Anwendung von Enzymen in der Fleisch- und Fischverarbeitung

In der Fleischindustrie gibt es zwei klar voneinander abgrenzbare Anwendungsfelder, in denen Enzyme den Herstellungsprozess signifikant optimieren und Fleisch geringerer Qualität aufwerten können. Diese Anwendungsfelder sind die Zartmachung zu fester Fleischpartien sowie die Restrukturierung frischer, niedrigwertiger Fleischstücke und Zuschnitte zu höherwertigen Steaks.

Fleischzartmachung

Anwendung von Enzymen in der Fleisch- und Fischverarbeitung

Die Zartheit von Fleisch ist eine Grundvoraussetzung für die Fleischindustrie; die Zartmachung macht das Fleisch weicher und schmackhafter. Sie verbessert die Verdaulichkeit des Fleisches und erleichtert das Schneiden, Zerkleinern, etc.. Methoden zur Erhöhung der Zartheit umfassen beispielsweise die natürliche Reifung, elektrische Stimulation, mechanische Messerzartmachung sowie den Einsatz zugesetzter proteolytischer Enzyme. Pflanzliche Proteasen, insbesondere Papain und Bromelain, werden seit Jahrzehnten zu Zartmachungszwecken untersucht. Die Art der Applikation zartmachender Enzyme in der Fleischindustrie hängt vom jeweiligen Ziel ab. Soll die Reifezeit hochwertiger Fleischpartien verkürzt werden, sollte die Protein-Hydrolyse primär an myofibrillären Proteinen ansetzen. Wird hingegen eine Zartheitsverbesserung bei minderwertigeren Teilstücken oder bei Fleisch von beispielsweise älteren Tieren angestrebt, sollten die Bindegewebsproteine, überwiegend Kollagen, Ziel der Proteolyse sein. Die Methoden und Herausforderungen zur Zartmachung von roh an Verbraucher verkauftem Fleisch unterscheiden sich von denen, die für gegartes Fleisch erforderlich sind.

Deutlich positive Effekte wurden in einer Studie erzielt, in der mikrobielle Kollagenasen hinsichtlich ihrer Fähigkeit bewertet wurden, Kollagen in einem restrukturierten Rindfleischprodukt abzubauen. Es wurden extrem thermophile Bakterienspezies untersucht, um Proteasen zu identifizieren, die während einer kontrollierten Garphase des Fleisches gegen Kollagen aktiv sind und während häufig schwer kontrollierbarer Kühl-Lagerungsphasen nur eine begrenzte Aktivität zeigen. Interessante neue Proteasen pflanzlichen Ursprungs sind Cucumis- und Ingwerextrakte. Pulverisierter Cucumis-Extrakt aus der Kachri-Frucht sowie Ingwerproteasen haben Fleisch verschiedener Tierarten erfolgreich zart gemacht. Ingwerextrakt hat sich als besonders wirksam erwiesen, um die Kollagenlöslichkeit zu erhöhen.

Aroma in Fleischprodukten

Neben der Zartheit spielt das Aroma eine zentrale Rolle für die Akzeptanz von Fleisch durch Verbraucher. Aufgrund des Zusammenhangs zwischen Aroma und Verbraucherakzeptanz ist es wichtig, die Faktoren zu verstehen, die das Fleischaroma beeinflussen, um Fleischprodukte in guter Qualität herzustellen. Das Aroma von rohem Fleisch ist relativ mild. Es enthält jedoch nichtflüchtige Bestandteile, die als wesentliche Aromavorstufen dienen und während Verarbeitung und Lagerung den Geschmack des Fleischprodukts beeinflussen. Im Allgemeinen ist das Aroma verarbeiteter Fleischprodukte das Ergebnis entweder enzymatischer Aktivität oder chemischer Reaktionen wie der Pyrolyse von Aminosäuren und Peptiden, Zuckerabbau, Abbau von Ribonukleotiden, Maillard-Reaktionen, Thiaminabbau sowie Lipidabbau. Die wichtigsten enzymatischen Reaktionen, die das Fleischaroma bzw. die Bildung von Aromavorstufen beeinflussen, sind Proteolyse und Lipolyse. Beide Reaktionsgruppen beruhen auf dem Beitrag entweder endogener Proteasen und Lipasen, Enzymen mikrobiellen Ursprungs, die natürlicherweise im Produkt vorhanden sind, oder Enzymen, die während des Herstellungsprozesses zugesetzt werden.

Fischverarbeitung

Bei der Betrachtung der enzymatischen Verarbeitung von Fisch und Meeresfrüchten ist die Rolle sowohl endogener als auch zugesetzter Enzyme zu berücksichtigen. Im letzteren Fall stammen die eingesetzten Enzyme aus Säugetier-, Pflanzen- oder mikrobiellen Quellen. Die einfache Handhabung und Kultivierbarkeit mikrobieller Quellen macht diese zur bevorzugten Enzymquelle. Diese Enzyme stammen typischerweise von terrestrischen Organismen; angesichts des breiten Spektrums mariner Mikroorganismen nimmt jedoch der Trend zu, diese als Enzymquellen zu nutzen. Insbesondere sind sie häufig so angepasst, dass sie im Vergleich zu vielen Enzymen terrestrischen Ursprungs bei relativ niedrigen Temperaturen eine hohe Aktivität aufweisen, wodurch sie in vielen Prozessen, die häufig eine Niedrigtemperaturumgebung erfordern, effektiver sind.

Die traditionelle Anwendung von Enzymen in der Meeresfrüchteverarbeitung umfasst den Einsatz von Proteasen, namentlich Bacillolysin, Ficin, Papain, Pepsin, Subtilisin, Trypsin sowie einer Mischung aus Bacillolysin und Subtilisin, sowohl endogener als auch exogener Natur, zur Entschuppung und Enthäutung, zum Schälen von Garnelen, zur Herstellung von Kaviar und Fischsauce, zur Rückgewinnung diverser Moleküle sowie zur Zartmachung von Tintenfisch.

Literatur

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Pedro F. Enzymes in Fish and Seafood Processing [J]. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2016, 4.
Whitehurst R.J, Law B.A, Whitehurst R.J, et al. Enzymes in food technology.[J]. Enzymes in Food Technology, 2002, 32(4):1-17.