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Doctoral Thesis
2006
Versuche zur Verbesserung der sensorischen Fleischqualität beim Schwein durch nutritive Hemmung der Skatolbildung
Versuche zur Verbesserung der sensorischen Fleischqualität beim Schwein durch nutritive Hemmung der Skatolbildung
Abstract (English)
Skatole is known to occur in pork carcasses. Due to its pronounced faecal odour, it may have an adverse effect on sensorial quality of pork. Skatole has been associated with boar taint, but is also formed in the large intestine of barrows and gilts by bacterial degradation of tryptophan. As apoptotic cells from the gut mucosa are the main source of tryptophan, skatole formation is partly linked to the degree of cell renewal in the gut. A part of microbially formed skatole is absorbed and stored in adipose tissue due to its lipophilic properties. In earlier studies it has been shown that intestinal butyrate formation increased by feeding resistant potato starch. This short-chain fatty acid reduced the apoptotic activity in the gut mucosa and thus decreased skatole formation and tissue accumulation. Therefore, it was the aim of the present study to investigate whether this method is applicable to improve sensorial quality of pork under routine fattening conditions. In the first experiment the amount of potato starch required for sufficient reduction of skatole was determined. Four groups of pigs received diets containing different amounts of potato starch (0 % as a control, 20 %, 30 %, 40 %) for 2-3 weeks prior to slaughter. Skatole concentrations in gut content (proximal and distal colon, rectum) and adipose tissue (flare fat and ventral fat) were determined by High Performace Liquid Chromatography. An amount of 30 % in the diet reduced skatole concentrations in gut content and adipose tissue compared to the control. The reduction was 98 % in the proximal colon, 93 % in the distal colon and 89 % in the rectum. Skatole concentrations in flare fat decreased by 84 %. Feeding a higher amount of potato starch (40 %) did not result in a significant further reduction. Therefore, in the following experiment (consisting of two replicates) diets of treatment groups contained 30 % of potato starch. In each replicate, 80 Baden-Württemberg Hybrids (barrows and gilts) were fed the diets during the whole fattening period. The control groups received a conventional diet based on grain and soya and a diet with a proportion of 30 % gelatinized starch in replicate 1 and 2, respectively. Skatole concentrations were determined in gut content (proximal and distal colon, rectum), blood plasma and adipose tissue (flare fat, ventral fat and back fat). Apoptosis in the colonic mucosa was determined cytochemically. From each replicate cutlets from 12 control pigs and 12 potato starch pigs were used for sensorial evaluation. The panellists evaluated samples for aroma of meat juice, and aroma and taste of meat according to a 5-point scale. The attributes were from 1 (very unpleasant) to 5 (very pleasant). A trend towards reduced apoptosis was demonstrated in the upper crypt compartment in the proximal colon. Intestinal skatole formation decreased from 50-60 µg/g dry matter to values around the lower limit of detection (0.4 µg/g). Thus, less skatole was absorbed and the mean concentrations in blood plasma were reduced by 45-65 %. In adipose tissue, concentrations in the potato starch group decreased by 57-90 % compared to the controls. Therefore, the variation of concentrations was reduced, so that 90 % of the potato starch pigs had values below 20 ng/g. Concentrations in gut content, blood plasma and adipose tissue were significantly correlated. In replicate 1, sensorial evaluation showed that cutlets containing between 0 and 2.78 ng/g skatole in fat had better ratings for aroma of meat juice and meat than samples with mean (up to 28 ng/g) or high (up to 78 ng/g) skatole concentrations. Also, the overall impression was significantly improved. In replicate 2, there was still a tendency to these differences. In conclusion, this study shows that the reduction of intestinal skatole formation by feeding resistant starch can improve the aroma of pork. For routine application, it would be sufficient to feed the potato starch diet for only a few days prior to slaughter.
Abstract (German)
Die sensorische Qualität von Schweinefleisch kann durch Skatol, eine fäkalartig riechende Substanz, beeinträchtigt werden. Skatol wird als Bestandteil des Ebergeruchs diskutiert; da jedoch die Synthese im Dickdarm durch bakteriellen Abbau von Tryptophan erfolgt, können auch Kastraten und Jungsauen betroffen sein. Tatsächlich besteht ein Zusammenhang mit dem anabolen Potential des Individuums, da abgestorbene (apoptotische) Zellen der Darmschleimhaut die Tryptophanquelle darstellen. Aufgrund der Fettlöslichkeit von Skatol erfolgt eine Absorption ins Blut sowie eine Einlagerung ins Fettgewebe und damit eine negative Beeinflussung des Fleischaromas. In früheren Versuchen war nachgewiesen worden, dass Butyrat, das durch Verfütterung von Kartoffelrohstärke mikrobiell im Darm entsteht, apoptosehemmende Wirkung hat und damit die Skatoleinlagerung in das Fettgewebe reduziert. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, zu überprüfen, ob dieses Prinzip zur Verbesserung der sensorischen Qualität von Schweinefleisch unter Praxisbedingungen eingesetzt werden kann. Zur Klärung der Fragestellung dienten zwei Versuchsteile, ein Dosierungsversuch und ein Anwendungsversuch. Im Dosierungsversuch wurde der notwendige Anteil Kartoffelstärke (Kontrolle, 20 %, 30 %, 40 %) in der Ration bestimmt. Dazu wurden 4 Gruppen von Schweinen verwendet, die die jeweiligen Versuchsrationen 2 bis 3 Wochen vor dem Schlachten erhielten. Bei der Schlachtung wurden Proben des Darminhalts (proximales und distales Colon, Rectum) und des Fettgewebes (Bauchspeck, Flomen) entnommen und die Skatolkonzentrationen mittels Hochleistungs-Flüssigkeits-Chromatographie bestimmt. Ein Kartoffelstärkeanteil von 30 % hatte im Vergleich zur Kontrolle eine deutliche Abnahme der Skatolkonzentrationen im Darminhalt und Fettgewebe zur Folge. Die Reduzierung betrug im proximalen Colon 98 %, im distalen Colon 93 % und im Rectum 89 %. Im Flomen war der Skatolgehalt um 84 % vermindert. Eine Erhöhung des Kartoffelstärkeanteils auf 40 % brachte keinen wesentlich höheren Effekt. In den anschließenden zwei Anwendungsversuchen (Versuche 1 und 2) mit jeweils 80 baden-württembergischen Hybridmastschweinen (Kastraten und Jungsauen) wurde daher ein Anteil von 30 % Kartoffelstärke in der Ration eingesetzt. Diese Versuche dauerten jeweils über die gesamte Mastperiode an. Die Kontrollgruppe erhielt in Versuch 1 ein herkömmliches Mastfutter auf Getreide-Soja-Basis und in Versuch 2 eine Mischung mit einem Anteil von 30 % hochverdaulicher Quellstärke. Die Skatolkonzentrationen wurden im Darminhalt (proximales und distales Colon, Rectum), Blut und Fettgewebe (Rückenspeck, Bauchspeck, Flomen) bestimmt. In der Colonmucosa wurde cytochemisch die Apoptose bestimmt. Die sensorische Untersuchung wurde an Koteletts von jeweils 12 Kontroll- und 12 Behandlungstieren aus jedem Versuch durchgeführt. Anhand einer Skala von 1-5 (stark abweichend -deutlich angenehm) wurden das Aroma des Bratensaftes und des Fleisches sowie der Geschmack des Fleisches bewertet. Eine verminderte Apoptoserate konnte tendenziell im lumenwärts gerichteten Kryptenkompartiment des proximalen Colons nachgewiesen werden. Die intestinale Skatolbildung war von 50-60 µg/g Trockensubstanz auf Werte um die Nachweisgrenze (0,4 µg/g) reduziert. Dementsprechend wurde weniger Skatol absorbiert, wie die Verminderung der mittleren Skatolgehalte im Blutplasma um 45-65 % zeigte. Im Fettgewebe lagen die mittleren Konzentrationen um 57-90 % niedriger als jene der Kontrollgruppe. Dadurch gelang es, die Streubreite der Gewebskonzentrationen zu reduzieren, so dass über 90 % der Fettproben der Behandlungsgruppe unter 20 ng/g Fett aufwiesen. Die Konzentrationen im Darminhalt, Blutplasma und Fettgewebe waren signifikant korreliert. Die sensorische Untersuchung der Proben aus Versuch 1 ergab, dass die Koteletts, deren Fett zwischen 0 und 2,78 ng/g Skatol enthielt, hinsichtlich des Geruchs des Bratensaftes und des Fleisches besser beurteilt wurden gegenüber Proben mit mittleren (bis 28 ng/g) und hohen (bis 78 ng/g) Skatolgehalten. Dies führte zu einem signifikant verbesserten Gesamteindruck. In Versuch 2 waren diese Unterschiede tendenziell ebenfalls nachweisbar.
Die vorliegende Untersuchung zeigte, dass das Aroma von Schweinefleisch verbessert werden kann, indem durch Fütterungsmaßnahmen die intestinale Skatolbildung reduziert wird. Für eine routinemäßige Anwendung wäre es ausreichend, die Kartoffelstärkefütterung auf wenige Tage vor der Schlachtung zu begrenzen.
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Notes
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Publication series
Published in
Faculty
Faculty of Agricultural Sciences
Institute
Institute for Animal Husbandry and Animal Breeding
Examination date
2006-11-09
Supervisor
Edition / version
Citation
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DOI
ISSN
ISBN
Language
German
Publisher
Publisher place
Classification (DDC)
630 Agriculture
Collections
Original object
Standardized keywords (GND)
BibTeX
@phdthesis{Lösel2006,
url = {https://hohpublica.uni-hohenheim.de/handle/123456789/5074},
author = {Lösel, Dorothea},
title = {Versuche zur Verbesserung der sensorischen Fleischqualität beim Schwein durch nutritive Hemmung der Skatolbildung},
year = {2006},
school = {Universität Hohenheim},
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