestimmt werden.

Bei den Untersuchungen konnte kein Einfluss der Verpackungsvariante auf die lagerungsbedingten Veränderungen der pH- und LF-Werte festgestellt werden. Der Lagerverlust war bei beiden Tierartensignifikant (P<0,05) höher während der Lagerung in Vakuumatmosphäre im Vergleich zu den anderen Varianten. Die Untersuchungen der Farbe zeigten signifikant (P<0,05) unterschiedliche a*-Werte zwischen den verschiedenen Verpackungsvarianten, sie waren für beide Tierarten im Verlauf der Lagerung in der Atmosphäre mit den hohen Sauerstoffgehalten am höchsten. Während das Schweinefleisch in Vakuum- und MAP 2-Verpackung signifikant (P<0,05) niedrigere a*-Werte als selbiges in den anderen Verpackungsvarianten hatte, wurden bei der Pute nur beim Fleisch in der MAP 3-Verpackung signifikant (P<0,05) niedrigere a*-Werte während der Lagerung festgestellt. Die L*-Werte wiesen für das gelagerte Schweinefleisch nur geringe Unterschiede zwischen den Verpackungsvarianten auf,  während für das Putenfleisch signifikant (P<0,05) höhere Werte in den sauerstoffhaltigen Verpackungen während der Lagerung ermittelt wurden. Bei der mikrobiellen Auswertung gab es zwischen den verschiedenen Verpackungsvarianten sowohl für das Puten- als auch für das Schweinefleisch keine Unterschiede im Hinblick auf die GKZ-und Pseudomonadengehalte. Bei beiden Tierarten konnte für die TBARS ein tendenziell höherer Wert in den Verpackungen mit Sauerstoffanteil festgestellt werden. Die TVB-N-Konzentrationen wurden hingegen nicht durch Verpackungsvariante beeinflusst. Schweine- und Putenfleisch, verpackt in hohen Sauerstoffkonzentrationen, wurde grundsätzlich sensorisch besser beurteilt, während die anderen Verpackungsvarianten weniger deutliche Unterschiede zueinander zeigten.

Hinsichtlich der in der vorliegenden Studie untersuchten Verpackungsvarianten konnte keine geeignete Alternative zur Verpackung des Frischfleisches in hoher Sauerstoffatmosphäre gefunden werden, da diese gegenüber den anderen Verpackungsvarianten sensorisch und bezüglich der a*-Werte vorteilhafter erschien, aber keine deutlichen mikrobiologischen oder chemischen Unterschiede zeigte. Es sollten in folgenden Untersuchungen weitere Modifikationen oder Gaskomponenten der Schutzgasatmosphäre untersucht werden, wobei die jeweilige untersuchte Tierart bei der Auswertung berücksichtigt werden sollte, da vor allen Dingen die tierartlichen Unterschiede des Fleisches die Veränderungen der Parameter in den verschiedenen Schutzgasatmosphären unterschiedlich beeinflussen könnten. Ziel ist es, Lebensmittel in Zukunft sicherer lagern zu können und durch die verlängerte Haltbarkeit eine Reduzierung des Wegwerfens zu gewährleisten.

abstract (englisch)

The amount of meat packaged in vacuum and modified atmosphere continuously increased during the last years, because due to the surrounding atmosphere or the exclusion of air, many food characteristics can be positively influenced. Besides the possibility of extending shelf-life due to suppression of the microbial flora, the meat colour can be improved, which may lead to increased consumer acceptability. However, there are also some disadvantages associated with packaging in modified atmosphere or vacuum like a forced process of chemical spoilage. Moreover, in Germany, often used modified atmosphere packaging with high oxygen content is considered to be a work safety issue. Therefore, it is necessary to find useful alternatives of modified atmosphere compositions implicating the exchange or reduction of oxygen.

Aim of the present study was to determine the influence of different packaging variants and vacuum on physical, chemical, microbiological and sensory characteristics of fresh meat cut from different species. Thereby, the stored meat should be evaluated concerning spoilage criteria and consumers’ acceptance and possible alternatives should be validated.

For this reason, in three independent experiments, 72 turkey and 48 pork cutlets were obtained from two commercial abattoirs. The cutlets were analysed on day 1 and after that packaged in polypropylene trays. They were stored for 12 days at 3 °C. Before packaging, the cutlets were randomly subdivided to the four different packaging variants vacuum, 80% O2, 20% CO2 (MAP 1), 80% N2, 20% CO2 (MAP 2) and 20% O2, 20% CO2, 60% N2 (MAP 3). On the sampling days 4, 8 and 12 of storage, a third of every packaging variant was opened and tested again concerning physical, chemical, microbiological and sensory parameters. The pH and electrical conductivity (EC) were determined. The colour (lightness (L*), redness (a*)) was measured direct on the meat surface and microbiological sampling to determine the total aerobic mesophilic plate counts (APC) and Pseudomonas species was carried out. Samples were taken for determination of thiobarbituric-acid reactive substances (TBARS) and total volatile basic nitrogen (TVB-N). On day 4, 8, and 12 the liquid loss was estimated additionally and moreover, a sensory assessment concerning appearance and odour of the cutlets was performed. Colour was determined through the transparent layer every day between day 1 and 12.

The results of day 1 indicated significant (P<0.05) higher L* values but lower a* values for the turkey in comparison to the pork meat. The pH values of the turkey meat were significantly (P<0.05) higher than the ones of the pork meat, but concerning the EC values results were reverse. The turkey meat showed significantly (P<0.05) higher TBARS- and TVB-N-concentrations than the pork cutlets.

During storage pH and EC values increased significantly (P<0.05) for both species. The fluid loss and L* values of the pork meat were comparable during the whole storage time, whereas the turkey meat showed an significant (P<0.05) increase of values for these parameters. The a* values decreased significantly (P<0.05) during storage, independent of the species. The APC and Pseudomonas species counts increased significantly (P<0.05) during storage for both species.

TBARS- and TVB-N concentrations increased significantly (P<0.05) for both species during the 12 storage days.

Concerning our study, no influence of packaging variant could be ascertained for storage dependent changes of pH and EC values. The fluid loss was significantly (P<0.05) higher for both species during storage in vacuum in comparison to all other variants. The colour results showed differing a* values between the packaging variants with presenting the highest results during storage in atmospheres with high oxygen content. Pork meat showed in vacuum and MAP 2 packages significant (P<0.05) lower a* values than the other packaging variants but concerning turkey meat only meat in MAP 3 showed significant (P<0.05) lower values during storage. L* values showed only minor differences for the pork concerning the different packaging variants but turkey meat showed significant (P<0.05) higher values in oxygen containing variants. Concerning the microbiological results for both species no differences could be observed concerning the packaging atmosphere regarding APC and Pseudomonas species. For both animal species generally higher TBARS concentrations were estimated in packages which contained oxygen, whereas the TVB-N content was not influenced by the packaging variant. Turkey and pork meat stored in high oxygen concentrations had a better sensorial assessment whereas the other packaging variants showed not so distinct differences among each other.

Concluding the results of the present study, no appropriate alternative to the high oxygen storage of fresh meat was found concerning the used packaging variants. The high oxygen atmosphere was advantageous concerning the sensorial assessment and the a* values and also showed no microbiological or chemical differences to the other packaging variants. Further investigation should consider additional gas components or other compositions of the modified atmosphere. Thereby the respective animal species should be considered because species dependent differences of the meat might also influence the parameters during storage in modified atmosphere.

The aim for the future is to improve the safety of storage and to reduce condemnation of foods by increasing the shelf-life.

keywords

Schutzgasatmosphäre, Vakuumverpackung, Fleischqualität; Modified atmophere packages, vacuum packages, meat quality

kb

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