Post mortem endringer i fisk

Transkript

1 MarinePack - FOUprogram for sjømatemballasje Post mortem endringer i fisk Anlaug Ådland Hansen Marinepack stipendiat Thomas Eie Forsker, Matforsk NTNU Norsk institutt for næringsmiddelforskning 1 Inndeling av denne presentasjonen: Fersk, nyslaktet fisk Post mortem endringer Prosessering: innvirkning på kvalitet og holdbarhet 2

2 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 3 Kontaminering og vekst Bakteriefloraen på fisk varierer med leveområde: saltvann, ferskvann, om fisken lever pelagisk eller ved bunnen Indre faktorer: vannaktivitet (a w ) ph (surhet) lufttilgang næringsstoff Ytre faktorer: fangstmetode behandling/håndtering etter fangst temperatur biologiske strukturer pakke-gass 4

3 Kjemisk sammensetning Generelt: 66-84% vann 15-24% protein 0,1-22% fett 1-3% karbohydrater 0,8-2% 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) 5 Muskelstruktur Kotelett og filet Linjene viser bindevev (myocommata) som deler blokker av muskelceller (myotom) fra hverandre 6

4 Myofiber protein Muskelprotein aktin, myosin, tropomyosin, troponin -aktinin, -aktinin, myomesin, titin (connectin), desmin og nebulin Bindevevsprotein collagen, reticulin og elastin Sarkoplasmatiske protein TMAO demetylase nucleoside phosphatase 7 Muskelceller Muskelceller med sarkoplasma reticulum 8

5 Muskelsarkomer -actinin -actinin Actin Myosin myomesin Z-linje Bindevev myocommata (collagen) Endomysium Cytosceleton (Desmin, nebulin, titin) Utklipp av figur fra Skjervold & Taylor, Enzymatisk nedbrytning av muskelen Nedbrytning av muskelens hovedstruktur (cytoskeleton), forårsakes hovedsakelig av enzymet Calpain Nedbrytning av fast konsistens i muskel skjer raskt, 30-50% første døgn etter slakting, deretter gradvis nedbrytning Degradering av andre muskel-proteiner (myosin, actin, aktinin og collagen) er hovedsakelig forårsaket av et annet enzym (Cathepsin L) 10

6 Nedbrytning av fiske-muskelen Brudd B Brudd C Endomycium Brudd A Cytoskeleton Fibroplast Aktin Myocin Z-linje MUSKELFIBER Sacromer Adipocytt Kollagen MYOCOMMATA fra Skjervold & Taylor, Rigor mortis og oppløsing av rigor Nedbrytning av fast konsistens i muskel og frigjøring av rigor mortis er to separate endringer Frigjøring av rigor skjer saktere enn tap av fast konsistens Rigor varierer med art, håndtering, stress og temperatur før slakting, biologisk status og temperatur under lagring Frigjøring av rigor skjer ved separering av binding mellom myofiber og myocommata (Brudd B, forrige figur) 12

7 Utvikling av rigor mortis: effekt av stress og kjøling før slakting Levende kjøling forsinker start av rigor Denne fileten blir mindre stiv enn ikke levende kjølt fisk (lavere rigor verdi) Stressing av fisk: lavere rigorverdi (mindre stiv) RIGOR-VERDI BLÅ: Ikke stresset fisk før slakting RØD: Stresset fisk før slakting Stiplet linje: levende kjøling før slakt Hel linje: ingen kjøling før slakt TID FRA SLAKTING (timer) 13 Slakting Levendekjøling Stress før slakt - Utsetter rigor - Framskynder rigor Rigor mortis - Reduserer max. - Høy rigor-score rigor-score - Tidligere rigor - Lengere varighet avslutning -Stabilt glykogen-nivå - Red. glykogen-nivå Glykogen/pH - Red. ph post mortem - Høy ph post mortem Tekstur - Hardere tekstur første dager - Kortidsstress: mykere tekstur post mortem - Langtidsstress: fastere tekstur 14

8 Utvikling av rigor mortis og tekstur (bruddstyrke i fiskemuskel) Bruddstyrke (g) Rigor-indeks Bruddstyrke i muskel Rigor-indeks Lagringstid (timer) 15 Gaping (muskelspalting) Brudd av binding mellom muskelfibre og sarcolemna/basalmembran Mer utpreget hos laks enn ørret Oppstår både i filèt med fast og myk tekstur Kan komme til syne ved prosessering (filetering) Øker ved lagring Sulting/redusert fòring kan gi redusert gaping Fenomenet gaping er ikke helt forstått. 16

9 Gaping Fig.I: før gaping Fig.II: gaping (Fig.5 og 8, Fletcher et al., 1997) 17 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). 18

10 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. 19 Fiskens vannbinding blir påvirket av: Surhet (ph) strukturendringar artsforskjellar rigor mortis sesongvariasjoner fòring lengde av sarcomer. Figur: Væsketap som funksjon av ph i viltfanget ( ) og oppdrettet ( ) kveite ph under 6,3: økende væsketap ph over 6,3: væsketap uavhengig av ph 20

11 Væsketap hos oppdrettskveite Fisk I ph 6,01 11,8% væsketap Fisk II ph 6,00 17,3% væsketap Z-linje og I-bånd (Fig. 2 og 5, Olsson et al., 2003) 21 Kvalitetsforringende bakterier i fisk Fisk er rik på lett tilgjengelige næringsstoffer som bakteriene kan nyttiggjøre seg til vekst Det er ofte dårlig sammenheng mellom totalt antall bakterier og forringelse av fisken Det er antall spesifikke kvalitetsforringende bakterier (SSO) som gir best sammenheng med kvaliteten Under lagring vil disse vokse raskere enn de andre bakteriene of føre til ubegagelig lukt og smak Shewanella putrefaciens og Photobacterium phosphoreum er viktige kvalitetsforringende bakterier for marine fisker fra tempererte områder 22

12 Shewanella putrefaciens og Photobacterium phosporeum Shewanella putrefaciens Gram-negativ Krever luft for å vokse, men kan puste med TMAO ved fravær av luft Følsom overfor CO 2 Vokser raskt og har høy aktivitet ved lave temperaturer Kan produsere H 2 S. Photobacterium phosporeum Gram-negativ, stor bakterie (5µm) Kan vokse både med og uten luft Gror godt i CO 2 atmosfære Kan også redusere TMAO til TMA Kan produsere giftige (biogene) aminer Følsom overfor frysing. 23 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 Luft Shewanella putrefaciens Pseudomonas spp. MAP Photobacterium phosphoreum Vakuum Shewanella putrefaciens Photobacterium phosphoreum Tabell: De viktigste kvalitetsforringende bakteriene ved ulike lagringsforhold 24

13 Utvikling av TMA ved ulik emballering mg TMAO-N/100g torsk Lagringstid (dager) Størst utvikling av TMA i vakuum-pakket torsk: både S. putrefaciens og P. phosphoreum kan puste på TMAO istedenfor luft Minst utvikling av TMA ved tilgang på luft S. putrefaciens og P. phosphoreum trenger ikke TMAO når de kan puste luft Middels utvikling av TMA i MAP: I CO 2 -holdig atmosfære hemmes S. putrefaciens 25 Bakterievekst i kaldrøkt fisk Kaldrøkt laks: Lavt saltinnhold (<6%), høy ph (>5,0), tilsatt sorbat, benzoat, NO 2 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. 26

14 Flyktige forbindelser Flyktige forbindelser gir fisken den karakteristisk luktutvikling under lagring Substrat TMAO Cystein Metionin Produkt TMA H 2 S CH 3 SH (CH 3 ) 2 S S. putrefaciens S. putrefaciens S. putrefaciens P. phosphoreum Vibrionaceae Pseudomonas Pseudomonas Melkes.bakt Karbohydrat Syrer (laktat) IMP, Inosine Hypoxanthin S.putrefaciens P.Phosphoreum Pseudomonas Aminosyrer Keton, Estere, Aldehyd, NH 3 S. putrefaciens Melkes.bakt 27 Fettoksidasjon Problem ved frysing av fet fisk ved kjølelagring vil mikrobiell kvalitetsforringelse overgå fettoksidasjon Avhengig av mengde feitt, fettsammensetning, antiog 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) 28

15 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 29 Frysing og tining av fileter Fryselagring av torsk gir redusert antall P. phosphoreum TMA som eventuelt er i fileten før frysing forblir i muskelen under fryselagring Under frysing blir TMAO enzymatisk omdannet til DMA og formaldehyd Formaldehyd gir kryssbindinger i muskel, hardere tekstur og redusert vannbindingsevne frysing ved -30 C og unngå hard fysisk behandling reduserer dette. 30

16 Modifisert atmosfærepakking (MAP) Endring av atmosfæren som fisken er pakket i (CO 2, N 2, O 2 ) gir forlenget holdbarhet Hemmer bakterievekst og fettoksidasjon: effekt av CO 2, fjerning av O 2 Opptak av CO 2 er best ved lav temperatur (0-2 ) CO 2 -opptak fører til redusert ph: redusert vannbindingsevne ved lavere ph avhengig av fiskeslag og lagringstid, kan dette føre til økt væsketap H 2 S-produserende bakterier er fakultativt anaerob, men er i lite antall i MAP-fisk (P. phosphoreum produserer ikke H 2 S, men vokser i CO 2 - atmosfære) TMA-produksjon (dersom TMAO er tilstede) avhenger av atmosfæren (O 2, eller ikke). 31 Oppsummering MarinePack - FOUprogram for sjømatemballasje Kunnskap om post mortem-endringer er av vesentlig betydning for å kunne opprettholde god kvalitet på fiskeprodukter: mager- og fet fisk, viltfanget fisk og oppdrettsfisk har ulike post mortem-egenskaper Slakting, filetering, konservering og emballering har stor påvirkning på kvaliteten Holdbarhetsforlengelse av MAP oppnås kun ved lav temperatur. NTNU Norsk institutt for næringsmiddelforskning 32