Dissertation

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

Lotte Sander

Entwicklung eines Verfahrens zum Nachweis einer Gefrierbehandlung

bei Geflügelfleisch

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-110893

title (eng.)

Developing a procedure to verify a freezing treatment of poultry meat

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2017

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/sanderl_ws17.pdf

abstract (deutsch)

Gemäß der Verordnung (EU) 1308/2013 darf für die Herstellung von „frischen Geflügelfleischzubereitungen“ nur frisches, also kein gefrorenes oder tiefgefrorenes Geflügelfleisch verwendet werden. Nach der Verordnung (EU) 1169/2011 (LMIV) ist in bestimmten Fällen die Kennzeichnung des Lebensmittels um die Angabe „aufgetaut“ zu ergänzen, wenn das Lebensmittel vor dem Verkauf gefroren oder tiefgefroren war. Aufgrund dieser Regelungen muss es für die amtliche Überwachung sowie den Lebensmitteleinzelhandel eine verlässliche Methode geben, um frisches von gefrorenem Geflügelfleisch zu unterscheiden und somit falsch gekennzeichnetes Geflügelfleisch zu erkennen. Dies soll nicht nur eine Täuschung, sondern gegebenenfalls auch eine Gesundheitsgefährdung des Verbrauchers verhindern.

 

Da die bereits vorhandenen Verfahren (GOT, HADH oder PAGIF) nicht optimal geeignet sind und bei Geflügelfleisch gemäß Literatur zu zweifelhaften oder nicht auswertbaren Ergebnissen führen können, ist die Entwicklung eines verlässlichen Verfahrens zum Nachweis einer Gefrierbehandlung bei Geflügelfleisch wichtig. Das Ziel dieser wissenschaftlichen Untersuchung war es, die Eignung der Time-Domain Reflectometry (TDR) basierend auf dem Prinzip der dielektrischen Spektroskopie sowie anschließender statistischer Auswertung mittels Principal Component Analysis (PCA), zum Nachweis einer Gefrierbehandlung von Geflügelfleisch am Beispiel von ungewürzten und marinierten Hühnchenbrustfilets zu überprüfen. Die TDR ist ein Verfahren zur Ermittlung und Analyse von Reflexionscharakteristika von elektromagnetischen Wellen, die durch Veränderung der dielektrischen Eigenschaften der Proben hervorgerufen werden.

 

In der vorliegenden Dissertationsschrift wurden 115 ungewürzte und 115 marinierte Hühnchenbrustfilets in drei gleiche Teilstücke aufgeteilt und nachfolgend bei drei unterschiedlichen Temperaturen „frisch“ (+2 °C ± 1 °C), „gefroren“ (-12 °C ± 1 °C) sowie „tiefgefroren“ (-20 °C ± 1 °C) gelagert. Nach 24 h Lagerung wurden die frischen Hühnchenbrustfiletteilstücke mittels der TDR untersucht und zudem bei jeder Probe die physikalischen Parameter Gewicht, Farbe, pH-Wert, Temperatur sowie elektrische Leitfähigkeit bestimmt. Von vorgenannten Hühnchenbrustfilets wurden 15 zufällig ausgewählte Referenzproben auf ihre mikrobiologische und chemische Beschaffenheit analysiert. Die gleichen Untersuchungen wurden auch mit den gefrorenen sowie tiefgefrorenen Hühnchenbrustfiletteilstücken nach einer Lagerungsdauer von 27 d und einer Auftauzeit von 48 h durchgeführt. Zusätzlich zu den 115 marinierten Proben wurden je 20 Hühnchenbrustfilets mit Öl, Salz und Pfeffer, Bestandteilen der Marinade, frisch (+2 °C ± 1 °C) gelagert und mittels der TDR-Methode untersucht.

 

Anhand der erzielten Ergebnisse bei den ungewürzten sowie marinierten Hühnchenbrustfilets eignet sich das TDR-Verfahren grundlegend zum Nachweis einer Gefrierbehandlung von Geflügelfleisch. Wurden 5 beziehungsweise 10 ungewürzte Hühnchenbrustfilets mittels der TDR gemessen, lag die Wahrscheinlichkeit bei > 95 % respektive 100 % um die Gefrierbehandlung sicher nachweisen zu können. Bei den marinierten Hühnchenbrustfilets waren zwar die Streuungen zwischen den Einzelmessungen einer Probe größer als bei den ungewürzten Hühnchenbrustfilets, dennoch differenzierte die TDR zwischen sämtlichen frischen und gefrierbehandelten, marinierten Hühnchenbrustfilets mit einer Nachweiswahrscheinlichkeit von 99 % bis 100 %. Von den drei Einzelbestandteilen Öl, Salz und Pfeffer der Marinade hat lediglich der Salzgehalt einen signifikanten Einfluss (p ≤ 0,05) auf die dielektrischen Eigenschaften der Hühnchenbrustfilets. Das Abwischen der Marinade verursachte keine signifikanten Veränderungen der dielektrischen Eigenschaften. Bei der Analyse der charakteristischen Rohware erwiesen sich sowohl die genutzten, ungewürzten Proben als auch die marinierten Hühnchenbrustfilets als auffallend homogenes Probenmaterial. Lediglich die elektrische Leitfähigkeit wies statistisch signifikante Unterschiede (p ≤ 0,05) bei den ungewürzten und marinierten Proben zwischen den drei verwendeten Temperaturen bei +2 °C, -12 °C sowie -18 °C auf. Bei den ungewürzten Hühnchenbrustfilets zeigten die frischen Proben signifikant (p ≤ 0,05) niedrigere pH-Werte und Auftauverluste als die gefrorenen sowie tiefgefrorenen Proben auf. Die L*, a* - Resultate stiegen bei den ungewürzten Proben mit zunehmender Temperatur signifikant (p ≤ 0,05) an.

 

Sowohl bei den ungewürzten Hühnchenbrustfilets als auch den marinierten Proben konnte mittels der TDR mit einer hohen Zuverlässigkeit zwischen frischem und aufgetautem, gefrorenem sowie tiefgefrorenem Hähnchenfleisch differenziert werden. Somit ist das TDR-Verfahren basierend auf der dielektrischen Spektroskopie grundsätzlich zur Erkennung einer Gefrierbehandlung bei Hühnchenbrustfilets geeignet. Es sind jedoch weitergehende Untersuchungen notwendig, um allgemein gültige Grenzwerte für die TDR-Ergebnisse zu ermitteln und die Eignung dieser Methode auch für andere Geflügelarten nachzuweisen.

abstract (englisch)

According to the regulation (EU) 1308/2013 for the production of “fresh poultry meat preparations” only fresh, that means no frozen or deep-frozen poultry meat is allowed to be utilized. In certain cases according to the guidelines of regulation (EU) 1169/2011 (LMIV) food labelling must contain the supplement „thawed“, additionally if food was frozen or deep-frozen before selling. Based on these regulations a reliable method is required for official supervision and food retailing, to distinguish fresh from frozen poultry meat and thus to identify wrong labelled poultry meat. This should not only prevent a deception but also if applicable a health hazard of the consumer.

 

Existing methods (GOT, HADH or PAGIF) are not optimally suited and can according to literature lead to improper or not evaluable results in the range of poultry meat. Accordingly to this developing a reliable method to detect a freezing treatment on poultry meat is important. The aim of this scientific study was to verify the suitability of the Time-Domain Reflectometry (TDR) based on the principle of dielectric spectroscopy as well as subsequent statistical analysis by means of Principal Component Analysis (PCA), to verify a freezing treatment of poultry meat confirmed on the example of unseasoned and marinated chicken breast fillets. TDR is a method for identification and analysis of reflection characteristics of electromagnetic waves, caused by changing the dielectric characteristics of the samples.

 

In this dissertation 115 unseasoned and 115 marinated chicken breast fillets were divided into three equal segments and were subsequently stored at three different temperatures, „fresh” (+2 °C ± 1 °C), „frozen” (-12 °C ± 1 °C) as well as „deep-frozen” (-20 °C ± 1 °C). After 24 h of storage the fresh chicken breast fillet sections were analyzed by means of TDR and furthermore for each sample the physical parameters weight, color, pH-value, temperature as well as electrical conductivity were pinpointed. Fifteen coincidental selected reference samples of the above mentioned chicken breast fillets were analyzed on their microbiological and chemical nature. Equal studies with the frozen as well as the deep-frozen chicken breast fillet sections, were performed after a storage period of 27 d and a subsequent thawing time of 48 h. In addition to the 115 marinated samples each of 20 marinated chicken breast fillets with oil, salt and pepper, components of the marinade were stored fresh (+2 °C ± 1 °C) and investigated by the TDR method.

 

Based on the achieved results with unseasoned as well as marinated chicken breast fillets, the TDR method is fundamentally suitable to verify a freezing treatment of poultry meat. When 5 respectively 10 unseasoned chicken breast fillets were measured by means of the TDR, the probability was > 95 % or rather 100 % in order to prove reliably the freezing treatment. In case of the marinated chicken breast fillets the scatterings between the individual measurements of a sample were greater than in the unseasoned chicken breast fillets, though the TDR distinguished between all fresh and freeze-treated marinated chicken breast fillets with a verification probability from 99 % to 100 %. Only one of three individual components oil, salt and pepper of the marinade has a significant influence (p ≤ 0,05) on the dielectric properties of chicken breast fillets: salinity. Removing the marinade did not cause any significant changes to the dielectric characteristics. While analyzing the characteristical raw material for both, the utilised, unseasoned samples and the marinated chicken breast fillets proved as remarkably homogeneous sample material. Only the electrical conductivity pointed out statistically significant differences (p ≤ 0,05) between the three temperatures used at +2 °C, -12 °C as well as -18 °C with both the unseasoned and marinated samples. In case of the unseasoned chicken breast fillets the fresh samples indicated significant (p ≤ 0,05) lower pH-values and loss of thaw as the frozen as well as deep-frozen samples. The L*, a* - results increased significant (p ≤ 0,05) at the unseasoned samples with rising temperature.

 

Both, the unseasoned chicken breast fillets and the marinated samples could be differentiated between fresh and thawed, frozen as well as deep-frozen chicken by means of TDR with a high reliability. Thus the TDR method based on dielectric spectroscopy is fundamentally suitable for the detecting of a freezing treatment for chicken breast fillets. However, further investigations are advisably necessary, in order to determine general valid limit values for the TDR results and to verify the suitability of this method also for other poultry species.

keywords

Hühnchenbrustfilets, dielektische Zeitbereichsreflektometrie (TDR), Gefriefleischnachweis, chicken breast fillets, Time-Domain Reflectometry, verification of frozenmeat

kb

2.057