Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Bestimmung des Reifegrades von Rindfleisch mittels 1H-NMR-Spektroskopie

Der Konsum von Fleischprodukten nimmt seit Jahren stetig zu; dies betrifft insbesondere Premiumprodukte der Produktklasse „Dry Aged Beef“ (über mehrere Wochen trocken gereiftes Rindfleisch), wobei die Reifedauer, die Tierrasse und die Teilstücke bei diesen Produkten stark variieren. Die Bezeichnung „Dry Aged Beef“ ist derzeit weder gesetzlich verankert noch durch einen Leitsatz definiert. Die Industrie versteht hierunter selbst überwiegend 21 Tage gereiftes Rindfleisch. Derzeit ist aber weder für Hersteller und Lieferanten noch für den Einzelhandel oder die Lebensmittelüberwachung feststellbar, ob die angewandte Reifeart und -dauer ausgereicht haben, um in einem spezifischen Stück Rindfleisch die Verbrauchererwartungen in Bezug auf Zartheit und Geschmack zu erzielen.

Ziel des Vorhabens ist es deshalb, auf Basis der 1H-NMR-Spektroskopie und aufbauend auf den Ergebnissen des CORNET-Vorhabens AiF 162 EN, in dem bereits die Parameter der Trockenreifung untersucht wurden, ein Verfahren zur Beurteilung des Reifegrades von Rindfleisch in Bezug auf Zartheit und Geschmack zu entwickeln. Die zentrale Hypothese hierbei ist, dass sich charakteristische Metabolite über den Verlauf der Reifung verändern und so Informationen über Reifekinetiken gewonnen werden können.

Die Fleischwarenindustrie gehört zwar zu den umsatzstärksten Branchen der deutschen Lebensmittelindustrie, ist aber nach wie vor ein KMU-geprägter Wirtschaftssektor. Die Ergebnisse eröffnen KMU die Möglichkeit, die Qualität Ihrer Produkte durch eine annähernd verlustfreie Beprobung während der Reifung zu überprüfen und sicherzustellen.

Ergebniszusammenfassung:

Ziel war die Beurteilung des Reifegrades von Rindfleisch in Bezug auf den Geschmack und die Zartheit anhand von 1H-NMR-Spektroskopie. Die Analytik als non-targeted Ansatz hat die Erfassung korrelierender reifeabhängiger Parameter im Metabolom und somit Erkenntnisse zur Reifekinetik im Rindfleisch ermöglicht. Der Einfluss von spezifizierten Parametern wie Rasse (Schwarzbunt, Fleckvieh) und Geschlecht-Alter-Kombination (Jungbulle, Färse, Kuh) zeigte, dass sich charakteristische Metaboliten in Abhängigkeit der Reifeart über die Reifedauer erhöhen oder reduzieren. Dazu wurden die Geschmackskomponenten sensorisch sowie die Zartheit mittels Texturanalyse untersucht und auf Korrelation zu den Metaboliten untersucht.

Zuerst wurde eine Aufstellung des regulär genutzten Rindfleisches erstellt und der Versuchsplan konkretisiert (AP1). Zudem wurde die NMR-Methodik zur Analyse des Metaboloms entwickelt und etabliert, wobei der Einfluss der Probenlagerung sowie der Position der Probe im Rinderrücken auf die Analysenergebnisse berücksichtigt wurde (AP2). Die gewonnenen Erkenntnisse wurden genutzt, um gezielt authentisches Rindfleisch zu beschaffen, zu reifen, das Metabolom zu analysieren und die Proben sensorisch zu beschreiben, die Struktur zu bewerten und die erhobenen Daten auf Korrelationen zu untersuchen (AP3).

Die Hypothese, dass sich charakteristische Metaboliten über den Verlauf der Reifung verändern und so Informationen über Reifekinetiken gewonnen werden können, wurde bestätigt. Über die Variation der spezifizierten Tiere hinaus können dadurch Veränderungen im Metabolom der einzelnen Proben zurückgeführt werden. Es wurde ein Authentifizierungsmodell, basierend auf den gemessenen NMR-Spektren, für die Bestimmung der Reifezeit und Reifeart mit einer hohen statistischen Sicherheit entwickelt. Die Reifezeit kann mit einer Genauigkeit von 2,28 Tagen vorhergesagt werden. Die Bestimmung der Reifeart nach 28 Tagen Reifung kann mit einer Sicherheit von > 99 % vorhergesagt werden.