20 R. ttxM~ und H. IWATA:

wesent l ich sti~rkeren Ef fek t zeigen als Alka l i - Ionen . Die I t e r abse t zung des Wasser - b indungsvermSgens is t u m so sti~rker, je fes ter die K a t i o n e n v o m MuskeleiweiI3 gebunden werden. Bei hSherer Sa l z -Konzen t r a t i on her r sch t de r EinfluB des Anions (Aee ta t - Ion) des zugese tz ten Salzes vor. Se tz t m a n s t a t t de r A c e t a t e die Chloride de r Alkal i - u n d E r d a l k a l i m e t a l l e zu, so wi rd auch sehon bei n iedr igen Salzkonzen- t r a t i o n e n die I t y d r a t a t i o n des Gewebes durch die r e l a t i v s t a rke Bindung des Chtor- Ions be s t immt .

Chemische und physikalische Veriinderungen beim Erhitzen von Fleisch

I . Mitteilung

Wirkung des Erhitzens in Gegenwart yon 5~atriumchlorid au f W a s s e r b i n d u n g s . v e r m 6 g e n u n d p ~ - W e r t des Rindermuskels

~on

R. H~wM u n d H. IWATA*

Mitteilung aus dem Institut /iir Chemie und Physi~ der Bundesanstalt /iir Flelseh/orschung, Kulmbach

Mit 3 Tex~abbfldungen

(Eingegangen am 21. Oktober 1961)

Fr i ihere Un~ersuehnngen x haben gezeigt, dab sich Wasse rb indungsvermSgen 2 und p g - W e r t des zerk le iner ten R inde rmuske l s (post rigor) be im Erh i t zen in eharak te - r i s t i scher Weise i~ndern u n d dab sich aus diesen Ver~nderungen Rficksehlfisse auf den Chemismus der I - I i tzedenatur ierung der s t ruk tu re l l en Muskelpro te ine in s i tu ziehen lassen. I m Hinb l i ck auf die P rax i s de r F le i sehve ra rbe i tung war noch die F r a g e zu priffen, ob der Vorgang der I t i t z e d e n a t u r i e r u n g des MuskeleiweiBes in Gegenwar t yon N a t r i u m e h l o r i d (2 %) pr inzipie l l g le ichar t ig verli~uft wie im ungesalzenen Muskel. Hier - zu war es zun£chs t notwendig , die zei t l iehe Xnderung Yon Wasse rb indung und pH- W e r t des Muskels m i t n n d ohne Salzzusatz w~hrend des Erh i tzens bei verschiedenen T e m p e r a t u r e n zu verfolgen. Anschl ieBend wurde der EinfluB der T e m p e r a t u r auf H y d r a t a t i o n u n d pH-Wer t bei gleieher E rh i t zun gsda ue r un te r such t .

Hethodik Als Untersuchungsmaterial diente der 5 Tage nach dem Schlachten entnommene M. longis-

simus dorsi 5j~hriger Kiiho der Handelsklasse B. Je 10 g des im Fleischwolf zerkleinerten Rindermuskels wurden in den Glasgef~13en eines

Homogenisators (Get,t: Fa. Bfihler, Tfibingen) in diinner Schicht ausgebreitet und im Thermo- staten auf verschiedene Temperaturen erhitzt. Die Temperatur des Fleisches wurde mittels Thermoelementen im Innern der Schieht und in unmittelbarer N~he der Glaswandung gemessen. Der W~rmegang in der Probe erfolgte so raseh, dab prak~isch keine Temperaturdifferenz zwischen den beiden MeBstellen bestand. Die Zeit, die notwendig war, um die Probe yon Zimmertemperatur au~ die gewiinschte Temperatur zu bringen, betrug bei 30 ° und 50 ° C 4 rain, bei 70 ° und 90 ° C 5 rain.

* Frl. I-V~EDWIG BREttl~I danken wir fiir ihre wertvolle lYlitarbeit. 1 H A ~ , R., u. F. E. D~ATm~AG~: ~ood Res. 25, 587 (1960). 2 I)efinitionen fiir die Begriffe ,,WasserbindungsvermSgen" und ,,Hydratation" sind ange-

geben bei: R. HAM~: Advane. Food Res. 10, 355 (1960).

Chemische und physikalische Ver/~nderungen beim Erhi~zen yon Fleisch. I 21

In den Abb. 1 und 2 sind sowohl die wi~hrend der ,,Anheizdauer" (ZeR, um die Probe auf die gewiinsehte Tempera¢ur zu bringen) als auch die wi~hrend des ErhRzens bei konstanter Tempe- ra~ur eintretenden Veri~nderungen wiedergegeben. Ffir jedes Zeitintervall wurden zwei Proben angesegzt. Das WasserbindungsvermSgen und der p~-WerC (Glaselekgrode) des Nfuskels wurden im zerkleinerten rohen Material (R), unmittelbar nach Erreichen der Thermosta¢entemperagur (0 rain) some naeh 5, 10, 15, 30 und 60 rain Erhitzen bei dieser Temperatur gemessen, tIierzu wurden die Proben nach Abkiihlen unger Zusatz yon 30% bzw. 600/0 Wasser unter stets gMehen Bedingungen im Erhitzungsgefi~g homogenisiert. Das WasserbindungsvermSgen wurde naeh einer friiher beschriebenen Methode ~ bestimmg.

Ergebnisse and Diskussion

Wie Abb. 1 a zeigg, sind bei 70 ° und 90°C in Abwesenhei~ yon NaC1 die zu einer Hydra tagionsabnahme fiihrenden Vorg/inge der Hitzedenatur ierung bereits nach 10 rain abgeschlossen. Bei 50 ° C nimm~ die Hy- dra~a~ion zwischen 10 und 30 rain noch eCwas ab. Die zwischen 30 und 60 min Erhi~zen beob- achte~e Ver/~nderung des Wasserbindungsverm6- gens lieg~ jedoeh fast im Fehlerbereieh derMegho- de. ~Tbereins~immend mit Ergebnissen frfiherer Un~ersuehungen ~ gnderg sieh bei Erwiirmen auf 30 ° C die Hydra~a~ion des zerkleinerten Mus- kels nieh*.

I n gleiehem Mage, in welehem das Wasser- bindungsverm6gen ab- nimrod, sCeig~ der pl~- Wer~ der Muskelhomo- genaCe an (Abb. 2 a). Die

%

120

/00

60

m

I

2O

I f I I I. I I I I I I l 0 ,G 0 5 10/5 30 rain 80 RO 5 10 15 30 rnin 80

Er/y/zungszel'/ £rhi/zungszeil

Abb. 1..~nderung des Wasserbindungsverm6gens von a) ungesalzene~n, b) gesalzenem (2% NaC1), zerkleinertem Rindermuskel beim Erhitzen. R = rohes

p~-Zunahme ist auf die Gewebe bei 20°C; 0 = Zeitpunk~, bei welchem die angegebene Temperatur gerade erreicht worden is~. Fremdwasserzusatz nach Erhitzen: 80 %

Abnahme nega¢iv gela- dener Gruppen im MuskeleiweiB zurfickzuffihren~. Diese Reakt ion is~, wie Abb. 2 zeigt, bei 70 ° und 90°C bereits nach 10 rain, bei 50°C nach e~wa 30ra in beendet. Bei Erw/irmen auf 30°C /inder~ sich der pH-Wert des Gewebes nich$ signifikan¢.

Friihere Beobachtungen, wonach sich der Sa~tverlus~ des Fleisches bei 1/inger als 30 rain Kochen nicht mehr ver~ndert 8, werden durch diese Resulta~e best/itig~. Die gleichen Untersuchungen wurden mit gesalzenem (2% NaC1), zerkleiner~em Rinder- muskel vorgenommen. Wie aus Abb. 1 b hervorgeht , sind auch in Gegenwar~ yon NaCI die zu einer Dehydra~isierung ffihrenden Vorg/inge bei 70 ° und 90 ° C nach 10 rain

1 G ~ v , R. , u. 1~. Hn~r~: Diese Z. 105, 446 (1957). t t A ~ , R., u. F. E. DEATm~O~: Vgl. S. 20, Anm. 1.

a BARD, J. C., u. R. F. TIsctr~: Food TechnoL 5, 296 (1951). - - SI~E~s, L. L., u. F. tIA~- ~ I ~ : Food Res. 18, 113 (1953). - - TIscm~R, R. G., It. Hv~wicz u. J. A. ZO~LL~I~: Food Res. 18, 539 (1953).

22 g. HAMSt und K. IWATA:

beende~. Die Abnahme des Wasserbindungsverm6gens bei 50°C geschieht jedoch in etwas anderer Weise als in Abwesenheit yon NaC1. Naeh 60 rain Erhitzen sind die dieser Temperatur entspreehenden Denaturierungsvorg/tnge offenbar noeh nicht ab- gesehlossen. Wahrscheinlieh setzen der wesentlieh stgrkere Quellenzustand des gesalzenen Gewebes und die Bindnng yon Salzionen dureh die Muskelproteine die Gesehwindigkeit der Denaturierung herab. Ein derartiger EinflnB yon Salzen ist in

der Proteinehemie nieht tmbekarmt. /~/nulen Bei 30°C ist im Gegensa~z zum unge-

,4 > 0 5 10 75 30 60 I ~ ) ~ , ~ I salzenen Muskel eine geringe Hydra-

PH 0/ ta t ionsabnahme zu beobachten. ,~ 9o°C Die Kurven yon Abb. 1 a k6nnen mit

5,s ] ~ z o ° C denen yon Abb. 1 b verglichen werden, da es sich nm das gleiche Fleisch han-

5,z ______..~5o°C delt. Ubereinstimmend mi~ fr/iheren Resultaten 1 lgBt sich feststellen, dab ein Zusatz yon NaC1 aueh naeh Hitze-

5,~ dena~urierung eine gewisse Erh6hung des Wasserbindungsverm6gens bewirkt,

• wenn auch der EinfluB des Salzes auf 5,5, ~ °3°°C die t tydra ta t ion mit steigender Tem-

peratur s tark abnimmt. Die Wirkung der Chlorionen-Bindung an Muskelei-

~ ~_ ~.go° C weil3 anf das Wasserbindungsverm6gen 5,e ~ j . . . ~ , zo°c des Gewebes wird offenbar durch den

~ - ~ . dehydratisierenden EinfluB des bei tI i tzedenaturierung gebildeten Netz-

57 ~ . ~ "5°~c werkes neuer Querbindungen nich~ v611ig iiberlagert.

5,~ Die p]z-Zunahme beim Erhitzen des gesalzenen, zerkleinerten Muskels ent-

.______._~sooc spricht bei 30 °, 70 ° and 90°C der t Iy- 5,5! ~ drata~ionsabnahme (Abb. 2b) ; bei 50 ° C

/ i i i I I I jedoch war die p~-Zunahme - - ghnlieh /? o 5 zo z5 so eo wie beim nngesalzenen Fleisch - - nach

N;)Tuten 30 min nahezu beendet, w/~hrend die

Abb. 2. ~nderung des Pg-Wertes yon a) ungesalzenem und Hydra ta t ion zwischen 30 und 60 min b) gesalzenem (2 % NaC1), zerkleine~'tem Rindermuskel beim

E~'hitzen. Gleiche Proben wie bei Versuch Abb. 1 w e i t e r a b n a h m (Abb. 1 b). D i e V e r m u -

• ung, dab vielleicht die Abnahme der negativen Ladungsgruppen, die sich ja in der pt~-Zunahme zu erkennen gibt, in Gegen- wart yon NaC1 grunds/~tzlich anders verl/~nft als in Abwesenheit des Salzes, trifft, wie wir welter unten sehen werden, nicht zu. Ein Vergleich der Knrven yon Abb. 2a mit denen yon Abb. 2 b zeigt, dab die nach 30 rain Erhitzen eingetretene pg-J~nderung in allen Temperaturbereichen beim gesalzenen Fleisch die gleiche ist wie beim nn- gesalzenen.

Der in den Abb. 1 und 2 wiedergegebene zeitliehe Verlauf der It i tzedenaturierung ist, wie die Untersnchung des Gewebes yon drei weiteren Tieren ergab, reproduzierbar.

Es wurde weiterhin der EinfluB der Temperatur anf WasserbindungsvermSgen und pl~-Wert des zerkleinerten, gesalzenen Muskels bei gleicher Erhi~zungsdauer (60 rain)

I-IA~t, R., u. R. GXAIr: Diese Z. 108, 28 (1958).

Chemische und physikMische Vergnderungen beim Erhitzen von Fleisch. I 23

un~ersuch~. Wie aus Abb. 3 hervorgeht, zeigt die Ititzedenaturierung yon-Rinder- muskel in Gegenwart yon 2% NaC1 hinsichtlich Hydratationsabnahme und pmZu- nahme den gleichen relativen Verlauf wie in Abwesenhei~ yon NaCU. W/~hrend zwi- schen 20 ° und 40°C nur geringe Ver/inderungen eintreten, erfolgt zwischen 40 ° und 70°C eine starke Schrumpfung und Dehydra~isierung des Gewebes. Zwischen 70 ° und 90°C sehreitet die Denaturierung nnr noch in geringem MM~e fort. Wie beim nngesM- zenen Muskel so ist aueh in Gegenwarg yon NaC1 zwisehen 50 ° und 55°C eine signi- fikante Verz5gerung des Denaturierungsvorganges fes~zusCellen.

Die Form der pH-Temperatur- Kurve (Abb. 3) entsprieht derjenigen der Hydratations-Temperatur-Kur- ve. In gleichem MaBe wie die Ity- ~ ~ ] dra~a~ion abnimm~, steigt der p~- ~ ~ t ~P'

Wer~ an. Der Verlauf beider Kurven ~ apH +o,~

ist, wie friiher ffir das ungesMzene ~ . . . . FMsch gezeigt wnrde, dureh die h +a3 stufenweise Abnahme saurer Grup- pen des MuskeleiweiBes w/ihrend der ~÷o,z

Hitzedenaturierung bedingtL ~ . " ? "~ / Die zwisehen 30° nnd 45° C a u f - g - - - ; . . . . ) ' , ~ . _ _ ~ _ . ]+;>'

tretende Xnderung des Wasserbin- ~ . . . . o "'~ dungsverm6gens is~ bei gesMzenem Fleiseh noeh geringer Ms bei nnge- salzenem.

Wie die vorliegenden Resulta~e erkelmen lassen, gehg die Hitzedena- turierung des Muskels in Gegenwart yon NaC1 in anMoger Weise vor sieh wie im unge- sMzenen Gewebe. Die gleiehe Folgerung 1/il~t sieh aus dem Verlauf der Kurven ziehen, die WI~SlCKI u. a. 2 mit einer Zentrifugenmethode erhielten und die ffir gesalzenes wie ffir ungesalzenes t~indfleiseh zwisehen 50 ° und 55 ° C eine Verz6gerung der thermischen Dehydratation zeigen. Es ist bemerkenswert, dab die yon SHE~A~ a gemessene Ab- nahme der Wasserreten~ion beim Erhitzen yon gesMzenem und ungesMzenem S c h w e i n e f l e i s c h ebenfalls zwisehen 50 ° und 60°C eine signifikan~e Un~erbrechung erf/~hr~. SHE~AS gibt f~r diese Beobaehtung keine Erkl/~rung; wahrseheinlich war ihm bei Abfassung seiner Ver5ffen~liehnng unsere frfihere Arbeit ~ noch nicht bekannt. Offensiehtlich 1/~g~ sieh der yon uns diskutier~e Chemismus der tIitzedenaturierung des Muskels a sowohl auf l%indfleisch wie aui Schweinefleisch, sowohl auf gesalzenes wie auf ungesMzenes Gewebe anwenden.

Z u s a m m e n ] a s s u n g

Es wurde der Einflu$ yon Temperatur und Dauer des Erhitzens auf Wasserbin- dungsverm6gen und pg-Wer~ yon gesalzenem Rindfleiseh untersueht. Die Resultate lassen erkennen, dag die Temperaturabh/~ngigkei~ der ttitzedenaturierung der s~rukturellen ?¢[uskelpro~eine in situ in Gegenwart yon 2~o NaC1 die gleiehe ist wie in Abwesenhei~ yon Salz. Die frfiher entwickelten Vorstellungen fiber den Chemismus der Hitzedenaturierung yon Muskelgewebe dfirften yon allgemeinerer Gfiltigkeit sein.

HA~, R., u. F. E. D~AT~A~: Zit. S. 20, Anm. 1. .z W~Ea~Icxr, E., L. E. KV~KL]S u. F. E. DrAT~r~A¢~: l%od Technol. 11, 69 (1957).

S~Ea~AS, P.: l%od Technol. l~, 90 (1961). HA~, 1%. : Advanc. Food Res. 10, 355 (1960).

//yd/~/e//on dos Nuskels (mi/2 N Nag/)

130 ~

116

0~

?0

50

35 20 qO 80 80C °

Abb. 3. Eintlu~ des Erhitzens (60 min) in Gegenwar~ yon 2% NaC1 auf WasserbindungsvermSgen mid p~-Wert des

zerkleinerten Rindermuskels. Wasserzusatz nach Erhitzen: 60 %

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