Post mortem endringer i fisk - sto-projects.com5645342399872}/Marinepack_Post... · • •2 3...
Transcript of Post mortem endringer i fisk - sto-projects.com5645342399872}/Marinepack_Post... · • •2 3...
• •
• •1
1
Post mortem endringer i fisk
Anlaug Ådland HansenMarinepack stipendiat
Thomas EieForsker, Matforsk
MarinePack - FOU-program for sjømatemballasje
NTNU
Nor s k i n st it u t t fo r n æ ri n gs m i dd e l fo r sk ni n g
2
Inndeling av denne presentasjonen:
• Fersk, nyslaktet fisk
• Post mortem endringer
• Prosessering: innvirkning på kvalitet og
holdbarhet
• •
• •2
3
Mikrobiologi i fersk fisk
• Dominerende mikroflora i fisk fra temperert saltvann:– Gram-negative bakterier (kuldetålende, luftkrevende eller
luft-uavhengige:• Pseudomonas, Shewanella, Photobacterium og Vibrio),
Acinetobacter, Flavobacterium og Aeroemonadaceae– Gram-positive bakterier
• Lactobacillus, Bacillus, Micrococcus, Clostridium,Corynebacterium
4
Kontaminering og vekst• Bakteriefloraen på fisk varierer med leveområde:
– saltvann, ferskvann, om fisken lever pelagisk eller ved bunnen• Indre faktorer:
• vannaktivitet (aw)• pH (surhet)• lufttilgang• næringsstoff
• Ytre faktorer:• fangstmetode• behandling/håndtering etter fangst• temperatur• biologiske strukturer• pakke-gass
• •
• •3
5
Kjemisk sammensetningGenerelt:• 66-84% vann
15-24% protein0,1-22% fett1-3% karbohydrater0,8-2% mineraler
• Feit fisk: mer enn 5% fett lagret i muskelen (triglyserid)• Mager fisk: fettlager i lever, 0,5-1,5% fett i muskelvev• Høyt innhold av flerumettede fettsyrer (EPA, DHA)• Ulik kjemisk samansetning i ulike deler av filet (laks, ørret)
6
Muskelstruktur
Kotelett og filet
Linjene viser bindevev (myocommata) som delerblokker av muskelceller (myotom) fra hverandre
• •
• •4
7
Muskelprotein• Myofiber protein
– aktin, myosin, tropomyosin, troponin– �-aktinin, �-aktinin, myomesin, titin (connectin), desmin
og nebulin• Bindevevsprotein
– collagen, reticulin og elastin
• Sarkoplasmatiske protein– TMAO demetylase– nucleoside phosphatase
8
Muskelceller
Muskelceller medsarkoplasma reticulum
• •
• •5
9
Muskelsarkomer
Utklipp av figur fra Skjervold & Taylor, 2001
Bindevevmyocommata(collagen)
Endomysium
Cytosceleton
Actin Myosin Z-linje�-actinin
�-actininmyomesin
(Desmin,nebulin, titin)
10
Enzymatisk nedbrytning av muskelen
• Nedbrytning av muskelens hovedstruktur(cytoskeleton), forårsakes hovedsakelig av enzymetCalpain
• Nedbrytning av fast konsistens i muskel skjer raskt,30-50% første døgn etter slakting, deretter gradvisnedbrytning
• Degradering av andre muskel-proteiner (myosin, actin, �-aktinin og collagen) er hovedsakelig forårsaket av et annetenzym (Cathepsin L)
• •
• •6
11
Nedbrytning av fiske-muskelen
Brudd A
Brudd B Brudd C
MUSKELFIBER MYOCOMMATASacromer
Cytoskeleton
Endomycium
Kollagen
Fibroplast
Adipocytt
Z-linjeAktin Myocin
fra Skjervold & Taylor, 2001
12
Rigor mortis og oppløsing av rigor
• Nedbrytning av fast konsistens i muskel og frigjøringav rigor mortis er to separate endringer
• Frigjøring av rigor skjer saktere enn tap av fastkonsistens
• Rigor varierer med art, håndtering, stress ogtemperatur før slakting, biologisk status ogtemperatur under lagring
• Frigjøring av rigor skjer ved separering av bindingmellom myofiber og myocommata (Brudd B, forrigefigur)
• •
• •7
13
Utvikling av rigor mortis:effekt av stress og kjøling før slakting
TID FRA SLAKTING (timer)
RIG
OR
-VE
RD
I BLÅ: Ikke stresset fisk før slakting
RØD: Stresset fisk før slaktingStiplet linje: levende kjøling før slaktHel linje: ingen kjøling før slakt
• Levende kjølingforsinker start avrigor
• Denne filetenblir mindre stivenn ikke levendekjølt fisk (lavererigor verdi)
• Stressing av fisk:lavere rigor-verdi (mindrestiv)
14
SlaktingLevendekjøling Stress før slakt- Utsetter rigor - Framskynder rigor
Rigor mortis - Reduserer max. - Høy rigor-scorerigor-score - Tidligere rigor- Lengere varighet avslutning
-Stabilt glykogen-nivå - Red. glykogen-nivåGlykogen/pH - Red. pH post mortem - Høy pH post mortem
- Hardere tekstur - Kortidsstress: Tekstur første dager mykere tekstur
post mortem - Langtidsstress:fastere tekstur
• •
• •8
15
Utvikling av rigor mortis og tekstur(bruddstyrke i fiskemuskel)
Lagringstid (timer)
Brud
dsty
rke (
g)
Rig o
r-in d
eks
Bruddstyrke i muskel
Rigor-indeks
16
Gaping (muskelspalting)
• Brudd av binding mellommuskelfibre ogsarcolemna/basalmembran
• Mer utpreget hos laks ennørret
• Oppstår både i filèt medfast og myk tekstur
• Kan komme til syne vedprosessering (filetering)
• Øker ved lagring• Sulting/redusert fòring kan
gi redusert gaping• Fenomenet gaping er ikke
helt forstått.
• •
• •9
17
Fig.I: før gaping Fig.II: gaping
(Fig.5 og 8, Fletcher et al., 1997)
Gaping
18
Post mortem pH-forandringer
• Påvirket av glykogenlageret i muskelen ved slakting• Økning i pH ved lagring har sammenheng med
bakterievekst og frigjøring av (basiske) av aminer• pH er lavere for oppdrettsfisk enn for viltfanget fisk• pH varierer med sesong (for oppdrettsfisk, ikke
funnet for viltfanget fisk).
• •
• •10
19
Væsketap/Vannbinding• Væsketap fra muskel gir vekttap og er lite attraktivt for
konsumenten• Innhold og fordeling av væske i muskel påvirker
muskelkvalitet (saftighet)• Væsken er holdt mellom myofibrillene og i områder mellom
cellene• Væsketap fra laks og regnbueørret består hovedsakelig av
vann• Etter frysing øker andelen av feitt i den tapte væsken• Væsketap kan variere mellom ulike filètdeler, og øker bakover
i fileten for fersk og fryst filet (regnbueørret)• Etter islagring er det vist små variasjoner mellom de ulike
delene av fileten.
20
Fiskens vannbinding blir påvirket av:
• Surhet (pH)• strukturendringar• artsforskjellar• rigor mortis• sesongvariasjoner• fòring• lengde av sarcomer.
Figur: Væsketap som funksjon av pH iviltfanget (�) og oppdrettet (�) kveitepH under 6,3: økende væsketappH over 6,3: væsketap uavhengig av pH
• •
• •11
21
Fisk I• pH 6,01• 11,8% væsketap
Væsketap hosoppdrettskveite
Fisk II• pH 6,00• 17,3% væsketap
(Fig. 2 og 5, Olsson et al., 2003)
Z-linjeogI-bånd
22
Kvalitetsforringende bakterier i fisk• Fisk er rik på lett tilgjengelige
næringsstoffer som bakterienekan nyttiggjøre seg til vekst
• Det er ofte dårlig sammenhengmellom totalt antallbakterier og forringelse avfisken
• Det er antall spesifikkekvalitetsforringendebakterier (SSO) som gir bestsammenheng med kvaliteten
• Under lagring vil disse vokseraskere enn de andrebakteriene of føre tilubegagelig lukt og smak
• Shewanella putrefaciens ogPhotobacterium phosphoreumer viktige kvalitetsforringendebakterier for marine fisker fratempererte områder
• •
• •12
23
Shewanella putrefaciens og Photobacterium phosporeum
Shewanella putrefaciens• Gram-negativ• Krever luft for å vokse, men
kan “puste” med TMAOved fravær av luft
• Følsom overfor CO2
• Vokser raskt og har høyaktivitet ved lavetemperaturer
• Kan produsere H2S.
Photobacterium phosporeum• Gram-negativ, stor bakterie
(5µm)• Kan vokse både med og
uten luft• Gror godt i CO2 atmosfære• Kan også redusere TMAO
til TMA• Kan produsere giftige
(biogene) aminer• Følsom overfor frysing.
24
Bakterievekst ved ulike lagringsforhold• Ulike lagringsforhold favoriserer ulike bakterietyper fra den
ferske fisken• Ikke alle bakterietyper er like ødeleggende på kvaliteten• ”Totalt antall bakterier” er derfor lite egnet som indikator på
kvalitet og holdbarhet
• Shewanellaputrefaciens• Photobacteriumphosphoreum
• Photobacteriumphosphoreum
• Shewanellaputrefaciens• Pseudomonas spp.
VakuumMAPLuft
Tabell: De viktigste kvalitetsforringende bakteriene ved ulikelagringsforhold
• •
• •13
25
Utvikling av TMA ved ulik emballering• Størst utvikling av TMA i
vakuum-pakket torsk:– både S. putrefaciens og P.
phosphoreum kan ”puste”på TMAO istedenfor luft
• Minst utvikling av TMAved tilgang på luft– S. putrefaciens og P.
phosphoreum trenger ikkeTMAO når de kan ”puste”luft
• Middels utvikling av TMAi MAP:– I CO2-holdig atmosfære
hemmes S. putrefaciensLagringstid (dager)
mg
TMAO
-N/10
0g to
rsk
26
Bakterievekst i kaldrøkt fisk
• Kaldrøkt laks:– Lavt saltinnhold (<6%), høy pH (>5,0), tilsatt sorbat,
benzoat, NO2 og røyk– må kjølelagres (minst)– melkesyrebakterier ofte dominerende (regnes som de minst
skadelige bakteriene i mat, men kan produsere dårlig lukt)
• Annen kaldrøkt fisk kan inneholde TMAO– melkesyrebakteriene er ikke i stand til å redusere TMAO til
TMA.
• •
• •14
27
Flyktige forbindelser
• Flyktige forbindelser gir fisken den karakteristiskluktutvikling under lagring
Substrat TMAO Cystein MetioninAmino-syrer
IMP,Inosine
Karbo-hydrat
Produkt TMA H2S CH3SH(CH3)2S
Keton,Estere,Aldehyd,NH3
Hypo-xanthin
Syrer(laktat)
S. putrefaciensP. phosphoreum
S. putrefaciens Vibrionaceae
S. putrefaciensPseudomonas
PseudomonasMelkes.bakt
S.putrefaciensP.PhosphoreumPseudomonas
S. putrefaciensMelkes.bakt
28
Fettoksidasjon• Problem ved frysing av fet fisk
– ved kjølelagring vil mikrobiell kvalitetsforringelse overgåfettoksidasjon
• Avhengig av mengde feitt, fettsammensetning, anti-og pro-oksidanter
• Lipolyse av fett er også problem– fraspalting av frie fettsyrer– frie fettsyrer er negativt for kvaliteten (lukt/smak),
uavhengig av oksidasjon• Redusere fettoksidasjon:
– tilsette antioksidant– bruke MAP eller vakuumpakking– holde lav temperatur (kjøl/frys)
• •
• •15
29
Effekt av pre-rigor filetering• Kjøling før slakt muliggjør pre-rigor filetering• Fordeler med pre-rigor filetering:
– muliggjør raskere produktflyt– redusert gaping– fastere tekstur– redusert vekst av bakterier– betre farge (laks)
• Utfordringer med pre-rigor filetering:– fjerning av pin-bones– noe høyere væsketap
30
Frysing og tining av fileter• Fryselagring av torsk gir redusert antall P. phosphoreum
• TMA som eventuelt er i fileten før frysing forblir i muskelenunder fryselagring
• Under frysing blir TMAO enzymatisk omdannet til DMA ogformaldehyd
• Formaldehyd gir kryssbindinger i muskel, hardere tekstur ogredusert vannbindingsevne
– frysing ved -30°C og unngå hard fysisk behandling redusererdette.
• •
• •16
31
Modifisert atmosfærepakking (MAP)• Endring av atmosfæren som fisken er pakket i (CO2, N2, O2)
– gir forlenget holdbarhet• Hemmer bakterievekst og fettoksidasjon:
– effekt av CO2, fjerning av O2• Opptak av CO2 er best ved lav temperatur (0-2°)• CO2-opptak fører til redusert pH:
– redusert vannbindingsevne ved lavere pH– avhengig av fiskeslag og lagringstid, kan dette føre til økt
væsketap• H2S-produserende bakterier er fakultativt anaerob, men er i lite
antall i MAP-fisk– (P. phosphoreum produserer ikke H2S, men vokser i CO2-
atmosfære)• TMA-produksjon (dersom TMAO er tilstede) avhenger av
atmosfæren (O2, eller ikke).
32
Oppsummering
NTNU
Nor s k i n st it u t t fo r n æ ri n gs m i dd e l fo r sk ni n g
MarinePack - FOU-program for sjømatemballasje
• Kunnskap om post mortem-endringer er av vesentligbetydning for å kunne opprettholde god kvalitet påfiskeprodukter:– mager- og fet fisk, viltfanget fisk og oppdrettsfisk har ulike post
mortem-egenskaper
• Slakting, filetering, konservering og emballering har storpåvirkning på kvaliteten
• Holdbarhetsforlengelse av MAP oppnås kun ved lavtemperatur.