Dr.gradsavhandlinger

Fourier-transform infrared microspectroscopy of muscle food - process-related changes in secondary structure of myofibrillar proteins and their relationships to meat functional properties.

Böcker, U.

Hensikten med dette arbeidet var å studere sammenhengen mellom funksjonelle egenskaper i muskel av svin og laks, og muskelens mikrostruktur og proteinstruktur, alt under varierende prosessbetingelser. Fourier-transform infrarød (FT-IR) mikrospektroskopi ble brukt for å studere myofibrillær sekundærstruktur mens histologi ble brukt for å studere mikrostruktur. Multivariate metoder, spesielt Partial Least Squares Regression (PLSR) og Multiblock Principal Component Analysis (MPCA), forenklet tolkning av spektrene og bidro til å belyse over sammenhenger mellom muskelproteinenes sekundærstruktur, vannets mobilitet og mikrostruktur.

Arbeidet har vært fokusert mot effekten av to av de vanligste trinnene i prosessering av mat – salting og oppvarming – samt kombinasjonen av disse. I tillegg ble industrielt relevant råvarevariasjon inkludert; for svin ved å bruke muskler fra dyr med ulik behandling før slakting, som gav forskjeller i slutt-pH, og ulik lagringstid. For laks ble frysing/tining og pre- versus postrigor tilstand brukt for å oppnå ønsket råvarevariasjon.

Resultatene viste at oppvarming hadde en tydelig effekt på karakteristiske trekk i amid I -båndet til myofibrillære proteiner i svin. Samtidig oppsto det store endringer i fordelingen av vannet i muskelen. Også salting påvirket karakteristiske trekk i spektrene til muskelvev av svin, men effekten var annerledes enn ved oppvarming. Endringer i spektrene og samtidige endringer i mikrostruktur under salting var mer komplekse i laks enn i svin.

For råmateriale ble det vist at slutt-pH og rigorforløp påvirket myofibrillære proteiners sekundærstruktur, mikrostruktur og vannets mobilitet. Igjen var effekten av råmateriale, inkludert effekten av frysing/tining, mer kompleks for laks enn for svin.

PLSR og MPCA var verdifulle verktøy for å visualisere data og dermed forenkle tolkningen av dem. PLSR and MPCA var spesielt nyttige for å sammenligne informasjon fra flere multivariate datasett, som å studere kovariansmønstre mellom resultater fra FT-IR og Raman mikrospektroskopi.

Nøkkeldata

Årstall 2008
Abstract The aim of this work was to study the relationship between functional properties of meat, its microstructure and myofibrillar protein structure in relation to processing. This was done by analyzing processed food muscle - pork and salmon - by FT-IR microspectroscopy to study myofibrillar secondary structure and by using histology to study microstructure, and relating this to water binding properties. Multivariate methods, in particular Partial Least Squares Regression (PLSR) and Multiblock Principal Component Analysis (MPCA) supported spectral interpretation and facilitated to shed light on relationships between myoprotein secondary structure, state of water, and microstructure. The work was focused on the effects of two of the most common steps in food processing - salting and heating - as well as a combination of the two. Furthermore, industrially relevant raw material variation was included by using muscles with varying pre-slaughter history resulting in differing ultimate pH, aging, for pork, and by applying freeze-thawing and using pre- versus post-rigor fillets for processing of salmon. The results showed that heating had a pronounced effect on the amide I spectral characteristics of pork myofibrillar proteins while at the same time, there occurred major changes in myowater distribution. Like heating, salting influenced the spectral characteristics of pork muscle tissue, but the effects being different from those observed for heating. The spectral changes and concomitant changes in microstructure during salting were more complex in case of salmon compared to pork muscle. With regards to raw material it was shown that ultimate pH and course of rigor had an effect on myofibrillar protein secondary structure, microstructure and the state of water. Again, for salmon the effect of raw material including the effect of freezing/thawing was more complex than for pork muscle. PLSR and MPCA proved to be valuable tools to visualize and thereby facilitate interpretation of the data. MPCA and PLSR were particularly useful when comparing information from several multivariate data sets, like for studying co-variance patterns between results from FT-IR and Raman microspectroscopy.
Referanse Böcker, U. 2008. Fourier-transform infrared microspectroscopy of muscle food - process-related changes in secondary structure of myofibrillar proteins and their relationships to meat functional properties. PhD thesis 2007:34, Norwegian University of Life Sciences

Relaterte personer