Histologische, mikrobiologische und chemische Qualitätsmerkmale von Putenseparatorenfleisch

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollten die Qualitätsmerkmale von Separatorenfleisch am Beispiel eines von Puten gewonnen Produkts auf ihre Aussagekraft überprüft werden. Die Statuserhebung an 35 Putenseparaten, die mit der Kolben- oder der Rotationstechnologie gewonnen wurden, erfolgte in Hinblick auf das Kriterium Knochen/histometrisch (digitale Flächenermittlung und Partikelanalyse, konventionelle Partikelzählung im histologischen Schnitt) und Knochen/chemisch (Kalziumbestimmung). Darüber hinaus wurde bei den Proben die gewebliche Zusammensetzung mikroskopisch erfasst und ihr mikrobieller Status ermittelt. Verbunden mit dieser Statuserhebung lag der zweite Schwerpunkt der Arbeit in der Erprobung der Phasenanalytik in Form einer softwaregestützten Flächenmessung und Partikelanalyse. Dazu wurden die digital ermittelten Ergebnisse mit den Resultaten der beiden Referenzmethoden, dem konventionellen Partikelzählverfahren sowie der Kalziumbestimmung verglichen. Als wesentliche Ergebnisse sind herauszustellen: 1.Bei allen angewandten Methoden zeigte sich, dass die Kolbenseparation geringere Gehalte an Knochegewebe im Vergleich zur Rotationstechnologie liefert. Weiterhin scheint es innerhalb der beiden Separatgruppen einen Zusammenhang zwischen dem Vorkommen der Knochenpartikel und dem verwendeten Ausgangsmaterial zu geben, wobei sich Putenflügel als besonders ungünstig erwiesen. Die Verarbeitung des durch Rotation separierten Fleisches durfte bei dem üblichen Rezepturanteil auch zu erhöhten Anteilen im fertigen Erzeugnis führen, während der durch Kolbenseparatoren gewonnene Rohstoff aufgrund der teilweise recht geringen Knochenanteile im Endprodukt kaum nachzuweisen ist. 2.Der Kalziumgehalt von über zwei Dritteln der untersuchten Proben lag unter dem von der VO (EU) 2074/2005 vorgegebenen Grenzwert von 100 mg / 100 g. Überschreitungen dieser großzügigen Norm kamen lediglich bei Rotationseparaten vor. 3.Die Ergebnisse der mikrobiologischen Untersuchung dokumentieren nachdrücklich, dass die hygienischen Bedingungen bei der Gewinnung der Separate verbessert werden müssen. Escherichia coli als Hygieneparameter gemäß VO (EU) 2073/2005 wurde in sämtlichen Proben in Konzentrationen über dem Grenzwert von 50 KbE/g nachgewiesen. In Hinblick auf eine Gesundheitsgefährdung sind die teilweise hohen Keimzahlen von koagulase-positiven Staphylokokken und Clostridien zu beachten. 4.Salmonellen konnten aus 9 / 35 Proben isoliert werden, Campylobacter spp. dagegen nur aus einer Poolprobe und Listeria monocytogenes ließ sich überhaupt nicht nachweisen. 5.Die qualitative und semiquantitative histologische Untersuchung ergab zwar Differenzen im Vorkommen von Knorpelgewebe, Nierenstrukturen und Kollagenanteilen bei den einzelnen Proben, die eine Abhängigkeit von der Separationsstechnologie und den verwendeten Ausgangsmaterialien erkennen ließen, doch genügen diese Hinweise nicht zur Separatorenfleischdiagnose und erst recht nicht für seine Zuordnung zu bestimmten Verfahren und Knochensorten. 6.Für die automatisierte Knochenflächenbestimmung wurden die Paraffinschnitte gemäß Amtlicher Methodensammlung nach § 64 LFGB mit Alizarin-S gefärbt [(PFEIFFER et al. 1975)]. Während sich Knochengewebe bei dieser Farbrezeptur orange-rot darstellt, erscheint das restliche Gewebe blau. Auf die Verwendung der Kossa- Färbung [(KÖNIGSMANN 1978)] als Alternative wurde verzichtet, da sich nach den Ergebnissen der Vorversuche beim verwendeten additiven HSI-System Probleme mit der „unbunten“ Farbe Schwarz bei der automatisierten Phasenanalyse ergaben. Bei der praktischen Durchführung wurden die 60 Einzelbilder eines histologischen Präparates automatisch mit der Digitalkamera sukzessiv eingescannt und zu einem Gesamtbild zusammengefügt. Danach erfolgte die Zuordnung, Markierung und Flächenmessung der zwei gesuchten Gewebskomponenten über die HSI-Parameter mit paralleler visueller Kontrolle. 7.Die Partikelanalyse erwies sich als hilfreich zur Beurteilung der Partikelhomogenität in Bezug auf die Parameter Einzelfläche und Equivalent Circle Diameter sowie die Neigung der Partikel, so genannte Knochennester zu formen. Die bei kontinuierlich hergestellten Separaten geringeren Streuungen der einzelnen Merkmale deuten auf eine größere morphologische Homogenität und Tendenz zur Knochennesterbildung hin. 8.Die Resultate der digitalen mikroskopischen Phasenanalyse und der Referenzmethoden korrelieren bei der Bestimmung des Knochenanteils trotz der differierenden Bezugsgrößen und unterschiedlicher analytischer Ansätze sehr eng miteinander. Die Regressionsanalyse zeigt einen hoch signifikanten Zusammenhang (Signifikanzniveau stets < .001) sowohl zwischen der phasenanalytischen Flächenbestimmung und der manuellen Partikelzählung (r = .96) als auch zur chemischen Methode (r = .92). Ein Vergleich des konventionellen mit dem phasenanalytischen Partikelzählverfahren erbrachte ebenfalls eine gesicherte Korrelation (r = .95). Insgesamt lassen sich aus den Untersuchungsergebnissen sehr enge Beziehungen zwischen den unterschiedlichen Analysetechniken ableiten. Eine standardisierte, kontrastreiche Färbung stellt dabei die wichtigste Voraussetzung dar, um der Software eine fehlerfreie Diskriminierung der gesuchten Flächen zu ermöglichen. Diese Prämisse erfüllt die Alizarin-S-Färbung weitgehend. Für die wenigen fehlgefärbten Partien wäre zwar eine Korrektur für jeden Schnitt bzw. jede Probe grundsätzlich möglich, allerdings würde dadurch die Automatisierung des Verfahrens beeinträchtigt und Manipulationen durch das Personal notwendig werden. Gerade dieses individuelle Eingreifen sollte sich jedoch durch einen vollständig standardisierten Aufbereitungs- und Untersuchungsgang erübrigen, damit die aus der Point count Technik bekannten personengebundenen Fehler vermieden werden. Welcher Grad an Perfektion sich bei weiterer Erprobung erreichen lässt, ist noch nicht abzuschätzen, doch genügt das Verfahren bereits jetzt den Anforderungen an eine zuverlässige Methode und kann daher für die Routineanalytik empfohlen werden.

The aim of the thesis was to evaluate the characteristics of mechanically separated meat produced from turkey as example. The status survey of 35 separates of turkey produced by pressure roller or rotation auger technology was done in view of the criterion bone/histometrical (digital area determination and particle analysis, conventional particle counting in the histological section) and bone/chemical (Calcium determination). Additionally the tissue composition and the microbiological status of the samples were determinated. Apart from doing the status survey the second focus was to prove the analysis of phases in terms of the software supported area determination and particle analysis. The proof compared two reference methods, the conventional particle counting and the Calcium determination, with the digital investigated results. 1.With all used methods it was shown, that the pressure roller technology provided lower bone tissue contents than the rotation auger technology. Furthermore it seems to be an interrelation between the occurrence of the bone particles and the anatomical origin of the deboned material within both separated groups. The MSM produced by rotation auger yields higher bone quotas in the finished product whereas it is hardly to prove the raw material produced by pressure roller because of its infinitesimal bone contents. 2.The Calcium content of more than 2/3 of the examined samples was lower than the limit of 100 mg / 100 g from the EU Regulation 2074/2005. There were only some overruns by the rotation auger produced samples. 3.The results of the microbiological examination showed insistently, that it is necessary to improve the hygienic conditions for the production of the separates. All samples showed higher counts than the limit of 50 cfu Escherichia coli / g as a hygienic parameter according to the EU Regulation 2073/2005. In terms of the health risk the high numbers of colony forming units of coagulase-positive Staphylococcus and Clostridia should be taken into account. 4.Salmonella spp. was isolated 9 x from 35 samples and Campylobacter spp. from only one pooled sample. Listeria monocytogenes was not found at all. 5.The qualitative and semi-quantitative histological examination resulted in differences of the occurrence of cartilage, renal structures and collagen parts by the particular samples showing an interdependence between the separation technology and the anatomical origin of the deboned material but these informations are not sufficient for the diagnosis of mechanically separated meat or more than ever for an assignment to certain procedures or kind of bone. 6.The experiment involved paraffin slides stained by Alizarin-S according to German official collection of food examination methods for the automatic determination of the bone area (PFEIFFER et al. 1975). The bone tissue appears orange-red using this staining formula and the residual tissue blue. The problems involving the achromatic color black for the analysis by the additive HSI system prohibited the Kossa staining (KÖNIGSMANN 1978) as an alternative. The 60 particular pictures were scanned automatically and gradually by a digital camera and conglomerated to a general overview picture. The discrimination, marking and determination of the two areas of concern were yielded subsequently upon a visual controlling according to the HSI parameters. 7.The particle analysis turned out to be helpful for the judgment of its homogeneity in relation to parameters as single area and equivalent circle diameter as well as affinity of particles to build so called bone nests. The continuous produced separates show a lower dispersal of the particular characteristics and indicate a higher morphological homogeneity and tendency for the bone nests. 8.The results of the digital microscopic analysis of phases and the reference methods correlate for the determination of the bone quotas in spite of different analytical basics very tight. The analysis of the regression shows a high significant correlation (< .001) between the phase analytical area determination and manual particle counting (r = .96) and also to the chemical method (r = .92). The phase analytical particle counting correlates with the conventional particle counting in a similar way (r = .95). Altogether the different analytical techniques show very close correlations. A standard and full contrast staining is the most important precondition for a software supported discrimination of the areas of concern. This condition is fulfilled by the Alizarin-S staining. Principally it is possible to correct the misstained areas by visual controlling, but it interferes also the automation of the procedure and makes necessary personal manipulations. And this individual intervention should be eliminated and substituted by a full automatic standard examination for avoiding the personal error from the point count technique. It cannot be assessed, which grade of perfection could be reached by further tests, but meanwhile this procedure satisfies the requirements for a valid method and can be recommended for the routine analysis.