ÉÉlelmiszerlelmiszer--tudomtudomáányi nyi éés s ––technoltechnolóógiai giai kutatkutatáások, fejlesztsok, fejlesztééseksek

„„Szellemi, szervezeti Szellemi, szervezeti éés K+F infrastrukts K+F infrastruktúúra fejlesztra fejlesztéés a s a NyugatNyugat--magyarorszmagyarorszáági Egyetemengi Egyetemen”” c. kutatc. kutatáási projektsi projekt

(T(TÁÁMOPMOP--4.2.1./B)4.2.1./B)

„„A szA száántntóóffööldtldtőől az asztaligl az asztalig”” c. alprogramc. alprogram

ÉÉlelmiszerlelmiszer--tudomtudomáányi nyi éés s ––technoltechnolóógiai kutatgiai kutatáások, sok, fejlesztfejlesztééseksek

c. rc. réészprojektszprojekt(T(Téémavezetmavezetőő: Prof. Dr. Szigeti Jen: Prof. Dr. Szigeti Jenőő))

A pályázati munka első félévében a legértékesebb hungarikumnak, a hízott libamájnak, mint friss fogyasztású terméknek, és mint konzervipari alapanyagnak a minőségjavítási lehetőségeit vizsgáltuk. Ezek közül több tényező összevetésre került a hagyományos technológiákkal.

1. A hagyományos nedves tömés és az un. izraeli tömési mód (lágydarás gyors tömés) összehasonlításakor megállapítottuk, hogy utóbbi jóval hatékonyabb a munkatermelékenység és a májtömeg növelés szempontjából. Különösen lényeges ez utóbbi az állatvédelmi törvényeknek jobban megfelelő rövidített 11-12 napos kényszerhízlalás esetén. Megjegyzendő még, hogy a lágydarás tömés csökkentette az elhullás, valamint a májerezési veszteséget is.

2. A Chlamydia psittaci nevű kórokozó okozta fertőzés hátrányosan befolyásolja a libamáj minőségét a vágás alatti csökkentett kivérzés miatt. Mint azt megállapítottuk az állomány fertőzöttségét annak lesántulása jelzi. A tartástechnológiában alkalmazott általunk kifejlesztett szerves fertőtlenítőszer segített a kórokozó eliminálásában, ill. visszaszorításában. A hangyasav-propionsav-glikolsav keverékkel kapcsolatban az is megállapítható, hogy kellően stabil, emberre és állati szervezetre az alkalmazott koncentrációban nem toxikus, nem szövetkárosító, nem allergizáló, nem károsítja a fém-, textil és egyéb anyagokat, szennyező anyagok hatását csak kis mértékben csökkentik. Az általunk kifejlesztett fertőtlenítőszer egy másik kimagasló előnye, hogy alacsony +4 oC hőmérsékleten is rendkívül hatékony. A Cl. psittaci fertőzöttségen kívül 30 perc behatási idő alatt a vizsgált koncentrációban eliminálja az E. coli, a S. typhimurium, az Ornithobacterium rhinotracheale fertőzöttséget.

3. A májvéresség szempontjából a szállítás, a pihentetés, a kábítás és a kivéreztetés a végső tényezők. Az optimális szállítási távolság meghatározását nem végeztük el, tekintettel arra, hogy ez a távolság minél rövidebb, annál jobb. A pihentetési idővel kapcsolatban az eddigiekben javasolt 120-180 perc helyett a 60 perces pihentetési időa legmegfelelőbb. Főleg a nyári időszakban szükséges a lehető legrövidebb időn belül az állomány levágása a szívizom fibrillációjának megakadályozása okán. Az általunk végzett EKG vizsgálatok igazolták, hogy a megfelelő kivérzés egy órás pihentetés esetén a leginkább biztosított. Ezek az eredmények csak akkor valósulnak meg, ha a tenyésztők betartják azt, hogy utolsó tömés idejét a vágás időpontjához igazítják. Ugyanis a leürítetlen begytartalom tapasztalataink szerint jelentősen gátolta a vágás utáni kivérzést. A májvéresség csökkentéséhez szükség van a szív, mint vérpumpa tökéletes, ill. tökéleteshez közeli működésére, amit a kábítás lényegesen befolyásol.A kábításnál a vizes-elektromos kábítók konstrukciós hibákkal terheltek. A függesztett madarak erőteljesen vergődnek és felcsapják a társaikra is a medence vizét, ezáltal apróbb elektromos kisülések érhetik a még nem elkábított madarakat is (1. ábra). Ez jelentős stressz faktor. Az elektromos kábítóberendezések működtetése jelenleg igen kevés helyen megfelelő.A váltóáramú kábító berendezéseknél a kábító feszültség és a frekvencia megválasztása döntő a kivéreztetés szempontjából. Megfelelő kombináció alkalmazása esetén elmaradnak az agy epileptikus görcsei és a szívizom fibrillációja. Elmaradnak az izomgörcsök és vérerek szakadása a májban.Vizsgálatainkat a STORK AG kábító berendezéssel Orosházán végeztük kezelésenként 200-200 hízott libán. Négy feszültség (50, 70, 90, 110 V), három frekvencia (50, 200, 350 Hz) és négy áramerősség (65, 75, 85, 90 mA) kombinációt vizsgáltunk A szignifikánsan legjobb májerezési veszteséget, 7,6%-ot a 350 Hz frekvencián 90V feszültséggel üzemeltetett berendezés adta. Az alkalmazott áramerősség 80-85 mA volt (2. ábra).

1. ábra. Vizes-elektromos kábító berendezés

2. ábra. Hízott libamájak különböző kábítási módszerek után vágott libákból az erezése veszteség meghatározás előtt

A májvérességgel kapcsolatos vizsgálatok a kivéreztetési idő meghatározásával fejeződtek be (3. ábra).

3. ábra. Az optimális kivéreztetési idő meghatározása

4. ábra. Hagyományos hőkezeléssel készült libamáj konzerv hőterhelési görbéje 5. ábra. Módosított hőkezelés esetén a hőtermelés

alakulása libamáj konzerv esetén I.

6. ábra. Módosított hőkezelés esetén a hőtermelés alakulása libamáj konzerv esetén II.

7. ábra. Tokaji aszúval ízesített kacsamáj háromnegyed konzerv(Gyártó: Ludland Kft.)

A savanyú tejtermékgyártással kapcsolatos fejlesztéseinket az alábbiakban mutatjuk be.

A kísérletek során termofil starter baktériumokkal inokulált tejben 0,3% poralakúvisszaoldott mikroalga adagolás hatására megállapítottuk, hogy az alga adalék a pálcika alakú (laktobacillusz) fajok fajlagos szaporodási sebességét és a savtermelő aktivitását is kedvezően befolyásolta (8. ábra). A szaporodási sebesség mintegy kétszeresére a savtermelőaktivitás két és félszeresére volt növelhető. Ez a gyártási folyamat gyorsítását is lehetővé teszi, továbbá hőenergia megtakarítását eredményezi azáltal, hogy a gyártás során a hőntartási időlerövidíthető. Kifejezett aktivitás növelő hatást a Lactobacillus delbrüeckii subsp. bulgaricusCH-2 a Lactobacillus acidophilus La-5, valamint a Bifidobacterium lactis Bb-12 törzsek esetében tapasztaltunk, amikor az alkalmazott mikroalga törzs a Spirulina platensis biomassza volt. Ez a jelenség azért is lényeges és világviszonylatban is jelentős, mert a pozitív hatás minden esetben probiotikus törzseknél jelentkezett.A továbbiakban megvizsgáltuk, hogy a Spirulina platensis néhány táplálkozás-élettani szempontból nélkülözhetetlen mikroelemet milyen mértékben képes feldúsítani a sejtjeiben, vagy a sejtfalban, amivel a savanyú tejkészítmények tovább komplettálhatók. Ebből a célból KJ-t, ZnCl2-t, vagy Na2SeO3.5H2O-t 0,03-30 mg/l koncentrációban tartalmazó mesterséges tápközegekben fotobioreaktorban 8 napon keresztül szaporítottunk Spirulina platensis-t. A biomassza kinyerése után SIMAA-6000 atomabszorpciós spektrofotométer segítségével meghatároztuk annak mikroelem tartalmát.

ST CTRL

ST CBA

Time (h)

pH

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

LB CTRL

LB CBA

Time (h)

pH

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

ST+LB CTRL

ST+LB CBA

Time (h)

pH

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

A B

C

8. ábra. 3 g/dm3 cianobaktérium (CBA) biomassza hatása Streptococcus thermophilus (A), Lactobacillus

delbrueckii subsp. bulgaricus (B) és e két faj kevert tenyészetének (C) savtermelésére tejben (CTRL: kontroll)

Az eredmények alapján megállapítható volt, hogy 0,03 mg/l ZnCl2 tartalmú tápközegben a Spirulina biomassza J tartalma 370-szeresére növelhető. A Zn akkumulációval kapcsolatban megállapítható volt, hogy 0,3 mg/l Zn tartalmú tápközegben tenyésztett Spirulinából nyert biomassza a Zn-et 47-szeres koncentrációban tartalmazta. A szelén dúsítással kapcsolatban megállapítottuk, hogy 0,03 mg/l nátrium szelén tartalmú tápközegben a Se akkumuláció kb. 58-szoros. Így a biomassza mikroelem tartalma J vonatkozásában 450 mg/kg, Zn vonatkozásában 98 mg/kg, Se vonatkozásában 330 mg/kg koncentrációig növelhető. Ennek jelentősége abban van, hogy korábban mikroelemekkel dúsított pékélesztő (Saccharomyces cerevisiae) készítmények kerültek forgalomba és ezek gyakorlatilag emészthetetlenek voltak. A pékélesztő 30%-ban tartalmaz emészthetetlen sejtfal anyagot és kb. 6-8% emészthetetlen nukleinsavat, míg a mikroalgák sejtfala emészthető és nukleinsavat is csupán 2-4%-ban tartalmaznak. Tehát önálló táplálék kiegészítőként, vagy élelmiszerek beltartalmi értékének javítására az élesztő alapú készítményeknél a mikroalga, vagy a mikroelemekkel dúsított mikroalga készítmények sokkal alkalmasabbak.

Az alapanyag-tej transzglutamináz-enzimmel történő kezelésének vizsgálata a félkemény sajtok gyártásában

A hagyományos sajtgyártás valójában egy fehérje (elsősorban kazein-fehérje)- és zsír-koncentrálási folyamatnak tekinthető, amelynek során első közelítésben az alapanyag tej ezen komponensei a sajtban feldúsulnak, miközben a tej egyéb alkotórészei, így a savófehérjék, a laktóz, ill. az egyéb vízoldhatómikromolekuláris anyagok nagyjából az eredetivel azonos koncentrációban eltávoznak a savóval (Lehmann, R.H. et al.,1991., Morison, K.R. ,1997).

A sajtgyártásban a kihozatal növelésének legperspektivikusabb módja a sajtban hasznosuló fehérjék mennyiségének növelése, célszerűen a savófehérjék sajt-alvadékba történő beépítése (inkorporációja) révén (LAWRENCE, 1989; PEDERSEN, 1991; KESSLER, 1996). Az utóbbi évtizedekben világszerte számos ezen az elven alapuló új eljárást és technológiát fejlesztettek ki, amelyek közül legkorszerűbbek a különböző membrán-szeparációs technikák, ill. az enzimatikus

biokémiai módszerek.

Az utóbbi két évtized biokémiai kutatásainak eredményeképpen napjainkban már iparszerű alkalmazásra is alkalmas formában rendelkezésre állnak olyan enzimatikuseljárások, amelyek lehetővé teszik különböző fehérjék molekuláris szinten történőösszekapcsolását. Az élelmiszeriparban leggyakrabban alkalmazott enzim-csoport a transz-glutaminázok (EC 2.3.2.13), amelyek egy acil-transzfer folyamatot katalizálnak a fehérjék peptid kötéseiben lévő glutamin egységek γ -karboxi-amid csoportja, mint acil-donor és valamely primer amin, mint receptor között. Amikor a transzglutamináz (TG) szubsztrátumai fehérje molekulák, akkor az enzim hatására intra- és intermolekuláris ε- γ-glutamil-lizin keresztkötések jönnek létre. A TG enzim ily módon szerkezeti változásokat hoz létre a fehérjékben, alapvetően három mechanizmus szerint:

amin-csoport beolvasztása révén, molekulák közötti keresztkötések kialakításával, ill. dezaminálással.

A TG enzim hatására létrejövő intermolekuláris keresztkötések egyik alkalmazási lehetősége különböző fehérjék biokémiai úton történő összekapcsolása. Ez a folyamat a tejiparban is felhasználható a savófehérjék és a kazeinek közötti komplexek kialakítására.

Az enzim sajtgyártásban történő felhasználását általában két fontos körülmény nehezíti:

az enzim gátolja az oltóenzim működését és ezért a tej-alapanyaghoz való közvetlen hozzáadása rontja a tej alvadási tulajdonságait és az alvadék szerkezetét, így az a sajt-minőséget is károsan befolyásolja;

az enzim a tej alapanyagban lévő azonos típusú fehérjék között (így pl. kazein-kazein, ill. savófehérje-savófehérje között) is kialakít kötéseket, ezért normál körülmények között az enzimreakciónem hatékony, a szükséges enzim-koncentráció túlságosan magas, és ezért az eljárás gazdaságtalan. A folyamat eltolása a kazein-savófehérje komplexek túlsúlya felé az enzimreakció feltételeinek optimalizálását igényli.

Az enzimkezelés paramétereinek vizsgálata során 100 U/g aktivitású, Streptoverticillium mobaraense eredetű, Ca2+-független transzglutaminázenzimet használtunk (Novo Nordisk A/S. Dánia). Az enzim az irodalmi adatok alapján az 5 -50 oC hőmérséklettartományban és pH = 5-8 értékek között működik optimálisan. Az enzimet gyári készítmény formájában alkalmaztuk, mindennemű tisztítás vagy egyéb kezelés nélkül.Az enzim-hatás vizsgálatát soványtejben, ill. különböző volumenredukciós értékekkel ultraszűrt koncentrátumokban végeztük, melyek fehérjetartalma 3,21 és 14,44 % között változott.

A nagyüzemi kísérletek során 3,6 % zsírtartalmú nyerstejet használtunk fel

nyersanyagként. A fölözés során kapott soványtej zsírtartalmát beállítottuk 2,8-3,1%-ra. Ezzel párhuzamosan a sovány tej egy részét ultraszűrtük (UF).

795832878894988Folyadék-felhasználás, liter/100 kg

12,5812,0311,3911,1910,12Kitermelés, %

50,2351,9149,648,8847,44Sajt relatív zsírtartalma, %

2728292827,5Sajt zsírtartalma, %

53,7553,9358,4757,2858Sajt szárazanyag-tartalma, %

277265251247223Sajt mennyisége, kg/gyártás

2,92,92,92,82,78Sajttej zsírtartalma, %

13,1312,2912,1311,7711,5Sajttej szárazanyag-tartalma, %

22002200220022002200Sajt-tej mennyisége, liter/gyártás

14,827,895,552,270

Ultraszűrt koncentrátum mennyisége, % *Jellemzők

1. táblázat Üzemi gyártások eredményei