Autoreferat. Opis dorobku i osiągnięć naukowych

Transkrypt

1 dr Ewelina Węsierska Katedra Przetwórstwa Produktów Zwierzęcych Wydział Technologii Żywności Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie Autoreferat Opis dorobku i osiągnięć naukowych (Załącznik 2) Kraków 2014

2 1. Imię i nazwisko Ewelina Węsierska (z d. Korpecka) 2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe z podaniem nazwy, miejsca i roku ich uzyskania oraz tytułu rozprawy doktorskiej 2.1. Stopień: doktor nauk rolniczych w zakresie technologii żywności i żywienia Miejsce: Akademia Rolnicza we Wrocławiu (obecnie Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu), Wydział Nauk o Żywności, Wrocław 2004 Tytuł rozprawy: Ocena możliwości zastosowania cystatyny, skoncentrowanego pola mikrofalowego oraz pulsacyjnego pola elektrycznego jako czynników dezaktywujących mikroorganizmy 2.2. Tytuł: magister biologii w zakresie mikrobiologii Miejsce: Uniwersytet Wrocławski, Wydział Nauk Przyrodniczych (obecnie Wydział Nauk Biologicznych), Wrocław Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych 3.1. od 2006 do teraz: adiunkt w Katedrze Przetwórstwa Produktów Zwierzęcych, Wydziału Technologii Żywności, Akademii Rolniczej im. H. Kołłątaja w Krakowie (obecnie Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie) 3.2. od 2004 do 2006: asystent w Katedrze Przetwórstwa Produktów Zwierzęcych, Wydziału Technologii Żywności, Akademii Rolniczej im. H. Kołłątaja w Krakowie (obecnie Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie) 4. Wskazanie osiągnięcia wynikającego z art. 16 ust. 2 z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. nr 65 poz. 595 ze zm.) A) Tytuł osiągnięcia naukowego Osiągnięciem będącym podstawą do ubiegania się o stopień naukowy doktora habilitowanego jest cykl pięciu oryginalnych prac twórczych oraz jednej pracy przeglądowej, ujętych pod wspólnym tytułem: Charakterystyka procesu dojrzewania tradycyjnych surowych wędzonek wieprzowych regionu Podlasia, opublikowanych w latach

3 B) Publikacje będące podstawą do ubiegania się o stopień naukowy doktora habilitowanego: 4.1. Węsierska E.*, Szołtysik M., Bączkowicz M., Parys A., Wróblewska A. Porównanie właściwości wybranych surowych wędlin dojrzewających. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2012, 6, 85, (IF 2012 ; 2013/14 = 0,311, pkt MSiSW 2012 ; 2013 = 15) Węsierska E.*, Szołtysik M., Palka K., Lipczyńska A, Lipczyńska-Szlaur E. Physicochemical, biochemical and microbiological properties of kumpia wieprzowa during ripening. British Food Journal, 2013, 8, (IF 2013/14 = 0,649, pkt MSiSW 2013 = 20) Węsierska E.*, Korzekwa K., Foks S., Mickowska B. Influence of microflora composition on safety and colour parameters of kumpia wieprzowa during ripening. Polish Journal of Veterinary Sciences, 2013, 16, 2, (IF 2013/14 = 0,712, pkt MSiSW 2013 = 20) Węsierska E.*, Szmańko T., Krzysztoforski K. Ripening effect on chemical composition, microstructure, collagen solubility, shear force, texture parameters and sensory evaluation: a case study of kumpia wieprzowa. CyTA - Journal of Food, 2014, 12, 1, (IF 2013/14 = 0,495, pkt MSiSW 2013 = 15) Węsierska E.*, Szołtysik M., Rak L. Physico-chemical, biochemical and microbiological properties of traditional polish pork fermented products during ripening. Food and Bioprocess Technology, 2013, 6, (IF 2013/14 = 3,126, pkt MSiSW 2013 = 50) # Węsierska E.* Wędliny dojrzewające w słońcu Podlasia. Przemysł Spożywczy, 68, 11, (IF 2013/14 = 0, pkt MSiSW 2013 = 5). * autor korespondencyjny, # publikacja przeglądowa Sumaryczny impact factor dla ww. publikacji, wyliczony na podstawie wartości za rok 2012 oraz 2013/14, wynosi 5,293. Suma punktów według Komunikatu Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego w sprawie wykazu czasopism naukowych z dnia 17 grudnia 2013 r. wynosi 125. Wkład Wnioskodawcy w przygotowanie wymienionych publikacji obejmuje udział w tworzeniu koncepcji przeprowadzenia badań, zebranie literatury, wykonanie większości doświadczeń, analizę, opracowanie i dyskusję wyników, przygotowanie manuskryptów, korespondencję z redakcjami oraz recenzentami. Oświadczenia współautorów, szczegółowo określające ich indywidualny wkład w powstanie wyżej wymienionych publikacji, zebrane są w formie Załącznika nr 6. 3

4 C) Cel osiągnięcia naukowego wraz z omówieniem wyników i wskazaniem ich ewentualnego wykorzystania Cel Osiągnięcie naukowe jest rezultatem badań wykonanych w ramach projektu badawczego MNiSW N N (czas realizacji: ), pt.: Właściwości denitryfikujące, aromatyzujące i zakwaszające bakterii kwasu mlekowego oraz ziarniaków izolowanych z tradycyjnych surowych wyrobów mięsnych fermentowanych, którego jestem kierownikiem. W pierwszej kolejności przeanalizowałam jakość wybranych wędzonek i kiełbas surowych dojrzewających, wyprodukowanych w Polsce oraz za granicą, dostępnych w sprzedaży detalicznej. Badałam: podstawowy skład chemiczny stopień zaawansowania zmian biochemicznych i mikrobiologicznych jakość sensoryczną. Kolejnymi etapami realizowanego projektu były: charakterystyka procesu dojrzewania wędlin dojrzewających pozyskanych z terenu Podlasia izolacja bakterii kwaszących i denitryfikujących z badanych wędlin oraz oznaczenie ich aktywności fizjologicznej i biochemicznej produkcja modelowych wędlin dojrzewających z wykorzystaniem najbardziej aktywnych metabolicznie izolatów. Uzyskane rezultaty opisałam dotychczas w formie dziewięciu publikacji, z których sześć stanowi cykl przedłożony jako podstawa do ubiegania się o nadanie stopnia doktora habilitowanego. Celem naukowym publikacji stanowiących osiągnięcie było badanie wpływu surowca i czasu dojrzewania na jakość technologiczną, mikrobiologiczną oraz sensoryczną trzech tradycyjnych wieprzowych wędzonek Podlasia: kumpii wieprzowej z komina, polędwicy oraz ogonówki surowej dojrzewającej. Osiągnięcie celu głównego było możliwe poprzez realizację celów szczegółowych na poszczególnych etapach produkcji, które obejmowały analizy: podstawowego składu chemicznego stopnia zaawansowania przemian proteolitycznych, lipolitycznych i oksydacyjnych zawartości amin biogennych barwy mikrostruktury i tekstury aktywności wody i ph składu jakościowego i ilościowego mikroflory jakości sensorycznej gotowych wyrobów. 4

5 Wstęp Surowe wędliny dojrzewające rozpatrywane są w literaturze naukowej jako produkty o właściwościach funkcjonalnych i wysokiej wartości odżywczej (Flores i Toldrá, 2011; Kołożyn- Krajewska i Dolatowski, 2012). Ich niepowtarzalne właściwości sensoryczne przypisywane są fizykochemicznym i biochemicznym procesom, zachodzącym w mięsie lub w farszu mięsnym w czasie dojrzewania (Incze, 1998; Lücke, 2000; Spaziani i wsp., 2009; Leroy i wsp., 2010). Smakowitość gotowych wyrobów jest uzależniona od bardzo wielu czynników, między innymi od składu surowcowego, zawartości soli, dodatku przypraw oraz aktywności metabolicznej mikroflory pożądanej technologicznie (kwaszącej i aromatotwórczej). Obecność tłuszczu kształtuje zapach, teksturę oraz soczystość. Sól determinuje wodochłonność, barwę oraz słoność (Olivares i wsp., 2010). Aktywność mikroflory kwaszącej, w połączeniu z kumulacją uwolnionych na drodze lipolizy kwasów tłuszczowych oraz gromadzeniem się produktów proteolizy o zasadowym charakterze, zmienia wyjściową wartość ph mięsa w czasie dojrzewania i ostatecznie rzutuje na barwę, smakowitość i bezpieczeństwo gotowych do spożycia wędlin (Spaziani i wsp., 2009). Rozwój mikroorganizmów w czasie dojrzewania surowych wędlin jest uzależniony między innymi od warunków środowiska (aktywność wody, ph), składu surowcowego (dostępność sacharydów, drobnocząsteczkowych białek, wolnych aminokwasów i witamin) oraz składu jakościowego mikroflory dominującej (konkurencja o składniki odżywcze i wodę) (Ravyts i wsp., 2010). Wielu autorów podkreśla, iż specyficzny dla danego regionu skład ilościowy i jakościowy mikroflory, podlega modyfikacjom pod wpływem zanieczyszczeń lokalnego środowiska (Gøtterup i wsp., 2008; Iacumin i wsp., 2012; Fonseca i wsp., 2013). Ponadto, skład mikroflory denitryfikującej jest uzależniony od technologii produkcji i aktywności bakterii mlekowych. Niskie ph wędlin krótko dojrzewających hamuje wzrost koagulozo-ujemnych ziarniaków. Wyższe wartości uzyskiwane w wędlinach długo dojrzewających sprzyjają wzrostowi ziarniaków, czego wynikiem jest intensywny zapach oraz pożądana czerwona barwa wyrobów (Iacumin i wsp., 2012). Wędliny długo dojrzewające stanowią ważny segment produktów regionalnych we Włoszech, Hiszpanii, Portugalii oraz Francji (Salgado i wsp., 2005; Rason i wsp., 2007; Roseiro i wsp., 2008; Spaziani i wsp., 2009). Podlasie jest jednym z nielicznych regionów w Polsce, w których zachowała się tradycja wytwarzania tego typu wyrobów. Praktyka technologiczna stosowana na Podlasiu wywodzi się z litewskiej szkoły wędliniarskiej, opartej na mięsie wieprzowym. Wyprodukowane tradycyjnymi metodami wędzonki są trwałe pomimo wielomiesięcznego przechowywania. Istotnym warunkiem procesu produkcji surowych wędzonek jest dobór surowca. Doskonałe mięso dają dwunasto-piętnastomiesięczne sztuki żywione zbożem (przede wszystkim jęczmieniem i żytem), z umiarkowanym dodatkiem ziemniaków. Wędzonki produkowane są z szynek, łopatek, karkówek oraz polędwic. Sposób ich solenia (na sucho lub marynowanie), czas wędzenia dymem zimnym (od dziesięciu dni do trzech tygodni), dobór przypraw (pieprz zwyczajny, ziele angielskie, kolendra, liście bobkowe, czosnek, goździki) oraz dodatków (azotan sodu (V), cukier, 5

6 miód) i w końcu - metoda zabezpieczenia przed owadami w czasie wielotygodniowego / wielomiesięcznego dojrzewania (obłożenie/obszycie cienkim płótnem) zależy od receptury oraz technologii, praktykowanej od pokoleń w danej rodzinie. Materiały i metody Materiałem do badań zasadniczych były trzy surowe dojrzewające wędzonki wieprzowe: kumpia wieprzowa z komina, polędwica oraz ogonówka, produkowane metodą tradycyjną z mięsa świń rasy polska biała zwisłoucha w oryginalnych komorach dojrzewalniczych polskich producentów. Kumpię wpisano na Listę Produktów Tradycyjnych w 2005 roku. W kolejnym roku została wyróżniona Perłą 2006 na targach Polagra w Poznaniu. Ze względu na nietypowy surowiec oraz długi czas dojrzewania, kumpia jest produktem unikatowym, nie opisanym dotychczas w literaturze naukowej. Kumpia jest wyrobem surowym, wędzonym na zimno, podsuszanym, dojrzewającym przez okres dwóch lub trzech miesięcy, wytwarzanym według receptury odtworzonej na podstawie wspomnień czterech pokoleń Zambrowiczan. Surowcem do produkcji jest łopatka wraz z tłuszczem zewnętrznym oraz z kością ramienia. Ciężar wyrębu waha się w zakresie od czterech do siedmiu kilogramów. Łopatka jest peklowana na sucho z dodatkiem niejodowanej soli kamiennej i przypraw przez około trzy tygodnie. Następnie poddawana jest kilkakrotnemu wędzeniu dymem zimnym oraz dojrzewaniu w temperaturze C, przy wilgotności względnej %, przez dwa lub trzy miesiące. Gotowy produkt charakteryzuje się czerwonobrązową barwą z widoczną na przekroju marmurkowatością. Charakterystyczny smak i zapach zależy od surowca oraz różnorodności i proporcji użytych przypraw. Polędwica stanowi jednolitą tkankę mięśnia najdłuższego grzbietu. Natomiast ogonówka produkowana jest z zespołu mięśni pośladkowych z zakończeniem mięśnia najdłuższego grzbietu i częścią mięśnia dwugłowego, z okrywą tłuszczową o grubości do 5 mm. Obie wędzonki poddawane są peklowaniu na sucho z dodatkiem niejodowanej soli kamiennej i przypraw przez okres do dwóch tygodni, a następnie wędzeniu dymem zimnym i dojrzewaniu w temperaturze C, przy wilgotności względnej %, przez jeden miesiąc. Ostatecznie, polędwica ma kształt spłaszczonego walca i charakteryzuje się miękką, rozciągliwą konsystencją. Na powierzchni ma barwę różową do czerwonej z odcieniem złocistym, a na przekroju - różową do czerwonej. Ogonówka ma kształt spłaszczonego, nieforemnego stożka o barwie mięsa ciemnoczerwonej na powierzchni i różowej do różowoczerwonej na przekroju. Barwa tłuszczu jest biała. Smak i zapach obu wędzonek jest charakterystyczny dla surowych produktów wędzonych oraz przypraw - liścia laurowego, jałowca, czosnku i pieprzu czarnego. W pierwszej kolejności porównywałam jakość technologiczną, mikrobiologiczną oraz sensoryczną wybranych, gotowych do spożycia surowych wędlin dojrzewających, dostępnych w handlu detalicznym oraz bezpośrednim, wyprodukowanych we Włoszech, Francji i w Polsce. 6

7 Analizowałam ich podstawowy skład chemiczny, aktywność wody, ph, zawartość wolnych grup aminowych i wolnych kwasów tłuszczowych, profil lotnych związków zapachowych oraz atrakcyjność sensoryczną (4.1.). Następnie analizowałam przebieg dojrzewania kumpii, polędwicy oraz ogonówki. Badałam zmiany w podstawowym składzie chemicznym, aktywności wody i ph. Zaawansowanie procesów degradacji białek oceniałam bazując na pomiarze wolnych grup aminowych we frakcji rozpuszczalnej w wodzie oraz w kwasie fosfowolframowym (PTA). Zmiany lipolityczne tłuszczu szacowałam na podstawie zawartości wolnych kwasów tłuszczowych a zmiany oksydacyjne - w oparciu o pomiar wskaźnika TBA. Zakres dekarboksylacji aminokwasów określałam na podstawie zawartości amin biogennych. Dalszy postęp zmian biochemicznych analizowałam w oparciu o profil lotnych związków zapachowych. Skład jakościowy i ilościowy mikroflory wędlin ustalałam na podstawie ogólnej liczby drobnoustrojów tlenowych mezofilnych, liczby drożdży, pleśni, bakterii mlekowych, tlenowych laseczek rodzaju Bacillus oraz gronkowców koagulazo-ujemnych. Oznaczenie drobnoustrojów do gatunku prowadziłam z wykorzystaniem biochemicznych testów do identyfikacji systemem mini ATB (biomérieux). Dodatkowo, w przypadku kumpii wykonywałam analizy składowych barwy, zawartości azotanów (III) i (V), składu aminokwasowego, mikrostruktury i wybranych parametrów profilu tekstury. Gotowy do spożycia wyrób był również oceniany sensorycznie ( ). Próby polędwicy i ogonówki pobierałam w momencie zakończenia solenia, a następnie po dwóch i czterech tygodniach dojrzewania, natomiast kumpii - w momencie zakończenia solenia oraz po pierwszym, drugim i trzecim miesiącu dojrzewania. Zabezpieczony materiał badawczy był transportowany w torbach termoizolacyjnych i przechowywany w warunkach chłodniczych (4-6 ºC) w czasie do 24 godzin. Analizom poddawałam równocześnie trzy sztuki każdej z wędzonek z trzech różnych szarż produkcyjnych. Wyniki były analizowane statystycznie w programie Statistica, wersje 8,0 i 9,0. Wyniki Opis jakości technologicznej, mikrobiologicznej oraz sensorycznej wybranych, gotowych do spożycia surowych wędlin dojrzewających, dostępnych w handlu detalicznym oraz bezpośrednim w Polsce, zawarłam w publikacji 4.1. Z powodu długiego czasu dojrzewania oraz obszerności zebranego materiału, rezultaty dotyczące kumpii wieprzowej zamieściłam w trzech oryginalnych pracach twórczych. Proces trzymiesięcznego dojrzewania, ze wskazaniem progresu zmian biochemicznych oraz sukcesji podstawowych grup mikroflory mezofilnej, przedstawiłam w publikacji 4.2. Ocenę wpływu tradycyjnej technologii produkcji na bezpieczeństwo (skład ilościowy i jakościowy mikroflory, zawartość amin biogennych) oraz barwę kumpii wieprzowej, zawarłam w publikacji 4.3. Modyfikację jej mikrostruktury w czasie dojrzewania, postępującą proteolizę kolagenu, zmianę wybranych parametrów tekstury oraz ocenę sensoryczną opisałam w publikacji 4.4. Stopień zaawansowania zmian fizykochemicznych, biochemicznych i mikrobiologicznych w czasie 7

8 czterotygodniowego dojrzewania polędwicy i ogonówki, przedstawiłam w publikacji 4.5. W publikacji 4.6. opisałam i pokazałam na fotografiach najpopularniejsze tradycyjne wędliny dojrzewające Podlasia. Charakterystyka jakości technologicznej, mikrobiologicznej oraz sensorycznej wybranych surowych wędlin dojrzewających, dostępnych w handlu detalicznym oraz bezpośrednim (publikacja 4.1.) Celem tej publikacji było między innymi rozpropagowanie wiedzy o mięsnych wyrobach dojrzewających wśród producentów i konsumentów polskich, dlatego ukazała się w języku polskim, w ogólnodostępnej literaturze fachowej. W pracy porównałam stopień zaawansowania przemian proteolitycznych i lipolitycznych, skład jakościowy i ilościowy mikroflory oraz jakość sensoryczną wybranych wędzonek i kiełbas. Na podstawie różnic w zawartości wolnych grup aminowych, wolnych kwasów tłuszczowych oraz odmiennych profili lotnych związków zapachowych potwierdziłam dużą zmienność w obrębie badanych wędlin. Różny czas dojrzewania produkcyjnego i poprodukcyjnego, rozwój bakterii kwaszących oraz kumulacja produktów proteo- i lipolizy miały wpływ na ph wędlin. Najniższe wartości ph w grupie wędzonek stwierdzono w jednej z badanych prosciutto crudo oraz w kumpii wieprzowej. Obie wędzonki zawierały porównywalną liczbę bakterii mlekowych (odpowiednio: 5,8 i 5,6 log jtk/g), ziarniaków mlekowych (odpowiednio: 7,8 i 7,3 log jtk/g) oraz wolnych kwasów tłuszczowych (odpowiednio: 883 i 1400 mg/kg). W skutek dynamicznie postępującej proteolizy ph kumpii wieprzowej (5,3) było nieznacznie wyższe niż ph prosciutto crudo (5,2). Wśród kiełbas niskim ph (od 5,1 do 5,3) oraz największą liczbą pałeczek mlekowych (od 5,0 do 5,9 log jtk/g) i wolnych kwasów tłuszczowych (od 760 do 880 mg/kg) charakteryzowały się kindziuki. Lotne związki zapachowe, będące produktami fermentacji sacharydów (octan metylu, octan etylu) oraz przemian metabolicznych komórek (kwas octowy, kwas butanowy) potwierdziły dużą aktywność enzymatyczną mikroorganizmów w procesie dojrzewania badanych wędlin. Skład chemiczny, aktywność wody oraz ph polskich wędlin były typowe dla fermentowanych suszonych wyrobów mięsnych i na pewno znalazłyby uznanie u zachodnioeuropejskich nabywców. Ponieważ według Spaziani i wsp. (2009), konsumenci krajów basenu Morza Śródziemnego nie akceptują wędlin o zbyt kwaśnym posmaku (ph 4,6-5,2), związanym z krótko- lub średnioterminowym dojrzewaniem. Poszukują wędlin tradycyjnych, dojrzewających przez minimum sześć do ośmiu tygodni, o końcowym ph zbliżonym lub wyższym od 5,3. Za wyjątkiem kumpii, o bardzo zaawansowanych zmianach proteolitycznych i lipolitycznych, wszystkie pozostałe wędliny miały zbliżoną jakość sensoryczną, która kształtowała się na poziomie dobrym. W grupie ocenianych wędzonek kumpia została uznana za produkt o najintensywniejszym zapachu (4,4 pkt) i smaku (4,0 pkt). Uzyskane wartości oceny ogólnej dla wędzonek wahały się w zakresie od 3,3 do 3,9 pkt a dla kiełbas 3,5-4,1 pkt. 8

9 Określenie stopnia zaawansowania zmian fizykochemicznych, biochemicznych i mikrobiologicznych w czasie dojrzewania kumpii, polędwicy i ogonówki (publikacje ) Badania podstawowego składu chemicznego potwierdziły zgodność zawartości wody, białka oraz tłuszczu kumpii, polędwicy i ogonówki z wymaganiami norm dla wędzonek surowych (PN-A :1996/Az1:1998; PN-A-82031:2005; PN-A-82033:2005) (4.2.; 4.5.). Zawartość soli w gotowych wyrobach była wysoka i przekraczała o około 1 % wartość dopuszczalną. Niestety, pomimo ogólnego trendu zmniejszania dodatku soli w produkcji tradycyjnych wędlin dojrzewających, dla wielu polskich i zagranicznych drobnych producentów oraz gospodarzy, stanowi ona nadal podstawowy środek gwarantujący trwałość wyrobów. Podsuszanie, spadek zawartości wody do poziomu 47,8-59,4 % oraz wzrost ilości pozostałych komponentów chemicznych, w tym soli do 4,3-7,9 %, skutkowały między innymi zmniejszeniem aktywności wody w wędzonkach do 0,88-0,90. Nie można wykluczyć innych przyczyn spadku aktywności wody, na przykład zmian w obrębie mikrostruktury oraz rozpadu drobnocząsteczkowych związków w czasie dojrzewania, sugerowanych również przez innych autorów (Patrignani i wsp., 2007; Martín-Sánchez i wsp., 2011). Równie ważnym dla bezpieczeństwa produkcji było obniżenie ph na odpowiednich etapach dojrzewania wędzonek. Systematyczny spadek ph, odpowiednio z poziomu 5,8 do 5,2 oraz z 5,6 do 5,5 odnotowano w czasie dojrzewania polędwicy oraz ogonówki. Niższe wartości ph polędwicy mogły być związane z mniejszą zawartością tłuszczu w wyrobie w porównaniu z ogonówką, co potwierdzają również badania Soyer i wsp. (2005). W przypadku kumpii, przez pierwsze dwa miesiące dojrzewania występowała tendencja malejąca a w trzecim miesiącu (pomimo nieznacznego wzrostu), wartość ph ustabilizowała się na poziomie 5,3. Według Spaziani i wsp. (2009), w wyrobach dojrzewających w niskich temperaturach, fermentacja może ulec spowolnieniu i wówczas ph nie zmniejszy się o więcej niż 0,2-0,4 jednostki. Częstym zjawiskiem w przypadku wędzonek długo dojrzewających jest wtórny wzrost ph do wartości zbliżonych nawet do wyjściowych. Dzieje się tak na skutek uwalniania związków o charakterze zasadowym, między innymi peptydów, wolnych aminokwasów oraz amoniaku, powstałych w wyniku proteolizy. Podczas dojrzewania kumpii, polędwicy oraz ogonówki zwiększała się ilość produktów degradacji białek (4.2.; 4.5.). We wszystkich trzech przypadkach, na każdym etapie dojrzewania, następowało blisko dwukrotne zwiększenie zawartości wolnych grup aminowych rozpuszczalnych w wodzie, które zgodnie z Kuchroo i wsp. (1983) obrazują ogół produktów hydrolizy białek. Z powodu różnego czasu dojrzewania, otrzymane wartości różniły się od siebie znacząco i ostatecznie wynosiły 336,4 µm Gly/kg dla kumpii oraz odpowiednio 122,5 i 112,9 µm Gly/kg dla polędwicy i ogonówki. Pomimo pozornego zmniejszenia tempa zmian proteolitycznych, w trzecim miesiącu dojrzewania kumpii obserwowano sukcesywny wzrost wolnych grup aminowych rozpuszczalnych w PTA. Grupy te reprezentują drobnocząsteczkową frakcję pojedynczych aminokwasów, dii tripeptydów (Kuchroo i wsp., 1983). Ostatecznie, zawartość tych związków w kumpii oznaczona 9

10 była na poziomie 45,6 µm Gly/kg. Obecność związków frakcji drobnocząsteczkowej w polędwicy oraz ogonówce, ustalona z chwilą zakończenia produkcji, wynosiła odpowiednio 3,3 oraz 6,6 µm Gly/kg. Zaawansowanie zmian proteolitycznych kumpii potwierdził również ponad dwukrotny wzrost ilości azotu rozpuszczalnego w stosunku do ogólnego, który w chwili zakończenia produkcji wyniósł 19,7 %. Wartości uzyskane dla polędwicy oraz ogonówki były niższe niż w przypadku kumpii i liczyły 11,6 i 10,7 % w czwartym tygodniu dojrzewania. We wszystkich wędzonkach zwiększyła się zawartość wolnych kwasów tłuszczowych (4.2.; 4.5.). Zawartość kwasów tłuszczowych w czasie dojrzewania kumpii zwiększyła się z 185,7 do 1316,7 mg/kg, polędwicy oraz ogonówki - odpowiednio z 270,0 do 460,0 mg/kg oraz z 250,0 do 530,0 mg/kg. Największy przyrost kwasów nasyconych (palmitynowego oraz stearynowego) nastąpił w pierwszych dwóch miesiącach dojrzewania kumpii oraz pierwszych dwóch tygodniach dojrzewania polędwicy i ogonówki. Zawartość jedno- i wielonienasyconych kwasów wzrastała sukcesywnie. Zidentyfikowane kwasy tłuszczowe o dłuższych łańcuchach (C 14 - C 18 ), wraz z produktami degradacji białek, mogły tu być prekursorami lotnych związków zapachowych. W kształtowaniu profilu zapachowego badanych wędzonek mogły brać też udział produkty oksydacji tłuszczu, chociaż wartości indeksu TBA malały w czasie dojrzewania. Taka tendencja wynika z antyoksydacyjnych właściwości dymu wędzarniczego, przypraw oraz bakterii z rodziny Lactobacillaceae (Meynier i wsp., 1999; Kullisar i wsp., 2002). Najmniejsze wartości TBA oznaczono w polędwicy, o najmniejszej zawartości tłuszczu (8,2 %) oraz najniższym końcowym ph (5,16). Zaawansowanie procesów związanych z degradacją białek oraz lipidów potwierdziło oznaczenie profilu lotnych związków zapachowych. Warunki fizykochemiczne oraz kierunek przemian biochemicznych trzymiesięcznego dojrzewania kumpii sprzyjały tworzeniu większej ilości lotnych związków zapachowych (4.2.). Ostateczny, intensywny w odczuciu zapach wyrobu był wynikiem obecności między innymi kwasu butanowego, aldehydów (pentanal, heksanal, oktanal, nonanal) oraz alkoholi (1,3-butandiol, 2-metylo-2-buten-1-ol, 3-metylo-3-buten-1-ol). Związki te mogły powstać w wyniku fermentacji sacharydów (octan metylu, octan etylu, kwas octowy, kwas butanowy, 3-hydroksy-2-butanon), przekształceń uwolnionych aminokwasów (3-metylobutanal, 3-metylo-1-butanol, 2-metylo-1-butanol) oraz kwasów tłuszczowych (2-butanon, 3-pentanon, pentanal, heksanal, 2-heptanon, kwas butanowy). Kwas butanowy mógł być również produktem degradacji kwasów tłuszczowych. Część wymienionych związków, jak niektóre aldehydy (pentanal, heksanal, oktanal) oraz alkohole (1-penten-3-ol, 3-metylo-3-buten-1-ol, 3-metylo-1-butanol, 2-metylo- 2-buten-1-ol), mogła powstać w wyniku oksydacji tłuszczu. W polędwicy i ogonówce oznaczono odpowiednio 17 i 11 lotnych związków zapachowych (4.5.). Oktanal, nonanal, 1,3-butandiol, 3-metylo-3-buten-1-ol, 2-pentanol oraz 1-penten-3-ol występowały jedynie w wyrobach gotowych. Nie stwierdzono obecności związków o działaniu drażniącym takich, jak: octan metylu, octan etylu, 1-butanol, 2-metylo-1-butanol, 1-propanol, 10

11 2-butanon, 2-pentanon, 2-heptanon, 3-metylobutanal i 2-pentanal, które według innych autorów (Olesen i wsp., 2004) intensyfikują smak, podobnie jak 3-metylobutanalu, który ma odpowiadać za charakterystyczny zapach wędlin długo dojrzewających (Stahnke, 1995; Montel i wsp., 1993). Wszystkie te substancje zostały oznaczone w kumpii w drugim i trzecim miesiącu dojrzewania. Niejednakowy skład chemiczny polędwicy i ogonówki, podobnie jak stopień degradacji poszczególnych kwasów tłuszczowych i ich oksydacji, kształtowały odmienne profile lotnych związków zapachowych obu porównywanych wędzonek. Zmieniające się warunki fizykochemiczne wędzonek (spadek aktywności wody i ph, zwiększenie zasolenia) wpłynęły na wzrost tlenowej mikroflory mezofilnej, redukując jej liczebność w trakcie dojrzewania o 1,0-2,2 log jtk/g (4.3.; 4.5.). Podobne zachowanie opisano w przypadku pożądanych technologicznie bakterii mlekowych oraz koagulazo-ujemnych ziarniaków, bytujących w zewnętrznych warstwach wyrobów (2,0-3,5 cm głębokości). Liczebność populacji warstw wewnętrznych w czasie dojrzewania zwiększała się o około 1,0 log jtk/g. Liczba tlenowych bakterii mezofilnych, bakterii mlekowych oraz koagulazo-ujemnych ziarniaków w produktach gotowych do spożycia została oznaczona odpowiednio na poziomie 6,0-7,2 jtk/g, 4,6-8,0 jkt/g oraz 4,1-5,6 jtk/g. Rolą bakterii mlekowych oraz ziarniaków było zakwaszenie wędzonek (stworzenie odpowiedniego środowiska dla reakcji biochemicznych i wyeliminowanie możliwości rozwoju ewentualnej mikroflory chorobotwórczej) oraz redukcja azotanów (V) do (III), która pozwala osiągnąć pożądaną czerwoną barwę wyrobów. Wymienione drobnoustroje mogły również czynnie wpływać na degradację krótkołańcuchowych peptydów oraz uwalnianie wolnych aminokwasów (Toldrá, 1993; Hughes i wsp., 2002). W badanych wędzonkach nie stwierdziłam obecności Staphylococcus aureus ani pleśni (4.3.; 4.5.). Zidentyfikowane drobnoustroje (Actinomyces naeskundii, Anaerococcus prevotii, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Clostridium bifermentans, Clostridium clostridioforme, Clostridium glycolicum, Clostridium histolyticum, Clostridium ramosum, Clostridium sporogenes, Clostridium subterminale, Clostridium tyrobutyricum, Eggerthella lenta, Finegoldia magna, Gemella morbillorum, Lactobacillus xylosus, Lactobacillus acidophilus, Lactococcus lactis subsp. Lactis, Propionibacterium acnes, Propionibacterium granulosum, Peptonibacterium asaccharomyces, Staphylococcus xylosus) należały do mikroflory rodzimej, związanej ze środowiskiem chowu zwierząt. W grupie wymienionych mikroorganizmów znajdowały się gatunki fermentujące w obecności tlenu lub w warunkach beztlenowych - w obecności azotu. Ich obecność świadczyła o zanieczyszczeniu świeżego mięsa na etapach obróbki poubojowej (wykrwawiania, oparzania, skórowania, usuwania wnętrzności) lub produkcji (wykrawania, peklowania, wędzenia, ważenia). W większości były to pałeczki i ziarniaki gram-dodatnie, tworzące lub nie tworzące spor. Ogólnie, gram-dodatnie ziarniaki stanowiły 25,0 %, tlenowe, względnie beztlenowe lub beztlenowe laseczki - 40,0 % a formy pleomorficzne - 25,0 %, tworzące lub nie tworzące spor. Gatunki takie jak Actinomyces naeslundii, Eggerthella lenta oraz Lactobacillus acidophilus stanowiły pozostałe 10,0 %. Według Spaziani i wsp. 11

12 (2009), stabilne przechowalniczo wyroby mięsne charakteryzują się ph 5,20 i a w 0,95 lub tylko ph<5,00 lub tylko a w <0,91. Uzyskane wyniki analizy mikrobiologicznej potwierdziły, że kumpia, polędwica oraz ogonówka były w czasie dojrzewania produkcyjnego wyrobami bezpiecznymi, wolnymi od mikroflory patogennej. Badania amin biogennych potwierdziły bezpieczeństwo wyrobów (4.3.; 4.5.). W wyrobach gotowych stwierdzono 0,0-4,8 mg/kg tryptaminy, 0,0-1,9 mg/kg β-fenyloalaniny i 2,9-3,9 mg/kg putrescyny. Zgodnie z doniesieniami innych autorów (Kalač, 2006; Lorenzo i wsp. 2007; Stadnik i Dolatowski, 2010) takie ilości wyżej wymienionych amin biogennych świadczą o dobrej jakości surowców użytych do produkcji. Podobne wyniki uzyskali Suzzi i Gardini (2003), którzy wykazali, że wzrost zawartości tyraminy i sperminy jest efektem rozwoju bakterii kwasu mlekowego oraz drobnoustrojów denitryfikujących. Różnice w zawartości tyraminy pomiędzy wędzonkami dojrzewającymi cztery tygodnie (do 4,4 i 5,8 mg/kg) a trzymiesięczną kumpią (do 21,9 mg/kg) wynikały z różnego czasu dojrzewania, a tym samym innego składu jakościowego mikroflory. Ilości sperminy były zbliżone we wszystkich wędzonkach. Wysoka zawartość spermidyny w ogonówce (8,0 mg/kg) oraz w kumpii (17,8 mg/kg) nie jest alarmująca w porównaniu z danymi literaturowymi (Lorenzo i wsp., 2007, Lorenzo i wsp., 2008; Stadnik i Dolatowski, 2010). Na wzrost zawartości amin miał również wpływ proces podsuszania produktów i zmniejszenie ilości wody w podstawowym składzie. Kształtowana na różnych etapach produkcji barwa kumpii, na przykład w czasie wędzenia (tworzenie się karboksy- i nitrozylomioglobiny) lub dojrzewania (aktywność denitrifikująca drobnoustrojów), zmieniła się znacząco (ΔE*=4,0) (4.3.). Pomimo braku dodatku azotanów ich końcowa zawartość wynosiła 35,6 mg/kg (V) oraz 19,4 mg/kg (III), była więc wystarczająca do otrzymania wyrobu bezpiecznego, o pożądanej barwie. Naturalnym źródłem azotanów mogła być pasza, woda oraz substancje azotowe, rozłożone w czasie dojrzewania do tlenu i amoniaku. Według Lorenzo i wsp. (2008), reakcje takie są uzależnione od ph środowiska, dlatego ph>5,0 kumpii korespondowało ze wzrostem populacji ziarniaków koagulazo-ujemnych a w konsekwencji - zwiększeniem zawartości azotanów (III) oraz wzmocnieniem udziału czerwieni i jej nasycenia w pierwszym miesiącu dojrzewania. Aktywność reduktazy azotanowej na dalszych etapach mogły wykazywać również inne gatunki drobnoustrojów oznaczonych w kumpii, między innymi Clostridium clostridioforme, Actinomyces naeslundii (WHO, 1985) lub Lactobacillus acidophilus (Hammens i Hertel, 2006). W wyniku podsuszania, wartości parametru L* zmniejszyły się z 52,1 do 48,3. Wzrost zawartości białka, tłuszczu oraz soli, przy jednoczesnym spadku zawartości wody, korespondował w czasie dojrzewania ze zmianami mikrostruktury oraz tekstury kumpii (4.4.). Mimo iż zmiany w obrębie włókien mięśniowych i tkanki łącznej były widoczne (zacieśnienie elementów struktury mięśnia, zanik endomysium), perymysium zachowało niezmienioną strukturę. Zanik endomysium, według Katsaras i Budras (1992), mógł być spowodowany większą jego wrażliwością na działanie kwasu mlekowego w porównaniu z perymysium. Dodatkowo, włókna kolagenowe 12

13 endomysium są krótsze (47,0-48,0 nm) niż włókna perymysium (65,0-67,0 nm), co mogło uczynić je mniej wytrzymałymi (Purslow, 2005; Lepetit, 2007; Lepetit, 2008). Największa, odnotowana w trzecim miesiącu wartość twardości TPA korelowała z wartościami aktywności wody (r = -0,88) oraz zawartością kolagenu rozpuszczalnego (r=0,91). Odpowiednio, w drugim i w trzecim miesiącu stwierdzono korelację pomiędzy zawartością białka oraz żujnością TPA (r=0,87). Konsystencja kumpii, lekko plastyczna na początku dojrzewania, stopniowo stawała się bardziej elastyczna. Według Ruiz-Ramírez i współpracowników (2005) wzrastające na skutek odwodnienia stężenie soli zwiększa twardość mięsa, szczególnie przy niskim ph.po zakończeniu dojrzewania ph kumpii wynosiło 5,3. Wzrost twardości kumpii mógł również nastąpić po zastosowaniu długotrwałego wędzenia. Zgodnie z Onkowo i Ledward (1992) interakcje pomiędzy składnikami dymu wędzarniczego a białkami tkanki łącznej zmniejszają wrażliwość białek na działanie fizyko-chemicznych czynników środowiska. Aromat dymu wędzarniczego, kompozycja przypraw oraz optymalny czas dojrzewania miały istotny wpływ na jakość sensoryczną kumpii. Pożądalność smaku (4,5 pkt), słoność (4,8 pkt) oraz intensywność smaku i zapachu (4,7 pkt) osiągnęły bardzo korzystne noty w chwili zakończenia produkcji. Podsuszanie nie miało wpływu na odczucie soczystości kumpii, która w drugim i trzecim miesiącu dojrzewania została oceniona na poziomie 4,4 i 4,5 pkt. Ogólna ocena kumpii gotowej do spożycia wyniosła 4,4 pkt. Charakterystyka wybranych wędlin dojrzewających Podlasia (publikacja 4.6.) Technologia tradycyjnej produkcji wędlin dojrzewających w Polsce jest wynikiem wielopokoleniowej integracji Polaków, Litwinów, Białorusinów, Tatarów, Romów, Mazurów, Żydów, Ormian, Niemców oraz Rosjan. Proces integracji rozpoczął się w 1569 roku, w momencie powstania Rzeczpospolitej Obojga Narodów. Poszczególne społeczności wniosły do wspólnego dorobku swój język, religię, wzory myślenia, zachowania oraz kuchnię. Mocno podsuszone, bogato doprawione surowe wędliny dojrzewające produkowane są do dnia dzisiejszego na terenach graniczących z Litwą i Białorusią. Są one wytwarzane z mięsa wieprzowego, wołowego, baraniego oraz słoniny. Wędliny powstające na bazie kuchni karaimskiej doprawiane są jedynie solą i pieprzem. Receptury opierające się na doświadczeniach Litwinów wprowadzają sól, pieprz, jałowiec i czosnek. W gospodarstwach położonych w pobliżu granicy z Białorusią wyrabiane są wędliny bogato doprawione pieprzem, czosnkiem oraz majerankiem. Odtwarzane przez nielicznych gospodarzy i gospodynie, regularnie zdobywają nagrody w konkursie Nasze Kulinarne Dziedzictwo - Smaki Regionów, którego organizatorem jest Marszałek Województwa Podlaskiego, Polska Izba Produktu Regionalnego i Lokalnego oraz Podlaski Ośrodek Doradztwa Rolniczego w Szepietowie. Niektóre są dodatkowo wyróżnione Perłą targów Polagra. W pracy opisałam i udokumentowałam fotograficznie następujące wędliny produkowane w rejonie Podlasia: polędwicę dojrzewającą łososiową, polędwicę wieprzową suszoną, polędwicę obsuszaną, wędzonkę staropolską i kiełbasę surową wiejską, szynkę, baleron oraz kiełbasę surową obsuszaną, szynkę baranią wędzoną - kumpiak, kumpiak podlaski oraz kumpię 13

14 wieprzową z komina. Materiał opublikowałam w ogólnodostępnym czasopiśmie branżowym w celu przybliżenia tej problematyki polskim konsumentom. Wnioski Wyniki opisanych badań wniosły istotny wkład w poszerzenie wiedzy na temat technologii produkcji polskich surowych wędlin dojrzewających, wytwarzanych metodami tradycyjnymi przy udziale mikroflory fermentacyjnej oraz denitryfikującej. Na podstawie uzyskanych wyników sformułowałam następujące wnioski: 1. Z analizy składu surowcowego, chemicznego oraz jakości sensorycznej wynika, że spośród wędzonek dojrzewających kumpia wieprzowa odznacza się najbardziej intensywnym zapachem oraz smakiem. Jest produktem o najmniejszej aktywności wody, największej zawartości wolnych grup aminowych rozpuszczalnych w wodzie i w PTA oraz wolnych kwasów tłuszczowych. Znaczny stopień zaawansowania procesów dojrzewania kumpii potwierdza również skład jakościowy lotnych związków zapachowych. 2. Wśród kiełbas, grubo rozdrobnione kindziuki, pomimo różnic w składzie surowcowym, stopniu zaawansowania degradacji białek i tłuszczów, profilu lotnych związków zapachowych, są podobnie oceniane pod kątem soczystości, pożądalności zapachu oraz smaku. Natomiast średnio rozdrobnione kiełbasy saucisson mają porównywalny skład chemiczny, profil lotnych związków zapachowych oraz wybrane cechy sensoryczne - barwę na przekroju, strukturę przekroju oraz związanie plastrów (4.1.). 3. W ocenie sensorycznej wędzonek i kiełbas członkowie panelu zwracają uwagę na: specyficzny zapach kultur drożdży na powierzchni wyrobów, dużą słoność, dominację pieprzu oraz wyczuwalność kwasu mlekowego i octowego, co generalnie nie jest akceptowane wśród polskich konsumentów (4.1.). 4. Zmiany w podstawowym składzie chemicznym, związane ze stopniowym odwadnianiem kumpii, gromadzenie produktów przemian proteo- i lipolitycznych oraz żywotność bakterii kwaszących i denitryfikujących w czasie 3-miesięcznego dojrzewania wpływają na jej jakość sensoryczną i bezpieczeństwo produkcji. Aktywność wody, ph, liczebność bakterii kwasu mlekowego oraz gronkowców koagulazo-ujemnych, oznaczone w kumpii gotowej do spożycia, wskazują na właściwy kierunek fermentacji i prawidłowy przebieg dojrzewania (4.2.; 4.3.). 5. Wzrost zawartości białka, tłuszczu oraz soli, przy jednoczesnym spadku zawartości wody w kumpii, koresponduje ze zmianami jej mikrostruktury oraz wzrostem siły cięcia Warner- Bratzlera, twardości TPA oraz żujności TPA. Pomimo zacieśnienia elementów struktury mięśni i zaniku endomysium, perymysium zachowuje niezmienioną strukturę przez cały czas 14

15 dojrzewania. Konsystencja kumpii, lekko plastyczna na początku dojrzewania, stopniowo staje się bardziej elastyczna (4.4.). 6. Aromat dymu wędzarniczego, kompozycja przypraw oraz aktywność bakterii kwaszących i denitryfikujących mają istotny wpływ na stopień oksydacji tłuszczu oraz jakość sensoryczną gotowej do spożycia kumpii. Dowodem na to są nieznacznie rosnące w czasie dojrzewania wartości wskaźnika TBA oraz wysoko ocenione pod koniec dojrzewania: pożądalność smaku, słoność, intensywność smaku i zapachu. Podsuszanie nie ma wpływu na ostateczne odczucie soczystości produktu (4.2.; 4.4.). 7. Degradacja białek oraz tłuszczów nie przebiega równomiernie w czasie dojrzewania kumpii. W pierwszych dwóch miesiącach obserwowane jest prawie czterokrotne zwiększenie zawartości wolnych grup aminowych rozpuszczalnych w wodzie oraz ponad pięciokrotny wzrost ilości wolnych kwasów. Nieduży przyrost wymienionych związków w trzecim miesiącu dojrzewania jest również istotny statystycznie (4.2.). Mniejsze zawartości wolnych grup aminowych i wolnych kwasów tłuszczowych w polędwicy i ogonówce są związane z krótszym czasem dojrzewania tych wędzonek (4.5.). 8. Produkty degradacji kwasów tłuszczowych: aldehydy (pentanal, heksanal, oktanal) i alkohole (1-penten-3-ol, 3-metyl-3-buten-1-ol, 3-metyl-1-butanol, 2-metyl-2-buten-1-ol), stanowią największą grupę lotnych związków zapachowych kumpii, polędwicy oraz ogonówki (4.2.; 4.5.). 9. Produkty fermentacji sacharydów (octan metylu, octan etylu) i aktywności metabolicznej komórek (kwas octowy, kwas butanowy) oraz dekarboksylacji aminokwasów (tyramina, tryptamina, putrescyna, spermina) wskazują na dużą aktywność enzymatyczną mikroorganizmów w procesie dojrzewania. Obecność tyraminy i sperminy w kumpii, polędwicy oraz ogonówce potwierdza aktywność bakterii kwasu mlekowego i mikroorganizmów denitryfikujących (4.2.; 4.3.; 4.5.). 10. W skład mikroflory rodzimej kumpii, polędwicy oraz ogonówki wchodzą gram-dodatnie ziarniaki (25,0 %), tlenowe, względnie beztlenowe lub beztlenowe laseczki (40,0 %) oraz formy pleomorficzne (25,0 %), tworzące lub nie tworzące spor. Jest to mikroflora fizjologiczna człowieka i zwierząt oraz mikroflora dodatków ziołowych. Inne drobnoustroje stanowią pozostałe 10,0 % składu gatunkowego wyizolowanej mikroflory (4.3.; 4.5.). 15

16 Literatura Flores M., Toldrá F. Microbial enzymatic activities for improved fermented meats. Food Sci. Technol., 2011, 22, Fonseca, S., Cachaldora, A., Gómez, M., Franco, I., Carballo, J. Monitoring the bacterial population dynamics during the ripening of Galician chorizo, a traditional dry fermented Spanish sausage. Food Microbiol., 2013, 33, 1, Gøtterup, J., Olsen, K., Knøchel, S., Tjener, K., Stahnke, L., Møller Jens, K. Colour fermentation in fermented sausages by meat-associated staphylococci with different nitrateand nitrate-reductase activities. Meat Sci., 2008, 78, Hammens W. P., Hertel C. The genera Lactobacillus and Cornobacterium in the Prokaryotes. In: Dworkin M. (ed) Bacteria: Firmicutes, Cyanobacteria. Springer, Singapore, 2006, Hughes M. C., Kerry J. P., Arendt E. K., Kenneally P. M., Mc Sweeney P. L. H., O Neill E. E. Characterization of proteolysis during the ripening of semi-dry fermented sausages. Meat Sci., 2002, 62, Iacumin, L., Manzano, M., Comi, G. Catalase-positive cocci in fermented sausage: Variability due to different pork breeds, breeding systems and sausage production technology. Food Microbiol., 2012, 29, 2, Incze K. Dry fermented sausages. Meat Sci., 1998, 49, l69-l77. Kalač P. Biologically active polyamines in beef, pork and meat products. Meat Sci., 2006, 74, Katsaras K., Budras K. Microstructure of fermented sausage. Meat Sci., 1992, 31, Kołożyn-Krajewska D., Dolatowski Z. Probiotic meat products and human nutrition. Process Biochem., 2012, 47, Kuchroo C. V., Ramilly I. P. Fox P. F. Assessment of proteolysis in cheese by reaction with trinitrobenzensulphonic acid. J. Food Technol., 1983, 7, Kullisar T., Zilmer M., Mikelsaar M., Vihalemm T., Annuk H., Kairane C., Kilk A. Two antioxidative lactobacilli strains as promising probiotics. Int. J. Food Microbiol., 2002, 72, Lepetit J. A theoretical approach of the relationships between collagen content, collagen cross-links and meat tenderness. Meat Sci., 2007, 76, Lepetit J. Collagen contribution to meat toughness: Theoretical aspects. Meat Sci., 2008, 80, Leroy, S., Giammarinaro, P., Chacornac, J. P., Lebert, I., Talon, R. Biodiversity of indigenous staphylococci of naturally fermented dry sausages and manufacturing environments of small-scale processing units. Food Microbiol., 2010, 27, 2, Lorenzo J. M., Matrinez S., Franco I. Carballo J. Biogenic amine content during the manufacture of dry-cured lacón, a Spanish traditional meat product: Effect of same additives. Meat Sci., 2007, 77, Lorenzo J. M., García Fontán M. C., Franco I., Carballo J. Biochemical characteristics of drycured lacón (a Spanish traditional meat product) throughout the manufacture, and sensorial properties of the final product. Effect of some additives. Food Control, 2008, 19, Lücke F. K. Utilization of microbes to process and preserve meat. Meat Sci., 2000, 56,

17 Martín-Sánchez A. M., Chaves-López C., Sendra E., Sayas E., Fenández-López J., Pérez-Álvarez J. A. Lipolysis, proteolysis and sensory characteristics of a Spanish fermented dry-cured meat product (salchichón) with oregano essential oil used as surface mold inhibitor. Meat Sci., 2011, 89, Meynier A., Novelli E., Chizzolini R., Zanardi E., and Gandemer E. Volatile compounds of commercial Milano salami. Meat Sci., 1999, 51, Montel M. C., Talón R., Berdagué J. L., Cantonnet M. Effects of starter cultures on the biochemical characteristics of French dry sausages. Meat Sci., 1993, 35, Olesen P. T., Meyer A. S., Stahnke L. H. Generation of flavour compounds in fermented sausages - the influense of curing ingredients, Staphylococcus starter culture and ripening time. Meat Sci., 2004, 66, Olivares A., Navarro J. L., Salvador A., Flores M. Sensory acceptability of slow fermented sausages based on fat content and ripening time. Meat Sci., 2010, 86, Okonkwo T. M., Ledward D. A. Characteristics of some intermediate moisture smoked meats. Meat Sci., 1992, 31, Patrignani F., Lucci L., Vallicelli M., Guerzoni M. E., Gardini F., Lanciotti R. Role of surface-inoculated Debaryomyces hansenii and Yarrowia lipolytica strains in dried fermented sausage manufacture. Part 1: Evaluation of their effects on microbial evolution, lipolytic and proteolytic patterns. Meat Sci., 2007, 75, PN-A-82007:1996/Az1:1998. Przetwory mięsne. Wędliny. PN-A-82031:2005. Wędliny. Polędwica wędzona. PN-A-82033:2005. Wędliny. Ogonówka wędzona. Purslow P. P. Intramuscular connective tissue and its role in meat quality. Meat Sci., 2005, 70, Rason J., Laguet A., Berge P., Dufour E., Lebecque A. Investigation of the physicochemical and sensory homogeneity of traditional French dry sausages. Meat Sci., 2007, 75, Ravyts, F., Steenb, L., Goemaereb, O., Paelinckb, H., De Vuysta, L., Leroya, F. The application of staphylococci with flavour-generating potential is affected. Food Microbiol., 2010, 27, 7, Roseiro L. C., Santos C., Sol M., Borges M. J., Anjos M., Goncalves H., Carvalho A. S. Proteolysis in Painho de Portalegre dry fermented sausage in relation to ripening time and salt content. Meat Sci., 2008, 79, Ruiz-Ramírez J., Arnau J., Serra X., Gou P. Relationship between water content, NaCl content, ph and texture parameters in dry-cured muscles. Meat Sci., 2005, 70, Salgado A., García Fontán M. C., Franco I., López M., Carballo J. Biochemical changes during the ripening of Chorizo de cebolla, a Spanish traditional sausage. Effect of the system of manufacture (homemade or industrial). Food Chem., 2005, 92, Soyer A., Ertas A. H., Üzümcüoglu Ü. Effect of processing conditions on the quality of naturally fermented Turkish sausages (sucuks). Meat Sci., 2005, 69, Spaziani M., Del Torre M., Stecchini M. L. Changes of physicochemical, microbiological, and textural properties during ripening of Italian low-acid sausages. Proteolysis, sensory and volatile profiles. Meat Sci., 2009, 81, Stadnik J., Dolatowski Z. J. Biogenic amines in meat and fermented meat products. Acta Sci. Pol., 2010, 9, 3, Stahnke L. H. Dried sausages fermented with Staphylococcus xylosus at different temperatures and with different ingredient levels-part II. Volatile compounds. Meat Sci., 1995, 41,

18 Suzzi G. Gardini F. Biogenic amines in dry fermented sausages. Food Microbiol., 2003, 88, Toldrá F., Rico E., Flores J. Cathepsins L, D, H and L activities in the processing of dry-cured ham. J. Sci. Food Agr., 1993, 62, 2, World Health Organization. Health hazards from nitrate in drinking-water. WHO Regional Office for Europe Press, 1985, Copenhagen. 5. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo-badawczych Tematyka badawcza rozwijana w czasie przed uzyskaniem stopnia naukowego doktora: Określenie optymalnych warunków redukcji liczby komórek bakterii z wykorzystaniem bakteriobójczych i bakteriostatycznych właściwości cystatyny białka jaja kurzego oraz dwóch oddziaływań energetycznych: pulsacyjnego pola elektrycznego i skoncentrowanego pola mikrofalowego Przedstawiony poniżej wykaz zawiera prace opublikowane w latach , związane tematycznie z realizacją pracy doktorskiej. Wyniki badań opisanych w powyższych publikacjach stanowiły podstawę do ubiegania się o nadanie stopnia doktora i zostały opublikowane w formie czterech prac oryginalnych oraz jednej pracy przeglądowej Trziszka T., Saleh Y., Kopeć W*., Siewiński M., Węsierska E. Effect of hen s age on the level of cystatin in chicken egg white. International Journal of Poultry Science, 2004, 3, 7, Węsierska E.*, Saleh Y., Trziszka T., Kopeć W., Siewiński M. Antimicrobial activity of chicken egg white cystatin. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 2005, 21, 1, # Węsierska E.* Czynniki jakości mikrobiologicznej spożywczych jaj kurzych. Medycyna Weterynaryjna, 2006, 62, 11, Węsierska E.*, Trziszka T. Evaluation of the use of Pulsed Electrical Field as a factor with antimicrobial activity. Journal of Food Engineering, 2007, 78, Węsierska E.*, Trziszka T. Concentrated microwave field as a factor with antimicrobial activity. Medycyna Weterynaryjna, 2007, 63, 4, * autor korespondencyjny, # publikacja przeglądowa W badaniach podjęłam próby określenia optymalnych warunków redukcji liczby komórek bakterii z wykorzystaniem bakteriobójczych i bakteriostatycznych właściwości cystatyny białka jaja kurzego oraz dwóch oddziaływań energetycznych: pulsacyjnego pola elektrycznego (PPE) i skoncentrowanego pola mikrofalowego (SPM). Badania objęły trzy niezależne eksperymenty, które pozwoliły porównać przydatność technologiczną wymienionych metod w odniesieniu do cech fizycznych badanego surowca. Materiałem badawczym była cystatyna, pozyskana z białka jaj 18

19 pięćdziesięciotygodniowych kur niosek linii Tetra SL (5.1. i 5.2.) oraz białko jaj kurzych, otrzymane z przechowywanych w temperaturze 22 C przez okres 21 dni jaj niosek linii Tetra SL (5.4. i 5.5.). Badania wrażliwości bakterii prowadziłam z wykorzystaniem szczepów wzorcowych (Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus 25923, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853), szczepów wcześniej przeze mnie wyizolowanych z powierzchni skorup badanych jaj (Escherichia coli, Staphylococcus gallinarum, Staphylococcus xylosus, Pseudomonas aeruginosa, Serratia liquefaciens, Citrobacter freundii, Acinetobacter lwoffi, Oligella sp.) oraz szczepów Salmonella enteritidis, należących do kolekcji ówczesnego Laboratorium Bakteriologicznego Dolnośląskiego Centrum Pediatrycznego im. J. Korczaka we Wrocławiu. Oznaczenie wrażliwości bakterii na obecność cystatyny prowadziłam metodą dyfuzyjno-krążkową oraz metodą płytek lanych (5.2.). W supernatancie odwirowanej hodowli oznaczyłam aktywność enzymu. Zmianę liczebności poszczególnych populacji po zastosowaniu metod termicznych określiłam metodą płytek lanych, a poddane oddziaływaniom białko wypieniłam i oceniłam pod kątem przydatności technologicznej (5.4. i 5.5.). W grupie najwrażliwszych na obecność cystatyny izolatów, reagujących na stężenia 100, 150 i 200 µg/ml, znalazły się: Escherichia coli, Acinetobacter lwoffii, Oligella sp. oraz Staphylococcus gallinarum. Szczepami średniowrażliwymi, odpowiadającymi na stężenia 300 i 600 µg/ml, były Citrobacter freundii oraz Serratia liquefaciens (5.2.). Opornymi na obecność cystatyny w stężeniu 1 mg/ml okazały się być szczepy Staphylococcus xylosus oraz Pseudomonas aeruginosa. Z przebadanych metodą dyfuzyjno-krążkową szczepów, jedynie Salmonella enteritidis okazała się niewrażliwa na zastosowane stężenia inhibitora. Takie zachowanie mogło wynikać z uwarunkowań ewolucyjnych i uodpornienia się patogenów na mechanizmy obronne treści jaja. Wyniki badań nad bakteriobójczą i bakteriostatyczną aktywnością cystatyny były przeze mnie referowane na dwóch sesjach w 2003 roku: VIII Sesji Młodej Kadry Naukowej PTTŻ w Olsztynie oraz XXXIV Sesji Naukowej Komitetu Technologii i Chemii Żywności PAN we Wrocławiu. Ocenę efektywności niekonwencjonalnej pasteryzacji metodami PPE oraz SPM prowadziłam w specjalnie zaprojektowanych do tego celu urządzeniach badawczych (5.4. i 5.5.). Główną uwagę skupiłam na poszukiwaniu oddziaływań energetycznych uwzględniających wrażliwość koagulacyjną białka jaja, czyli redukujących liczebność mikroorganizmów bez negatywnego wpływu na przydatność technologiczną surowca. Istotną zmianę liczebności komórek bakteryjnych w medium, na które oddziaływało PPE (5.4.), obserwowałam po zadaniu 200 oraz 300 impulsów o napięciu 15, 20 i 25 kv/cm, oddzielonych 1 sekundowym interwałem czasowym. Przy energii impulsu w zakresie 28,1-78,1 J i temperaturze procesu 33,0-47,0 C następował spadek liczby komórek o 2,0-3,0 log jtk/g w stosunku do wartości wyjściowej (6,0 log jtk/g). W prawie wszystkich przypadkach, po zadaniu 300 impulsów o napięciu 25 kv/cm, liczba drobnoustrojów była <10 jtk/g. W trybie impulsowym podawania mikrofal (5.5.) energia była dostarczana do układu w postaci odpowiedniej ilości impulsów (7-10), zebranych w wiązki (10), rozdzielone określonym odstępem czasowym (1-7 s). Czas trwania pojedynczego 19

20 impulsu liczył 9x10 ms a interwał pomiędzy zadanymi impulsami trwał 1x100 ms. Zastosowanie wybranych parametrów umożliwiło obniżenie temperatury procesu do C i redukcję liczby komórek większości badanych mikroorganizmów o 1,00-2,00 log jtk/g w czasie s w stosunku do wartości wyjściowej (5,0 log jtk/g). Najbardziej wrażliwe były szczepy wzorcowe, których populacje malały o 2,0-5,0 log jtk/g. Mimo iż temperatura białka w trakcie działania PPE nie była wyższa niż 47 C, po zastosowaniu 300 impulsów o napięciu 15 kv/cm oraz 200 i 300 impulsów o napięciu 20 i 25 kv/cm, pojawiły się objawy koagulacji (5.4.). Podobne do kontroli rezultaty pienistości dały warianty, w których zastosowałam 100 i 200 impulsów o napięciu 15 kv/cm i ostatecznie otrzymałam wyniki na poziomie %. Stabilność uzyskanych pian, mierzona objętością wycieku po 30 min, nie była satysfakcjonująca. Zdolność do tworzenia pian wariantów uwzględniających 1 sekundowy odstęp pomiędzy wiązkami impulsów SPM była porównywalna lub lepsza w odniesieniu do kontroli (5.5.). Rozdzielenie wiązek 7 sekundowym odstępem czasowym pogorszyło pienistość białka. Proces wypienienia wymagał więc wprowadzenia do układu określonej ilości energii, niezbędnej do zrównoważenia sił napięcia powierzchniowego i rozwinięcia białek globularnych. Podanie 10 impulsów w 10 wiązkach korzystnie wpłynęło na trwałość pian. Problematyka oddziaływania PPE i SPM była kontynuowana w Katedrze Technologii Surowców Zwierzęcych i Zarządzania Jakością we Wrocławiu, w kontekście żywności minimalnie przetworzonej i pakowanej w opakowaniach o wybiórczej przepuszczalności po moim odejściu do Katedry Przetwórstwa Produktów Zwierzęcych Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie. Wyniki utrwalania przetworów jajowych metodami niekonwencjonalnymi przedstawiłam na VII i VIII Sesji Młodej Kadry Naukowej, odpowiednio w 2002 r. (Oleśnica) i 2003 r. (Olsztyn), XXXIV Sesji Naukowej Komitetu Technologii i Chemii Żywności PAN w 2003 r. (Wrocław) oraz II Międzynarodowej Konferencji w 2005 r. (Wrocław). W 2006 roku opublikowałam pracę przeglądową na temat czynników jakości mikrobiologicznej spożywczych jaj kurzych, w której scharakteryzowałam naturalne oraz humoralne czynniki obrony jaj, opisałam wpływ zanieczyszczenia biologicznego pomieszczeń dla niosek, powietrza, ściółki i w końcu samych jaj na ich jakość mikrobiologiczną (5.3.). Zaprezentowałam w niej również wybrane rodzaje i gatunki bakterii związane ze środowiskiem bytowania człowieka i niosek, wskazując miejsca ich występowania, rezerwuary, chorobotwórczość oraz drogi przenoszenia. Podstawą tej pracy był Przegląd literatury zawarty w mojej rozprawie doktorskiej. Tematyka badawcza rozwijana po uzyskaniu stopnia naukowego doktora: a) Ocena czynników biologicznych, chemicznych i fizycznych kształtujących jakość mięsa kulinarnego i produktów mięsnych w czasie chowu, uboju, obróbki poubojowej oraz przetwórstwa 20