Utsorteringsmetodikk for råneslakt

Transkript

1 Utsorteringsmetodikk for råneslakt John-Erik Haugen Nofima Mat Forsknig på Hanngris, NFR Seminar,16. april 2009

2 Hurtige utsorteringsmetoder for råneslakt Hovedmål: Utvikle hurtige målemetoder til utsortering av råner med uønsket rånelukt/smak. Det overordnede mål for dette prosjektet er: forbrukere skal få kjøtt uten rånesmak. Delmål: 1. Identifisering og evaluering av hurtigmetoder med potensial for påvisning av råneslakt basert på bestemmelse av androstenon, skatol og rånelukt/smak (Fase I: år 1-2). 2. Utvikling av hurtigmetodikk til utsortering råneslakt med rånelukt/smak (Fase II: år 3-4) NFR Hanngrisseminar 16 april

3 Industriens krav og spesifikasjoner til analysemetode Hurtiganalyse for både skatol og androstenon (<1 time) Den skal være enkel å utføre Alternativt vil det også kunne være aktuelt med en instrumentell metode som har en høy korrelasjon til sensorisk oppfatning av rånelukt. Kostnaden bør ikke overskride dagens kolorimetriske skatol/indol metode NFR Hanngrisseminar 16 april

4 Metoder som har vært evaluert i prosjektets Fase I Ulike gass-sensor teknikker - elektronisk nese* Ionemobilitetsspektrometri - IMS* Pyrolyse-massespektromertri P-MS* FTIR-Fotoakustikk ** Hurtig gasskromatografi** Spektroskopiske metoder*: FTIR, IR, Raman Direkte RIA** *: indirekte fingerprinting teknikker, **: spesifikke teknikker (skatol, androstenon) NFR Hanngrisseminar 16 april

5 Fettsyrer mulige indirekte markører for androstenon? Fatty acid r C16:1n (p<0.05) C16:1n (p<0.05) C20: (p<0.05) C10: (p<0.05) Sum FA 0.20 FA PLS multivariate regr (p<0.001) NFR Hanngrisseminar 16 april

6 Flyktige komponenter indirekte korrelert med androstenon? 21 fettprøver (Noroc, N. Landsvin, Duroc, kg Sl. vekt) Høy korrelasjon med flyktige komponernter: r=0.98 (p<0.001) RMSEP=4.5 % 10 komponenter: vinyl-benzene, benzaldehyde,2-dekenal, 1-propanol, edikksyre mm. A= 5.7, 4.3, 2.2, 0.55 μg/g Vinyl-benzen Benzaldehyde NFR Hanngrisseminar 16 april

7 Prøvetaking kritisk - Skatolnivå i nakkespekk Skatol i nakkespekk fra 6 råner 0.5 A og B Sample location (T6) 1: outer 2: central 3: inner 0.4 Measurement error: < 8 % B1 491 B2 491 B3 491 A1 491 A2 491 A3 518 B1 518 B2 518 B3 518 A1 518 A2 518 A3 538 B1 538 B2 538 B3 538 A1 538 A2 538 A3 768 B1 768 B2 768 B3 768 A1 768 A2 768 A3 NFR Hanngrisseminar 16 april mikrogram/gram

8 Status etter Fase I (første 2 år av prosjektet) Fingerprinting/ikke-spesifikke teknikker Signifikant korrelasjon med androstenon og/eller skatol og sensorikk Kan skille mellom prøver med lave og høye androstenon og skatol nivå Metodene for usikre for stor feilklassifikasjon (5-30 %) i forhold til grenseverdier/utsorteringskriterier Spesifikke teknikker Direkte RIA metode videreutviklet ved NVH(?) Hurtig GC og FTIR-PA sensor - begge metodene potensial til å måle skatol og androstenon samtidig - 1 metode NFR Hanngrisseminar 16 april

9 Spesifikk måling av skatol og androstenon! GCkromatogram av flyktige komponenter i grisefett! S A NFR Hanngrisseminar 16 april

10 Strategi Fase II: Måling av innholdsstoffene korrelert til rånelukt/smak Skatol (3-metyl-indole) MW: 131,2 Sm.pkt: 96 ºC, K.pkt: 265 ºC Luktkarakter: fekal, naftalen, søt, varm, fruktig Luktterskel (ortho-nasal): eksogen: 0.15 ppm fett fase: 0.5 ppm N H CH 3 Androstenon (5α-androst-16-en-3-one) CH 3 MW: 272,4 Sm.pkt: 140 ºC, Kpkt: 275 ºC luktkarakter: urin, svette luktterskel (ortho-nasal): eksogen: ppm fett fase: ppm O CH 3 H H H H NFR Hanngrisseminar 16 april

11 3 metoder videreutviklet i Fase II Fett ekstraksjon kombinert med hurtig gass-kromatografi FTIR-Fotoakustikk - gass-sensorikk (sensor system) Biosensorikk med insekter Krav: (norske slakterier): 1 metode - både skatol og androstenon Total analysetid <1time Enkel å operere Billig dvs. 2-4 Euro pr. prøve(?) NFR Hanngrisseminar 16 april

12 Hurtig gass kromatografi Fett eksraksjon Utsmelting av fett - løsemiddel ekstraksjon - frysing Skatol, Indol og Androstenon isoleres med et fastfase ekstraksjonstrinn (automatisert med robot) Hurtig GC Følsomhet: ~ ppm (skatol, indol og androstenon) SPE robot I s A Hurtig GC 10 sek å analysere S,I og A NFR Hanngrisseminar 16 april

13 FTIR-PA sensor system Måleprinsipp: S,I og A i gass-fase absorberer IR lys som fører til en trykkøkning i den fotoakustiske cellen som registreres som et interferogram. Trykkøkningen svarer til konsentrasjonen av S,I og A I gassfasen. Utviklet en prototype gass-sensor system FTIR- gas-phase spectra S, I, A NFR Hanngrisseminar 16 april

14 Biosensorikk bruk av trenede insekter Insekter: Bier: Apis Melliferra Snylteveps: Microplitis croceipes Test substanser: Skatol, Indol og Androstenon Trening Klassisk betinging (assosiativ læring). Løsninger med androstenone, indole og skatol I heksan ( mg/ml). Belønning: sukrose løsning Respons Bier: Tungerefleks Veps: Head-banging NFR Hanngrisseminar 16 april

15 Biosensorikk resultater individuelle veps c) Trained to androstenone c) Trained to androstenone NFR Hanngrisseminar 16 april

16 Vepsesniffing resultater Klassifikasjonsrater enkelt individer (*1:1:1 blanding) Compound Cl. Rate % (n) FP % FN % Cl. Rate* % (n) FP* % FN* % Indole 95 (25) (20) 5 - Skatole 95 (21) (20) 15 - Androstenone 50 (20) (20) Ved bruk av med 6-8 veps samlet - høyere klass. rater > 80 % for A NFR Hanngrisseminar 16 april

17 Status hurtige målemetoder for råneslakt Fett ekstraksjon hurtig GC Gjenstår noe mer validering Laboratoriemetode Automatiseringspotensial FTIR-Fotoakustikk sensor system Prototype sensorsystem Gjenstår å utvikle og tilpasse gass prøvetakingssystem On-line potensial Biosensorikk snylteveps Gjenstår: - dokumentere kvantitativ bestemmelse/luktterskler - utvikle og tilpasse gass prøvetakingssystem Gjenstår å utvikle og tilpasse gass prøvetakingssystem Kan helautomatiseres inkl. trening On-line potensial NFR Hanngrisseminar 16 april

18 EU prosjekt ALCASDE-SANCO/2008/D5/018 Study on the improved methods for animal-friendly production, in particular on the alternatives to the castration of pigs and on alternatives to the dehorning of cattle WP1.2: Methods to detect boar taint at the slaughter line To develop sensors for simultaneous (or parallel) on-line skatole and androstenone detection in solid phase (fat) (J.Hart, O.Doran, UWE) To develop methodology for on-line detection of boar taint compounds in gas phase (J.E.Haugen, Nofima) To harmonise existing reference methodology for androstenone, skatole and indole analyses (S. Ampuero, AGROSCOPE) Interlaboratory comparison A/S reference methods To organise an international industry-orientated workshop (J.E.Haugen, S.Ampuero) Varighet: 1 år NFR Hanngrisseminar 16 april

19 Nytt 2-årig råne hurtigmetode prosjekt med tysk industri Ebergeruch Mål: 1. Etablere referansemetode for skatol og androstenon 2. Utvikling av hurtigmetode for skatol og androstenon (GC/MS og gasssensorikk) Samarbeidspartnere: Fraunhofer Institut IME/IPM, Schmallenberg Tönnies Fleisch Verband der Fleischwirtschaft (VdF) Nofima Mat Varighet: 2 år Finansiering (ca. 5 mill. kr): Tönnies Fleisch VdF NFR Hanngrisseminar 16 april

20 Fremtidige intern. industrielle metodekrav Enkel metode (1 metode begge/alle råneluktstoffer) Automatisert prøvetaking og deteksjon Høy analysekapasitet ( /time) Billig (3-5 Euro pr analyse) Ingen falske negativer NFR Hanngrisseminar 16 april

21 Regulation and legislation EU Regulation (854/2004) contains the general provision that meat is to be declared unfit [for human consumption] if it indicates organoleptic anomalies, in particular a pronounced sexual odour. Some German abattoirs are distinguishing between carcasses with sexual odour (androstenone) and faecal odour (skatole); the carcasses with sexual odour are condemned whereas the carcasses with faecal odour are not. Member States may establish their acceptability criteria and recognise a test method to ensure that carcasses with pronounced sexual odour will be detected. At present, in the EU, there is no harmonised method for detecting boar taint, but some Member States have established an appropriate test system; for example, in the UK occasionally a hot wire test may be used. An alternative is a soldering iron applied to the exposed backfat of the carcass. This also causes volatilisation of androstenone and skatole which can be detected by an operator. In Germany a cooking test and melting test are used to detect sexual odour in carcasses.this has proved successful in some situations involving small numbers of animals, but effective detection differs between operators and fatigue of the sensory response develops quickly. EFSA report 2004 Welfare aspects of the castration of piglets NFR Hanngrisseminar 16 april

22 The sex-pistol-pistol (Concept by Alpha MOS, Toulouse) NFR Hanngrisseminar 16 april

23 Samarbeidspartnere Wäckers F., Lancaster University, UK Olson, D., USDA AR, USA Kauppinen, I, Gasera Ltd, Finland Ferber, A., SINTEF ECY, Norway de Wiel, D., WUR, The Netherlands Lundström, K., Univ. Agric. Sci., Sweden Whittington, F., Univ. Bristol, UK Briens, M., Inscentinel Ltd, UK Tuyttens, F., ILVO, Belgium Ampuero, S., Agroscope Switzerland Bücking, M., Fraunhofer Institut, Germany Andresen, Ø., Norw. School of Vet. Sciences Dahl, E., Norw. School of Vet. Sciences Lundby, F. Nofima AS, Norway Animalia, Norway Norsvin, Norway NFR Hanngrisseminar 16 april