Datum: Branche:

Neuste Erkenntnisse der Fleischforschung: Teil 1

Kurzfassungen der Fachvorträge der 45. Kulmbacher Woche 4.-5. Mai 2010 (veranstaltet vom deutschen Max Rubner-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ernährung und Lebensmittel, Standort Kulmbach) in zwei Teilen. Erster Teil.

von Foodaktuell Importer



3-MCPD in geräucherten Fleischerzeugnissen
JIRA, W.

3-Monochlorpropan-1,2-diol (3-MCPD) stellt die bekannteste Substanz innerhalb der
Gruppe der Chlorpropanole dar und wurde erstmals in säurehydrolysiertem Pflanzenprotein
(acid-hydrolysed vegetable protein; HVP), das als Aromastoff für die Sojasaucenherstellung
verwendet wird, nachgewiesen. Auch zahlreiche erhitzte Lebensmittel wie z. B.
dunkel geröstetes Toastbrot weisen hohe 3-MCPD-Gehalte auf. Toxikologische Untersuchungen
bei Ratten mit hohen Dosen zeigten, dass 3-MCPD Fortpflanzungsfähigkeit,
Nierenfunktion und Körpergewicht beeinträchtigt, zudem konnte bei einer Applikation
über einen längeren Zeitraum ein kanzerogenes Potenzial nachgewiesen werden.

Auf
Basis dieser Erkenntnisse wurde von wissenschaftlichen Expertengremien der EU sowie
von der Weltgesundheits- und Welternährungsorganisation (WHO/FAO) eine tolerierbare
tägliche Aufnahmemenge (Tolerable Daily Intake, TDI) von 2 μg 3-MCPD je Kilogramm
Körpergewicht für den Menschen abgeleitet.
In der Europäischen Union gilt für 3-MCPD ein Höchstgehalt von 20 μg/kg (bezogen auf
das flüssige Erzeugnis mit 40 % Trockenmasse) für HVP und Sojasaucen. Für Fleischerzeugnisse
existiert derzeit kein Höchstgehalt für 3-MCPD und es gibt bislang auch nur
sehr wenige veröffentlichte Forschungsergebnisse zum Vorkommen von 3-MCPD in Fleischerzeugnissen.

Untersuchungen am Chemischen und Veterinäruntersuchungsamt
(CVUA) Stuttgart konnten zeigen, dass 3-MCPD bei der Räucherung von Fleischerzeugnissen
entsteht. Dabei konnten in geräucherten Fleischerzeugnissen 3-MCPD-Gehalte im
Bereich von 9 bis 133 μg/kg nachgewiesen werden. Am MRI Kulmbach wurden mit Hilfe
einer GC/MS-Methode die Gehalte an freiem 3-MCPD in geräucherten Fleischerzeugnissen
(insbesondere Rohwurst) untersucht. Die analysierten Proben wurden in den Jahren
2009/2010 im Rahmen von Qualitätswettbewerben gezogen. Die Untersuchungen ergaben
3-MCPD-Gehalte im Bereich von 3 bis 70 μg/kg, die Nachweisgrenze lag bei 2 μg/
kg. Durch gezielte Herstellung von geräucherten Fleischerzeugnissen im Technikum des
MRI Kulmbach soll nun untersucht werden, welchen Einfluss verschiedene Rezepturen
und Räucherbedingungen auf die 3-MCPD-Gehalte in geräucherten Fleischerzeugnissen
haben, um Minimierungsstrategien für diese toxischen Substanzen erarbeiten zu können.

Beschleunigte Zartmachung von Rindfleisch durch den Einsatz
elektrohydraulischer Stosswellen?
MÜNCH, S.

Die Zartheit stellt ein wichtiges Qualitätskriterium von Fleisch dar. Zur Erzeugung von
Rindfleisch geeigneter Qualität und Zartheit wird bisher im Gegensatz zu anderen
Fleischarten eine deutlich längere Reifungszeit innerhalb klimatisierter Lagerkapazitäten
benötigt, die zwangsläufig zeit- und kostenintensiv ist. Die Zartheit von Rindfleisch
hängt von einer Vielzahl von Einflussfaktoren ab, prinzipiell kann sie erst nach der Reifung
bewertet werden. Aufgrund veränderter Verbrauchergewohnheiten und der verstärkten
Nachfrage von küchenfertigen und schnell zuzubereitenden Erzeugnissen hoher
Qualität besteht ein erhöhter Bedarf an Steaks oder kurzgebratenen Fleischteilen.

Doch
vor allem bei der in Deutschland üblichen Züchtung von Zweinutzungsrassen sind nach
der herkömmlichen Reifung nur wenige, bestimmte Teilstücke des Schlachtkörpers zur
Herstellung von Steaks oder Kurzgebratenem geeignet.
Deshalb sind alternativ zur Reifung neue Verfahren zur mechanischen Auflockerung des
Gewebes wie der Einsatz elektrohydraulischer Stosswellen grundsätzlich von Interesse.
Sie können eine Desintegration des biologischen Gewebes sowie eine Beschleunigung
der postmortalen Reifung bewirken. Dadurch könnte eine höhere Wertschöpfung über
einen steigenden Anteil hochwertiger Teilstücke sowie eine günstigere Produktion erreicht
werden.

Die Verbesserung der Zartheit beruht auf einer mechanischen Vergrösserung
der interfilamentären und intramyofibrillären Räume, das Ausmass der Verbesserung
ist von der Intensität der erzeugten Stosswelle abhängig.
In den USA wurde die Stosswellenanwendung bei Fleisch unter den Namen Hydrodyne
im technischen Massstab erprobt, eine Reduktion der maximalen Scherkraft von Rindfleisch
von 30 bis 59 % wurde beschrieben. Die Stosswellenerzeugung erfolgte hierbei
durch Sprengstoff, der zahlreiche verfahrens- und sicherheitstechnische Nachteile aufweist.

Alternativ ist die Nutzung elektrischer Energie in Form eines elektrodetonativen
Verfahrens (explodierender Draht) möglich. Damit wurde das Verfahren TenderClass für
eine Anwendung bei Fleisch weiterentwickelt. Beim elektrodetonativen Verfahren wird
die innerhalb einer Kondensatorbank gespeicherte Energie mittels einer explosionsartigen
Verdampfung eines zwischen den Elektroden gespannten Drahtes entladen. Das
führt zu einer explosionsartigen Freisetzung der gebundenen Energie und zur Bildung
einer Stosswelle. Die dabei freigesetzte Energie kann im Wesentlichen durch Variation
der Elektrodengeometrie sowie der Ladespannung und Kapazität des Energiespeichers
gesteuert werden.

Bisher verfügbare Anlagen weisen aufgrund ihrer punktförmigen
Stosswellenerzeugung deutliche verfahrenstechnische Nachteile auf, insbesondere weisen
diese einen kleinen Arbeitsbereich und eine inhomogene Verteilung der Behandlungsintensität
auf. Eine Weiterentwicklung durch Vergrösserung des Arbeitsbereichs
durch Erzeugung ebener Stosswellen wäre zur Erzielung ausreichender Bearbeitungsmengen
wünschenswert. Zur Steigerung des Wirkungsgrades bei der Umsetzung elektrischer
Energie in mechanische Arbeit ist der Einsatz eines explodierenden Drahts in Anordnungen
aus mehreren Drähten oder explodierenden Folien denkbar.


Nebenprodukte der Erzeugung von Fleisch und Fleischwaren
– Herausforderungen für die Lebensmittelüberwachung
BRANSCHEID, W., RANGNICK1, U.-B. und K. TROEGER

In den Jahren 2005 bis 2007 haben zahlreiche Vorkommnisse gezeigt, dass in Deutschland
tierische Nebenprodukte und andere Rohstoffe, die nicht für den menschlichen
Verzehr geeignet sind, in die Lebensmittelkette eingeschleust werden und daher ein
ernsthaftes Problem darstellen. In der Öffentlichkeit haben diese Produkte inzwischen
die einprägsame Bezeichnung „Gammelfleisch“ erhalten. Allerdings sind die Vorkommnisse
in keinem Fall mit fassbaren gesundheitlichen Risiken verbunden gewesen.

Um den Ursachen dieser Problematik näher zu kommen, wurde die vorliegende Untersuchung
durchgeführt. Ausgangspunkt der Überlegungen war ein „dreifaktorieller Ansatz“,
der mit
– der Gewinnerwartung,
– der Entdeckungswahrscheinlichkeit und
– der zu erwartenden Strafhöhe
die Wahrscheinlichkeit einer Gesetzesübertretung zu erklären versucht. Um für diesen
Ansatz Informationen zu gewinnen, wurde eine Befragung von Akteuren der Wirtschaft
sowie der staatlichen Überwachung durchgeführt und im Sinne einer Fehleranalyse
(FMEA) ausgewertet. Daraus konnte schliesslich eine Rangfolge der wichtigsten Risiken
abgeleitet werden. Weiter wurde auf der Basis der Definition der Nebenprodukte und
ihrer Mengenströme versucht, Einschätzungen des mengenmässigen Risikopotentials zu
gewinnen.

Als Ergebnis der Befragung liegen danach die wichtigsten Fehler bzw. Risiken im Hinblick
auf Gammelfleisch in:
– krimineller Energie,
– Mängeln der Kontrollmethoden der staatlichen Kontrollen und der Sanktionen
– Verfahrensfehlern sowie mangelnder Sachkunde und Sachkundenachweisen in
der Prozesskette
– fehlende Plausibilitätskontrollen bei Risikoprodukten

K3-Material hat für die Befragten geringe Bedeutung, allerdings werden Stichfleisch,
Warenüberstände und Retouren häufig als Risiko genannt. Die Nebenprodukte der
Schlachtung (Lebensmittel mit geringem Marktwert) werden allgemein nicht für sonderlich
bedeutend gehalten.
Als weitere Ergebnisse der Untersuchung können zum Problem „Gammelfleisch“ festgehalten
werden:

�� Die nationale und gemeinschaftliche Regelungsdichte reichen aus, um das Problem
rechtlich einzugrenzen, wenn man von einzelnen wünschenswerten Ergänzungen absieht
(Kennzeichnung Tiefkühlware mit dem Schlacht- und Einlagerungsdatum).

�� Die risikoorientierten Kontrollen sind ein richtiger Ansatz. Allerdings scheinen sich
die Kriterien und der Geist dieser Kontrollen eher auf hygienische Risiken als auf Risiken
der Verbrauchertäuschung zu richten. Für diese sind möglicherweise andere
Kriterien heranzuziehen als im Hinblick auf die Hygiene.

�� Die privatwirtschaftlichen QM-Systeme dienen wirtschaftlichen Zielen und bieten
keinen wirksamen Schutz vor kleiner Kriminalität in grossen Serien und grosser Kriminalität
im Einzelfall.

�� Die staatlichen Kontrollen müssen beibehalten und gestärkt werden. Hierzu gehört:

– Unabhängigkeit der Kontrollinstitutionen

– Organisatorische Sicherheit der Kontrollinstitutionen und ihrer Mitarbeiter und
Abschluss nicht endender Reorganisationsbemühungen

– Anpassung des Personalbestandes an die Kontrollerfordernisse, die durch die vorhandene
Gesetzgebung festgelegt werden.

Sollten aber die Sachverhalte der Verbrauchertäuschung für so wenig bedeutend gehalten
werden, dass sie in wesentlichen Teilen dem Zusammenspiel der Wirtschaft überlassen
werden können, so sollte auf Basis einer entsprechenden politischen Willensbildung
das Rechtswerk angepasst werden, um nachfolgend die Kontrollen rechtskonform in
minderem Masse durchzuführen.


Untersuchungen zur Produktqualität von Stubenküken aus Legehybridherkünften
KOENIG, M., HAHN, G., DAMME, K. und M. SCHMUTZ

Im Rahmen der Reproduktion von Legehennen werden Jahr für Jahr in Deutschland
über 40 Millionen männliche Legehybriden als Eintagsküken getötet. Diese Tatsache
stellt in der heutigen Zeit ein ernstzunehmendes ethisches Problem dar. Im Rahmen
eines Forschungsprojektes1 soll die Mast der männlichen Legehybriden und deren Nutzung
als Stubenküken als Lösungsansatz dienen.
Im Zuge mehrerer Mastdurchgänge werden die Wirtschaftlichkeit, geeignete Managementfaktoren
sowie die Produkteigenschaften untersucht. Im ersten Versuchsdurchgang
wurden vier verschiedene Legehybrid-Herkünfte (mittelschwere Braunleger: Lohmann
Brown, Hy-Line Brown; leichte Weissleger: Lohmann Selected Leghorn, Dekalb White)
auf Mastleistung, Schlachtkörperzusammensetzung und Fleischqualität geprüft, um die
am besten geeigneten Herkünfte zu ermitteln.

In der vorliegenden Untersuchung werden einzelne Kriterien der Produktqualität dargestellt.
Hierbei sind vor allem die Ergebnisse der sensorischen Analyse (beschreibendbewertendes
Prüfverfahren mit Skala), der Scherkraftmessungen sowie die Resultate der
Farb- und pH-Wertmessungen von Interesse, da diese Fleischqualitätsparameter für die
Produktqualität von besonderer Bedeutung sind.
Bei der sensorischen Bewertung des Brustmuskels, wurden die leichten Weissleger LSL
und Dekalb bezüglich Saftigkeit (3,1), Zartheit (4,4) und Aroma (3,9) höher bewertet als
die mittelschweren Braunleger LB und Hyline (Saftigkeit: 2,9; Zartheit: 3,7; Aroma: 3,7).

Werden die Untersuchungen zur Scherkraft (maximal aufgewendete Kraft in N) herangezogen,
so verzeichneten ebenfalls die Weissleger mit 12,9 N tendenziell bessere Ergebnisse
als die Braunleger mit 17,3 N, da niedrige Scherkraftwerte mit einer höheren Zartheit
verbunden sind.
Die pH-Wertmessung wurde an Brust- und Schenkelmuskulatur vorgenommen. Hierbei
verzeichneten die Weissleger LSL und Dekalb signifikant höhere Werte als die Braunleger
LB und Hyline. Minolta-Farbmessungen erfolgten ebenfalls an Brust- und Schenkelmuskulatur.

Eindeutig signifikante Unterschiede zwischen den leichten und mittelschweren
Herkünften konnten nur im rot-grün-Wert (a*-Wert) bei der Messung des Brustmuskels
gefunden werden, wobei die Braunleger eine höhere Rotsättigung erreichten.
Aufgrund der Resultate des ersten Mastdurchganges (Mastleistung und Schlachtkörperzusammensetzung)
und der hier dargestellten Ergebnisse der Fleischqualität erwiesen
sich die mittelschwere Herkunft Lohmann Brown (Braunleger: LB) und die leichte Herkunft
Lohmann Selected Leghorn (Weissleger: LSL) als insgesamt am besten geeignete
Herkünfte.

Weitere Untersuchungen werden zeigen, inwieweit durch Optimierung der Fütterung und
der Mastperiode zusätzliche Verbesserungen bezüglich der Mastleistung, Schlachtkörperzusammensetzung
und Produktqualität erzielt werden können.
Diese Untersuchung stellt eine erste Bestandsaufnahme dar, die dazu beitragen soll, die
Lösung eines ethischen Problems in der Legehennenproduktion mit der Entwicklung
eines wirtschaftlich rentablen und qualitativ hochwertigen neuen Produktes zu verbinden.


Erkennung von Qualitätsparametern bei Frischfleisch mittels
dielektrischer Zeitbereichsreflektometrie
DREYss, C., TROEGER, K. und E. LÜCKER

Durch die in den letzten Jahren aufgetretenen Lebensmittelskandale besteht ein verstärktes
Interesse an der Entwicklung neuer Technologien für Erfassung und Monitoring
von Qualitätsparametern besonders im Frischfleischsektor.
Da die dielektrischen Eigenschaften eines jeden Materials, also auch von Fleisch, charakteristisch
sind und von Faktoren wie dem Feuchtigkeitsgehalt, der chemischen Zusammensetzung,
der physikalischen Struktur und auch der Temperatur anhängig sind,
gibt es bereits seit einigen Jahren verschiedene Forschungsbestrebungen im Bereich der
dielektrizitätsbasierten Messmethoden.

Ein von der Firma Sequid® entwickeltes Messverfahren für die Bestimmung der Qualitätsparameter
Lagerdauer und eventuell erfolgter Gefrierprozesse bei Fisch basiert auf
der dielektrischen Zeitbereichsreflektometrie (im Folgenden kurz TDR, time domain reflectometry,
genannt). Die Klärung der Frage, in wie weit dieses Verfahren auch bei
Frischfleisch angewendet werden kann, ist das Ziel des Projektes.
Die TDR ist ein Verfahren zur Ermittlung und Analyse von Lauflängen und Reflektionscharakteristika
elektromagnetisch erzeugter Wellen und Signale. Ein Impulsgenerator
erzeugt eine Abfolge von sehr kurzen, elektromagnetischen Einzel-Impulsen im hochfrequenten
Bereich (beispielsweise bei dem im Projekt verwendeten Messgerät bis zu
5 GHz). Über eine als Handgerät konstruierte Messsonde werden die Impulse in den
Oberflächenbereich des Materials geleitet und entsprechend der dielektrischen Eigenschaften
reflektiert. Die Darstellung der reflektierten Hochfrequenzsignale erfolgt auf
einem Monitor als Kurve.

In einem Kurvenabschnitt werden nun zwischen 30 und 50 Einzelpunkte ausgewählt
und mittels Hauptkomponentenanalyse weiter aufgearbeitet. Anhand der ermittelten
Hauptkomponenten lassen sich dann grafische Darstellungen sowie statistische Genauigkeitsbestimmungen
der erhobenen Daten durchführen. Auch kann eine Darstellung von
Ergebnissen aus konventionellen Qualitätsuntersuchungen (Farbe, pH-Wert, Zartheit,
Fettkennzahlen, mikrobiologische Untersuchungen) in Bezug zu den Ergebnissen der
Hochfrequenzmessung erfolgen, um mögliche signifikante Beziehungen aufzuzeigen.

Seit Anfang 2009 laufen die ersten Hauptversuchsreihen bezüglich Gefrierprozesserkennung
(auch im Rahmen eines 18monatigen Langzeitgefrierversuchs), Lagerdauer- sowie
Fremdwassererkennung. Auch wurden bereits erste Vorversuche hinsichtlich Reifegraderkennung
von Rindfleisch sowie Erkennung von PSE-Schweinefleisch durchgeführt.
Parallel dazu erfolgt von Seiten der herstellenden Firma eine fortlaufende technische
Weiterentwicklung der Sonden.
Für den Nachweis von Fremdwasser wurde Hähnchenbrustfilets mittels Multinadelinjektor
und/oder Tumbler in verschiedenen prozentualen Mengen Wasser zugesetzt, bei
der Hälfte der Chargen unter zusätzlicher Verwendung eines Diphosphates. Die Messungen
mit der Hochfrequenzsonde wurden nach dreitägiger Kühllagerung bei 2°C durchgeführt.

Bei der Versuchsauswertung wurde dann anhand verschiedener Kontrollchargen
die Einordnungsgenauigkeit für die mit Wasser versetzen Chargen ermittelt. Je nach
Charge ergaben sich hier Werte für das Bestimmtheitsmass zwischen 62,5 und 100 %,
wobei der Hauptanteil der Proben mit einer Genauigkeit von über 80 % den richtigen
Chargen zugeordnet werden konnte.
Aus dem noch andauernden Gefrierlagerversuch mit einer Gesamtdauer von 18 Monaten
sollen erste Zwischenergebnisse präsentiert werden. Die Lagerung von drei verschiedenen
Frischfleischsorten (Schweinebauch, Schweinelachse, Rinderbugstück) erfolgt bei
-12 °C, -18 °C sowie -25 °C vergleichend. Eine Hälfte des Materials wurde vor dem Tiefgefrieren
bei 2 °C für eine Woche gelagert, die andere Hälfte direkt bei Anlieferung eingefroren.

Eine abschliessende Darstellung der Ergebnisse erfolgt nach Beendigung des
Versuchs im Herbst 2010.
Bei der Genauigkeitsbestimmung der Probeneinordnung in frische, einmal gefrorene und
doppelt gefrorene Chargen (Gefriertemperatur -18 °C) wurden ganze Teilstücke sowie
aufgeschnittene dünnere Scheiben von Schweinelachsen verwendet. Die korrekte Einordnung
der Proben war auch hier mit einer Genauigkeit von bis zu über 95 % möglich.
Diese ersten Ergebnisse aus den Hauptversuchen zeigen, dass bei Fleisch besonders die
Erkennung von Fremdwasserzusätzen bei Geflügelfleisch sowie der Nachweis von Gefrierprozessen
als Einsatzbereiche der Methode geeignet sind.


Erster Teil der Mitteilung Max Rubner-Institut (MRI), Standort Kulmbach, Bundesforschungsinstitut für Ernährung
und Lebensmittel, E.-C.-Baumann-Str. 20, 95326 Kulmbach, Tel. (09221) 803-0.

Zweiter Teil demnächst in www.foodaktuell.ch