Grundlagen einer enzymatischen Methode zur Unterscheidung zwischen Frischfleisch und aufgetautem Gefrierfleisch

Zusammenfassung Das Prinzip einer Methode zur Unterscheidung zwischen Frischfleisch und aufgetautem Gefrierfleisch beruht darauf, daß Mitochondrien-Enzyme durch Gefrieren und Auftauen von Muskel-gewebe aus dem Mitochondrion in das Sarkoplasma freigesetzt werden; das Auftreten der Aktivität mitochondrialer Enzyme in Muskelpreßsaft läßt erkennen, daß es sich um aufgetautes Gefrierfleisch und nicht um Frischfleisch handelt. Um für einen Gefrierfleisch-Nachweis dieser Art geeignet zu sein, muß ein Mitochondrien-Enzym folgende Voraussetzungen erfüllen: (a) Es soll durch Gefrieren und Auftauen, nicht aber während Kühllagerung des Fleisches (Fleischreifung) freigesetzt werden; (b) die Gesamtaktivität des Enzyms sollte während Lagerung des Fleisches in frischem oder gefrorenem Zustand nicht wesentlich abnehmen; (c) die Enzymaktivität soll im Preßsaft des Fleisches verhältnismäßig leicht nachzuweisen sein. Von den untersuchten Enzymen entsprachen Citrat-synthase und -Hydroxyacyl-CoA-dehydrogenase (HADH) diesen Anforderungen. Aus praktischen Gründen wurde der HADH der Vorzug gegeben. Die experimentellen Bedingungen der Ermittlung der HADH-Aktivität im Preßsaft durch photometrische Bestimmung oder einen Farb-Test müssen je nach Fleischart etwas modifiziert werden. Der HADH-Gefrierfleisch-Nachweis ist auf das Fleisch von Rind, Schwein, Schaf, Wild und Geflügel anwendbar. Die Frage nach der Anwendbarkeit auf Hackfleisch wird diskutiert.

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Development of an enzymatic method to differentiation between fresh meat and frozen thawed meat

Summary The principle of a method for differentiating between fresh and frozen/thawed meat is based on the fact that freezing and thawing of muscle tissue results in a release of mitochondrial enzymes from the mitochondrion into the sarcoplasm; the appearance of activity of mitochondrial enzymes in the muscle press juice indicates that the meat was frozen and thawed. For a frozen meat test of this type, the mitochondrial enzyme chosen must fulfill the following requirements (a) it should be released by freezing and thawing but not during storage of meat under refrigeration (meat ageing); (b) the total activity should not decrease markedly during storage of meat either fresh or frozen; and (c) it should be easily detectable in the muscle press juice. Among the enzymes investigated, citrate synthase and -hydroxyacyl-CoA-dehydrogenase (HADH) meet these criteria. HADH was selected for the frozen-meat test because of practical reasons. The experimental conditions for the assessment of the HADH activity in muscle press juice either by photometric determination or by a colour test are somewhat different according to the type of meat. The HADH test can be applied to the meat of cattle, pigs, sheep, game and poultry. Problems of application of the method to chopped meat are discussed.

     

Aktivit?t und subcellul?re Verteilung einiger Mitochondrien-Enzyme im Skeletmuskel. I. Helle und dunkle Muskulatur von Rind und Schwein

Summary In different bovine and porcine muscles (Longissimus dorsi, Semimembranaceus; Diaphragma) the extractable activities of aconitase (AC), F-marase (FU), malate dehydrogenase (MDH) and succinate dehydrogenase (SDH) were determined. The subcellular distribution of these enzymes within the tissue was eludicated by determination of the enzyme activities in the press juice of the intact muscle tissue. The activity of SDH was additionally determined in the muscle homogenates. SDH was found to be almost completely associated with cellular structures. Less than 10% of the total FU activity was present in the soluble state. Slightly more than 20% of the total AC was localized within the sarcoplasma. The subcellular distribution of these enzymes was influenced by muscle type and animal species. The MDH of porcineLongissimus dorsi andSemimembranaceus was present completely in soluble state; in the other muscles only about 50% of the total MDH was localized within the sarcoplasma. A. positive correlation was found between the activities of AC, FU and SDH and the myoglobin content of the muscles. This relationship was more pronounced in porcine muscles than in bovine muscles. With MDH, no such correlation was found for bovine muscles, but a negative correlation between MDH and myoglobin content existed for porcine muscles. The differences between bovine and porcine muscles seem to be related also to other factors besides the metabolic type of muscles determined by the myoglobin content.Zusammenfassung In verschiedenen Muskeln (Longissimus dorsi, Semimembranaceus undDiaphragma) von Rind und Schwein wurden die extrahietbaren Aktivitäten von Aconitase (AC), Fumarase (FU), Malatdehydrogenase (MDH) und Succinodehydrogenase (SDH) bestimmt. Durch Bestimmung der Aktivitäten im Preßsaft des unzerkleinerten Muskelgewebes wurde die subcelluläre Verteilung dieser am Citrat-Cyclus beteiligten Enzyme ermittelt. Die Aktivität der SDH wurde ferner in Muskelhomogenaten bestimmt. SDH war fast ausschließlich an Gewebestrukturen gebunden. Von FU lagen weniger als 10% der Gesamtaktivität in löslicher Form vor. Von AC waren kaum mehr als 20% im Sarkoplasma lokalisiert. Die subcelluläre Verteilung dieser Enzyme hing von Tierart und Muskelart ab. MDH fand sich imLongissimus dorsi undSemimembranaceus des Schweins ausschließlich in löslicher Form; in den übrigen Muskeln war MDH zu etwa 50% im Sarkoplasma enthalten. Zwischen Myoglobiugehalt der Gewebe und der gesamten Aktivität von AC, FU und SDH bestand eine positive Korrelation, die beim Schwein noch enger war als beim Rind. Für MDH ergab sich bei Rindermuskeln keine derartige Beziehung, bei Schweinemuskeln war sie entgegengesetzter Art. Unterschiede zwischen Rinder- und Schweinemuskeln ließen sich nicht allein auf die durch unterschiedliche Myoglobingehalte ausgewiesenen Unterschiede in der Stoffwechselaktivität der Muskeln zurückführen.

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Stipendiat der Alexander-von-Humboldt-Stiftung. Jetzige Adresse: University of Assiut, Faculty of Agriculture; Assiut, VAR.     

Carotenoid scavenging of radicals

Carotenoid scavenging of free radicals has been investigated in peroxidizing methyl esters of unsaturated fatty acids using (i) metmyoglobin as a water-based freeradical initiator in a heterogeneous lipid/water system, and (ii) azo-bis-isobutyronitrile as a free-radical initiator in a homogeneous chloroform solution. For the heterogeneous system, using a combination of electrochemical oxygen depletion measurements, spectrophotometric determination of lipid hydroperoxides and carotenoid degradation, it was demonstrated that each of the four carotenoids astaxanthin,-carotene, canthaxanthin, and zeaxanthin protects the methyl esters against oxidation. The antioxidative effect increases with increasing carotenoid concentration, increases with decreasing oxygen partial pressure (0.010< pO₂ <0.50 atm), and shows little dependence on the structure of the carotenoid. For a homogeneous solution, the effect of the structure of the carotenoid was further investigated, and it was shown that the stability of the four carotenoids in the oxidizing system are different, with the order of decreasing stability being: astaxanthin>canthaxanthin>-carotene>zeaxanthin. Each of the four carotenoids can suppress lipid oxidation and the degree of suppression of peroxidation of methyl linoleate corresponds to the difference in stability.

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Entfernung von freien Radikalen beim Carotenoid. Einfluß der Strukturen des Carotenoids und des Sauerstoffdruckes auf die antioxidative Aktivität

Zusammenfassung Es wurde die Entfernung von freien Radikalen beim Carotenoid untersucht durch Peroxidation der Methylester der ungesättigten Fettsäuren unter Verwendung von Metmyoglobin in einem heterogenen Lipid/Wasser-System und azo-bis-Isobutyronitril wie ein freier Radikal-Initiator in einer homogenen Chloroform-Lösung. Für das heterogene System, unter Verwendung einer Kombination einer elektrochemischen Messung der Sauerstoffverminderung, der spektrophotometrischen Bestimmung der Lipidhydroperoxide und des Carotenoidabbaues wurde demonstriert, daß jedes der vier Carotenoide, Astaxanthin,-Carotin, Canthaxanthin und Zeaxanthin, die Methylester gegen Oxidation schützt. Der antioxidative Effekt steigt mit fallendem Sauerstoffdruck (0,0102<0.50 atm); weiterhin ist er wenig abhängig von der Struktur des Carotenoids. Für das homogene System wurde der Einfluß der Struktur des Carotenoids weiterhin untersucht; und es wurde demonstriert, daß die Stabilität der vier Carotenoide in dem oxidierenden System verschieden ist, und zwar mit fallender Stabilität in der Reihe: Astaxanthin>Canthaxanthin>-Carotin >Zeaxanthin. Jedes der vier Carotenoide kann die Lipidoxidation unterdrücken, der Grad der Unterdrükkung der Peroxidation des Methyllinolats entspricht dem Unterschied in der Stabilität.

     

L?slichkeit und gel-elektrophoretische Muster hitzedenaturierter Proteine, auch von st?rkehaltigen Proben, nach Einwirkung von Na-dodecylsulfat (SDS)

Zusammenfassung Das Lösungsvermögen des Anionendetergents Na-dodecylsulfat (SDS) in Gegenwart disulfidbrückenspaltender Reagentien auf native und auf hitzedenaturierte Proteine wird an Fleisch-und Kartoffelproteinen mit Hilfe elektrophoretischer Methoden untersucht. Die zur Resolubilisierung notwendige Menge an SDS und die erforderliche Incubationszeit werden für die verschiedenen Proben ermittelt. Die Proteine des Skeletmuskels von Rind, Schwein, Huhn und Pute einerseits und die Proteine der europäischen Kartoffelsorten und der südamerikanischen Primitivkultivare andererseits zeigen in der SDS-PAGE ein sehr ähnliches Bandenmuster, das speziesdifferenzierend kaum ausgewertet werden kann, aber ein gutes Charakteristikum für Muskel-bzw. Kartoffelproteine ist.

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Solubility and electrophoretic patterns of heat-denaturated proteins (including samples containing starch) after treatment with SDS (sodiumdodecylsulfat)

Summary The ability of the anionic detergent SDS (sodium-dodecylsulfate) to solubilize native and heat-denaturated proteins of meat and potatoes in presence of disulphide reducing agents was checked by electrophoretic methods. Skeletal muscle proteins of beef, pork, chicken and turkey have shown very similar patterns in SDS-gelelectrophoresis, which could hardly be used for species identification but they are characteristic for fresh or boiled muscles. Proteins of European potato cultivars and primitive cultivars from South America have almost identical SDS-patterns even if taken from boiled potatoes. Their patterns are different from the proteins of other European crops plants and may serve for detection of the presence of potatoes in food mixtures.

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Diese Arbeit ist Teil der Dissertation von I. de Wreede. Die Analyse der tierischen Proteine bearbeitete I. de Wreede.Sonderdruckanfragen an: I. de Wreede (Adresse siehe oben)