Funktionelle Fleischerzeugnisse Rohwürste Functional meat products raw sausages

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1 , Funktionelle Fleischerzeugnisse Rohwürste Functional meat products raw sausages W.-D. MÜLLER Zusammenfassung Ziel der durchgeführten Untersuchungen war es, schnittfeste Rohwürste mit zusätzlichen gesundheitsförderlichen Inhaltsstoffen herzustellen bzw. die als negativ diskutierten Bestandteile zu entfernen oder zumindest die Anteile zu verringern. Dabei sollten Geruch und Geschmack sowie die Textur und das Mundgefühl so geringfügig wie möglich verändert werden. Es galt Rohwürste herzustellen, die den modernen Ernährungsgewohnheiten entgegenkommen, indem z. B. der Brennwert (Fett) reduziert und tierische gegen cholesterinfreie mit ω-3-fettsäuren angereicherte pflanzliche Fette ausgetauscht wurden. Ein weiteres Ziel war die Anreicherung mit 3 % des löslichen Ballaststoffes Inulin und 3 % des unlöslichen Ballaststoffes Weizenfasern, um mit 6 % Ballaststoffen eine ballaststoffreiche Rohwurst herzustellen. Weiterhin gelang es, die Fermentation der Wurst ausschließlich mit probiotischen Milchsäurebakterien durchzuführen, die auch während der Lagerung in ausreichender Menge in den Würsten nachweisbar waren. Summary The purpose of the carried out investigations was to produce sliceable raw sausages with additional ingredients conducive to health, or to remove or at least reduce negatively discussed components. Besides, smell and taste as well as texture and mouth feeling should be changed as little as possible. It was a matter of producing raw sausages which meet the modern eating habits, e.g. by reducing total fat content and exchanging animal fat against cholesterol-free fat using plant fats enriched with ω-3-fatty acids. Another purpose was the enrichment with 3% of soluble dietary fibre by adding inulin and with 3% of insoluble dietary fibre using wheat fibers to produce a raw sausage rich in dietary fibre with 6% of roughage. Furthermore, the fermentation of the sausage was successfully performed exclusively with probiotic lactic acid bacteria which were also detectable in sufficient amounts in the sausages during subsequent storage. Schlüsselwörter Key Words Funktionelle Fleischerzeugnisse Rohwurst Ballaststoffe probiotische Milchsäurebakterien ω-3-fettsäuren functional meat products raw sausages dietary fibre probiotic lactic acid bacteria ω-3-fatty acids Einleitung Funktionelle Lebensmittel sind aus dem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Gerade in den Bereichen Cerealien, Backwaren, Molkereiprodukte und Getränke haben sie eine beachtliche Bedeutung erlangt. Der Sektor Fleisch- und Wurstwaren dagegen gilt im Hinblick auf funktionelle Lebensmittel in Europa als unterentwickelt. Vor allem in Deutschland werden gute Möglichkeiten z. B. für den Einsatz von pro- und präbiotischen Wirkstoffen gesehen. Daher war es Ziel der durchgeführten Untersuchungen, Fleischerzeugnisse (Rohwürste) mit zusätzlichen gesundheitsförderlichen Inhaltsstoffen herzustellen bzw. die als negativ diskutierten Bestandteile zu entfernen oder zumindest die Anteile zu verringern. Dabei sollten Geruch und Geschmack sowie die Textur und das Mundgefühl so geringfügig wie möglich verändert werden. Es galt Rohwürste herzustellen, die den modernen 185

2 Ernährungsgewohnheiten entgegenkommen, indem z. B. der Brennwert (Fett) reduziert und tierische gegen cholesterinfreie, mit ω-3-fettsäuren angereicherte pflanzliche Fette ausgetauscht werden. Weitere Ziele waren die Anreicherung mit Ballaststoffen und die Fermentation der Wurst mit probiotischen Milchsäurebakterien. Zielsetzung Da schnittfeste Rohwürste (Salamityp) traditionell einen Speckanteil von 33,3 % in der Rezeptur enthalten, resultieren daraus bei einer 30%igen Abtrocknung Fettgehalte von ca. 43 %. Insofern erschienen bei dieser relativ fetten Wurst die vorstehend genannten Zielsetzungen sinnvoll. Dazu wurde eine schnittfeste Rohwurst vom Kaliber 60 mm Durchmesser und eine Minisalami vom Kaliber 22 mm hergestellt jeweils aus einem Grundbrät. Pflanzliche Fette sind aufgrund ihrer Cholesterinfreiheit ernährungsphysiologisch interessant. Daher wurde der verbleibende Speckanteil gegen ungehärtetes Pflanzenfett ausgetauscht. Um die Wurst hinsichtlich ihrer Fettsäurezusammensetzung weiter aufzuwerten, wurde zusätzlich bis zu 1 % Öl, reich an ω-3-fettsäuren, zugegeben. Dabei wurden ein Öl tierischer Herkunft (Fischöl) und ein pflanzliches Öl überprüft. Ein weiteres Ziel im Hinblick auf die ernährungsphysiologische Aufwertung der Rohwürste war ihre Anreicherung mit Ballaststoffen. Das Ziel war ballaststoffreiche Rohwürste mit einem Ballaststoffgehalt von 6 % herzustellen. Sollte sich das als nicht praktikabel erweisen, könnten ersatzweise zumindest Ballaststoff angereicherte Rohwürste mit einem Ballaststoffanteil von 3 % hergestellt werden. Zur Fettverminderung wurden zwei Basisrezepturen mit 5 % und 10 % Pflanzenfett verwendet. Versuchsdurchführung Basisrezepturen für 10 kg Versuchschargen Zutat % / % kg / kg Rindfleisch (RI) 47,5 / 45,0 4,75 / 4,50 Schweinefleisch (SI) 47,5 / 45,0 4,75 / 4,50 Pflanzenfett (Zibana)* 5,0 / 10,0 0,50 / 1,00 * Fettsäurezusammensetzung: 50,5 % gesättigte, 39,3 % einfach ungesättigte und 9,8 % mehrfach ungesättigte Gewürze und Zutaten* g / kg g / 10 kg NPS 28,0 280,0 Pfeffer 3,0 30,0 Ingwer 0,2 2,0 Knoblauch 0,2 2,0 Ascorbat 0,3 3,0 Kristallpur 1,0 10,0 Staphylococcen S-B-61 0,25 2,5** *fest **Fa. Ch. Hansen Die folgenden funktionellen Zutaten wurden in variablen Mengen einzeln und in Kombination in den vorstehenden Grundrezepturen untersucht. 1 Inulin (RAFTILINE HP; Fa. ORAFTI), löslicher Ballaststoff aus Chicoreewurzeln 2 Weizenfasern (WF 600 oder WF 200; Fa. Rettenmaier), unlöslicher Ballaststoff aus Weizenhalmen 3 Ropufa Foodöl (Fa. DSM), mit einem hohen Gehalt an ω-3-fettsäuren 4 Rapsöl (Wellnessöl; Fa. HELA), mit einem hohen Gehalt an ω-3-fettsäuren* 5 Antioxidans (Stabiloton OS; Fa. Raps) zur Verzögerung von oxidativen Veränderungen der Fette, vor allem der empfindlichen mehrfach ungesättigten Fettsäuren 6 Probiotische Kultur (FD-DVS L. casei-01 nu-trish; Fa. Christian Hansen) für die Fermentation und Anreicherung der Rohwurst mit diesem probiotischen Milchsäurebakterium 7 Probiotische Kultur (PB051814, L. casei 431; Fa. Christian Hansen) für die Fermentation und Anreicherung der Rohwurst mit diesem probiotischen Milchsäurebakterium *Fettsäurezusammensetzung: 8,1 % gesättigte, 61,8 % einfach ungesättigte und 29,8 % mehrfach ungesättigte 186

3 Nach dem Kuttern wurden jeweils 5 kg der Wurstmasse bei 0 bis -2 C in Naturin R2 Därme, Kaliber 60/50 gefüllt. Die Reifung wurde jeweils unter den folgenden Bedingungen durchgeführt: Wurde bei einer Versuchsreihe sensorisch eine überwiegend zu intensive Säuerung festgestellt, wurde bei der Versuchswiederholung die Reifetemperatur der ersten 5 Tage von 21 auf 18 C gesenkt. Zeit (Stunden) T ( C) r. F. (%) Rauch 6 21 (18) (18) r. F., relative Luftfeuchtigkeit; T, Temperatur Zu Beginn der Untersuchungen wurden nur der Abtrocknungsverlauf und die Entwicklung des ph-wertes erfasst. Die Würste wurden nach der Fertigstellung sensorisch geprüft und nach sensorischen Gesichtspunkten optimiert. Während der Optimierungsphase wurden zusätzlich Festigkeitsmessungen (Instron 1140) und a W -Wert Messungen sowie Vollanalysen durchgeführt. Zeit (Stunden) T ( C) r. F. (%) Rauch 6 21 (18) (18) X r. F., relative Luftfeuchtigkeit; T, Temperatur Die Reifung und Trocknung erfolgt bis zu einem Abtrocknungsgrad von ca. 30 %. Danach wurden ein Teil der Würste in Verbundfolienbeuteln vakuumverpackt und bei ca. 8 C gelagert. Die verbleibenden Würste wurden bis zu einem Abtrocknungsgrad von % getrocknet und dann verpackt. Weitere 5 kg Brät wurden jeweils bei 0 bis -2 C in Schäldärme, Kaliber 22 mm gefüllt und auf eine Länge von ca. 12 cm abgedreht. Die Reifung und Trocknung erfolgte in einer von der Kaliber 60 mm Ware getrennten Kammer unter den in der nachstehenden Tabelle genannten Bedingungen. Die Trocknung erfolgte bis zu einem Gewichtsverlust von ca. 30 bzw. 35 %. Danach wurden die dünnkalibrigen Rohwürste geschält und ebenso wie die Kaliber 60 mm Ware vakuumverpackt und kühl gelagert. Ergebnisse Technologisch war es möglich, dünn- und dickkalibrige Rohwürste mit einem Fettgehalt unter 10 % (fettarm) im fertigen Erzeugnis herzustellen. Die sensorische Akzeptanz dieser Würste war jedoch derart unbefriedigend, dass diese Grundrezeptur mit 5 % Fett während der Untersuchungen aufgegeben wurde. Nach mengenmäßiger Optimierung der funktionellen Zutaten konnten zur Basisrezeptur Zutat % kg Rindfleisch (RI) 45,0 4,5 Schweinefleisch (SI) 45,0 4,5 Pflanzenfett (Zibana) 10,0 1,0 100,0 % 10,0 folgende Zusätze erfolgreich kombiniert werden: 187

4 Zutat % Inulin (RAFTILINE HP; Fa. ORAFTI) 2,25 Weizenfasern WF 600 oder WF 200 (Fa. Rettenmaier) 2,25 Rapsöl (HELA) 1,0 Antioxidans (Stabiloton OS; Fa. Raps) 0,04 probiotische Kultur (FD-DVS L. casei-01 nu-trish) oder alternativ probiotische Kultur, (PB051814, L. casei 431)* 0,025 *sensorisch intensivere Säuerung als L. casei 01 nu-trish; Fa. Christian Hansen Die Zugabe von Gewürzen und weiteren Zutaten erfolgte unverändert, wie unter dem Kapitel Versuchsdurchführung beschrieben. Erwähnenswert ist die Notwendigkeit der Verwendung der Starterkultur S-B-61 (Staphylococcen), da ohne diese Starterkultur keine befriedigende Umrötung gewährleistet ist. Das Fischöl, (Ropufa Foodöl; Fa. DSM) musste nach einigen Wiederholungsversuchen aus der Untersuchung herausgenommen werden, da es auch bei geringen Mengen von 1 % einen stark abweichenden fischigen Geruch und Geschmack verursachte. Der fischige Geschmack war bei verschiedenen Chargen Fischöl unterschiedlich intensiv. Weiterhin spielte die Lagerungszeit eine Rolle. Je frischer das Öl war, umso weniger penetrant war der fischige Geschmack ausgeprägt. Bei etwas länger gelagerten Ölen, auch wenn sie noch Wochen vom Ende des Mindesthaltbarkeitsdatums entfernt waren, war die Geschmacksabweichung sehr intensiv. Hinsichtlich der technologischen und sensorischen Auswirkungen der verschiedenen Zusätze wurden folgende Beobachtungen gemacht: Der ph-wert Verlauf wurde durch keine der funktionellen Zutaten beeinflusst. Die Abtrocknung verläuft minimal langsamer, wenn Weizenfasern eingesetzt werden. Dadurch bedingt ist der a W -Wert geringfügig höher gegenüber den Chargen ohne Weizenfasern. Dementsprechend erfolgt die Zunahme der Festigkeit, gemessen mit der Instron 1140, während der Reifung etwas langsamer gegenüber Chargen ohne Weizenfasern. Während der Lagerung in der Vakuumverpackung kommt es bedingt durch die Weizenfasern zu einer stärkeren Zunahme der Festigkeit, am deutlichsten beim Fasertyp WF 600. Das konnte auch durch sensorische Prüfungen bestätigt werden, dass die Würste mit der Faser WF 600 im Vergleich mit den mit WF 200 hergestellten Würsten etwas trockener und fester bewertet wurden. Unter identischen Rezeptur- und Reifungsbedingungen bewirkt die probiotische Kultur, PB , L. casei 431 sensorisch eine intensivere Säuerung als der Stamm FD- DVS L. casei-01 nu-trish). So kann eine kräftige bis milde Säuerung über die Auswahl der probiotischen Kultur und der Reifungstemperatur zu Beginn der Reifung relativ gut eingestellt werden. Die chemischen, physikalischen und mikrobiologischen Untersuchungen der dünnkalibrigen Rohwürste mit 34,2 % Abtrocknung erbrachten folgende Ergebnisse: chemische Parameter % Eiweiß 23,3 (eiweißreich) Fett 15,3 (fettreduziert) Wasser 50,5 Asche 4,6 Rest auf 100 % 6,3 (Ballaststoffe > 6 % = ballaststoffreich) BEFFE absolut 22,5 BEFFE relativ 96,3 188

5 physikalische Parameter ph-wert 5,43 a W -Wert 0,91 mikrobiologische Parameter KbE/g Staphylococcen S-B-61 4,7 x 10 4 (MSE-Agar) Milchsäurebakterien 1,2 x 10 7 (MRS-Agar, ph 5,7) probiotische Lb. casei: 431 6,2 x 10 6 (MRS-Agar, ph 5,7 + Moxalactam) Die chemischen Untersuchungen der Rohwürste Kaliber 60 mm, mit einem Abtrocknungsgrad von 42 %, erbrachten folgende Ergebnisse: chemische Parameter % Eiweiß 26,6 (eiweißreich) Fett 20,6 (fettreduziert) Wasser 40,4 Asche 5,4 Rest auf 100 % 7,0 (Ballaststoffe > 6 % = ballaststoffreich) BEFFE absolut 26,3 BEFFE relativ 94,9 Hinsichtlich des Zusatzes des Rapsöles mit einem hohen Anteil an mehrfach ungesättigten Fettsäuren war zu prüfen, ob dieser Zusatz im Hinblick auf mögliche Fettveränderungen akzeptabel ist. Dafür wurden während der Reifung und Lagerung für den oxidativen Fettverderb die Thiobarbitursäure-reaktiven Substanzen und für den hydrolytischen Fettverderb die Säurezahlen bestimmt. Da diese Vorgänge bei den dünnkalibrigen Rohwürsten, aufgrund des ungünstigen Verhältnisses von Volumen zur Oberfläche schneller ablaufen, wurden zur exemplarischen Darstellung die Vorgänge bei der Minisalami dargestellt (Abb. 1 und 2). Wie die Abbildung 1 zeigt, sind die Unterschiede nach der Brätherstellung marginal. Bereits nach drei Reifungstagen zeigte sich bei der Kontrollcharge, die zwar 10 % Pflanzenfett, aber kein Rapsöl und kein Stabiloton enthielt, ein deutlich höherer Gehalt an Thiobarbitursäurereaktiven Substanzen als bei der Kontrollcharge mit dem Antioxidans Stabiloton und der Versuchscharge mit allen funktionellen Zutaten einschließlich 1 % Rapsöl. Malondialdehyd (mg/kg) 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Reifezeit / Lagerungszeit [Tage] Kontrollcharge Kontrollcharge mit Stabiloton Versuchscharge Abb. 1: Entwicklung der Thiobarbitursäurereaktiven Substanzen während der Reifung und Lagerung von Minisalami 189

6 Säurezahl (mg KOH/g Fett) Reifezeit / Lagerungszeit [Tage] Kontrollcharge Kontrollcharge mit Stabiloton Versuchscharge Abb. 2: Entwicklung der Säurezahlen während der Reifung und Lagerung von Minisalami Diese Entwicklung setzte sich bis zum 62. Lagerungstag fort. Daraus ist zu Schlussfolgern, dass das verwendete Pflanzenfett durch das Stabiloton deutlich vor Oxidation geschützt wird. Der Zusatz von 1 % Rapsöl in der Versuchscharge bringt keine Nachteile, da es ebenfalls gegen Oxidation geschützt wird. Hinsichtlich der hydrolytischen Fettveränderungen, dargestellt über die Entwicklung der Säurezahlen (Abb. 2), war zu erkennen, dass das Antioxidans hier keine Schutzfunktion hatte. Ab dem 6. Reifungstag bis zum 62. Lagerungstag stiegen die Säurezahlen der Versuchscharge im Vergleich zur Kontrollcharge und der Kontrollcharge mit Stabiloton jeweils stärker an. Die Analysenergebnisse bezüglich der Säurezahlen konnten jedoch sensorisch nicht nachvollzogen werden, alle Chargen zeigten bis zum 62. Lagerungstag keine Abweichungen. Die Rohwürste mit allen vorgenannten funktionellen Zutaten vom Kaliber 60 mm, hergestellt mit den beiden probiotischen Kulturen ganz und im Längsschnitt sind in der Abbildung 3 und die dünnkalibrigen in Abbildung 4 dargestellt. Lactobacillus casei 431 Lactobacillus casei 431 Lactobacillus casei-01 nu-trish Lactobacillus casei-01 nu-trish Abb. 3: Rohwürste Kaliber 60 mm mit funktionellen Zutaten, gereift mit 2 verschiedenen probiotischen Kulturen (Fa. Christian Hansen) 190

7 Lactobacillus casei 431 Lactobacillus casei-01 nu-trish Abb. 4: Dünnkalibrige Rohwürste (Kaliber 22 mm mit funktionellen Zutaten, gereift mit 2 verschiedenen probiotischen Kulturen (Fa. Christian Hansen) Schlussfolgerungen und Zusammenfassung Technologisch war es möglich, dünn- und dickkalibrige Rohwürste mit einem Fettgehalt unter 10 % (fettarm) herzustellen. Die sensorische Akzeptanz dieser Würste war unbefriedigend. Dagegen war es möglich technologisch fehlerfreie und sensorisch befriedigende, fettreduzierte Rohwürste mit einem Fettgehalt von ca. 15 % (Abtrocknungsgrad 34 %) bis maximal 20 % Fett, bei einem Abtrocknungsgrad von 43 % (10 % ungehärtetes Pflanzenfett + 1 % Rapsöl, reich an ω-3-fettsäuren) in der Rezeptur herzustellen. Da Abtrocknungsgrade über 35 % keine sensorischen und technologischen Vorteile brachten, kann der Fettgehalt über die Abtrocknung problemlos auf 15 % begrenzt werden. Diese Fette konnten mit Rosmarinextrakt gegen oxidativen Fettverderb stabilisiert werden. Weiterhin war eine Anreicherung mit 6 % Ballaststoffen erfolgreich. Von den Ballaststoffen waren 50 % unlöslich (Weizenhalmfasern) und 50 % löslich (präbiotisches Inulin). Die Fermentation mit zwei unterschiedlichen probiotischen Kulturen ohne klassische Milchsäure- Starterkulturen war ohne technologische und sensorische Einschränkungen möglich. Bis zu einer Lagerzeit von 3 Monaten waren mindestens 10 6 KbE/g nachweisbar. Somit ist es gelungen, die funktionellen Eigenschaften der Fett- und Cholesterinverminderung, Aufwertung der Fettsäurezusammensetzung gegenüber dem Schweinespeck, Ballaststoffanreicherung bis zur Auslobungsmöglichkeit Ballaststoffreich und Fermentation mit probiotischen Milchsäurekulturen ohne wesentliche sensorische Einschränkungen in zwei schnittfeste Rohwursttypen Salami und Minisalami zu implementieren. 191

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