Ocena zależności pomiędzy parametrami teksturalnymi i składem podstawowym wybranych mięśni surowych i poddanym różnym obróbkom termicznym w funkcji dojrzewania pozyskanym z mięsnych mieszańców w wieku 22-24 miesięcy.

 

Raport został opracowany w ramach Projektu i zawiera wyniki realizacji Projektu
Optymalizacja produkcji wołowiny w Polsce, zgodnie ze strategią „od widelca do zagrody” współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007-2013 (POIG.01.03.01-00-204/09).

 

Raport z badań – Zadanie 4

Ocena zależności pomiędzy parametrami teksturalnymi i składem podstawowym wybranych mięśni surowych i poddanym różnym obróbkom termicznym w funkcji dojrzewania pozyskanym z mięsnych mieszańców w wieku 22-24 miesięcy.

 mgr inż. Małgorzata Moczkowska, mgr inż. Grzegorz Pogorzelski, dr inż. Andrzej Półtorak

dr hab. Agnieszka Wierzbicka, prof. SGGW

 

WSTĘP i CEL

Tekstura jest jednym z kluczowych parametrów stosowanych w ocenie jakości zarówno świeżych jak i przetworzonych produktów żywnościowych. Ponadto właściwości teksturalne żywności są ściśle związane z jej trwałością oraz mają wpływ na preferencje i akceptację konsumentów, w związku z tym wykorzystywane są do monitorowania i kontroli jakości w całym łańcuchu produkcyjnym. (Chen i Opara, 2013). W kontekście mięsa wołowego spośród parametrów teksturalnych jako najważniejszy wyróżnik od wielu lat wymienia się kruchość. Cecha ta, charakteryzuje się dużą, niekontrolowaną zmiennością (Journaux i Hocquette, 2013), co stanowi główną przyczyną braku satysfakcji konsumentów oraz może częściowo wyjaśniać przyczynę spadku spożycia mięsa wołowego w ostatnich dekadach (Hocquette i Chatellier, 2011). Większość produktów spożywczych zanim zostaną spożyte wymaga poddania obróbce cieplnej w wyniku, której zachodzą zmiany właściwości chemicznych, reologicznych oraz strukturalnych. W szczególności mięso i produkty mięsne wymagają obróbki cieplnej, która zwiększa ich strawność i przyswajalność wielu składników odżywczych, a także ma na celu przedłużenie trwałości poprzez inaktywacje obecnej mikroflory nadanie odpowiednich cech smakowo-zapachowych oraz tekstury (Tiwariand i O’Donell, 2012). Zmiany kruchości mięsa na skutek zastosowania obróbki cieplnej ma związek z przemianami zachodzącymi w tkance łącznej i białkach miofibrylarnych. Skuteczność obróbki cieplnej mięsa warunkowana jest wieloma czynnikami wśród, których można wymienić wielkość elementu, zawartość wody i tłuszczu w tkance mięśniowej oraz właściwości cieplnych poszczególnych mięśni. Mięso charakteryzujące się wysoką zawartością tkanki tłuszczowej jest bardziej odporne na działanie temperatury w porównaniu do mięsa o niskiej zawartości tłuszczu a wyższej zawartości wody, która jest lepszym przewodnikiem ciepła (Zhang i wsp., 2006; Garcia-Segovia i wsp., 2007). . Dobór parametrów czasowo-temperaturowych procesu cieplnego ma zasadnicze znaczenie i determinuje wynik końcowy, zwłaszcza pod względem jakości uzyskiwanego produktu. Jakość ta, postrzegana jest przez teksturę, barwę, smakowitość oraz wartość odżywczą. W związku z tym nie powinno się stosować dowolnie wybranych parametrów czasowo – temperaturowo –wilgotnościowych, lecz dobierać odpowiedni sposób obróbki indywidualnie do rodzaju produktu zapewniając jego bezpieczeństwo oraz wysoką wartość odżywczą przy jak najmniejszych ubytkach masowych.

Celem niniejszego raportu była ocena zależności pomiędzy parametrami teksturalnymi i składem podstawowym wybranych mięśni surowych i poddanym różnym obróbkom termicznym w funkcji dojrzewania pozyskanym z mięsnych mieszańców w wieku 22-24 miesięcy. Badania były realizowane w okresie kw. II2013-kw. II 2014

MATERIAŁ I METODY

                Badania prowadzono na wypreparowanych mięśniach tuszy wołowej pozyskanych z mięsnych mieszańców (n=16) w wieku 22-24 miesiące i masie 292 – 335 kg. Tusze charakteryzowały się konformacją w klasie O lub O- według systemu klasyfikacji EUROP oraz klasą otłuszczenia 2. Po ustąpieniu rigor mortis (48 h) wypreparowano następujące mięśnie: m. longissimus (STR) i m. semitendinosus (EYE), które stanowiły materiał badawczy w doświadczeniu 1 oraz mięśnie rectus femoris (KNU) i triceps brachii (BLD), które stanowiły materiał badawczy w doświadczeniu 2. Mięśnie w doświadczeniu 1 poddane zostały obróbce cieplnej w postaci grillowania, natomiast w doświadczeniu 2 zastosowano pieczenie i gotowanie.

Wybrane mięśnie były poddawane procesowi dojrzewania przez okres: 5, 10, 15 i 20 dni w doświadczeniu 1 oraz 7, 14 i 21 dni w doświadczeniu 2, metodą „na mokro” w warunkach chłodniczych (2±1°C).

 

WYNIKI

W poniższych tabelach (tabela 1 i 2) zestawiono średnie wartości charakteryzujące zawartość wody, tłuszczu, białka oraz tkanki łącznej dla surowych mięśni semitendinosus i longissimus (tab. 1) oraz rectus femoris i triceps brachii (tab. 2) wyznaczone za pomocą spektrometrii w bliskiej podczerwieni w funkcji czasu dojrzewania. Analiza składu podstawowego badanych mięśni wykazała podobne wartości w przypadku zawartości wody, białka i białek tkanki łącznej. Jednakże, w przypadku białek tkanki łącznej mięśnie KNU i BLD charakteryzowały się nieznacznie wyższą ich zawartością w porównaniu do mięśni EYE i STR w 5 dniu dojrzewania. Największe różnice pomiędzy badanymi mięśniami można było zaobserwować w zależności od zawartości tłuszczu, najmniejszą zawartością tego składnika odznaczał się mięsień EYE (0,89 %), natomiast największą mięsień KNU (2,09 %) w 5 i 7 dniu dojrzewania, odpowiednio.

Tab. 1. Podstawowy skład chemiczny mięśni semitendinosus (EYE) oraz longissimus (STR) w funkcji czasu dojrzewania.

Mięsień

Dzień dojrzewania

Wilgotność [%]

Tłuszcz [%]

Białko [%]

Białka tkanki łącznej [%]

EYE

5

76,12 ± 0,5

0,89 ± 0,6

22,4 ± 0,4

1,11 ± 0,2

 

10

75,75 ± 0,7

0,98 ± 0,6

22,77 ± 0,4

1,27 ± 0,2

 

15

75,41 ± 1,0

1,07 ± 0,5

22,80 ± 0,5

1,31 ± 0,2

 

20

75,14 ± 0,5

1,16 ± 0,3

23,22 ± 0,4

1,34 ± 0,2

STR

5

76,13 ± 0,5

1,44 ± 0,7

22,91 ± 0,4

1,11 ± 0,2

 

10

76,01 ± 0,5

1,46 ± 0,4

22,77 ± 0,3

1,22 ± 0,2

 

15

75,7 ± 0,6

1,56 ± 0,9

23,12 ± 0,6

1,30 ± 0,2

 

20

75,45 ± 0,6

1,58 ± 0,3

23,29 ± 0,3

1,36 ± 0,2

 

Tab. 2. Podstawowy skład chemiczny mięśni rectus femoris (KNU) i triceps brachii (BLD) w funkcji czasu dojrzewania.

Mięsień

Dzień dojrzewania

Wilgotność [%]

Tłuszcz [%]

Białko [%]

Białka tkanki łącznej [%]

KNU

7

76,34 ± 0,7

2,09 ± 0,8

21,45 ± 0,6

1,40 ± 0,3

 

14

76,16 ± 1,2

2,23 ± 1,3

21,90 ± 0,5

1,54 ± 0,4

 

21

74,58 ± 2,1

2,99 ± 1,6

22,31 ± 0,7

1,67 ± 0,2

BLD

7

76,05 ± 1,2

1,74 ± 1,2

21,52 ± 0,5

1,47 ± 0,4

 

14

75,92 ± 1,3

1,95 ± 1,3

21,80 ± 0,4

1,63 ± 0,4

 

21

75,48 ± 1,0

2,44 ± 1,0

21,88 ± 0,6

1,77 ± 0,4

Wraz z wydłużaniem czasu dojrzewania zaobserwowano zmniejszenie zawartości wody. Powodowało to istotne zwiększenie procentowego udziału pozostałych oznaczonych składników.

                Zmiany wybranych parametrów teksturalnych (twardość, praca cięcia, kruchość) w funkcji dojrzewania dwóch surowych mięśni wołowych: m. semitendinousus (EYE) i longissimus (STR) przedstawiono na rysunku 1. Analizując wyniki twardości niezależnie od okresu dojrzewania zaobserwowano istotnie wyższe wartości tego parametru dla mięśnia semitendinousus. W przypadku obu mięśni najniższe wartości twardości wykazano po 15 dniach dojrzewania, 67,85 i 22,00 N dla EYE i STR odpowiednio.

Rys. 1. Porównanie wartości twardości, pracy cięcia i kruchości surowych mięśni semitendinosus (EYE) i longissimus (STR) w funkcji czasu dojrzewania.

Analizując zmiany twardości mięśnia STR w wyniku procesu dojrzewania wykazano wzrost wartości twardości po 10 i 20 dniach, przy czym w dniu 10 był on najwyższy (34,23 N). Podobne zależności zaobserwowano w przypadku pracy cięcia i kruchości. Proces dojrzewania nieznaczenie wpłynął na zmiany wartości pracy cięcia w przypadku w przypadku mięśnia EYE, natomiast w przypadku mięśnia STR wykazano istotne różnice pomiędzy wartościami z dnia 10 a pozostałymi. Najwyższą pracą cięcia charakteryzował się mięsień EYE po 5 dniach dojrzewania (0,24 J), zaś najniższą mięsień STR po 15 dniach(0,09 J). W przypadku kruchości wykazano istotną różnicę pomiędzy badanymi mięśniami. Mięsień STR odznaczał się istotnie niższymi wartościami kruchości przez cały okres dojrzewania, najniższa wartość w dniu 15 dniu (10,31 N), najwyższa w dniu 10 (15,12 N). W przypadku mięśnia EYE zaobserwowano spadek wartości kruchości od 5 dnia (38,45 N) do 15 (32,09 N) oraz wzrost wartości w 20 dniu dojrzewania (32,86 N).

                Na poniższym rysunku (rys. 2) przedstawiono porównanie wartości twardości, pracy cięcia i kruchości dla surowych mięśni semitendinousus (EYE) i longissimus (STR) w funkcji czasu dojrzewania.

Rys. 2. Porównanie wartości twardości, pracy cięcia i kruchości mięśni semitendinosus (EYE) i longissimus (STR) poddanych grillowaniu w funkcji czasu dojrzewania.

                Nie wykazano istotnych różnic w wartościach twardości, pracy cięcia i kruchości pomiędzy mięśniami w zależności od czasu dojrzewania. Jednakże analizując zmiany pod wpływem procesu dojrzewania mięśnia longissimus zaobserwowano tę samą tendencję, co w mięsie surowym, tj. wzrost wartości wszystkich badanych parametrów w dniu 10 i 20. Proces dojrzewania przeprowadzany metodą „na mokro” w przypadku mięśnia EYE poddanego grillowaniu wpłynął na zmniejszenie wartości wszystkich badanych parametrów teksturalnych. Największe zmiany zaobserwowano w przypadku kruchości, spadek z wartości 34,30 N w 5 dniu do 22,71 N w dniu 20 dojrzewania.

W doświadczeniu 2 analizowano wpływ procesu gotowania (rys. 3) i pieczenia (rys. 4) na zmiany wybranych parametrów teksturalnych mięśni rectus femoris (KNU) i triceps brachii (BLD) w funkcji czasu dojrzewania.

Rys. 3. Porównanie wartości twardości, pracy cięcia i kruchości mięśni rectus femoris (KNU) i triceps brachii (BLD) poddanych gotowaniu w funkcji czasu dojrzewania.

                Na podstawie otrzymanych wyników zaobserwowano podobne tendencje zmian wartości badanych parametrów teksturalnych w odniesieniu do obu badanych mięśni. Mięso o najwyższej twardości zarówno w przypadku mięśnia KNU, jak i BLD, to mięso poddane dojrzewaniu przez 7 dni (38,21 N i 37,04 N, odpowiednio). Po 14 dniach dojrzewania nastąpił wyraźny spadek twardości obu mięśni, będący jednocześnie punktem najniższej twardości spośród wszystkich zastosowanych czasów dojrzewania (26,45 N w przypadku mięśnia KNU, 30,32 N dla mięśnia BLD). Mięso dojrzewane przez 21 dni było twardsze niż mięso dojrzewane przez 14 dni, jednak mniej twarde niż mięso dojrzewane przez 7 dni. Podobne tendencje zaobserwowano w przypadku kruchości oraz pracy cięcia, przy czym różnica średniej wartości pracy cięcia mięśnia BLD między dniem 7 i 14 była mniejsza niż w przypadku pozostałych parametrów. Analizując właściwości teksturalne mięśni KNU i BLD poddanych pieczeniu (rys. 4) w przypadku wszystkich badanych parametrów, tj. twardości, pracy cięcia i kruchości zaobserwowano taką samą tendencję zmian.

Rys. 4. Porównanie wartości twardości, pracy cięcia i kruchości mięśni rectus femoris (KNU) i triceps brachii (BLD) poddanych pieczeniu w funkcji czasu dojrzewania.

Po siedmiu dniach dojrzewania twardość obu badanych mięśni była najwyższa, natomiast najniższa po 14 dniach dojrzewania. Widoczny jest wzrost wartości wszystkich badanych parametrów w mięsie dojrzewanym przez 21 dni, jednakże nie jest to wzrost istotny.

Zarówno w doświadczeniu 1, jak i w doświadczeniu 2, dokonano oceny związku pomiędzy podstawowym składem chemicznym mięsa a parametrami teksturalnymi. Nie zaobserwowano jednak silnych korelacji pomiędzy badanymi wielkościami (tab. 1 i tab. 2). W przypadku surowego mięśnia EYE zaobserwowano ujemną korelację między procentową zawartością wody i twardością po 20 dniach dojrzewania oraz między zawartością białek tkanki łącznej i pracą cięcia. W odniesieniu do mięśnia STR zaobserwowano ujemną korelację pomiędzy zawartością tłuszczu a wszystkimi badanymi parametrami tekstury po 15 dniach dojrzewania mięsa oraz dodatnią korelację między zawartością tkanki łącznej i twardością po 20 dniach dojrzewania (tab. 1).

Tab. 3. Istotne statystycznie współczynniki korelacji Pearsona pomiędzy poszczególnymi składnikami a parametrami tekstualnymi mięśni semitendinosus (EYE) i longissimus (STR) surowymi (SUR) oraz grillowanymi (GRL) w funkcji czasu dojrzewania.

   

Dzień dojrzewania

Twardość

Praca cięcia

Kruchość

EYE SUR

Wilgotność

20

-0,6023

 

 

Tkanka łączna

15

 

-0,5264

 

EYE GRL

Tłuszcz

15

-0,6670

-0,5051

-0,5084

Tkanka łączna

20

0,5129

 

 

STR SUR

Białko

10

0,8132

 

0,8148

Tkanka łączna

10

-0,5090

-0,6621

 

15

 

 

-0,5612

STR GRL

Wilgotność

5

-0,5258

 

 

Tłuszcz

20

0,5584

0,5302

0,5726

Tkanka łączna

20

 

0,5127

 

 

W przypadku grillowanego mięśnia EYE zaobserwowano związek pomiędzy zawartością białka a twardością i kruchością po 10 dniach dojrzewania oraz pracą cięcia po 5 dniach dojrzewania. Oprócz tego wykazano ujemną korelację między zawartością tkanki łącznej i twardością oraz pracą cięcia po 10 dniach dojrzewania oraz kruchością po 15 dniach dojrzewania. W przypadku grillowanego mięśnia STR zaobserwowano dodatni związek między zawartością tłuszczu i wszystkimi badanymi parametrami tekstury w 20 dniu dojrzewania. Wykazano też ujemny związek między zawartością wody i twardością STR w 5 dniu dojrzewania oraz między tkanką łączną i pracą cięcia w 20 dniu.

Podstawowy skład chemiczny mięśnia KNU nie miał istotnego wpływu na parametry tekstury po gotowaniu. Wykazano jedynie słabą dodatnią korelację między zawartością białka i ujemną między zawartością tkanki łącznej a kruchością w 7 dniu dojrzewania. W przypadku mięśnia BLD zaobserwowano ujemny związek pomiędzy zawartością wody w dniu 21 a kruchością, dodatni między zawartością tłuszczu w dniu 14 a twardością i kruchością oraz między zawartością tkanki łącznej i kruchością w 14 i 21dniu dojrzewania (tab. 2).

Tab. 4. Istotne statystycznie współczynniki korelacji Pearsona pomiędzy poszczególnymi składnikami a parametrami tekstualnymi mięśni rectus femoris i triceps brachii w funkcji czasu dojrzewania. Kolorem czerwonym oznaczono korelacje istotne.

   

Dzień dojrzewania

Twardość

Praca cięcia

Kruchość

KNU GOT

Białko

7

 

 

0,6196

Tkanka łączna

7

 

 

-0,5553

BLD GOT

Wilgotność

14

 

 

-0,5079

Tłuszcz

14

0,5010

 

0,5738

Tkanka łączna

14

0,4967

 

0,5889

21

 

 

0,5698

KNU PIEC

Białko

7

-0,5604

 

 

21

 

-0,7363

 

Tkanka łączna

21

0,6283

0,7707

0,5070

BLD PIEC

Białko

21

-0,6836

 

-0,6877

Tkanka łączna

21

0,5419

 

0,5481

 

W odniesieniu do mięsa pieczonego zaobserwowano słabe ujemne korelacje między zawartością białka i twardością po 7 dniach dojrzewania oraz między zawartością białka i pracą cięcia po 21 dojrzewania mięśnia KNU. Dodatnią korelację między zawartością tkanki łącznej i wszystkimi parametrami tekstury mięśnia KNU zaobserwowano po 21 dniach dojrzewania. Zawartość białka w mięśniu BLD korelowała ujemnie z wartościami twardości i kruchości pieczonego mięsa, natomiast zawartość tkanki łącznej dodatnio w 21 dniu dojrzewania.

 

WNIOSKI

Na podstawie przeprowadzonych badań sformułowano następujące stwierdzenia i wnioski:

  1. Proces dojrzewania determinuje zmiany wartości parametrów teksturalnych, takich jak: twardość, praca cięcia oraz kruchość mięśni longissimus (STR) i semitendinosus (EYE), rectus femoris (KNU) i triceps brachii (BLD), zarówno surowych, jak również poddanych obróbce cieplnej. Największe zmiany tj. spadek wraz z wydłużeniem czasu dojrzewania zaobserwowano w przypadku kruchości mięśnia EYE poddanego grillowaniu i pracy cięcia w przypadku mięśnia KNU poddanego gotowaniu.
  2. Proces dojrzewania powoduje spadek zawartości wody w mięśniach, co powoduje nieznaczne zwiększenie udziału procentowego pozostałych składników mięśni.
  3. Zawartość tłuszczu tylko w nieznacznym stopniu może wpływać na zmniejszenie parametrów teksturalnych.
  4. Istnieją umiarkowane korelacje pomiędzy zawartością białka oznaczonego za pomocą spektrometrii bliskiej podczerwieni a parametrami teksturalnymi (twardość i kruchość) wyznaczonymi instrumentalnie z użyciem UMT Instron 5965 w teście przecinania, zależnie od okresu dojrzewania i rodzaju zastosowanej obróbki cieplnej.

 

 

Polski

Partnerzy projektu

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