Einfluss der Beschichtung von Verpackungsfolie mit Nanosilber auf die Hygiene und Beschaffenheit von verpacktem Rind- und Broilerfleisch

In der Selbstbedienungstheke im Supermarkt sind Schutzgas- und Vakuumverpackungen die meistverwendeten Angebotsformen für rohes Rind- und Geflügelfleisch. Durch diese Arten der Verpackung sollen das Erscheinungsbild und die Haltbarkeit des Lebensmittels verbessert werden. Bakterien, die während des Schlacht- oder Weiterverarbeitungsprozesses auf die Oberfläche des Fleisches gelangen, stellen die Hauptursache für den Verderb des Lebensmittels dar. Die Lebensmittelunternehmer haben ein großes Interesse an einer stetigen Verbesserung der hygienischen Beschaffenheit und der Haltbarkeitsverlängerung der angebotenen Waren. Der antibakterielle Effekt von Silber ist seit vielen Jahren bekannt und wird bereits in unterschiedlichen Lebensbereichen genutzt. Seit der Entwicklung der Nanotechnologien wird Nanosilber für verschiedene Produkte und Materialien verwendet. Bislang ist eine Verwendung von Nanosilber mit längerem Kontakt zu Lebensmitteln vom Gesetzgeber in Deutschland nicht vorgesehen. In einigen Ländern wie den U.S.A. und China wird Nanosilber bereits in Aufbewahrungsbehältern für Lebensmittel verwendet. Ziel dieser Studie war es, die Auswirkungen von Nanosilber in direktem Kontakt mit Fleisch auf chemische, mikrobiologische und physikalische Fleischqualitätsparameter von Rind- und Hühnerfleisch, über eine Lagerdauer von bis zu 12 Tagen (Broiler) bzw. 16 Tagen (Rind) bei 3 ° C, zu analysieren. Dabei wurden die Einflüsse einer kommerziellen nanosilberbeschichteten Folie auf die Veränderungen der Fleischqualitätsparameter während der Lagerung in zwei üblichen Verpackungsvarianten (Vakuum, Schutzgasverpackung (MAP: O2/CO2:80/20)) untersucht. Hierzu wurden in drei Versuchsdurchgängen Broilerschnitzel aus dem großen Brustmuskel, 24 Stunden post mortem und Rindersteaks aus dem Bugstück, 48 Stunden post mortem untersucht. Bei den Schnitzeln und Steaks wurden vor dem Verpacken Proben für die mikrobiologischen Untersuchungen auf die aerobe mesophile Gesamtkeimzahl (GKZ), Pseudomonas spp. und Enterobacteriaceae entnommen und untersucht. Des Weiteren wurde das Gewicht der einzelnen Schnitzel und Steaks erhoben, der pH-Wert und die elektrische Leitfähigkeit (LF) bestimmt und Proben für die chemischen Untersuchungen auf biogene Amine, Myoglobin und TBARS entnommen und eingefroren. Nach dem Aufteilen der Fleischproben auf die Verpackungsschalen wurde das Fleisch mit der unbeschichteten oder der nanosilberbeschichteten Folie umhüllt und das Tray in eine Verpackungstüte geschoben. Diese wurden jeweils vakuumiert oder mit einem Gasgemisch von 80 % O2 und 20 % CO2 rückbegast. Anschließend wurde auf allen Schnitzeln und Steaks eine Farbmessung durch die Verpackungsfolie hindurch und eine Gasbestimmung in ausgewählten MAP-Verpackungen durchgeführt. Diese Parameter wurden bei einem Teil der Proben an den Lagerungstagen 4, 8 und 12 bei den Broilerschnitzeln und an den Tagen 8, 12 und 16 bei den Rindersteaks erneut untersucht. Zudem wurde beim Öffnen der Verpackung eine sensorische Untersuchung auf Geruch und Erscheinungsbild des Fleisches durchgeführt. Bei der Untersuchung der Broilerschnitzel zeigten sich an allen Untersuchungstagen bei den schutzgasverpackten Proben signifikant geringere Lagerverluste im Vergleich zu den vakuumverpackten Proben. Aufgrund der geringeren Flüssigkeitsentwicklung in den Verpackungsschalen und geringeren Geruchsentwicklungen erhielten die Broilerschnitzel in MAP-Verpackungen über den gesamten Untersuchungszeitraum sensorisch bessere Bewertungen. Gegensätzlich dazu ergab die Erhebung der Lipidperoxidation bei den Broilerschnitzeln in den MAP-Verpackungen an Untersuchungstag 12 signifikant schlechtere Werte, wobei die Gehalte jedoch in allen Proben zu gering waren, um einen ranzigen, Verderb anzeigenden Geruch zu verursachen. In allen Verpackungsvarianten wurde bei den Broilerschnitzeln bis zum Lagerungsende ein Anstieg der GKZ von nahezu zwei Logstufen ermittelt. An Untersuchungstag 8 zeigten sich signifikant höhere Enterobakterien-Gehalte in den Verpackungsvarianten mit Nanosilber und an den Tagen 8 und 12 höhere Enterobakterien-Gehalte in den Vakuumverpackungen. Die Keimgehalte aller Proben lagen während des gesamten Lagerverlaufes unterhalb der von der DGHM für Geflügelfleisch festgelegten Richt- und Warnwerte und deuten auf eine gute Hygiene bei der Schlachtung und der Weiterverarbeitung der Proben hin. Im Allgemeinen konnten hier nur geringe Einflüsse der Verpackungsvarianten auf die Entwicklung der Keimzahlen beobachtet werden. Bei der Erhebung der Farbwerte durch die Verpackungsfolie wurden in den MAP-Verpackungen an allen Lagerungstagen (Tag 4 - 12) signifikant höhere L*- und b*-Werte und an den Untersuchungstagen 8 und 12 niedrigere Rotwerte ermittelt. An allen Untersuchungstagen konnten niedrigere Helligkeitswerte auf den Fleischproben mit Nanosilberfolie gemessen werden, wobei hier eine unterschiedliche Reflektion der Folien in Betracht gezogen werden sollte. Des Weiteren wurden bei den Broilerschnitzeln in den MAP-Verpackungen an den Tagen 4 und 12 höhere MetMb- und geringere OxyMb-Gehalte gemessen. Eine signifikante Beeinflussung der biogenen Amine durch die untersuchten Verpackungsvarianten zeigte sich lediglich an Tag 4 bei Spermin durch niedrigere Werte bei den Fleischproben, umhüllt mit Nanosilberfolie, sowie an Tag 12 bei Cadaverin durch höhere Werten in den Vakuumverpackungen. Die vakuumverpackten Rindfleischproben wurden über den gesamten Lagerungszeitraum sensorisch besser bewertet als die Steaks in den MAP-Verpackungen. Bei den Steaks in den Vakuumverpackungen zeigte sich über die gesamte Lagerdauer eine bessere Farbstabilität mit höheren Rotwerten, höheren OxyMb- und geringeren MetMb-Anteilen, die sich auch in der Erhebung der sensorischen Eigenschaften widerspiegelte. An allen Untersuchungstagen ließ sich zudem ein Einfluss der Nanosilberfolie auf die Ausprägung der Myoglobingehalte erkennen. Es konnten an den Tagen 8 und 12 höhere MetMb- und geringere OxyMb-Gehalte und an allen Untersuchungstagen höhere DeoxyMb-Gehalte in den Verpackungsvarianten mit Nanosilber gemessen werden. Bei den vakuumverpackten Steaks zeigte sich an Tag 16 eine geringere Lipidperoxidation als bei den Steaks in MAP-Verpackungen. Bei allen untersuchten Steaks waren die gemessenen TBARS-Gehalte zu niedrig um Geruchsveränderungen zu verursachen. Die Gehalte der biogenen Amine wurden nur geringfügig durch die verwendeten Verpackungsvarianten beeinflusst. Die ermittelten Keimzahlen lagen bei den Rindersteaks an allen Untersuchungstagen unter den Richt- und Warnwerten der DGHM. Es konnte lediglich am letzten Untersuchungstag ein Einfluss der Verpackungsart mit signifikant geringerer GKZ in den Vakuumverpackungen ermittelt werden (P≤0,05). Die Keimzahlen der Enterobacteriaceae blieben über den gesamten Untersuchungszeitraum konstant niedrig und nahe an der Nachweisgrenze. Ein Einfluss der Nanosilberfolie auf das Bakterienwachstum konnte bei den Rindersteaks an keinem Untersuchungstag beobachtet werden. In dieser Studie zeigten sich bei den untersuchten Rind- und Geflügelfleischproben signifikante Unterschiede zwischen den verwendeten Verpackungsarten. Vor allem ließen sich Einflüsse der Verpackungsvarianten MAP und Vakuum auf die physiko-chemischen und mikrobiologischen Parameter der Fleischproben beider Tierarten feststellen. Die auf die Nanosilberfolie zurückzuführenden Veränderungen der untersuchten Fleischqualitätsparameter waren nur gering. Alle untersuchten Fleischproben waren aufgrund ihres Erscheinungsbildes, der mikrobiologischen und der physiko-chemischen Ergebnisse bis zum Ende der Lagerung verzehrsfähig. Wegen der geringen Auswirkungen der Nanosilberfolie auf die Produkteigenschaften kann jedoch angesichts der Ergebnisse der aktuell durchgeführten Studie eine Verwendung von Nanosilberfolie als Verpackungsmaterial für rohes Fleisch nicht empfohlen werden.