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Aus dem Zentrum für Lebensmittelwissenschaften, Institut für Lebensmittelqualität und –sicherheit

und dem Institut für Physiologische Chemie der Tierärztlichen Hochschule Hannover

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Beurteilung des antioxidativen Potentials von diätetisch zugeführtem α-Tocopherol

in nitritreduzierter Rohwurst

INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer

DOKTORIN DER VETERINÄRMEDIZIN (Dr. med. vet.)

durch die Tierärztliche Hochschule Hannover

Vorgelegt von Katharina Sammet

aus Neuilly sur Seine (Frankreich)

Hannover 2004

Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. Dr. h.c. H.-P. Sallmann

Priv.-Doz. Dr. B. Nowak

1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Dr. h.c. H.-P. Sallmann

Priv.-Doz. Dr. B. Nowak

2. Gutachter: Apl.-Prof. Dr. C. Gissel

Tag der mündlichen Prüfung: 24.05.2004

Diese Arbeit wurde aus den Mitteln der Fritz-Ahberg-Stiftung gefördert.

Meinen Eltern, Geschwistern und meinem Mann

Ergebnisse dieser Doktorarbeit wurden auf folgenden Tagungen veröffentlicht:

Kongress der Gesellschaft Deutscher Lebensmitteltechnologen e.V. (GDL) 25. – 27. 09. 2003 in Stuttgart-Hohenheim (Kurzvortrag mit erweitertem Abstract) 44. Arbeitstagung des Arbeitsgebietes Lebensmittelhygiene der Deutschen Veterinärmedizinischen Gesellschaft 29. 09 – 2. 10. 2003 in Garmisch-Partenkirchen (Kurzvortrag mit erweitertem Abstract)

INHALTSVERZEICHNIS

INHALTSVERZEICHNIS

1. EINLEITUNG..........................................................................................................1 2. LITERATUR...........................................................................................................3

2.1 ROHWURST.....................................................................................................3 2.1.1 Definition ...................................................................................................3 2.1.2 Technologie...............................................................................................3 2.1.3 Qualitätsveränderungen der Rohwurst ......................................................4

2.2 OXIDATIONSVORGÄNGE IM ERZEUGNIS ROHWURST ..............................6 2.2.1 Chemie ......................................................................................................6 2.2.2 Reaktive Sauerstoffformen und Sauerstoffradikale ...................................7

2.2.2.1 Singulett-Sauerstoff............................................................................8 2.2.2.2 Superoxid-Radikal und Perhydroxyl-Radikal ......................................8 2.2.2.3 Hydroxyl-Radikal ................................................................................8 2.2.2.4. Wasserstoffperoxid.............................................................................9

2.2.3 Katalysatoren.............................................................................................9 2.2.3.1 Eisen ................................................................................................10 2.2.3.2 Myoglobin .........................................................................................12

2.3.4 Mechanismus der Lipidperoxidation ........................................................14 2.3.5 Sekundärprodukte der Lipidperoxidation .................................................16

2.3 ANTIOXIDANTIEN..........................................................................................19 2.3.1 α-Tocopherol ...........................................................................................20

2.3.1.1 Vorkommen......................................................................................22 2.3.1.2 Versorgungsempfehlung (Schwein und Mensch) .............................23 2.3.1.3 Absorption und Transport .................................................................25 2.3.1.4 Antioxidative Wirkung.......................................................................27

2.4 NITRIT UND KOCHSALZ ...............................................................................29 2.4.1 Nitrit .........................................................................................................29 2.4.2 Kochsalz..................................................................................................31

3. MATERIAL UND METHODEN.............................................................................33 3.1 VERSUCHSDESIGN ......................................................................................33

3.1.1 Versuchstiere und Tierhaltung.................................................................33 3.1.2 Versuchsfutter .........................................................................................34 3.1.3 Schlachtung und Wurstherstellung..........................................................34 3.1.4 Reifung ....................................................................................................35 3.1.5 Verpackung .............................................................................................35 3.1.6 Lagerung .................................................................................................36

3.2 UNTERSUCHUNGSMETHODEN ..................................................................38 3.2.1 Physikalische Untersuchungen................................................................38

3.2.1.1 pH- und aw-Wert ...............................................................................38 3.2.1.2 L*,a*,b*-Farbmessung ......................................................................39

3.2.2 Chemische Untersuchungen ...................................................................40 3.2.2.1 Trockensubstanz ..............................................................................40 3.2.2.2 Asche ...............................................................................................41

INHALTSVERZEICHNIS

3.2.2.3 Gesamtfettgehalt ............................................................................. 41 3.2.2.4 Gesamteiweiß.................................................................................. 42 3.2.2.5 Hydroxyprolin................................................................................... 42 3.2.2.6 Nitrat-Nitritbestimmung .................................................................... 43 3.2.2.7 Bestimmung der Umrötung .............................................................. 44

3.2.3 Biochemische Untersuchungen .............................................................. 45 3.2.3.1 Bestimmung des α-Tocopherolgehaltes .......................................... 45 3.2.3.2 Bestimmung der TBARS.................................................................. 46 3.2.3.3 Bestimmung der antioxidativen Kapazität ........................................ 48 3.2.3.4 Bestimmung der Aldehydkonzentration ........................................... 49 3.2.3.5 Bestimmung des Fettsäuremusters ................................................. 50

3.2.4 Sensorische Untersuchung..................................................................... 51 3.3 STATISTISCHE AUSWERTUNG................................................................... 53

4. ERGEBNISSE ..................................................................................................... 54 4.1 ERGEBNISSE DER FÜTTERUNGSPHASE.................................................. 54

4.1.1 Mastleistung............................................................................................ 54 4.2 ERGEBNISSE DER PHYSIKALISCHEN UNTERSUCHUNGEN ................... 55

4.2.1 pH-Wert .................................................................................................. 55 4.2.2 aw-Wert ................................................................................................... 56 4.2.3 L*, a*, b*- Farbwerte ............................................................................... 57

4.2.3.1 a*-Wert............................................................................................. 57 4.2.3.2 b*-Wert............................................................................................. 58 4.2.3.3 L*-Wert............................................................................................. 59

4.3 ERGEBNISSE DER CHEMISCHEN UNTERSUCHUNGEN .......................... 60 4.3.1 Chemische Vollanalyse........................................................................... 60 4.3.2 Gesamtnitrat-/-nitritgehalt ....................................................................... 61 4.3.3 Nitritgehalt............................................................................................... 62 4.3.4 Umrötung ................................................................................................ 64

4.4 ERGEBNISSE DER BIOCHEMISCHEN UNTERSUCHUNGEN.................... 65 4.4.1 α-Tocopherolgehalt im Plasma und in den Geweben ............................. 65 4.4.2 α-Tocopherolgehalt in der Rohwurst ....................................................... 67 4.4.3 Thiobarbitursäurereaktive Substanzen (TBARS) in der Rohwurst .......... 68 4.4.4 Aldehyde................................................................................................. 69

4.4.4.1 Gesamtaldehyde.............................................................................. 69 4.4.4.2 Malondialdehyd................................................................................ 71 4.4.4.3 Heptenal .......................................................................................... 72 4.4.4.4 Oktenal ............................................................................................ 73 4.4.4.5 4-Hydroxynonenal............................................................................ 75

4.4.5 Antioxidative Kapazität/Messung der Chemilumineszenz....................... 77 4.4.5.1 Verzögerungszeit ............................................................................. 77 4.4.5.2 Kurvenintegral.................................................................................. 78

4.4.6 Fettsäuremuster...................................................................................... 80 4.4.6.1 Gesättigte Fettsäuren ...................................................................... 80 4.4.6.2 ω3-Fettsäuren.................................................................................. 81 4.4.6.3 ω6-Fettsäuren.................................................................................. 82

4.5 ERGEBNISSE DER SENSORISCHEN UNTERSUCHUNG .......................... 84

INHALTSVERZEICHNIS

5. DISKUSSION.......................................................................................................90 5.1 MATERIAL UND METHODE ..........................................................................90

5.1.1 α-Tocopherolgehalte und Zeitraum der Diät ............................................90 5.1.2 Rohwurstherstellung und Lagerung.........................................................92 5.1.3 Untersuchungsparameter ........................................................................94

5.2 ERGEBNISSE ................................................................................................96 5.2.1 α-Tocopherolgehalt im Plasma und in den Geweben..............................96 5.2.2 α-Tocopherolgehalt in der Rohwurst........................................................99 5.2.3 Reifungsparameter ................................................................................101 5.2.4 Gesamtnitrat, -nitrit ................................................................................103 5.2.5 L*, a*, b*-Farbwerte ...............................................................................105 5.2.6 Thiobarbitursäure-Reaktive-Substanzen ...............................................108 5.2.7 Aldehyde ...............................................................................................111 5.2.8 Chemilumineszenz ................................................................................114 5.2.9 Fettsäuremuster ....................................................................................116 5.2.10 Sensorik ................................................................................................117

5.3 SCHLUSSFOLGERUNG ..............................................................................121 6. ZUSAMMENFASSUNG .....................................................................................122 7. SUMMARY.........................................................................................................125 8. LITERATURVERZEICHNIS ...............................................................................128 9. ANHANG............................................................................................................151

9.1 TABELLENANHANG ....................................................................................151 9.2 GERÄTE UND VERBRAUCHSMATERIALIEN.............................................168

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS Es werden die offiziellen Abkürzungen für chemische Elemente, Verbindungen sowie

Einheiten verwendet und darüber hinaus die nachstehend aufgeführten:

ABAP 2,2-Azobis (2 Aminopropan) Dihydrochlorid

Abb. Abbildung

α-TOC α-Tocopherol

α-TTP α-Tocopherol-Transfer-Protein

Aqua dest. destilliertes Wasser

AUC Fläche unter der Kurve (area under the curve)

aw Wasseraktivität

AWT Arbeitsgemeinschaft für Wirkstoffe in der Tierernährung

BEFFE bindegewebseiweißfreies Fleischeiweiß

BEFFE/FE bindegewebseiweißfreies Fleischeiweiß im Fleischeiweiß

BHA Butylhydroxyanisol

BHT Butylhydroxytoluol

bzw. beziehungsweise

ca. circa

CIE Commission Internationale de l`Eclairage 1976

cpm counts per minute

DGE Deutsche Gesellschaft für Ernährung

d. h. das heißt

DLG Deutsche Landwirtschafts Gesellschaft

E Exponent

Eh-Wert Redoxpotential

et al. und andere (et alii)

EVOH Ethylvinylalkohol

FMV Futtermittelverordnung

GC Gaschromatographie

GEH Gesellschaft für Ernährungsphysiologie der Haustiere

Gew. Gewichtsprozent


HDL Lipoproteine hoher Dichte (high density lipoproteins)

HFlV Hackfleisch-Verordnung

HNE 4-Hydroxynonenal

HPLC Hochdruckflüssigkeitschromatographie (High Performance Liquid

Chromatography)

IU Internationale Einheit (International Unit)

KG Kontrollgruppe

LD50 mittlere letale Dosis

LDL Lipoproteine geringer Dichte (low density lipoproteins)

LM Lebendmasse

LmB Deutsches Lebensmittelbuch

LMBG Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz

Lux Beleuchtungsstärke

M. Musculus

Mb Desoxymyoglobin

MbO2 Oxymyoglobin

MDA Malondialdehyd

MMb+ Metmyoglobin

MUFA einfach ungesättigte Fettsäuren (mono unsaturated fatty acids)

M.g.b. Musculus glutaeobiceps

M.l.d. Musculus longissimus dorsi

MW Mittelwert

n Anzahl

NPS Nitritpökelsalz

NRC Nutrient Requirements Council

p Irrtumswahrscheinlichkeit

p.a. zur Analyse (pro analysi)

PE Polyethylen

PET Polyester

PIC Schweineveredelungsbetrieb (Pig Improvement Company)

PUFA mehrfach ungesättigte Fettsäuren (poly unsaturated fatty acids)


RDA empfohlene diätetische Menge (recommended dietary

allowance)

rpHPLC reversed phase Hochdruckflüssigkeitschromatographie

(reversed phase High Pressure Liquid Chromatographie)

S. Seite

SB Selbstbedienung

SD Standardabweichung

SFA gesättigte Fettsäuren (saturated fatty acids)

s. u. siehe unten

Tab. Tabelle

TÄ D-α-Tocopherol-Äquivalent

TBA Thiobarbitursäure

TBARS Thiobarbitursäure-reaktive-Substanzen

(Thiobarbituratic acid reactive substances)

t (lag) Verzögerungszeit

TS Trockensubstanz

U/min Umdrehungen pro Minute

VG Versuchsgruppe

VLDL very low density lipoproteins

ZZulVO Zusatzstoff-Zulassungs-Verordnung

100 ppm Nitritgruppe mit 100 ppm Nitrit im NPS



0 ppm Nitritgruppe mit 0 ppm Nitrit im NPS (nur Kochsalz)

EINLEITUNG

1

1. EINLEITUNG Rohwurst wird im Deutschen Lebensmittelbuch (2003) als ungekühlt lagerfähiges

Produkt beschrieben, das in der Praxis häufig in aufgeschnittener Form unter

Schutzatmosphäre verpackt und in beleuchteten Kühlregalen im Handel dargeboten

wird. Hierbei kann die Intensität der Beleuchtung das Eintreten von

Oxidationsvorgängen fördern, welche die Haltbarkeit des Produktes vermindern.

Zudem ist die Gefahr einer Lipidperoxidation bei der Rohwurst aufgrund der starken

Zerkleinerung des Fleisches, dem Kontakt mit Sauerstoff während der Herstellung

und dem recht hohen Fettanteil besonders gegeben. Den oxidativen Prozessen

versucht man durch sauerstoffarme Verpackungen oder durch Zusätze von

Antioxidantien entgegenzuwirken. Chemische Antioxidantien werden aufgrund der

geringen Verbraucherakzeptanz ungern eingesetzt (McCARTHY et al. 2001a), so

dass das Interesse am α-Tocopherol als natürliches Antioxidans mit der Fähigkeit

sich in vivo in die Membran einzulagern, wächst. Es ist bekannt, dass mit einer

erhöhten α-Tocopherol-Zufuhr über das Futter bei Mastschweinen auch erhöhte

α-Tocopherol-Konzentrationen in den Körpergeweben und damit im späteren Produkt

erreicht werden können (ZANARDI et al. 1999; PHILLIPS et al. 2001). In diesem

Zusammenhang wird auch eine gesteigerte antioxidative Wirksamkeit dieser

Substanz anhand verschiedener Parameter beschrieben. Allerdings ist die

Besonderheit bei dem Produkt Rohwurst der komplexe Aufbau aus prooxidativ und

antioxidativ wirksamen Substanzen.

Mehrere Untersuchungen über die antioxidative Wirkung von diätetisch zugeführtem

Vitamin E bei Mastschweinen und den aus diesen Tieren hergestellten Rohschinken

werden in der Literatur beschrieben (BOSI et al. 2000; CORONADO et al. 2002),

jedoch nur wenige beschäftigen sich mit dem Erzeugnis Rohwurst (ZANARDI et al.

1999; HARMS et al. 2003). Nitrit wird in Form des Nitritpökelsalzes (NPS) zur

Umrötung des Wurstgutes in Mengen bis zu 400 ppm zugesetzt. Das Nitrit besitzt

ebenfalls eine antioxidative Kompetenz (LÜCKE 1999). Hohe Nitritzusätze stehen

deshalb im Verdacht, die antioxidativen Effekte des α-Tocopherols in gereiften und

EINLEITUNG 2

gelagerten Rohwürsten überdecken zu können (HARMS et al. 2003). In der

vorliegenden Arbeit wurden aus diesem Grund Schweine mit unterschiedlichen

α-Tocopherol Mengen gefüttert. Aus dem Fleisch und Fettgewebe dieser Tiere

wurden Rohwürste mit Nitritzugaben von 0 bis 100 ppm Nitrit/NPS hergestellt. Dabei

interessierten insbesondere die Interaktionen zwischen dem antioxidativen Potential

des α-Tocopherols und dem des Nitrits. Im Hinblick auf die mit dem Nitrit im

Zusammenhang stehende Nitrosamin-Problematik (kanzerogene Wirkung) wäre mit

gezielter Reduzierung des Nitrits im NPS bei erhaltenem oxidativen Schutz ein

Fortschritt zugunsten des Verbraucherschutzes in der Lebensmittelproduktion zu

erzielen.

LITERATUR 3

2. LITERATUR

2.1 Rohwurst

2.1.1 Definition

Die Rohwurst wird der Gruppe der Wurstwaren untergeordnet. Diese werden gemäß

der Leitsätze für Fleisch und Fleischerzeugnisse folgendermaßen definiert:

Wurstgemenge sind bestimmte, unter Verwendung von geschmacksgebenden

und/oder technologisch begründeten Zutaten zubereitete, schnittfeste oder

streichfähige Gemenge aus zerkleinertem Fleisch, Fettgewebe und sortenbezogen,

teilweise auch aus Innereien oder sonstigen Tierkörperteilen. Das Produkt Rohwurst

wird durch folgende Eigenschaften von anderen Wurstwaren abgegrenzt:

umgerötet, ungekühlt lagerfähig (über + 10 °C), meist roh verzehrt, streichfähig oder

nach einer mit Austrocknung verbundenen Reifung schnittfest geworden

(DEUTSCHES LEBENSMITTELBUCH 2003).

2.1.2 Technologie

Das Fleischerzeugnis Rohwurst besteht aus zerkleinertem Schweine- und/oder

Rindfleisch, zerkleinertem Fett, Salz, Nitrit oder Nitrat, Zuckerstoffen, Gewürzen und

verschiedenen Zusatzstoffen sowie teilweise mit einer oder mehreren

Bakterienkulturen (Starterkulturen) (STAHNKE 1995). Bei der Herstellung wird das

Fleisch nach grober Zerkleinerung vor der weiteren Verarbeitung 24 h bei ca. 0°C

gekühlt oder sogar mit dem Fettgewebe zusammen 24 h eingefroren, um einer

Erwärmung des Brätes im Kutter entgegen zu wirken (FEHLHABER et al.1992). Der

Austrieb von eingebrachtem Sauerstoff aus dem Produkt durch Vermengung und

Abfüllung unter Vakuum ist ein wichtiger Vorgang hinsichtlich der erstrebten guten

Haltbarkeit. Die frischen Würste werden in Klimakammern während der Reifung

getrocknet und geräuchert. Die Räucherung hat neben anderen positiven Wirkungen

eine bakterizide und antioxidative Wirkung (BELITZ u. GROSCH 1992). Die

antioxidative Wirkung wird durch die in das Erzeugnis diffundierenden Phenole,

Phenolaldehyde und Phenolsäuren bewirkt (TERNES 1994). Eine gleichzeitige

LITERATUR 4

Räucherung mit Flüssigrauch und Holzrauch bewirkt eine deutliche Reduktion an

Lipidperoxidation in Rohschinken (CORONADO et al. 2000). Hinsichtlich ihrer

Reifezeit werden schnellgereifte und langgereifte schnittfeste Rohwürste

unterschieden. Die schnellgereiften Rohwürste werden in einem Zeitraum von 0,5 - 2

Wochen gereift, erreichen einen pH-Wert von 4,8 - 5,2 und einen aw-Wert von 0,95 -

0,90. Die langgereiften Rohwürste werden über 4 - 10 Wochen gereift, erreichen

einen pH-Wert von 5,3 - 5,8 und einen aw-Wert von 0,90 - 0,65 (LEISTNER 1986).

Die Stabilität der Rohwurst wird durch fünf Faktoren, auch Hürden genannt, bewirkt:

aw-Wert-Absenkung, pH-Wert-Verringerung, Redoxpotential, Konkurrenzflora und

Konservierungsstoffe (LEISTNER 1986). Die Bedeutung des Produkts Rohwurst

zeigt sich am Pro-Kopf-Verbrauch in Deutschland, welcher im Jahre 2000 bei etwa

5,4 kg (Salami, Teewurst etc.) lag (Quelle: Deutscher Fleischerverband 2000).

2.1.3 Qualitätsveränderungen der Rohwurst

Der Konsument beurteilt Fleisch bei seiner Kaufentscheidung zusätzlich zum Preis

nach den Eigenschaften: optischer Eindruck, Konsistenz und Aroma (GRAY et al.

1996).

Schon während des Herstellungsvorgangs können durch Verwendung von

minderwertigen Rohstoffen Mängel bis hin zum Verderb auftreten. Die Bezeichnung

Verderb steht für den Vorgang bei einem Lebensmittel, bei dem es durch nachteilige

Veränderungen des Grundzustandes zu einer Unbrauchbarkeit für den menschlichen

Verzehr kommt (FEHLHABER et al.1992). Als Ursachen für die

Qualitätsverschlechterung kommen zusätzlich zu Mikroorganismen, originären

Enzymen, physiologischen Ursachen, Parasiten und Schädlingen auch chemisch

physikalische Einflüsse in Betracht. Der Qualitätsverlust äußert sich in einer

Abnahme des Aromas, der Farbe, der Konsistenz und des Nährwertes. Die

Entstehung von gesundheitsschädlichen Verbindungen ist möglich (KANNER 1994).

Die Fettoxidation ist einer der ersten Mechanismen bei der Qualitätsabnahme eines

Fleischerzeugnisses während der Lagerung (MONAHAN et al. 1990). Begünstigt

LITERATUR 5

oder sogar verursacht wird dieser Vorgang vor allem im Zeitraum der Aufbewahrung

durch Sauerstoff, Wärme, Licht, Feuchtigkeit, Anwesenheit von Metallspuren (Fe,

Cu) und durch die Tätigkeit von Mikroorganismen (FRANZKE 1996). Nach BUCKLEY

et al. (1989) scheinen sich die oxidativen Vorgänge auf Membranebene abzuspielen.

Diese Empfindlichkeit für oxidative Vorgänge ist mit der hohen Anzahl an mehrfach

ungesättigten Fettsäuren innerhalb der Membranen begründet. Die

Fleischerzeugnisse vom Schwein sind laut Literatur oxidationsempfindlicher als die

Fleischprodukte von anderen Tierarten (CHANNON 2002). Die Zelle hat in vivo

verschiedene Mechanismen zum Schutz vor oxidativen Vorgängen, wie z. B.

Katalasen oder Glutathion-Peroxidasen, welche jedoch post mortem und bei der

Weiterverarbeitung durch Zugabe von verschiedenen Stoffen, z. B. Salz, in ihrer

Aktivität eingeschränkt werden (HERNANDEZ et al. 2002).

Die Zusammensetzung und die Technologie machen das Fleischerzeugnis Rohwurst

zu einem besonders oxidationsempfindlichen Produkt. Die Zerkleinerung des

Fleisches während der Herstellung führt zu einer Zerstörung der Membranintegrität,

so dass die freigelegten Phospholipide der Einwirkung von Sauerstoff, Enzymen,

Hämoproteinen und Metallionen ausgesetzt werden (ASHGAR 1988). Einen

zusätzlichen Einfluss hat der untergemischte Luftsauerstoff, indem er zu einem

relativ hohen Eh-Wert (Redoxpotential) im Fleischgemenge (LEISTNER 1986) führt,

was mit der vergrößerten Fettoberfläche das Eintreten einer Lipidoxidation begünstigt

(WIRTH 1990; GIACCONE 1991).

Während der Reifung gibt es auch erwünschte Veränderungen der Fette, welche

hydrolytischer und oxidativer Natur sind und das typische Aroma erzeugen

(DEMEYER et al. 1974). Die Hydrolyse der Triglyceride kann entweder durch

mikrobielle oder durch endogene Lipasen bedingt sein und führt zu einem Anstieg

der freien Fettsäuren im Produkt (FERNANDEZ 1994). Die freien Fettsäuren sind

jedoch anfälliger für oxidative Prozesse als ihre Gegenstücke, welche noch an

Triglyceride und Phospholipide gebunden vorliegen (COUTRON-GAMBOTTI et al.

1999). Die flüchtigen Verbindungen aus der Lipidperoxidation, wie Aldehyde und

Ketone, sind, solange ihre Konzentration unter der off-flavour-Schwelle bleibt,

LITERATUR 6

wichtige Aromakomponenten. Sie können jedoch in höheren Konzentrationen zu

unterschiedlichen Geschmacksveränderungen des Produkts, wie beißig, kratzig oder

ranzig, führen, welche das Produkt für den menschlichen Verzehr unbrauchbar

werden lassen (BELITZ u. GROSCH 1992).

2.2 Oxidationsvorgänge im Erzeugnis Rohwurst

2.2.1 Chemie

Oxidationsprozesse in Lebensmitteln treten häufig aufgrund von Reaktionen mit

freien Radikalen ein. Die Oxidation wird unter Mitwirkung von freien Radikalen auch

als Autooxidation bezeichnet, wenn es sich bei dem Oxidationsmittel um Sauerstoff

handelt. Der Ablauf kann in drei Reaktionsschritte eingeteilt werden:

Initiation (Kettenstart), Propagation (Kettenwachstum und –verzweigung) und

Termination (Kettenabbruch) (BELITZ u. GROSCH 1992; PARKIN u. DAMODARAN

1993; FRANKEL 1998).

XH X * + H * (1)

X * + O2 XOO * (2)

XOO * + XH XOOH + X * (3)

X * + X * X-X (4)

Im ersten Schritt, der Initiation (1), wird durch ein aktives Sauerstoffatom oder durch

sehr energiereiche Strahlung ein Wasserstoffatom (H*) von einer biologischen

Komponente (XH) abgezogen, so dass ein freies Radikal (X*) entsteht. Im zweiten

Schritt, der Propagation (2) + (3), ist die Kettenreaktion in Gang gesetzt und

produziert unter Sauerstoffverbrauch neue freie Radikale, wie Peroxidradikale

(XOO*) oder Peroxide (XOOH). Der dritte Schritt, die Termination (4), ist der

Abbruch der Kettenreaktion durch die Reaktion von zwei Radikalen miteinander zu

stabilen Produkten. In Lebensmitteln ist Sauerstoff mit seinen chemischen

LITERATUR 7

Verbindungen, wie Wasserstoff-Peroxid, Kalzium-Peroxid und Benzoyl-Peroxide

sowie Kaliumbromat (KBrO3) das wichtigste Oxidationsmittel. Neben den Sauerstoff-

Verbindungen gibt es auch andere starke Oxidationsmittel, wie Fluor, Brom und

Eisen (PARKIN u. DAMODARAN 1993). Eine direkte Reaktion zwischen organischen

Komponenten und Sauerstoff findet aufgrund der unterschiedlichen Elektronenspin-

Konfiguration nicht ohne weiteres statt. Der Sauerstoff ist in seinem Grundzustand

ein Triplett, Biomoleküle befinden sich jedoch im Singulett-Zustand (BELITZ u.

GROSCH 1992; MONAHAN 2000). Diese Spin-Einschränkung kann durch Initiatoren

oder durch verschiedene Faktoren überwunden werden: Temperatur, physiologische

Reaktionen von Sauerstoff zu Wasser, Photooxidation (Photosensibilisatoren),

Strahlung, Singulett-Sauerstoff, Übergangsmetalle, Komplexe oder enzymatische

Katalyse (GRAY et al. 1992; MONAHAN 2000). Es kommt zur Bildung von reaktiven

Sauerstoffformen durch Änderung der Elektronenkonfiguration oder zur Bildung von

Sauerstoffradikalen mit einem ungepaarten Elektron (BAST 1991).

2.2.2 Reaktive Sauerstoffformen und Sauerstoffradikale

Freie Radikale besitzen ein einzelnes, ungepaartes Elektron und sind nach außen

hin ungeladen (FRANKEL 1998). Peroxide sind für die Radikalkettenreaktion

deswegen von Bedeutung, da sie aufgrund der nur schwachen Sauerstoff-

Sauerstoff-Bindung leicht zu freien Radikalen zerfallen können (DENISOV 2003).

Tabelle 1 zeigt die verschiedenen Initiatoren für die Lipidperoxidationen im Muskel,

auf die im weiteren Verlauf einzeln eingegangen wird.

Tab.1: Initiatoren für die Lipidoxidation im Muskel

(mod. nach ASGHAR et al. 1988)

Singulett-Sauerstoff

Superoxid-Radikal

Hydroxyl-Radikal

Wasserstoffperoxid

Ferrylionen

Perferrylionen

Eisen (II)-Sauerstoff-Eisen(III)-Komplex

LITERATUR 8

2.2.2.1 Singulett-Sauerstoff

In der Typ-II-Reaktion nach Gollnick wird durch Absorption von UV-Licht oder

Tageslicht ein Sensibilisator, z. B. aus der Gruppe der Porphyrine oder Flavine, in

einen energetisch angeregten Zustand gebracht. Der Sensibilisator überträgt nun

diese Energie auf den Sauerstoff und überführt ihn damit in den elektrophilen

Singulett-Zustand (BEKBÖLET 1990; KANNER et al. 1994).

2.2.2.2 Superoxid-Radikal und Perhydroxyl-Radikal

Die Ein-Elektronenreduktion von Sauerstoff führt zur Bildung des Superoxid-

Radikals. Diese kann physikalisch durch UV-Licht, Röntgen- oder Gammastrahlen

induziert worden sein oder durch Autooxidation reduzierter Zwischenprodukte des

Stoffwechsels entstehen. In der Atmungskette kann Superoxid bei der Nebenreaktion

des Cytochrom P 450 entweder direkt oder über Autooxidation von Semichinonen

entstehen. Das Ubisemichinon, welches den Sauerstoff in der Atmungskette

reduziert, kann zudem bei der Superoxidbildung eine Rolle spielen (BAST 1986;

BRANDT 2003). Auch bei der Autooxidation von Oxymyoglobin zu Metmyoglobin

kann es zur Entstehung von Superoxiden kommen (KANNER et al. 1994), sowie bei

der Oxidation von Hämoglobin zu Oxyhämoglobin in den Erythrozyten, wobei das

Superoxid während der Umwandlung zum Methämoglobin durch ein

Zwischenprodukt in Form eines Komplexes mit Sauerstoff entsteht (FRANKEL 1998).

Im Bereich der Immunabwehr spielt die Bildung von Superoxid durch Makrophagen,

Monozyten und Neutrophilen Granulozyten eine Rolle (JULIET 2003). Das Superoxid

reagiert im sauren pH-Bereich mit Wasserstoffionen unter Bildung von reaktiven

Perhydroxylradikalen (BELITZ u. GROSCH 1992).

2.2.2.3 Hydroxyl-Radikal

Auch das Hydroxyl-Radikal ist ein Zwischenprodukt der Mitochondrien bei der

Reduktion des Sauerstoffs zu Wasser (MORRISEY et al. 1998). In der Chemie ist

kein reaktiveres Radikal als das Hydroxyl-Radikal bekannt, welches in verschiedenen

Bereichen entsteht, z. B. durch aktivierte Phagozyten, autoxidierende Verbindungen

und Xanthinoxidasen (FRANKEL 1998). Dabei ist dieses Radikal häufig auch in vivo

für die Lipidperoxidation verantwortlich (HALLIWELL 1991).

LITERATUR 9

Die meisten Hydroxyl-Radikale entstehen in vivo bei dem metall-katalysierten Abbau

von Wasserstoffperoxid (s. a. unter Fenton-Reaktion):

Mn+1 + H2O2 M(n+1)+ + HO* + HO-

Der Katalysator ist ein Übergangsmetall (Mn+1), wie das im Organismus häufig

vorkommende Eisen (Fe2+), auf dessen besondere Funktion in Oxidationsvorgängen

in einem späteren Abschnitt noch eingegangen wird (GRAY et al.1992; KANNER

1994).

2.2.2.4. Wasserstoffperoxid

Im Rahmen der Haber-Weiss Reaktion (s. u.) entsteht Wasserstoffperoxid als

Zwischenprodukt und ist damit bei der Bildung von reaktivem Hydroxyl-Radikal

beteiligt, was auch die zellschädigende Wirkung von bakteriell gebildetem

Wasserstoffperoxid erklärt. Des Weiteren entsteht das Wasserstoffperoxid bei der

Ein-Elektronreduktion des Sauerstoffs zu Wasser in der Atmungskette (PARKIN u.

DAMODARAN 1993). Das Enzym Superoxid-Dismutase, welches in vivo vor

Radikalen schützen soll, bildet Wasserstoffperoxid aus zwei Superoxid-Radikalen

unter Verwendung von Wasserstoffionen. In den Peroxisomen aller

Eukaryontenzellen entsteht bei der Oxidoreduktase-Reaktion, z. B. durch D-

Aminosäure-Oxidasen, bei der Übertragung von Wasserstoff von einem reduzierten

Substrat auf molekularen Sauerstoff Wasserstoffperoxid, welches von der ebenfalls

vorhandenen Katalase wieder abgebaut wird (REHNER et al. 1999). In der Typ-I-

Reaktion nach Gollnick reagiert ein durch Absorption von UV-Licht oder Tageslicht

angeregter Sensibilisator mit einem Biomolekül, welches letztendlich zur Entstehung

von Wasserstoffperoxid und Superoxid aus molekularem Sauerstoff führt (PARKIN u.

DAMODARAN 1993).

2.2.3 Katalysatoren

Katalysatoren von oxidativen Reaktionen können enzymatischer oder nicht-

enzymatischer Natur sein (PARKIN et al. 1993). Nichtenzymatischer Natur sind die

LITERATUR 10

Übergangsmetalle, bei welchen die Ionen nicht komplett besetzte d-Orbitale

aufweisen. Untersuchungen zur prooxidativen Wirkung der muskeleigenen

Übergangsmetalle Eisen, Kupfer und Kobalt konnten in einem in-vitro-Versuch

zeigen, dass die prooxidative Wirkung von Fe2+ größer als die von Cu2+, und diese

wiederum größer als die von Co2+ ist (TICHIVANGANA u. MORRISSEY 1985). Die

Bedeutung der Übergangsmetalle für biologische Systeme liegt in ihrer Fähigkeit, in

Komplexen Elektronen zu übertragen und in ihrer Teilnahme an Säure-Base-

Reaktionen (CRICHTON 1991).

2.2.3.1 Eisen

Rotes Fleisch, wie z. B. Schweinefleisch, enthält große Mengen an essentiellen

Nährstoffen: hochwertiges Protein, Niacin, B-Vitamine, Eisen und Zink (VERBEKE et

al. 1999). Jedoch birgt der Gehalt an Übergangsmetallen auch die Gefahr einer

Katalyse unerwünschter oxidativer Prozesse im Erzeugnis. Viele Untersuchungen

konnten die prooxidative Wirkung von Eisen auch im Zusammenhang mit

Lipidperoxidation belegen (TICHIVANGANA et al. 1985; YOSHINO et al.1999;

OSBORN et al. 2003). Ein Versuch von WATTS (1954) ergab, dass Lichteinwirkung

die Eisen-induzierte Oxidation in Fleischprodukten beschleunigt.

EISEN: VORKOMMEN UND CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN

Der Gesamtkörperbestand an Eisen verteilt sich zu ⅔ auf Hämoglobin und zu einer

geringeren Menge auf Myoglobin. Der restliche Teil befindet sich in der Vielzahl an

Eisen-beinhaltenden Enzymen und im Serum gebunden an das Glycoprotein

Transferrin (KANNER 1994). Den kleinsten Anteil macht freies, ungebundenes Eisen

aus, welches nach ersten Erkenntnissen als Komplex an ATP, ADP und Citrat

saturierend an Mitochondrien bindet (WEAVER et al. 1990; CRICHTON 1991).

Das Fe3+-Ion ist eine starke Säure mit einer hohen Affinität für Liganden in Form von

starken Basen, besonders für solche, die Sauerstoff als Donor-Atom beinhalten, z. B.

Hydroxyl- oder Carboxyl-Gruppen. Das Fe2+-Atom ist dagegen eine eher schwache

Säure und kann sich sowohl an schwache, als auch an starke Sauerstoff-basierende

Liganden binden, z. B. Protoporphyrin (CRICHTON 1991). Die Basizität des fünften

LITERATUR 11

Liganden bestimmt die Art der Bindung des sechsten Liganden, damit z. B. keine

Oxidation des Fe2+ im Myoglobin bei einer Bindung mit molekularem Sauerstoff

eintritt (BELITZ u. GROSCH 1992).

EISEN: KATALYSATOR BEI OXIDATIONEN

In oxidativen Vorgängen wirkt das Eisen in mehrfacher Weise prooxidativ. Zum einen

kann das Übergangsmetall indirekt durch Reaktionen mit molekularem Sauerstoff

und damit verbundener Freisetzung von reaktivem Superoxid/Perhydroxylsauerstoff

prooxidativ wirken, zum anderen direkt durch Katalyse der Spaltung von

Lipidhydroperoxiden zu einem Hydroxid-Ion und einem Alkoxyl-Radikal, was dann

die Kettenreaktion fortsetzt (HALLIWELL 1991; PARKIN u. DAMODARAN 1993;

KANNER 1994).

In der Fenton-Reaktion (1) kommt es durch eine Reaktion zwischen H2O2 und Fe2+

zu einer Hydroxylradikal-Bildung, welche für neue oxidative Reaktionen

verantwortlich sein kann (GRAY et al.1992):

Fe2+ + H2O2 Fe3+ + *OH + OH- (1)

Ascorbinsäure, welche häufig in Lebensmitteln enthalten ist oder zugesetzt wird,

kann bei der Fenton-Reaktion unterstützend wirken, indem sie Fe3+ zu Fe2+ reduziert

(FRANKEL 1998). Wenn Spuren von Eisen vorliegen, kann Superoxid Fe3+ zu Fe2+

und molekularen Sauerstoff reduzieren (2).

Fe3+ + O2- Fe2+ + O2 (2)

Bei Vorliegen einer ausreichenden Menge an katalysierendem Eisen kann es zur

Haber-Weiss-Reaktion (3) Reaktion kommen, welche die beiden oben erwähnten

(1) und (2) vereint und weitere Hydroxyl-Radikale erzeugt (CRICHTON 1991):

O2- + H2O2 O2 + *OH + OH- (3)

LITERATUR 12

Das Ferryl-Radikal (FeOH3+ oder FeO2+), in welchem das Eisen eine Oxidationszahl

von vier hat, scheint ein Produkt aus der Reaktion von Fe2+ mit H2O2 zu sein

(KOPPENOL u. LIEBMAN 1984; HALLIWELL u. GUTTERIDGE 1990).

Dem Perferryl-Radikal (Fe2+-O2 Fe3+-O2-) wurde von HOCHSTEIN und

ERNSTER (1963) eine Rolle bei der Induktion der Lipidperoxidation zugesprochen,

was sich jedoch durch neuere Untersuchungen als unwahrscheinlich herausgestellt

hat (MONAHAN 2000).

Der Eisen(II)-Sauerstoff-Eisen(III)-Komplex wird in der Literatur auch als Initiator

von Lipidperoxidationen angesehen, welcher aus der Reaktion von Eisenionen mit

reduzierenden Substanzen, wie NADPH, Superoxid-Anion, Ascorbat, Thiol-

Verbindungen oder durch Reaktionen von Eisenionen mit Wasserstoffperoxid

entsteht, was jedoch aufgrund einer möglichen Verdrängung des Fe3+ aus dem

Komplex durch Pb2+ fraglich erscheint (ARUOMA et al. 1989).

2.2.3.2 Myoglobin

Das Ergebnis verschiedener Untersuchungen bewies eine enge Verknüpfung

zwischen Lipidperoxidation und der Oxymyoglobin-Oxidation (HAREL u. KANNER

1985; MOORE et al. 2003).

MYOGLOBIN: AUFBAU

Den Chromoproteinen unterliegt mit dem Fe2+-Protoporphyrin als prosthetischer

Gruppe in vivo die Aufgabe des Sauerstofftransportes bzw. bei den Cytochromen die

Elektronenübertragung in der Atmungskette. Ihnen gemeinsam ist das im Häm-

Molekül (Protoporphyrin) eingefasste Eisenatom, das je nach vorliegender

Oxidationszahl Sauerstoff bindet oder durch Valenzwechsel Elektronen überträgt.

Das Eisenatom kann sechs Elektronen in der äußeren Schale aufnehmen, so dass

es über vier Stickstoffatome im Häm-Molekül fixiert wird, mit der fünften

Koordinationsstelle an dem Histidin des Globins gebunden ist und die sechste

Koordinationsstelle in der hydrophoben Tasche zur freien Besetzung übrig bleibt.

Wie schon im vorherigen Abschnitt aufgeführt, schützt der Ligand an der fünften

LITERATUR 13

Koordinationsstelle durch Elektronenabgabe das Eisen bei einer Bindung mit

Sauerstoff vor Oxidation. Im lebenden Tier sind nur etwa 10% des Eisens an

Myoglobin gebunden, dieser Wert erhöht sich jedoch bei einem gut ausgebluteten

Rindermuskel auf 90%. Demzufolge leistet Hämoglobin zusammen mit den Effekten

der Lichtstreuung nur einen kleinen Beitrag zur Farbe eines Muskels (BELITZ u.

GROSCH 1992; PETRIDES u. KALBITZER 2003).

MYOGLOBIN: FARBE

Die Farbe von Fleisch hängt von vielen Faktoren ab: von der Konzentration an

Chromoproteinen, insbesondere an Myoglobin, vom chemischen Zustand der

Pigmente und von den physikalischen Gegebenheiten des Fleisches (RENERRE

2000).

Das Myoglobin kann drei verschiedene Konformationen annehmen: Desoxy-

myoglobin (Mb), Oxymyoglobin (MbO2) und Metmyoglobin (MMb+) (s. Abb. 1).

+O2 Oxidation MbO2 Mb MMb+

- O2 Reduktion

pH>5 pH<5

Hämin Oxidation Häm + Globin

Abb. 1: Schematische Darstellung der drei verschiedenen Myoglobin-Formen

Das dunkelrote Desoxymyoglobin (Mb), bei dem die sechste Koordinationsstelle des

Fe2+ unbesetzt ist, kommt nur in ganz frischer Muskulatur im Inneren des

Muskelbauches ohne Sauerstoffkontakt vor. Sobald Sauerstoff auf die frisch

angeschnittene Muskelfläche trifft, bildet sich das Oxymyoglobin (MbO2), d. h.

Sauerstoff bindet an der sechsten Koordinationsstelle des Fe2+ und das Fleisch

erscheint hellrot. Wenn das Oxymyoglobin über einen längeren Zeitraum einem

niedrigen Sauerstoff-Partialdruck ausgesetzt bleibt, entsteht das Metmyoglobin

(MMb+): das Fe2+ wird zu Fe3+ oxidiert, welches nun Wasser als Liganden trägt. Das

LITERATUR 14

Fe3+ ist ein schlechter π-Donator, so dass kein O2-Addukt gebildet wird und die Farbe

der Muskulatur braun erscheint. Diese Autooxidation wird durch pH-Senkung

gefördert, welche zu einer erhöhten Dissoziation des Komplexes und schließlich zum

Zerfall in den Globin- und Häm-Bestandteil führt (BELITZ u. GROSCH 1992; MOORE

et al. 2003). Andere Autoren machen noch weitere Faktoren für die Entstehung von

Metmyoglobin verantwortlich: eine hohe Temperatur, Ionenstärke, Anwesenheit von

Salz, Oxidations-Reduktions-Mediatoren und eine katalytische Menge an

Schwermetallen (RENERRE 2000).

MYOGLOBIN: KATALYSATOR BEI OXIDATIONEN

Das Myoglobin ist, wie im Folgenden dargestellt, entweder direkt oder indirekt an

oxidativen Prozessen beteiligt. Das Ferrylmyoglobin-Radikal bzw. das Eisenatom mit

der seltenen Oxidationszahl IV (Fe4+) entsteht durch eine weitere Oxidation, aktiviert

durch H2O2. Das entstandene Radikal ist sehr instabil, so dass es schnell zum

Peroxid-Radikal zerfällt und damit für die Oxidation weiterer Verbindungen, so auch

von Lipiden, verantwortlich gemacht wird (KANNER 1994; BATIFOULIER et al.

2002).

Einige Autoren vermuten, dass bei der Autooxidation von Myoglobin zu

Metmyoglobin ein Zwischenstadium entsteht, bei dem das Metmyoglobin in die

Bestandteile Eisen(II)-Myoglobin und Superoxid-Radikal zerfällt. Das Superoxid

entsteht dabei durch die nucleophile Substitution des O2 durch ein Wasser-Molekül

oder durch ein Hydroxyl-Radikal (RENERRE 2000).

2.3.4 Mechanismus der Lipidperoxidation

Die Lipidperoxidation stellt einen Prozess dar, bei dem molekularer Sauerstoff mit

ungesättigten Fettsäuren zu Lipidperoxiden reagiert (MONAHAN 2000).

LIPIDE: CHEMIE

Die Fettsäuren sind wichtige Bestandteile der meisten Lipide in Fleischerzeugnissen,

wie in Triglyceriden und Phospholipiden. Dabei sind diese Fettsäuren entweder

LITERATUR 15

gesättigt, einfach ungesättigt oder mehrfach ungesättigt. Die Fettsäuren werden in

der Literatur häufig in der Kurzschreibweise dargestellt, welche die Anzahl der

Kohlenstoffatome sowie die Anzahl, Position und Konfiguration der Doppelbindungen

darstellt, z. B. einfach ungesättigte Ölsäure: 18:1 n-9 (18 C-Atome mit einer

Doppelbindung am 9. C-Atom vom 18. C-Atom aus gezählt). Bei den gesättigten

Fettsäuren dominieren die mit den unverzweigten, geradzahligen Kohlenstoffketten,

welche in fermentierten Lebensmitteln in freier Form wichtige Aromastoffe darstellen.

Die ungesättigten Fettsäuren haben eine oder mehrere Allylgruppen im Acylrest,

z. B. die essentiellen Fettsäuren Linolen- und Arachidonsäure, wobei die Doppel-

bindungen meist durch eine Methylgruppe voneinander getrennt sind (BELITZ u.

GROSCH 1992; FRANKEL 1998).

Die ungesättigten Fettsäuren können aufgrund ihrer Doppelbindungen leicht von

Radikalen angegriffen werden. Die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung setzt sich

aus einer starken σ-Bindung und einer schwachen π-Bindung (die jeweils nur ein

Elektron enthält) zusammen. Die π-Elektronen sind polarisierbar, wodurch sie

nucleophile Eigenschaften bei Reaktionen mit elektrophilen Reaktionspartnern, wie

z.B. Radikalen, einnehmen, so dass sie sich mit ihnen in radikalischer Addition

umsetzen können (MORRISON 1986; FRANKEL 1998). Fütterungsversuche haben

gezeigt, dass eine Zufütterung mit z. B. hoher Konzentration an Sojabohnen-Öl,

welches reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren ist, auch einen Anstieg dieser

Fettsäuren in den Geweben der Versuchstiere zur Folge hat und damit die oxidative

Stabilität daraus gewonnener Lebensmittel beeinträchtigt (MONAHAN et al. 1992).

LIPIDE: ABLAUF DER OXIDATION

Bei Initiation der Radikalkettenreaktion werden zwei Mechanismen unterschieden:

1) Die Abstraktion (Autooxidation), bei der elektrophile Reaktionspartner, wie z.B.

reaktive Sauerstoffformen oder Sauerstoffradikale, der Fettsäure ein Elektron (oder

Wasserstoffatom) abziehen. Diese Reaktion kann auch ohne Radikal unter Nutzung

von energiereicher Strahlung erfolgen. Das entstandene Fettsäure-Radikal wird

durch Sauerstoffaddition zum Fettsäure-Peroxid mit dem Drang anderen Molekülen

LITERATUR 16

(Fettsäuren) ein Elektron zu entziehen, um sich wieder zu stabilisieren. Die

Hydroperoxide können auch mit Übergangsmetallen (s. a. unter KATALYSATOREN)

reagieren und dadurch die Kettenreaktion in Gang halten.

2) Die En-Reaktion stellt eine Addition von Singulett-Sauerstoff an eine Doppel-

bindung dar. Es entstehen Fettsäure-Hydroperoxide und Fettsäure-Hydroperoxyl-

Radikale unter Allylverschiebung, d. h., dass die Doppelbindung immer weiter

verschoben wird. Der Sauerstoff reagiert mit der höher substituierten Doppelbindung,

am sterisch weniger gehinderten Kohlenstoff und abstrahiert Wasserstoff am höher

substituierten Kohlenstoffatom (PARKIN u. DAMODARAN 1993).

Die Reaktion wird durch das ständige Entstehen von Radikalen, wie z.B. Fettsäure-

peroxide, in Gang gehalten (Propagation). Die Fettsäureperoxide können, wie schon

erwähnt, andere Fettsäuren angreifen, so dass weitere Fettsäureradikale und

Lipidhydroperoxide entstehen. Die Termination erfolgt bei einem gewissen

Sauerstoffpartialdruck durch die Reaktion zweier Fettsäureperoxylradikale zu einem

labilen Tetraoxid oder durch eine Reaktion eines Fettsäureperoxylradikals mit einem

Fettsäureradikal zu einem Nicht-Radikal-Polymer. Bei Sauerstoffarmut reagieren

zwei Alkylradikale miteinander zu einem stabilen Produkt (FRANKEL 1998).

2.3.5 Sekundärprodukte der Lipidperoxidation

Es können viele verschiedene Verbindungen entstehen, wenn Fettsäurehydro-

peroxide durch Wärme oder durch Übergangsmetalle katalysiert, einer homo-

lytischen Spaltung zu Hydroxy- und Alkoxyradikalen unterliegen, welche die

Fähigkeit besitzen nicht nur von ungesättigten Fettsäuren und Hydroperoxiden,

sondern auch von gesättigten Fettsäuren Wasserstoffatome zu abstrahieren.

Die Peroxide gehen verschiedene Folgereaktionen ein, wie die Isomerisierung von

cis-, trans- Konjuenen zu trans-, trans-Konjuenen über eine reversible O2-

Abspaltung, Cooxidation mit einem H-Donator, Zyklisierung von Peroxyradikalen mit

einem β-, γ-Doppelbindungssystem unter Bindung eines 2. Sauerstoffmoleküls und

LITERATUR 17

Abstraktion eines Wasserstoffatoms zu Hydroperoxyepidioxiden sowie Zyklisierung

von Peroxyradikalen mit mind. 3 Doppelbindungen zu Bicycloendoperoxiden durch

eine weitere Zyklisierung vor der Wasserstoffabstraktion und Einlagerung eines

weiteren Sauerstoffmoleküls (TERNES 1994).

Die Abbildung 2 stellt die Bildung von Malondialdehyd dar: die Spaltung des

Endoperoxidringes (I) oder eines monocyclischen Peroxids unter dem Einfluss von

Wärme oder bei einem niedrigen pH-Wert führt zu Malondialdehyd (MDA) (II) und

Restbestandteilen (III) (JANERO 1990; TERNES 1994). Das Malondialdehyd, als

Sekundärprodukt der Lipidperoxidation, ist aufgrund seiner mutagenen,

carcinogenen und krankheitsauslösenden Wirkung von besonderem Interesse

(ESTERBAUER et al. 1991). Die am häufigsten genutzte Methode, um MDA und

damit stattgefundene Lipidperoxidation zu messen, scheint der Thiobarbitursäure-Test zu sein, welcher auf der spektrophotometrischen Erfassung eines pinkfarbenen

Komplexes, gebildet durch die Reaktion zwischen MDA mit zwei Molekülen

Thiobarbitursäure, beruht (JANERO 1990; BOTSOGLOU et al. 1994).

Abb. 2: Sekundärprodukte der Lipidperoxidation (nach TERNES 1994)

Bildung von Malondialdehyd

(I) (II) (III)

LITERATUR 18

Wenn ein Alkoxy-Radikal, welches aus einem Lipidperoxid entstanden ist, an der C-

C-Bindung einer Seite des Alkoxy-Radikals gespalten wird, sind die entstehenden

Produkte Aldehyde und ein neues freies Radikal (GRAY u. CRACKEL 1992). Das

Heptenal sowie das Oktenal und das 2-cis-Nonenal sind flüchtige Verbindungen,

welche bei der Autooxidation von Linolsäure und Linolensäure entstehen können.

Diesen Substanzen ist gemeinsam, dass sie aufgrund niedriger Schwellenwerte zu

Aromafehlern im Fleischerzeugnis führen können. Die ungesättigten Aldehyde

autooxidieren wesentlich schneller als ungesättigte Fettsäuren, so dass weitere

Sekundärprodukte entstehen. Die gesättigten Aldehyde dagegen oxidieren nur

langsam, so dass sie sich im Erzeugnis über die Zeit anreichern (BELITZ u.

GROSCH 1992). Die ungesättigten 4-Hydroxyalkenale werden in der Literatur als

zelltoxisch und erbschädigend bezeichnet (ESTERBAUER et al.1991). Zur

Bestimmung der Aldehyde kann man diese mit N-Methylhydrazin derivatisieren und

die entsprechenden Hydrazone mittels Gaschromatographischer Analysentechnik

(GC) erfassen (ESTERBAUER et al.1991).

Ein ranziges Aroma im Fleischerzeugnis wird bei vermehrtem Auftreten von Alkanen

beschrieben, wie z.B. Hexanal oder Nonanal oder bei verschiedenen Alkoholen, wie

Pentanol oder Oktanol (MONTEL et al. 1998). Alkohole entstehen aus der

Abstraktion eines Wasserstoffatoms von einer Fettsäure durch ein Alkoxy-Radikal.

Die Radikale, welche in beiden Reaktionen entstanden sind, fließen entweder in die

Kettenreaktion ein oder reagieren miteinander zu Nicht-Radikalen. Ketone können

aus den Alkoxy-Radikalen entstehen, wenn ein freies Radikal diesem ein

Wasserstoffatom entzieht (GRAY u. CRACKEL 1992).

Auch die Farbe eines Fleischerzeugnisses kann infolge der entstandenen

Lipidperoxide, welche aufgrund einer Oxidation des Fe2+ zu Fe3+ und einer

irreversiblen Abspaltung des Häms vom Protein zu einer Grünfärbung führen, in

Mitleidenschaft gezogen werden (TERNES 1994).

LITERATUR 19

2.3 Antioxidantien

Antioxidantien werden als Substanzen definiert, welche nur in geringer Konzentration

in Nähe von leicht oxidierbaren Substanzen eine signifikante Verzögerung der

Oxidation dieser Substanzen verursachen (ARUOMA et al. 1992). Man kann die

Aktivität eines antioxidativen Schutzsystems mit der Bezeichnung „antioxidative

Kapazität“ ausdrücken (PROKOPYUK et al. 2001). Nach TERNES (1994) soll ein

Antioxidationsmittel folgende Eigenschaften besitzen: es darf nicht toxisch sein, es

muss auch in geringer Konzentration von 100-500 ppm wirksam sein, es darf im

Produkt zu keiner Geruchs- und Geschmacksbeeinflussung führen, es muss

fettlöslich sein und eine gute Stabilität muss auch im Lebensmittel gewährleistet sein.

Allgemein werden Antioxidantien in primäre und sekundäre Antioxidantien je nach

Reaktionsweise eingeteilt (DIPLOCK 1993). Die synthetischen Antioxidantien, wie

Butylhydroxyanisol (BHA) oder Butylhydroxytoluol (BHT), werden vom Verbraucher

mit der Eigenschaft „gesundheitsschädlich“ in Zusammenhang gebracht, so dass

man bemüht ist natürliche Antioxidantien zu finden, welche die Synthetischen

ersetzen können (McCARTHY et al. 2001b; NENADIS et al. 2003). Zu den

natürlichen Antioxidantien werden die Phenole, Polyphenole, Chelatoren, Vitamine,

Carotinoide, das Carnosin und Enzyme zusammengefasst. Den Phenolen

untergeordnet sind die stark antioxidativ wirksamen Gewürze: Pfeffer, Ingwer,

Koriander und Knoblauch (NAKATANI 1997; AGUIRREZÁBAL et al. 2000). Die

natürlichen Antioxidantien können, wenn sie zusammen verabreicht werden,

synergistisch wirken (SÁNCHEZ-ESCALANTE et al. 2001). Unter den antioxidativ

wirksamen Substanzen gibt es eine Gruppe, welche die autokatalytische Radikal-

Ketten-Reaktion, wie die Lipidperoxidation, hemmt. Diese Substanzen reagieren mit

den anfänglichen Radikalen aus den gestarteten Peroxidations-Prozessen entweder

zu reaktionsträgen Produkten oder zu Nicht-Radikal-Produkten (KUHN et al. 1991).

α-Tocopherol hat diese Fähigkeit, freie Radikale abzufangen und dadurch

Phospholipide und Cholesterin vor Oxidation zu schützen (GRAY et al. 1996).

LITERATUR 20

2.3.1 α-Tocopherol

Vitamin E wurde 1922 von EVANS und BISHOP (1922) (University of California,

Berkeley) als unidentifizierbare Substanz in pflanzlichen Ölen entdeckt, welche von

weiblichen Ratten zur Reproduktion benötigt wurde. Im Jahre 1938 wurde von

FERNHOLZ die Struktur von α-Tocopherol entdeckt (MC DOWELL 2000). Unter dem

Begriff Vitamin E werden alle Derivate der Tocopherole und Tocotrienole, welche die

grundsätzliche biologische Aktivität von α -Tocopherol besitzen, zusammengefasst

(BRIGELIUS-FLOHÈ u. TRABER 1999). Jedoch sollte beachtet werden, dass das

Wort „Tocopherole“ nicht synonym mit dem Wort „Vitamin E“ ist (MACHLIN 1991).

Das D-α-Tocopherol hat die größte biologische Aktivität (höchste IU pro

Gewichtseinheit), aber die Acetatformen und Succinatformen sind während der

Lagerung am stabilsten (NRC 1988).

Tab. 2: Biologische Wirksamkeit verschiedener Vitamin E-Verbindungen

(ALBERS et al. 2001)

Die biologische Aktivität (s. Tab. 2) wurde anhand von Untersuchungen der fötalen

Resorption in Fütterungsversuchen bei Ratten und mittels Daten von verschiedenen

Vitamin E-Mangel-Symptomen bei Menschen bestimmt (WEISER u. VECCI 1982;

WEISER et al. 1996; SCHUELKE et al. 1999). Multifunktionale Vitamin E-Tests an

Ratten haben folgendes Verhältnis der Aktivität von all-rac- zu RRR-α-Tocopherol

α-Tocopherol 100 %

β-Tocopherol 15-40 %

γ-Tocopherol 1-20 %

δ-Tocopherol 1 %

α-Tocotrienol 15-30 %

β-Tocotrienol 1-5 %

γ-Tocotrienol 1 %

δ-Tocotrienol 1 %

LITERATUR 21

ergeben: 1:1,36 (PONGRACZ et al. 1995). Auch FUHRMANN et al. (1994) konnten

die höhere Wirksamkeit des RRR-α-Tocopherols im Vergleich zu dem synthetisch

hergestellten all-rac-α-Tocopherolacetats durch Versuche bestätigen. Bei einem

Versuch, der die biologische Aktivität des all-rac-α-Tocopherolacetats mit der des

RRR-α-Tocopherolacetats nach oraler Aufnahme beim Menschen verglich, konnten

BURTON et al. (1998) feststellen, dass das natürliche Vitamin E fast zweimal so

hohe Aktivität zeigt wie die synthetische Form.

In der Abbildung 3 ist die Struktur der Grundform und der verschiedenen

Verbindungen dargestellt. Den verschiedenen Verbindungen ist das 2-

Methylchroman-6-ol gemeinsam, welches je nach Vitamer (α, β, γ, δ) eine

unterschiedliche Stellung und Anzahl von Methylgruppen (R1, R2, R3) am

aromatischen Ring zeigt. Am C-2 des Ringes ist eine isoprenoide C16-Seitenkette

mit Methylgruppen in den Positionen C4’, C8’ und C12’, welche bei den

Tocopherolen gesättigt ist und bei den Tocotrienolen drei Doppelbindungen aufweist

(DESHPANDE et al.1996).

Abb. 3: Struktur der Tocopherole und Tocotrienole (TERNES 1994)

LITERATUR 22

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) sowie der US National Research

Council (NRC) verwenden zur Standardisierung den Begriff „D-α-Tocopherol-

Äquivalent“ (TÄ). Dabei wird die Aktivität eines Derivates in RRR-α-Tocopherol-

Äquivalenten (1mg RRR-α-Tocopherol = 1 α TÄ) angegeben:

⇒ 1 mg RRR-α-Tocopherol = 1,00 RRR-α-Tocopherol-Äquivalent = 1,49 IU

⇒ 1 mg all-rac-α-Tocopherol-Acetat (DL-α-Tocopherolacetat) = 0,67 α TÄ = 1,00 IU

Da Tocopherolmoleküle drei Chiralitätszentren besitzen (C2, C4 und C8), werden

folgende acht Stereoisomere unterschieden: RRR-, RRS-, RSS-, SSS-, RSR-, SRS-,

SRR-, SSR-α-Tocopherol.

Das RRR-α-Tocopherol ist das natürlich vorkommende Isomer des α-Tocopherols.

Das vollsynthetische α-Tocopherol (all-rac-α-Tocopherol) ist ein Gemisch aus den

acht Stereoisomeren (WEISER et al. 1996) und wird durch säurekatalysierte

Kondensation von 2,3,6-Trimethylhydrochinon mit synthetischem all-rac-Isophytol

erhalten. Die α-Tocopherol-Ester sind Acetat und Succinat (v. BRUCHHAUSEN et al.

1994).

2.3.1.1 Vorkommen

Die Vitamin E-Versorgung von Mastschweinen kann durch Fütterung von

Grüngetreide und Grünfutter gedeckt werden. Dagegen ist der Gehalt an Vitamin E

im Auswuchsgetreide, in Mais und Extraktionsschrot ungenügend (BLUM 2002). Man

findet natürliches α-Tocopherol in vielen Ölpflanzen, so dass Sojaöl mit einem

α-Tocopherol-Gehalt von ca. 18 mg/100 g für die Vitamin E-Ergänzung im Futter gut

geeignet ist (BELITZ u. GROSCH 1992). Von den verschiedenen Getreidesorten

beinhaltet Weizen mehr Vitamin E im Korn und Keimling als Gerste und Hafer. Einen

großen Einfluss auf den Vitamingehalt beim Getreide haben das Anbaugebiet, die

Verarbeitung und die Lagerung. Untersuchungen haben gezeigt, dass nach einer

63tägigen Lagerung bis zu 90 % des Vitamin E-Gehaltes verloren ging, wobei

Feuchtigkeit eine nicht unwesentliche Rolle spielt (ELMADFA u. BOSSE 1985). Das

LITERATUR 23

im Futter vorkommende α-Tocopherol stellt einen natürlichen Schutz der

futtereigenen Lipide dar.

2.3.1.2 Versorgungsempfehlung (Schwein und Mensch)

Vitamine sind für den Organismus essentielle organische Nährstoffe, welche von ihm

nicht selbst synthetisiert werden können und deshalb exogen zugeführt werden

müssen (SCHWEDT 1999). Ursächlich hierfür ist der fehlende Shikimatweg im

tierischen Stoffwechsel, über den Pflanzen aromatische Aminosäuren, wie z. B. das

Tyrosin, produzieren könne. Diese gebildeten Aminosäuren fließen in den

Phenolstoffwechsel als Grundlage für aromatische Verbindungen, wie die

Tocopherole, ein (ELMADFA u. WAGNER 1997).

Der notwendige Vitamin E-Gehalt in der Nahrung richtet sich nach der

Zusammensetzung des Futters. So haben verschiedene Untersuchungen eine

Interaktion zwischen der Höhe an zugeführten mehrfach ungesättigten Fettsäuren

und dem supplementierten Vitamin E gefunden (HÖGBERG et al. 2003; LOPEZ-

BOTE et al. 2003). Zudem haben Versuche gezeigt, dass das Geschlecht und

Prooxidantien im Futter die notwendige Vitamin E-Zufuhr mitbestimmen

(LAURIDSEN et al. 2000; HÖGBERG et al. 2003). Für die Bedarfsdeckung an

Vitamin E bei Mastschweinen muss auch beachtet werden, dass der Selenbedarf

gedeckt wird. Das Selen stellt einen Bestandteil der Glutathionperoxidase dar,

welche im Zytosol von Zellen entstandenes H2O2 zu H2O reduziert (PROKOPYUK et

al. 2001). Mit dieser Fähigkeit unterstützt die Glutathionperoxidase das Vitamin E bei

der Reduzierung von Peroxy-Radikalen (MACHLIN 1991). Die Menge an Selen sollte

0,15 mg/kg Futter betragen (BLUM 2002). Die Tabelle 3 gibt die

Versorgungsempfehlungen für Vitamin E sowie die nach NRC (1987) mitgeteilte

tolerierbare Höchstmenge (Niveau unterhalb Hypervitaminose) für Tiere in der

Mastperiode wieder.

LITERATUR 24

Tab. 3: Empfehlungen zur Vitamin E-Versorgung von Mastschweinen (50-120 kg LM)

nach verschiedenen Quellen sowie tolerierbare Menge (je Tier und Tag)

(mod. nach FLACHOWSKY 2001)

NRC1) (1998) GEH (1987) AWT (2001) Zusätze Tolerierbare Dosis NRC (1987)

Vitamin E (mg)

11 11 40-60 (150-120)2)

≈ 1.000

1) Futteraufnahme: 100g/Tag 2) für Fleischqualität

NRC: Nutrient Requirements Council

GEH: Gesellschaft für Ernährungsphysiologie der Haustiere

AWT: Arbeitsgemeinschaft für Wirkstoffe in der Tierernährung

Trotz der Empfehlung der NRC für die höchste tolerierbare Dosis sind in der Literatur

keine Angaben über Hypervitaminosen beim Schwein zu finden. In dem Versuch von

McCARTHY et al. (2001a) entwickelte sich trotz 10wöchiger Zufuhr einer Vitamin E-

Zulage von 1000 mg/kg Futter keine Hypervitaminose. In der Anlage 3 der FMV

(Futtermittelverordnung) findet man für α-Tocopherol sowohl unter dem Stichwort

Antioxidantien, als auch unter Vitamine allgemein keine Einschränkung hinsichtlich

der verabreichbaren Menge (Futtermittelrecht 2003).

Für den Menschen wurde 1989 in den USA als RDA (Recommended Dietary

Allowance) für Kinder der Vitamin E-Bedarf auf 6 - 7 mg/Tag und für Erwachsene auf

8-12 mg/Tag festgesetzt (MC DOWELL 2000). Die DGE empfiehlt für Kinder je nach

Alter 5 - 14 mg/Tag und für Erwachsene 11 - 15 mg/Tag (DGE 2000). Extrem hohe

Dosen an Vitamin E können mit der Absorption anderer fettlöslicher Vitamine

interferieren. Sporadisch wurde bei Erwachsenen mit Antikoagulationsbehandlung

oder Vitamin E-K-Mangel durch Malabsorption ein Anti-Vitamin-K-Effekt beobachtet

(BÄSSLER et al. 1992). In einem anderen Artikel wird für verschiedene Spezies eine

LD50 von 2 g/kg angegeben und ungünstige Effekte sind bei 1 g/kg, was beim

LITERATUR 25

Menschen 200 - 500 mg/kg entspricht, zu beobachten. Ein Versuch beim Menschen

mit bis zu 3200 mg/Tag zeigte nur schwache gesundheitsbeeinträchtigende

Wirkungen, z. B. eine Verlängerung der Prothrombin-Zeit, Abfall der Thyreoid-

Hormone und negative Einflüsse auf das Immunsystem (HENRY 2002).

2.3.1.3 Absorption und Transport

Da α-Tocopherol häufig in der stabileren Acetatform über das Futter zugeführt wird

und dieses nicht in dieser Form durch die intestinale Mucosa absorbiert wird, muss

es vorher durch Pankreas-Enzyme unter Beteiligung von Gallensalzen hydrolytisch

gespalten werden (COHN 1993). Im Chymus entsteht ein Lipase-Colipase-Komplex

an gemischten Micellen, der die Fähigkeit besitzt, an der Öl-Wasser-Grenzfläche zu

binden, wo die Esterbindung des α-Tocopherolacetates gespalten wird (REHNER u.

DANIEL 1999). Das fettlösliche Vitamin E wird im Dünndarm mittels Einschluss in

gemischten Micellen gemeinsam mit Cholesterol, Fettsäuren und Monoacyl-

glycerinen absorbiert (KREIMEIER u. SCHMIDT 1998). Mittelkettige Triglyzeride

steigern die Absorption, wogegen mehrfach ungesättigte Fettsäuren hemmend

wirken (McDOWELL 2000). Die resorbierten Lipidkomponenten und α-Tocopherol

werden in Chylomikronen verpackt und in anliegende Lymphgefäße ausgeschleust

(REHNER u. DANIEL 1999). In der Blutbahn werden die Chylomikronen abgebaut

und das α-Tocopherol wird genauso wie die freien Fettsäuren an die Lipoprotein-

Lipase gebunden. Die Lipoprotein-Lipase gibt das α-Tocopherol an das HDL (high

density lipoprotein) ab, welches das α-Tocopherol wieder zu gleichen Teilen auf die

übrigen Lipoproteine verteilt. In der Leber wird das α-Tocopherol in VLDL (very low

density lipoprotein) eingebaut, welches das Molekül wieder auch auf andere

Lipoproteine (low density lipoprotein - LDL, high density lipoprotein - HDL) verteilt

(BURTON u. TRABER 1990). Der Einbau in die VLDL ist von dem α-Tocopherol-

Transfer-Protein in der Leber (α-TTP) abhängig, welches nur das D-α-Tocopherol

(RRR-α-Tocopherol) und auch sein 2R-Stereoisomer bindet (BRIGELIUS-FLOHÈ u.

TRABER 1999). Das α-Tocopherol-Transfer-Protein ist zusammen mit dem

Tocopherol-Assoziierten-Protein für die endogene Anreicherung verantwortlich

(SCHWEDHELM et al. 2003).

LITERATUR 26

Bei einem Versuch mit Mäusen, welche aufgrund eines Gendefektes das α-Toco-

pherol-Transfer-Protein nicht bilden können, konnte festgestellt werden, dass

zugeführtes α-Tocopherol sich nur in der Leber anreichert und nicht in anderen

Geweben (LEONARD et al. 2002). Für die Aufnahme der α-Tocopherol-tragenden-

HDL ist der Scavenger-Rezeptor Klasse B Typ I verantwortlich, wobei dieser

scheinbar nur die Aufnahme in die Galle und in verschiedene Organe, wie Ovarien,

Hoden, Lunge und Gehirn, steuert. Die Konzentrationen in Leber, Milz, Niere oder

Fett bleiben davon unberührt (MARDONES et al. 2002). Ein Versuch mit

gendefekten Kaninchen zeigte, dass die Aufnahme von α-Tocopherol und LDL

unabhängig voneinander und unabhängig von dem Vorhandensein eines

Apolipoprotein-Rezeptors erfolgen kann (COHN et al. 1992). Mitunter wird auch die

Durchblutung der verschiedenen Organe oder ihre Lipoproteinlipase-Aktivität für die

unterschiedliche α-Tocopherolaufnahme verantwortlich gemacht (KARLSSON et al.

1993; BLATT et al. 2001). In einem Bericht von JENSEN et al. (1988) wurden die

unterschiedlichen α-Tocopherolgehalte in den verschiedenen Muskeln mit der Höhe

des Sauerstoff-Stoffwechsels dieser Muskeln begründet, da die oxidativen Muskeln

eine höhere Anzahl an Mitochondrien besitzen und damit vermehrt α-Tocopherol in

dieser Mitochondrienmembran eingelagert haben. Eine Untersuchung von ASGHAR

et al. (1991) bestätigt die Vitamin E-Einlagerung auf der subzellulären Ebene in den

Mitochondrien und auch in den Mikrosomen. Das α-Tocopherol wird in die

Phospholipiddoppelschicht der Zellmembranen mit dem Chromanol zur Oberfläche

der Membran zeigend, eingelagert, wo es sich in der Nähe zu den

oxidationsempfindlichen mehrfach ungesättigten Fettsäuren der Phospholipide

befindet, die es durch Radikalfang schützt (MACHLIN 1991; BUCKLEY et al. 1995;

McDOWELL et al. 1996). In einem Experiment von HOPPE et al. (1993) wurde die

Beziehung zwischen dem Vitamin E-Gehalt im Plasma und Gewebe zu dem Vitamin

E-Gehalt des Futters durch eine logarithmische Funktion beschrieben. Die Exkretion

des α-Tocopherols erfolgt vor allem über die Galle und weniger als 1 % vom oral

aufgenommenen Vitamin E wird über den Urin ausgeschieden (McDOWELL 2000).

LITERATUR 27

2.3.1.4 Antioxidative Wirkung

Das α-Tocopherol ist bekanntlich das stärkste fettlösliche Antioxidans in Membranen

mit verschiedenen Wirkungsbereichen. Zum einen fängt es freie Radikale, zum

anderen reagiert es mit Stickoxid und führt zur Deaktivierung von Singulett-

Sauerstoff (FRANKEL 1998). Es ist ein typisches Antioxidans in Form eines sterisch

behinderten Phenoles, welches die Radikale schneller abfangen kann als die

mehrfach ungesättigten Fettsäuren. Zu diesem Zwecke (Abbildung 4) spaltet es ein

Proton vom Ring ab, welches mit dem Radikal zu einem Hydroperoxid reagiert (I). Bei dieser Reaktion entsteht ein so reaktionsträges α-Tocopheroxy-Radikal (II), dass

die Kettenreaktion mit diesem nicht fortgesetzt werden kann. Das α-Tocopheroxy-

Radikal reagiert stattdessen mit einem Peroxyl-Radikal, woraus nicht-radikalische

und unreaktive Produkte (III) entstehen (BURTON u. TRABER 1990) oder es reagiert

mit einem anderen α-Tocopheroxy-Radikal zu einem Nicht-Radikal (IV). Bei der

Reaktion zweier α-Tocopheroxy-Radikale kann es auch zur Bildung eines

Tocopherylchinons und zur Regeneration eines Radikals zum α-Tocopherol

kommen. Das Tocopherylchinon kann auch aus einer Elektronenübertragung von

einem Tocopheroxy-Radikal zu einem Phospholipidperoxy-Radikal entstehen,

woraus ein Peroxyl-Anion und ein Tocopherol-Kation resultieren. Letzteres wandelt

sich über die Stufe eines α-Hydroxytocopherones zu einem Tocopherylchinon

umwandelt. Wenn die Lipidperoxidationsrate schnell abläuft, kann es zur Bildung

eines Tocopheryl-Peroxyl-Produktes führen, was auch zum Tocopherylchinon

werden kann (DECKER 2000). In der Literatur wird das α-Tocopherol auch als

Quencher bezeichnet, was die Fähigkeit eines Antioxidationsmittels beschreibt,

Energie von einem Singulett-Sauerstoff zu entziehen, so dass dieses in seinen

Triplett-Zustand zurückfällt (EVANS 1997).

Um in vivo als Antioxidationsmittel effektiv zu sein, reagiert das Tocopheroxy-Radikal

mit Ascorbinsäre (Abb. 4) oder anderen Reduktionsmitteln, wie Cystein oder

Glutathion, wieder zur Ausgangssubstanz α-Tocopherol zurück (V) (FRANKEL

1998). Ascorbinsäure zählt zu den effektivsten Antioxidantien in extrazellulären

Medien (SIES et al. 1992). Untersuchungen konnten eine synergistische Wirkung der

beiden Vitamine belegen, da eine kombinierte Fütterung von α-Tocopherol und

LITERATUR 28

Vitamin C zu höheren α-Tocopherolkonzentrationen führte, als bei alleiniger Vitamin

E-Fütterung (EICHENBERGER et al. 2001).

Abb. 4: (nach TERNES 1994)

Mechanismus der antioxidativen Wirkung von α-Tocopherol (I) Reaktion mit einem Peroxylradikal zum Tocopheroxylradikal (II) mit einem weiteren Peroxylradikal zu einem stabilen Addukt (III) oder

mit einem weiteren Tocopheroxylradikal zu einem Dimer (IV) oder

Regeneration durch Ascorbinsäure (V)

(I)

Dimer(IV)

(V) (III)

LITERATUR 29

Allerdings kann das α-Tocopherol auch je nach Konzentration prooxidativ wirken. So

steigt bei hohen α-Tocopherolkonzentrationen, nachdem das Antioxidationsmittel als

solches gewirkt hat, die Bildung an Hydroperoxiden wieder an (1). Dieser Anstieg

wird durch die Bildung von sehr reaktiven p-Chinonalkylradikalen aus den

Tocopheroxy-Radikalen verursacht (WALKE 1998).

(1) LOOH + A* LOO* + AH

2.4 Nitrit und Kochsalz

2.4.1 Nitrit

Das Pökelverfahren zur Haltbarmachung von Fleisch ist über die Jahrhunderte vom

Prinzip gleich geblieben. Fleisch oder Brät (feinst zerkleinertes Fleisch) wird mit Salz,

welches einen Zusatz von Nitrit enthält, versetzt (THIEMIG et al. 2000). Allerdings

birgt der Gebrauch von Nitrit in Lebensmitteln die Gefahr der Bildung von

kanzerogenen Nitrosaminen in sich. Daher besteht ein großes Interesse seitens der

Verbraucher und damit auch der Lebensmittelwissenschaftler, die für den jeweiligen

Effekt minimal notwendigen Dosen zu ermitteln (DINEEN et al. 2000; HEATON et al.

2000; THIEMIG et al. 2000). Gemäß der ZUSATZSTOFF-ZULASSUNGS-

VERORDNUNG (ZZulVO 1998) darf Kalium- bzw. Natrium-Nitrit nur als Komponente

einer Mischung mit Kochsalz (NPS) verwendet werden. Das Nitrit wird dabei unter

den Zusatzstoffen aufgeführt, die nur in bestimmten Lebensmitteln zugelassen sind

und zudem einer Begrenzung der Zusatzmenge unterliegen. Der Richtwert für den

Natriumnitrit-Zusatz in nichthitzebehandelten, gepökelten und getrockneten

Fleischerzeugnissen liegt bei 150 mg/kg Natriumnitrit. Die Höchstmenge für solche

Fleischerzeugnisse zum Zeitpunkt der Abgabe liegt bei 50 mg/kg (SINELL 2004).

Das Nitrit übernimmt im Fleischerzeugnis mehrere Aufgaben. Es sorgt für die

Umrötung, für den Pökelgeschmack und hat zudem eine antimikrobielle und eine

antioxidative Wirkung (WIRTH 1991). Diese vier Effekte sind abhängig von der

LITERATUR 30

zugesetzten Menge an Nitrit. Für das Pökelrot, welches durch die Reaktion des

Nitrits mit dem Myoglobin/Metmyoglobin zu Nitrosomyoglobin/Nitrosometmyoglobin

entsteht, müssen 30 - 50 ppm freies Nitrit im Erzeugnis vorhanden sein. Das

Pökelaroma, entstanden aus der Reaktion verschiedener Inhaltsstoffe mit dem Nitrit,

kann mit 20 - 40 ppm Nitrit erreicht werden. Für eine Wachstumshemmung auf

gesundheitsschädigende Bakterien werden 80 - 150 ppm Nitrit (KLETTNER u.

TROEGER 2000) benötigt.

Das Nitrit erwirkt bei Fleischerzeugnissen das charakteristische Pökelrot, indem es

als Ligand an der sechsten Koordinationsstelle des Eisenatoms im Porphyrinring des

Häms bindet. Um jedoch diese Bindung mit dem Myoglobin eingehen zu können,

muss das Nitrit aus dem Pökelsalz zuerst zu Stickstoffmonoxid reduziert

(Reduktionsmittel oder pH<6,4) werden (BELITZ u. GROSCH 1992). Das

Stickstoffmonoxid besitzt ein ungepaartes Elektron, ist paramagnetisch und ein recht

stabiles Radikal mit der Fähigkeit, sowohl als Oxidations- als auch Reduktionsmittel

zu reagieren (KANNER et al. 1991a).

Der Autor LÜCKE (1999) gibt als notwendige Menge für eine antioxidative Wirkung

20 - 50 ppm Nitrit unter Ascorbat-Zusatz und unter sauerstoffarmem Arbeiten an. Die

antioxidative Wirkung des Nitrits resultiert aus mehreren Reaktionen:

1. Nitrite reagieren mit den Fe2+-Ionen des Porphyrins und verhindern damit die

Bildung von oxidationsfördenden Fe3+-Ionen,

2. Nitrite verbinden sich mit Lipiden und Phospholipiden der Zellmembran, was eine

stabilisierende Wirkung hat und

3. die Bildung von Nitrit-Myoglobin/-Hämoglobin-Komplexen vermeidet die Frei-

setzung von Eisenionen während der Erhitzung (IGENE et al. 1985; MORRISSEY u.

TICHIVANGANA 1985; GIACCONE et al.1991). Zudem hemmt Stickstoffmonoxid die

Aktivität von Lipoxygenasen und Cyclooxygenasen, arbeitet als Elektronen-Donator

und ist ein guter Fänger von freien Radikalen (KANNER et al. 1992; KANNER 1994).

Die Verbindung zwischen Nitrit und ungesättigten Fettsäuren der Phospholipide zu

Nitro-Nitroso-Komplexen konnte durch Untersuchungen mit Infrarot-Spektrophoto-

metrie bestätigt werden. Außerdem ist Nitrit in verschiedene Verbindungen involviert,

LITERATUR 31

welche antioxidative Fähigkeiten besitzen, wie dem S-Nitrosocystein, (FREYBLER et

al. 1993). Das Aldehyd Hexanal, häufig als Indikator stattgefundener Lipid-

peroxidation genutzt, war in ungepökeltem Fleisch hundertfach konzentrierter als in

gepökeltem Material (ARNETH 2001). Andere Autoren beschreiben das Nitrit als

Katalysator von Lipidperoxidationen (DINEEN et al. 2000). Bei Versuchen in vitro

konnte dieser prooxidative Effekt bei 25 mg/kg Nitrit beobachtet werden (MAC

DONALD et al. 1980; MORRISSEY u. TICHIVANGANA 1985).

Das Nitrit ist nicht nur anti- oder prooxidativ in den Oxidationsprozessen eines

Fleischerzeugnisses beteiligt, sondern kann auch in der gebundenen Form als

Nitrosomyoglobin/Nitrosometmyoglobin das Biomolekül darstellen, welches oxidativer

Veränderung unterliegt. Das Nitrosomyoglobin, welches die rote Farbe von

ungekochten, gepökelten Fleischerzeugnissen bewirkt, ist eine lichtempfindliche

Verbindung. Unter Lichteinfluss kommt es zur schnellen Dissoziation und das freie

NO reagiert mit Sauerstoff (BEKBÖLET 1990). Wenn viel Sauerstoff vorliegt,

dissoziiert NO auch vom Myoglobin und beide Bestandteile werden oxidiert. Das

führt zu den Produkten NO2 und Metmyoglobin, welches, wie schon in einem

anderen Abschnitt erwähnt, für die braune Farbbildung verantwortlich ist (BELITZ u.

GROSCH 1992).

2.4.2 Kochsalz

Das Kochsalz wird bei der Herstellung von Fleischerzeugnissen aus

Geschmacksgründen zugesetzt und stellt zudem eine Hürde gegen mikrobielle

Besiedlung und Vermehrung dar. Die Zutat Salz (NaCl) hat eine prooxidative

Wirkung, wobei der Mechanismus noch unklar ist (AGUIRREZÁBAL et al. 2000;

ROBBINS et al. 2003; ZANARDI et al. 2004). Dieser prooxidative Effekt ist bei einer

Konzentration von 0,5 - 2,5% zu beobachten (HERNÁNDEZ et al. 2002). In einem

Versuch konnte die pro-oxidative Wirkung von Salz bei einer Lagerung von

Fleischproben unter fluoreszierendem Licht festgestellt werden (BUCKLEY et al.

1989, ANDERSEN u. SKIBSTED 1991). In der Arbeit von HERNÁNDEZ et al. (2002)

wird eine negative Beeinflussung des Enzyms Gluthation-Peroxidase durch NaCl und

LITERATUR 32

damit vermehrte Lipidoxidation dargestellt. Das Kochsalz hat außerdem eine

indirekte prooxidative Wirkung durch das Vermögen, Eisenionen aus einer Bindung

mit Makromolekülen zu verdrängen, welche ungebunden als Katalysatoren von

Lipidperoxidationen fungieren können (KANNER et al. 1991b).

MATERIAL UND METHODEN 33

3. MATERIAL UND METHODEN

3.1 Versuchsdesign

Anhand der vorliegenden Arbeit sollte festgestellt werden, ob aus einer erhöhten

α-Tocopherol-Zulage in der Endmast von Mastschweinen eine höhere Konzentration

in dem Fleischerzeugnis Rohwurst resultiert, und ob dieses durch seine antioxidative

Eigenschaft eine Verlängerung der Haltbarkeit bewirkt. Außerdem interessierte,

inwieweit das Nitrit im NPS diesbezüglich interagiert. Zu diesem Zweck wurde eine

praxisnahe Versuchsdurchführung gewählt. Dabei wurden aus zwei mit

unterschiedlichen α-Tocopherol-Mengen im Futter am Ende der Mast versorgten

Schweinegruppen Rohwürste hergestellt. Diese beinhalteten unterschiedliche Nitrit-

konzentrationen im NPS, um die antioxidativ wirksamen Konzentration an Nitrit

ermitteln zu können. Die Untersuchungen erfolgten anhand wöchentlich

entnommener Proben während der Reifung und der Lagerung. Diese Proben wurden

sensorisch, physikalisch, chemisch und biochemisch auf den Verlauf der Reifung

bzw. der Haltbarkeit während der Lagerung untersucht.

3.1.1 Versuchstiere und Tierhaltung

Für den Versuch wurden vierzehn männliche, kastrierte Hybridmastschweine

(Camborough 23 × Pietrain der PIC Deutschland GmbH) aus einem Mastbetrieb in

Niedersachsen mit einem durchschnittlichen Gewicht von 76,6 ± 5,9 kg (s. Anhang

Tab.1) bezogen. Diese wurden im Zentralen Tierhaus der Tierärztlichen Hochschule

Hannover in zwei etwa sechzehn Quadratmeter großen Buchten in jeweils

Siebenergruppen (Kontrollgruppe (KG), Versuchsgruppe (VG)), gehalten. Ein Tier

aus der VG wurde aus dem laufenden Versuch aufgrund einer hochgradigen,

fieberhaften Klauenerkrankung zur Behandlung dauerhaft herausgenommen. Die

Tiere erhielten in einer gruppengetrennten Flüssigfütterung 3 kg Futter täglich in zwei

Tagesrationen aufgeteilt. Mehrere Nippelselbsttränken pro Bucht standen den

Schweinen zur Verfügung.


Die Tiere bekamen in den ersten drei Tagen noch das gewohnte Landwirtfutter und

wurden dann in einem Zeitraum von sechs Tagen an Stall, Versuchsfutter und

Fütterungsablauf gewöhnt.

3.1.2 Versuchsfutter

Die beiden Schweinegruppen wurden über einen Zeitraum von 35 Tagen dem

eigentlichen Fütterungsversuch bis zum Erreichen des Schlachtgewichts unterzogen.

Dabei unterschied sich das Mastfutter in seiner Zusammensetzung nur hinsichtlich

seines Gehalts an α-Tocopherol. Die Kontrollgruppe (KG) erhielt ein Futter mit 33,5 ±

2,1 ppm α-Tocopherol und die Versuchsgruppe erhielt ein Futter mit 363,8 ± 18,1

ppm α-Tocopherol. Das gesamte Mastfutter wurde mittels speziell für den Versuch

hergestellten Mineralfuttermischungen der Firma Miavit, Essen, in einem 300 kg

fassenden Mischer (Flugscharmischer Gebr. Lödige, Paderborn) hergestellt. Zuerst

erfolgte eine Vormischung des Mineralfutters mit anderen Nährstoffen in einem 5 kg-

Mischer (Bäcker-Boy, Fa. Stephan, Hameln) über mehrere Stufen, bis insgesamt 50

kg Futter vorgemischt und gut vermischt waren. Diese Vormischung wurde dann zu

den restlichen Futterkomponenten in den großen 300 kg-Mischer gegeben und gut

vermischt. Die Zusammensetzung und Inhaltsstoffe des Futters sind in den

Anhangstabellen 2 und 3 dargestellt. Das verwendete Mineralfutter der KG enthielt

ca. 873 ppm α-Tocopherol und das Mineralfutter der VG enthielt ca. 16119 ppm

α-Tocopherol.

3.1.3 Schlachtung und Wurstherstellung

Die Schlachtung erfolgte unter Beibehaltung der Gruppentrennung (KG, VG) durch

die Firma Schlachtgesellschaft Hannover m.b.H. am Zentral-Schlachthof Hannover.

Die Klassifizierungsdaten sind im Anhang (Tab. 4) aufgeführt.

Die gekennzeichneten Tierkörperhälften wurden nach der Schlachtung zwei Tage im

Kühlhaus des Schlachthofes gelagert und mittels eines Kühlfahrzeuges zur

Verarbeitung zur Firma Stockmeyer, Sassenberg-Füchtorf, verbracht. Die

Schlachtkörperhälften wurden dort unter Beachtung der Gruppentrennung (VG, KG)


zerlegt und für die Rohwurstherstellung getrennt portioniert und gekennzeichnet. Die

Rohwurstherstellung aus der jeweiligen Versuchsgruppe erfolgte fünf Tage nach der

Schlachtung im Produktionsentwicklungszentrum der Firma Stockmeyer unter

Verwendung werkseigener Produktionsmaschinen (Vakuumkutter mit Temperatur-

fühler, computergesteuerte Vakuumfüllmaschine).

Die Herstellung der Rohwürste erfolgte nach handelsüblicher Grundrezeptur (Typ

Salami Ia). Die Rezeptur der verschiedenen Chargen innerhalb einer Fütterungs-

gruppe unterschied sich nur in ihrem Nitritgehalt im Nitritpökelsalz. Es wurden pro

Fütterungsgruppe vier Chargen hergestellt: 100 ppm Nitrit, 50 ppm Nitrit, 25 ppm

Nitrit und 0 ppm Nitrit (s. Anhang Tab. 5). Die Fleischgemenge wurden in Wursthüllen

der Firma Kalle GmbH & Co. KG, Wiesbaden, für Aufschnittsware mit jeweils 2500 g

abgefüllt (Nalo-Faser I 028) und mit einem Clip 15-09 5x1,75 mit unterschiedlichen

Schlaufen je nach Chargenzugehörigkeit verschlossen.

3.1.4 Reifung

Nach dem Füllen wurden die Rohwürste vier Wochen lang in einer Klimakammer

(ALPAS, Bj. 88) unter künstlicher Atmosphäre gereift und geräuchert (smoke-air®,

Kerres GmbH & Co. KG, Sulzbach/Murr). Anfangs wurden die Würste über ca.

sieben Tage einem Vorreifeprogramm bei 25° C bis 18 °C und einer relativen

Luftfeuchtigkeit von 96 - 84 % unterzogen (s. Anhang Tab. 6) und die restliche Zeit

zur Nachreifung bei 17° C und 80 % Luftfeuchtigkeit gelagert. Die Würste wurden in

dieser Zeit wöchentlich beprobt und auf ihren pH-Wert und aw-Wert untersucht. Die

Gewichtsentwicklung wurde zusätzlich registriert, um Aussagen über den

Reifungsverlauf machen zu können.

3.1.5 Verpackung

Nach Ablauf der Reifezeit wurden die Würste mittels werkseigener

Aufschnittmaschine der Firma Stockmeyer in etwa ein Millimeter dicke Scheiben

geschnitten, in PET/PE/EVOH/PE-Folien (Polyester/Polyethylen/Ethylvinylalkohol/-


Polyethylen-Folien) dachziegelartig übereinander gestapelt und unter N2CO2–

Begasung (80/20) verpackt. Die Folien hatten eine Sauerstoffdurchlässigkeit von < 5

cm³/m²/d bar (24 h/Atm.). Die einzelnen Verpackungen wurden nach Fütterungs-

gruppe (KG, VG) und Nitritmenge je Charge einzeln beschriftet und getrennt in

handelsüblichen Kartons verpackt.

3.1.6 Lagerung

Die so verpackte Ware wurde in den handelsüblichen Kartons, welche nach Öffnung

der perforierten Oberseite die Aufschnittsware aufrecht stehend und hintereinander

gereiht darbieten, in einem Kühlraum der Tierärztlichen Hochschule Hannover acht

Wochen lang gelagert. Dabei waren die Produkte einer Raumtemperatur von 9° C

und, durch die Kartonständer begünstigt, einer ständigen Neonlichtbeleuchtung von

200 Lux ausgesetzt, um möglichst praxisübliche Verkaufsbedingungen zu simulieren.

Während der gesamten Lagerungszeit wurden die Würste wöchentlich beprobt und

physikalisch, chemisch, biochemisch und sensorisch untersucht. Für die weiteren

Untersuchungen wurden die Scheiben mittels einer Küchenmaschine der Firma

Moulinex, Solingen, fein zerkleinert und in Plastikbehältern bis zur chemischen

Untersuchung unter Kühlung gelagert sowie für die biochemischen Untersuchungen

zu zwei Gramm in NALGENE® Kryoröhrchen der Firma Sybron, Rochester,

NY/U.S.A. abgefüllt. Die Kryoröhrchen wurden bis zu den biochemischen

Untersuchungen bei –196° C in flüssigem Stickstoff aufbewahrt. Die sensorischen

und physikalischen Untersuchungen erfolgten an den frisch aus der Verpackung

entnommenen Wurstscheiben.

Die Übersicht 1 stellt den Versuchsablauf zur besseren Übersicht noch einmal

schematisch dar.


Übersicht 1: Fließschema zum Versuchsablauf

Kontrollgruppe (KG) n=7

34 ppm α-TOC

Versuchsgruppe (VG) n=6

364 ppm α-TOC

Schlachtung 35 Tage Endmast

2 Tage Kühlung

Nitrit im

NPS

KG

100 ppm 50 ppm 25 ppm 0 ppm

Wurstherstellung in der Firma STOCKMEYER

4wöchige Reifung

8wöchige Lagerung 9° C+ 200 Lux/24 h

wöchentliche Proben

Gewebe- und Plasmaproben


VG

Schneiden + N2/CO2Verpackung

Rohwurst- chargen


3.2 Untersuchungsmethoden

3.2.1 Physikalische Untersuchungen

3.2.1.1 pH- und aw-Wert

Die Bestimmung des pH- und aw-Wertes erfolgte gemäß der Vorgaben der amtlichen

Sammlung von Untersuchungsverfahren nach § 35 LMBG, Nummer L 06.00-2.

PRINZIP DER PH-WERT-BESTIMMUNG

Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionen-

Konzentration. Durch das Entstehen einer Potentialdifferenz zwischen einer

Messelektrode in der Probe und einer Bezugselektrode in einer bekannten Lösung

wird der Wert mittels eines Messinstrumentes direkt berechnet. Eine neutrale

Eichlösung hat den pH-Wert 7, eine saure Eichlösung <7 und eine basische

Eichlösung hat einen pH-Wert von >7. Es wurde während der Reifung wöchentlich

bei einer Wurst pro Charge der pH-Wert zur Beurteilung des Reifungsverlaufes

gemessen.

DURCHFÜHRUNG

Das pH-Meter, Portamess® 651-2 der Firma Knick, Berlin, wurde für die Messungen

verwendet. Die Glaselektrode LoT 405-M6-KN 2/25 war von der Firma Mettler

Toledo, Steinbach. Vor jedem Messdurchlauf wurde eine Kalibrierung unter

Verwendung zweier Pufferlösungen (pH 7 und pH 4) vorgenommen. Die

Glaselektrode wurde zur Messung in das Wurstgut eingestochen und der Wert

abgelesen. Nach jeder Wurst wurde die Elektrode mit destilliertem Wasser abgespült.

PRINZIP DER AW-WERT-BESTIMMUNG

Der aw-Wert beschreibt die Wasseraktivität als Quotient des Wasserdampfdruckes

über dem Prüfgut und über reinem Wasser bei gleicher Temperatur. Er ist ein

Parameter, um das Untersuchungsgut bezüglich der Verfügbarkeit des enthaltenen

Wassers zu charakterisieren. Es wurde während der Reifung wöchentlich bei einer

Wurst pro Charge der aw-Wert zur Beurteilung des Reifungsverlaufes gemessen. Der


aw-Wert wird anhand der Gefrierpunktserniedrigung, welche prozentual zum aw-Wert

verläuft, erfasst.

DURCHFÜHRUNG

Die Proben wurden mittels des aw-Kryometers AWK-10 der Firma Nagy, Gäufelden,

gemessen. Vor jeder Untersuchungseinheit wurde die Messgenauigkeit des Gerätes

mit einer 5 %igen Kochsalzlösung überprüft und durfte nicht mehr als 0,004

Einheiten vom aw-Sollwert abweichen. Das zerkleinerte Wurstgut wurde in ein

Kunststoffröhrchen mit Schraubverschlüssen, welche an einer Seite eine kleine

Öffnung für den Temperaturfühler haben, verschlossen und in dem Ethanol-Kältebad

der Messapparatur versenkt. Das Gerät zeigte nach Ablauf der Messung den

Gefrierpunkt und den daraus errechneten aw-Wert an. Die Messung über reinem

Wasser würde den Maximalquotienten von 1 ergeben, wogegen eine wasserfreie

Substanz einen Wert von 0 hätte.

3.2.1.2 L*,a*,b*-Farbmessung

Die L*,a*,b*-Farbmessung erfolgte nach der Methode der CIE (Commission

Internationale de l`Eclairage 1976) unter Verwendung des Spektrophotometers CM-

2002 der Firma Minolta Camera Co. Ltd., Osaka/Japan.

PRINZIP

Die Farbwahrnehmung wird als L*= Helligkeit, b*= Gelbwert (pos.), Blauwert (neg.)

und a*= Rotwert (pos.), Grünwert (neg.) als absolute Zahlen in einem

dreidimensionalen Farbraum angegeben, auch Farborte genannt. Bei der Messung

wird unter standardisierter Beleuchtung photometrisch die Farbemission der Probe

erfasst.

DURCHFÜHRUNG

Von den zu untersuchenden ganzen Würsten wurde eine etwa ein Zentimeter dicke

Scheibe für die Messung abgeschnitten oder es wurden von der aufgeschnittenen

Ware so viele Scheiben aufeinander gestapelt, bis eine ebensolche Dicke erzielt


wurde. Vor jeder Messperiode wurde das Gerät mit einem Weißstandard kalibriert.

Es wurden neun Messpunkte im Uhrzeigersinn und im Zentrum der Wurstscheibe

erfasst. Die Farbmessung erfolgte unter Glanzeinfluss, einem Wellenlängenbereich

von 400 – 700 nm, einer Auflösung von 10 nm und einer Messfolge von drei

Sekunden mittels einer Xenonlampe. Die Einstellungen des Farbmessgerätes bei der

Nutzung waren: CIE-Normlichtart, D65, 10 ° Beobachter. Es wurde der Mittelwert aus

neun Einzelmessungen gebildet und als L*-, a*-, und b*-Werte dargestellt.

3.2.2 Chemische Untersuchungen

3.2.2.1 Trockensubstanz

Die Werte der Trockensubstanz (TS) dienen der Berechnung des Wasserverlustes

während der Reifung und wurden als Bezug für die Darstellung der Ergebnisse

verwendet. Die Bestimmung wurde nach der amtlichen Sammlung von

Untersuchungsverfahren nach § 35 LMBG, Nummer L 06.00 –3 durchgeführt.

PRINZIP

Durch eine Gewichtserfassung des Untersuchungsgutes vor und nach der Trocknung

bei 103 ± 2° C bis zur Massenkonstanz kann die Trockensubstanz aus diesen beiden

Werten berechnet werden (Gravimetrie).

GERÄTE

Zur Trocknung der Proben wurde der Trockenschrank Typ T 5050 des Herstellers

Heraeus, Hanau, verwendet. Der dafür zur Oberflächenvergrößerung notwendige

Seesand stammt von der Firma Roth, Karlsruhe. Die Untersuchung erfolgte im

Doppelansatz.

DURCHFÜHRUNG

Die Untersuchung auf den Trockensubstanzgehalt wurde sowohl in der Reifungs- als

auch in der Lagerungsphase wöchentlich durchgeführt. Die einzige Ausnahme


bildete eine dreiwöchige Pause zwischen der vierten und achten Lagerungswoche.

Es wurde dabei Material aus zwei Würsten pro Charge als Sammelprobe untersucht.

In einer Aluminiumschale mit darin liegendem Glasstab wurden 3 – 5 g der

zerkleinerten Wurstmasse in ca. 20 g vorgetrocknetem Seesand eingewogen,

gleichmäßig verrieben und in dem Trockenschrank bei der erwähnten Temperatur

vier Stunden getrocknet. Danach musste die weitere Trocknung durch halbstündige

Kontrollen bis zum Erreichen eines konstanten Gewichtes gesichert werden. Die

Proben wurden danach im Exsikkator abgekühlt und ausgewogen.

3.2.2.2 Asche

Die Aschebestimmung erfolgte gemäß der amtlichen Sammlung von

Untersuchungsverfahren nach § 35 LMBG, Nummer L 06.00 –4.

PRINZIP UND DURCHFÜHRUNG

Dafür wurden die Proben im Doppelansatz nach Zugabe von Magnesiumacetat-4-

hydrat der Firma Riedel-de Häen, Seelze, in dem Muffelofen der Firma Heraeus,

Hanau, vier Stunden bei 600° C verascht. Die Auswertung erfolgte mittels

Gravimetrie.

3.2.2.3 Gesamtfettgehalt

Der Gesamtfettanteil in den Proben wurde in Anlehnung zur amtlichen Sammlung

von Untersuchungsverfahren nach § 35 LMBG, Nummer L 06.00 –6, durchgeführt.


Die Probe wurde mit Salzsäure aufgeschlossen, das Fett mit Benzin extrahiert und

der Extrakt getrocknet und zurückgewogen. Bei den verwendeten Chemikalien

handelte es sich um 6 N Salzsäure, aus Salzsäure rauchend hergestellt, und Benzin

40 - 60 von der Firma Roth, Karlsruhe. Die verwendeten Extraktionshülsen stammten

von der Firma Macherey-Nagel, Düren. Zur Trocknung der Proben wurde der


Trockenschrank Typ T 5050 des Herstellers Heraeus, Hanau, mit einer Temperatur

von 103 ± 2° C verwendet. Die Untersuchung wurde im Doppelansatz durchgeführt.

3.2.2.4 Gesamteiweiß

Die Bestimmung des Gesamteiweißes erfolgte nach der amtlichen Sammlung von

Untersuchungsverfahren nach § 35 LMBG, Nummer L 06.00 –7. Dabei wurden die

Proben doppelt angesetzt.


Bei der Gesamteiweiß-Bestimmung wird mit Schwefelsäure aufgeschlossen und der

gesamte Stickstoff wird in Ammoniumsulfat gebunden. Aus dem Ammoniumsulfat

wird dann durch Laugenzugabe Ammoniak freigesetzt, was in Borsäure aufgefangen

wird und mittels Titration bestimmt wird. Es wurden dabei Wägeschiffchen der Firma

Schleicher & Schuell, Dassel, eingesetzt. Der Aufschluss wurde durch das Gerät

Kjeldatherm KT 8 S Firma Gerhardt, Bonn, unter Verwendung von Schwefelsäure

(Fa. Roth, Karlsruhe) und Kjeltaps Typ CX (Fa. Omnilab, Gehrden) bewirkt. Die

Titration und die Umrechnung der Messwerte erfolgte im Vapodest-5 No.6550 der

Firma Gerhardt, Bonn, statt. Für die Titration kamen Natronlauge (Fa. Roth,

Karlsruhe) und Borsäure (Fa. Merck, Darmstadt) zum Einsatz.

3.2.2.5 Hydroxyprolin

Diese Messung orientierte sich ebenfalls an der amtlichen Sammlung von Unter-

suchungsverfahren nach § 35 LMBG, Nummer L 06.00 –8. Die Untersuchung

erfolgte im Doppelansatz.


Bei dieser Analyse wird der Kollagenanteil im Fleischgewebe bestimmt, dessen

Indikator der 4-Hydroxyprolinanteil ist, welcher in dieser Eiweißfraktion in konstanter

Konzentration (etwa 12,5 %) vorkommt. Die Wurstprobe wurde dabei wieder mittels

Salzsäure aufgeschlossen, das Hydroxyprolin in alkalischem Milieu mit Chloramin-T


zu einem Pyrrolderivat oxidiert, das mit 4-Dimethylaminobenzaldehyd zu einem roten

Farbstoff kondensiert. Dieser kann bei 558 nm photometrisch gemessen werden und

ist zu dem Hydroxyprolingehalt direkt proportional. Unter Verwendung eines

Umrechnungsfaktors (8) kann der Kollagenanteil berechnet werden. Es wurden

folgende Chemikalien der Firma Merck, Darmstadt eingesetzt: Citronensäure-

Monohydrat, Natriumacetat, Hydroxyprolin, Chloramin T Trihydrat, 4-Di-methylamino-

benzaldehyd und 60 %ige Perchlorsäure. Von der Firma Roth, Karlsruhe wurden

folgende Chemikalien für diese Untersuchung verwendet: Salzsäure (rauchend),

Benzin 40 - 60, Natriumhydroxid, 1-Propanol und 2-Propanol. Sowohl die

Extraktionshülsen, als auch die gefalteten Filter waren von der Firma Schleicher &

Schuell, Dassel. Die Konzentrationen wurden mit dem Photometer Heλios der Firma

Unicam, Cambridge, England, erfasst.

3.2.2.6 Nitrat-Nitritbestimmung

Die Bestimmung des Gesamtgehalts an Nitrit bzw. Nitrat wurde gemäß der amtlichen

Sammlung von Untersuchungsverfahren nach § 35 LMBG, Nummer L 08.00 –14,

durchgeführt.


Hierbei handelt es sich um ein enzymatisches Verfahren, bei welchem die

Substanzen als Kaliumnitrat bzw. Natriumnitrit erfasst werden. Das in einem

wässrigen Extrakt der Untersuchungsprobe enthaltene Nitrat wird durch eine

Nitritreduktase in Nitrit umgewandelt. Eine Vermischung von Nitrit mit zwei

Farbreagenzien führt zu einer roten Verbindung, deren Farbintensität photometrisch

(Photometer Heλios der Firma Unicam, Cambridge, United Kingdom) bestimmt wird.

Aus den Extinktionswerten der Probe kann mittels Eichkurven unter Verwendung des

jeweiligen Standards (NaNO2, KNO3) zum einen die Konzentrationen an

Gesamtnitrat/-nitrit (KNO3) und zum anderen ohne zuvorige Reduktion in Nitrat, die

Konzentration an Nitrit (NaNO2) in mg/l Probelösung ermittelt werden und auf die

Einwaage ausgerechnet werden. Der Farb-Test mit den benötigten Reagenzien

stammt von der Firma R-Biopharm, Darmstadt.


3.2.2.7 Bestimmung der Umrötung

Die Bestimmung der Umrötung wurde nach der Methode von MÖHLER et al. (1983)

durchgeführt.

PRINZIP

Die verwendete Methode dient dem objektiven Nachweis der Stickoxidverbindungen

des Myoglobins und Hämoglobins, die bei der Umrötung entstehen. Die gebildeten

Farbstoffe lösen sich im Aceton und können photometrisch gemessen werden. Um

den Grad der Umrötung (in %) von dem Gesamtfarbstoff zu bestimmen, muss

parallel ein Ansatz unter Zugabe von Salzsäure erfolgen, bei welchem der Farbstoff

zerstört wird und die Met-Form übrig bleibt. Aus dem Verhältnis der Extinktionen des

Aceton- und des Aceton-Salzsäure-Extraktes kann nun unter Anwendung einer

Konstanten die prozentuale Umrötung berechnet werden.

DURCHFÜHRUNG

Es werden zwei Homogenate, einmal aus 10 ml dest. Wasser, 90 ml Aceton (99,5

%ig) und zerkleinerter Wurstmasse und eines aus 7,5 ml dest. Wasser, 90,5 ml

Aceton (99,5 %ig), 2,5 ml konzentr. Salzsäure (32 %ig) und zerkleinerter

Wurstmasse hergestellt. Die beiden Homogenate wurden zwecks Extraktion eine

Stunde im Kühlschrank gelagert und nach einer Filtrierung am Photometer

(Photometer Heλios der Firma Unicam, Cambridge, United Kingdom) gegen 90

%iges Aceton als Blindwert gemessen. Die gewählte Wellenlänge betrug für die erste

Mischung 540 nm und für die zweite Mischung 640 nm. Zur Berechnung der

prozentualen Umrötung wird der Extinktionswert der ersten Lösung mit dem Faktor

40 multipliziert und durch den Extinktionswert der zweiten Lösung geteilt. Die

Salzsäure und das Aceton stammte von der Firma Roth, Karlsruhe.


3.2.3 Biochemische Untersuchungen

Alle verwendeten Chemikalien, sofern nicht anders vermerkt, stammen von der Firma

Sigma, Steinheim, und erfüllen den Reinheitsgrad „pro analysi“ (p.a.). Die für die

HPLC (Hochdruckflüssigkeitschromatographie) eingesetzten Fließmittelanteile und

die Lösungsmittel Ethanol, Chloroform und Dichlormethan wurden von der Firma

Roth, Karlsruhe, bezogen und entsprachen dem Reinheitsgrad „HPLC-grade“. Die

Geräte, welche bei den verschiedenen Untersuchungsmethoden verwendet wurden,

sind im Anhang gesondert aufgeführt.

3.2.3.1 Bestimmung des α-Tocopherolgehaltes

Die Bestimmung des α-Tocopherolgehaltes im Futter, der Schlachtgewebe und der

Wurstproben erfolgte gemäß der Methode von RAMMELL et al. (1983). Die

Plasmaproben wurden nach der Methode von DRISKELL et al. (1982) auf ihren

α-Tocopherolgehalt untersucht.

PRINZIP

Bei den Gewebe- und Wurstproben erfolgt zuerst eine Verseifung der Proben mittels

Methanol, Ethanol und Kaliumhydroxid (KOH). Dann werden die fettlöslichen

Bestandteile mit Hexan extrahiert. Bei der Messung im Plasma wird direkt mit Hexan

extrahiert. Eine Verseifung ist nicht erforderlich. Die Abtrennung der Tocopherole

erfolgt durch reversed phase Hochdruckflüssigkeitschromatographie (rpHPLC)

mittels einer C18 Säule. Das Tocopherol wird durch einen Fluoreszenz-Detektor bei

einer Exzitationswellenlänge von 296 nm und einer Emissionswellenlänge von 330

nm erfasst.

DURCHFÜHRUNG:

Für die Analyse wurden ca. 1000 mg Futter/Mineralfutter/Muskulatur/Lebergewebe

ca. 50 mg Fettgewebe oder 500 mg Wurstmasse bzw. 0,5 ml Plasma jeweils in ein

Pyrex-Schraubglas eingewogen. Das exakte Gewicht wurde dabei dokumentiert, um

später die genaue Konzentration an α-Tocopherol auf das Frischgewicht berechnen

zu können. Zu der Probe wurden je 1 ml Ascorbinsäure (1,5 g/10 ml) als Antioxidans,


1 ml Methanol, 1 ml Ethanol und 1 ml Kaliumhydroxid (56 g/100 ml) zur Verseifung

dazu gegeben. Die Proben wurden in einem Heizblock bei 60° C für 30 Minuten

erwärmt und alle 10 Minuten mittels eines Laborschüttlers kräftig durchmischt. Zur

Beendigung der Reaktion wurden die Proben anschließend fünf Minuten in ein

Eisbad gestellt. Anschließend wurden die fettlöslichen Komponenten zweimal mittels

Hexan extrahiert. Dabei wurden jeweils 4 ml Hexan auf die Proben gegeben, diese

mittels des Laborschüttlers kurz vermengt und für zwei Minuten auf einen

Überkopfschüttler gespannt. Daraufhin wurden die Röhrchen für eine Minute zur bei

1000 U/min und 19° C zentrifugiert. Der Hexanüberstand wurde nach jedem

Durchgang mit einer Einwegspritze abgenommen und in einen Spitzkolben überführt.

Diese Hexanphase wurde durch einen Rotationsverdampfer bei 60° C unter Vakuum

bis zur vollständigen Trockenheit eingeengt. Der Rückstand wurde dann mit 1 ml

Methanol unter Schwenkbewegungen gelöst, zum Entfernen der Schwebeteilchen

durch 0,2 µm Spritzenfilter gedrückt und mit einer 100 µl Glas-HPLC-Injektionsspritze

in den Injektor des HPLC-Gerätes injiziert. Nach der Probenauftrennung über die

Hauptsäule wurde die Probe einem Fluoreszenzdetektor zugeführt, welcher mit einer

CSI-Datenbox verbunden war. Die Datenauswertung erfolgte mit einem Apex-

Chromatographie-Datensystem. Dabei wird über eine Flächenintegration der Peaks

unter Einbeziehung der Ergebnisse einer Vierpunkteeichung mittels Vitaminstandard

die Konzentration bestimmt.

3.2.3.2 Bestimmung der TBARS

Die Bestimmung der thiobarbitursäurereaktiven Substanzen (TBARS) orientiert sich

an der Methode von UCHIYAMA und MIHARA (1978).

PRINZIP

Die Menge an gemessenen TBARS dient als Anhaltspunkt für eine stattgefundene

Lipidperoxidation. Dabei reagieren Thiobabitursäurereagenten, u. a. Malondialdehyd,

ein Sekundärprodukt der Lipidperoxidation mehrfach ungesättigter Fettsäuren, mit

der zugesetzten Thiobarbitursäure (TBA) zu einem fluoreszierenden Farbstoff. Die

Konzentration an entstandenem Farbstoff wird gegen einen Standard (1,1,3,3-


Tetraethoxypropan), welcher eine Vorstufe des Malondialdehyds darstellt und sich

durch Zugabe der Säure in jene Substanz umwandelt, fluorophotometrisch

gemessen und in nmol MDA (Malondialdehyd) pro Gramm TS ausgedrückt.

DURCHFÜHRUNG:

Aus 4,75 ml Kaliumchlorid (1,15 %) und 250 mg Wursteinwaage wurde ein 5 %iges

Homogenat hergestellt. Zu je 0,1 ml Homogenat wurden Aqua bidest., 3 ml

Phosphorsäure (1 %), 1 ml TBA (0,6 %, Fa. Serva, Heidelberg, p. a.) und 0,3 ml

α-Tocopherol (171 mg/50 ml Ethanol) als Antioxidans pipettiert. Es wurden pro

Durchlauf zusätzlich ein Ansatz mit dem Standard (statt des Homogenates) und ein

Blindansatz mitgeführt. Alle Proben wurden als Doppelansätze hergestellt. Die

befüllten Pyrex-Schraubgläser wurden für 45 min bei 100° C in einem Heizblock

inkubiert. Die Reaktion wurde dann durch Abkühlung im Eisbad unterbrochen. Die

folgende Zugabe von 4 ml n-Butanol (Fa. Fluka AG, Buchs/Schweiz, p.a.) und die

Vermengung mittels des Überkopfschüttlers für 30 min bei Stufe 8 dienten der

Extraktion des entstandenen Farbstoffs. Danach wurden die Proben bei 3800 U/min

und 19° C für 15 Minuten zentrifugiert. Der den Reaktionsfarbstoff enthaltene

Butanolüberstand (ca. 2 ml) wurde in eine Quarzglasküvette pipettiert und im

Fluoreszenzphotometer bei einer Exzitation von 515 nm und einer Emission von 565

nm (Gain 5) gemessen. Die Extinktionsmittelwerte wurden zur Berechnung in

folgende Formel eingesetzt:

RFP x CS CP = RFS x TS-Faktor

Cp = Konzentration der Probe in nmol MDA/g TS

RFp = relative Fluoreszenz der Probe (Messmittelwert-Nullwert)

Cs = Konzentration des Standards

RFs = relative Fluoreszenz des Standards (Messmittelwert-Nullwert)

TS-Faktor = Umrechnungsfaktor auf g Trockensubstanz


3.2.3.3 Bestimmung der antioxidativen Kapazität

Die Bestimmung der antioxidativen Kapazität wurde modifiziert nach der Methode

von HARMS (1999) durchgeführt.

PRINZIP

Es wird ein Azofarbstoff zum Probenhomogenat zugesetzt, welcher dieses zur

Oxidation anregt. Dabei werden Sauerstoffradikale freigesetzt, welche eine

Lichtemission erzeugen. Das Lumineszenzgerät erfasst diese Lichtemission als cpm

(counts per minute). Die antioxidative Kapazität ist die Fähigkeit einer Substanz, freie

Radikale abzufangen oder nicht-radikalische Sauerstoffverbindungen zu inaktivieren.

Wenn sich eine Substanz mit dieser Fähigkeit in dem Homogenat befindet, dann

steigt bei der Messung die Zeitspanne vom Einsatz des Stressors (ABAP) bis zum

deutlichen Anstieg der Lichtemission, d. h. der Radikalbildung. Das Kurvenintegral

der Fläche unter der Messkurve (AUC) und die Verzögerungszeit (t(lag)) kann zur

Beurteilung herangezogen werden.

DURCHFÜHRUNG

Zunächst wurde ein 5 %iges Homogenat aus 250 mg Wursteinwaage, 4,75 ml

Kaliumchlorid (KCl) hergestellt und 10 Minuten bei 620 x g zentrifugiert. Die

entstandene Fettphase an der Oberfläche wurde mittels einer Vakuumpumpe

abgesaugt und aus der verbliebenen Phase wurden zweimal je 0,45 ml in Plastik-

reagenzgläser pipettiert und mit 0,45 ml 20 mM Kaliumphosphatpuffer (pH 7,4), Fa.

Merck, Darmstadt verdünnt. Zu jedem Messdurchgang wurden auch vier Blindwerte

mit 0,9 ml Kaliumphosphatlösung hergestellt. Die fertigen Proben in den 3,5 ml

Plastikreagenzgläsern wurden in die Transportkette des Autolumaten eingesetzt.

Dort im ersten Durchgang 0,1 ml des Stressors 2,2-Azobis (2-Amidinopropan)

Dihydrochlorid (ABAP (1,943 g/10 ml Aqua bidest.)) durch ein Injektorsystem

zugefügt. Bei jedem Durchlauf wurden parallel 48 Proben und vier Blindwerte

gemessen, mit einer Gesamtdauer von 120 min und einer Messdauer von 2,3 s je

Einzelprobe bei insgesamt 94 Messungen. Die Reaktionstemperatur wurde bei 37° C

gehalten. Die Auswertung erfolgte durch die geräteeigene Software.


3.2.3.4 Bestimmung der Aldehydkonzentration

Die Bestimmung wurde gemäß der modifizierten Methode von FUHRMANN und

SALLMANN (1997) durchgeführt.

PRINZIP

Aldehyde sind Sekundärprodukte der Lipidperoxidation. Um sie gaschromato-

graphisch erfassen zu können, muss das Probematerial erst aufgeschlossen werden

und die freigesetzten Aldehyde derivatisiert werden. Diese werden in einer Dichlor-

methanphase mit internem Standard aufgenommen und nach einer Einengung dem

Gaschromatographen zur Analyse zugeführt.

DURCHFÜHRUNG

Zu Beginn wurden 1000 mg zerkleinerte Wurstmasse mit 4 ml Meta-Phosphorsäure

(10 %) und 176 µl α-Tocopherol (103 mg/10 ml Tetrahydrofuran) zu einem

Homogenat (40 %) verarbeitet. Von dem Homogenat wurden 3 ml in Pyrex-

Schraubgläsern mit 1 ml 5 M Natronlauge und 25 µl N-Methylhydrazin (Fa. Fluka,

Buchs/Schweiz, p. a.) für 60 Minuten bei Raumtemperatur derivatisiert. Dann wurden

4 ml Dichlormethan mit enthaltenem Standard (500 ng 2-Methylpyrazin) zur

Extraktion des Derivates sowie 200 µl gesättigte Natriumchloridlösung für die

Phasentrennung dazugegeben. Die Substanzen wurden für 60 Minuten in einen

Überkopfschüttler verbracht und dann für 10 Minuten bei 5000 x g zentrifugiert. Das

Absaugen des Überstandes erfolgte mittels einer Vakuumpumpe. Die verbliebene

Dichlormethanphase wurde in ein Zentrifugenglas überführt, mit 4 ml Aqua bidest

durch Schwenkbewegungen gewaschen und erneut für 10 Minuten zentrifugiert. Der

Überstand wurde wieder mittels Vakuumpumpe abgesaugt. Die Dichlormethanphase

mit den darin gelösten Aldehyden wurde unter Stickstoff bis auf ca. 300 µl eingeengt

und in PTFE/Silikon-Septen abgedichteten Autosampler-Vials pipettiert. Bei der

Messung werden je 2 µl einer Probe vom Autosampler in den Injektor des

Gaschromatographen aufgespritzt (splitlose Injektion). Es wurde bei der Messung

Helium als Trägergas (15 psi, 1,5 ml/min), Stickstoff als Make-up Gas (30 ml/min)

und ein Gemisch aus Wasserstoff (4,25 ml/min) und synthetischer Luft (175 ml/min)

als Brenngas verwendet. Die Injektortemperatur betrug 220° C und die


Detektortemperatur (Stickstoff-Phosphor-Detektor) betrug 270° C. Ein Heizprogramm

steuerte die Säulentemperatur mit einer Anfangstemperatur von 40° C, einer

zweistufigen Aufheizphase (5° C/min bis 70° C und 10° C/min bis 190° C) und der

zehnminütigen Endtemperatur von 190° C. Zwischen den einzelnen Proben-

Messungen erfolgte eine zweiminütige Stabilisierungsphase. Die Messung einer

Probe dauerte insgesamt 30 min. Die Auswertung erfolgte unter Zuhilfenahme einer

Software, welche eine Integration der Messkurven vornahm und durch einen

Vergleich mit Eichkurven bekannter Standards und über Zuordnung der

Retentionszeiten die einzelnen Aldehyde (Malondialdehyd, 4-Hydroxynonenal,

Heptenal, Oktenal) quantitativ erfassen konnte.

3.2.3.5 Bestimmung des Fettsäuremusters

Die Methode zur Bestimmung des Fettsäuremusters ist die modifizierte Methode von

FUHRMANN und SALLMANN (1996) in Anlehnung an BLYGH und DYER (1959)

sowie LEPAGE und ROY (1986).

PRINZIP

Die Lipide werden zunächst mittels Chloroform und Methanol aus dem Wurstgut

extrahiert und dann zu Fettsäuremethylester umgeestert. Diese werden in einer

Hexanphase aufgenommen, durch eine gaschromatographische Analyse getrennt

und quantitativ erfasst.

DURCHFÜHRUNG

Zuerst wurde ein Homogenat aus 200 mg zerkleinerter Wurstmasse, 1,2 ml

Chloroform und 2,4 ml Methanol hergestellt, bei 4700 x g für 10 Minuten zentrifugiert

und der Überstand in ein anderes Zentrifugenglas abpipettiert. Danach wurden 1,2

ml Chloroform und 2 ml Aqua bidest. zugegeben, so dass nach zehnminütiger

Zentrifugation bei 2500 x g eine zweiphasige Lösung entstand. Die obere Phase

wurde mittels einer Vakuumpumpe abgesaugt und verworfen. Aus der unteren

Chloroformphase mit der enthaltenen Lipidfraktion wurden 50 µl in ein Pyrex-

Schraubglas pipettiert. Dieses wurde unter Stickstoff bis zur vollständigen


Trockenheit eingeengt, mit 2 ml Methanol und 0,2 ml Acetylchlorid (Fa. Fluka,

Buchs/Schweiz, p. a.) umgeestert und mit 0,5 ml Hexan zur Aufnahme der

Fettsäuremethylester versehen. Der Prozess wurde durch ein 60minütiges Aufheizen

bei 100° C im Heizblock unterstützt und mittels Zugabe von 4 ml Kaliumcarbonat (Fa.

Merck, Darmstadt, p. a.) nach Abkühlung im Eisbad beendet. Die Substanzen

wurden mittels Laborschüttler gemischt und zur Gewinnung der Hexanphase eine

Minute bei 350 x g zentrifugiert. Es wurden 200 µl Hexanphase abgenommen und

von diesen 1 µl in den Injektor des Gaschromatographen injiziert (splitlos). Bei der

Messung wurde Helium als Trägergas (11 psi), Stickstoff als Make-up Gas (30

ml/min) und ein Gemisch aus Wasserstoff (30 ml/min) und synthetischer Luft als

Brenngas (300 ml/min) eingesetzt. Die Injektortemperatur betrug 260° C und die

Detektortemperatur betrug 280° C. Ein Heizprogramm steuerte die Säulentemperatur

mit einer Anfangstemperatur von 120° C, zwei Minuten gehalten, einer zweistufigen

Aufheizphase (25° C/min auf 190° C, 10° C/min auf 250° C) und einer 30minütigen

Endtemperatur von 250° C. Die gesamte Messdauer lag bei 41 Minuten. Bei der

Auswertung wurde eine Chromatographie-Software (s. Anhang) verwendet, welche

nach einer Eichung mit Standards durch Integration der Messkurven die

prozentualen Anteile der verschiedenen Fettsäuren am Gesamtfettsäurengehalt

ermitteln konnte. Die Zuordnung der Fettsäuren erfolgte unter Einbeziehung der

bekannten Retentionszeiten der einzelnen Standards.

3.2.4 Sensorische Untersuchung

Die sensorische Untersuchung wurde von vier institutseigenen Sensorikern

wöchentlich vorgenommen. Für die sensorische Untersuchung wurden den Prüfern

in der letzten Reifungswoche ganze Würste und in den Lagerungswochen

Rohwurstscheiben aus frisch geöffneten Verpackungen einer Charge vorgelegt.

PRINZIP

Die Bewertung richtete sich nach dem DLG-Prüfschema (Deutsche Landwirtschafts-

Gesellschaft e.V., Frankfurt, Fassung 2001) für Rohwürste mit einer Fünf-Punkte-

Skala und einer Bewertungstabelle.


Das Fleischerzeugnis wird dabei nach: 1. Äußerem und Zustand des Behältnisses,

2. Aussehen, Farbe, Farbhaltung, Zusammensetzung, 3. Konsistenz und 4. Geruch

und Geschmack beurteilt. Diese vier Bereiche werden nach einer Punkteskala von 0

bis 5 benotet, mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert und zu einer

Gesamtbewertung addiert. Diese Gesamtbewertung wird abschließend durch die

Summe der Gewichtungsfaktoren, mit denen man zuvor die Einzelbewertungen

multipliziert hatte, geteilt, was zur endgültigen Qualitätszahl führt. Ab einer

bestimmten Qualitätszahl vergibt die DLG den geprüften Produkten einen Goldenen

(5,00), Silbernen (4,50 – 4,99) oder Bronzenen (4,00 – 4,49) DLG-Preis.


3.3 Statistische Auswertung

Die statistischen Berechnungen der Ergebnisse erfolgten mit Hilfe des SAS

Programms für Windows, Version 8, der SAS Institute INC., Cary NC, USA, im

Institut für Statistik und Biometrie der Tierärztlichen Hochschule Hannover. Die Daten

wurden vor jeder weiteren Berechnung einem Test auf Normalverteilung unterzogen

(PROC CHART, PROC HBAR). Zur statistischen Auswertung wurde das Programm

für die dreifaktorielle Varianzanalyse verwendet (PROC GLM), wobei über die Stufen

jeweils eines Faktors summiert wurde. Die drei betrachteten Faktoren waren die

Fütterungsgruppe, die Nitritgruppe und die Zeit sowie deren Interaktionen. Zur

Überprüfung etwaiger Signifikanzen von Ereignissen innerhalb einer der drei

Faktoren wurden verschiedene T-Tests (LSMEANS/TUKEY LINES) verwendet. Es

wurde ein vergleichsbezogenes Signifikanzniveau genommen. Dabei wurden

Differenzen mit zugehörigem p-Werten ≤ 0,05 als signifikant angesehen. Aufgrund

der oftmals geringen n-Anzahl können allerdings die p-Werte nicht allein als

Entscheidungskriterium für das Annehmen oder Ablehnen einer Hypothese

verwendet werden, sondern sollten vielmehr als deskriptives Maß für das

Vorhandensein einer Differenz interpretiert werden. Die Ergebnisse wurden als

Mittelwerte (MW) der Einzelmessungen mit der Standardabweichung (SD)

dargestellt.

In dem Versuch sind die Verläufe über die Zeit besonders von Bedeutung, so dass

die Grafiken einen gewissen Aussagewert haben. Damit diese Grafiken kritischer

beurteilt werden können, sollten sie im Vergleich mit den statistisch erfassten Werten

betrachtet werden.

ERGEBNISSE 54

4. ERGEBNISSE

Die Ergebnisse werden in den folgenden Kapiteln entweder tabellarisch oder

graphisch dargestellt. Sofern sich ein Faktor (Zeit, Fütterungsgruppe (KG, VG) oder

Nitritgruppe) als nicht statistisch signifikant herausstellt, werden die Werte über

diesen Faktor gemittelt dargestellt.

4.1 Ergebnisse der Fütterungsphase

4.1.1 Mastleistung

Die tägliche Gewichtszunahme der Mastschweine lag bei 985 g bei der KG und bei

900 g bei der VG. Der Zuwachs an Lebendgewicht über die Endmastphase ist im

Anhang (Tab. 1) einzusehen. Die erhöhten Vitamin E-Gaben hatten keinen Einfluss

auf das Allgemeinbefinden oder auf die Gewichtszunahme der Versuchsgruppe. In

der zweiten Versuchswoche hatten die Mastschweine eine fieberhafte

Allgemeinerkrankung mit Husten und mussten 7,5 Tage mit Antibiotika behandelt

werden. Die Erkrankung hatte keine Auswirkung auf die Mastleistung und auf die

Futteraufnahme. Ein Tier aus der Versuchsgruppe zeigte zum Ende des Versuches

hochgradige Lahmheit aufgrund eines Panaritiums sowie ein stark gestörtes

Allgemeinbefinden. Das Schwein wurde aus dem laufenden Versuch

herausgenommen und einer Behandlung zugeführt.

ERGEBNISSE 55

4.2 Ergebnisse der physikalischen Untersuchungen

4.2.1 pH-Wert

In der Abbildung 5 sind die pH-Wert-Verläufe der einzelnen Rohwurstchargen, hier

gemittelt über die Fütterungsgruppen (KG, VG), schematisch dargestellt. Auf der

x-Achse sind die Untersuchungszeiten in Wochen angegeben und auf der y-Achse

die pH-Werte.

4,4

4,6

4,8

5,0

5,2

5,4

5,6

0 3.Tag 1 2 3 4

Zeit (Woche)

pH-W

ert

100 ppm 50 ppm 25 ppm 0 ppm Nitrit

Abb.5: pH-Werte der Rohwürste (n=2) aus den unterschiedlichen Nitritgruppen,

gemittelt über die Fütterungsgruppen (VG, KG), abwechselnd ausgefüllte Symbole =

signifikante Wochenunterschiede (p < 0,05), Stern = signifikanter Unterschied der

Nitritgruppen zueinander (p < 0,05)

Der pH-Wert fällt bei allen Gruppen statistisch signifikant (p < 0,05) während der

Reifungsphase von anfangs pH 5,5 auf pH 4,7 (Mittelwerte) ab. Die größte Differenz

des pH-Wertes ist zwischen dem Herstellungstag (Woche 0) und dem 3.Tag nach

der Herstellung zu sehen: ein statistisch signifikanter Unterschied zwischen pH 5,5

und dann pH 4,6 (Mittelwerte). Die pH-Werte der Gruppen mit 100 ppm Nitritzusatz

ERGEBNISSE 56

sind am 3.Tag statistisch signifikant höher als die pH-Werte der anderen

Nitritgruppen (pH 4,5 zu pH 5). Zwischen der KG und der VG gab es keinen

statistisch signifikanten Unterschied im pH-Wert (p > 0,05).

4.2.2 aw-Wert

In der Abbildung 6 ist der aw-Wert-Verlauf in den Rohwürsten der unterschiedlichen

Nitritgruppen, gemittelt über die Fütterungsgruppen (KG, VG), dargestellt. Auf der x-

Achse ist wieder die Untersuchungszeit und auf der y-Achse sind die absoluten aw-

Werte angegeben.

0,84

0,86

0,88

0,90

0,92

0,94

0,96

0,98

0 3.Tag 1 2 3 4Zeit (Woche)

aw-W

ert


a abb

c

d* e

Nitrit

Abb. 6: aw-Werte der Rohwürste (n=2) aus den unterschiedlichen Nitritgruppen,

gemittelt über die Fütterungsgruppen (VG, KG), verschiedene Buchstaben =

signifikante Wochenunterschiede (p < 0,05), Stern = signifikanter Unterschied der

Nitritgruppen zueinander (p< 0,05)

Die aw-Werte fallen wöchentlich, statistisch signifikant in allen Nitritgruppen, von

anfangs 0,97 auf ca. 0,87 ab (p < 0,05). Die Nitritgruppe mit 100 ppm Nitrit hat in der

Woche 4 einen statistisch signifikant höheren aw-Wert als die anderen Gruppen. Zu

ERGEBNISSE 57

den verschiedenen Messzeitpunkten kann statistisch kein signifikanter Einfluss der

unterschiedlichen Vitamin E-Fütterung (VG, KG) errechnet werden.

4.2.3 L*, a*, b*- Farbwerte

4.2.3.1 a*-Wert

Die Abbildung 7 zeigt den Verlauf des Rotwertes (a*-Wert) der Rohwürste aus den

verschiedenen Nitritgruppen, gemittelt über die beiden Fütterungsgruppen (KG, VG),

über den gesamten Untersuchungszeitraum. Die Zeit ist als Wochen auf der x-Achse

skaliert zu sehen und auf der y-Achse befindet sich der dimensionslose a-Wert.

0

2

4

6

8

10

12

14

3. Tag 2 4 6 8 10 12Zeit (Woche)

a-W

ert

100 ppm 50 ppm 25ppm 0 ppm

aabc

Nitritppm

Abb. 7: Rotwert (a*-Wert) der Rohwürste (n=2) aus den unterschiedlichen

Nitritgruppen, gemittelt über die Fütterungsgruppen (VG, KG), ausgefüllte Symbole =

signifikante Wochenunterschiede (p < 0,05), unterschiedlichen Buchstaben vor den

Kurven = signifikante Unterschiede, gemittelt über die Zeit (p < 0,05)

Die Nitritgruppe mit 0 ppm Nitritzugabe weist zu jedem Messzeitpunkt statistisch

signifikant niedrigere (ca. 4 - 7 a*-Wert) Rotwerte als die drei anderen Nitritgruppen

auf (ca. 5 - 12 a*-Wert, p < 0,05). Die unterschiedlichen Buchstaben vor den

ERGEBNISSE 58

Messkurven beschreiben statistisch signifikante Unterschiede im Rotwert zwischen

den einzelnen Nitritgruppen, wenn die Werte einer Nitritgruppe über die Zeit gemittelt

werden (p < 0,05). Es wird im Vergleich deutlich, dass eine Zugabe von 50 - 100 ppm

Nitrit im NPS bei der Herstellung zu dem insgesamt höchsten a*-Wert führt. Bei

Betrachtung der Abbildung fällt auf, dass die Rotwerte aller Nitritgruppen erst ab der

6. Woche bis zur Woche 12 kontinuierlich abfallen, um dann in dem Messbereich 3,5

– 5,0 zu verharren. Der statistische Vergleich der Rotwerte beider Fütterungsgruppen

zeigt, dass es in fast allen Wochen keinen signifikanten Unterschied gibt.

4.2.3.2 b*-Wert

Die Abbildung 8 gibt den zeitlichen Verlauf des Gelbwertes (b*-Wert) der Würste der

vier Nitritgruppen, gemittelt über die Fütterungsgruppen (KG, VG), wieder. Die x-

Achse zeigt die Zeit in Wochen und die y-Achse die dimensionslosen Werte des

gemessenen Gelbwertes.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

3. Tag 2 4 6 8 10 12Zeit (Woche)

b*-W

ert 100 ppm

50 ppm

25ppm

0 ppm

Nitrit:

Abb. 8: Gelbwert (b*-Wert) der Rohwürste (n=2) aus den unterschiedlichen

Nitritgruppen, gemittelt über die Fütterungsgruppen (VG, KG), Stern = signifikante

Wochenunterschiede (p < 0,05)

25 ppm

ERGEBNISSE 59

Auffallend ist ein statistisch signifikanter Abfall des Gelbwertes bei allen Gruppen bis

zur Woche 4, auf welche dann bis zur Woche 8 wieder ein signifikanter Anstieg

erfolgt (p < 0,05). Ab der Woche 8 bis zur Woche 12 ist wieder ein signifikanter Abfall

zu vermerken (p < 0,05). Der Unterschied zwischen den Anfangs-(MW=7,8) und

Endwerten (MW = 5,7) ist ebenfalls statistisch signifikant (p < 0,05). Zwischen den

einzelnen Nitritgruppen kann aber kein statistisch signifikanter Unterschied

festgestellt werden. Nach statistischer Analyse hat die unterschiedliche

α-Tocopherol-Fütterung keinen errechneten Einfluss auf die b*-Werte.

4.2.3.3 L*-Wert

Die Abbildung 9 zeigt den Verlauf des Helligkeitswertes (L*-Wert) der Rohwürste aus

den verschiedenen Nitritgruppen, gemittelt über die beiden Fütterungsgruppen (KG,

VG), über den gesamten Untersuchungszeitraum. Auf der x-Achse ist die Zeit in

Wochen und auf der y-Achse sind die dimensionslosen Werte des gemessenen

Farbtons Helligkeit.

0

10

20

30

40

50

60

70

3. Tag 2 4 6 8 10 12

Zeit (Woche)

L*-W

ert 100 ppm

50 ppm25ppm0 ppm25 ppm

Abb. 9: Helligkeitswert (L*-Wert) der Rohwürste (n=2) aus den unterschiedlichen

Nitritgruppen, gemittelt über die Fütterungsgruppen (VG, KG), Stern = signifikante


Nitrit:

ERGEBNISSE 60

Es wird deutlich, dass die Helligkeitswerte (L*-Werte) der Würste während der

Reifung und Lagerung nur tendenziell abnehmen. Die Messwerte nehmen über die

Wochen von einem Anfangswert von 60 auf etwa 49 statistisch signifikant ab (p <

0,05). Allerdings sind signifikante Wochenunterschiede nur zwischen der Woche 2

und 4 sowie zwischen der Woche 10 und 12 zu errechnen.

4.3 Ergebnisse der chemischen Untersuchungen

4.3.1 Chemische Vollanalyse

In der Tabelle 4 sind fünf Parameter (Fett, Gesamteiweiß, Hydroxyprolin, Wasser und

Asche), welche bei der chemischen Vollanalyse bestimmt wurden, dargestellt. Es

handelt sich bei den Werten um Mittelwerte und Standartabweichungen der

Fütterungsgruppen (KG, VG), welche über die Nitritgruppen (n=4) gemittelt wurden.

Die Werte stellen den jeweiligen prozentualen Anteil an der gesamten

Zusammensetzung der Rohwurst dar.

Tab. 4: Ergebnisse der chemischen Vollanalyse, 4. Woche, Angabe in %, MW =

Mittelwert, SD = Standardabweichung, gemittelt über die Nitritgruppen (n=4)

Bei den Werten des Parameters Fett gibt es statistisch signifikante Unterschiede

zwischen den beiden Fütterungsgruppen (KG, VG) (p < 0,05). Die Aschewerte

(anorganische Komponenten) der VG sind statistisch signifikant niedriger als bei der

Fett Gesamteiweiß Hydroxyprolin Wasser Asche Gruppe

MW ±SD MW ±SD MW ±SD MW ±SD MW ±SD

KG 33,0 0,2 28,5 0,9 0,26 0,01 32,1 1,3 5,1 0,2

VG 36,3 0,9 28,0 1,0 0,26 0,01 29,25 0,8 4,8 0,2

ERGEBNISSE 61

KG. Die übrigen Parameter zeigen keinen statistisch abgrenzbaren Unterschied

zwischen der KG und der VG.

4.3.2 Gesamtnitrat-/-nitritgehalt

In der Abbildung 10 sieht man den zeitlichen Verlauf der Gesamtnitrat-/-nitrit-

konzentrationen in den verschiedenen Nitritgruppen, gemittelt über die

Fütterungsgruppen (KG, VG). Auf der x-Achse ist die Untersuchungszeit in Wochen

angegeben und auf der y-Achse sind die Messwerte in mg Kaliumnitrat/kg

Wurstmasse aufgeführt.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 3.Tag 1 2 3 4Zeit (Woche)

KNO

3 [m

g/kg

]

100ppm50ppm25ppm0ppm

Nitrit:

Abb. 10: Gesamtnitrat-/-nitritgehalte der Rohwürste (n=2) aus den unterschiedlichen

Nitritgruppen, gemittelt über die Fütterungsgruppen (VG, KG), ausgefüllte Symbole =

signifikante Wochenunterschiede (p < 0,05)

Die Würste der Nitritgruppe mit 100 ppm Nitrit/NPS weisen im Mittel eine Menge von

ca. 39 mg/kg KNO3 auf, diejenigen der 50 ppm-Gruppe beinhalten 27 mg/kg, bei der

25 ppm-Gruppe können ca. 21 mg/kg gemessen werden und bei der 0 ppm-Gruppe

lassen sich 13 mg/kg bestimmen. Über die gesamte Zeit betrachtet liegen die

Messwerte der verschiedenen Gruppen immer in statistisch signifikant

ERGEBNISSE 62

unterschiedlichen Messbereichen, entsprechend der Nitritzugabe bei der Herstellung

(p < 0,05). Bei allen Nitritgruppen gibt es den stärksten Konzentrationsabfall

zwischen der Herstellung der Würste (Woche 0) und dem Tag 3 (p < 0,05). In der

folgenden Zeit schwanken die Werte der Gruppen, bleiben jedoch in einem

Plateaubereich zwischen 10 – 15 mg/kg. Die statistische Analyse (p<0,05) hat

ergeben, dass gemittelt über die Zeit und die Nitritgruppen die Versuchsgruppe (VG)

einen statistisch signifikant (p < 0,05) höheren Wert als die Kontrollgruppe (KG)

aufweist (VG: 14,72 mg/kg, KG: 14,33 mg/kg). Dieser Unterschied ist aus

Übersichtsgründen in der obigen Abbildung nicht dargestellt.

4.3.3 Nitritgehalt

Der Verlauf der Nitritkonzentration in den einzelnen Rohwurstchargen während der

Reifungsperiode, gemittelt über die Fütterungsgruppen (KG, VG), ist in der Ab-

bildung 11 dargestellt. Die x-Achse ist die Zeitachse (Wochen) und die y-Achse zeigt

die Messwerte in mg Nitrit pro kg Wurstmasse.

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

0 Tag 3 1 2 3 4Zeit (Woche)

NaN

O2[

mg/

kg]

100 ppm50ppm25ppm0ppm

Nitrit:100ppm

Abb. 11: Nitritgehalte der Rohwürste (n=2) aus den unterschiedlichen Nitritgruppen,

gemittelt über die Fütterungsgruppen (VG, KG), ausgefüllte Symbole = signifikante


ERGEBNISSE 63

Auch bei den Nitritwerten gibt es statistisch signifikante Unterschiede zwischen den

Nitritgruppen in der Woche 0 (p < 0,0001). Die Gruppe mit 100 ppm beginnt mit 12

mg/kg Nitrit, die Gruppe mit 50 ppm beinhaltet 6 mg/kg Nitrit, die Gruppe mit 25 ppm

hat 4 mg/kg Nitrit und die Nitritgruppe mit 0 ppm zeigt einen Gehalt von 3 mg/kg

Nitrit. Die Gruppen mit Nitritzusatz haben zwischen der Herstellung (Woche 0) und

dem Tag 3 den stärksten, statistisch signifikanten Konzentrationsabfall (p < 0,05). In

den folgenden Wochen sieht man einen stetigen, jedoch langsameren Abfall mit

größtenteils immer noch statistisch signifikanten Wochenunterschieden (p < 0,05),

bis die Werte in der Woche 4 einen Bereich zwischen 1,4 und 1,9 mg/kg Wurstmasse

erreichen. Die statistische Auswertung hat ergeben, dass es einen signifikanten

Unterschied im Nitritgehalt, gemittelt über die Nitritgruppen, von der Herstellung bis

zur Woche 3 zwischen den beiden Fütterungsgruppen (VG, KG) gibt (p < 0,05).

Dabei liegen die Werte der Versuchsgruppe statistisch signifikant (p < 0,05) unter

den Werten der Kontrollgruppe (im Durchschnitt: VG: 3,4 mg/kg, KG: 3,8 mg/kg).

Dieser Unterschied ist aus Übersichtsgründen in der obigen Abbildung nicht

dargestellt.

ERGEBNISSE 64

4.3.4 Umrötung

In der Abbildung 12 ist die Umrötung der Muskulatur (in %) in den Rohwürsten aus

den unterschiedlichen Nitritgruppen, gemittelt über die Fütterungsgruppen (KG, VG),

während der Reifungsperiode dargestellt. Auf der x-Achse ist die Zeit als Wochen

und auf der y-Achse die prozentuale Umrötung aufgetragen.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 Tag 3 1 2 3 4Zeit (Woche)

Um

rötu

ng [%

]

100ppm50ppm25ppm0ppm

B

ABA

C

Nitrit:

Abb. 12: Umrötung (in %) der Rohwürste (n=2) aus den unterschiedlichen

Nitritgruppen, gemittelt über die Fütterungsgruppen (KG, VG), ausgefüllte Symbole =

signifikante Wochenunterschiede (p < 0,05), unterschiedliche Buchstaben =

signifikante Unterschiede, gemittelt über die Zeit (p < 0,05)

Ein steiler Anstieg der Umrötung ist bei allen Nitritgruppen vom Tag der Herstellung

(Woche 0) bis zum Tag 3 zu sehen. Dieser Unterschied ist statistisch signifikant (p <

0,05). Bemerkenswert ist dabei, dass die prozentuale Umrötung der Nitritgruppen mit

Nitritzusatz bei der Herstellung (Tag 0) bis über 50 % Umrötung am Tag 3 ansteigt.

Dagegen steigt Umrötung der Gruppe ohne Nitrit (0 ppm) nur um ca. 34 % an. Erst in

der Woche 1 erreicht auch die 0 ppm-Gruppe die 50 % Umrötung und verbleibt in

diesem Messbereich bis zur Woche 4. Die anderen Nitritgruppen steigen in der

ERGEBNISSE 65

Woche 1 auf 70 – 80 % Umrötung an und bleiben dann bis zur Woche 4 ohne

Änderung in diesem Bereich. Die statistische Analyse ergibt, dass die

Umrötungswerte, gemittelt über die Zeit, zwischen den Nitritgruppen signifikant

unterschiedlich sind (p< 0,05, in der Abbildung 12 mit unterschiedlichen Buchstaben

im Randbereich gekennzeichnet).

4.4 Ergebnisse der biochemischen Untersuchungen

4.4.1 α-Tocopherolgehalt im Plasma und in den Geweben

In der Abbildung 13 sind die verschiedenen Konzentrationen an α-Tocopherol im

Plasma und in den verschiedenen Geweben der beiden Fütterungsgruppen (KG, VG)

dargestellt. Auf der x-Achse sind die unterschiedlichen Proben aufgezeigt und auf

der y-Achse die Konzentrationen an α-Tocopherol.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Plasma Leber Fett M.g.b. M.l.d.

alph

a-To

coph

erol

[µg/

g b

zw. µ

g/m

l]

KG VG

Abb. 13: α-Tocopherolgehalt im Plasma und in den verschiedenen Geweben der

Kontroll- und Versuchsgruppe (KG, VG), dargestellt als Mittelwert ± SD (n=6 bzw.7)

Stern = signifikanter Unterschied im α-Tocopherolgehalt zwischen den Gruppen

(Wilcoxon p < 0,05) M.g.b. = M. glutaeobiceps, M.l.d. = M. longissimus dorsi

ERGEBNISSE 66

In allen Proben ist ein signifikanter Unterschied hinsichtlich des α-

Tocopherolgehaltes zwischen den unterschiedlich supplementierten Gruppen

feststellbar. Im Plasma findet sich ein ca. zweifach höherer α-Tocopherolgehalt in der

VG (VG: 2,36 ± 0,28, KG: 1,20 ± 0,13 µg/g Gewebe), in der Leber eine ca. fünffache

Steigerung (VG: 28,87 ± 9,09, KG: 5,88 ± 0,8 µg/g) und im Fettgewebe eine ca.

zweifach höhere Konzentration (VG: 22,73 ± 3,61, KG: 13,19 ± 1,93 µg/g). Das

Ergebnis aus der Muskulatur zeigt im M. longissimus dorsi einen ca. anderthalb-

fachen Unterschied zwischen den Gruppen (VG: 3,85 ± 0,58, KG: 2,39 ± 0,47 µg/g)

und im M. glutaeobiceps einen ca. zweifachen Konzentrationsunterschied (VG: 4,68

± 1,04, KG: 2,37 ± 0,29 µg/g). Die α-Tocopherolkonzentration nimmt bei der KG vom

Fettgewebe, über die Leber, M. longissimus dorsi, M. glutaeobiceps bis zum Plasma

hin ab. Anders stellt sich das Konzentrationsgefälle in der VG dar: hier ist der

höchste Gehalt in der Leber, darauf folgt das Fettgewebe, der M. glutaeobiceps, M.

longissimus dorsi und das Plasma.

ERGEBNISSE 67

4.4.2 α-Tocopherolgehalt in der Rohwurst

Die Abbildung 14 zeigt den Verlauf der α-Tocopherolkonzentration in den

Rohwürsten aus den beiden Fütterungsgruppen (KG, VG), gemittelt über die

Nitritgruppen, zu den verschiedenen Messzeitpunkten. Auf der x-Achse ist die Zeit

(Wochen) und auf der y-Achse sind die Konzentrationen an α-Tocopherol in µg/g TS

angegeben.

02468

1012141618

0 1 2 3 4 5 6 8 10 12Zeit (Wochen)

α-To

coph

erol

[µg/

g TS

]

KGVG

b

bb

b b b b b b

aa

a a a a a a

a

b

a

Abb. 14: α-Tocopherolgehalte in der Rohwurst der Fütterungsgruppen (KG, VG),

gemittelt über die Nitritkonzentrationen (n=8), (Mittelwert ± SD), a/b =signifikante

Gruppen-Unterschiede (Tukey-Test p < 0,05), Stern = signifikante Zeit-Unterschiede

(Tukey-Test p < 0,0001)

In der Rohwurst bleibt der deutliche Konzentrationsunterschied an α-Tocopherol

zwischen den beiden Versuchsgruppen erhalten. Der Faktor liegt hier bei

durchschnittlich 1,7. Über die Untersuchungszeit betrachtet gibt es in den beiden

Versuchsgruppen einen kontinuierlichen Abfall der α-Tocopherolgehalte. Als

statistisch signifikant (p < 0,05) zu bezeichnen ist hierbei sowohl der Konzentrations-

unterschied zwischen der Woche 0 und 1 als auch zwischen der Woche 10 und 12.

ERGEBNISSE 68

Die Werte wurden über die verschiedenen Nitritgruppen der beiden

Fütterungsgruppen (KG, VG) gemittelt, da die Nitritgehalte keinen rechnerisch

erfassbaren Einfluss auf den α-Tocopherolgehalt zeigten.

4.4.3 Thiobarbitursäurereaktive Substanzen (TBARS) in der Rohwurst

Die Abbildung 15 stellt den zeitlichen Verlauf der TBARS-Gehalte in der Rohwurst

der Fütterungsgruppen (KG, VG), gemittelt über die Nitritgruppen, dar. Auf der x-

Achse ist die Zeit in Wochen dargestellt und auf der y-Achse die gemessenen Werte

an TBARS als Malondialdehyd in nmol/g TS.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 4 5 6 8 10 12Zeit (Woche)

Mal

ondi

alde

hyd

[nm

ol/g

TS]

KGVG

Abb. 15: TBARS in der Wurst aus der Kontroll- (KG) und Versuchsgruppe (VG),

gemittelt über die Nitritgruppen (n=8), (Mittelwert + SD), Stern = signifikante

Unterschiede (p < 0,05)

Die Konzentration steigt bis zur Woche 12 um den doppelten Betrag der Woche 0 an

(p < 0,05). In den Wochen 4, 5, 6 und 10 kann ein statistisch signifikanter

Unterschied der TBARS zwischen der VG (schwarz) und der KG (weiß) aufgezeigt

werden (p < 0,05). Ein signifikanter Abfall der Werte ist bei beiden Gruppen von der

Woche 6 (KG: 69,90 nmol/g TS, VG: 61,31 nmol/g TS) zu der Woche 8 (KG: 58,53

ERGEBNISSE 69

nmol/g TS, VG: 52,47 nmol/g TS) zu sehen. Nach diesem Gefälle steigen die

Gehalte wieder bis auf den höchsten Wert in der Woche 12 (KG: 73,50 nmol/g TS,

VG 72,37 nmol/g TS). Zwischen den Nitritgruppen der beiden Fütterungsgruppen

konnte hinsichtlich der TBARS kein statistisch signifikanter Unterschied errechnet

werden.

4.4.4 Aldehyde

4.4.4.1 Gesamtaldehyde

Unter Gesamtaldehyden werden in der Abbildung 16 folgende Aldehyde subsumiert:

Malondialdehyd, 4-Hydroxynonenal, Heptenal und Oktenal. Auf der x-Achse ist

wieder der Untersuchungszeitraum in Wochen angegeben und auf der y-Achse sind

die Gesamtaldehydgehalte der Rohwürste der beiden Fütterungsgruppen (KG, VG),

gemittelt über die Nitritgruppen, in ng/g TS dargestellt.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 4 8 12Zeit (Woche)

Ges

amta

ldeh

yde

[ng/

g TS

]

KGVG

Abb. 16: Gesamtaldehyde in der Wurst aus der Kontroll- (KG) und Versuchsgruppe

(VG), gemittelt über die Nitritgruppen (n=4), (Mittelwert ± SD), Stern = signifikante

Unterschiede (p < 0,05), unterschiedliche Symbole = signifikanter Wochenunter-

schied (p < 0,05)

**

* *

ERGEBNISSE 70

Bei Betrachtung der Graphen fällt der allgemeine Anstieg um den Faktor von ca. 1,5

über die gesamte Zeit auf (KG: 3907 ng/g TS, VG: 3098 ng/g TS auf KG: 5824 ng/g

TS, VG: 4372 ng/g TS). Zwischen der Woche 4 und der Woche 8 stagnieren die

Werte auf einem Plateau bei durchschnittlich 4543 ng/g TS, um zur Woche 12 wieder

signifikant (p < 0,05) anzusteigen. In jeder Woche ist ein signifikanter (p < 0,05)

Unterschied im Aldehydgehalt zwischen den beiden Fütterungsgruppen (VG, KG) zu

verzeichnen. Bei der rechnerischen Auswertung kann kein statistisch signifikanter

Unterschied zwischen den Nitritgruppen 25 ppm, 50 ppm und 100 ppm, gemittelt

über die Fütterungsgruppen (VG, KG), gefunden werden. Die Gesamtaldehyd-Menge

der Nitritgruppe mit 0 ppm Nitrit im NPS ist zu der aller anderen Nitritgruppen

signifikant (p < 0,05) unterschiedlich (0 ppm-Gruppen mit ca. 5000 ng/g TS zu den

anderen Nitritgruppen mit ca. 4000 ng/g TS, p < 0,05). Die Werte stellen Mittelwerte

über die Zeit und die Fütterungsgruppen dar (ohne Abbildung).

ERGEBNISSE 71

4.4.4.2 Malondialdehyd

In der Abbildung 17 ist die Malondialdehydkonzentration (MDA) in den Rohwürsten

der beiden Fütterungsgruppen (KG, VG), gemittelt über die Nitritgruppen, während

der gesamten Versuchsdauer dargestellt. Auf der x-Achse ist die Untersuchungszeit

in Wochen und auf der y-Achse sind die Gehalte an Malondialdehyd (MDA) in ng/g

TS angegeben.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000


MD

A [n

g/g

TS]

KGVGb

a

Abb. 17: Malondialdehydkonzentration (MDA) in den Würsten aus der Kontroll- (KG)

und Versuchsgruppe (VG) , gemittelt über die Nitritgruppen (n=4), (Mittelwert ± SD),

unterschiedlicher Buchstabe = signifikante Unterschiede (p < 0,05), zwei

unterschiedliche Symbole = signifikanter Wochenunterschied (p < 0,05)

Ein signifikanter Unterschied besteht zwischen den Werten der Woche 0 und der

Woche 4 bei beiden Fütterungsgruppen (p < 0,05). In der Herstellungswoche 0 liegt

der Gehalt an MDA am höchsten (VG: 2550 ng/g TS, KG: 3003 ng/g TS) und fällt

dann bis zur Messung in der vierten Woche auf eine Plateauphase ab (ca. 1600 ng/g

TS), welche bei beiden Gruppen bis zur Woche 12 konstant bleibt. Ein statistisch

signifikanter Unterschied in der MDA-Konzentration zwischen den beiden

Fütterungsgruppen liegt nur in der Woche 0 vor (p < 0,05). Bei der statistischen

ERGEBNISSE 72

Analyse kann kein signifikanter Einfluss des Nitritgehaltes auf den MDA-Gehalt

aufgezeigt werden.

4.4.4.3 Heptenal

Die Abbildung 18 stellt den zeitlichen Verlauf der Heptenalkonzentrationen in den

Rohwürsten der beiden Fütterungsgruppen (KG, VG), gemittelt über die

Nitritgruppen, über den gesamten Versuchszeitraum dar. Auf der x-Achse befindet

sich die Zeit als Wochen und auf der y-Achse werden die Gehalte an Heptenal in der

Wurst in ng/g TS dargestellt.

0

400

800

1200

1600

2000


Hep

tena

l [ng

/g T

S]

KG

VG

Abb. 18: Heptenalkonzentration in den Würsten aus der Kontroll- (KG) und

Versuchsgruppe (VG) , gemittelt über die Nitritgruppen (n=4), (Mittelwert ± SD),

Symbol mit Kreis = signifikante Unterschiede zwischen der VG und der KG (p <

0,05), Stern = signifikanter Wochenunterschied (p < 0,05)

Der Verlauf der Geraden beider Fütterungsgruppen (KG, VG) zeigt einen stetigen

Anstieg bis zur Woche 12. Die Kurve der KG weist einen steilen Anstieg des

Heptenalgehaltes in der Wurst von ca. 290 ng/g TS bis auf 1700 ng/g TS auf. Die

Kurve der VG steigt erst parallel mit der KG an ohne sich hinsichtlich der Gehalte an

ERGEBNISSE 73

Heptenal statistisch signifikant von denen der KG zu unterscheiden, trennt sich aber

von deren Verlauf zwischen der 4. und 8. Woche, in welcher sie eine Plateauphase

von ca. 841 ng/g TS Heptenal einnimmt. In der 12. Woche steigt der Wert wieder auf

ca. 1300 ng/g TS an. Ein statistisch signifikanter Unterschied (p < 0,05) zwischen

den beiden Fütterungsgruppen ist nur in der 8. und in der 12. Woche zu vermerken.

Bei der statistischen Auswertung kann kein signifikanter Einfluss des Nitritgehaltes

auf den Heptenalgehalt errechnet werden.

4.4.4.4 Oktenal

Die Abbildung 19 stellt den zeitlichen Verlauf der Oktenalkonzentrationen in der

Rohwurst der verschiedenen Nitritgruppen, gemittelt über die Fütterungsgruppen

(KG, VG), über den gesamten Versuchszeitraum dar. Auf der x-Achse befindet sich

die Untersuchungszeit als Wochen und auf der y-Achse werden die Gehalte an

Oktenal in der Rohwurst in ng/g TS dargestellt.

0100200300400500600700800900

1000


Okt

enal

[ng/

g TS

]


x x

x

x

x

x

x x

x x x

Nitrit:

Abb. 19: Oktenalkonzentration in den Würsten (n=2) aus den verschiedenen

Nitritgruppen, gemittelt über die Fütterungsgruppen (KG, VG), (Mittelwert), x =

signifikanter Wochenunterschied innerhalb einer Nitritgruppe ( p < 0,05)

ERGEBNISSE 74

Der Gehalt an Oktenal in der Rohwurst über alle Nitritgruppen zeigt einen statistisch

signifikanten (p < 0,05) Anstieg zwischen der 0. und 4. Woche. In der 8. Woche fallen

die Messwerte auf ihre Anfangskonzentration wieder zurück. Für die Charge mit 0

ppm Nitrit fehlt in der 8. Woche der Messwert. Die Nitritgruppen steigen in der Woche

12 wieder etwas in ihrem Gehalt an, so dass sie sich in dem Messbereich zwischen

500 - 600 ng/g TS bewegen. Bei der statistischen Analyse kann kein statistisch

signifikanter Einfluss durch die Fütterung (KG, VG) auf den Oktenalgehalt

nachgewiesen werden.

ERGEBNISSE 75

4.4.4.5 4-Hydroxynonenal

Die Abbildung 20 stellt den zeitlichen Verlauf der 4-Hydroxynonenalkonzentration

(HNE) der beiden Fütterungsgruppen (KG, VG), gemittelt über die Nitritgruppen, über

den gesamten Versuchszeitraum dar. Auf der x-Achse befindet sich die Zeit als

Wochen und auf der y-Achse werden die Werte von HNE als ng/g TS dargestellt.

0

500

1000

1500

2000

2500


HN

E [n

g/g

TS]

KGVG

xa

xb

x

xa

b

Abb. 20: 4-Hydroxynonenalkonzentration in den Würsten aus den Fütterungs-

gruppen (KG, VG), gemittelt über die Nitritgruppen (n=4), (Mittelwert + SD), unter-

schiedliche Buchstaben = signifikante Unterschiede zwischen der VG und der KG (p

< 0,05). Kreuz = signifikanter Wochenunterschied innerhalb einer Gruppe (p < 0,05)

Der Konzentrationsverlauf beider Fütterungsgruppen zeigt einen statistisch

signifikanten Anstieg zwischen der 0. und 4. Woche (p < 0,05). Die Werte der

Kontrollgruppe sind in der Woche 4 fast doppelt so hoch wie die Werte der VG (VG:

1000 ng/g TS, KG: 1800 ng/g TS). In der 8.Woche fällt die 4-

Hydroxynonenalkonzentration der KG auf Höhe der VG, um in der 12. Woche wieder

auf ca. 1800 ng/g TS anzusteigen. Die Messwerte der VG bleiben dagegen ab der 4.

Woche bis zur 12. Woche auf einem Level von ca. 1000 ng/g TS. Auch in der 12.

ERGEBNISSE 76

Woche sind die Konzentrationen an HNE der KG wieder fast doppelt so hoch wie die

der VG (p< 0,05). Bei der statistischen Analyse kann kein signifikanter Einfluss des

Nitritgehaltes auf den 4-Hydroxynonenalgehalt in der Rohwurst aufgezeigt werden.

ERGEBNISSE 77

4.4.5 Antioxidative Kapazität/Messung der Chemilumineszenz

Die antioxidative Kapazität wird in dem Versuch anhand des Integrals der Fläche

unter der gesamten Messkurve (AUC [cpm x 120 min; cpm = counts per minute];

Abbildung 22) und anhand der Verzögerungszeit (Abbildung 21) beurteilt. Die AUC

erfasst die Lichtemission über die Untersuchungszeit, während die Verzögerungszeit

die Zeitspanne vom Reaktionsbeginn bis zum deutlichen Anstieg (halber

Maximalwert) der Lichtemission beschreibt (t(lag)).

4.4.5.1 Verzögerungszeit

In der Abbildung 21 ist der zeitliche Verlauf der Verzögerungszeit in der Rohwurst

der Fütterungsgruppen (KG, VG), gemittelt über die Nitritgruppen, dargestellt. Auf der

x-Achse sind die Messzeitpunkte während des Untersuchungszeitraumes in Wochen

angegeben und auf der y-Achse ist die Verzögerungszeit in Minuten aufgetragen.

02

46

8

10

121416

18

20


t (la

g) [m

in]

KGVG

a

b b c

a

bc

d

Abb. 21: Verzögerungszeit (t(lag)) in den Würsten aus der Kontroll- (KG) und

Versuchsgruppe (VG), gemittelt über die Nitritstufen (n=8) (Mittelwert ± SD),

unterschiedliche Buchstaben = signifikante Wochenunterschiede innerhalb einer

Fütterungsgruppe (p < 0,05), Stern = signifikanter Unterschied zwischen der VG und

der KG (p < 0,05)

ERGEBNISSE 78

Die Zeitspanne nimmt bei beiden Gruppen zur 4. Woche hin statistisch signifikant zu

(p < 0,05). Diese Zunahme ist jedoch bei der VG statistisch signifikant höher als bei

der KG (KG: ca. 15 min, VG: ca. 17 min.). In der 8. und 12. Woche ist dieser

Unterschied nicht mehr gegeben und die gemessenen Verzögerungszeiten nehmen

kontinuierlich wieder ab (von ca. 15,5 min. auf ca. 14 min.). Die statistische

Überprüfung ergab keinen signifikanten Einfluss der Nitritgehalte auf die

Verzögerungszeiten der Chemilumineszenz in den Rohwürsten (p > 0,05), so dass

die Werte über die Nitritgruppen gemittelt werden konnten.

4.4.5.2 Kurvenintegral

In der Abbildung 22 sieht man das Integral der Fläche (AUC) unter der ermittelten

Messkurve, welche die erfasste Lichtemission (in counts per minute) in den

Rohwürsten der beiden Fütterungsgruppen (KG, VG), gemittelt über die Nitrit-

gruppen, über die Untersuchungszeit darstellt.

0,0E+00

1,0E+06

2,0E+06

3,0E+06

4,0E+06


AUC

[cpm

x 1

20 m

in]

KGVG

a

a

b b b b b b

Abb. 22: Kurvenintegral (AUC) in den Würsten aus den Fütterungsgruppen (KG,

VG), gemittelt über die Nitritgruppen (n=8) (Mittelwert ± SD), unterschiedliche

Buchstaben = signifikante Wochenunterschiede innerhalb einer Fütterungsgruppe (p

< 0,05), Stern = signifikanter Unterschied zwischen der VG und der KG (p < 0,05)

ERGEBNISSE 79

Das höchste Integral der Lichtemissionskurve wird in der Woche 0 erreicht. In dieser

Woche kann man einen statistisch signifikanten Unterschied (p < 0,05) zwischen der

KG und der VG errechnen (KG: AUC = 2,5E+06 cpm x 120 min, VG: AUC = 2,0E+06

cpm x 120 min). In der Woche 4 fällt das Integral der Lichtemissionskurve beider

Fütterungsgruppen (VG, KG) auf ca. 1,5E+06 cpm x 120 min ab und verbleibt auf

diesem Plateau bis zur Woche 12. Die Werte zeigen, gemittelt über die Zeit und die

Nitritchargen, einen statistisch signifikanten Unterschied zwischen beiden

Fütterungsgruppen (KG: AUC = 1,7E+06 cpm x 120 min, VG: AUC = 1,6E+06 cpm x

120 min). Die statistische Analyse ergibt keinen signifikanten Einfluss der

Nitritgehalte in den verschiedenen Chargen der KG als auch der VG (p > 0,05), so

dass die Werte über die Nitritgruppen gemittelt werden können.

ERGEBNISSE 80

4.4.6 Fettsäuremuster

Das Fettsäuremuster wurde in der Woche 0, also zum Zeitpunkt der Herstellung und

in der Woche 12, am Ende der Lagerungsperiode, in allen Nitritgruppen der

jeweiligen Fütterungsgruppe (KG, VG), bestimmt. Bei der Darstellung in Form von

Säulen-Grafiken wurden die Fettsäuren in die Gruppe der gesättigten Fettsäuren

(Abbildung 23), in die Gruppe der ω3-Fettsäuren (Abbildung 24) und in die Gruppe

der ω6-Fettsäuren (Abbildung 25) unterteilt.

4.4.6.1 Gesättigte Fettsäuren

In der Abbildung 23 ist die relative Häufigkeit der gesättigten Fettsäuren am

Fettsäuremuster (16:0, 18:0) der Rohwürste aus den Fütterungsgruppen (KG, VG),

gemittelt über die Nitritgruppen, in der Woche 0 und 12 als Säulen-Grafik dargestellt.

Auf der x-Achse sind die Messzeitpunkte (0., 12. Woche) zu sehen und auf der y-

Achse ist die Häufigkeit des Vorkommens in Gewichtsprozenten angegeben.

gesättigte Fettsäuren

05

101520253035404550

0 12Zeit (Woche)

Gew

. [%

]

KGVG

Ba aB

Abb. 23: Gewichtsprozente (Gew.) der gesättigten Fettsäuren in den Würsten aus

den Fütterungsgruppen (KG, VG), gemittelt über die Nitritgruppen (n=4), (Mittelwert ±

SD), B/a = signifikante Unterschiede zwischen der VG und der KG (p < 0,05). B =

signifikanter Wochenunterschied innerhalb einer Fütterungsgruppe (p < 0,05)

ERGEBNISSE 81

Bei der Kontrollgruppe steigt der prozentuale Gehalt der gesättigten Fettsäuren an

dem Fettsäuremuster statistisch signifikant von anfangs 39 % auf ca. 40 % an (p <

0,05). Die prozentualen Anteile an gesättigten Fettsäuren bleiben bei der Versuchs-

gruppe über die Messzeit konstant bei 41 %. In den beiden Messwochen unter-

scheiden sich beide Fütterungsgruppen statistisch signifikant (p < 0,05) voneinander.

Es konnte kein Effekt der unterschiedlichen Nitritzugaben auf das Vorhandensein der

gesättigten Fettsäuren im Fettsäuremuster statistisch abgesichert werden.

4.4.6.2 ω3-Fettsäuren

In der Abbildung 24 ist der Anteil der ω3-Fettsäuren am Fettsäuremuster der

Rohwürste der beiden Fütterungsgruppen (KG, VG), gemittelt über die Nitritgruppen,

in den beiden Messwochen in Gewichtsprozent (Gew.) dargestellt. Auf der x-Achse

sind die verschiedenen Messpunkte und auf der y-Achse die Gewichtsprozente der

ω3-Fettsäuren im Fettsäuremuster aufgetragen.

ω3-Fettsäuren

0,00,20,40,60,81,01,21,41,61,82,0

0 12Zeit (Woche)

Gew

. [%

]

KGVG

ab

Abb. 24: Gewichtsprozente (Gew.) der ω3-Fettsäuren am Fettsäuremuster in den

Würsten aus den Fütterungsgruppen (KG, VG), gemittelt über die Nitritstufen (n=4,

(Mittelwert ± SD), unterschiedliche Buchstaben (a, b) = signifikante Unterschiede

zwischen der VG und der KG (p < 0,05)

ERGEBNISSE 82

Bei beiden Fütterungsgruppen (VG, KG) gibt es hinsichtlich ihres Gehaltes an ω3-

Fettsäuren keinen statistisch abgesicherten Unterschied zwischen den beiden

Messzeitpunkten (1,3 - 1,4 %). In der Woche 0 gibt es einen statistisch signifikanten

Unterschied zwischen der Versuchs- und der Kontrollgruppe (p < 0,05), wobei die

Werte der KG etwas höher sind als die der VG (KG: 1,44 %, VG: 1,26 %). Die

statistische Analyse der Daten zeigt, dass die unterschiedlichen Nitritmengen in den

verschiedenen Rohwurstchargen keinen Einfluss auf das Vorkommen von ω3-

Fettsäuren im Fettsäuremuster haben.

4.4.6.3 ω6-Fettsäuren

Die Abbildung 25 zeigt die ω6-Fettsäuren der Rohwürste der beiden

Fütterungsgruppen (KG, VG), gemittelt über die Nitritgruppen. Auf der x-Achse sind

die Messzeitpunkte in den Wochen 0 und 12 und auf der y-Achse sind die

Gewichtsprozente der ω6-Fettsäuren im Fettsäuremuster aufgetragen.

ω6-Fettsäuren

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

0 12Zeit (Woche)

Gew

. [%

]

KGVG

A A

b b

b b

Abb. 25: Gewichtsprozente (Gew.) der ω6-Fettsäuren in den Würsten aus den

Fütterungsgruppen (KG, VG), gemittelt über die Nitritstufen (n=4), (Mittelwert ± SD),

A/b = signifikante Unterschiede zwischen der VG und der KG (p < 0,05), A =

signifikanter Wochenunterschied innerhalb einer Fütterungsgruppe (p < 0,05)

ERGEBNISSE 83

Zu den beiden Untersuchungszeitpunkten unterscheiden sich die ω6-Fettsäuren-

Gehalte zwischen der VG und der KG statistisch signifikant (p < 0,05) voneinander

(KG: 12,2, VG: 11,5 % und KG: 11,8, VG: 11,5 %). Betrachtet man die

Gewichtsprozente der ω6-Fettsäuren am Fettsäuremuster bei beiden Fütterungs-

gruppen über die gesamte Untersuchungszeit, kann festgestellt werden, dass die VG

in beiden Wochen den gleichen prozentualen Gehalt an ω6-Fettsäuren aufweist aber

die ω6-Fettsäuren der KG von 12,2 % auf 11,8 % statistisch signifikant absinken (p <

0,05). Die statistische Bearbeitung der Ergebnisse zeigt, dass die verschiedenen

Nitritzusätze keinen Einfluss auf die Häufigkeit des Auftretens von ω6-Fettsäuren am

Fettsäuremuster der Rohwürste haben.

ERGEBNISSE 84

4.5 Ergebnisse der sensorischen Untersuchung

Die Rohwürste wurden zum Ende ihrer Reifungsperiode (Woche 3) bis zum Ende der

Lagerung (Woche 12) wöchentlich einer sensorischen Beurteilung unter Verwendung

des DLG-Prüfschemas für Rohwurst (Deutsche Landwirtschafts Gesellschaft)

unterzogen. Die Würste erhielten hierbei je nach Bewertung durch die geschulten

Sensoriker unterschiedliche Qualitätszahlen von 0 = sehr schlecht bis 5 = sehr gut

(Prämierung). Diese Qualitätszahlen sind auf der y-Achse der beiden Abbildungen

(Abb. 26, Abb. 27) dargestellt und auf der x-Achse ist die Untersuchungszeit in

Wochen aufgeführt. In der Abbildung 26 sind die wöchentlich vergebenen

Qualitätszahlen für die beprobten Würste aus den vier Nitritgruppen der

Kontrollgruppe (KG) grafisch als Mittelwerte (MW ± SD, n=4) dargestellt.

DLG-Noten der Kontrollgruppe

00,5

11,5

22,5

33,5

44,5

5

3 4 5 6 7 8 9 10 12Zeit (Wochen)

DLG

-Qua

litäts

zahl

100 ppm50 ppm25 ppm0 ppm

Abb. 26: DLG-Qualitätszahlen (n=4) für die vier Nitritchargen der Kontrollgruppe

(KG) (Mittelwert+SD), unterschiedl. Großbuchstaben = signifikante Wochen-

unterschiede (p < 0,05)

AC AB B B AB D E E

Nitrit:

ERGEBNISSE 85

Bis zur Woche 8 unterliegen die Rohwürste der einzelnen Nitritgruppen nur leichten

Schwankungen, wobei die Nitritgruppen mit 25 bis 100 ppm Nitrit meistens eine

Qualitätszahl von über 4 aufweisen, wogegen die Rohwurstcharge ohne Nitritzusatz

grundsätzlich statistisch signifikant niedrigere Qualitätszahlen (< 4) aufweist (p <

0,05). In der Woche 8 liegt die Beurteilung der 0 ppm Gruppe bei 3,6 und die der

anderen Nitritgruppen bei 4,4 - 4,6, womit auch hier ein statistisch signifikanter

Unterschied vorliegt (p < 0,05). In der Woche 9 kann nur noch die Rohwurstcharge

mit 100 ppm Nitrit sensorisch untersucht werden und erhält die Beurteilung 3,6. Die

übrigen Nitritgruppen der Kontrollgruppe weisen in der Woche 9 so erhebliche

farbliche Abweichungen auf (grau-grün, stark verblasst), dass sie aus der

sensorischen Untersuchung herausgenommen werden müssen. Wenn die Qualitäts-

zahlen über die Untersuchungszeit gemittelt werden, unterscheiden sich alle Nitrit-

gruppen statistisch signifikant voneinander: KG-100ppm mit 3,4, KG-50ppm mit 2,9,

KG-25ppm mit 2,8 und KG-0ppm mit 2,5 (p < 0,05).

Die Abbildung 27 stellt die Qualitätszahlen als Mittelwerte (MW ± SD, n=4) der

sensorisch geprüften Rohwürste in Scheibenform aus den vier Nitritgruppen

innerhalb der Versuchsgruppe (VG) zu den verschiedenen Untersuchungs-

zeitpunkten dar. Bis zur Woche 8 unterscheiden sich die Nitritgruppen untereinander

nur geringfügig, wobei die Rohwurst ohne Nitritzusatz sich meist in einem Bereich

von ≤ 4 bewegt, wogegen die anderen Gruppen fast immer über der Qualitätszahl 4

liegen (p < 0,05). In der Woche 8 liegt die Gruppe mit 0 ppm Nitrit mit ca. 4 DLG-

Punkten statistisch signifikant am niedrigsten, darauf folgt die Gruppe mit 25 ppm

Nitrit (4,3) und die beiden anderen Gruppen (50 ppm, 100 ppm Nitrit) mit jeweils 4,6

Punkten (p < 0,05). In der Woche 9 muss die Rohwurstcharge ohne Nitritzusatz aus

der Sensorik herausgenommen werden, da sie erhebliche farbliche Abweichungen

aufweist (p < 0,05). Die anderen Nitritgruppen haben in dieser Woche Qualitäts-

zahlen in dem Bereich von 4. In der Woche 10 fällt zusätzlich zur Untersuchungs-

gruppe mit 0 ppm Nitrit auch die Charge mit 50 ppm Nitritzusatz aufgrund erheblicher

sensorischer Abweichungen aus der Untersuchung heraus (p < 0,05) und die übrigen

Nitritgruppen liegen weiterhin in dem Bereich der Vorwoche (4). In der Woche 12

verbleibt nur noch die Rohwurstcharge mit 100 ppm Nitrit in der sensorischen

ERGEBNISSE 86

Untersuchung, da auch die Nitritgruppe mit 25 ppm Nitritzusatz aufgrund starker

sensorischer Veränderungen hinsichtlich ihres Aussehens nicht mehr untersucht

werden kann. Die Rohwurst mit 100 ppm Nitrit hat in dieser letzten Versuchswoche

eine Qualitätszahl von 4 (p < 0,05). Die Qualitätszahlen der Nitritgruppen, über die

Zeit gemittelt, unterscheiden sich statistisch signifikant voneinander: KG-100ppm mit

ca. 4,3, KG-50ppm mit ca. 3,4, KG-25ppm mit ca. 3,8 und KG-0ppm mit ca. 2,7 (p <

0,05).

DLG-Noten der Versuchsgruppe

0

1

2

3

4

5

3 4 5 6 7 8 9 10 12Zeit (Wochen)

DLG

-Qua

litäts

zahl

100 ppm50 ppm25 ppm0 ppm

Abb. 27: DLG-Qualitätszahlen (n=4) für die vier Nitritgruppen der Versuchsgruppe

(VG) (Mittelwert+SD), unterschiedl. Großbuchstaben = signifikante Wochen-

unterschiede (p < 0,05)

Die Qualitätszahlen der Nitritgruppen der Kontroll- und der Versuchsgruppe (KG,

VG), über die Zeit gemittelt, zeigen statistisch signifikante Unterschiede zwischen

jeder Nitritcharge je nach Fütterungsgruppe (KG, VG): die Rohwurstchargen der VG

haben dabei immer höhere Qualitätszahlen als die Rohwurstchargen der KG. Wenn

die Qualitätszahlen der beiden Fütterungsgruppen (KG, VG), gemittelt über die

B BA A BA A A C D E

Nitrit:

ERGEBNISSE 87

Nitritgruppen und die Zeit, gegenübergestellt werden, zeigt sich mit 2,9 bei der KG zu

3,5 bei der VG eine statistisch signifikante Differenz (p < 0,05).

Die Darstellung der Tabelle 6 und der Tabelle 7 soll eine nähere Erläuterung über die

sensorische Bewertung in den letzten Prüfungswochen geben und den Hintergrund

für das Entstehen der unterschiedlichen Qualitätszahlen aufzeigen.

Hierbei stellt die Tabelle 6 die verwendeten Adjektive aus dem DLG-Prüfschema bei

der Beurteilung der aufgeschnittenen Rohwurstchargen der Kontrollgruppe in den

letzten Untersuchungswochen dar, welche bei der sensorischen Untersuchung von

den geschulten Sensorikern verwendet wurden. In der Woche 8 werden für die

Rohwürste der Charge mit 100 ppm Nitritzusatz die Adjektive: salzig, fehlende

Frische und alt verwendet. In der Woche 9 wird diese Charge mit: seifig, ranzig, alt,

grau/grün, blass, beißig, tranig, hefig und fremdartig im Geschmack beschrieben und

aufgrund dieser starken sensorischen Abweichungen in der Woche 10 nicht mehr

untersucht. Die Charge mit 50 ppm Nitrit wird in der Woche 8 als seifig im

Geschmack bezeichnet und deswegen in den folgenden Untersuchungswochen nicht

mehr sensorisch untersucht, genauso wie die Nitritcharge mit 25 ppm Zusatz, die fast

die gleiche Beurteilung mit den Adjektiven alt und seifig in der Woche 8 erfährt. Die

Adjektive, welche bei der Beschreibung der Rohwurstcharge ohne Nitritzusatz in der

Woche 8 verwendet werden, sind: grau-grünfleckig, bröckelig und alt. Es folgte ein

Ausschluss von der weiteren wöchentlichen sensorischen Untersuchung.

ERGEBNISSE 88

Tab. 6: Verwendete Adjektive aus dem DLG-Prüfschema für Rohwurst bei der

sensorischen Bewertung, Würste aus der Kontrollgruppe (KG) (n=4) mit

unterschiedlichem Nitritgehalt, X = Ungenießbarkeit

KG-100 ppm KG-50 ppm KG-25 ppm KG-0 ppm

Wo. 8 salzig, fehlende Frische, alt seifig alt, seifig grau-

grünfleckig, alt,

Wo. 9 seifig, ranzig, alt, grau-grün, blass, beißig, tranig, hefig, fremdartig

X X X

Wo. 10 X X X X

Wo. 12 X X X X

Die Tabelle 7 gibt die verwendeten Adjektive aus dem DLG-Prüfschema bei der

Beurteilung der aufgeschnittenen Rohwurstchargen der Versuchsgruppe in den

letzten Untersuchungswochen wieder, welche bei der sensorischen Untersuchung

von den geschulten Sensorikern verwendet wurden. In der Woche 8 werden die

Rohwürste der Charge mit 100 ppm Nitritzusatz mit dem Adjektiv salzig beschrieben.

In der Woche 9 werden für diese Charge die Beschreibungen: Fleischaroma zu

gering, Rand grau/grün und salzig verwendet. In der Woche 10 kommen die

Adjektive gummiartig und blass hinzu und in der Woche 12 ist die Rohwurst dieser

Charge dann ranzig, talgig, alt, tranig und der Rand grau/grün verfärbt. Die

Nitritcharge mit 50 ppm Nitrit wird in der Woche 8 als geringfügig seifig im

Geschmack beschrieben und in der folgenden Untersuchungswoche 9 mit den

Adjektiven: Fleischaroma zu gering, seifig, blass, dumpf und muffig im Geschmack

belegt. Aufgrund dieser starken sensorischen Abweichungen wurde diese Charge in

der Woche 10 nicht mehr untersucht. Der sensorische Eindruck der Rohwurst aus

der Charge mit 25 ppm Nitritzusatz wird in der Woche 8 mit: blass,

uncharakteristisches Aroma und blasser Rand umschrieben und in der Woche 9

ERGEBNISSE 89

kommt noch das Attribut fettig hinzu. In der Woche 10 wird diese Rohwurstcharge als

sehr salzig und blass gekennzeichnet, mit den Folgen eines Ausschlusses von der

weiteren wöchentlichen sensorischen Untersuchung. Die Rohwurstcharge ohne

Nitritzusatz wurde allerdings schon in der Woche 9 mit grau-grünfleckig, alt, ranzig

und Fleischaroma zu gering bei der sensorischen Untersuchung beurteilt und in den

folgenden Untersuchungswochen nicht mehr einer sensorischen Prüfung

unterzogen.

Tab. 7: Verwendete Adjektive aus dem DLG-Prüfschema für Rohwurst bei der

sensorischen Bewertung, Würste aus der Versuchsgruppe (VG) (n=4) mit

unterschiedlichem Nitritgehalt, X = Ungenießbarkeit

VG-100 VG-50 VG-25 VG-0

Wo. 8 salzig geringfügig seifig

blass, charakteristisches Aroma fehlt, Rand blass

grau-grünfleckig, alt, ranzig, Fleischaroma zu gering

Wo. 9 Fleischaroma zu gering, Rand grau/grün, salzig

Fleischaroma zu gering, seifig, blass, dumpf u. muffig

Fleischaroma zu gering, blass, fettig

X

Wo. 10 salzig, blass, gummiartig, Rand grau/grün

X salzig, blass X

Wo. 12 ranzig, talgig, alt, tranig, Rand grau/grün

X X X

DISKUSSION 90

5. DISKUSSION

In der vorliegenden Arbeit sollte der Frage nachgegangen werden, ob durch eine

erhöhte α-Tocopherol-Fütterung auch eine erhöhte Konzentration an diesem in den

Geweben von Schlachtschweinen erzielt werden kann. Dabei interessierte

insbesondere das antioxidative Potential dieser Substanz in der aus dem Fleisch und

Fettgewebe dieser Tiere hergestellten Rohwurst. Da das Nitrit im NPS auch eine

antioxidative Fähigkeit besitzen soll, wurden Rohwurstchargen mit verschiedenen

Nitritabstufungen im NPS hergestellt. Das Ziel dieser Arbeit war es, den

antioxidativen Einfluss durch das α-Tocopherol in der Rohwurst während der

Lagerungsperiode getrennt von dem Nitrit-Einfluss darstellen zu können. Beachtung

wurde den Ergebnissen auch in der Hinsicht geschenkt, ob eine nitritreduzierte

Rohwurst eine Alternative zu der handelsüblich hergestellten Rohwurst darstellen

kann. Eine besondere Berücksichtigung bei der Beurteilung der antioxidativen

Kapazität fanden bei den Parametern die Sekundärprodukte der Lipidperoxidation,

die Farbe und die Sensorik.

5.1 Material und Methode

5.1.1 α-Tocopherolgehalte und Zeitraum der Diät

Das α-Tocopherol (α-TOC) wird über das Futter aufgenommen und in den

verschiedenen Geweben des Körpers innerhalb der Phospholipidmembranen

eingelagert, von wo es in vivo antioxidativ tätig ist (WAYLAN et al. 2002). Diese

Eigenschaft wurde in vielen Fütterungsversuchen ausgenutzt, um über eine erhöhte

Konzentration an α-TOC in den Geweben einen Einfluss auf die

Fleischbeschaffenheit ausüben zu können. Bei folgenden Experimenten konnte

durch die Fütterung eine erhöhte Konzentration an α-TOC in den Geweben von

Versuchstieren erreicht werden:

DISKUSSION 91

beim Schwein (ZANARDI et al. 1999; PHILLIPS et al. 2001; WAYLAN et al. 2002),

beim Rind (GATELLIER et al. 2001; HOUBEN u. VAN DIJK 2001; ROBBINS et al.

2003b), beim Lamm (MACIT et al. 2003) und beim Truthahn (MERCIER et al. 2001).

Wie auch in den beschriebenen Untersuchungen wurden in dem eigenen Versuch

Schweine in eine Versuchsgruppe und eine Kontrollgruppe eingeteilt. Die

Kontrollgruppe erhielt das Mastfutter mit einem α-TOC-Gehalt von ca. 34 ppm, womit

der Gehalt zwischen der Empfehlung der GEH (Gesellschaft für Ernährungs-

physiologie der Haustiere) mit 11 ppm und der Empfehlung der AWT

(Arbeitsgemeinschaft für Wirkstoffe in der Tierernährung) mit mind. 40 ppm lag und

somit sicher den Bedarf der Versuchstiere deckte (FLACHOWSKY 2001). Die

Versuchsgruppe erhielt dasselbe Mastfutter, welches durch eine Zugabe an α-TOC

auf die Endkonzentration von ca. 364 ppm eingestellt wurde. Mit der gewählten

Konzentration sollte eine ausreichend wirksame Menge im späteren Fleisch-

erzeugnis erzielt werden können. Der Vergleich mit Untersuchungen anderer

Autoren, in denen die Versuchsschweine vor der Verarbeitung zu Rohschinken nur

mit 100 ppm α-TOC und/oder 200 ppm gefüttert wurden, zeigt, dass diese Dosis

nicht auf alle Parameter, die auch im vorliegenden Versuch gemessen wurden, einen

Einfluss ausübt, z. B. bei dem Fettsäuremuster oder dem Rotwert (BOSI et al. 2000;

ISABEL et al. 2003). Diese Ergebnisse legten die Wahl einer höheren Dosierung

nahe. Ein Grund keine höhere Dosis zu wählen, war die Orientierung an den

Empfehlungen des NRC (National Research Council), welcher als höchste

tolerierbare Dosis etwa 1000 ppm α-TOC je Tier und Tag angibt (FLACHOWSKY

2001). Mit der gewählten Konzentration sollte zum einen eine in der Literatur

beschriebene prooxidative Wirkung des α-TOC vermieden werden (WALKE 1998),

und zum anderen sollte das Restrisiko einer Hypervitaminose bei den Tieren

möglichst gering gehalten werden. Zudem durfte der Bezug zur Praxis nicht verloren

gehen, so dass die eingesetzte Menge auch von den entstehenden Kosten abhängig

war.

Die Dauer der hier durchgeführten Fütterungsphase lag mit 35 Tagen unter den

meisten Angaben der Literatur. In ihrem Versuch beurteilten BUCKLEY et al. (1995)

DISKUSSION 92

eine 35tägige α-Tocopherol-Fütterung von 200 ppm als unzureichend für einen

deutlichen Anstieg der α-TOC-Konzentration im Plasma und den Geweben. In dem

Versuch von HARMS et al. (2003) wurde jedoch bei einer α-TOC-Konzentration von

410 ppm eine 39tägige Fütterung für ausreichend angesehen. Andere Autoren

berücksichtigten eine Fütterungsperiode von zwei bis sechs Monaten, jedoch

meistens mit einer α-TOC-Konzentration von 100-200 ppm (CANNON et al. 1996;

ZANARDI et al. 1999; O’SULLIVAN et al. 2002). In Anlehnung an die Ergebnisse von

HARMS et al. (2003) wurde die recht kurze Fütterungsphase von 35 Tagen gewählt,

da aufgrund der hohen α-TOC-Konzentration gegenüber anderen Versuchen eine

ausreichende Einlagerung in das Gewebe zu erwarten war.

Bei der Auswahl der Mastschweine wurde darauf geachtet, dass die 14 Tiere

dieselbe Rasse und dasselbe Geschlecht hatten sowie aus einer Gruppe kamen, um

Rangordnungskämpfe als zusätzlichen Stress bei der Umstallung zu vermeiden. Aus

diesem Grund bekamen die Mastschweine in den ersten drei Tagen noch ihr

gewohntes Futter und wurden dann im Verlauf von sechs Tagen an das

Versuchsfutter ohne α-TOC-Zulage gewöhnt, bevor der eigentliche Fütterungs-

versuch begann. In den Untersuchungen von JUNCHER et al. (2001 und 2003) zeigt

sich ein negativer Einfluss auf die Fett- und Farbstabilität des Fleisches nach der

Schlachtung durch Stresssituationen der Schlachtschweine vor der Schlachtung. In

Anbetracht dessen wurden die Mastschweine nach der 35tägigen Fütterungsphase

schon am Vortag der Schlachtung zum Schlachtbetrieb gebracht und morgens als

erste Gruppe geschlachtet.

5.1.2 Rohwurstherstellung und Lagerung

Die Herstellung der Rohwurst wurde im Produktionsentwicklungszentrum der

Wurstfabrik Stockmeyer vorgenommen, um einen Vergleich mit den gängigen

Rohwürsten im Handel ziehen zu können. Dabei wurde eine übliche Rezeptur aus

diesem Hause übernommen, mit der Einschränkung, dass die Chargen von jeder

Fütterungsgruppe einer Abstufung im Nitritgehalt im NPS unterlagen (0 ppm, 25

ppm, 50 ppm und 100 ppm) und kein Zusatz von Ascorbat erfolgte. Da

Ascorbinsäure die Regeneration der Tocopheryl-Radikale bewirkt und selbst ein

DISKUSSION 93

effektives Antioxidationsmittel darstellt, wurde es aus der Rezeptur der Rohwürste

herausgenommen (SIES et al. 1992; FRANKEL 1998). Die unterschiedlichen

Nitritkonzentrationen wurden verwendet, um den von HARMS et al. (1999)

postulierten Einfluss des Nitrits als Antioxidans in Abhängigkeit von der

Konzentration zu ergründen. Da LÜCKE (1999) die antioxidative Wirkung von Nitrit

der Mindestmenge von 20 ppm zuordnet, wurde in dieser Arbeit versucht, durch

Abstufungen im Nitritgehalt um 20 ppm, die antioxidative Wirksamkeit in

Abhängigkeit von der Konzentration näher einzuordnen. Zudem sind diese geringen

Nitritzusätze auch hinsichtlich der Nitrosamin-Problematik bei Bio-Rohwürste von

besonderem Interesse (SCHNÄCKEL et al. 2000; THIEMIG et al. 2000).

Die Reifung orientierte sich an den praxisüblichen Bedingungen für lang gereifte

Rohwürste und erfolgte über einen Zeitraum von vier Wochen.

Die sich anschließenden Lagerungsbedingungen waren vergleichbar mit den

Gegebenheiten in den Selbstbedienungs-Regalen des Einzelhandels. Die

ausgereiften Würste wurden in dünnen Scheiben, dachziegelartig in einer

modifizierten Atmosphäre verpackt. Die verwendeten Verpackungsmaterialien und

das Verhältnis der eingesetzten Gase zueinander entsprechen den Gegebenheiten

in der laufenden Produktion von der Firma Stockmeyer. Die N2/CO2-Atmosphäre

wurde gewählt, da die meisten Scheibenwaren im Handel in Verpackungen unter

Schutzatmosphäre dargeboten werden (MÜLLER 2002). Zudem hat die Art der

Verpackung mit ihrem Gehalt an Restsauerstoff einen entscheidenden Einfluss auf

die Oxidationsvorgänge im Produkt (ZANARDI et al. 1999; MǾLLER et al. 2003). Die

Lagerung der Rohwürste fand im institutseigenen Kühlraum statt, welcher derart

gestaltet wurde, dass die Verpackungen in Kartonständern bei 9° C und

gleichmäßiger Beleuchtung (200 lux) aufbewahrt werden konnten. Diese Lagerung

unter verkaufsähnlichen Bedingungen wurde auch von anderen Untersuchern

vorgenommen (CARBALLO et al. 1991; DJENANE et al. 2003), da Licht eine starke

prooxidative Wirkung hat und der Handel seine Produkte in den Regalen unter Licht

präsentiert (KANNER et al. 1994). KIRSCH et al. (2003) halten dagegen bei der

Untersuchung über die Lagerstabilität von Pizzasalami eine Intensität von 600 lux für

DISKUSSION 94

provokativ. Die hier verwendete Beleuchtungsintensität von 200 lux liegt im Mittel

aber näher an den Begebenheiten im Einzelhandel und projiziert damit realistische

Bedingungen in der Versuchsanordnung.

Die gewählte Temperatur von 9° C orientierte sich an der von HARMS (1999)

gewählten Lagerungstemperatur für Rohwurst. Die Produkte im Handel werden

überwiegend mit einer vorgesehenen Lagerungstemperatur von 7°C ausgezeichnet,

allerdings sind die Temperaturen, wenn die Ware vorne am Rand des Regals liegt,

wo sich die wärmere Umgebungstemperatur mit der Kühlung vermischt, meist höher

(STIEBING 1992). In dem Lagerungsversuch von ZANARDI et al. (1999) wurde eine

niedrigere Temperatur von 4°C gewählt. Der Rohschinken in der Arbeit von

ROSENBAUER (2002) wurde bei 12°C gelagert. In den Leitsätzen wird die Rohwurst

als ein ungekühlt (bei 10°C) lagerfähiges Produkt vorgestellt, so dass die hier

eingestellte Temperatur von 9° C in dem vorgegebenen Bereich lag (DEUTSCHES

LEBENSMITTELBUCH 2003).

Die achtwöchige Lagerungszeit liegt innerhalb der von SINELL (2004) mit zwei bis

drei Monaten angegebenen Frist für schnittfeste Rohwurst. Der Lagerungszeitraum

von ROSENBAUER (2002) lag mit 12 Wochen im oberen Bereich, wobei jedoch der

Rohschinken im Dunkeln aufbewahrt wurde. In der Untersuchung von ZANARDI et

al. (2002) wurde die fermentierte aufgeschnittene Rohwurst in zwei verschiedenen

Verpackungsarten über einen Zeitraum von 60 Tagen gelagert, was aber bei dem zur

Beurteilung des oxidativen Status gemessenen Parameter TBARS nur einen

geringen Effekt erbrachte und von den Autoren mit der kurzen Lagerungszeit

begründet wurde. Die Ergebnisse von HARMS (1999) zeigen dagegen deutliche

oxidative Veränderungen bei einer achtwöchigen Lagerung, welche in einer

Ungenießbarkeit der Rohwürste resultierten.

5.1.3 Untersuchungsparameter

Die aufgeführten Parameter zur Untersuchung des antioxidativen Potentials von

α-TOC in der Rohwurst sind eine Zusammenstellung von verschiedenen

DISKUSSION 95

Messverfahren, welche in diesem Zusammenhang in der Literatur verwendet

wurden.

Die chemisch-physikalischen Untersuchungen, wie pH-, aw-Wert und Chemische

Vollanalyse, dienten der Kontrolle des Reifungsverlaufes und dem Vergleich zu

kommerziell hergestellten Produkten (ZANARDI et al. 2002). Mittels der Nitrit-

Nitratmessung und durch die Bestimmung der Umrötung sollte festgestellt werden,

wie sich die unterschiedlichen Nitritstufen auf diese Parameter auswirken (WIRTH

1991). Die L*, a*, b*-Farbwerte wurden zur Beurteilung stattgefundener

Pigmentoxidation herangezogen (CARBALLO et al. 1991; ZANARDI et al. 1999). Die

Messung des α-Toc-Gehalts in den Schlachtproben als auch in den Wurstproben

sollte zeigen, ob ein carry-over Effekt stattgefunden hatte (ZANARDI et al. 2000;

CAVA et al. 2003). Die Parameter Fettsäuremuster, Aldehydkonzentration, TBARS

und die Sensorik sollten Aussage geben über die Höhe der stattgefundenen

Lipidperoxidation und damit über die antioxidative Fähigkeit des α-TOC und des

Nitrits in der jeweiligen Konzentration (BOTSOGLOU et al. 1994; DE WINNE u.

DIRINCK 1997; ZANARDI et al. 2000). Die nur wenig gebräuchliche

Chemilumineszenz-Methode oder Messung der antioxidativen Kapazität gibt einen

direkten Hinweis auf das Vermögen einer Substanz, freie Radikale abzufangen und

damit Oxidationsprozesse zu verzögern. Diese Methode wurde in den Arbeiten von

KUZMENKO et al. (1999) und HARMS et al. (2003) erfolgreich eingesetzt und wurde

deshalb auch in diesem Versuch verwendet.

DISKUSSION 96

5.2 ERGEBNISSE

5.2.1 α-Tocopherolgehalt im Plasma und in den Geweben

Die unterschiedlichen Gewebe und das Blutplasma wurden als

Untersuchungsmaterialien gewählt, um die Verteilung und Akkumulation von

diätetisch zugeführtem α-TOC zu verfolgen. Dabei ist bekannt, dass sich α-TOC

unterschiedlich stark in den verschiedenen Körpergeweben einlagert. ANDERSON et

al. (1995) und MORRISSEY et al. (1996) ermittelten die höchste α-TOC-

Konzentration in der Leber, gefolgt von dem Gehalt im Rückenspeck und in der

Muskulatur. Diese Rangfolge findet sich auch in den Ergebnissen der eigenen VG

wieder. HOPPE et al. (1993) fand dagegen in der Leber geringere Gehalte als im

Fettgewebe, was mit den Ergebnissen bei der eigenen KG übereinstimmt.

Der α-TOC-Gehalt im Plasma wird deutlich von der Diät beeinflusst und stellt eine

bewährte Untersuchung zur Erhebung des α-TOC-Status dar (MONAHAN et al.

1990; MORRISSEY et al. 1996). Die ermittelten α-TOC-Gehalte im Plasma zeigen

einen um den Faktor zwei angestiegenen Wert in der hoch supplementierten

Versuchsgruppe, welcher jedoch unter den Werten in verschiedenen

Veröffentlichungen liegt. In dem Versuch von MORRISSEY et al. (1996) wurde die

Beziehung zwischen Dauer der α-TOC-Fütterung zur resultierenden Konzentration

im Plasma untersucht, wobei eine 126tägige Fütterung mit einer in den letzten 35

Tagen einsetzenden Supplementation verglichen wurde. Das Ergebnis zeigt einen

schnellen Anstieg über zwei Wochen, bis sich die Konzentrationen zum 126. Tag

zwischen beiden Fütterungsgruppen annähern. Dabei liegen die Werte dieser

Versuchsgruppe mit ca. 4,6 µg/ml deutlich über den Ergebnissen dieser Arbeit mit

ca. 2,4 µg/ml. Die α-TOC-Konzentrationen im Plasma der Kontrollgruppe gleichen mit

ca. 1,3 µg/ml jedoch fast den ermittelten Werten (1,2 µg/ml). Allerdings setzte

MORRISEY nur 20 ppm α-TOC für die Kontrollgruppe und 200 ppm für die

Versuchsgruppe ein, so dass erstaunlich ist, dass die Ergebnisse der

Versuchsgruppen soweit voneinander entfernt liegen. Auch der Vergleich mit der α-

TOC-Konzentration im Plasma der Versuchstiere von HOPPE et al. (1993) zeigt,

dass der Wert dieser Arbeit unter jener mit ca. 3,2 µg/ml, bei einer Fütterung von 160

DISKUSSION 97

ppm α-TOC, liegt. Die Ursachen für die geringeren α-TOC-Werte im Blutplasma der

eigenen Versuchsschweine können in dem Transport, dem Fasten und dem Zutrieb

zur Schlachtung und dem damit verbundenen Stress bei den Mastschweinen liegen,

welche zu einer veränderten Stoffwechselsituation geführt haben können.

Zur Bestimmung des α-Toc im Muskelgewebe wurden Proben aus verschiedenen

Lokalisationen des Tierkörpers gewählt, dabei handelt es sich um die Muskeln M.

glutaeobiceps und M. longissimus dorsi. Diese Muskeln haben einen

unterschiedlichen Stoffwechsel und einen unterschiedlichen Gehalt an Mitochondrien

und damit an Phospholipiden (CHIZZOLINI et a. 1998). Aus diesem Grund zeigten

sie einen unterschiedlichen Gehalt an α-TOC trotz gleicher Supplementation. Diese

Ergebnisse werden durch die Untersuchung von O’SULLIVAN et al. (1997) bestätigt,

welche in ihrer Rangfolge hinsichtlich des α-TOC-Gehaltes den M. glutaeus medius

vor den M. longissimus dorsi stellen. Auch bei JENSEN et al. (1997) liegt der M.

psoas major in seinem α-TOC-Gehalt höher als der M. longissimus dorsi. Dabei

können M. glutaeobiceps, M. glutaeus medius und M. psoas major unter die Gruppe

der oxidativ arbeitenden Muskeln zusammengefasst werden, wogegen der M.

longissimus dorsi zu den glykolytischen Muskeln zu zählen ist. Die α-TOC-Menge in

den Muskelfasern hängt mit deren Fettstoffwechsel zusammen, so dass die

Speicherkapazität für α-TOC eines Muskels zu seiner oxidativen Kapazität und

seiner Anzahl an lipidreichen Typ I-Fasern in enger Beziehung steht (LAURIDSEN et

al. 2000). Die 1,6fach höhere Konzentration im M. longissimus dorsi der höher

supplementierten Gruppe stimmt mit den Angaben von O’SULLIVAN et al. (2002)

überein (VG: 5,32 µg/g, KG: 3,16 µg/g), auch wenn die α-TOC-Konzentrationen dort

insgesamt über den in unserer Studie (KG: 2,4 µg/g, VG: 3,9 µg/g) ermittelten

Werten liegen, was mit der hier kürzeren Supplementation (35 Tage)

zusammenhängen könnte. Allerdings liegen auch die α-TOC-Gehalte in der

Untersuchung von CHEAH et al. (1995) erstaunlich niedrig, so konnte bei einer α-

TOC-Zulage von 500 ppm über 46 Tage nur ein Gehalt von 4,4 µg/g im M.

longissimus thoracis erreicht werden. Die hier ermittelten Gehalte an α-TOC im M.

glutaeobiceps (KG: 2,4 µg/g, VG: 4,7 µg/g) sind in ihrer Differenz und Höhe

vergleichbar mit den Werten von CORONADO et al. (2002), wobei die Werte

DISKUSSION 98

aufgrund des längeren Fütterungszeitraumes (10 Wochen) etwas höher liegen (KG:

3,0 µg/g, VG: 5,0 µg/g). Ein direkter Zusammenhang zwischen der α-TOC-

Konzentration im Muskelgewebe und dem Gehalt an MUFA/PUFA (einfach/mehrfach

ungesättigte Fettsäuren) im Mastfutter konnten von LOPEZ-BOTE et al. (2003)

gefunden werden. Auch in der Untersuchung von MONAHAN et al. (1991) wurden

bei gleicher α-TOC-Zugabe und unterschiedlicher Futter-Fettzusammensetzung bei

der Sojaöl-Diät-Gruppe niedrigere α-TOC-Konzentrationen im Plasma und

Muskelgewebe gefunden, als bei der Rinder-Talg-Gruppe. Der gewählte Fettlieferant

im Mastfutter spielt somit eine entscheidende Rolle für den Gehalt an α-TOC in den

Geweben und im Plasma. In dieser Arbeit war die Fettquelle 1 % Sojaöl, welches

reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren ist. Aus diesem Grund wurde bei der

Futterherstellung ein höherer prozentualer Anteil vermieden. Trotzdem kann das

Sojaöl mitverantwortlich für die allgemein niedrigeren Werte an α-TOC in den

Geweben der Versuchstiere zu den in anderen Untersuchungen sein.

Die Konzentration an α-TOC war bei beiden Fütterungsgruppen im Fettgewebe

besonders hoch, was mit den Angaben der Autoren ANDERSON et al. (1995)

übereinstimmt. Bei dem Versuch von PFALZGRAF et al. (1995) wurde das

Versuchsfutter mit 3 % Sojaöl hergestellt, wobei in der Ration der KG ein Anteil von

20 ppm und bei der VG von 200 ppm α-TOC enthalten war. Dabei konnte im

Fettgewebe nach einer dreimonatigen Fütterung bei der KG ein Gehalt von ca. 3,1

mg/kg α-TOC und bei der VG von ca. 12 mg/kg gefunden werden. Im vorliegenden

Versuch lag die Konzentration der KG mit 13 mg/kg auf Höhe der obigen

supplementierten Gruppe, wogegen die VG sogar einen Gehalt von 23 mg/kg α-TOC

aufwies. Die trotz der kürzeren Fütterungsphase höheren Konzentrationen in der

eigenen Untersuchung können durch den geringeren Gehalt an Sojaöl in der Ration

und dem damit beeinflussten Fettsäuremuster erklärt werden.

Die hohen α-TOC-Werte in der Leber spiegeln die physiologische Reihenfolge des α-

TOC-Transportes über das lebereigene α-TOC-Transfer-Protein mit anschließender

Verteilung zu den anderen Geweben (Muskulatur, Fettgewebe) wider (BRIGELIUS-

FLOHÉ u. TRABER 1999). Der ermittelte Wert für die VG von EICHENBERGER et

DISKUSSION 99

al. (2001) zeigt bei einer ca. 13fach höheren α-TOC-Zulage (KG: 14 ppm, VG: 178

ppm) einen ca. fünffach höheren Wert (KG: ca. 3 mg/kg, VG: 15,6 mg/kg) in der

Leber. Ähnliche Ergebnisse können die eigenen Untersuchungen vorweisen, bei

denen eine ca. zehnfach höhere α-TOC-Zulage zu einem fünffach höheren Gehalt in

der Leber führte (KG: ca. 6 mg/kg, VG: ca. 29 mg/kg α-TOC), allerdings in einem

kürzeren Fütterungszeitraum, weshalb man die Leber als schnell auf α-TOC-Gehalte

reagierendes Gewebe bezeichnen kann. Auch JENSEN et al. (1990) beschreibt die

Leber als ein Organ mit einem hohen α-TOC-Umsatz.

5.2.2 α-Tocopherolgehalt in der Rohwurst

Der statistisch signifikante Unterschied des α-TOC-Gehaltes in den Geweben der

verschiedenen Fütterungsgruppen (KG, VG) bleibt auch in der daraus hergestellten

Rohwurst erhalten. Die unterschiedliche Nitritzugabe bei den einzelnen Chargen

hatte keine Auswirkung auf den α-TOC-Gehalt in den beiden Fütterungsgruppen,

obwohl eine synergistische Wirkung ab einem Zusatz von mind. 20 - 50 ppm α-TOC

zu erwarten wäre (HARMS 1999; LÜCKE 1999). Allerdings wurde die antioxidative

Wirkung des Nitrits von LÜCKE (1999) im Zusammenhang mit sauerstoffarmen

Arbeiten und unter Zugabe von Ascorbat bei der Herstellung gesehen, was in diesem

Versuch nicht erfolgte. Demzufolge entsteht die Frage, ob unter anderen als den

publizierten Umständen die notwendige Menge für eine antioxidative Wirksamkeit

des Nitrits höher angesiedelt werden müsste.

Bei der Betrachtung der beiden Fütterungsgruppen, gemittelt über die Nitritgruppen,

zeigt sich in der Herstellungswoche (Woche 0) ein Unterschied zwischen den beiden

Fütterungsgruppen um den Faktor von ca. 1,6 (KG: ca. 10 µg/g TS, VG: ca. 16 µg/g

TS). In den Untersuchungen von ZANARDI et al. (1998) und (2000) findet man bei

einer sechsmonatigen Fütterung mit 6 % Sonnenblumenöl und einer

Maximalkonzentration von 200 ppm α-TOC einen Konzentrationsunterschied mit dem

Faktor von ca. 1,4. Bei einer exogenen Zugabe von Vitamin E (Summe der

Isomeren) in den Konzentrationen 0, 100, 200, 500 und 1000 ppm zum

Fleischgemenge während der Wurstherstellung lagen die wiedergefundenen α-TOC-

Werte in der Wurst meistens, mit einer sehr großen Abweichungsrate nach oben und

DISKUSSION 100

unten, über der zugeführten Dosis, was durch den originären Gehalt an α-TOC

verursacht wird. Verglichen dazu wird von endogen, d. h. über das Futter

zugeführten α-TOC in dieser Studie anteilig nur 4 % in der Rohwurst der VG und ca.

30 % in der Wurst der KG wiedergefunden. In dem Versuch von ZANARDI et al.

(2000) wurde in der Rohwurst der höher supplementierten Gruppe ca. 10 % der

ursprünglich gefütterten Menge an α-TOC detektiert und in der niedriger dosierten

Gruppe konnten sogar fast 17 % nachgemessen werden. Auch in der Arbeit von

HARMS et al. (2003) wurden ca. 30 % der gefütterten α-TOC-Menge in der KG und

nur 3 % in der VG registriert. Ein ähnlicher Unterschied ist auch bei den Geweben

errechenbar. Das könnte bedeuten, je höher die Zulage an Vitamin E im Futter ist,

desto geringer ist die Widerfindungsrate im Gewebe und in dem späteren Produkt

Rohwurst. Dennoch gibt es einen Zusammenhang zwischen der vermehrten

Aufnahme von α-TOC im Futter und der vermehrten Konzentration an α-TOC in den

verschiedenen Geweben bzw. im späteren Erzeugnis. HOPPE et al. (1993) und

JENSEN et al. (1997) beschreiben dieses Verhältnis mit Hilfe einer logarithmischen

Funktion, bei der mit zunehmender Konzentration an α-TOC im Futter die Zunahme

an α-TOC im Plasma/Muskel immer geringer wird, d. h., die Steigung der Kurve

immer mehr abnimmt. Betrachtet man den α-TOC-Gehalt der beiden

Fütterungsgruppen in der Woche 0 im Vergleich zu den Werten der Woche 12, wird

man eine statistisch signifikante Abnahme der α-TOC-Konzentration feststellen. Da

sich das α-TOC als Antioxidans im Laufe der Zeit verbraucht, sofern es nicht

regeneriert wird, ist eine Reduktion des Gehaltes wahrscheinlich. In der Arbeit von

LIU et al. (1996) wurde in einem Reifungsversuch mit Rindfleisch ein signifikanter α-

TOC-Konzentrationsabfall zwischen der 2. und 4. Reifungswoche beschrieben.

Dagegen können HOVING-BOLINK et al. (1997) in ihrem Versuch, bei dem die KG 8

ppm Vitamin E und die VG 200 ppm Vitamin E über 84 Tage im Futter erhielt und der

daraus resultierende M. longissimus lumborum je Schlachttierkörper unter Vakuum

bei -25°C über 100 Tage eingefroren wurde, keine Abnahme hinsichtlich des α-TOC-

Gehaltes feststellen. Die Lagerung bei -25°C und die Verpackung haben vermutlich

den oxidativen Druck auf das Fleisch minimiert, so dass der Verbrauch an α-TOC in

dieser Zeit unter der Nachweisgrenze blieb. Ein direkter Vergleich der α-TOC-

Stabilität über die Lagerungszeit mit den beiden letztgenannten Veröffentlichungen

DISKUSSION 101

ist schwierig, da es sich bei dem untersuchten Material nicht um Rohwurst mit

denselben Lagerungsbedingungen handelt. Im vorliegenden Versuch ist eine α-TOC-

Abnahme über die Gesamtzeit durch massives Auftreten von Lipidperoxidation

aufgrund der Lagerung (Temperatur, Licht) und dem oxidationsempfindlichen

Fleischerzeugnis wahrscheinlich.

5.2.3 Reifungsparameter

Die Parameter aw-Wert, pH-Wert und die Chemische Vollanalyse wurden zur

Beurteilung des Reifungsverlaufes untersucht.

Der über die Reifungsphase gemessene pH-Wert der Rohwurst ließ statistisch

keinen Unterschied in Abhängigkeit zur α-TOC-Fütterung ersehen. Während der

Reifung gab es zwischen den einzelnen Nitritchargen nur am dritten Tag einen

Unterschied. Dabei lag der pH-Wert der Charge mit 100 ppm Nitrit (mit ca. pH 5)

signifikant über den Chargen mit dem verminderten Nitritgehalt (mit ca. pH 4,5). Das

mag an der bakteriologisch-hemmenden Wirkung des Nitrits, z. B. auf die

Milchsäurebakterien, liegen (KLETTNER u. TROEGER 2000). In einem Bericht von

INCZE (1992) werden zwei Untersuchungen beschrieben, bei denen der pH-Wert in

der Rohwurst niedriger ist, wenn auch die NO2-Konzentration geringer ist. Allgemein

war ein Anstieg des pH-Wertes mit zunehmender Reifungszeit von durchschnittlich

pH 4,6 am dritten Tag auf pH 4,7 in der Woche 4 festzustellen. Dieses Verhalten des

pH-Wertes beschreiben auch KLETTNER und TROEGER (2000) in einem Versuch

mit nitritreduzierter Rohwurst. Dabei wird die NH3-Bildung für den pH-Wert Anstieg

verantwortlich gemacht. Der durchschnittliche End-pH-Wert von 4,7 ist für eine

langgereifte Rohwurst nach den Angaben von LEISTNER (1986) zu niedrig, was

aber an der hohen Zucker-Zugabe (ca. 2%) zum Fleischgemenge und der damit

forcierten Milchsäurebildung liegen könnte.

Auch bei dem aw-Wert konnte keine Abhängigkeit von der α-TOC-Supplementierung

im Futter errechnet werden. Es zeigte sich eine Abnahme des aw-Wertes von

durchschnittlich 0,97 auf 0,87 im Laufe der Reifung. Dieser Verlauf bewegt sich im

normalen Bereich für langgereifte Rohwurst (LEISTNER 1986). Ein Unterschied

DISKUSSION 102

zwischen den einzelnen Nitritchargen ist nur in der 4. Woche ersichtlich. Während

sich die aw-Werte der Würste mit dem niedrigeren Nitritgehalt (0, 25, 50 ppm) in dem

Bereich von 0,86 bewegen, liegt der aw-Wert der 100 ppm-Gruppe bei 0,89. Da sich

der Gehalt an freiem Nitrit in der letzten Reifungswoche zwischen den einzelnen

Chargen nicht mehr unterscheidet, kann darin nicht der Grund für den Unterschied

liegen.

Die Ergebnisse aus der Chemischen Vollanalyse der Rohwurst lassen keinen

Einfluss des Nitritgehaltes erkennen. Dagegen findet man bei wenigen chemischen

Parametern einen Unterschied zwischen den Fütterungsgruppen. Bei dem

Parameter Fett gibt es einen signifikanten Unterschied zwischen den beiden

Fütterungsgruppen, was durch geringgradige Unterschiede bei der

Rohstoffzusammenstellung für die Rohwürste der beiden Versuchsgruppen bedingt

sein kann, oder durch eine natürliche Ungleichmäßigkeit in den genommenen

Proben hervorgerufen wird. Diese Variationsbreite ist vermutlich auch der Grund für

den signifikanten Unterschied im Asche-Gehalt zwischen den beiden

Fütterungsgruppen. Die gemessenen Werte stellen normale Werte für eine nach

dieser Rezeptur und Reifedauer hergestellten Rohwurst dar und sind vergleichbar

mit den Ergebnissen von sehr langgereifter Rohwurst bei ZANARDI et al. (2000). In

der Untersuchung von HOZ et al. (2003) hatte die unterschiedliche Diät (20 ppm/200

ppm) der Mastschweine keinen Effekt auf die chemische Zusammensetzung des M.

psoas major bei den beiden Tiergruppen, so dass die natürliche Abweichung in der

Zusammensetzung in unserem Versuch als wahrscheinlich gilt. In dieser Arbeit sollte

Rohwurst mit der Verkehrsbezeichnung „Salami Ia“ hergestellt werden, welche laut

der Angaben des Deutschen Lebenmittelbuches einen BEFFE-Gehalt

(bindegewebseiweißfreies Fleischeiweiß) von mind. 14 % haben muss, und des

weiteren soll der BEFFE-Anteil am Fleischeiweiß nicht weniger als 85 % betragen

(DEUTSCHES LEBENSMITTELBUCH 2003). Mit einem durchschnittlichen BEFFE-

Wert von 26 % und einem BEFFE/FE-Wert von ca. 92,5 % zum Ende der Reifung

liegt das hergestellte Erzeugnis weit über der Forderung des Deutschen

Lebenmittelbuches. Hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung ist die

DISKUSSION 103

Herstellung einer Rohwurst gelungen, die den Anforderungen im freien Handel

gerecht wird.

5.2.4 Gesamtnitrat, -nitrit

Das Nitrit wird durch Reduktionsmittel und in der Reifungsphase der Wurst durch die

pH-Wert-Absenkung zu Stickoxid reduziert oder durch autokatalytische Oxidation des

Eisens im Myoglobin zu Nitrat umgewandelt (EAKES u. BLUMER 1975; BELITZ u.

GROSCH 1992). In der Woche 0 konnten bei der Nitritgruppe mit 100 ppm Nitrit im

NPS ca. 39 mg/kg KNO3, bei der 50 ppm-Gruppe ca. 27 mg/kg, bei der 25 ppm-

Gruppe ca. 21 mg/kg und bei der 0 ppm-Gruppe 13 mg/kg gemessen werden. Über

die gesamte Zeit betrachtet liegen die Messwerte der verschiedenen Nitritgruppen

immer in statistisch signifikant unterschiedlichen Messbereichen, entsprechend des

unterschiedlichen Nitritgehalts im NPS der jeweiligen Charge. Vom 3. Tag bis zum

Ende der Reifung bleiben die Konzentrationen an KNO3 in einem Plateaubereich

zwischen 10 - 15 mg/kg. Der Gehalt kann nicht mit den zugeführten Gewürzen im

Zusammenhang stehen, da bei Samen- und Wurzelgewürzen nicht mit hohen

Nitratgehalten gerechnet werden kann (BUCKENHÜSKES 1996). In einer

Untersuchung zum Effekt von Nitrat und Nitrit auf den Reifungsverlauf von nicht-

fermentierten Rohwürsten wurde bei einer Zugabe von 150 ppm Nitrit bei der

Herstellung am 13. Tag eine Konzentration von 16,9 ppm Nitrat und 5,1 ppm Nitrit

nachgewiesen (NAVARRO et al. 2001). Das bedeutet, dass ca. 11 % des

zugegebenen Nitrits am 13. Tag analysiert wurden. Dagegen wurden im eigenen

Versuch schon am Herstellungstag (Woche 0) bei der 100 ppm/NPS-Gruppe höhere

Werte (160 %) detektiert, als zugesetzt wurden, und in der 2. Woche wurden noch

56,6 % gemessen. Der Restnitratgehalt am Ende der Reifung lag je nach Nitritcharge

bei 9,8 - 12,1 ppm. Damit liegen die Werte in dem von WIRTH (1991) zu erwartenden

Bereich von < 10 ppm nach 30 Tagen, jedoch bei einer Zusatzmenge von 100 - 120

ppm Nitrit. Schwer erklärbar erscheint es, dass bei einem Zusatz von 0 - 25 ppm

Nitrit in das Fleischgemenge bei der Herstellung der Rohwürste ein teilweise höherer

Gehalt als der zugegebene, sogar bis zum Ende der Reifung, detektiert werden

kann. Als eher unwahrscheinliche Ursache kommen hier nur Nitratreste aus den

Zutaten in Frage (THIEMIG et al. 2000). Da in einem Fleischerzeugnis Substrate, pH-

DISKUSSION 104

Werte, Feuchtigkeit, Fett, Fleisch, Homogenität und Verarbeitung variieren,

empfehlen FOX et al. (1984) die Kombination verschiedener Detektionsmethoden,

um Fehlmessungen zu minimieren.

Die ermittelten Nitritmengen von 12,2 ppm NaNO2, 6,0 ppm, 3,4 ppm und 3,4 ppm in

der Woche 0 entsprechen eher den Ergebnissen in der Literatur. Im Falle der 100

ppm-Charge wurden von der Zusatzmenge (25 ppm) ca. 49 % detektiert. Die

Wiederfindungsrate steigt mit der geringeren Anfangskonzentration, so dass bei der

Rohwurstcharge ohne Nitritzusatz (0 ppm) trotzdem ein Gehalt von 3,4 ppm

registriert wurde. SKJELKVALE und TJABERG (1974) geben für ein vergleichbares

Ergebnis als Ursache Räucherungsvorgänge an. Ansonsten liegt die Konzentration,

welche in dem Versuch detektiert wurde, mit ca. 37 % unter der eigener Ergebnisse,

allerdings wurde bei SKJELKVALE und TJABERG erst am 1. Reifungstag und nicht

zum Zeitpunkt der Herstellung der Gehalt bestimmt. In der letzten Reifungswoche

liegen die Werte im eigenen Versuch bei 1,4 - 1,9 ppm Restnitrit und damit weit unter

dem Restnitritgehalt (> 5 ppm) von HARMS (1999). Im Fertigerzeugnis finden sich für

gewöhnlich 10 - 20 % des zugegebenen Nitrits als Restnitrit wieder. Das beruht auf

der Tatsache, dass 5 - 15 % des Nitrits in der Nitrosomyoglobin-Bildung verbraucht

werden, hohe Anteile an Nichthämproteine gebunden werden, 1 - 10 % in Nitrat

umgewandelt werden, 5 - 15 % mit Sulfhydrylgruppen reagieren, 1 - 5 % an Lipiden

gebunden werden und 1 - 5 % zu flüchtigen Bestandteilen werden (THIEMIG et al.

2000).

Nach der Hackfleisch-Verordnung (HFlV 1999) sind Wurstwaren, welche einer

abgeschlossenen Pökelung unterzogen wurden, eine Umrötung mit Fermentation

und einen aw-Wert von < 0,90 vorweisen, nicht mehr roh im Sinne dieser

Verordnung, d. h., sie werden nicht zum Hackfleisch gezählt. Demzufolge ist das

Fleischerzeugnis nicht mehr roh, wenn 50 % des Myoglobins umgerötet sind. Bei

allen hier untersuchten Chargen ist dies in der Woche 1 der Fall. Die Chargen mit 25

- 100 ppm Nitrit im NPS waren sogar schon am 3. Tag nach der Herstellung zu über

50 % umgerötet. Auch die hergestellte Rohwurst ohne Nitritzusatz (0 ppm) ist trotz

fehlender Pökelsalzzugabe dank der Fermentation und Umrötung zu einer Rohwurst

DISKUSSION 105

im Sinne der HFlV geworden. Der unterschiedlichen α-TOC-Fütterung konnte

hinsichtlich der Parameter Gesamtnitrit/-nitrat, Nitrit und Umrötung keine statistisch

abgesicherte Bedeutung zugesprochen werden.

5.2.5 L*, a*, b*-Farbwerte

Die Farbwerte wurden zur Beurteilung der zugesetzten Nitritmenge herangezogen.

Zudem sollten sie Auskunft über mögliche stattgefundene Oxidationen in Bezug auf

das Nitroso-Myoglobin geben und Vergleichswerte zur empfundenen Farbe bei der

sensorischen Untersuchung liefern.

Die Farbwerte werden im Folgenden nur angesichts des Anfangsnitritgehaltes

betrachtet, da bei der statistischen Analyse der Ergebnisse kein Einfluss durch die

unterschiedliche α-TOC-Fütterung festgestellt werden konnte.

Die gemessenen L*-Werte (Helligkeit) nehmen mit zunehmender Reifung und

folgender Lagerung von etwa 60 bis auf den Wert von 49 ab. Jedoch finden sich

zwischen den vier Nitritgruppen keine statistisch gesicherten Unterschiede zum

gleichen Messzeitpunkt. Ähnliche L*-Werte findet man bei KLETTNER und

TROEGER (2000), welche Rohwürste mit 0 ppm, 80 ppm und 120 ppm Nitrit

hergestellt hatten. Dabei lagen die L*-Werte mit 57 bis 50 etwas unter den eigenen

Messwerten. Auch die Autoren HEATON et al. (2000) konnten keinen Einfluss auf

den L*-Wert durch unterschiedliche Nitritzugaben feststellen. In dem vorliegenden

Versuch konnte zudem kein Effekt der unterschiedlichen α-TOC-Fütterung auf den

L*-Wert registriert werden, was auch von anderen Autoren beschrieben wird

(HOUBEN u. GERRIS 1998; BOSI et al. 2000). Die Höhe des L*-Wertes hängt vom

pH-Wert ab (ZANARDI et al. 1999). Die Abnahme des L*-Wertes über die

Gesamtzeit steht wahrscheinlich mit der geringfügigen Zunahme der Bildung an

Metmyoglobin durch oxidative Prozesse im Zusammenhang.

Der rote Farbeindruck bei der Rohwurst wird durch die Bildung von Nitrosomyoglobin

erzeugt. So liegen in dieser Studie die a*-Werte (Rotwert) der 0 ppm-Gruppe (7 - 4

a*-Wert) über die gesamte Zeit statistisch signifikant unter den a*-Werten der

DISKUSSION 106

anderen Chargen (12 - 5 a*-Wert). Die Rotfärbung ohne Nitritzugabe erklären

ZANARDI et al. (1999) beim Parmaschinken mit dem Vorliegen von Staphylokokken-

Stämmen, welche die Fähigkeit besitzen, rote Myoglobinderivate aus Metmyoglobin

zu erzeugen. Nach SKJELKVALE und TJABERG (1974) ist die Ursache für eine rote

Außenfläche ihrer Rohwurst in Räucherungseffekten begründet. Die Rotwerte aller

Chargen liegen deutlich unter den von KLETTNER und TROEGER (2000) ermittelten

a*-Werten (10 bei 0 ppm, 22 bei 80 ppm und 22 bei ca. 120 ppm), welche Rohwürste

mit unterschiedlichem Nitritgehalt herstellten. Allerdings war in deren Rezeptur für die

nitritreduzierten Rohwürste 40 % Rindfleisch enthalten, welches von Natur aus durch

den hohen Myoglobingehalt der Skelettmuskulatur eine tiefrote Farbe besitzt

(SÁNCHEZ-ESCALANTE et al. 2001). Trotzdem erkennt man an diesem Vergleich

deutlich, dass die Menge an zugesetztem Nitrit auch die Höhe des Rotwertes

bestimmt (DINEEN 2000). Der a*-Wert unterliegt dem Zusammenspiel mehrerer

Faktoren, wie dem Gasraum, dem Restsauerstoffgehalt, der O2-Durchlässigkeit der

Folie und der durch die Beleuchtung induzierten photochemischen Reaktion

(AASGAARD 1993; MØLLER et al. 2003). Allerdings hatte die Verpackung im

vorliegenden Versuch eine sehr geringe Sauerstoffdurchlässigkeit von < 5 cm³/m²/24

h/bar, so dass dieser Aspekt die Farbstabilität eher begünstigt hat. In einer

Untersuchung von STIEBING (1992) wird bei einer Sauerstoffdurchlässigkeit von < 5

(cm³/m² 24 h) eine Mindesthaltbarkeit von ein bis drei Monaten für aufgeschnittene

Fleischerzeugnisse angegeben. In dem vorliegenden Versuch unterliegen jedoch wie

bei HOUBEN und VAN DIJK (2001) die a*-Werte bei allen Chargen einer Abnahme

über die Zeit. Die Verfärbung des Pökelrotes auf der Oberfläche der Wurstscheiben

entsteht infolge einer Photooxidation des Nitrosomyoglobins zu Metmyoglobin

(AASGAARD 1993). Wobei in diesem Versuch, wie auch bei LIN und SEBRANEK

(1979), die Verfärbung der Wurst zuerst am Rand begann, was die Autoren mit einer

mangelnden Adhäsion der Verpackung und einer Zunahme des

Restsauerstoffgehaltes begründeten. Obwohl in vielen Veröffentlichungen der

positive Effekt der erhöhten Vitamin E-Zufuhr auf die Farbstabilität von frischem

Fleisch beschrieben wird (LANARI et al. 1993; STUBBS et al. 2002), scheint es bei

der Rohwurst nicht zuzutreffen (ZANARDI et al. 1999). Dadurch, dass bei LANARI et

al. (1995) die KG (4,5 ppm α-TOC) bei Dunkellagerung einen höheren a*-Wert als

DISKUSSION 107

die VG (200 ppm α-TOC) unter Lichtlagerung aufwies, scheint der negative Effekt auf

die Farbstabilität durch das Licht größer zu sein als der positive Effekt durch das α-

Tocopherol. Ghiretti et al. (1997) gibt als Haltbarkeits-Zeitraum für Rohwurstscheiben

in Verpackungen mit modifizierter Atmosphäre 60 Tage an. Die Rohwurst im

vorliegenden Versuch kann diese Bedingung nicht erfüllen, da sie schon nach zwei

Wochen Lagerung auch bei der sensorischen Untersuchung je nach

Fütterungsgruppe eine Abnahme und Veränderung ihrer Farbe zeigte.

Der b*-Wert, welcher den Gelbwert nach der Methode der CIE (Commission

Internationale de l`Eclairage 1976) repräsentiert, wird in der Literatur selten

dargestellt. Wird der Verlauf der Gelbwerte der untersuchten Rohwurstchargen

genauer betrachtet, fällt auf, dass der b*-Wert bis zur Woche 4 (Zeitpunkt des

Aufschneidens und Verpackens) von ca. 7,4 - 8,4 bis auf 5,2 - 5,8 bei allen Gruppen

abfällt. Die Abnahme in den ersten Reifungswochen geht mit der Abnahme des

Helligkeitwertes einher und scheint mit dem Prozess der Umrötung zum stabilen

Pökelrot im Zusammenhang zu stehen. Darauf folgt zwischen der Woche 4 und der

Woche 6 ein steiler Anstieg bis etwa auf die Ausgangswerte (7,3 - 7,8). Zum Ende

des Untersuchungszeitraumes zeigen die Messwerte wieder einen langsamen Abfall

bis auf Endwerte um 5 - 6. Der Anstieg des b*-Wertes während der ersten Zeit der

Lagerung kann mit dem Beginn der Lichteinwirkung in Verbindung gebracht werden,

welche das Eintreten von Photooxidationen und damit Metmyoglobinbildung bewirkt

(CARBALLO et al. 1990). Diese gemessenen b*-Werte liegen insgesamt unter den

von KLETTNER und TROEGER (2000) ermittelt b*-Werten (10,3-13,2), welche

Rohwürste mit unterschiedlichem Nitritgehalt hergestellt hatten. Selbst die Wurst,

welche ohne NPS hergestellt wurde, liegt mit einem Wert um 10 in der 1. Woche weit

über dem gemessenen Wert von ca. 7 in dieser Untersuchung. Allerdings war die

Rohwurst von diesen Autoren mit Rindfleisch zubereitet worden, so dass

Abweichungen vom eigenen Farbspektrum erklärlich sind. Werden die Werte der

Rohwurstcharge ohne Nitritzusatz (0 ppm) mit den b*-Werten des Parmaschinkens

von ZANARDI et al. (1999) verglichen, ist der Unterschied nur noch sehr gering. Ein

Einfluss durch eine erhöhte α-TOC-Fütterung (100 ppm/200 ppm) auf die b*-Werte

des Parmaschinkens konnten genauso wie im vorliegenden Fall nicht rechnerisch

DISKUSSION 108

abgesichert werden. Auch bei ASHGAR et al. (1991) konnte in einem Vitamin E-

Fütterungsversuch (10 ppm, 100 ppm, 200 ppm) nur ein Effekt der Lagerungszeit

(unter Lichteinfluss) auf die Koteletts festgestellt werden, jedoch keine Abhängigkeit

von der unterschiedlichen α-TOC-Zulage. So nahmen die b*-Werte wie in diesem

Versuch ab der 8. Woche langsam über die Zeit ab, was man mit einer Zunahme an

braunem Metmyoglobin durch oxidative Prozesse erklären könnte. Eine

Farbstabilisierung durch α-TOC beschreiben HOUBEN und GERRIS (1998), welche

im Vergleich zur Kontrollgruppe höhere b*-Werte bei frischem Fleisch von Schweinen

der Versuchsgruppe (200 ppm α-TOC) messen konnten.

5.2.6 Thiobarbitursäure-Reaktive-Substanzen

Die Bestimmung der TBARS ermöglicht es, die Lipidperoxidation anhand des

Sekundärproduktes Malondialdehyd (MDA) qualitativ zu erfassen (PIETTE u.

RAYMOND 1999; HEITKAMP 1999). Die TBARS-Werte im vorliegenden Versuch

stiegen grundsätzlich im Verlauf der 12 Wochen bis auf den doppelten Wert an.

Diese Abhängigkeit der TBARS von der Zeit konnte auch in anderen

Untersuchungen festgestellt werden (DE WINNE u. DIRINCK 1997; CHANNON u.

TROUT 2002; ISABEL et al. 2003). Die eigenen Ergebnisse zeigten jedoch, dass

eine erhöhte α-TOC-Konzentration eine positive Auswirkung auf die Entwicklung der

TBARS über den Untersuchungszeitraum hatte. Dieser Befund stimmt mit den

Ergebnissen aus der Studie von CHANNON und TROUT (2002) überein, welche den

Einfluss von verschiedenen Vitamin E-Zulagen (0, 100, 200, 500 und 1000 ppm) auf

die Entwicklung der TBARS während der Lagerung einer Rohwurst untersucht

haben. Die Autoren berichten von einem Anstieg der TBARS in den ersten Wochen,

dem ein Abfall in den letzten Wochen folgt. Es konnte kein konstanter Effekt der

verschiedenen α-TOC-Konzentrationen auf die TBARS erkannt werden. Diese

Beobachtung wird auch in den Ergebnissen dieser Arbeit deutlich, wobei die

statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Fütterungsgruppen

jedoch nicht gleichmäßig über die Zeit verteilt sind, sondern Schwankungen

unterliegen. Der Abfall der TBARS zwischen der Woche 6 und der Woche 8 wird

auch bei CANNON et al. (1995) beschrieben. In der Untersuchung wurden

DISKUSSION 109

Mastschweine über einen Zeitraum von 84 Tagen mit einer unterschiedlichen Menge

an α-TOC gefüttert (KG: 7 ppm, VG: 100 ppm α-TOC). Während einer 56tägigen

Lagerung von gekochten Koteletts konnte bei den Messungen der TBARS zwischen

dem 14. Tag und dem 28. Tag der Lagerung ein Abfall beider Gruppen registriert

werden. Eine Erklärung dafür ist, dass ein Teil des MDA im Verlauf der Lagerung zu

Carbonsäure oxidiert wurde, oder dass die Sekundärprodukte 2,4-Decadienale,

welche auch bei dieser Bestimmung erfasst werden, schneller als die Fettsäuren

oxidiert werden, so dass die gemessenen Werte solange abfallen, bis aus der

Lipidoxidation wieder ein höherer Anteil an MDA anfällt (PFALZGRAF et al. 1995).

ZANARDI et al. (2002) untersuchten eine handelsübliche Mailänder Salami (80 ppm

NaNO2 und 120 ppm KNO3) auf ihre oxidative Stabilität über 60 Tage unter

Beleuchtung und mit unterschiedlicher Verpackung (Schutzgas und Vakuum). Die

Analyse ergab einen Anstieg der TBARS-Werte in der Vakuum-Gruppe (0,33 mg

MDA/kg auf 1,05 mg MDA/kg), nicht jedoch in der Gruppe mit der Schutzgas-

Verpackung. Die Autoren begründen diesen Unterschied mit dem unterschiedlichen

Restsauerstoffgehalt in den Verpackungsarten. In der Arbeit von MØLLER et al.

(2003) wird ein Restsauerstoffgehalt über 0,55 % als problematisch angesehen. In

vorliegendem Versuch wurde der Restsauerstoffgehalt in der Schutzgasverpackung

nicht gemessen, da die Firma Stockmeyer in regelmäßigen Abständen

produktionsbegleitend den Restsauerstoffgehalt anhand des Richtwertes von < 0,5%

prüft. Trotzdem kann die Möglichkeit, dass sich ein zu hoher Restsauerstoffgehalt in

den Verpackungen befand, welcher zu dem Anstieg der TBARS-Werte zwischen der

Woche 4 und der Woche 12 geführt haben könnte, nicht ganz ausgeschlossen

werden. LANARI et al. (1995) geben für die sensorisch erfassbare Ranzigkeit einen

TBARS-Schwellenwert von 0,5 mg/kg an. Dieser Schwellenwert bezieht sich jedoch

auf frisches Fleisch und nicht wie in dieser Arbeit auf ein Fleischerzeugnis, was

durch die Fermentation und die zugeführten Gewürze eine Vielzahl von

aromatischen Verbindungen bildet (STAHNKE 1995). In der Veröffentlichung von

CHIZZOLINI et al. (1998) werden für eine qualitativ hochwertige luftgetrocknete

Rohwurst ohne erfassbare sensorische Abweichungen TBARS-Werte von 0,1 - 0,3

mg MDA/kg Wurst angegeben. Ein Vergleich mit den Ergebnissen der vorliegenden

Arbeit zeigt, dass sowohl die gaschromatographischen als auch die mittels der

DISKUSSION 110

TBARS-Methode erfassten MDA-Werte schon zum Zeitpunkt der Herstellung über

diesem olfaktorischen Schwellenwert liegen. Dennoch konnte bei der sensorischen

Prüfung der Rohwürste bis zur Woche 8 keine Abweichung im Geruch oder im

Geschmack festgestellt werden. Werden die Ergebnisse der vorliegenden

sensorischen Untersuchung mit den Messwerten der TBARS verglichen, so kann der

olfaktorische Schwellenwert für diese Arbeit bei ca. 2,7 mg MDA/kg Wurst aufgezeigt

werden. Im Gegensatz zu der Arbeit von DINEEN et al. (2000) konnte im

vorliegendem Versuch kein Einfluss durch die Variation der Nitritzugabe festgestellt

werden. Die Autoren bemerkten, dass bei Schinken-Gruppen mit unterschiedlicher

Nitritzugabe (25 ppm/100 ppm im Fleisch), welche aus dem Fleisch von

unterschiedlich mit α-TOC gefütterten Mastschweinen hergestellt wurden (10 ppm

TOC/ 1000 ppm TOC), die TBARS-Werte bei der KG mit 25 ppm Nitritzugabe am

höchsten waren. Allerdings war sowohl die Spanne zwischen den α-TOC-Mengen als

auch zwischen den Nitritgruppen viel weiter gesetzt als im eigenen Versuch.

Dennoch zeigen weitere Untersuchungen eine eindeutige Wirkung des Nitrits auf die

TBARS-Werte. So wurde in dem Versuch von MORRISEY und TICHIVANGANA

(1985) Muskulatur verschiedener Tierarten mit unterschiedlichen Nitritmengen

vermischt (0, 20, 50, 100, 150, 200 ppm/Fleisch) und in Plastikbeuteln gegart. Schon

bei der Gruppe mit 20 ppm Nitrit im Fleisch konnte eine statistisch signifikante

Reduktion an TBARS im Vergleich zu der 0 ppm-Gruppe festgestellt werden. In der

Untersuchung von MAC DONALD et al. (1980) hatten sogar nur 10 ppm Nitrit eine

hemmende Wirkung auf die Photooxidation. Diese Wirkung konnte jedoch nur im

Lipid-System-Modell nachvollzogen werden. Allgemein muss die Methode zur

Bestimmung der TBARS kritisch angesehen werden. So ist bei Betrachtung der

Abbildung 28 (s. u.) auffällig, dass die gaschromatographisch gemessenen MDA-

Werte um das zwei bis dreifache unter den Messwerten liegen, die mit dieser

Methode bestimmt wurden. Die Literatur bestätigt dieses Problem, dass die MDA-

Werte, welche mittels der Methode der Gaschromatographie (GC) detektiert wurden,

nicht mit den TBARS-Werten korrelieren (FRANKEL 1998). Das ist damit zu

begründen, dass die Anwesenheit anderer Substanzen, welche mit der

Thiobarbitursäure ebenfalls Farbkomplexe bilden (z. B. andere Aldehyde), als auch

zusätzliche thiobarbitursäurereaktive Substanzen, die bedingt durch die Aufbereitung

DISKUSSION 111

entstehen, das Ergebnis verfälschen (PIETTE u. RAYMOND 1999; SUN et al. 2001).

Die Abbildung 28 zeigt die Ergebnisse der TBARS aus der vorliegenden Arbeit von

nmol/g Trockensubstanz in mg/kg Frischgewicht umgerechnet als graphische

Darstellung, da die meisten Veröffentlichungen die Messwerte der TBARS in diesen

Einheiten angeben. Zudem ist in der Grafik der Verlauf der gaschromatographisch

gemessenen Malondialdehydkonzentration zum Vergleich aufgeführt. Die

gestrichelte Linie steht für den olfaktorischen Schwellenwert.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0


MD

A [m

g/kg

FG

]

KGVGKG-GCVG-GC

o.G.

Abb. 28: TBARS und gaschromatographisch (GC) gemessenes Malondialdehyd

(MDA) in der Wurst der Fütterungsgruppen (VG, KG), gemittelt über die Nitritstufen

(n=8 bzw. n=4) (Mittelwert ± SD) - = signifikante Unterschiede TBARS (p < 0,05)

- = signifikante Unterschiede GC (p < 0,05) - o.G.= olfaktorischer Grenzwert

5.2.7 Aldehyde

Die vorgenommene Messung der Aldehyde diente der Bestimmung stattgefundener

Lipidperoxidation anhand der entstandenen Sekundärprodukte: Malondialdehyd, 4-

DISKUSSION 112

Hydroxynonenal, Heptenal und Oktenal (ESTERBAUER et al. 1991). Die Auswahl

dieser Aldehyde beruht auf dem Vorhandensein von entsprechenden Standards und

auf der infolge ungestörten Darstellbarkeit der Peaks, die nicht von interferierenden

Substanzen überlagert wurden.

In der vorliegenden Untersuchung ist ein allgemeiner Anstieg der Gesamtaldehyde

im Verlauf der 12 Wochen feststellbar (KG: 3907 ng/g TS und VG: 3098 ng/g TS bis

auf KG: 5824 ng/g TS und VG: 4372 ng/g TS). Zudem kann in allen Wochen ein

deutlicher Einfluss der höheren α-TOC-Fütterung, erkenntlich an den statistisch

signifikant niedrigeren Werten der VG zu der KG, verfolgt werden. In der

Untersuchung von ZANARDI et al. (1998) wurden Schweine sechs Monate mit

unterschiedlichen Diäten (KG: ohne Zugabe, VG: mit 100 ppm oder 200 ppm α-TOC

und jeweils 6 % Sonnenblumenöl) gemästet. Nach der Schlachtung wurden die

gewonnenen Koteletts gegart und danach der Gehalt an verschiedenen Aldehyden

(Hexanal, Heptanal, Octenal, Octanal, Nonenal, Decadienal, Nonanal und Decanal)

mittels HPLC erfasst. Diese waren jedoch nur in geringer Konzentration vorhanden

und es konnte in diesem Fall statistisch kein Zusammenhang zwischen den

unterschiedlichen Diäten und den Aldehyd-Konzentrationen aufgezeigt werden. Die

Autoren begründen dies mit der Frische des untersuchten Fleisches. Die

Aldehydkonzentration verharrt im vorliegenden Versuch bei beiden

Fütterungsgruppen zwischen der 4. und 8. Woche auf einem Plateau (etwa 4543

ng/g TS), gefolgt von einem erneuten Anstieg der Konzentration bis zur 12. Woche

(KG: 5824 ng/g TS, VG: 4372 ng/g TS). Zeitgleich fallen mit Beginn der 8. Woche die

ersten Chargen bei der durchgeführten Sensorik negativ in Form von im

Zusammenhang mit oxidativen Prozessen einhergehenden Geschmacks-

Veränderungen auf. Diese Veränderungen sind vor allem bei den Chargen mit 0 ppm

Nitrit im NPS und niedriger α-TOC-Fütterung aufgetreten. GRAY und CRACKEL

(1992) geben als Schwellenwert für negative aromatische Veränderungen einen

Gehalt von 0,01 - 0,03 ppm Aldehyde an, allerdings für unbehandeltes Fleisch. Diese

Schwelle wird in den Untersuchungen dieser Arbeit schon frühzeitig überschritten,

scheint bei Betrachtung der Ergebnisse der Sensorik aber auch nicht auf die

Veränderungen bei einer Rohwurst übertragbar zu sein. In einem Versuch von DE

DISKUSSION 113

WINNE und DIRINCK (1997) wird auch der positive Effekt durch eine α-TOC-Zulage

im Mastfutter beschrieben. Dieser machte sich durch die geringere Menge an

detektierten Aldehyden und Schwefelverbindungen im Geschmacksprofil von

Kochschinken der VG im Vergleich zur KG bemerkbar. Der Gehalt an höheren

Aldehyden war dabei in der Versuchsgruppe höher als in der Kontrollgruppe, was die

Autoren damit begründen, dass die höheren Aldehyde Vorstufen der

geschmacksintensiven, häufig bei Ranzigkeit auftretenden, niederen Aldehyde sind.

Bestätigt wurde das Ergebnis durch die Sensorik der Kochschinken, welche eine

statistisch abgrenzbare Überlegenheit der Versuchsgruppe hinsichtlich eines

frischeren Aromas und Geschmacks ergab. Die gesättigten Aldehyde nehmen

während der Reifung von fermentierten Würsten eine führende Rolle ein (Hexanal 90

%), während die restlichen Aldehyde zu Beginn unter 1 % liegen. Jedoch wird nach

der Fermentation ein Abfall der Hexanal-Konzentration, welches vor allem bei der

Oxidation von Linolsäure entsteht, beobachtet, der mit einem Anstieg von Aldehyden

einhergeht, welche bei der Oxidation von Ölsäure (Heptanal und Nonanal) und bei

der Oxidation von Linolsäure (Heptenal und Oktenal) entstehen (FERNÁNDEZ et al.

1995).

In der vorliegenden Arbeit wurde die Rohwurst insbesondere auf das Vorhandensein

höherer Aldehyde untersucht, so dass der Konzentrationsvergleich mit den niederen

Aldehyden fehlt. Dennoch kann im Vergleich zum Malondialdehyd festgestellt

werden, dass die Menge an höheren Aldehyden besonders in den letzten Wochen

bei der VG höher als in der KG ist, wogegen bei beiden Fütterungsgruppen die

Malondialdehyd-Konzentration von der Woche 0 bis zur Woche 4 auf ein niedriges

Plateau (etwa 1600 ng/g TS) bis Woche 12 abfällt. Des weiteren kann die

Beobachtung von den Autoren FERNÁNDEZ et al. (1995) durch die Ergebnisse

dieser Arbeit bestätigt werden, denn auch hier kann ein Abfall der Konzentration an

Malondialdehyd, wie beim dargestellten Hexanal, über die Reifungszeit festgestellt

werden, während Heptenal, Oktenal und 4-Hydroxynonenal in ihrer Konzentration

weiter ansteigen. Die detektierten Aldehyde entstehen aus verschiedenen

ungesättigten Fettsäuren. Das 4-Hydroxynonenal ist ein α-, ß-ungesättigtes Aldehyd,

welches aus dem Abbau von mehrfach ungesättigten ω6- Fettsäuren entsteht

DISKUSSION 114

(ESTERBAUER 1989). Das Heptenal und das Oktenal resultieren aus oxidativen

Prozessen von ω6-Fettsäuren, wie der Linolsäure, oder das Heptenal stellt ein

Sekundärprodukt der Linolensäure-Oxidation dar (BELITZ u. GROSCH 1992). Die

Aldehyde, welche bei der Fettoxidation entstehen sind linear gesättigte (C5 bis C10

Alkanale), ungesättigte (C5 bis C11 Alkenale) und einige mehrfach ungesättigte, wie

2,4-Nonadienal und Decadienal. Diese Aldehyde haben aufgrund ihres niedrigen

Schwellenwertes in trocken gepökelten Fleischerzeugnissen einen starken Einfluss

auf den Geschmack, so dass sie für verschiedene Geschmackseindrücke

verantwortlich sind: ölig, fettig, frittiert, ranzig (Nonanal, Heptenal, Pentylfuran,

Decadienal) oder unreif bzw. roh (Hexanal) (GANDEMER 2002). Eine unvollständige

ß-Oxidation von freien Fettsäuren durch Staphylococcus carnosus, welcher in

unserem Versuch Bestandteil der zugesetzten Starterkultur war, kann auch zu

Aroma-Veränderungen, insbesondere durch die Bildung von Methylketonen,

beitragen (MOLLY et al. 1996; GANDEMER 2002).

5.2.8 Chemilumineszenz

Die Chemilumineszenz ist eine selten angewandte Bestimmungsmethode bei der

Überwachung von Lipidperoxidation, welche sehr genau die direkte antioxidative

Kapazität einer Substanz misst. Der Hintergrund ist eine chemische Provokation der

Oxidation im Probenmaterial, welche anhand der Entstehung von lichtemittierenden

Sauerstoffradikalen mittels eines Lumineszenzgerätes erfasst wird. In der

vorliegenden Untersuchung wurde sowohl die Zeit bis zur Entstehung der ersten

Radikale als auch das Kurvenintegral zur Beurteilung herangezogen. Bei

Betrachtung der Grafik, welche die Verzögerungszeit zu den verschiedenen

Messzeitpunkten darstellt (Abb. 21), fällt ein Anstieg der Verzögerungszeit bei den

Rohwürsten beider Fütterungsgruppen bis zur 4. Woche auf, dem ein langsamer

Abfall bis zur 12. Woche, jedoch nicht wieder bis zum Ausgangswert, folgt. In dem

gesamten Untersuchungszeitraum kann statistisch nur in der 4. Woche ein Einfluss

der α-TOC-Zulage errechnet werden. In der Untersuchung von KUZMENKO et al.

(1999) konnte bei einem in-vitro-Versuch mit Mitochondrien aus Rattenlebern ein

Effekt durch eine α-TOC-Zugabe auf die Lichtemission bei der Chemilumineszenz

festgestellt werden. Auch in der Arbeit von HARMS (1999) wird eine deutliche

DISKUSSION 115

Verzögerung der Radikalbildung in der Rohwurst aus der höher supplementierten

Gruppe bei der Chemilumineszenz-Messung beschrieben. Dadurch, dass die low-

level-Chemilumineszenz-Methode und nicht die verstärkte Chemilumineszenz

eingesetzt wurde, kann es durch die quadratische Abhängigkeit der Lichtemission

zur Peroxidkonzentration zu einer ungenaueren Erfassung der Verzögerungszeiten

kommen (NOLL et al. 1987). Die Radikale, welche durch die Provokation mit dem

Azofarbstoff entstehen, werden vermutlich vom α-TOC in den Rohwurstproben

abgefangen. Da aber über die Zeit die α-TOC-Gehalte sukzessive abnehmen, kann

die unzureichende Restmenge an α-TOC die Ursache für die ungenügende

antioxidative Kapazität bei der Chemilumineszenz ab der 8. Woche sein. Um die

Technik der Chemilumineszenz zu überprüfen, sollten in jedem Messdurchlauf mit

einer Trolox-Standardreihe das Gerät und die Aufbereitung der Proben überprüft

werden. Es ist vorstellbar, dass der Vorgang des Homogenisierens zusätzlich

Sauerstoff mit der Probe vermengt hat und bei dem Vorgang Wärme entstand, so

dass das α-TOC sich schon vor der eigentlichen Messung als Antioxidationsmittel

verbraucht hat und aufgrund des fehlenden Ascorbat-Zusatzes sich nicht wieder

regenerieren konnte. Bei Betrachtung der Grafik, welche den Verlauf des

Kurvenintegrals widerspiegelt (Abb. 22), kann nur in der Woche 0 eine statistisch

signifikante Überlegenheit der VG zu der KG aufgezeigt werden. In den Messwochen

4 bis 12 sinken beide Gruppen auf einen Bereich von ca. 1,5E+06 AUC ab, auf dem

sie bis zur letzten Woche bleiben. Eine Abhängigkeit von der Zeit ist also nur

zwischen der Woche 0 und der Woche 4 gegeben. Die Werte zeigen jedoch,

gemittelt über die Untersuchungszeit und die Nitritchargen, einen statistisch

signifikanten Unterschied zwischen beiden Fütterungsgruppen (KG: 1,7E+06 AUC,

VG: 1,6E+06 AUC), welcher eine antioxidative Fähigkeit bei der VG anhand der

geringeren Fläche unter der Kurve belegt. Dieses Ergebnis wird auch in der Arbeit

von HARMS (1999) dargestellt, bei welchem auch gemittelt über die Zeit in der KG

eine signifikant kleinere antioxidative Kapazität als in der VG vorlag. Die

Nitritgruppen haben vermutlich aufgrund der nur sehr geringen Zusatzmengen weder

einen statistisch signifikanten Einfluss auf das Kurvenintegral noch auf die

Verzögerungszeit.

DISKUSSION 116

5.2.9 Fettsäuremuster

Die Gesamtmenge an gesättigten zu ungesättigten Fettsäuren ist nicht durch das

Fettsäuremuster im Futter beeinflussbar, wohl aber die Komposition der Fettsäuren

innerhalb dieser Gruppen (LESKANICH et al. 1997; CORINO et al. 2002). In den

neutralen Lipiden (z. B. Triglyceride) findet sich wiederum ein anderes Verhältnis der

Fettsäuren zueinander als in den polaren Lipiden (z. B. Phospholipide) (CAVA et al.

2003). Da die oxidativen Muskeln mehr Phospholipide als die glykolytischen Muskeln

aufweisen, ist das in der Rohwurst resultierende Fettsäuremuster von dem Verhältnis

des eingesetzten Rohstoffs abhängig (CHIZZOLINI et al. 1998).

In dieser Arbeit wurden die prozentualen Anteile der Fettsäuren nach ihrer Sättigung

und der Position der Doppelbindung eingeteilt: gesättigte Fettsäuren (SFA) und die

mehrfach ungesättigten als ω-3 oder ω-6 Fettsäuren (PUFA). Die gesättigten

Fettsäuren liegen bei den Fütterungsgruppen durchschnittlich bei 40 %, die ω-3

PUFA bei etwa 1,3 % und die ω-6 PUFA bei ca. 12 %. Das deckt sich mit den

Angaben anderer Autoren, welche, wie im eigenen Versuch, ein Mastfutter mit

Sojaöl-Zusatz verwendeten (ROSENBAUER 2002; CAVA et al. 2003; HÖGBERG et

al. 2003). Werden die Fettsäuren in die Gruppen der SFA, einfach ungesättigten

Fettsäuren (MUFA) und PUFA eingeteilt, finden sich ähnliche prozentuale Anteile

(SFA = 37 - 41 %, MUFA = 44 – 46 %, PUFA = 14 – 17 %) wie in der gereiften

Rohwurst bei ZANARDI et al. (2004). In der Untersuchung von CAVA et al. (2003)

erhielten Mastschweine hinsichtlich des α-TOC-Gehaltes unterschiedliche Diäten

(KG: 5 ppm, VG: 100 ppm). Aus dem Rohmaterial wurden Schinken hergestellt,

deren Fettsäuremuster im Rohmaterial nach 210 Tagen und nach der Reifung (700

Tage) analysiert wurde. Dabei konnte kein statistisch signifikanter Einfluss der α-

TOC-Fütterung auf das Fettsäuremuster im frischen Fleisch gemessen werden. In

der vorliegenden Arbeit wird sowohl bei den gesättigten Fettsäuren, als auch bei den

ungesättigten ω-3 und ω-6 Fettsäuren ein signifikanter Unterschied zwischen den

beiden Gruppen in der Woche 0 errechnet, wobei die KG einen niedrigeren SFA-

Anteil (1,3 % geringer) und einen höheren Anteil an ω-3 (um 0,2 %) und ω-6 (um 0,7

%) MUFA und PUFA als die VG zeigt. Die Messungen der Woche 12 (Ende der

Lagerung) ergeben bei der KG eine statistisch signifikante Zunahme des Anteils an

DISKUSSION 117

SFA (um 1,23 %) und eine statistisch signifikante Abnahme der ω-6 MUFA+PUFA

(um 0,4 %) am gesamten Fettsäuremuster. Der Unterschied zwischen den beiden

Fütterungsgruppen stellt sich genauso wie in der Woche 0 dar. Bei der höher

supplementierten Gruppe gibt es keine signifikante Verschiebung im Fettsäuremuster

über die Untersuchungszeit. Dagegen gab es in dem Fütterungsversuch von TSAI et

al. (1978) keinen Effekt durch verschiedene α-TOC-Diäten (0-200 ppm) auf diesen

Parameter. Diese konträren Ergebnisse zu den eigenen können ursächlich mit der

niedrigeren Zufuhr an α-TOC (< 200 ppm) in der Diät zusammenhängen. Mittels

statistischer Analyse konnte kein Effekt durch die Nitritabstufungen auf das

Fettsäuremuster dargestellt werden.

5.2.10 Sensorik

Die sensorische Untersuchung wurde von vier dem Institut angehörenden

Sensorikern wöchentlich vorgenommen, wobei entweder ganze Würste oder später

die aufgeschnittene Wurst aus frisch geöffneten Verpackungen pro Rohwurstcharge

beprobt wurden. Die Bewertung richtete sich nach dem DLG-Prüfschema (Deutsche

Landwirtschafts-Gesellschaft e.V., Frankfurt, Fassung 2001) für Rohwürste mit einer

Fünf-Punkte-Skala (5 = ausgezeichnet, 0 = ungenügend) und einer

Bewertungstabelle. Die Rohwurst wird dabei nach:

I. dem Äußeren, Zustand des Behältnisses, II. Aussehen, Farbe, Farbhaltung,

Zusammensetzung, III. Konsistenz und IV. Geruch und Geschmack beurteilt und, wie

schon im Abschnitt Material und Methoden dargestellt, mit einer errechneten

Qualitätszahl bewertet.

Die Gesamtheit der hergestellten Würste fiel durch ihren säuerlichen Geschmack auf.

Diese Geschmacksrichtung entspricht jedoch dem Trend bei handelsüblich

hergestellten Rohwürsten, welche beim DLG-Qualitätswettbewerb fast durchweg als

zu sauer bewertet wurden (MÜLLER 2002). Auch bei der sensorischen Beurteilung

von Bio-Rohwürsten aus verschiedenen Herstellerbetrieben war das Adjektiv

„säuerlich/sauer“ einer der häufigsten Kritikpunkte (MÜLLER et al. 1994). Das liegt im

vorliegenden Fall an der recht hohen Zuckerzugabe von ca. 2 % zur Wurstmasse

und der damit forcierten Milchsäurebildung. Bis zu der achten Woche unterscheidet

DISKUSSION 118

sich der Verlauf der Benotung zwischen den beiden Fütterungsgruppen (KG, VG) nur

gering. In der Woche 3 hatten die Würste ihre Reifung noch nicht abgeschlossen, so

dass die Beurteilung aufgrund des fehlenden Fleischaromas allgemein schlechter

ausfiel. In den letzten Reifungswochen kommt es zu hydrolytischen und oxidativen

Veränderungen der Fette und damit zur Ausbildung des typischen Geschmackes

durch gebildete Aldehyde und Ketone (DEMEYER et al. 1974; GANDEMER 2002).

Bei der Beurteilung der Würste zeigen die 100 ppm/NPS-Chargen in den ersten

Wochen der Lagerung gegenüber den anderen Chargen eine durchgehende

Überlegenheit (4,3 bis 4,8). Die Würste mit 50 und 25 ppm Nitrit/NPS liegen meist

geringfügig unter dieser Benotung. Dagegen weist die Rohwurst aus der 0 ppm-

Charge die niedrigste Qualitätszahl auf, welche meistens unter 4 liegt, was bei einer

DLG-Beurteilung zu keiner Medaille führen würde. Wenn man dieses Ergebnis mit

der DLG-Beurteilung von nitritfreien Bio-Rohwürsten aus dem Handel vergleicht,

bemerkt man eine noch schlechtere Beurteilung bei ca. 5 – 10 % der Produkte, bei

welchen der Geschmack mit den Adjektiven beißig oder alt beschrieben wurde, ohne

dass sie einer Lagerung unterzogen wurden (MÜLLER et al. 1994). Dagegen

konnten die Sensoriker in dem Versuch von SKJELKVALE und TJABERG (1974)

zum Ende der Reifung keinen Unterschied zwischen den Rohwürsten mit 0 ppm, 82

ppm oder 164 ppm Nitrit bemerken. Die Autoren machten die starke Räucherung

dafür verantwortlich. Auch im vorliegenden Versuch wurden die Rohwürste einer

Räucherung unterzogen, welche einen Einfluss auf die äußere Farbe, auf den

Geschmack und auf die Haltbarkeit hat und somit fehlendes Fleischaroma und

schwache Farbe ausgleichen kann (CORONADO et al. 2002). Die Farbe entsteht

dabei durch die Bindung des im Rauch gebildeten Stickoxids an die Häm-Gruppe als

Ersatz des fehlenden exogen zugeführten Nitrits, dabei ist jedoch die erreichbare

Intensität der Umrötung nur gering (THIEMIG et al. 2000); so wird die Farbe der

Würste der 0 ppm-Charge zumeist als zu blass beurteilt.

In der 8. Woche trennen sich die Chargen je nach Fütterungsgruppe hinsichtlich ihrer

sensorischen Beurteilung unterschiedlich auf. Bei der Kontrollgruppe sinkt die

Qualitätszahl der Charge mit 0 ppm Nitrit auf ca. 3,6 ab, während die anderen

Chargen mit 4,4 - 4,6 statistisch signifikant darüber liegen. Die genutzten Adjektive

DISKUSSION 119

(seifig oder alt) zeigen besonders in den Gruppen mit wenig Nitrit die deutliche

Qualitätsabnahme. In der 9. Woche konnte nur noch die Gruppe mit 100 ppm

Nitrit/NPS der sensorischen Untersuchung unterzogen werden, da die anderen

Nitritchargen aufgrund der in der Vorwoche erkannten Ungenießbarkeit der obersten

Wurstscheibe in der Verpackung aus der sensorischen Untersuchung

herausgenommen werden mussten. Die Wurst der Gruppe mit 100 ppm Nitrit erhielt

unter Berücksichtigung der Adjektive seifig, ranzig und alt nur noch eine Gesamtnote

von 3,6 in der 9. Woche. Keine der Rohwürste konnte ab der 9. Woche aufgrund der

olfaktorischen Veränderungen weiterhin sensorisch geprüft werden. Auch bei

SKJELKVALE und TJABERG (1974) zeigte sich nach einer Lagerung von acht

Monaten eine deutliche sensorische Überlegenheit der gepökelten Würste

gegenüber den ungepökelten. Die Ranzigkeit wird von CHANNON und TROUT

(2002) mit einem steigenden Gehalt an C22:6 Fettsäuren und einer erhöhten PUFA-

Konzentration in Zusammenhang gebracht, was in dem hier dargestellten Versuch

nicht gegeben war. Die Aldehyde Nonanal, Heptenal, Pentylfuran, Decadienal,

welche nach GANDEMER (2002) aufgrund ihres niedrigen Schwellenwertes für die

dargestellten Geschmackseindrücke verantwortlich sind, stiegen ab der 8. Woche

besonders bei der KG signifikant an. Im selben Zeitraum konnte auch ein Anstieg der

gemessenen TBARS verfolgt werden. Allerdings lagen die Werte deutlich über dem

von LANARI et al. (1995) angegebenen, sensorisch erfassbaren Schwellenwert von

0,5 mg/kg. Der sich hier deutlich darstellende Unterschied zwischen den

Nitritgruppen innerhalb der beiden Fütterungsgruppen konnte bei den Parametern

TBARS und Aldehyde nicht nachvollzogen werden. Auch bei der Versuchsgruppe

trennen sich die Nitritchargen hinsichtlich der sensorischen Beurteilung nach der 8.

Woche. Die Rohwurstcharge ohne Nitritzusatz (0 ppm) hat in der 8. Woche eine

etwas bessere Beurteilung mit 4,0 als die 0 ppm-Gruppe der KG zur selben Zeit. Zur

9. Woche musste diese Nitritcharge jedoch aufgrund starker Abweichungen (grau-

grünfleckig, ranzig, alt) aus der sensorischen Untersuchung herausgenommen

werden. In derselben Woche haben die anderen Rohwurstchargen Noten von ca. 4,

womit sie noch über der Beurteilung der 100er Nitritgruppe der KG in der 9. Woche

liegen, allerdings erkennt man auch bei diesen Gruppen an den verwendeten

Adjektiven den langsamen Qualitätsverlust. In der Woche 10 wurden dann nur noch

DISKUSSION 120

Würste aus der 100 ppm Nitrit-Gruppe und aus der 25 ppm Nitrit-Gruppe der

sensorischen Beurteilung unterzogen. Dabei ist erstaunlich, dass die 50 ppm-Gruppe

aufgrund des Eintretens eines seifigen Geschmackes, vor der 25 ppm-Gruppe aus

der Untersuchung herausgenommen werden musste. In der 12. Woche konnte nur

noch die 100 ppm-Nitritgruppe der sensorischen Untersuchung unterzogen werden,

welche einen ranzigen Geschmack bei der obersten Scheibe aufwies, aber aufgrund

der weiteren Kriterien und der sensorischen Beschaffenheit der anderen

Wurstscheiben trotzdem die Qualitätszahl 4 erhielt. Auch in der Untersuchung von

ISABEL et al. (2003) führte die Vitamin E-Supplementation zu einem signifikant

besseren Geschmack und Geruch bei den Rohschinken der Versuchsgruppe. Das

Urteil wird auch von CANNON et al. (1996) unterstützt, bei welchen der M.

longissimus dorsi der supplementierten Gruppe in der Gesamtbewertung der

Sensorik besser als die Kontrollgruppe beurteilt wurde. Bei dem Lagerungsversuch

von DE WINNE und DIRINCK (1997) wurden ebenfalls die Schinken der höher

supplementierten Gruppe als frischer im Geruch und Geschmack beurteilt als die der

Kontrollgruppe. Bei den sensorischen Untersuchungen in den obigen Arbeiten

erfolgte die Beurteilung jedoch nach weniger differenzierten Qualitätskriterien und

ohne Gewichtung dieser Beurteilungen. Aus diesem Grund findet man nur

tendenzielle Bewertungen ohne detaillierte Beschreibungen der sensorischen

Kriterien.

DISKUSSION 121

5.3 Schlussfolgerung

Die im vorigen Abschnitt dargestellten Ergebnisse lassen die Schlussfolgerung zu,

dass α-Tocopherol ein natürliches Antioxidans mit einem hohen antioxidativen

Potential ist. In einer erhöhten Konzentration im Mastfutter bei Schweinen ist es dazu

geeignet, ein aus der Skelettmuskulatur und Fettgewebe dieser Tiere hergestelltes

Fleischerzeugnis der Rohtechnologie, vor einer negativen Beeinflussung der Lipide

durch oxidative Prozesse während der Lagerung zu schützen. Dabei sollten jedoch

die höheren Fütterungskosten, welche bei der Supplementierung anfallen,

berücksichtigt werden. Zudem kann durch eine durchdachte Auswahl der

fettliefernden Komponente im Mastfutter ein entscheidender Einfluss auf die spätere

Fettstabilität des erzeugten Produktes erzielt werden. Die Frage, ob eine oxidativ

stabile Rohwurst trotz einer verminderten Nitritzugabe hergestellt werden kann, wird

im erheblichen Maße durch die sensorischen Bewertungen beantwortet. Bei diesen

war eine Kombination von α-Tocopherol und Nitrit besonders effektiv. Die

Verbrauchererwartungen hinsichtlich des Aussehens einer Rohwurst können mit

einem Zusatz von 100 ppm Nitrit/NPS erfüllt werden. Die Farbe stellt sich dabei als

annehmbar rot dar und der Geschmack beinhaltet ein deutliches Fleischaroma. Aus

diesen Gründen ist es möglich, bei der Rohwurstherstellung im Niritzusatz noch unter

den praxisüblichen Zusatzmengen zu bleiben. Damit kann den

Verbraucherwünschen nach möglichst „natürlichen“ Lebensmitteln bei erhaltener

oxidativer Stabilität nachgekommen werden.

ZUSAMMENFASSUNG 122

6. ZUSAMMENFASSUNG KATHARINA SAMMET:

Beurteilung des antioxidativen Potentials von diätetisch zugeführtem α-Tocopherol in nitritreduzierter Rohwurst

Rohwurst ist aufgrund ihres hohen Fettgehaltes, ihres Zerkleinerungsgrades und des

eingebrachten Sauerstoffes bei der Herstellung ein oxidationsempfindliches Produkt.

Die Produktpräsentation in beleuchteten Kühlregalen begünstigt das Auftreten einer

Photooxidation der Lipide. α-Tocopherol ist als chemische Substanz mit einem hohen

antioxidativen Potential bekannt. Dieses wird über die Diät aufgenommen und lagert

sich in den Membranen der Körpergewebe ein. Das bei der handelsüblichen

Herstellung von Rohwurst zugesetzte Nitrit soll auch eine antioxidative Wirkung

besitzen. Daher war das Ziel dieser Arbeit, das antioxidative Potential von diätetisch

zugeführtem α-Tocopherol in schnittfester Rohwurst unter Berücksichtigung der

antioxidativen Wirkung des Nitrits darzustellen.

Zu diesem Zweck wurden 14 Mastschweine in zwei Fütterungsgruppen geteilt, wobei

die Versuchsgruppe (VG) mit einer α-Tocopherol-Zulage im Futter (364 ppm) und die

Kontrollgruppe (KG) nur mit der Basisdiät (34 ppm α-Tocopherol) in der

Endmastphase über 35 Tage gemästet wurde. Nach der Schlachtung wurden unter

Beachtung der Fütterungsgruppen schnittfeste Rohwürste nach handelsüblicher

Rezeptur mit einer Abstufung des Nitritanteils im Nitritpökelsalz (NPS) hergestellt

(100, 50, 25 und 0 ppm Nitrit). Diese so produzierten Rohwürste wurden unter

Einbehaltung der Gruppentrennung vier Wochen gereift und dann unter

Schutzatmosphäre portioniert verpackt. Die Verpackungen wurden unter simulierten,

handelsüblichen Bedingungen (Selbstbedienungsregale) einer achtwöchigen

Lagerung bei 9° C und ständiger Beleuchtung (200 lux) unterzogen. Während der

Reifungsphase wurden Proben des Wurstmaterials physikalisch (pH-Wert, aw-Wert)

und chemisch (Nitrit/Nitrat, Umrötung, Chem.-Vollanalyse) zur Kontrolle des

Reifungsverlaufes untersucht. Zudem wurden über die gesamte Untersuchungszeit

ZUSAMMENFASSUNG 123

zur Erfassung des oxidativen Status der Rohwurstchargen regelmäßig Proben

gezogen und biochemisch auf die Sekundärprodukte der Lipidperoxidation (TBARS,

Aldehyde), auf Veränderungen im Fettsäuremuster und auf den α-Tocopherolgehalt

in der Rohwurst untersucht. Die durchgeführte Bestimmung der Chemilumineszenz

sollte den direkten Nachweis für das Vorliegen einer antioxidativ wirksamen

Substanz in dem Wurstgut erbringen. Zusätzlich wurden bei den Rohwurstchargen

die Farbwerte (L*, a*, b*) registriert sowie eine sensorische Untersuchung nach DLG-

Prüfschema während der gesamten Untersuchungszeit vorgenommen.

Das Ergebnis der α-Tocopherol-Untersuchung in den Gewebe der Mastschweine

nach der Schlachtung zeigt erhöhte Konzentrationen an α-Tocopherol in der

Muskulatur (M. glutaeobiceps KG: 2,4 µg/g, VG: 4,7 µg/g bzw. M. longissimus dorsi

KG: 2,4 µg/g, VG: 3,9 µg/g) und im Fettgewebe (KG: 13 µg/g, VG: 23 µg/g). Dieser

statistisch signifikante Konzentrationsunterschied zwischen den Fütterungsgruppen

kann auch noch in der hergestellten Rohwurst mit einem Faktor von ca. 1,6

dargestellt werden (KG: 10 µg/g TS, VG: 16 µg/g TS) (p < 0,05). Die physikalischen

und chemischen Untersuchungen während der Reifungsphase bestätigen die

Herstellung einer schnittfesten Rohwurst, die den Ansprüchen des Deutschen

Lebensmittelbuches für eine Spitzenqualität gerecht wird. Die Ergebnisse der

Sekundärprodukte der Lipidperoxidation (TBARS, Aldehyde) zeigen eine positive

Auswirkung der α-Tocopherol-Zulage auf die Stabilität der Rohwurst über die

Lagerungszeit, anhand einer geringeren stattgefundenen Lipidperoxidation in den

Chargen der VG. Dabei liegt der Gehalt an Gesamtaldehyden in der Rohwurst bei

der KG um den Faktor 1,3 höher als bei der VG. Das prozentuale Verhältnis der

gesättigten Fettsäuren, ω-3 Fettsäuren und ω-6 Fettsäuren in den Rohwürsten

zueinander unterstützt dieses Ergebnis. Auch anhand dieses Parameters kann der

Vorteil der VG, hier in Form einer höheren Stabilität der Fettsäuren, über die

gesamte Untersuchungszeit aufgezeigt werden. Dagegen wird bei der Kontrollgruppe

eine Verschiebung der Anteile im Fettsäuremuster zugunsten der gesättigten

Fettsäuren gemessen. Diese Ergebnisse werden auch durch die Sensorik nach DLG-

Prüfschema gefestigt, wobei zusätzlich ein Effekt durch die unterschiedliche

Nitritzugabe in den Rohwurstchargen beobachtet wird. Die Rohwurstcharge mit 100

ZUSAMMENFASSUNG 124

ppm Nitrit aus der Versuchsgruppe hat in diesem Versuch die längste sensorische

Haltbarkeit. Zudem zeigen die Nitritkonzentrationen einen signifikanten Einfluss auf

den Rotwert der Rohwurst, wohingegen die Fütterungsgruppen keinen Effekt haben.

Im Gegensatz zur antioxidativen Wirkung des α-Tocopherols kann die erwartete

antioxidative Wirkung des Nitrits mittels der biochemischen Parameter nicht

gesondert dargestellt werden.

Das Produkt Rohwurst stellt eine Mischung aus antioxidativen (Enzyme, Vitamine,

Gewürze) und prooxidativen (Kochsalz, Eisen, Myoglobin, Sauerstoff) Substanzen

mit unterschiedlichen Auswirkungen auf das Auftreten von Lipidperoxidation dar. Die

Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, dass geringfügige Veränderungen, wie die

hier verwendeten Nitritabstufungen, keinen biochemisch signifikant messbaren Effekt

erzeugen, so dass bei weiteren Untersuchungen zu der Interaktion der antioxidativen

Substanzen Nitrit und α-Tocopherol die Spanne zwischen den eingesetzten

Konzentrationen weiter gesetzt werden sollte. Dabei wäre ein Vorversuch unter

praxisfernen Bedingungen, z. B. mit fehlender Gewürzbeimengung, zur besseren

Darstellung der antioxidativen Eigenschaften dieser Substanzen von Vorteil.

SUMMARY 125

7. SUMMARY SAMMET, KATHARINA Assessment of the anti-oxidative potential of dietary supplemented α-tocopherol in nitrite reduced salamitype sausages

Regarding the susceptibility of oxidation during production, salamitype sausages are

sensitive products due to their high amount of fat, the grade of comminution and the

inserted oxygen. Apart from that the product presentation in illuminated cooling

devices promotes photo-oxidation of the lipids. However, α-tocopherol is a chemical

substance with a considerable anti-oxidative potential being stored in membranes of

body tissues after dietary supplementation. Nitrite as a component in commonly

produced sausages is said to have an anti-oxidative effect, too. Proof of the anti-

oxidative potential of dietary supplemented α-tocopherol in salamitype sausages also

taking the anti-oxidative effect of nitrite inside the product into consideration is

necessary.

In the present investigation a number of 14 fattening pigs were divided into two equal

groups. One group as the control group (CG) received a common basic diet (34 ppm

α-tocopherol) and the experimental group (EG) with a higher supplementation of α-

tocopherol (364 ppm) both animal groups being fed in the final fattening time over a

period of 35 days. Following separate slaughter of the two feeding groups,

salamitype sausages were produced according to custom and usage. To the recipe a

gradation of different amounts of nitrite in the curing salt (100, 50, 25 and 0 ppm of

nitrite) was added. In compliance with the differently prepared products the sausages

were ripened for 4 weeks before being packed under a special atmosphere.

Simulating the usual conditions in self-service shelves, the packed products were

kept under storage at 9°C and permanent illumination (200 lux). To control the

success of the ripening sausage samples were investigated physically (pH value,

water activity) and chemically (nitrite/nitrate, curing, total chemical analysis). Over the

whole duration of the investigation the oxidative status of the sausages was

SUMMARY 126

registrated, too. For this purpose the samples were assayed regularly for secondary

products of the lipid oxidation (TBARS, aldehydes), for changes in the fatty acid

pattern and for the amount of α-tocopherol. The measurement of the anti-oxidative

capacity (chemiluminescence) was supposed to present the direct detection of an

anti-oxidative active substance inside the sausage. Additionally, over the whole

period of time the colour of the different salamitype sausage charges was measured

regularly in the L*a*b*-system and a sensory examination done according to the DLG

scheme.

The results of α-tocopherol detection in the tissue of fattening pigs after slaughter

show a higher concentration of α-tocopherol in muscle tissue (M. glutaeobiceps CG:

2.4µg/g, EG: 4.7µg/g and M. longissimus dorsi CG: 2.4 µg/g, EG: 3.9µg/g) as well as

in fat (CG: 13µg/g, EG: 23µg/g) of α-tocopherol supplemented pigs. The difference in

concentration (with a factor of 1.6) between the groups could also be found in the

produced sausages (CG: 10µg/g dry substance, EG: 16µg/g dry substance). With the

physical and chemical investigations during the ripening period of the sausages a

successful salamitype sausage production could be demonstrated. With the results of

the secondary products (TBARS, aldehydes: EG with a lower lipid oxidation) a

positive effect of a supplementation of α-tocopherol on the stability of salamitype

sausages during the storage period could be reproduced. At this the total amount of

aldehydes in the sausages of the CG were 1.3-fold higher than those of the EG. The

proportion of unsaturated fatty acids, ω-3 fatty acids, and ω-6 fatty acids supports

this perception. In accordance to these parameters a higher stability of the fatty acids

over the total period of investigated time could be seen in the experimental group.

However, in the control group a shift of the fatty acid pattern towards the unsaturated

fatty acids was measured. These results were confirmed with the sensory testing

according to DLG scheme, also an effect of the different addition of nitrite in the

sausages was recognised. The sausage charge of the EG containing 100 ppm nitrite

had the longest sensory registrated stability. Apart from that, a significant influence of

the different nitrite concentrations on the amount of red colour (a*-value) was seen

whereas the different α-tocopherol supplementation in the feeding groups had no

significant sensory effect on the sausage colour. Respectively, the effect of nitrite on

SUMMARY 127

the anti-oxidative potential of the sausages could not be demonstrated with the

biochemical parameters.

The product “salamitype sausage” is a mixture of anti-oxidative (enzymes, vitamins,

spices) and pro-oxidative (salt, iron, myoglobin, oxygen) substances with different

effects on the lipid oxidation. The results of this investigation indicate that only slight

variations in concentration of one parameter (as here presented by nitrite) give no

biochemically measurable effect. In further investigations the interaction of anti-

oxidative substances like nitrite and α-tocopherol has to be demonstrated in broader

concentration varieties. To display the anti-oxidative potential of these substances in

a better way at first no-practical examinations with laboratory standards should be

arranged (e.g. sausages without spices) in following investigations.

LITERATURVERZEICHNIS 128

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ANHANG 151

9. ANHANG

9.1 Tabellenanhang

1. Gewichtserfassung

28.08.02 05.09.02 19.09.02 02.10.02 10.10.02

Tier 1 77,5 91,5 104 114 123,6

Tier 2 63,9 75,1 92,7 103,5 109,5

Tier 3 77 88,2 105,5 115,5 119,8

Tier 4 82,6 95,9 110 118,8 122

Tier 5 77 90,3 105 115,4 124

Tier 6 80 90,4 107,4 117,5 124,5

Tier 7 73,3 89,6 100 105 104,4

MW 75,9 88,7 103,5 112,8 118,3

Tier 8 77,3 88,7 102 111,9 118

Tier 9 85,1 98,5 112,3 122,5 131,1

Tier 10 78,1 89 104,5 114 118

Tier 11 66,2 76,9 92,5 102,2 108,6

Tier 12 73,5 85 98 109,5 109,5

Tier 13 81,8 91,6 107 116,2 123,2

Tier 14 79 90,9 99,2 111,1 115,1

MW 77,3 88,7 102,2 112,5 117,6

Gewichte in kg Lebendmasse

Tier 1-7=Kontrollgruppe

Tier 8-14=Versuchsgruppe

ANHANG 152

2. Futterzusammensetzung Futtermittel prozentualer Anteil

Gerste 50 %

Weizen 28,50 %

Sojaextraktionsschrot 18 %

Sojaöl 1 %

Mineralfutter 2,50 %

3. Futterinhaltsstoffe Inhalt KG Inhalt VG

Trockensubstanz, g/kg 875,7 876,9

Rohasche, g/kg 48,3 41

Rohprotein, g/kg 155,6 157,2

Rohfett, g/kg 30,8 29,9

Rohfaser, g/kg 42,3 41,8

N-freie Extraktstoffe, g/kg 598,6 607,1

Stärke, g/kg 422,4 426

Zucker, g/kg 36,4 34,9

ME, MJ/kg 12,9 13

Kalzium, g/kg 7,22 6,61

Phosphor, g/kg 4,6 4,29

Kupfer, mg/kg 39,1 27,7

ANHANG 153

4. Klassifizierungsdaten Gew. kg Sp/mm Fl/mm Ref MF % HKL

Tier 1 81,9 17,5 53,5 33 54 U

Tier 2 97,5 15,4 67,7 30 58,3 E

Tier 3 83,7 20,1 61,8 31 53,3 U

Tier 4 96,8 13,9 59,4 29 58 E

Tier 5 96,2 17 64,7 27 56,4 E

Tier 6 94,7 14,4 58,9 28 57,5 E

Tier 7 93,7 21,7 59,8 31 51,6 U

Tier 8 91,4 18 57,9 30 54,4 U

Tier 9 89,3 16 55,4 30 55,6 E

Tier 10 93,1 16 57,9 33 56 E

Tier 11 101,3 23,3 60,3 30 50,4 U

Tier 12 83,7 14,4 52,5 35 56,4 E

Tier 13 95,6 20,7 65,7 27 53,6 U

Tier 1-7 = Kontrollgruppe

Tier 8-13 = Versuchsgruppe (Tier 14 wegen Erkrankung nicht geschlachtet)

HKL = Handelsklasse (EUROP = Einteilung je nach Höhe des Muskelfleischanteils)

Fl/mm = prozentualer Fleischanteil

Sp/mm = prozentualer Speckanteil

Ref.= Reflektionswert (Aussage über Farbhelligkeit)

MF % = Muskelfleischanteil

Gew. kg = Schlachtgewicht

ANHANG 154

5. Gesamtrezeptur

Fleischrezeptur Anteil %

Schweinefleisch 1 frisch 32,29

Schweinefleisch 2 gebadert 7,176

Schulter schier lufttr. gefr. 21,529

Verarbeitungsbauch gefr. 28,706

Rückenspeck gefr. 7,176

Gewürzrezeptur

Salz* 2,501

Pfeffer weiß 0,427

Koriander 0,093

Ingwer 0,032

Knoblauch 0,032

Piment 0,032

Lactose 1,087

Maltodextrin 0,693

Dextrose 0,197

Senfsaat 0,14

Fermente Duplo 66 0,187

* Salz = Nitritpökelsalz mit: a) 100ppm b) 50ppm c) 25ppm d) 0ppm Nitritanteil

Darm: Nalo Faser I 028, Kaliber: 58

Clip: 15-09 5x1,75

Füllgewicht: 300g und 2500g

Schlaufe: für jede Charge eine andere Schlaufe

ANHANG 155

6. Reifungsprogramm Stufe Zeit in h Temp. (°C) Luftfeucht.(%) Umluft m/s

1 24 25 96 55

2 24 24 96 55

3 6 20 92 65

4 1 20 räuchern /

5 24 18 90 65

6 24 18 88 65

7 1 18 räuchern /

8 24 18 88 65

9 48 18 84 65

7. Trockensubstanz [%], gemittelt über die Fütterungsgruppen (KG, VG) und die

Nitritgruppen

Woche MW SD 0 41,36 0,5

Tag 3 42,48 0,7

1 50,21 1,8

2 63,58 1,3

3 67,79 0,9

4 70,23 1,0

5 67,64 1,6

6 68,11 1,5

7 68,04 1,4

8 67,83 1,4

12 68,85 1,6

ANHANG 156

8. pH-Werte der Rohwurstchargen aus der Kontroll- und Versuchsgruppe (KG, VG)

9. α-Tocopherolgehalt im Plasma und in den Geweben [µg/g] α-Tocopherolgehalt im Plasma und in den verschiedenen Geweben der Kontroll- und

Versuchsgruppe (KG, VG), dargestellt als Mittelwert ± SD (n=6 bzw.7) zum Zeitpunkt

der Schlachtung

Plasma Leber Fett M.g.b. M.l.d.

KG 1,2 ± 0,13 5,88 ± 0,8 13,19 ± 1,93 2,37 ± 0,29 2,39 ± 0,47

VG 2,36 ± 0,28 28,87 ± 9,09 22,73 ± 3,61 4,68 ± 1,04 3,85 ± 0,58

Charge\Woche 0 3.Tag 1 2 3 4 MW

KG-100 ppm 5,42 4,98 4,60 4,75 4,73 4,71 4,87

KG-50 ppm 5,37 4,42 4,82 4,64 4,68 4,73 4,78

KG-25 ppm 5,36 4,41 4,54 4,65 4,67 4,70 4,72

KG-0 ppm 5,42 4,40 4,56 4,64 4,67 4,75 4,74

VG-100 ppm 5,61 4,93 4,66 4,64 4,65 4,73 4,87

VG-50 ppm 5,49 4,58 4,56 4,65 4,64 4,72 4,77

VG-25 ppm 5,50 4,49 4,52 4,67 4,63 4,73 4,76

VG-0 ppm 5,55 4,56 4,53 4,63 4,64 4,73 4,77

MW 5,47 4,60 4,60 4,66 4,66 4,73

ANHANG 157

10. α-Tocopherolgehalt in der Rohwurst [µg/g TS]

α-Tocopherolgehalte in der Rohwurst der Versuchsgruppen (KG, VG), gemittelt über

die Nitritkonzentrationen (n=8), (Mittelwert ± SD), gemessen in verschiedenen

Wochen

KG ± SD VG ± SD 0 9,58 0,3314 15,94 0,662

1 8,70 0,632 13,77 1,335

2 6,80 0,3385 12,37 0,777

3 6,97 0,2407 12,11 0,702

4 7,48 0,326 11,78 1,559

5 6,88 0,4427 11,44 0,279

6 7,22 1,1663 11,78 0,635

8 6,64 0,2955 11,47 1,048

10 6,37 0,1733 11,42 0,465

12 4,97 0,4729 9,62 1,647

11. TBARS [nmol MDA/g TS] TBARS in der Wurst, gemittelt über die Nitritstufen (n=8), (Mittelwert ± SD) aus der

Kontroll- (KG) und Versuchsgruppe (VG), gemessen in verschiedenen Wochen

0 4 5 6 8 10 12

KG 40,20 61,92 67,74 69,90 58,54 64,82 73,51

± SD 3,50 5,55 5,86 11,25 2,07 4,75 11,49

VG 36,14 49,09 57,59 61,31 52,48 54,33 72,37

± SD 5,35 3,96 1,09 13,96 2,40 8,00 9,19

ANHANG 158

12. Gesamtaldehyde [ng/g TS] Gesamtaldehyde in der Wurst, gemittelt über die Nitritstufen (n=4),

(Mittelwert ± SD) aus der Kontroll- (KG) und Versuchsgruppe (VG), gemessen im

4wöchigem Abstand

0 4 8 12

KG 3907 4874 4945 5824

± SD 1,291 318,805 1553,15 457,8

VG 3098 4212 3892 4372

± SD 298,4 664,376 1141,89 346,6

13. Malondialdehyd [ng/g TS] Malondialdehydkonzentration (MDA) in den Würsten, gemittelt über die Nitritstufen

(n=4), (Mittelwert ± SD) aus der Kontroll- (KG) und Versuchsgruppe (VG), gemessen

im 4wöchigem Abstand

0 4 8 12

KG 3003 1510 1856 1674

± SD 376,5 79,793 210,863 99,76

VG 2550 1563 1609 1600

± SD 219,1 118,329 157,656 134,7

ANHANG 159

14. Heptenal [ng/g TS] Heptenalkonzentration in den Würsten, gemittelt über die Nitritstufen (n=4),


4wöchigem Abstand

0 4 8 12

KG 287 1034 1365 1664

± SD 114,88 88,24 183,09 91,16

VG 177 892 789 1287

± SD 33,29 49,18 58,55 58,46

15. Oktenal [ng/g TS] Oktenalkonzentration in den Würsten (n=2), (Mittelwert ± SD) aus den verschiedenen

Nitritgruppen, gemittelt über die Fütterungsgruppen, gemessen im 4wöchigem

Abstand

0 4 8 12 0 ppm 172 458 500

± SD 0,71 79,20 111,02

25 ppm 150,0 843,0 240,0 481,5

± SD 9,90 490,73 42,43 157,68

50 ppm 180,5 662,5 282,0 637,0

± SD 31,82 10,61 111,72 14,14

100 ppm 169,5 508,0 251,0 613,0

± SD 40,31 117,38 76,37 49,50

ANHANG 160

16. 4-Hydroxynonenal [ng/g TS] 4-Hydroxynonenalkonzentration in den Würsten, gemittelt über die Nitritstufen (n=4),


4wöchigem Abstand

0 4 8 12

KG 297,25 1807,50 1065,00 1873,75

± SD 87,78 208,58 604,49 372,98

VG 217,75 1044,25 1191,00 981,25

± SD 55,34 261,33 402,24 132,95

17. Verzögerungszeit [min] Verzögerungszeit (t(lag)) der Chemilumineszenz in den Würsten, gemittelt über die

Nitritstufen (n=8), (Mittelwert ± SD) aus der Kontroll- (KG) und Versuchsgruppe (VG),

gemessen im 4wöchigem Abstand

0 4 8 12

KG 12,12 15,14 15,68 14,11

± SD 2,25 1,03 0,65 1,28

VG 11,30 16,78 15,41 13,77

± SD 1,86 1,08 0,91 0,56

ANHANG 161

18. Kurvenintegral [cpm x 120] Kurvenintegral der Chemilumineszenz in den Würsten, gemittelt über die Nitritstufen

(n=8), (Mittelwert ± SD) aus der Kontroll- (KG) und Versuchsgruppe (VG),

gemessen im 4wöchigem Abstand

0 4 8 12

KG 2521230 1561302 1529624 1653214

± SD 821783 102884 102245 83135

VG 1958382 1686967 1458838 1616044

± SD 41806 108761 79888 88285

19. Gesättigte Fettsäuren [Gew. %] Anteil der gesättigten Fettsäuren am Fettsäuremuster in den Würsten, gemittelt über

die Nitritstufen (n=4), (Mittelwert ± SD) aus der Kontroll- (KG) und Versuchsgruppe

(VG), gemessen in der Woche 0 und 12

0 12

KG 38,7 39,93

± SD 0,36 0,59

VG 41,1 41,18

± SD 0,95 0,85

ANHANG 162

20. ω3-Fettsäuren [Gew. %] Anteil der ω3-Fettsäuren am Fettsäuremuster in den Würsten, gemittelt über die


gemessen in der Woche 0 und 12

0 12

KG 1,44 1,31

± SD 0,13 0,02

VG 1,26 1,28

± SD 0,01 0,03

21. ω6-Fettsäuren [Gew. %] Anteil der ω6-Fettsäuren am Fettsäuremuster in den Würsten, gemittelt über die


gemessen in der Woche 0 und 12

0 12

KG 12,18 11,78

± SD 0,15 0,21

VG 11,53 11,52

± SD 0,13 0,17

ANHANG 163

22. aw-Werte aw-Werte der Rohwürste aus den unterschiedlichen Nitritgruppen (n=2), gemittelt

über die Kontroll- und Versuchsgruppe (Mittelwert ± SD), gemessen in

verschiedenen Wochen

0 3.Tag 1 2 3 4

100 ppm 0,96 0,97 0,96 0,94 0,90 0,89

± SD 0 0 0,01 0,01 0,02 0,01

50 ppm 0,97 0,96 0,96 0,92 0,89 0,87

± SD 0 0 0 0 0 0

25 ppm 0,97 0,96 0,95 0,93 0,89 0,87

± SD 0 0 0 0 0,02 0,01

0 ppm 0,97 0,96 0,96 0,92 0,90 0,85

± SD 0 0 0 0 0,01 0,01

23. Gesamtnitrat/-nitrit [mg KNO3/kg] Gesamtnitrat-/-nitritgehalte der Rohwürste aus den unterschiedlichen Nitritgruppen

(n=2), gemittelt über die Kontroll- und Versuchsgruppe (Mittelwert ± SD), gemessen

in verschiedenen Wochen

0 3.Tag 1 2 3 4

100 ppm 38,90 13,45 14,60 14,15 13,20 12,10

± SD 0,42 0,49 0,28 0,21 1,27 0,28

50 ppm 26,50 11,25 13,80 15,10 12,40 10,90

± SD 3,54 0,92 1,41 0,57 0,99 0,42

25 ppm 21,25 11,35 13,40 12,70 12,65 11,55

± SD 0,07 0,07 1,84 0,14 0,49 0,07

0 ppm 13,00 10,25 11,00 12,00 10,80 9,80

± SD 0,28 0,07 2,69 0,00 1,27 0,14

ANHANG 164

24. Nitritgehalte [mg NaNO2/kg] Nitritgehalte der Rohwürste aus den unterschiedlichen Nitritgruppen (n=2), gemittelt

über die Kontroll- und Versuchsgruppe (Mittelwert ± SD), gemessen in


0 Tag 3 1 2 3 4

100 ppm 12,20 3,70 3,75 3,15 2,80 1,85

± SD 1,13 0,57 0,64 0,49 0,00 0,07

50 ppm 6,00 3,35 3,80 3,30 2,65 1,50

± SD 0,14 0,21 0,57 0,42 0,07 0,00

25 ppm 3,95 3,20 3,55 3,00 2,65 1,50

± SD 0,21 0,28 0,64 0,14 0,07 0,14

0 ppm 3,35 3,25 3,60 2,95 2,50 1,40

± SD 0,49 0,21 0,00 0,07 0,00 0,00

25. Umrötung [%] Umrötung in Prozent der Rohwürste aus den unterschiedlichen Nitritgruppen (n=2),

gemittelt über die Kontroll- und Versuchsgruppe,(Mittelwert ± SD), gemessen in


0 Tag 3 1 2 3 4

100 ppm 19,45 58,40 82,60 77,35 73,65 69,25

± SD 15,91 0,00 1,98 7,14 4,03 6,15

50 ppm 8,55 58,95 76,45 67,85 69,00 76,30

± SD 0,35 1,06 0,78 1,34 1,13 0,85

25 ppm 6,90 55,65 71,45 66,70 67,35 66,80

± SD 4,67 5,59 11,10 0,28 0,92 6,51

0 ppm 0,00 33,95 49,75 49,90 51,45 53,90

± SD 0,00 1,77 0,92 2,40 1,77 4,95

ANHANG 165

26. a*-Wert Rotwert (a*-Wert) der Rohwürste aus den unterschiedlichen Nitritgruppen (n=2),

gemittelt über die Kontroll- und Versuchsgruppe (Mittelwert ± SD), gemessen in


3. Tag 2 4 6 8 10 12 100 ppm 10,10 9,92 10,26 11,54 10,19 8,31 5,01

± SD 1,14 1,53 1,75 2,34 2,05 1,33 0,92

50 ppm 9,47 10,19 10,05 11,51 11,36 6,65 4,43

± SD 1,04 1,52 1,74 2,27 2,11 1,33 0,96

25 ppm 9,01 9,71 10,23 9,17 9,87 7,81 4,69

± SD 1,04 1,47 1,79 2,03 1,99 1,47 0,96

0 ppm 7,34 6,49 6,17 6,30 6 4,93 3,52

± SD 1,19 1,61 1,97 2,39 2,42 1,67 1,01 27. L*-Wert Helligkeitswert (L*-Wert) der Rohwürste aus den unterschiedlichen Nitritgruppen

(n=2), gemittelt über die Kontroll- und Versuchsgruppe (Mittelwert ± SD), gemessen

in verschiedenen Wochen

3. Tag 2 4 6 8 10 12

100 ppm 58,43 60,58 57,89 56,77 57,08 55,27 49,33

± SD 1,77 1,22 2,17 1,42 1,38 1,44 1,18

50 ppm 60,35 58,63 56,28 55,38 57,27 56,33 50,03

± SD 1,63 1,27 2,35 1,39 1,29 1,35 1,24

25 ppm 60,54 58,88 56,17 55,12 56,64 54,84 49,16

± SD 1,70 1,06 2,38 1,39 1,05 1,35 1,29

0 ppm 62,19 58,97 56,03 55,26 55,68 54,24 48,32

± SD 1,87 0,97 2,54 1,39 1,02 1,29 1,32

ANHANG 166

28. b*-Wert Gelbwert (b*-Wert) der Rohwürste aus den unterschiedlichen Nitritgruppen (n=2),

gemittelt über die Kontroll- und Versuchsgruppe (Mittelwert ± SD), gemessen in


3. Tag 2 4 6 8 10 12

100 ppm 8,44 6,91 5,90 7,81 7,75 7,88 6,08

± SD 0,51 0,51 0,53 0,59 0,59 0,72 0,46

50 ppm 7,60 6,56 5,83 7,35 8,37 7,20 5,99

± SD 0,62 0,52 0,54 0,52 0,63 0,70 0,47

25 ppm 7,43 5,98 5,82 7,36 7,85 6,63 5,32

± SD 0,65 0,55 0,51 0,52 0,56 0,70 0,51

0 ppm 7,84 6,29 5,24 7,78 7,56 6,76 5,59

± SD 0,62 0,50 0,51 0,57 0,59 0,65 0,48

29. DLG-Qualitätszahl a.) Sensorik- Ergebnisse als DLG-Qualitätszahl der vier Nitrituntergruppen der

Kontrollgruppe (KG) und der Versuchsgruppe (VG), n=4, (Mittelwert ± SD),

wöchentlich beprobt (Woche 3 bis Woche 6)

3 4 5 6

KG-100 4,3 ± 0,20 4,53 ± 0,15 4,6 ± 0,00 4,6 ± 0,00

KG-50 4,2 ± 0,00 4,55 ± 0,10 4,2 ± 0,00 4,2 ± 0,00

KG-25 3,63 ± 0,05 4,4 ± 0,00 4,5 ± 0,20 4,2 ± 0,00

KG-0 3,6 ± 0,00 4,03 ± 0,15 3,9 ± 0,00 3,85 ± 0,10

VG-100 3,95 ± 0,25 4,4 ± 0,69 4,3 ± 0,20 4,6 ± 0,00

VG-50 4,6 ± 0,00 4,2 ± 0,00 4,4 ±0,23 4,4 ± 0,23

VG-25 4 ± 0,00 4,5 ± 0,20 4,53 ± 0,15 4,2 ± 0,00

VG-0 3,75 ± 0,10 4,05 ± 0,50 4,35 ± 0,33 4 ± 0,20

ANHANG 167

b.) Sensorik- Ergebnisse als DLG-Qualitätszahl der vier Nitrituntergruppen der

Kontrollgruppe (KG) und der Versuchsgruppe (VG), n=4, (Mittelwert ± SD),

wöchentlich beprobt (Woche 7 bis Woche 12)

7 8 9 10 12

KG-100 4,8 ± 0,23 4,5 ± 0,20 3,55 ± 0,17 0 0

KG-50 4,15 ± 0,10 4,6 ± 0,00 0 0 0

KG-25 4,15 ± 0,10 4,4 ± 0,23 0 0 0

KG-0 3,93 ± 0,05 3,6 ± 0,20 0 0 0

VG-100 4,6 ± 0,00 4,6 ± 0,00 4,05 ± 0,47 4 ± 0,50 4 ± 0,70

VG-50 4,6 ± 0,00 4,6 ± 0,00 3,95 ± 0,33 0 0

VG-25 4,4 ± 0,23 4,35 ± 0,17 3,98 ± 0,15 3,85 ± 0,40 0

VG-0 4,05 ± 0,17 3,98 ± 0,15 0 0 0

ANHANG 168

9.2 Geräte und Verbrauchsmaterialien

Geräte für die α-Tocopherolbestimmung

Heizblock, Fa. Gebr. Liebisch, Bielefeld

Laborschüttlers, Reax 2000 der Fa. Heidolph, Keilheim

Überkopfschüttler, Modell rotary-mixer 34526 der Fa. Snijders, Holland

Zentrifugation, Modell Varifuge 3.0R, Fa. Haereus, Osterode/Harz

Rotationsverdampfer, Rotavapor-RE, Fa. Büchi, Flavil/Schweiz

Vakuum, vacuum system B-178, Fa. Büchi, Flavil/Schweiz

Spritzenfilter, Fa. Lida, Winosha/USA

Glas-HPLC-Injektionsspritze, Fa. Hamilton, Reno/USA

Fluoreszenzdetektor, RF-551 der Firma Shimadzu, Kyoto/Japan

CSI-Datenbox, Fa. Autochtom Inc., Milford/USA

Apex-Chromatographie-Datensystem, Model 625-4 Version 2.04 der Firma

Autochtom Inc., Milford/USA

HPLC-Pumpe Modell 6000A der Firma Waters, Milford/USA

ein 4-Kanal Degasser der Firma Knauer

Vorsäule phenomenex KJO-4282 4x3 mm

Hauptsäule Microsorb-MV100-5C18 150x4,6 mm, 5µm der Firma Varian,

Sunnyvale/USA

Fließmittel: Methanol p.a., 1,2 ml/min

Geräte für die Bestimmung der TBARS 5 ml Homogenisationsgefäße, Fa. Braun, Melsungen

Homogenisator, Potter-S, Fa. Braun, Melsungen


Zentrifuge, Modell Varifuge 3.0R, Fa. Haereus, Osterode/Harz

Quarzglasküvette, SUPRASIL (d=1 cm), Fa. Hellma

Fluoreszenzphotometer, Spectrofluorophotometer RF-510, Fa. Shimadzu,

Kyoto/Japan

ANHANG 169

Geräte für die Bestimmung der antioxidativen Kapazität 5 ml Homogenisationsgefäße, Fa. Braun, Melsungen



Vakuumpumpe,Modell N 820.3 FT 18, Fa. KNF Neuberger, Freiburg

Plastikreagenzgläsern (Fa. Nümbrecht, Sarstedt)

(Autolumat Lb 953, Fa. EG&G Berthold, Wildbad)

Auswertungsprogramm Lb 953 der Firma EG&G Berthold, Wildbad

Geräte für die Bestimmung der Aldehyde

5 ml Homogenisationsgefäße, Fa. Braun, Melsungen





Gaschromatograph Star 3600 CX der Firma Varian, Sunnyvale/USA

Thermoionisch spezifischer Detektor

Autosampler 8200 CX der Firma Varian, Sunnyvale/USA

Autosampler-Vials der Firma Varian, Sunnyvale/USA

Chromatographiesäule DB-WAX (30 m lang, 0,32 mm ID, 0,5µm Schichtdicke) der

Firma J&W Scientific, Folsom CA/USA

Auswertungs- und Steuerungsprogramm Star Chromatography Software Version 4.0

der Firma Varian, Sunnyvale/USA

ANHANG 170

Geräte für die Bestimmung des Fettsäuremusters

5 ml Homogenisationsgefäße, Fa. Braun, Melsungen


Laborschüttlers, Reax 2000 der Fa. Heidolph, Keilheim

Heizblock, Fa. Gebr. Liebisch, Bielefeld



Gaschromatograph Star 3400 der Firma Varian, Sunnyvale/USA

2 Flammenionisationsdetektoren (FID)

Glasspritzen 5 µl Pressure Lok® der Firma Dynatec/USA

2 Chromatographiesäulen Supelcowax 10 (30 m lang, 0,32 mm ID, 0,5 µm

Schichtdicke) der Firma Supelco Bad Homburg

CSI-Datenbox Modell 162 der Firma Autochrom Inc., Milford/USA

Apex-Chromatographie-Datensystem, Vers. 2.04 Firma Autochtom Inc., Milford/US

DANKSAGUNG

Herrn Prof. Dr. Dr. h.c. H.-P. Sallmann und Herrn P. D. Dr. B. Nowak danke ich herzlich für die Bereitstellung des Themas und die jederzeit gewährte Unterstützung in Form von Ratschlägen, Diskussionen und Anregungen beim Anfertigen dieser Arbeit. Allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Institutes für Physiologische Chemie und des Institutes für Lebensmittelqualität und –sicherheit danke ich für die freundliche Aufnahme und tatkräftige Unterstützung. Besonders möchte ich mich bei Frau M. Livio, Frau A. Widdel, Herrn U. Glockenthör und Herrn Dr. R. Dühlmeier bedanken, welche mich in die spezielle chemische und biochemische Laborarbeit eingeführt haben und auch sonst mit Rat und Tat zur Seite standen. Den Fleischermeistern Herr Heise und Herr Köke danke ich für die tatkräftige Unterstützung und den fach-männischen Rat. Für die regen Diskussionen im Rahmen dieser Arbeit danke ich Charlotte, Anja, Theda, Tina, Manfred und meinem Mann Wolfgang. Und ich danke meinen Eltern, dass sie mir das Studium ermöglicht haben und mich während dieser Arbeit immer unterstützten. Mein Dank gilt auch dem Landwirt Herrn Schütze, Herrn Loke von der Viehvermarktung Flettmar-Wittingen eG, Herrn Böhnisch, Herrn Oldenhage von der Klinik für kleine Klauentiere, dem Institut für Tierernährung, Herrn Otten der Firma Miavit, dem Schlachthof SHG Hannover m.b.H. und der Firma AKZO Nobel Salz GmbH für die gewährte Unterstützung bei diversen Sonderwünschen für diese Arbeit. Bedanken möchte ich mich auch bei Herrn Dr. Beyerbach und seinen Mitarbeitern des Institutes für Biometrie, Epidemiologie und Informationsverarbeitung der Tierärztlichen Hochschule Hannover für die Beratung hinsichtlich der statistischen Auswertung dieser Arbeit. Mein besonderer Dank gilt der Fritz Ahberg Stiftung, die diese Arbeit durch Sachmittel gefördert hat. Ich möchte mich auch ganz herzlich bei Herrn Koppers und Herrn Meier sowie bei den übrigen Mitarbeitern der Firma Stockmeyer GmbH & Co. KG für die gute Zusammenarbeit bedanken. Nicht zuletzt danke ich Herrn Prof. Dr. G. Klein, dem Direktor des Institutes für Lebensmittelqualität und –sicherheit, für sein Verständnis und die Möglichkeiten, die er mir eröffnet hat.

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