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Produktbezogene Lebensmitteltechnologie (Fach) / Fleisch und Fleischprodukte (17) (Lektion)

Uni Bonn WS'16/'17

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  • Zusammensetzung von Fleisch (Hauptbestandteil) Zusammensetzung abhängig vom Teilstück  Wasser (am höchsten)z. B Rindfleisch (Fett/Mager) = 53,5% / 73%       Schweinefleisch (Fett/Mager) = 42,7% / 71.8%       Hähnchen = 71% Proteinz. B Rindfleisch (Fett/Mager) = 16% / 21%       Schweinefleisch (Fett/Mager) = 12% / 18.6%       Hähnchen = 12% Fettz. B Rindfleisch (Fett/Mager) = 30% / 4% Schweinefleisch (Fett/Mager) = 44% / 8% Hähnchen = 7,5% Mineralstoffe ( ca. 1,0%) wenig relevant = Kohlenhydraten 0,2-1 % 
  • Wie verändert die Farbe des Fleisches? 1. Myoglobin (Mb) Fe2+ = Purpurrote Farbe           ↑↓    Oxgenation mit hohe partielle O2-Druck          ↑↓2. Oxymyoglobin (MbO2) Fe2+ (Sauerstoffaddukt)  = Leuchtend rot    – (nicht verändert!) = Charakteristische Farbe von frischem Fleisch.            ↓   Oxidation (Langsam)            ↓3. Metmyoglobin (MMb+) Fe3+ (Oxidationsprodukt) = braun     – Farbbestimmend für länger gelagertes & gekochtes Fleisch.             ↓              ↑     Reduktion   Oxidation             ↓               ↑1. Myoglobin (Mb) Fe2+                
  • Welche Verbindung ist verantwortlich für die Farbe des Fleisches? Myoglobin : Farbstoffkomponente in hydrophober Tasche an His93 gebunden = ⇒ Fe2+-Proto-porphyrin Rot!  Sauerstoffspeicher: reversible Bindung von O2  Freies Häm bildet kein O2-Addukt ⇒ rasche Oxidation zum Hämin (Fe3+- Protoporphyrin) =  Braun! Farbe von rohem Fleisch bestimmt durch Verhältnis von.;1. Myoglobin (Mb)2. Oxymyoglobin (MbO2) 3. Metmyoglobin (MMb+)  Rindfleisch = höherer Gehalt an Myoglobin als Kalb- & Schweinefleisch 
  • Was versteht man unter Postmortale Veränderungen? Postmortal kennzeichnet man alle Ereignisse, Veränderungen oder Prozesse, die zeitlich nach dem Tod eines Organismus stattfinden. Nach der Schlachtung kommen Blutkreislauf & Sauerstoff-versorgung der Gewebe zum Stillstand. Stoffwechsel läuft anaerob weiter. Muskelgewebe verfällt decays zunächst in die Totenstarre (rigor mortis) & „reift“ zum eigentlichen Rohstoff „Fleisch“.–  Rigor mortis = Struktur-verdichtung Vorgänge –  Reifung = Struktur-abbauende Vorgänge   Vorgänge beeinflussen technologische Eigenschaften– Wasserhalte-vermögen– Wasserabgabe-vermögen 
  • Rigor mortis: 1. Definition 3. Welche Prozesse laufen dabei? 4. Kennzeichen von Fleisch im Rigor mortis 1. Def:– Nach dem Tod eintretende Erstarrung der Muskulatur. 2. Abbau energiereicher Phosphate beginnt:   – ATP, ADP =  entstehende ADP sorgt dafür,         dass die Muskelkontraktion nachlässt & das Fleisch langsam weicher wird.  – Kreatinphosphat 3. Glycolyse einziger energieliefernder Prozess:    – C6H12O6 + P + 2 ADP → 2C3H6O3 + 2 ATP     – KEIN Citratcyclus & Atmungskette stattfindet:        ⇒ Pyruvat wird in Milchsäure (Lactat) als Stoffwechsel-endprodukt umgewandelt.    – Abfallen des pH-Wertes von 6,5 → 5,5.4. Kennzeichen von Fleisch im Rigor mortis: Minimales Gehalt an energiereichen Phosphaten & Glycogen  Niedriger pH-Wert  Starke Verkürzung & minimale Dehnbarkeit der Muskelfasern  Offene Struktur, aufgehellte Farbe  Geringes Wasserbindungsvermögen  Geringe Löslichkeit & geringes Emulgiervermögen seiner Proteine 
  • Was sind die Kennzeichen von Fleisch vor Rigor mortis? Prä-pre-Rigor-Zustand (1-20 h) = „Verzögerungsphase“ Delay phase: Muskulatur hat Elastizität noch nicht verloren; Reversible Dehnbarkeit Hoher pH-Wert Gute Proteinlöslichkeit  Hohes Wasserbinde- & Emulgiervermögen der Proteine.
  • Was versteht man unter Fleischreifung? 1. Definition 2. Ziele 3. Methode der Fleischreifung, Dauer. 4. Reaktionen 1. Fleischreifung:     – Kontrollierte Lagern von rohem Fleisch, um die Fleischqualität zu verbessern.2. Erzielung der Zartheit des Fleisches   – Lang gereiftes Fleisch hat eine größere Wasserbindungsfähigkeit,    – Es gart cookes schneller & bleibt saftig.     3. Durch Abhängen bei 2 - 4°C (teilweise unter Schutzatmosphäre N2/CO2/ in Schutzfolien im Vakuum)      Dauer = Rind: 2 Wochen; Schwein: 5 Tage; Geflügel: 2 Tage  4. Reaktionen:a) Proteolyse – Durch steigenden Ca2+-Gehalt = Aktivierung von Calpaine (Sarcoplasmatischen Proteasen) → Freisetzung von Cathepsinen (intrazelluläre Proteasen)– Ablösen der Actin-filamente von der Z-Scheibe & Abbau von Querverbindungen des Actin-Myosin-Komplexes führen zu einer zunehmenden Zartheit des Fleisches. b) Aromabildung – Frei werdende Aminosäuren führen zur Ausbildung spez. Aromastoffe.c) Milchsäure führt zur Quellung des Kollagens– Vermindert die Schrumpfung beim Garprozess cooking process 
  • Fleischfehler: 1. Was versteht man unter PSE-Fleisch? 2. Worauf trifft es? 3. Wie kommt es vor? 4. Folge? 1. PSE-Fleisch = Pale (blass), Soft (weich), Exudative (wässrig) 2. hauptsächlich bei Schweinen 3. Durch Adrenalinausschüttung infolge von Stress bis 60 min vor der Schlachtung     ⇒ führt zu einem starken Glycogenabbau im Leber unter Bildung von Milchsäure von Zucker        ⇒ schnelle pH-Wert-Absenkung &..            ⇒ dadurch bedingte partielle Denaturierungen, Membrandesintegration.4. Folge: Die ausfallende lösliche Proteine streuen Licht (Milchglaseffekt), ⇒ wodurch das Fleisch blasser erscheint, trotz gleichen Myoglobin-gehalts. Teilweise Denaturierung von Muskelprotein ⇒ Verringert sich das Wasserbinde-vermögen, starker Wasser-abgabe beim Erhitzen kommen & zu Trockenheit führt. 
  • Fleischfehler: 1. Was versteht man unter DFD-Fleisch? 2. Worauf trifft es? 3. Wie kommt es vor? 4. Folge? 1.DFD-Fleisch = Dark (dunkel), Firm (fest), Dry (trocken)2. Trifft vor allem bei Rindern & Schafen 3. Durch eine Adrenalinausschüttung in größerem zeitlichem Abstand zur Schlachtung    ⇒ führt zu einer Verringerung der Glycogenreserven       ⇒ es findet sehr geringe Milchsäure-bildung post mortem              ⇒ kaum ausreichende Säuerung der Muskulatur 4. Folge: Relativ hohe pH-Werte (kaum unter pH 6,3)⇒ Anfälligkeit für mikrobiellen Verderb⇒ Haltbarkeit eingeschränkt  Hohes Wasserbindungsvermögen & Quellung der Muskelfasern⇒ trockene Textur Höhere Stabilität des Oxymyoglobins bei hohem pH & Wasserbindung ⇒ dunklere Farbe
  • Schlachttierverarbeitung: Pökeln 1. Definition 2. Technologische Ziele 3. Chemische Wirkungweise 1. Pökeln = Behandlung von Fleisch- & Wurstwaren mit Kochsalz sowie mit Natrium-/Kaliumnitrat oder Natrium-/Kaliumnitrit, den sogenannten Pökelstoffen. Hinzu kommen weitere Pökelhilfsstoffe wie Ascorbinsäure, Zuckerarten, Glutaminsäure-delta-Lacton & Gewürze. 2. Technologische Ziele Konservierung durch aw-Wert-Wasseraktivität-Absenkung (Gewichtsverlust 10 – 25 %)  Aromabildung von Mikroflora der Lake (Salzlösung) Ausbildung stabilen roten Pökel-farbstoffes; Antioxidative Wirkung durch Pökelstoffen 3. Wirkungweise: Salz hemmt die Entwicklung von Mikroorganismen & die Aktivität fleischeigener Enzyme. Nitrit wirkt hemmend auf das Wachstum von Salmonellen & Clostridium botulinum ⇒ Zu hohe Gehalte können zur Bildung von Nitrosaminen führen,    welche cancerogene Eigenschaften besitzen.  Mikroflora der Lake baut Nitrat (NO3-) ab, hierbei entstehen Aromastoffe & Stickoxid (NO)
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  • Pökeln: Wie läuft das Prozess der Umrötung? Wie wirken die Pökelstoffen? Prozess der Umrötung =  Oxidation des Myoglobin (Mb) zu Metmyoglobin (MMb+) durch reduktion von Nitrit (NO2-) zu Stickoxid (NO):– NO2- + Mb —→ NO + MMb+ ... folgen:    •  NO + Mb —→ MbNO (Nitrosomyoblobin = Hell Rot)    •  NO + MMb+ —→ MMbNO (Nitrosometmyoglobin = Rot)– Ausbildung stabiler Komplexe ⇒ Leuchtend rote Farbe  Nitrate (NO3-) müssen zunächst mikrobiell in Nitrit (NO2-) umgewandelt werden (Micrococcaceae & weitere Vertreter der Pökelflora)  Ascorbinsäure / Ascorbat (Reduktionsmittel) Zusatz:– fördert die Bildung von Stickoxid (NO) → Verringerung der eingesetzten Menge an Nitritpökelsalz & der ungewünschten Nitrosaminbildung. Glucono-delta-Lacton & Ascorbinsäure bewirken eine beschleunigte Umrötung. 
  • Schlachttierverarbeitung: Räuchern 1. Definition 2.Technologische Ziele 3. Methoden 4. (Un)erwünschte Wirkungen von Rauch 1. Die zuvor eingesalzenen oder gepökelten Lebensmittel werden über einen längeren Zeitraum dem Rauch von Holzfeuern ausgesetzt.  1. Technologische Ziele: Ausbildung von Aroma & Geschmack  Absenkung der Wasseraktivität (aw-Wert) Einbringung incorporation antimikrobieller & antioxidativer Verbindungen  2. Methoden: Kalträucherung (Rauchtemperatur 12-25 °C; 2 Tage bis mehrere Wochen)  → Rohwurst, Schinken Warmräucherung (Rauchtemperatur 25-50 °C; bis zu mehreren Tagen) → Frankfurter Würstchen  Heißräucherung (Rauchtemperatur 50-85 °C; bis zu mehreren Stunden) → Brühwürstchen  [pre-cooked sausage] Wirkung von Rauch: Erwünscht Verringerung des Wassergehaltes um 10 – 40 %  Antimikrobielle Wirkung durch Aldehyde (Formaldehyd), Phenole & Säuren (Ameisen- & Essigsäure)  Antioxidative Wirkung durch Phenole, Phenolaldehyde & – säuren  Aromatisierung durch Phenole (Guajacol & Syringol) & Lactone  Färbung (goldgelb bis rußig schwarz)-  Aufnahme gefärbter Rauchbestandteile (Nitrosophenole: braune Farbe) -  Carbonyl-verbindungen (Glykolaldehyd, Phenolaldehyde) -  Säuren fixieren die Farbe  Unerwünscht entstandene Inhaltsstoffe & Vermeidung: Poly-cyclische Kohlenwasserstoffe (PAK) & Ruß- & Teerbelägen auf dem Produkt Vermeidung durch Rauch-entstehungs-temperaturen < 600 °C, kurzen Räucher-zeiten, Rauch-filtrierung 
  • allg. Schritte zur Herstellung von Rohwurst Fleisch (0°C)      +  Fleisch, Speck, Bäuche (-4 °C/-20 °C)       ↓1.Vorzerkleinern       ↓2.Mischen  ← Nitritpökelsalz / Nitrat/Kochsalz, Gewürze, Zucker, Starterkulture       ↓3.Feinzerkleinern       ↓4.Füllen ←  Natur- / Kunstdärme (natural or aritficial casing)      ↓5.Reifen, Räuchern       ↓6. Lagern      ↓7. Versand
  • Rohmaterials für Herstellung von Rohwurst Gesundes, gekühltes Fleisch mit geringem Keimgehalt  germ content pH-Wert = 5,5 - 6 → Schrumpfung der Myofibrillen, Erweiterung der Kapillarräume, schnellere & gleichmäßigere Durchsalzung  Geeignete Teilstücke = Schinken, Keule leg, Schultern & Bäuche (von nicht zu fetten Kühen, Sauen female pig & ausgewachsenen Bullen) Speck = Rücken- & Schinkenspeck, teilweise Schulterspeck  Zutaten & Hilfsstoffe: Nitritpökelsalz, Kohlenhydrate, Gewürze, Natriumascorbat, Starterkulturen, Glucono-delta-Lacton (pH-Wert-Absenkung)
  • Unterscheide zwischen verschiedene Rohwürsten. 1. Streichfähige Rohwürste:– haben einen höheren Fettanteil– feiner zerkleinert, Fettphase ist die kontinuierliche Phase, umhüllt die Fleischteilchen 2. Schnittfähige Rohwürste: –  geliertes sarkoplastisches Eiweiß stellt die kontinuierliche Phase dar, umhüllt die Fettpartikel & die zerkleinerten Muskelstücke
  • Herstellung von Rohwurst: Reifen Methoden 1. Methoden Langsame Reifung (Wochen) – Nitritpökelsalz, Zuckerkombinat – bei niedrigen Temp. (12 – 16°C)– Hohe Wasser Verlust bis 35 %.– Festigung des Eiweißes durch Trocknung & Säuerung. – Aromatisch – Haltbarkeit basiert auf niedrigem aw-Wert. Schnellreifung (Tage)– Nitritpökelsalz,  Zuckerkombinat, Ascorbinsäure, Glucono-delta-Lacton, Starterkulturen – bei höheren Temp. (20 – 24°C)– kleine Wasser Verlust bis 35 % – Festigung des Eiweißes durch Gelierung & Säuerung – leicht säuerlich  – Haltbarkeit basiert auf niedrigem pH- & aw-Wert 
  • Herstellung von Rohwurst: Veränderungen während der Reifung Veränderungen während der Reifung pH-Wert-Absenkung durch Säureproduktion der Milchsäurebakterien→ ab pH 5,5 schnelle Umrötung gegeben (rasche Reduktion Nitrit, NO2- → NO) → Schutz vor verderbniserregenden Mikroorganismen→ Gelierung des Eiweiß am isoelektrischen Punkt (= pH 5,2)    ⇒ Schnittfestigkeit bei Schnellreifung → Starke Verringerung des Wasserbindungsvermögen → Austritt von Wasser  Aromabildung durch fleischeigene Enzyme, mikrobielle Tätigkeit & chemische Reaktionen -  Schnell gereifte = mild-säuerlich aufgrund des pH-Wertes -  Langsam gereifte = milder & aromatischer Luftstrom transportiert austretende Flüssigkeit ab, → starke Zugluft trocknet die Därme aus → Höhere Luftfeuchtigkeit während der Schnellreifung führt zu geringerem Wasserentzug
  • Herstellung von Rohwurst: Starterkulturen 1. Wofür 2. Kultur Mischung 1. Fermentationsprozess (Reifung) lässt sich standardisieren & besser kontrollieren. 2. Beinhalten i.d.R. Milchsäurebakterien (Lactobacillus spp., Micrococcus spp. oder milder säuernde Pediococcus spp.), nitratreduzierende Staphylococcus spp. Hefen  Streptomyceten  Schimmelpilze  3. Produktion der Milchsäure ist abhängig von der zugesetzten Menge an Zucker & der Zusammensetzung des Zuckerkombinats (Monosaccharide, Disaccharide & Polysaccharide)- Monosaccharide beschleunigen die Säurebildung- Niedriger pH-Wert hemmt jedoch das Wachstum aromagebender Mikroorganisme
  • Allg. Schritte zur Herstellung von Brühwurst Fleisch + Speck        ↓ 1.Vorzerkleinern        ↓2.Mischen ← Nitritpökelsalz/Kochsalz, Kutterhilfsmittel, Trinkwasser/Eis, Gewürze        ↓3.Feinzerkleinern        ↓4. Füllen ←Natur- / Kunstdärme        ↓5.ggf Heißräuchern ←Rauch       ↓6.Brühen cook sth with hot steam ← Feuchte Heißluft         ↓7.Kühlen        ↓Brühwurst 
  • Herstellung von Brühwurst: Rohmaterial + Zusatz Brühwurst: 1. Rohmaterial = – Mageres Fleisch (Fett kann kein Wasser aufnehmen)  – Fleisch von jungen Tieren (stärker quellfähig als Fleisch alter Tiere)  – Schlachtwarmes Fleisch    (hat einen höheren pH-Wert; wird im Kutter besser zerkleinert & aufgeschlossen broken down)  2. Zusatz von Trinkwasser/Eis – Lösungsmittel für Proteine & Salz  – Kühlung der rotierenden Messer (Wärmeentwicklung) – Wasser bleibt weitgehend im Produkt auch während des Räucherns & des Brühens.
  • Herstellung von Brühwurst: Kuttern 1. Kuttern Löst Actin, Myosin & Actomyosin heraus  Bildung eines Wasser-Eiweiß-Gels → Emulgator für den Speckanteil ⇒ Knackige Textur wird durch die Koagulation des wasser-reichen Proteingels erreicht Kutterhilfsmittel steigern das Wasserbindungsvermögen
  • Was versteht man unter Rohwurst? (Leitsätzen - guidelines) Produkten 1. – Umgerötete, ungekühlt (über 10 °C) lagerfähige, in der Regel roh zum Verzehr gelangende Wurstwaren, die streichfähig oder nach einer mit Austrocknung verbundenen Reifung schnittfest geworden sind. – Zucker werden in einer Menge von nicht mehr als 2 % zugesetzt.  2. Produkte Schnittfeste Rohwürste = u.a. Salami, Schlackwurst, Cervelatwurst Streichfähige Rohwurst = u.a. Teewurst, Streichmettwurst 
  • Was versteht man unter Brühwurst? (Leitsätzen - guidelines) Produkten 1. Brühwürste sind durch Brühen, Backen, Braten oder auf andere Weise hitzebehandelte Wurstwaren,bei denen zerkleinertes rohes Fleisch mit Kochsalz & meist unter Zusatz von Trinkwasser (oder Eis) ganz oder teilweise aufgeschlossen wurde & deren Muskeleiweiß bei der Hitzebehandlung zusammenhängend koaguliert ist, so dass die Erzeugnisse bei erneuten Erhitzen schnittfest bleiben. 2. Die Menge des verwendeten Trinkwassers ist bei den einzelnen Wurstsorten verschieden. Bezogen auf Fleisch und Fett wird statt Trinkwasser teilweise bis zu 10 % Blutplasma oder Blutserum zugesetzt; der Ersatz von Trinkwasser durch 5 % Milch ist auf zum Braten bestimmte ungeräucherte Würste beschränkt.