Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Die elektrische Leitfähigkeit als Diagnoseparameter für die Rindfleisch-Reifung

Schmidtke, Stefanie

Tenderness ist one of the most important quality parameters of beef. The structural and physical changes p.m. that are basical for the development of the desired meat quality cause as well an increase of electrical conductivity in the muscle. This happens due to denaturation and membrane destruction, which allow a free exchange of fluids and ions between the compartments of the muscle. It was the purpose of this study, to document the increase of electrical conductivity over an aging period of 4 weeks. to investigate the aetiology of the increase of the conductivity, especially concerning the movements of fluids and electrolytes between the compartments of the muscle. to present correlations of the electrical conductivity of beef with various parameters of tenderness during the aging period. During an aging period of 27 days p.m. the following experiments were performed on beef samples collected from the Longissimus Dorsi musculature of 16 bulls: Measurements of the electrical conductivity of musculature. Investigations about the influence of mechanical stress on the electrical conductivity of the muscle. Concentrations of Na+, K+ and Cl- Ions were measured in the blood serum of the examined bulls, in homogenates of muscle and in the drip. The electrical conductivity of the blood serum and of homogenates of muscle were measured. The enlargement of the extracellular space of muscle during the aging period was investigated histologically. As parameters of tenderness, the Myofibrillar Fragmentation Index (MFI), shear force values and sarcomere length of the ripening muscle were measured. The muscle sample's surface colour was measured by the L*a*b*-system and the percentual parts of myoglobin derivatives were determined by reflectance spectrophotometry. The following results were obtained: The electrical conductivity of the muscle samples showed within the aging period of 27 days an average increase from 2.6 mS/cm directly after slaughter to 12.2 mS/cm. The increase could not be observed before 48 - 72 hours p.m. Mechanical stress causes an imediate rise of the electrical conductivity of the muscle, and this effect is becoming the stronger the longer the maturing of the muscle has proceeded. The extracellular space of the muscle enlarged from 7.6% on the second day p.m. to 20.9% at day 27 on an average. Comparative measurements of the electrical conductivity and of electrolyte concentrations performed on the musculature p.m., the blood serum und on homogenized musculature lead to the follwoing conclusion: changes in musculature caused by aging or mechanical stress, e.g. membrane denaturation and the following exchange of ions and fluids between the compartments of the muscle, are of far greater influence on the increase of conductivity than the initial opening of deactivated ion channels directly p.m. . Tenderness parameters: shear force values fell from 72.0 N at the beginning to 31.0 N on day 27. Sarcomere length increased from 1.52 µm to 1.91 µm on an average, and the MFI increased from 0.92 directly p.m. to 1.61 at the end of the aging period. Regarding comparison of the measured parameters of tenderness, an approximate value of 7.5 mS/cm was obtained for the measurement of beef electrical conductivity. At this value, which was reached at 17 days p.m. in average, an adequate tenderness is achieved.

Die Zartheit ist einer der wichtigsten Qualitätsparameter des Rindfleisches. Die strukturellen und physikalischen Veränderungen, die zur Entwicklung der erwünschten Fleischbeschaffenheit führen, bedingen gleichzeitig einen Anstieg der elektrischen Leitfähigkeit der Muskulatur, da Denaturierung und Membranschäden einen freien Austausch von Flüssigkeiten und Ionen erlauben. Ziel dieser Untersuchung war es, den Verlauf des Leitfähigkeitsanstiegs über eine Reifungszeit von 4 Wochen zu dokumentieren, die ätiologischen Zusammenhänge des Leitfähigkeitsanstieges, besonders im Bereich des Flüssigkeits- und Elektrolyt-Haushaltes des Fleisches zu ergründen, Beziehungen zwischen dem Anstieg der elektrischen Leitfähigkeit im Rindfleisch und dem Verhalten verschiedener Zartheitsparameter während der Fleischreifung aufzuzeigen. Dazu wurde an insgesamt 112 Muskelproben aus dem M. longissimus dorsi von 16 Mastbullen über eine Reifungszeit von 27 Tagen folgende Untersuchungen durchgeführt: Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Muskulatur während des Verlaufes der Fleischreifung. Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Muskulatur nach mechanischer Belastung. Messung des Tropfsaftverlustes. Messung der Konzentrationen von Na+, K+ und Cl- Ionen im Blutserum der untersuchten Tiere, in Muskelhomogenaten und im Tropfsaft sowie Messung der elektrischen Leitfähigkeit im Blutserum und in Muskelhomogenaten. Histologische Untersuchungen zur Vergrößerung des extrazellulären Raumes während der Fleischreifung. Untersuchungen der Zartheitsparameter Myofibrillärer Fragmentationsindex, Scherkraft und Sarkomerenlängen. Farbmessungen: Messung der Oberflächenfarbe der Fleischproben nach dem L*a*b*-System und Bestimmung der prozentualen Myoglobinanteile in der Muskulatur. Folgende Ergebnisse wurden festgestellt: Innerhalb des Untersuchungszeitraumes von 27 Tagen p.m. stieg die elektrische Leitfähigkeit in den Muskelproben von durchschnittlich 2,6 mS/cm direkt nach der Schlachtung bis auf 12,2 mS/cm an. Ein Anstieg der Leitfähigkeit war dabei erst nach 48 - 72 h p.m. zu verzeichnen. Mechanische Belastung führt, und zwar mit zunehmender Reifungszeit immer stärker, zu einem augenblicklichen Anstieg der LF. Der extrazelluläre Raum in der Muskulatur vergrößerte sich von durchschnittlich 7,6% am 2. Tag p.m. auf 20,9% am 27. Tag p.m. Vergleichende Messungen der Leitfähigkeit sowie der Elektrolytkonzentrationen an Fleisch p.m., Serum und Muskelhomogenaten zeigten, daß durch die Fleischreifung, aber auch durch mechanische Einflüsse bedingte Veränderungen der Muskulatur in Form von Membrandefekten und nachfolgenden Verschiebungen zwischen den Kompartimenten der Muskulatur erheblich stärker zu den p.m. LF-Veränderungen beitragen als eine beidseitige Öffnung der vorhandenen Ionenkanäle unmittelbar p.m. dies erklären könnte. Zartheitsparameter: Die die Zartheit widerspiegelnden Scherkraftwerte sanken von anfänglichen 72,0 N bis auf 31,0 N am Tag 27. Die Sarkomerenlängen stiegen von durchschnittlich 1,52 µm auf 1,91 µm, der Myofibrilläre Fragmentationsindex stieg von anfänglichen 0,92 auf 1,61 zum letzten Meßzeitpunkt an. Der Anstieg der elektrischen Leitfähigkeit ist gut mit den Zartheitsparametern Scherkraft, Sarkomerenlängen und MFI korreliert. Die Messung der elektrischen Leitfähigkeit ist daher geeignet, Hinweise auf den Status der Fleischreifung beim Rindfleisch zu geben. Im Abgleich mit den gemessenen Zartheitsparametern kann für die Leitfähigkeitsmessung beim Rindfleisch unter den in dieser Arbeit vorliegenden Meßbedingungen ein Richtwert von 7,5 mS/cm angegeben werden, bei dem eine ausreichende Zartheit des Fleisches erreicht wird. Dieser Grenzwert wurde nach einer Lagerungszeit von durchschnittlich 17 Tagen erreicht.

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Schmidtke, Stefanie: Die elektrische Leitfähigkeit als Diagnoseparameter für die Rindfleisch-Reifung. Hannover 2002. Tierärztliche Hochschule.

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