Nuk Przyrod Technologie ISSN 1897-7820 http://www.npt.up-poznn.net Dził: Nuki o Żywności i Żywieniu Copyright Wydwnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznniu 2010 Tom 4 Zeszyt 2 MIROSŁAWA KRZYWDZIŃSKA-BARTKOWIAK, HANNA GAJEWSKA-SZCZERBAL, WŁODZIMIERZ DOLATA Instytut Technologii Mięs Uniwersytet Przyrodniczy w Poznniu WPŁYW NASTRZYKIWANIA SOLANKĄ PEKLUJĄCĄ I MASOWANIA NA ZMIANY MIKROSTRUKTURY DWÓCH CZĘŚCI MIĘŚNIA NAJDŁUŻSZEGO GRZBIETU ŚWIŃ Streszczenie. Celem bdń był ocen zmin struktury w obrębie dwóch sąsidujących ze sobą części mięśni njdłuższego grzbietu świń (musculus longissimus dorsi), zchodzących pod wpływem nstrzyku solnką peklującą i msowni, przeprowdzon z pomocą komputerowej nlizy obrzu. Do bdń pobierno dwie części mięśni: piersiową (musculus longissimus thorcis) i lędźwiową (musculus longissimus lumborum). Anlizę struktury mięśni przeprowdzono n podstwie nstępujących prmetrów przekroju poprzecznego: powierzchni, obwodu i średnicy Feret (H i V) włókien mięśniowych, tkże procentowego udziłu i liczby włókien w nlizownym polu widzeni. Uzyskne wyniki poddno nlizie sttystycznej stosując progrm Sttistic. N podstwie wyników uzysknych z pomocą komputerowej nlizy obrzu stwierdzono zróżnicowny wpływ obu procesów n zminy histologiczne w kżdej z bdnych części mięśni njdłuższego grzbietu świń. Słow kluczowe: mięśnie wieprzowe, peklownie, plstyfikcj, histologi, komputerow nliz obrzu Wstęp Proces peklowni jest brdzo złożonym procesem obejmującym wiele wzjemnie powiąznych ze sobą relcji. Skrócenie przebiegu procesu peklowni możemy uzyskć poprzez mechniczną obróbkę mięs, tzn. msownie. W wyniku msowni uzyskuje się równomierny rozkłd solnki peklującej wewnątrz kwłków mięs. Proces msowni mięs szczególnie wżną rolę spełni w przetwrzniu surowc we wczesnym okresie przemin poubojowych. Tknk mięśniow n tym etpie zmin m nieco gorsze włściwości technologiczne. Jest on twrd, sprężyst, o młej wodochłonności z dużymi ilościowo wyciekmi soków podczs obróbki cieplnej. W wyniku plstyfik-
2 Krzywdzińsk-Brtkowik M., Gjewsk-Szczerbl H., Dolt W., 2010. Wpływ nstrzykiwni solnką peklującą cji mięśni uzyskuje się poprwę kruchości, związni orz wydjności otrzymnych z nich produktów (SCHWARZKOPF 2009), podobnie jk produktów z odkostnionych surowców mięsnych (RUST i OLSON 1973, KRAUSE i IN. 1978 ). Proces plstyfikcji, przyspieszjąc rozpd struktur biłkowych w tknce mięśniowej, ndje jej tzw. mechniczną kruchość (ng. mechnicl tenderiztion on mscertion) (STANLEY i IN. 1994). Poddne msowniu mięśnie szybciej bsorbują solnkę peklującą wprowdzną w trkcie nstrzykiwni, przez co lepiej wchłniją wodę (KRAUSE i IN. 1978 b). Poprzez rozluźnienie i uszkodzenie struktury mięśni msownie powoduje wzrost sorpcji solnki i wydostnie się biłk do przestrzeni międzykomórkowych (TYSZKIEWICZ 1995, XARAGAYO i IN. 1998). Z dnych literturowych możn wywnioskowć, że mięśnie ubijnych zwierząt wykzują różnicę w teksturze (SHACKELFORD i IN. 1995) i strukturze (WIKLUND i IN. 1998), jk również w podtności n proces plstyfikcji (MOTYCKA i BECHTEL 1983). Możn więc przyjąć, że kżdy rodzj mięśni wymg innych prmetrów msowni, których miernikiem jest njczęściej czs msowni (LACHOWICZ i IN. 2003). Techniczne i technologiczne wrunki peklowni, tzn. nstrzyku solnką peklującą, i procesu msowni (TYSZKIEWICZ i JAKUBIEC-PUKA 1995, SOBCZAK i IN. 2004, LA- CHOWICZ i IN. 2003) mją istotny i zsdniczy wpływ n kierunek zmin zchodzących w mikrostrukturze mięs (GAJEWSKA-SZCZERBAL i IN. 2007, KRZYWDZIŃSKA-BART- KOWIAK i GAJEWSKA-SZCZERBAL 2007). Obecnie istnieje wiele technik mikroskopowych do bdni struktury żywności, zstosownie komputerowej nlizy obrzu dostrcz potrzebnych dnych ilościowych do jej oceny (AGUILERA 2005). Celem bdń był ocen zmin struktury w obrębie dwóch sąsidujących ze sobą części mięśni njdłuższego grzbietu świń (musculus longissimus dorsi), zchodzących pod wpływem nstrzyku solnką peklującą i msowni, z zstosowniem komputerowej nlizy obrzu. Mterił i metody Mterił bdwczy stnowił mięsień njdłuższy grzbietu świń (musculus longissimus dorsi): surowy, nstrzyknięty solnką peklującą orz poddny msowniu. Mięśnie do bdń pobierno 24 h po uboju, tempertur mięs nie przekrczł 4 C. Do bdń pobrno dwie części mięśni: piersiową (m. longissimus thorcis I) i lędźwiową (m. longissimus lumborum II). Po wykrojeniu mięśni z wychłodzonych tusz kżdy z odcinków mięśni podzielono n cztery części. Jedn z nich stnowił próbę kontrolną. Do pozostłych trzech części wprowdzono solnkę peklującą, stosując nstrzyk rozpyłowy, i uzyskno przyrost msy o 50%. W skłd solnki wchodziły m.in. fosforny w ilości 0,56% w przeliczeniu n P 2 O 5 orz 5,2% chlorku sodu. Z nstrzykniętych mięśni pobrno do bdń jedną część, dwie pozostłe umieszczono w szczelnych workch foliowych i poddno msowniu. Efektywny czs msowni wynosił 7 h. Tkie postępownie technologiczne przeprowdzono w trzech powtórzenich. Z pobrnych prób m. longissimus thorcis i m. longissimus lumborum: kontrolnych (mięśnie surowe), nstrzykniętych solnką orz nstrzykniętych solnką i msownych wycięto prostopdłościny o wymirch 10 10 30 mm, które utrw-
Krzywdzińsk-Brtkowik M., Gjewsk-Szczerbl H., Dolt W., 2010. Wpływ nstrzykiwni solnką peklującą 3 lono w zobojętnionej formlinie w celu zpobieżeni destrukcji tknek. Z utrwlonych prób mięśni sporządzono preprty mikroskopowe metodą prfinową. Skrwki, o grubości 10 μm, brwiono hemtoksyliną (Delfield) i eozyną. Bdni mikrostruktury mięśni dokonno, stosując system komputerowej nlizy obrzu z pomocą progrmu MultiScn (DOLATA i IN. 1998). Dl wszystkich preprtów oprcowno jednkową procedurę identyfikcji i nlizy mikrostruktury bdnych mięśni. Chrkterystykę uzysknych obrzów przeprowdzono n podstwie nstępujących prmetrów włókien mięśniowych: powierzchni, obwodu, średnicy Feret H i V, procentowego udziłu włókien mięśniowych orz ich liczby w nlizownym polu widzeni. Ze stosunku średnicy H do V określono ksztłt włókien. Im bliższ jedności był wrtość ilorzu, tym brdziej regulrnym ksztłtem chrkteryzowły się włókn. Uzyskne wyniki poddno nlizie sttystycznej, stosując progrm Sttistic. Wyniki i dyskusj Wyniki nlizy zmin struktury dwóch części mięśni njdłuższego grzbietu świń przedstwiono w tbelch 1 i 2 orz n rysunkch 1, 2 i 3. Włókn mięśniowe m. longissimus thorcis, zrówno surowego, jk i nstrzykniętego solnką peklującą orz msownego, chrkteryzowły się brdziej regulrnym ksztłtem w porównniu z włóknmi m. longissimus lumborum poddnego tym smym procesom. Świdczą o tym wrtości ilorzu średnicy Feret H i V przedstwione w tbeli 2. Tbel 1. Wpływ procesu nstrzykiwni i msowni n prmetry morfologiczne musculus longissimus thorcis (I) orz musculus longissimus lumborum (II) (μm) Tble 1. The effect of injection nd plsticiztion process on morphologicl prmeters of musculus longissimus thorcis (I) nd musculus longissimus lumborum (II) (μm) Mięsień Długość Szerokość Obwód I 67,57 42,62 177,96 b II 80,03 c 52,50 d 214,10 c I 67,06 b 46,28 bc 182,06 b II 61,50 b 43,68 b 169,52 I 67,77 47,81 c 186,90 b II 67,27 b 47,43 bc 184,36 b Wrtości średnie oznczone w kolumnch różnymi litermi różnią się sttystycznie istotnie n poziomie p 0,05.
4 Krzywdzińsk-Brtkowik M., Gjewsk-Szczerbl H., Dolt W., 2010. Wpływ nstrzykiwni solnką peklującą Tbel 2. Wpływ procesu nstrzykiwni i msowni n zminy średnicy Feret włókien mięśniowych w musculus longissimus thorcis (I) orz musculus longissimus lumborum (II) (μm) Tble 2. The effect of injection nd plsticiztion process on chnges in Feret s dimeter of muscle fibers of musculus longissimus thorcis (I) nd musculus longissimus lumborum (II) muscles (μm) Mięsień H V H/V I 59,87 b ±6,8 50,60 ±4,5 1,18 II 75,69 c ±1,4 56,99 ±1,3 1,33 I 55,06 ±7,7 57,02 ±6,6 0,97 II 55,97 ±5,4 49,91 ±5,0 1,12 I 59,15 b ±4,6 56,91 ±2,7 1,04 II 58,95 b ±2,6 56,03 ±3,6 1,05 Wrtości średnie oznczone w kolumnch różnymi litermi różnią się sttystycznie istotnie n poziomie p 0,05. μm 2 3500 c 3000 2500 b b b 2000 1500 1000 500 0 I Rys. 1. Wpływ procesu nstrzykiwni i msowni n powierzchnię przekroju poprzecznego włókien mięśniowych musculus longissimus thorcis (I) orz musculus longissimus lumborum (II). Wrtości średnie oznczone różnymi litermi różnią się sttystycznie istotnie n poziomie p 0,05. Fig. 1. The effect of injection nd plsticiztion process on cross- -section re of muscle fibers of musculus longissimus thorcis (I) nd musculus longissimus lumborum (II). Men vlues designted with different letters re sttisticlly significntly different t p 0.05. II
Krzywdzińsk-Brtkowik M., Gjewsk-Szczerbl H., Dolt W., 2010. Wpływ nstrzykiwni solnką peklującą 5 80 75 70 65 bc b d 60 55 50 45 cd 40 35 30 I II Rys. 2. Wpływ procesu nstrzykiwni i msowni n liczbę włókien mięśniowych musculus longissimus thorcis (I) orz musculus longissimus lumborum (II) w bdnym polu widzeni. Wrtości średnie oznczone różnymi litermi różnią się sttystycznie istotnie n poziomie p 0,05. Fig. 2. The effect of injection nd plsticiztion process on number of muscle fibers of musculus longissimus thorcis (I) nd musculus longissimus lumborum (II) in visul field. Men vlues designted with different letters re sttisticlly significntly different t p 0.05. % 80 75 70 b bc cd d 65 60 55 50 45 g 40 35 30 I II Rys. 3. Wpływ procesu nstrzykiwni i msowni n procentowy udził włókien mięśniowych musculus longissimus thorcis (I) orz musculus longissimus lumborum (II) w bdnym polu widzeni. Wrtości średnie oznczone różnymi litermi różnią się sttystycznie istotnie n poziomie p 0,05. Fig. 3. The effect of injection nd plsticiztion process on percentge shre of fibers of musculus longissimus thorcis (I) nd musculus longissimus lumborum (II) in visul field. Men vlues designted with different letters re sttisticlly significntly different t p 0.05.
6 Krzywdzińsk-Brtkowik M., Gjewsk-Szczerbl H., Dolt W., 2010. Wpływ nstrzykiwni solnką peklującą Wprowdzon solnk peklując spowodowł zwiększenie powierzchni przekroju poprzecznego włókien mięśniowych w m. longissimus thorcis w stosunku do mięśni surowego i zrzem zwiększenie ich procentowego udziłu w polu widzeni. Świdczą o tym wyniki pomiru powierzchni przekroju poprzecznego (rys. 1), szerokości i obwodu włókien mięśniowych (tb. 1), wykonne w preprtch z mięśni surowych i nstrzykniętych. Proces plstyfikcji wpłynął n dlsze zwiększenie powierzchni przekroju włókien mięśniowych (rys. 1) m. longissimus thorcis przy jednoczesnym zmniejszeniu ich liczby w bdnym polu widzeni (rys. 2). Między uzysknymi wrtościmi średnimi stwierdzono różnice sttystycznie istotne. Włókn części lędźwiowej surowego mięśni njdłuższego grzbietu chrkteryzowły się większymi powierzchnimi przekroju niż włókn części piersiowej (rys. 1, 4). Nstrzyk solnką spowodowł zmniejszenie powierzchni włókien w m. longissimus lumborum w stosunku do mięśni surowego. Możn przypuszczć, że wniknięcie większości solnki do wnętrz włókien mięśniowych m. longissimus thorcis nstąpiło już w fzie wprowdzeni solnki peklującej, ntomist w m. longissimus lumborum większ ilość solnki peklującej znlzł się w przestrzenich międzykomórkowych, co możn zobserwowć n obrzch uzysknych z preprtów histologicznych bdnych mięśni (rys. 4, 5). W m. longissimus lumborum stwierdzono również większą liczbę komórek mięśniowych o mniejszej powierzchni i mniejszym ich procentowym udzile w bdnym polu obrzu w stosunku do mięśni surowych. N rysunku 5, przestwijącym mięsień longissimus lumborum po nstrzyku solnką peklującą, możn zobserwowć rozluźnienie włókien mięśniowych, co było powodem zmniejszeni liczby włókien w bdnym polu widzeni w stosunku do mięśni surowych (rys. 3). Rozluźnienie włókien mięśniowych w mięśnich po nstrzyku zobserwowli w swych bdnich również DOLATA i IN. (2005). Proces plstyfikcji przyczynił się do zwiększeni powierzchni przekroju poprzecznego, długości, szerokości i obwodu włókien mięśniowych w m. longissimus lumborum w stosunku do mięśni tylko nstrzykniętych solnką peklującą (rys. 1, tb. 1). Zwiększenie grubości włókien mięśniowych spowodowło zmniejszenie się przestrzeni międzykomórkowych, o czym świdczy większ liczb i większy procentowy udził włókien mięśniowych w bdnym polu obrzu. A B C Rys. 4. Mikrostruktur musculus longissimus thorcis: A mięsień surowy, B mięsień nstrzyknięty solnką peklującą, C mięsień po procesie msowni ( 200) Fig. 4. Microstructure of musculus longissimus thorcis: A rw muscle, B muscle injected with brine, C plsticized muscle ( 200)
Krzywdzińsk-Brtkowik M., Gjewsk-Szczerbl H., Dolt W., 2010. Wpływ nstrzykiwni solnką peklującą 7 A B C Rys. 5. Mikrostruktur musculus longissimus lumborum: A mięsień surowy, B mięsień nstrzyknięty solnką peklującą, C mięsień po procesie msowni ( 200) Fig. 5. Microstructure of musculus longissimus lumborum: A rw muscle, B muscle injected with brine, C plsticized muscle ( 200) Wnioski 1. Stwierdzono, że proces nstrzykiwni solnką peklującą i msowni w większym stopniu wpłynął n zminy powierzchni przekroju poprzecznego włókien mięśniowych musculus longissimus thorcis niż musculus longissimus lumborum. 2. Komputerow nliz obrzu pozwolił wykzć różnicę pomiędzy dwiem częścimi surowego mięśni njdłuższego grzbietu: piersiową (musculus longissimus thorcis) i lędźwiową (musculus longissimus lumborum). 3. Zstosowny system komputerowej nlizy obrzu pozwolił n obiektywną ocenę zmin mikrostruktury w obrębie mięśni njdłuższego grzbietu świń (musculus longissimus dorsi), zchodzących pod wpływem nstrzyku solnką peklującą orz po procesie msowni. Litertur AGUILERA J.M., 2005. Why food microstructure? J. Food Eng. 67: 3-11. DOLATA W., KRZYWDZIŃSKA M., CIERNIEWSKA A., 1998. The length of collgen fibres s influenced by the chopping time. Pol. J. Food Nutr. Sci. 48, 7, 2: 189-191. DOLATA W., KRZYWDZIŃSKA-BARTKOWIAK M., WAJDZIK J., 2005. Technologicl effect of plstifiction on chnges in the mcrostructure of met. Electr. J. Pol. Agric. Univ. Food Sci. Technol. 8, 3, #39. GAJEWSKA-SZCZERBAL H., KRZYWDZIŃSKA-BARTKOWIAK M., KORBIK T., 2007. Anlysis of chnges of the histologicl structure of hm muscles s ffected by curing nd therml tretment. Pol. J. Food Nutr. Sci. 57, 2: 227-232. KRAUSE R.J., OCKERMAN H.W., KROL B., MOERMANN P.C., PLIMPTON R.F., 1978. Influence of tumbling, tumbling time, trim nd sodium tripolyphosphte on qulity nd yield of cured hms. J. Food Sci. 43: 853. KRAUSE R.J., PLIMPTON R.F., OCKERMAN H.W., CAHILL V.R., 1978 b. Influence of tumbling nd sodium tripolyphosphtend slt nd nitrite distribution in porcine muscle. J. Food Sci. 43: 190.
8 Krzywdzińsk-Brtkowik M., Gjewsk-Szczerbl H., Dolt W., 2010. Wpływ nstrzykiwni solnką peklującą KRZYWDZIŃSKA-BARTKOWIAK M., GAJEWSKA-SZCZERBAL H., 2007. Effect of curing by injection method, mssging nd psteuristion on histologicl chnges in bovine muscles. Electr. J. Pol. Agric. Univ. Food Sci. Technol., 10, 2, #19. LACHOWICZ K., SOBCZAK M., GAJOWIECKI L., ŻYCH A., 2003. Effects of mssging time on texture, rheologicl properties, nd structure of three pork hm muscles. Met Sci. 63: 225-253. MOTYCKA R.R., BECHTEL P.J., 1983. Influence of pre-rigor processing, mechnicl tenderiztion, tumbling method nd processing time on the qulity nd yield of hm. J. Food Sci. 48: 1532- -1536. RUST R.E., OLSON P.G., 1973. Met curing principles nd modern prctice. Koch Supplies, Knss City. SCHWARZKOPF CH., 2009. Anteil kleinstückigen Mterils unvermeidbr? Fleischwirtschft 1: 43-45. SHACKELFORD S.D., WHEELER T.L., KOHMARAIE M., 1995. Reltionship between sher force nd trined sensory pnel tenderness rtings of 10 mjor muscles from Bos indicus nd Bos turus cttle. J. Animl Sci. 73: 3333-3340. SOBCZAK M., LACHOWICZ K., CZARNECKI R., GAJOWIECKI L., KLEMKE A., ŻOCHOWSKA J., 2004. Comprtive nlysis of the susceptibility of selected muscles of pietrin, duroc nd Polish lrge white polish lndrce pigs to mssge-induced chnges. Pol. J. Food Nutr. Sci. 54, 13, 2: 179-184. STANLEY D.W., STONE A.P., HULTIN H.O., 1994. Solubility of blef nd chicken myofibrillr proteins in low ionic strenght medi. J. Agric. Food Chem. 42: 853. TYSZKIEWICZ I., 1995. Technologiczn ingerencj w mikrostrukturę mięs. Gosp. Mięsn 7: 19. TYSZKIEWICZ I., JAKUBIEC-PUKA A., 1995. Ultrstructure of mechniclly tenderized pork muscle. Met Sci. 41, 3: 273-282. WIKLUND E., MALMFORS G., LUNGSTRÖM K., 1998. The effects of exercise on muscles fibre composition nd oxidtive cpcity in eight bovine skeletl muscles. Swed. J. Agric. Res. 28: 111- -116. XARAGAYO M., FREIXANTE L., LAGARES J., FERNANDEZ E., DE JAGER-PONET P., 1998. Wirkung der Vormssge bei der Herstellung gegrter Fleischerzeugnisse us gnzen Muskeln. Fleischwirtschft 78: 953-995. THE EFFECT OF CURING BRINE INJECTION AND PLASTICIZATION ON CHANGES IN MICROSTRUCTURE OF THE TWO PARTS OF PORCINE LONGISSIMUS DORSI MUSCLE IN PIGS Summry. The im of the study ws to evlute chnges in structurl elements within two djcent prts of the longissimus dorsi muscle (musculus longissimus dorsi) in pigs, occurring under the influence of curing brine injection nd msging. Two prts of muscles were collected for nlyses: the thorcis section (musculus longissimus thorcis) nd the lumbr section (musculus longissimus lumborum). The structure of muscles ws nlysed in terms of the following prmeters of muscle fibers: re, dimeter, the Feret dimeter H nd V, percentge of muscle fibers nd their mount in the nlyzed field of view. The shpe of fibers ws determined on the bsis of the H/V dimeter rtio. Results were nlysed sttisticlly using the Sttistic softwre pckge. On the bsis of results recorded using computer imge nlysis the effect of both processes on histologicl chnges in ech of the nlysed sections of the longissimus dorsi muscle ws found to vry. Key words: pork met, curing injection, plsticiztion, histology, computer imge nlysis
Krzywdzińsk-Brtkowik M., Gjewsk-Szczerbl H., Dolt W., 2010. Wpływ nstrzykiwni solnką peklującą 9 Adres do korespondencji Corresponding ddress: Mirosłw Krzywdzińsk-Brtkowik, Instytut Technologii Mięs, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznniu, ul. Wojsk Polskiego 31/33, 60-624 Poznń, Polnd, e-mil: mkb@up.poznn.pl Zkceptowno do druku Accepted for print: 9.02.2010 Do cytowni For cittion: Krzywdzińsk-Brtkowik M., Gjewsk-Szczerbl H., Dolt W., 2010. Wpływ nstrzykiwni solnką peklującą i msowni n zminy mikrostruktury dwóch części mięśni njdłuższego grzbietu świń. Nuk Przyr. Technol.