Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Verbundprojekt: Nutzbarmachung von Lactococcus piscium für die Regulierung von Fleischverderb und -reifung in Schutzgas- und Skin-Verpackungen (MEATME) - Teilprojekt 1 |
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| Titel (englisch): | Collaborative project: Use of Lactococcus piscium for the regulation of meat spoilage and maturation packaged under modified atmosphere and skin packaging (MEATME) - subproject 1 |
| Beschreibung (dt.): | Die Gewinnung von Fleisch erfordert erhebliche Ressourcen an pflanzlichen Rohstoffen, Energie und Wasser. Frischfleisch ist leicht verderblich und wird deswegen vielfach in Skin- (d.h. Vakuum-) oder Schutzgasverpackungen mit Atmosphären aus Kohlendioxid, Stickstoff und Sauerstoff mit verlängerter Haltbarkeit angeboten. Haltbarkeit und Verderbsverlauf hängen jedoch wesentlich von der initialen Kontamination mit Bakterien bestimmter Arten ab. In der Folge werden auch viele Packungen mit einwandfreiem Inhalt nach Ablauf des Haltbarkeitsdatums weggeworfen. Ziel des Projekts ist es, die Menge an weggeworfenem Fleisch zu reduzieren. Dazu soll das Potenzial des Milchsäurebakteriums Lactococcus (Lc.) piscium Stämmen zur Regulierung des Fleischverderbs, über eine Erhöhung der Lebensmittelsicherheit, bis hin zu einer Reifekultur für Fleisch in Schutzgas- und Skin-Verpackungen nutzbar gemacht und dadurch ein völlig neues Marktsegment für die Anwendung sicherer mikrobieller Kulturen erschlossen werden. |
| Beschreibung (engl.): | The production of meat requires considerable ressources in vegetable raw materials, energy and water. Fresh meat is perishable and therefore, it is often offered in modified atmosphere packages with CO2, N2 and O2, enabling an extended shelf life. The shelf life and onset of spoilage is determined by the initial bacterial contamination with specific microbial species. As a result, many packages in impeccable condition are discarded upon reaching the 'best before' date. It is the aim of this project to reduce the amount of discarded meat. The potential of Lactococcus (Lc.) piscium strains is exploited to enhance food safety and towards a ripening culture to unlock a novel market segment for the application of safe microbial cultures. The required tasks are performed by two research partners (RP) and include (1) selection of safe Lc. piscium strains, (2) evaluation of the assertiveness of these strains against other spoilage microbiota, (3) elucidation of the metabolic background of the assertiveness, (4) descriptive and comparative sensorics, (5) production of new starter preparations, (6)establishment of methods for inoculation of meat, (7) pilot scale applications in MAP and Skin packages, and (8) assessment of ressource savings. |
| Ergebnis (dt.): | Die Gewinnung von Fleisch erfordert erhebliche Ressourcen an pflanzlichen Rohstoffen, Energie und Wasser. Da es sich bei Frischfleisch um ein leicht verderbliches Lebensmittel handelt, werden zu Verlängerung der Haltbarkeit Verpackungstechnologien wie Skin- (Vakuum) oder Schutzgasverpackungen mit Gasgemischen aus Kohlendioxid, Stickstoff und Sauerstoff angeboten. Haltbarkeit und Verderbsverlauf hängen jedoch wesentlich von der initialen Kontamination mit Bakterien bestimmter Arten ab. In der Folge werden auch viele Packungen mit einwandfreiem Inhalt nach Ablauf des Verbrauchsdatums entsorgt. Ziel des Projekts ist es, die Menge an weggeworfenem Fleisch zu reduzieren. Dazu wurde das Potenzial von Stämmen der Milchsäurebakterien Lactococcus (Lc.) carnosus/ Lc. paracarnosus zur Regulierung des Fleischverderbs, Erhöhung der Lebensmittelsicherheit und der Einsatz als Fleischreifekultur getestet. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde mittels genomischer Analysen und physiologischen Tests eine Sicherheitsbewertung ausgewählter Stämme durchgeführt. Die Projektstämme weisen keine Antibiotikaresistenzen auf und wurden negativ für die Bildung unerwünschter schädlicher biogene Amine getestet. Eine Wasserstoffperoxidbildung aus Glycerin (auf Fleisch verfügbar nach katalytischer Spaltung von Triglyceriden) konnte im Labor nachgewiesen werden und könnte auf Fleisch zu sensorischen Abweichungen wie eine grüne Verfärbung führen. Die Genomanalyse von Lc. carnosus, Lc. paracarnosus und dem Lc. piscium Typstamm lieferte ein Verständnis über die prädiktive Lebensweise der Projektstämme. Stämme von Lc. carnosus und Lc. paracarnosus scheinen hauptsächlich auf die Fermentation von frei zugänglichen Kohlenhydraten, Deoxy-Nukleosiden, Glycerin und freie Aminosäuren beschränkt zu sein. Bei Verpackung unter Hochsauerstoffatmosphäre bilden die Projektstämme Diacetyl/Acetoin und führten im Vergleich zur nicht-inokulierten Fleischkontrolle zu einer negativen Fleischsensorik (stark buttriger bis ranziger Geruch). Einerseits ist Diacetyl als antimikrobielle Substanz bekannt und könnte als Teil des Hürdenkonzeptes zur Unterdrückung unerwünschter Fleischverderber beitragen. Andererseits werden Geruchsattribute wie „buttrig“ auf Fleisch mit Verderb korreliert und höhere Konzentrationen führen auf Fleisch zu sensorischen und technologischen Abweichungen. Fleischkontrolle zu einer negativen Fleischsensorik (stark buttriger bis ranziger Geruch). Die Prävalenz der potentiellen Schutzkultur gegenüber der endogenen Fleischmikrobiota war stammabhängig. Die Projektstämme zeigen Potential für den Einsatz als Schutzkultur auf Fleisch- und Fleischerzeugnissen oder andere Produktgruppen. Zur Verzögerung des Verderbs von Rindfleisch verpackt unter Hochsauerstoffatmosphäre (70 % O2, 30 % CO2) sind die Projektstämme nicht geeignet. |
| Ergebnis (engl.): | The production of meat requires considerable resources in vegetable raw materials, energy and water. Fresh meat is perishable and therefore, it is often offered in modified atmosphere packages with CO2, N2 and O2, enabling an extended shelf life. The shelf life and onset of spoilage is determined by the initial bacterial contamination with specific microbial species. As a result, many packages in impeccable condition are discarded upon reaching the 'best before' date. It is the aim of this project to reduce the amount of discarded meat. The potential of strains of Lactococcus (Lc.) carnosus and Lc. paracarnosus is exploited to enhance food safety and towards a ripening culture to unlock a novel market segment for the application of safe microbial cultures. As part of the research project, a safety assessment of selected strains was conducted using genomic analyses and physiological testing. The project strains do not exhibit antibiotic resistances and tested negative for the formation of undesirable harmful biogenic amines. Hydrogen peroxide formation from glycerol (available on meat after catalytic cleavage of triglycerides) was detected in the laboratory and could lead to negative sensory impressions such as a green discoloration of meat. Genome analysis of Lc. carnosus, Lc. paracarnosus, and the Lc. piscium type strain provided an understanding of the predictive lifestyle of the project strains. Strains of Lc. carnosus and Lc. paracarnosus appear to be primarily restricted to fermentation of freely available carbohydrates, deoxy-nucleosides, glycerol, and free amino acids. When packaged under high oxygen atmospheres, the project strains formed diacetyl/acetoin and resulted in negative meat sensory (strong buttery to rancid odor) compared to the un-inoculated meat control. Due to its antimicrobial activity, diacetyl could be a part of the hurdle concept. However, the use of diacetyl producing starter cultures seems limited to food having aroma profiles compatible with this molecule. The prevalence of the bio-protective culture against the endogenous meat microbiota was strain-dependent. The project strains show potential for use as a protective culture on meat and meat products or other product groups. The project strains are not suitable for delaying spoilage of beef packaged under high oxygen atmosphere (70% O2, 30% CO2). |
| Laufzeit: | Beginn: 01.07.2018 / Ende: 31.08.2022 |
| Ausf. Einrichtung: | Technische Universität München - School of Life Sciences - Lehrstuhl für Mikrobiologie, Freising |
| Themenfelder: | Lebensmittelqualität, food quality |
| Förderprogramme: | Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft |
| Schlagworte: | Lebensmittelverarbeitung, food processing, Humanernährung, human nutrition, Produktqualität, product quality, Prozessqualität, process quality, Wettbewerbsfähigkeit, competitiveness, Mikroorganismen, microorganisms, Rinder, cattle |
| Förderkennzeichen: | 281A105116 |
| Dokument zum Download: | Kein Dokument vorhanden! |
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