Dissertation

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

Sylvia Pingen

Fleischwarenproduktion mittels Hochdruck – alternative Herstellungsmethoden

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-107528

title (engl.)

Meat production by means of high hydrostatic pressure – alternative manufacturing methods

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2015

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/pingens_ws15.pdf

abstract (deutsch)

In Deutschland zählt Kochschinken mit zu den beliebtesten Fleisch- und Wurstwaren. Für die Hersteller stellt sich daher die Frage, wie die Produktrentabilität insgesamt verbessert werden kann. Da hochdruckbehandeltes Fleisch optisch gegart erscheint und im Unterschied zu konventionell thermisch behandeltem Fleisch eine höhere Produktausbeute und verbesserte mikrobiologische Haltbarkeit aufweist, wurde in der vorliegenden Studie erstmals untersucht, inwiefern der konventionell thermische Erhitzungsschritt der Kochschinkenproduktion durch eine Behandlung mit Druckstufen von 500 und 600 MPa ersetzt werden kann. Letztlich sollte ein, den Verbrauchererwartungen entsprechendes, kochschinkenähnliches und gleichzeitig wirtschaftlich und mikrobiologisch hochwertiges Produkt erzeugt werden. Zur Klärung dieser Fragestellung wurden die Hochdruckprodukte hinsichtlich ihrer physikalisch-chemischen, mikrobiologischen und sensorischen Parameter mit einem konventionell thermisch hergestellten Kochschinken (Kerntemperatur 67 °C) verglichen. Wie die Ergebnisse dieser Studie zeigten, lieferte die reine Hochdruckbehandlung als Ersatzmethode des thermischen Behandlungsschrittes kein Produkt, das einem klassisch erhitzten Kochschinken entsprach. Aufgrund der schonenden Behandlungsmethodik und der verbesserten Wasserhaltung konnte die Produktausbeute durch die Hochdruckbehandlung allerdings im Vergleich zu den konventionell erhitzten Schinken um rund 22 Prozent gesteigert werden. Die insgesamt erhöhten Gesamtwassergehalte wirkten sich auch auf die Textur aus. So gelang es mithilfe der reinen Druckbehandlung ein neuartig texturiertes Produkt herzustellen. Die hochdruckbehandelten Produkte zeichneten sich dabei im Vergleich zu den konventionell erhitzten Kochschinken durch eine deutlich weichere und weniger kaufähige Textur aus. Die instrumentell gemessenen Farbwerte zeigten, dass die für Kochpökelwaren typische Produktumrötung durch die reine Druckbehandlung nicht erzielt werden konnte. Durch die druckinduzierten Denaturierungsprozesse und die dadurch bedingten Helligkeitszunahmen konnte der Verbraucher allerdings sensorisch keinen deutlichen Unterschied zum konventionell erhitzten Produkt erkennen. Mithilfe der vorliegenden Hochdruckbehandlung gelang es daher ein optisch gegart wirkendes, kochschinkentypisches Produkt zu generieren. Im Unterschied zu den konventionell erhitzten Kochschinken erschienen die hochdruckbehandelten Produkte allerdings sensorisch feuchter und weniger aromatisch. Wie anhand der Hochdruckversuche gezeigt werden konnte, können die für einen Kochschinken typischen Textur-, Farb- und Aromaeigenschaften durch Druck alleine nicht erzielt werden. Ein weiterer Fokus der Arbeit lag daher auf der Fragestellung, ob mittels additiver Effekte von Druck und Temperatur ein in der Textur festeres, farblich helleres, röteres und aromatischeres Produkt generierbar ist, welches den Verbrauchererwartungen an einen Kochschinken gerechter wird, als die reine Druckbehandlung. Außerdem sollten mögliche mikrobiologische Vorteile einer solchen Kombinationsbehandlung untersucht werden. Anhand der Ergebnisse zeigte sich, dass die Kombination aus Hitze und Druck tatsächlich ein festeres, helleres, röteres und gleichzeitig aromatischeres und damit tendenziell kochschinkenähnlicheres Produkt lieferte. Im Vergleich zu konventionell erhitztem Kochschinken zeichnete sich dieses Produkt durch eine höhere Gewichtsausbeute und eine damit verbesserte Wirtschaftlichkeit aus. Die Kombinationsbehandlung stellt daher durchaus eine Alternative zum klassischen Erhitzungsprozess dar. In dieser Studie konnte durch alle Behandlungen eine Reduktion der initialen Keimbelastung um 2 log10 Stufen erzielt werden. Auch nach 28 Tagen Lagerung, waren keine mikrobiellen Unterschiede zwischen den Behandlungen feststellbar. Allerdings wurde die Gesamtkeimzahl nach Lagerung maßgeblich durch Milchsäurebakterien bestimmt. In diesem Zusammenhang empfiehlt es sich weiterführende Inokulationsversuche mit potentiell pathogenen Krankheitserregern durchzuführen. In Hinblick auf die industrielle Vermarktung sollte neben der mikrobiellen Sicherheit vor allem auch die Akzeptanz und Attraktivität eines solch neuartig texturierten „Hochdruckproduktes“ anhand von verbraucherorientierten Studien untersucht werden.

abstract (englisch)

Cooked ham is one of the most famous meat and sausage products in Germany. The producers have to cope with the challenge to optimize product profitability. Due to the fact that high pressure treated meat appears optically cooked, product yield is reported to be higher and the microbiological shelf life can be optimized. The present study investigated whether the conventional heating step during cooked ham production can be replaced by pressure treatments at 500 and 600 MPa. Aim was to produce a ham-like product which corresponds to the expectations of potential consumers resulting in an economically efficient and microbiological safe product. Therefore, high pressure treated products were compared with a conventionally produced cooked ham (core temperature 67 °C) to clarify the question of differences in physicochemical, microbiological and sensory parameters. The results showed that solely pressure treatment, as a replacement for heating, did not create a product which corresponded to classically heated ham. However, due to the gentle method and the improved water holding capacity, the product yield of the high pressure treated samples was improved by about 22 percent, compared to conventionally heat-treated ham. These high water contents also affected the textural parameters, so that it was possible to create a novel textured product by means of high pressure. The high pressure products had a significantly softer and less chewy texture compared to conventionally heated ham. The instrumental color values showed that the typical red color development of cured meat products cannot be achieved by pressure treatment alone. Due to the pressure induced denaturation process and the lightness increase, the consumer was not able to recognize a distinct difference to the conventional ham product. By means of high pressure treatment, we were able to create an optically cooked ham appearance. However, the pressure products were juicier and less aromatic. Solely pressure treatments could not produce the typical cooked ham attributes regarding texture, color and flavor. Therefore another focus of our work was to clarify the question whether additive effects of pressure and heat can create a firmer, lighter, redder and more aromatic product, which meets consumers’ expectation of cooked ham. Additionally, possible advantages of such a combination treatment on microbial quality were examined. The results showed that the combination treatment indeed created a firmer, lighter and more aromatic product, which was more comparable to cooked ham, compared to solely pressure treated products. This product also impressed with higher yield and an associated improved efficiency. Thus, the combination treatment can be an alternative production method for cooked-ham. No significant differences of pressure, temperature or a combination of both were found, regarding microbial load after treatment. All treatments reduced the initial microbial load by 2 log10 levels. Likewise, after 28 days of storage, no differences between the treatments were found. However, it has to be pointed out that the microbial load after storage time was dominated by a high number of lactic acid bacteria. We therefore recommend inoculation studies of potential pathogenic bacteria to examine the aspect of microbiological safety more closely. Speaking of industrial marketing, besides microbial safety, the acceptance and attractiveness of the novel textures high pressure product has to be investigated in further consumer orientated studies.

keywords

Hochdruck, Kochschinken, Fleischqualität; High hydrostatic pressure, cooked ham, meat quality

kb

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