Zastosowanie substancji biologicznie aktywnych w utrwalaniu mięsa dzików

Transkrypt

1 UNIWERSYTET PRZYRODNICZY WE WROCŁAWIU WYDZIAŁ NAUK O ŻYWNOŚCI KIERUNEK: TECHNOLOGIA ŻYWNOŚCI I ŻYWIENIE Justyna Górecka Zastosowanie substancji biologicznie aktywnych w utrwalaniu mięsa dzików Application of the biologically active substances to preserve of wild boars meat Rozprawa doktorska wykonana pod kierunkiem: Prof. dr hab. Tadeusza Szmańko WROCŁAW 2014

2 Streszczenie Celem badań była próba zwiększenia trwałości elementów zasadniczych dzika, w oparciu o zastosowanie substancji bakteriostatycznych, wyizolowanych z treści jaja. W pierwotnym założeniu planowano przeprowadzenie badań wyłącznie na mięsie dzików (Sus Scrofa), pochodzącym z bazy zbiorczej dziczyzny. Po zrealizowaniu tych badań podjęto decyzję o rozszerzeniu pracy o II-gi eksperyment. Decyzja ta związana była z bardzo dużym zróżnicowaniem materiału doświadczalnego, które w sposób znaczący wpłynęło na wyniki badań. Dlatego wyniki oznaczone na mięsie dzików uznano jako wstępne (I-szy eksperyment) i badania kontynuowano w II-im eksperymencie, tj. na mięsie świniodzików. Materiałem doświadczalnym w I-szym eksperymencie były mięśnie najdłuższe grzbietu (LD) dzików. Pochodziły one od 15 osobników w wieku od 2 do 3 lat, odstrzelonych w różnych łowiskach na terenie północno-zachodniej Polski. Surowiec ten pod wieloma względami był bardzo niejednorodny m.in. pod względem masy tusz w skórze (od 67,3 do 93,0 kg), okresu przechowywania poszczególnych tusz w lokalnych punktach skupu (od 2 do 19 dób), a także czasokresu od momentu odstrzału do chwili oskórowania (od 7 do 24 dób). Ponadto można założyć, że warunki pozyskania zwierzyny, wytrzewiania oraz wychładzania tusz wyselekcjonowanych do badań również bardzo różniły się. Poszczególne doświadczalne mięśnie LD dzików podzielono prostopadle do długiej osi mięśnia na odcinki o masie ok. 280 g, które rozdysponowano do dziesięciu wariantów doświadczalnych, tj. K, T1, T2, T3, L1, L2, L3, CYST, MS oraz KRIO. W I-szym eksperymencie mięśnie LD dzików utrwalono przy udziale: technicznego preparatu inhibitorowo-lizozymowego (T) i preparatu lizozymu (L) w obu przypadkach zastosowano trzy poziomy stężeń ww. preparatów odpowiednio T1, T2, T3 i L1, L2, L3. Kolejnym był preparat cystatyny i inhibitorów proteaz serynowych (CYST) oraz mleczan sodu (MS). Preparaty te nanoszono ilościowo na powierzchnię doświadczalnych elementów przy pomocy celulozowych serwetek. Następnie zapakowane próżniowo mięśnie LD wariantów doświadczalnych: K (kontrola, bez substancji bakteriostatycznych), T1, T2, L1, L2, L3, CYST oraz MS przechowywano w warunkach chłodniczych (tj. w temp. 3 ± 1 C), natomiast próby wariantu KRIO (bez substancji bakteriostatycznych) utrzymywano w temperaturze bliskiej krioskopowej (tj. w temp. -1 ± 0,2 C). Oznaczenia wykonywano na mięsie nieprzechowywanym (0) oraz przechowywanym przez okres 14, 21 i 28 dób. W I-szym eksperymencie zakres badań fizykochemicznych obejmował oznaczenia: przechowalniczych ubytków masy, kwasowości czynnej, fizycznych wyróżników barwy,

3 zdolności utrzymywania wody przez składniki suchej masy beztłuszczowej, siły cięcia, wolnych grup aminowych, kolagenu rozpuszczalnego, liczby TBA, aktywności wody. Przeprowadzono także elektroforetyczny rozdział białek miofibrylarnych. Dokonano również oceny sensorycznej mięsa surowego, a także analizy ultrastruktury tkanki mięśniowej i łącznej. Zakres analiz mikrobiologicznych obejmował oznaczenia: ogólnej liczby drobnoustrojów oraz liczb: bakterii z grupy coli, Escherichia coli, mezofilnych bakterii fermentacji mlekowej, drożdży i pleśni, przypuszczalnych Pseudomonas sp., gronkowców koagulozo-dodatnich, bakterii redukujących siarczyny (IV) rosnących w warunkach beztlenowych, pałeczek z rodzaju Salmonella, oraz pałeczek Listeria monocytogenes. W I-szym eksperymencie nie odnotowano pozytywnego wpływu zastosowanych substancji bakteriostatycznych na obniżenie poziomu zanieczyszczenia mikrobiologicznego przechowywanych elementów. Stwierdzono natomiast pozytywny wpływ zastosowania technicznego preparatu inhibitorowo-lizozymowego (T) na mniejsze zakwaszenie mięsa oraz na mniej dynamiczny przyrost wolnych grup aminowych, a także na wyższą ogólną ocenę sensoryczną (tab. 46). Pozostałe substancje bakteriostatyczne, które wykorzystano w I-szym eksperymencie, tj. preparat lizozymu (L), preparat cystatyny i inhibitorów proteaz serynowych (CYST), oraz mleczan sodu (MS) nie wykazywały znaczącego odziaływania w kierunku zwiększenia trwałości dziczyzny. Czynnikiem najefektywniej, korzystnie oddziaływującym na jakość mięsa dzików było przechowywanie prób w temperaturze bliskiej krioskopowej. Z dużym prawdopodobieństwem można było założyć, że wyniki badań uzyskane w I-szym eksperymencie były w dużej mierze uzależnione od zróżnicowania jakości materiału doświadczalnego. Dlatego badania kontynuowano w II-im eksperymencie, w którym w maksymalnym stopniu wyeliminowano wpływ zróżnicowania materiału doświadczalnego. Do badań wykorzystano mięśnie najdłuższe grzbietu (LD) wykrojone z tusz 10 świniodzików, tj. mieszańców świń rasy Pietrain (locha) i dzika (knur). Udział genów dzika, wynosił 75%, a świni rasy Pietrain 25%. Świniodziki, były utrzymywane całorocznie na wybiegu śródleśnym, na terenie gospodarstwa prowadzonego w warunkach rolnictwa ekologicznego. Wyselekcjonowane osobniki charakteryzowały się zbliżoną masą wytrzewionej tuszy w skórze, wynoszącą 23,5 25,5 kg oraz wiekiem (8 9 mies.). Identyczne warunki zachowano także podczas uboju (odstrzał po uprzednim oddzieleniu od stada), wytrzewiania, transportu i wychładzania tusz, oraz ich przechowywania w bazie zbiorczej dziczyzny, a następnie skórowania, rozbioru i wykrawania elementów zasadniczych. Badania na mięśniach LD mieszańców rozpoczęto po 72 godz. od momentu odstrzału.

4 Wykrojone mięśnie LD świniodzików rozdysponowano do sześciu wariantów doświadczalnych, tj. K, T1, T2, T3, MS, KRIO. W II-im eksperymencie wykorzystano substancje bakteriostatyczne, najbardziej efektywne w I-szym, tj. techniczny preparat inhibitorowo-lizozymowy, który zastosowano na trzech poziomach stężeń (T1, T2, T3 ) oraz mleczan sodu (MS ). Podobnie jak w I-szym eksperymencie do nanoszenia substancji bakteriostatycznych na powierzchnię elementów wykorzystano jałowe serwetki celulozowe. Zapakowane próżniowo próby wariantów doświadczalnych K, T1, T2, T3, MS przechowywano w temp. 3 ± 1 C, w przypadku wariantu KRIO elementy utrzymywano w temperaturze bliskiej krioskopowej (w temp. -1 ± 0,2 C). Zakres badań technologicznych, fizykochemicznych i mikrobiologicznych w II-im eksperymencie był podobny jak w I-szym, także analogicznie jak w przypadku I-szego eksperymentu oznaczenia wykonywano na mięsie nieprzechowywanym (0) oraz przechowywanym przez okres 14, 21 i 28 dób. W konsekwencji zastosowania technicznego preparatu inhibitorowo-lizozymowego obserwowano w doświadczalnym surowcu pozytywny efekt zmniejszenia intensywności procesów oksydacji lipidów oraz spowolnienia dynamiki wzrostu wolnych grup aminowych. W miarę upływu czasu doświadczalnego przechowywania mięso świniodzików w porównaniu z dziczyzną cechowało się niższą ogólną oceną sensoryczną. Wyjściowy poziom zanieczyszczenia mikrobiologicznego oraz dynamika wzrostu populacji mikroorganizmów elementów zasadniczych mieszańców w porównaniu z mięsem dzików były niższe. Ponadto w mięsie świniodzików w przeciwieństwie do dziczyzny w ogóle nie stwierdzono obecności E. coli. Przechowywanie doświadczalnych elementów dzików, a także świniodzików w temperaturze bliskiej krioskopowej w porównaniu z utrwalaniem substancjami bakteriostatycznymi efektywniej stabilizowało wyjściową jakość elementów zarówno w I-szym, jak również w II-im eksperymencie. Wyższa jakość mikrobiologiczna materiału doświadczalnego w II-im eksperymencie świadczy o możliwości poprawy jakości dziczyzny

5 Summary The aim of this research was to increase the sustainability of the essential elements of boar, based on the using of the bacteriostatic substances, isolated from egg. In the primary assumption was planned to conduct studies exclusively on the meat of wild boars (Sus scrofa), delivered from the main holding facility of venison. After completing these researches (i.e. the 1 st experiment), the decision to extend the doctoral dissertation of the 2 nd experiment was taken. This decision was related to a very large differentiation of experimental material, which had significantly affected on the results in 1 st experiment. Therefore, the results indicated in the 1 st experiment, performed on the meat of wild boars were considered as preliminary and the research was continued in the 2 nd experiment, i.e. on the meat of the hybrids of wild boar and domestic pig. In the 1 st experiment the raw material were musculus longissimus dorsi (LD) of wild boars. The raw material comes from 15 individual s carcasses, between the ages of 2 to 3 years old. The wild boars were shot in various haunting ground in the north-western Polish. This raw materials in many circumstances was very heterogeneous, among others: in terms of carcass weight in the skin (from 67.3 to 93.0 kg), the storage time in the local collection points of venison (from 2 to 19 days), as well as the storage period of individual carcasses from the moment of the hunting until the skinning (from 7 to 24 days In addition, also can be assumed that the conditions obtaining, the conditions evisceration and the conditions of chilling of the carcasses of wild boars, selected to the 1 st experimental were very different. Separately experimental muscles LD of wild boars perpendicularly to the long axis of the muscle to the part of a weight of app. 280 grams were divided. These parts of muscles were distributed to 10 experimental variants, i.e.: K, T1, T2, T3, L1, L2, L3, CYST, MS and KRIO. In the 1 st experiment the muscles LD of wild boars were preserved through the use: the technical preparation inhibitors-lysozyme (T) and the lysozyme preparation (L). In both cases, three levels of concentration of the abovementioned preparations were used; respectively experimental variants T1, T2, T3 as well as L1, L2 and L3. Other formulations were the preparation of cystatin and serine protease inhibitors (CYST) and the sodium lactate (MS). These preparations on the surface of the experimental parts of muscles quantified, using cellulose napkins were applied. Then, vacuum packed LD muscles from experimental variants: K (control group, without bacteriostatic substance), T1, T2, L1, L2, L3, CYST and MS were stored under refrigerated conditions (i.e. at 3 ± 1 C). However the vacuum packed samples of KRIO variant (no bacteriostatic substance) were kept at near cryoscopic

6 temperature (i.e. at -1 ± 0.2 C). All measurements were performed on the no stored meat (0 days) and the meat stored for 14, 21 and 28 days. Range of physico-chemical examinations in the 1 st experiment included: the loss of mass during chilling, the active acidity, the physical parameters of color, the water holding capacity of the components of the non-fat dry matter, the cutting force, the free amino groups, the soluble collagen, the number of TBA and the water activity. The electrophoretic separation of myofibrillar proteins was performed. Also sensory evaluation of the raw meat were assessed. The ultrastructure analyses of muscle tissue or connective tissue were analyzed. The range of microbiological analyzes included determination of: the total enumeration of microorganisms, the enumeration of coliforms, the enumeration of Escherichia coli, the enumerations of mesophilic lactic acid bacteria, the enumerations of yeasts and molds, the enumeration of Pseudomonas spp., the enumeration of coagulasepositive staphylococci, the enumerations of sulfite-reducing bacteria growing under anaerobic conditions, the enumerations of Salmonella spp. as well as the enumeration of Listeria monocytogenes. In the 1 st experiment, the positive effect of the bacteriostatic substance to reduce the level of microbial contamination of the stored essential elements of wild boars was no observed. However, the positive affect of using the technical preparation inhibitors-lysozyme (T) on the smaller meat acidification and the less dynamic increase of free amino groups as well as the higher overall sensory evaluation were noticed. Other bacteriostatic substances which were used in the 1 st experiment, i.e. the lysozyme preparation (L), the preparation of cystatin and serine protease inhibitors (CYST) and the sodium lactate (MS) were not exhibited significant impacts to increase in the durability of venison. Storage of the samples at near a cryoscopic temperature was the factor most efficiently, preferably the influence on the quality of the meat of wild boars. With high probability can be assumed, that the results obtained in the 1 st experiment were largely dependent on the differentiation quality of experimental material. Therefore, research continued in the 2 nd experiment, where to the maximum extent eliminated the effect of differentiation of raw material. In this study (i.e. in 2 nd experiment) the musculus longissimus dorsi (LD) of the 10 carcasses of hybrids of domestic pig (Pietrain) and wild boar was used. Domestic pig genes of participation were 25%, while 75% of wild boar. The experimental animals were adapted all year-round on the outdoors, on the farm kept under organic farming. Selected individual carcasses were characterized by a similar mass of eviscerated carcass in the skin (from 23.5 to 25.5 kg) and a similar age (from 8 to 9 months).

7 Also, during slaughter (shooting individuals after separation animal from the herd was performed), evisceration, transport and carcasses chilling, as well as during storing carcasses in the main holding facility of venison, then during skinning and cutting of carcasses of hybrids, as well during trimming of the essential elements the identical conditions were maintained. Studies on the LD muscles of hybrids after 72 hours since slaughter were started. Muscles LD hybrids were distributed to six experimental variants, i.e. K, T1', T2', T3', MS', KRIO'. In the 2 nd experiment were used the bacteriostatic agents, that have been most effective in the 1 st experiment, i.e. the technical preparation inhibitors-lysozyme (that was used at three concentration levels: T1', T2', T3') and the sodium lactate (MS'). As in the 1 st experiment bacteriostatic substance were applied to the surface of the elements by using the sterile cellulose napkins. Vacuum packed sample of experimental variants: K', T1', T2', T3', MS' was stored at 3 ± 1 C. In the case of KRIO' variant the elements at a near cryoscopic temperature, i.e. at -1 ± 0.2 C were maintained. The scope of the technological, physicochemical and microbiological research in the 2 nd experiment was similar to the 1 st experiment. Also as in the case of the 1 st experiment all determinations on the no stored meat (0 days) and the meat stored for 14, 21 and 28 days were performed. The positive effect to reducing the intensity of lipid oxidation processes and the slowdown in the growth of free amino groups in the experimental raw materials as a consequence of application of the technical preparation inhibitors-lysozyme were observed. During the experimental time of storage, compared with the venison the meat of hybrids was characterized by lower overall sensory evaluation. Also, the initial level of microbial contamination and the dynamic of growth of microbial populations of the hybrids meat, compared with the meat of wild boars were lower. Moreover, in opposed to the venison, in the hybrids meat, presence of E. coli was not found. Storage of the experimental elements of the wild boars, as well as of the hybrids at a near cryoscopic temperature, compared to the preservation of bacteriostatic substances, was effectively stabilized the primary quality of the essential elements in both the 1 st and in the 2 nd experiment. Higher microbiological quality of experimental material in the second experiment demonstrates the ability to improve the quality of venison.