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Lebensmittelhygiene Vet: Grundlagen der Lebensmittelhygiene (Fach) / Post mortem - Muskelphysiologie und Frischfleischqualität (Lektion)

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  • Kohlenhydratstoffwechsel in vivo (Muskel) • Creatinphosphat (CP) → rasche Energiebereitstellung • Glykogen → längerfristige Energiebereitstellung; ATP-Bedarf treibt Glykogenabbau oder anaerob über Glykolyse (Laktatbildung)
  • Kohlenhydratstoffwechsel in vivo (Leber, Muskel) Cori-Zyklus: LDH fehlt im Muskel, nicht in Leber → Laktatumsetzung in Glukose nur über intakte Blutversorgung möglich; vor allem wichtig unter anaeroben Bedingungen
  • Postmortaler Kohlenhydratstoffwechsel (Muskel) („Conditioning“) • Massive Ca++-Freisetzung aus ZNS • nur Glykolyse möglich → Laktat ↑ • pH-Senkung sigmoid: (Pufferkapazität des Muskels!) • Protonenproduktion: 90% vom Glykogenabbau,10 % vom ATP-Abbau
  • Postmortaler ATP-Abbau im Muskel („Conditioning“) • Ca++-Freisetzung aus ZNS → Aktivierung der ATPasen
  • Eintritt des Rigor mortis und physikalischchemische Konsequenzen („Conditioning“) • pH-Senkung → Annäherung zum isoelektrischen Punkt → WBV ↓ → Wasser tritt an die Oberfläche → Lichtreflexion ↑ → Farbe erscheint heller • irreversible Aktomyosinbindung → Rigor mortis tritt ein → myofibrilläre Dichte ↑ → mehr Substanz zum „Durchbeißen“→ Zartheit ↓ • ATP-Metaboliten sind für typischen Fleischgeschmack verantwortlich
  • Eintritt des Rigor mortis und physikalisch chemische Konsequenzen („Ageing“: Reifung/Proteolyse) • Proteolyse: a) → native Struktur aufgelöst → Nettoladung ↑ → WBV ↑ → weniger Wasser an der Oberfläche → Farbe erscheint dunkler b) Strukturänderungen fördern Zartheit c)  Bildung zusätzlicher Aromakomponenten → Geschmack ↑
  • pH-Senkung Zu unterscheiden sind: • Schnelligkeit der pH-Senkung:- temperatur- und speziesabhängig • pH-Endwert:- energiereserven- und enzymaktivitätabhängig- kühlungsratenabhängig
  • „Water holding capacity“ (WHC): = Vermögen fleischeigenes Wasser im Muskel zu halten (Frischfleisch)
  • „Water binding capacity“ (WBC): Vermögen zusätzliches Wasser aufzunehmen
  • Wasserbindung Wasser in Frischfleisch (WHC) ist durch molekulare Strukturen immobilisiert (Hydratwasser):- elektrostatisch gebunden - strukturell gebunden in Proteinmatrix → auspressbar über longitudinale und lateraleSchrumpfung
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  • Frischfleischfarbe Frischfleischfarbe • Lichtabsorption durch Fleischpigmente (Mb, Hb,Cytochrom) • Oxigenierung/Oxidierung des Myoglobins: - hoher pO2 → MbO (Oxymyoglobin) ↑ → attraktive hell-(„kirsch“-)rote Farbe- niedriger pO2 → MMb (Metmyoglobin) ↑ → unattraktive grau-braune Farbe NB: MRA (Enzymaktivität) bestimmt Farbstabilität! • Lichtreflexion am Wassermantel um Muskeln bewirkt hellere Farbe
  • Zartheitsbestimmende Faktoren • Myofibrilläre Dichte: Je mehr kontrahiert desto mehr Substanz zum Durchbeißen → zäher • Bindegewebe: Sowohl Gehalt als auch molekulare Quervernetzungen: Je älter das Tier desto mehr Quervernetzungen → Bindegewebslöslichkeit ↓ → nur über Erhitzung (> 80 °C) zu erweichen (durch „Gelatinierung“) • Fett: Einfluss fraglich • Reifung (Proteolyse): „Calpaine“, „Kathepsine“
  • Geschmacksbestimmende Faktoren ATP-Metaboliten Fettlösliche Aromakomponenten Milchsäure Ammoniak, Schwefelwasserstoff: durch bakterielle Proteolyse Restglykogen: besonders bemerkbar in Pferdefleisch (süßer als Rindfleisch) Pyrazine
  • Beeinflussung der sensorischen Fleischqualität und wichtige Fleischabweichungen • Speziesunterschiede • Rassenunterschiede • Geschlechtsunterschiede: Kuhfleisch (dunkler, gelblicheres Fett) versus Stierfleisch (heller, weißeres Fett); • Ernährung • PSE (pale, soft, exudative; bei Schweinen) • DFD (dark, firm, dry; bei Schweinen und Rindern)
  • Farbe und Erscheinungsbild - „Hampshire-Effekt“ Ursache: Dominant vererbendes RN- (‚Napole‘)-Gen bei Hampshire-Rasse und deren Kreuzungen Wirkung: normale pH-Senkungsgeschwindigkeit, tiefere pHEndwerteFrischfleisch ist blass und feucht, aber nicht besonders exudativ wie z.B. PSE Erheblich geringere Ausbeute bei Kochschinkenherstellung wegen verminderten Wasserbindungsvermögens
  • Farbe und Erscheinungsbild - „PSE“ Ursachen: genetisch bedingt oder schonungslose Behandlung der Schweine Wirkung: versagende Thermoregulation → Hyperthermie → rasche pH-Senkung und Proteindenaturierung Wirkung 2: Denaturierung von Myosin und sarkoplasmatischen Proteinen → WHC ↓ → Tropfsaftverlust (exudative) → Wasserverlust aus Zellinnerem zur Oberfläche → Zellturgor ↓ (soft) + Lichtreflexion ↑ → Farbe erscheint heller (pale)  Vorbeugung: züchterische Maßnahmen und schonende Tierbehandlung 
  • Farbe und Erscheinungsbild - „DFD“ Ursache: lang anhaltender Stress → Muskelenergiereserven ↓ → zu wenig Laktatbildung Wirkungen: End-pH ↑ (5,8 - 6,7) → WHC ↑ → Wasser wird im Zellinneren festgehalten → Zellturgor ↑, Fleischoberfläche eher trocken (dry) → Lichtreflexion ↓ → dunkleres (dark) Fleisch Geschmacksabweichungen: zu wenig ATP-Metaboliten und zu wenig „geschmacksakzentuierende“ organische Säuren (Laktat) → fader Geschmack Vorbeugung: Vermeidung von Langzeitstress
  • Beeinflussung der sensorischen Fleischqualität und wichtige Fleischabweichungen - Farbe und Erscheinungsbild Post mortem - Einflüsse • Elektrostimulation • Warmzerlegung → schnellere Kühlung → Proteindenaturation ↓ → WHC ↑ → dunklere Farbe • Kontaminationsrate: zu viele Pseudomonaceae → Grünverfärbung etc. 
  • Beeinflussung der sensorischen Fleischqualität und wichtige Fleischabweichungen - Wasserbindung Ante mortem Spezies, Rasse, Ernährung und Tierbehandlung Post mortem • Glykolysegeschwindigkeit / End-pH  • Zerlegungszeitpunkt • Zerkleinerungsgrad • Fleischtemperatur; Lagerungstemperatur kritisch! • Zubereitung: Überkochen ist schädlich; ab > 60 °C starke Schrumpfung des Kollagennetzes → Tropfsaft ausgepresst
  • Beeinflussung der sensorischen Fleischqualität und wichtige Fleischabweichungen - Zartheit - Ante mortem • Speziesunterschiede • Rassenunterschiede • Geschlechtsunterschiede: Stiere mehr Bindegewebe als Kühe (CAVE: viele Zartheitsunterschiede eher alters- und muskelbedingt)
  • Cold shortening Kühlung zu schnell → Rücktransport → ständige Stimulation von Glykolyse undATP- Abbau → Muskelkontraktion stimuliert → außergewöhnlich starke Überlappung von Aktin und Myosin → myofibrilläre Dichte ↑ (= Sarkomerlänge ↓) → Fleisch zäher Vorbeugung • langsame Kühlung bzw. Lagerung bei erhöhten Temperaturen • bei schneller Kühlung: Elektrostimulation -->  bevor kritische Temperatur erreicht wird • „pelvic suspension“ (tender stretch) bewirkt Streckung der wichtigsten Muskeln → Muskelverkürzung vorgebeugt
  • Beeinflussung der sensorischen Fleischqualität und wichtige Fleischabweichungen - Geschmack - Ante mortem • Speziesunterschiede • Rassenunterschiede • Geschlechtsunterschiede • Ernährung • Tierbehandlung
  • Beeinflussung der sensorischen Fleischqualität und wichtige Fleischabweichungen - Geschmack - Post mortem • Bakterielle Kontamination Aerob (z.B. Pseudomonaceae / Enterobacteriaceae) → schweflige Geruchs- und Geschmacksabweichungen Anaerob (Lactobacillaceae / Brochothrix thermosphacta) → käsig-milchiger Geschmack • Lipidperoxidation • Lagerzeit • Zubereitung

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