© Av Jorunn Sofie Hansen*’, Sari Savitri”, Dagbjørn Skipnes’ & Jan Thomas Rosnes’
Varmebehandling av oppdrettslaks bryter ned proteiner og
endrer råvarens kvalitet
Ved hjelp av kaliometri1 kan en måle energien som trengs for å bryte ned
proteiner ved varmebehandling av laks. Dette kan gi oss verdifull
informasjon om hvilke behandlinger som gir best kvalitet ved
tilberedning av fiskeretter.
Foto: © Jan Thomas Rosnes, Nofima
Jorunn Sofie Hansen
Forsker, Nofima AS Måltidets Hus
Rå laks viser tydelig muskulaturen med
varierende mengde av fett og proteiner.
Forbrukeren ønsker fersk og
sunn fisk
Forbrukerne ønsker fisk som oppleves
som fersk og lite konservert samtidig som
mattrygghet og holdbarhet er ivaretatt.
Markedet for kjølte ferdigretter av god
kvalitet med lite tilsetningsstoffer har økt
betraktelig i de senere år. Norsk laks er da
spesielt attraktiv med høy ernæringsmessig verdi grunnet omega-3, proteiner og
vitaminer. Akkurat nå gjennomføres det
prosjekter som skal dokumentere sunne
komponenter i laksretter. Et av disse
prosjektene er "The healthy meals and
prevention of lifestile diseases." Prosjektet
er ledet av Nofima og finansiert av Norges
Forskningsråd (prosjekt nr. 202379). Her
følges blant annet laks fra råstoff, gjennom bearbeiding og varmebehandling til
den tas opp i tarmen hos forbrukeren.
Pasteurisering er en mild eller moderat
form for varmebehandling som kan brukes
til hermetisk forseglede ferdigretter. Ved
varmebehandling er denaturering av proteiner en av hovedårsakene til kvalitetsendringer i fiskemuskelen. For kraftig varmebehandling kan gi uønsket endring av farge
og tekstur, tap av næringsstoffer, koketap
(vekttap) og krymping som samlet sett gjør
produktet mindre fristende for forbrukeren.
Denatureringen gir også en hardere og mer
kompakt muskeltekstur. Kraftig varmebehandling kan gi en progressiv krymping
og utskilling av vannløselige proteiner.
Slike utskilte proteiner kan etter kjøling gi
en uønsket gul eller hvit hinne på fiskens
overflate. For å hindre uønskede endringer
av laks ved varmebehandling er det viktig
å bruke moderate temperaturer og optimal
’Nofima, Stavanger, Norge
”Universitetet i Stavanger, Biologisk Kjemi, Stavanger, Norge
*[email protected]
1
kaliometri betyr å måle energiopptak og energiavgivelse fra en prøve
52 norsk sjømat 4-2012
prosesseringstid slik at også mikrobiell
trygghet og holdbarhet er ivaretatt.
Måling av lakseproteiner
Målet var å undersøke hvordan kvaliteten av oppdrettslaks kan forbedres ved å
studere når utvalgte hovedgrupper av proteiner denaturerer ved varmebehandling.
Intensjonen er å få kunnskap om hvilke
typer prosessering – sous vide, kok/kjøl,
eller kok server – som gir best kvalitet
ved hvilke prosesseringsbetingelser. Ved å
måle hvor mye energi som går med til å
bryte ned ulike proteiner, er det mulig å
forutsi effekten av ulike behandlingstider
ved ulike varmebehandlingstemperaturer
[1]. For å undersøke slik denaturering
av proteiner ble Differential Scanning
Calorimetry (DSC) brukt med en oppvarmingsrate på 5 °C/min for fem ulike oppvarmingstider i et temperaturområde fra 26
– 72 °C. Arbeidet omfattet også å sammenligne resultater fra proteindenaturering
med koketap og tap av vannbindingsevne
(WHC) for å optimalisere varmebehandling av oppdrettslaks for å sikre best mulig
kvalitet på produktet. Vannbindingsevne
og koketap er faktorer som påvirker den
opplevde saftigheten i laksen. Dette ble
målt med vår egenutviklede og patenterte
metode for å måle vannbindingsevne og
koketap i en prøvekopp som prøvene også
ble varmebehandlet i [2].
Nedbryting av proteiner
Sarkoplasmatiske
Aktin
Proteiner
Fett
Myofibrillære
Stroma
Myosin
Paramyosin
Figur 1 Hovedbestanddeler i laks
tekstur og andre kvaliteter. Dette har også
konsekvenser for ernæringsmessig kvalitet og fysisk stabilitet av matvaren ved
lagring.
Mye skjer ved lave temperaturer
I laksemuskelen ble det funnet fire maksimumstopper med ulike proteindenatureringer (Figur 2). I henhold til litteraturen
denatureres myosin ved 44 og 54 °C,
kollagen ved 49 °C, aktin ved 73 -74 °C
og sarkoplasma proteiner ved 49-51 °C.
Resultatene fra våre forsøk samsvarer godt
med resultatene i litteraturen.
Proteindenaturering forekommer ved
lavere temperaturer (30-60 °C) ved varmebehandling av laks. Det kan også nevnes
at denaturering av proteiner foregår ved
forskjellige temperaturområder for laks og
andre fiskeslag (varmebehandling av torsk,
dr.grad av Dagbjørn Skipnes 2011). Straks
laksen utsettes for varmebehandling tapes
mye av vannbindingsevnen, noe som gir
mindre saftighet i laksen. Imidlertid øker
vannbindingsevnen igjen ved 60 – 70 °C
før den på nytt avtar ved høyere temperaturer.
Kunnskap om kokeprosesser
Resultatene fra undersøkelsen kan brukes
til å forbedre kvaliteten på oppdrettslaks
ved varmeprosessering av mange ulike
produktkategorier. Produsenter av varmebehandlet laks på dagligvare- og storhusholdningsmarkedet kan optimalisere
produktene slik at holdbarheten blir som
ønsket, men uten at aktin denatureres slik
at koketap begrenses og vannbindings-
Foto: © Jan Thomas Rosnes, Nofima
Denaturering er definert som enhver endring av sin struktur (sekundært, tertiært
eller kvartsiert) uten nødvendigvis å bryte
peptidkjeder i deres primære form. Denatureringen kan foregå ved fysiske midler
(varme, kulde, mekanisk behandling,
stråling etc.) og eller vha. kjemiske stoffer
(syrer, alkalier, salter, metaller, organiske
bestanddeler etc.) og må sees på som en
ikke-reversiber endring som krever energi.
Økt grad av varmebehandling gir en
strukturell oppløsning av den tredimensjonale strukturen til naturlige molekyler,
fra krøllet stadium til å ikke være krøllet.
Denne utfoldende endringen av proteinet
og vann styrer matvarers struktur, aroma,
Vann
Laksestykke som er pakket i sous vide pose før varmebehandling
Foto: © Jan Thomas Rosnes, Nofima
Oppdrettslaks inneholder bl.a. 20 ulike
aminosyrer som er veltilpasset for menneskets ernæringsmessige behov. Noen
er essensielle for god helse i human diett.
Laksemuskler inneholder ca. 20-22 % proteiner. Det finnes tre viktige hovedgrupper
av proteiner som deles inn etter evne til
løselighet (Figur 1). Dette omfatter sarkoplastiske proteiner (f.eks. myoglobin som er
saltløslig), myofibrillære proteiner og bindevevsproteiner proteiner (stroma). Myofibrillære proteiner er de viktigste proteinene
både ut fra funksjon og teknologi, da de
utgjør 50 % av muskelproteinene. Myosin
og aktin utgjør 75-80 % av myofibrillære
proteiner, øvrige omtales som paramyosin. Bindevevsproteiner består av kollagen
og elastin og inneholder opp til 10 % av
ubehandlede muskelproteiner. Kollageninnholdet avhenger av art, foringsregime
etc. Generelt inneholder en fiskemuskel ca.
0,2-2,2 % kollagen.
Laksestykke som er varmebehandlet. En rekke fysiske og kjemiske
komponenter endres, der farge og konsistens er de mest synlige.
norsk sjømat 4-2012
53
Foto: © Jan Thomas Rosnes, Nofima
evnen opprettholdes. For gourmetskiktet
innebærer kunnskapen at en kan varmebehandle til en temperatur som gir optimal
smaksopplevelse, f.eks. ved varmebehandling i vannbad ved optimal temperatur.
Hvilke proteinfraksjoner som er mest
sunne, opprinnelige fra råvaren eller delvis/helt denaturerte etter prosessering, er
det ennå ikke nok kunnskap om. Denne
forskningen går nå videre for å finne ny
dokumentasjon for helsebringende effekter fra laks.
Her ser vi to laksestykker som er kraftig
varmebehandlet. Proteiner felles ut fra
muskulaturen som et hvitt belegg i pakningen.
Presentasjonen er et utdrag av en
masteroppgave laget av Sari Savitri
2011, Universitetet i Stavanger med
Nofima i Måltidets Hus som rettleder.
Referanser:
[1] Skipnes D, Østby ML, Hendrickx ME
2007. A method for caracterising cook loss
and water holding capacity in heat treated
cod (Gadus morhua) muscle. Journal of Food
Engineering 80:1078-1085.
[2] Skipnes D, van der Plancken I, Van Loey
A Hendrickx M. 2008. Kinetics of heat denaturation of proteins from farmed Atlantic cod
(Gadus morhua). Journal of Food Engineering 85:51-58
1
4
3
2
1 mW
Ending
point
Starting point
30
35
8
40
9
45
10
50
11
55
12
60
13
65
14
70
15
75
16
80
17
85
18
Figur 2: Denaturering av proteiner ved varmebehandling av oppdrettslaks.
54 norsk sjømat 4-2012
90
19
95
20
°C
min