Rapid spectroscopic methods for predicting water-holding capacity in meat

Summary

Vannbindingsevne (VBE) er en av de viktigste kvalitetsegenskapene i kjøtt, og hovedmålet med denne avhandlingen var å undersøke potensialet for bruk av hurtige spektroskopiske metoder til prediksjon av VBE i kjøtt. Et sekundært mål var å undersøke potensialet for spektroskopiske metoder til analyse av pH og proteinnedbryting (proteolyse); mekanismer som er kjent å kunne påvirke VBE. Et modellsystem bestående av isolerte myofibriller fra svinekjøtt ble brukt til å undersøke om spektroskopiske teknikker kan identifisere endringer i prøver som følge av pH-forandringer eller ulik grad av proteinnedbrytning. Raman-, Fourier transform-infrarød- (FT-IR), nær-infrarød- (NIR) og fluorescensspektroskopi ble brukt i analysene. Raman- og FT-IR-spektroskopi viste gode evner til å analysere prøvene fra pH- og proteolyseforsøkene. Endringer i proteinenes sekundærstruktur og protonering av karboksylsyregruppen i sidekjedene til aminosyrer ble påvirket av endring i pH. Grad av proteinnedbrytning påvirket områder i spektrene knyttet til brudd av peptidbånd, som CNvibrasjoner og karboksylsyrevibrasjoner forårsaket av dannelsen av nye C-terminaler, i tillegg til endringer i proteinenes sekundærstruktur. NIR viste begrenset evne til å identifisere endringer som følge av pH-forandring, men viste rimelig god evne til å identifisere tørkede prøver med ulik grad av proteinnedbrytning, som ble tilskrevet spektrale områder relatert til proteinenes evne til å danne gel. Fluorescens viste bedre evne til å beskrive prøver fra pH-forsøket enn fra proteolyseforsøket, hvor dette ble tilskrevet et skift i spektrene forårsaket av endring i mikromiljøet rundt aminosyren tryptofan. For å undersøke potensialet spektroskopiske metoder har for prediksjon av VBE og estimering av slutt-pH, ble en studie gjennomført hvor 122 prøver fra longissimus lumborum fra Norske landsvin råner analysert. VBE ble målt som EZ-DripLoss og som væskeslipp i vakuumposer etter åtte dagers lagring. Vurdering av resultater fra partial least squares regression (PLSR) av spektroskopi og referanseanalyser viste at Raman ga best resultat, etterfulgt av NIR, med fluorescens til slutt. PLSRmodellen fra Raman ga en korrelasjonskoeffisient fra kryssvalidering (Rcv2) på 0.51, 0.41 og 0.49 og root mean square error of cross validation (RMSECV) på 1.2, 0.82 og 0.06 for henholdsvis EZDripLoss, vakuumdrypptap og pH. Til sammenligning ga NIR PLSR-modeller med Rcv2 på 0.27, 0.16 og 0.29, og RMSECV på 1.5, 0.97 og 0.07 for henholdsvis EZ-DripLoss, vakuumdrypptap and pH. Endringer i Ramanspektrene som følge av forskjeller i pH var like for protein sekundærstruktur i modellsystemet og i kjøtt. Spektroskopiske endringer i karboksylsyreprotonering ble ikke oppdaget i kjøtt, men endringer knyttet til metabolske molekyler ble avdekket. Resultatene fra denne avhandlingen viser at videre forskning knyttet til bruken av Ramanspektroskopi for analyse av kjøttkvalitet bør prioriteres.

Read publication here:

NVA : hdl.handle.net/11250/2650191