KALANKÄSITTELYN KÄYTÄNNÖT JA TUOTELAATU 1) Laatu ja kalan elintarvikeketju 2) Laatu ominaisuudet 3) Esimerkit tutkimuksesta Susanna Airaksinen
Kalan tie elintarvikkeeksi KASVATUS/KALASTUS Kalakanta Olosuhteet lämpötila, tiheys, O 2 Ravitsemus ja terveys
Kalan tie elintarvikkeeksi KASVATUS/KALASTUS PERKUU Esikäsittely Tainnuttaminen Verestäminen Jäähdyttäminen
Kalan tie elintarvikkeeksi KASVATUS/KALASTUS PERKUU JATKOJALOSTUS Jäähdyttäminen Prosessointi ja pakkaaminen
Kalan tie elintarvikkeeksi KASVATUS/KALASTUS PERKUU JATKOJALOSTUS KAUPPA Säilytys
Kalan tie elintarvikkeeksi KASVATUS/KALASTUS PERKUU JATKOJALOSTUS KAUPPA RUOKAPÖYTÄ Säilytys Valmistaminen
Kalan tie elintarvikkeeksi KASVATUS/KALASTUS PERKUU JATKOJALOSTUS KAUPPA RUOKAPÖYTÄ Laadukas raaka-aine Laadukas tuote Tuotelaatu
Laatu elintarviketuotannossa KOTIMAISUUS TERVEELLISYYS TURVALLISUUS JÄLJITETTÄVYYS KESTÄVÄ JA SÄÄNNÖSTEN MUKAINEN TUOTANTO ERIKOISTUOTE tai PITKÄLLE JALOSTETTU TUOTE Raaka-aineominaisuuksiltaan virheetön ja tarkoitukseensa sopivin tuote
T u o t e l a a t u t u t k i m u s RAVINNON- TUOTANTO ELÄMÄN YLLÄPITO esteettinen laatu mielikuvat toimeentulo rakenne ulkonäkö maku/haju koostumus ulkonäkö säilyvyys turvallisuus jäljitettävyys maku rakenne väri mehukkuus aromi ostopäätös alkutuottaja jalostaja kauppa kuluttaja L a a d u k k a a t t u o t t e e t
Tuotelaatuominaisuudet
Tuotelaatu-ominaisuudet RAKENNE ULKONÄKÖ MAKU / HAJU KOOSTUMUS
Tuotelaatu-ominaisuudet RAKENNE RAKENNE ULKONÄKÖ MAKU / HAJU KOOSTUMUS VEDENSIDONTAKYKY VÄRI AISTINVARAINEN ARVIO KOOSTUMUS MIKROBIOLOGINEN LAATU RAVITSEMUKSELLINEN LAATU LISÄAINEET JA JÄÄMÄT
Tuotelaatu-ominaisuudet RAKENNE RAKENNE ULKONÄKÖ MAKU / HAJU KOOSTUMUS VEDENSIDONTAKYKY VÄRI AISTINVARAINEN ARVIO KOOSTUMUS MIKROBIOLOGINEN LAATU RAVITSEMUKSELLINEN LAATU LISÄAINEET JA JÄÄMÄT
Tuotelaatu-ominaisuudet RAKENNE RAKENNE ULKONÄKÖ MAKU / HAJU KOOSTUMUS VEDENSIDONTAKYKY VÄRI AISTINVARAINEN ARVIO KOOSTUMUS MIKROBIOLOGINEN LAATU RAVITSEMUKSELLINEN LAATU LISÄAINEET JA JÄÄMÄT
Tuotelaatu-ominaisuudet RAKENNE RAKENNE ULKONÄKÖ MAKU / HAJU KOOSTUMUS VEDENSIDONTAKYKY VÄRI AISTINVARAINEN ARVIO KOOSTUMUS MIKROBIOLOGINEN LAATU RAVITSEMUKSELLINEN LAATU LISÄAINEET JA JÄÄMÄT
Tuotelaatu-ominaisuudet RAKENNE RAKENNE ULKONÄKÖ MAKU / HAJU KOOSTUMUS VEDENSIDONTAKYKY VÄRI AISTINVARAINEN ARVIO KOOSTUMUS MIKROBIOLOGINEN LAATU RAVITSEMUKSELLINEN LAATU LISÄAINEET JA JÄÄMÄT
Tuotelaadun mittarit
Vedensidontakyky Lihaksen rakenne ja erityisesti liukenemattomat lihassäikeiden proteiinit vastaavat 75 %:sti lihaksen vedensidontakyvystä LIHAKSEEN SITOUTUNUT VESI Solunsisäinen vesi ( 90 %) 0.1% on rakenteellinen, molekulaarinen vesi 5-10% välimuotoinen vesi, jolla rajallinen liikkuvuus 90-95% vapaa vesi, joka on mobilisoitavissa Solunulkoinen vesi ( 10 %)
Vedensidontakyky VEDENSIDONTAKYVYN MÄÄRITTÄMINEN Gravimetriset menetelmät - vapautuvan veden määrä arvioidaan seisottamisen jälkeen tai erilaisin mekaanisin menetelmin kuten puristus tai sentrifugointi
Vedensidontakyky kuivuminen, mehukkuus heikkenee sitkeys ulkonäkö heikentynyt vedensidontakyky soveltuvuus eri tuotteiksi painohävikki, drip loss
RAKENNE Rakenne riippuu lihaksen - sidekudoksen ominaisuuksista - lihassolujen tyypistä, määrästä ja koosta lihaksen koostumus, ravitsemustila, sukukypsyys, vuodenaika, stressi
Rakenne RAKENTEEN MÄÄRITTÄMINEN - rakennemittauslaitteistolla OBJEKTIIVINEN RAKENTEEN ARVIOINTI - kiinteyden arviointi - purennan jäljittely - tuotteen käsiteltävyys Sormitesti Rakenneprofiilianalyysi Veitsitesti
Mittaus toteutetaan rakennetestauslaitteistolla Rakenne
Rakenne Näytettä puristetaan kaksi kertaa vakionopeudella, esim. 75% näytteen korkeudesta
Hajoavuus Rakenne Kiinteys Koossapysyvyys ALA 2 = Kimmoisuus ALA 1 AIKA 2 AIKA 1 =
Rakenne maittavuus käsiteltävyys jatkojalostuksessa ulkonäkö hajoavuus kiinteys koossapysyvyys kimmoisuus soveltuvuus eri tuotteiksi säilyvyys
Väri Lihaksen pigmentit - myoglobiini, astaksantiini Veren pigmentit - hemoglobiini
Väri Metmyoglobiinin muodostuminen = värin heikkeneminen deoxymb (tumma) > oxymb (kirkas) -> MetMb (ruskea) Värin heikkenemistä voidaan ehkäistä - bakteerikasvun hillitseminen - kaasuseokset pakkauksissa - ph - valaistusolosuhteet säilytyksen aikana - lisäaineet
Väri Lab-arvot voidaan mitata spektrofotometrillä tuotteen pinnasta
Väri Saadaan näytteiden spektrit, joista näkyvät näytteiden väliset erot 30 Reflektanssi % 20 10 0 Aallonpituus nm
Väriavaruutta kuvaava CIELab-malli : L*: valoisuus, valomäärä a*: punaisuus (puna-vihreä) b*: keltaisuus (kelta-sininen) h: värisävy C: täyteläisyys
Väri pilaantuminen ulkonäkö värin ylläpito soveltuvuus eri tuotteiksi
OMINAISUUKSIEN VUOROVAIKUTUS MAKU -> kemiallinen analyysi -> ei eroa -> rakenne analyysi -> ero havaitaan -> vedensidontakyky -> ero havaitaan MUREUS TÄRKEIN!!!
MIKÄ TEKEE KALANKÄSITTELYSTÄ ENNEN TEURASTUSTA NIIN TÄRKEÄÄ?
Kalan käsittely ennen teurastusta KASVATUS/KALASTUS PERKUU JATKOJALOSTUS Esikäsittely Tainnuttaminen Verestäminen Jäähdyttäminen KAUPPA RUOKAPÖYTÄ
Kalan käsittely ennen teurastusta Esikäsittely Esikäsittely Tainnuttaminen Verestäminen Jäähdyttäminen
Kalan käsittely ennen teurastusta Esikäsittely Esikäsittely Tainnuttaminen Verestäminen Jäähdyttäminen
Kalan lihaksen rakenne VÄHÄINEN MERKITYS TEURASTUKSEN AIKANA valkoinen lihas Aerobinen punainen lihaskudos - hidas supistuminen ja väsyminen - liikkeet suhteellisen hitaita - käytössä tasaisen uinnin aikana punainen lihas rasvakudos rasva- ja sidekudos
Kalan lihaksen rakenne Anaerobinen valkoinen lihaskudos - nopea supistuminen ja rentoutuminen - liikkeet nopeita ja lyhytaikaisia - käytössä nopeiden liikkeiden aikana KESKEINEN MERKITYS TEURASTUKSEN AIKANA valkoinen lihas punainen lihas rasvakudos rasva- ja sidekudos
Lihaksen aineenvaihdunta IMP AMP ADP + kreatiinifosfaatti kreatiini ATP- varat lihas supistuu ja relaksoituu laktaatti glukoosi glykogeeni
Lihaksen aineenvaihdunta IMP AMP ADP + kreatiinifosfaatti kreatiini ATP- varat lihas supistuu ja relaksoituu laktaatti ph laskee glykogeeni Lihaksen toiminta jatkuu kuoleman jälkeen anaerobisena
Lihaksen aineenvaihdunta IMP AMP ADP + kreatiinifosfaatti HxR, inosiini (I) Hx, hypoksantiini X, ksantiini U, virtsahappo ph laskee laktaatti ATP- varat glykogeeni kreatiini relaksaatiota ei tapahdu rigor mortis
Lihaksen aineenvaihdunta IMP AMP HxR, inosin (I) Hx, hypoxanthin ADP + kreatiinifosfaatti Tuoreutta kuvaava K-arvo nousee: X, xanthin U, uric acid K= [I]+[Hx] [ATP]+[ADP]+[IMP]+[I]+[Hx] trimetyyliamiinioksidi (TMAO) trimetyyliamiini (TMA) (makuhaitat merieläimillä) monityydyttymättömien rasvahappojen hapettuminen härskiintyminen bakteerien dekarboksylaasit hajottavat typpiyhdisteitä haihtuvat happamat typpiyhdisteet (TVBN)
Lihaksen aineenvaihdunta laktaatti ph laskee glykogeeni Alhainen ph: Entsyymiaktiivisuuden muutokset - glykolyysin pysähtyminen (fosfofruktokinaasi) - proteolyysin kiihtyminen (lysosomal enzyme release) -> proteiinien denaturaation kiihtyminen
Rigor mortis Energiavarojen ehtyminen: Aktiini- ja myosiinisäikeet sitoutuvat tiukasti toisiinsa -> Lihassyyt lukkiutuvat tiettyyn pituuteen Aineenvaihduntatuotteiden kertyminen: Alhainen ph -> Kuolinjäykkyyden kestäessä ei juurikaan tapahdu pilaantumista, koska lihas on lievästi hapan, mikä heikentää mikrobien toimintaa
Rigor mortis Korkea lämpötila ja stressi ennen teurastusta lisää kalan aktiivisuutta, minkä seurauksena energiavarastot kulutetaan nopeasti loppuun rigor mortis aikaistuu ja voimistuu
Rigor mortis Aikaistunut rigor - kalan säilyvyys ja tuoreus heikkenee - inosiini ja hypoksantiini aiheuttavat pilaantunutta makua Voimakas rigor - sidekudos heikkenee ja lihas pehmenee - voimakas rigor vaikeuttaa kalan käsittelyä (saanto) - vedensidontakyky heikkenee - huono ulkonäkö
Kalasta elintarvikkeeksi Kalan aineenvaihdunta Kalan stressireaktiot Biokemialliset reaktiot Fysikaaliset ominaisuudet Hajoamisreaktiot ja pilaantuminen ELÄVÄ KALA RAAKA- AINE ELÄINPERÄINEN JÄTE
Stressin vaikutukset lihan laatuun Pitkäaikainen stressi Lyhytaikainen stressi DFD (Dark Firm Dry) Tumma Sitkeä Kuiva PSE (Pale Soft Exudative) Vaalea Löysä Vetinen -- glykogeenivarastojen vähyys -- korkea ph -- nopea rigor -- alhainen ph -- huono vedensidontakyky
Kalasta elintarvikkeeksi Kalan aineenvaihdunta Kalan stressireaktiot LÄMPÖTILA Biokemialliset reaktiot LÄMPÖTILA Fysikaaliset ominaisuudet Kylmäketju KALA RAAKA-AINE
Kalasta elintarvikkeeksi LÄMPÖTILA Kalan aineenvaihdunta Kalan stressireaktiot LÄMPÖTILA Biokemialliset reaktiot LÄMPÖTILA Fysikaaliset ominaisuudet LÄMPÖTILA KALA RAAKA-AINE
Kalasta elintarvikkeeksi I esimerkki LÄMPÖTILA Kalan aineenvaihdunta Kalan stressireaktiot Biokemialliset reaktiot Fysikaaliset ominaisuudet LÄMPÖTILA KALA RAAKA-AINE
Kalasta elintarvikkeeksi II esimerkki TAINNUTUSTAPA Kalan aineenvaihdunta Kalan stressireaktiot Biokemialliset reaktiot Fysikaaliset ominaisuudet TAINNUTUSTAPA KALA RAAKA-AINE
KALOJEN JÄÄHDYTTÄMINEN ENNEN TEURASTUSTA
Koeasetelma Kirjolohi Tutkimuksen kohteena: - stressin ja lihasrasituksen vuorovaikutus - stressin ja lihasrasituksen vuorovaikutus lämpötilan kanssa - edellisten vaikutus teuraslaatuun
8 käsittelyä, joissa muuttujina 1) lämpötila 2) rauhoitus 3) rasitus häiritty tunnin aikana 10 min välein haavimalla ja nostamalla ylös vedestä 15 o C 15 o C 15 o C 15 o C 15 o C 5 o C 5 o C 5 o C 5 o C 5 o C rauhoitettu rauhoitettu normaali normaali
Mitattuja ominaisuuksia 1. Lihasrasitusta ja stressiä kuvaavat mittarit Plasma: Lihaksen aineenvaihdunta: hematokriitti glukoosipitoisuus laktaattipitoisuus osmolaarisuus ph nukleotidit
Mitattuja ominaisuuksia 2. Tuotelaatua kuvaavat mittarit Rigor: Lihan laatu: ph kutistuminen vedensidontakyky kiinteys väri tuoreus
Tulokset Kirjolohi Stressiä indikoivat muuttujat
Tulokset Hematokriitti Hematokriitti 25 30 35 40 45 50 eimet Rauhoitus estää stressivastetta Met 5 15 Lämpötila
Tulokset Veren osmolaarisuus mosm/l 280 300 320 340 360 380 eimet Rauhoitus estää stressivastetta 15 C:ssa Met 5 15 Lämpötila
Tulokset Veren osmolaarisuus mosm/l 280 300 320 340 360 380 eimet Jäähdytys estää stressivastetta Met 5 15 Lämpötila
Tulokset Veren osmolaarisuus mosm/l 280 300 320 340 360 380 exercise rest Rasitus pahentaa tilannetta 15 C:ssa 5 15 Lämpötila
Tulokset mosm/l 280 300 320 340 360 380 Veren osmolaarisuus Rasitetulla kalalla rauhoituksesta ei enää apua eimet Met exercise rest Rasitus
Tulokset Veren maitohappo- eli laktaattipitoisuus Laktaatti (mg/l) 0 500 1000 1500 2000 eimet Rauhoitus alentaa lihaksen aineenvaihduntaa 15 C:ssa Met 5 15 Lämpötila
Tulokset Veren maitohappo- eli laktaattipitoisuus Laktaatti (mg/l) 0 500 1000 1500 2000 exercise rest Rasitus pahentaa tilannetta 15 C:ssa 5 15 Lämpötila
Tulokset Veren maitohappo- eli laktaattipitoisuus Laktaatti (mg/l) 0 500 1000 1500 2000 eimet Met Rasitetulla kalalla rauhoituksen merkitys vähenee exercise rest Rasitus
Tulokset Kirjolohi Rigorin voimakkuutta heijastavat ominaisuudet
Tulokset Lihaksen ph ~ 0.4 ph-yksikköä ph 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 5 15 Alhainen lämpötila edullinen ph:n kannalta 0.0 23.5 120.0 Aika (h)
Tulokset Lihaksen ph ~ 0.3 ph-yksikköä ph 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 eimet Met Rauhoitettu kala tainnutettu lepotilan ph:ssa 0.0 23.5 120.0 Aika (h)
Tulokset Lihaksen ph ~ 0.1 ph-yksikköä ph 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 exercise rest Fyysisen rasituksen merkitys lämpötilaa ja rauhoitusta vähäisempi 0.0 23.5 120.0 Aika (h)
Tulokset Fileen kutistuminen Kutistuminen (%) 0 5 10 15 20 15 Alhaisessa lämpötilassa kutistuminen 5 vähäisempää 0.0 23.5 120.0 Aika (h)
Tulokset Fileen kutistuminen Kutistuminen (%) 0 5 10 15 20 eimet Met Rauhoittaminen vähentää kutistumista 0.0 23.5 120.0 Aika (h)
Tulokset Fileen kutistuminen Kutistuminen (%) 0 5 10 15 20 exercise rest Fyysisen rasitus lisää kutistumista korkeassa lämpötilassa 0.0 23.5 120.0 Aika (h)
Tulokset Kirjolohi Tuotelaatua kuvaavat ominaisuudet
Tulokset Vapautunut vesi (%) 5 6 7 8 9 10 11 15 5 Lihaksen vedensidontakyky 0 120 Korkeassa lämpötilassa VSK huonompi - rauhoittamaton - rasitus Aika (h)
Tulokset Lihaksen vedensidontakyky Vapautunut vesi (%) 5 6 7 8 9 10 11 15 5 Ajan myötä VSK heikkenee - rauhoittamaton - rasitus 0 120 Aika (h)
Tulokset Lihaksen vedensidontakyky Vapautunut vesi (%) 5 6 7 8 9 10 11 15 5 Rauhoituksella positiivinen vaikutus VSK:hon lämpimässä eimet Rauhoitus Met - hetkellä 0 tuntia - rasitus
Tulokset Lihaksen vedensidontakyky Vapautunut vesi (%) 5 6 7 8 9 10 11 15 5 Säilytyksen myötä ero häviää, mutta rauhoittamattomilla lämpötilaerot säilyvät eimet Rauhoitus Met - hetkellä 120 tuntia - rasitus
Tulokset Lihaksen vedensidontakyky Vapautunut vesi (%) 5 6 7 8 9 10 11 15 5 Rasitus vaikuttaa haitallisesti VSK:hon lämpimässä exercise Rasitus rest - hetkellä 0 tuntia - rauhoittamaton
Tulokset Lihaksen vedensidontakyky Vapautunut vesi (%) 5 6 7 8 9 10 11 15 5 Ero pysyvä säilytyksen ajan exercise Rasitus rest - hetkellä 120 tuntia - rauhoittamaton
Tulokset Lihaksen veitsellä mitattu kovuus Veitsileikkausvoima (N) 10 15 20 25 30 35 40 5 15 Jäähdytetyn kalan lihas kiinteämpää 0 120 Aika (h) - rauhoittamaton - rasitus
Tulokset Lihaksen veitsellä mitattu kovuus Veitsileikkaus voima (N) 5 10 20 30 40 eimet Met 5 15 Lämpötila - hetkellä 0 tuntia - rasitus
Tulokset Lihaksen veitsellä mitattu kovuus Veitsileikkausvoima (N) 5 10 20 30 40 Säilytyksen jälkeen rauhoituksella positiivinen vaikutus 15 C:ssa Met eimet 5 15 Lämpötila - hetkellä 120 tuntia - rasitus
Tulokset Lihaksen väriominaisuudet - Valomäärä Valomäärä (L*) 20 25 30 35 40 15 5 Säilytyksen aikana lihas vaalenee hieman muista tekijöistä riippumatta 0 120 Aika (h)
Tulokset Lihaksen väriominaisuudet - Valomäärä Valomäärä (L*) 20 25 30 35 40 15 5 Värisävyssä muutoksia ei havaittu, värikylläisyys aleni hieman rauhoitetuilla kaloilla 0 120 Aika (h)
Tulokset Tuoreus K-arvo 0 5 10 15 20 25 15 5 Ei vaikutusta - lämpötilalla - rauhoituksella - rasituksella 0 120 Aika (h)
Tulokset Tuoreus IMP (ug/100 g) 1000 1400 1800 5 15 Kalan hyvää, tuoretta makua kuvaava IMP laskee säilytyksen aikana 0 120 Aika (h)
Tulokset Tuoreus IMP (ug/100 g) 1000 1400 1800 5 15 Tuoreella kalalla jäähdyttämisella positiivinen vaikutus 0 120 Aika (h)
Tulokset Tuoreus IMP (ug/100 g) 1000 1400 1800 5 15 15 C:ssa rasituksella selkeän negatiivinen vaikutus tuoreuteen 0 120 Aika (h)
Yhteenveto Kirjolohi Jäähdyttämisen vaikutukset stressiin ja teuraslaatuun aiheutetun stressin ja fyysisen rasituksen minimoinnilla tärkeä merkitys teurastettaessa kalaa lämpimän veden aikaan optimaalisella jäähdytyksellä voidaan saavuttaa tila, jossa kalan kokema stressi on selkeästi alhaisempi kuin korkeammassa lämpötilassa lämpötilan vaikutukset kalan tuotelaatuominaisuuksiin välittyvät kalan aineenvaihdunnan kautta
Yhteenveto Kirjolohi Jäähdyttämisen vaikutukset stressiin ja teuraslaatuun Alhainen stressitaso lieventää kalan rigoria alentaa nestehukkaa lihaksesta (ei kemiallinen rauhoitus) kiinteyttää lihasta (ei kemiallinen rauhoitus) parantaa tuoretta makua (ei aistinvaraisesti testattu)
Yhteenveto Tavoite lämpötila ja jäähdytyksen kesto tulee optimoida -> jäiden lisääminen veteen? Laatutekijöihin vaikuttavat tekijät eivät ole suoraan lämpötilasta riippuvia, vaan yhteydessä kalan aineenvaihduntaan ja kokemaan stressiin
KALOJEN TAINNUTTAMINEN JA TUOTELAATU
Koeasetelma Kirjolohi ja siika Tutkimuksen kohteena: - stressin ja lihasrasituksen vuorovaikutus - edellisten vaikutus teuraslaatuun
4 käsittelyä, joissa muuttujina 1) tainnutustapa 2) rauhoitus kolkkaus CO 2 -tainnutus normaali rauhoitettu AQ kolkk CO 2 normaali kolkk CO 2 rauhoitettu
Kalojen käsittelyn vaikutus teuraslaatuun Kirjolohen tainnutusmenetelmät Norm AQ
Kalojen käsittelyn vaikutus teuraslaatuun Siian tainnutusmenetelmät
Kalojen käsittelyn vaikutus teuraslaatuun Taipuisuus mm 0 20 40 60 80 III kalaerä S K 5 8 11 Aika h Muikun sähkötainnutus (800V/50 Hz)
Kohti laadun hallintaa Kalan terveys ja hyvinvointi laadukkaan ruokakalantuotannon taustalla Ravitsemus, valintajalostus, sukukypsyyden hallinta ja käytäntöjen optimointi avaimina laadun kehittämisessä maksimaalinen hyödyntäminen mahdollista vain onnistuneen kalan käsittelyn seurauksena
Kiitokset! Kari Ruohonen Turun riistanja kalantutkimus Tarja Aro Olli Norrdahl Jari Riihimäki Markku Vaajala Rymättylän kalantutkimusasema
Kiitokset! Varsinais-Suomen TE-keskus (KOR) Tekes
TERVEISET RYMÄTTYLÄSTÄ