Histologiczne aspekty dojrzewania mięsa cz.2.

Zawartość:

  1. Tytuł raportu

HISTOLOGICZNE ASPEKTY DOJRZEWANIA MIĘSA cz.2.

  1. Wykonawca

Prof. dr hab. Barbara Przybylska-Gornowicz, mgr Krystyna Targońska

  1. Cel zrealizowanych badań

Celem badań była ocena wpływu dojrzewania poubojowego mięsa tusz mieszańców rasy Polskiej Czarno-Białej (HF) z wybranymi rasami bydła mięsnego (Limousine i Charolaise) na zmiany budowy histologicznej mięśni.

  1. Czas realizacji badań (jakiego okresu badawczego dotyczy)

grudzień, styczeń, luty, marzec 2013/2014

  1. Postawione i udowodnione hipotezy (dla kogo, w jakim celu)

Wołowina dostępna w polskim handlu nie spełnia oczekiwań konsumentów  dotyczących mięsa kulinarnego dobrej jakości.

Dążenie do poprawy wymaga zdiagnozowania głównych przyczyn tego stanu i podjęcie działań, które doprowadzą do uzyskania mięsa wołowego odpowiedniej jakości.

Produkcja mieszańców ras Polskiej Czarno-Białej [HF] oraz bydła ras mięsnych jest jednym ze sposobów prowadzących do poprawy i wyrównania jakości wołowiny kulinarnej

Finalna jakość kulinarnego mięsa wołowego zależy od szeregu czynników przed i poubojowych, wśród których znaczący jest przebieg przemian pośmiertnych, na który wpływa system poubojowego wychładzania i chłodnicze dojrzewanie.

                                               

Dojrzewanie mięsa wołowego z punktu widzenia morfologii mięśni jest złożonym procesem obejmującym wielokierunkowe zmiany na poziomie mikroskopu świetlnego (histologia), elektronowego (ultrastruktura) oraz molekularnym.

 

Raport dotyczy budowy histologicznej mięśni w przebiegu tego procesu w okresie od 45 minut do 14 dni post mortem. Jest uzupełnieniem badań przemian pośmiertnych i dojrzewania mięsa mieszańców bydła PBCz [HF] z rasami bydła mięsnego wykonanych metodami chemicznymi.

Raport jest skierowany przede wszystkim do producentów mięsa kulinarnego na etapach transportu zwierząt, postępowania przed i poubojowego - związanego z dojrzewaniem mięsa

  1. Opracowane najważniejsze wyniki badań (ewentualne odniesie do publikacji, RGDU, itp.)

Mięśnie szkieletowe składają się z włókien mięśniowych poprzecznie prążkowanych oraz tkanki łącznej  właściwej, która tworzy trzy rodzaje struktur w histologii nazywane – śródmięsną, omięsną i namięsną. Badania cz. 1 raportu dotyczyły włókien mięśniowych.

Materiał badawczy stanowiły wycinki dwóch mięśni: mięśnia półścięgnistego (m. semitendinosus) i najdłuższego grzbietu okolicy lędźwiowej (m. longissimus thoracis et lumborum) pobranych od byczków mieszańców rasy Polskiej Czarno-Białej (PCB HF) i ras Charolaise  lub  Limousine. Wycinki o wymiarach 1x0,5x2 cm pobrano po upływie 45 minut, 3, 6, 12, 24, 48 godzin oraz 7 i 14 dni po uboju. Pobrane wycinki utrwalano metodą immersyjną w 4% formalinie przez 48 godzin. Płukano w wodzie bieżącej 3 godziny. Odwadniano w ciągu alkoholu etylowego o wzrastającym stężeniu od 30 do 100%, prześwietlano w trzech zmianach ksylenu i zatapiano w parafinie. Procedurę przeprowadzono w procesorze tkankowym i stacji zatapiającej firmy Leica. Skrawki o grubości 3 – 4 µm, do badań w mikroskopie świetlnym, krojono na mikrotomie HM 340E (Microm, Niemcy) - przekroje poprzeczne i podłużne. Następnie skrawki barwiono z zastosowaniem metod – HE (hematoksylina – eozyna), Mallorego, PAS oraz Gomoriego.

Analiza jakościowa tkanki mięśniowej (przekroje poprzeczne i podłużne) została wykonana przy użyciu mikroskopu świetlnego Axioimager. Na skrawkach barwionych HE oceniono strukturę wewnętrzną włókien mięśniowych - rozmieszczenie miofibrylli (włókna o prawidłowej i szklistej strukturze), położenie jąder na przekrojach poprzecznych włókien, występowanie włókien o małej średnicy (≤30 µm), ciągłość włókien, występowanie wakuolizacji włókien, obecność włókien nekrotycznych, ogniska fagocytozy, obecność nacieków limfatycznych i zachowanie budowy sarkomerowej włókienek.

Do analizy morfometrycznej użyto preparatów barwionych HE. Skrawki zeskanowano za pomocą skanera Mirax Desk (Carl Zeiss, Niemcy). Pomiary średnicy włókien wykonano na skanach przekrojów poprzecznych mierząc najmniejszą średnicę 100 włókien wybranych losowo (po 10 w 10 wiązkach). Do pomiarów zastosowane zostało oprogramowanie AxioVision (Carl Zeiss, Niemcy). Wykonano obliczenia procentowego udziału włókien cienkich ( 30 µm średnicy), włókien z jądrami położonymi centralnie, włókien nekrotycznych oraz o zatartej budowie wewnętrznej w badanych mięśniach. Za 100% przyjęto wszystkie włókna danej próby mięśni. Wykonano pomiary długości sarkomerów.

Charakteryzując tkankę mięśniową badanych mięśni pod względem cech nie podlegających zmianom w trakcie procesu poubojowego dojrzewania na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono ich prawidłową budowę histologiczną. Obserwowane zmiany dotyczące tj. włókien szklistych, włókien z jądrami położonymi centralnie, włókien cienkich, włókien o nieregularnym przebiegu, włókien zwakualizowanych i nekrotycznych, nacieków limfatycznych i ognisk fagocytozy wskazują na prawidłową budowę histologiczną tkanki mięśniowej mięśni szkieletowych poddanych procesowi dojrzewania. Obserwowane zmiany mieszczą się w granicach normy i nie są wyznacznikiem zmian degeneracyjnych lub patologicznych. Obecność włókien szklistych ma istotny wpływ na jakość technologiczna mięsa. Ponieważ liczba włókien szklistych występujących w badanym materiale jest bardzo mała, nie mogą one mieć wpływu na jego jakość. Brak zmian o charakterze degeneracyjnym i patologicznym potwierdza również brak włókien z jądrami położonymi centralnie, niewielki udział włókien o małej średnicy, sporadycznie obserwowane włókna zwakualizowane i nekrotyczne oraz włókna o nieregularnym przebiegu. Na prawidłowy stan mięśni wskazuje także niewielki stopień infiltracji tkanki przez komórki jednojądrzaste oraz sporadyczne ogniska fagocytozy.

Wpływ procesu poubojowego dojrzewania na zmiany histologiczne badanych mięśni  oceniano m. in. poprzez porównanie średniej średnicy włókien obliczonej  na podstawie pomiarów najmniejszej średnicy. Wykazano zmiany w trakcie procesu dojrzewania, polegające na stopniowym zmniejszaniu średnicy, przy czy przebieg tego procesu był bardzo podobny we wszystkich badanych mięśniach (tab 1).

Tabela 1. Średnica włókien mięśniowych [µm] m. semitendinosus  i m. longissimus thoracis et lumborum buhajków - mieszańców rasy PBCZ[HF] i ras Charolaise i Limousine

Czas

dojrzewania

m. semitendinosus

m. longissimus thoracis et lumborum

PCzBxCharolaise

PCzBxLimousine

PCzBxCharolaise

PCzBxLimousine

45 ‘

74,62 ±17,47a

64,89±13,27a

64,03±11,72a

69,98±14,41a

3h

69,35±12,80b

64,84±12,82a

63,66±11,77a

61,28±13,27b

6h

68,26±13,09b

60,90±11,71ab

58,35±9,32a

57,60±11,35cd

12h

66,57±11,59b

60,87±11,73ab

56,20±9,83a

55,03±11,51cd

24h

60,32±12,51c

58,51±12,27b

53,34±8,99b

53,88±10,85cd

48h

57,10±10,88d

54,29±13,90c

52,01±10,90b

53,23±10,41d

7 dni

54,28±9,49d

53,38±9,86c

50,58±12,32b

51,48±9,38d

14 dni

50,83±9,16d

52,72±10,00c

49,63±7,44b

50,93±11,53d

Wartości oznaczone różnymi literami różnią się istotnie przy p≥0,05

Analiza statystyczna wykazała istotny wpływ procesu dojrzewania na zmiany średnicy włókien mięśniowych.

W obrazie mikroskopowym obserwowano ponadto obkurczanie się włókien mięśniowych w formie oddzielania włókna od otaczającej go śródmięsnej, a następnie poszerzaniem się przestrzeni pomiędzy włóknem a otaczająca je śródmięsną w miarę postępowania procesu dojrzewania.

Analiza przekrojów podłużnych badanych mięśni wykazała, że dojrzewanie wiąże się z przerwaniem ciągłości włókien, dekompozycją budowy wewnętrznej i fragmentacją włókienek mięśniowych. W miejscu uszkodzenia występują ubytki włókna. Nie obserwowano żadnej zależności odnoszącej się do długości odcinków powstałych w wyniku pękania włókien. Ich długość była bardzo zróżnicowana, co wskazuje na przypadkowość tego procesu. Proces ten jest zjawiskiem postępującym w przebiegu dojrzewania i wykazuje w badanym materiale zmienność w zależności od rodzaju mięśnia oraz w mniejszym stopniu od rasy.

Dekompozycja włókien mięśniowych, czyli zmiany w filamentach pośrednich odpowiadających za stabilizację włókienek i utrzymywanie ich w pionowej pozycji występowała we wszystkich okresach procesu dojrzewania badanych mięśni. Procentowy udział włókien, w których ten proces był widoczny zależał od czasu trwania dojrzewania oraz w mniejszym zakresie od rodzaju mięśnia i rasy.

Trzecim procesem towarzyszącym dojrzewaniu jest fragmentacja włókienek mięśniowych. W obrazie mikroskopowym stwierdzono bardzo duże różnice dotyczące rozpadu włókienek. Bardziej widoczna fragmentacja włókienek dotyczyła m. semitendinosus. Fragmentacja włókienek występowała już po 48 h post mortem. Największe nasilenie tego procesu  obserwowano po 7 dniu dojrzewania m. semitendinosus.

Z kolei obraz mikroskopowy włókienek i ich budowy sarkomerowej w m. longissimus lumborum po 7 i 14 dniach dojrzewania był bardzo nieczytelny. Wyniki te są trudne do interpretacji w odniesieniu do ciągłości procesów dojrzewania mięśnia

Sarkomerowa budowa włókienek mięśniowych była obserwowana we wszystkich próbach badanych mięśni. Mniejszą długość sarkomerów wykazano przede wszystkim w próbach mięsni po 24 h dojrzewania. Wyjątkiem były próby m.longissimus at thoracis lumborum z mieszańca buhajka PCzB x Charolaise najkrótsze po 12 h dojrzewania.

  1. Podsumowanie

Wykazano wpływ procesu dojrzewania na budowę mikroskopową mięśni. Zmiany we włóknach dotyczyły zmniejszania się średnicy przekrojów poprzecznych i fragmentację włókien na odcinki o różnej długości oraz dekompozycję budowy wewnętrznej polegającą na zaburzeniu równoległego ułożenia włókienek i ich rozpadu na odcinki o długości od kilku do kilkunastu sarkomerów. Wszystkie te procesy oznaczają zwiększenie kruchości mięsa.

W przypadku fragmentacji włókna traciły swoją integralność, w przypadku pozostałych zmian utrata integralności nie zawsze była obserwowana.

Największy wpływ na opisane zjawiska miał czasokres dojrzewania, a także rodzaj mięśnia. Najmniejsze zróżnicowanie opisywanych zmian  dotyczyło rodzaju mieszańca, z którego pochodziły próby. Można jedynie sugerować, iż stosowanie do krzyżowania rasy bydła Charolaise  może wpływać na szybsze tempo wczesnych zmian (długość sarkomeru była najmniejsza po 12 h post mortem), ale tylko w odniesieniu do m.longissimus at thoracis lumborum.

Undefined

Partnerzy projektu

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego
w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka