Oxidative stability of chicken meat at different oxygen concentrations in the packaging unit

Abstract

The aim of this study was to preserve the quality and prevent the colour, lipid and protein oxidation in chicken breast fillet (pectoralis major muscle) during storage. For this purpose, modified atmospheres (MA) with four different gas mixtures (vol. %) of oxygen (O2 ), carbon dioxide (CO2 ) and nitrogen (N2 ) were used: oxygen free (0: 20: 80), low (20: 20: 60), medium (40: 20: 40), and high oxygen MA (70: 20: 10). After 9 days of storage in a refrigerator at 2 ± 1 °C, pH was measured, colour was evaluated instrumentally and sensorially, the basic chemical composition, thiobarbituric acid reactive substances (TBARs), and protein carbonyl content of raw chicken breast were determined. After thermal treatment (82 °C, 1 hour, sous-vide) of the breast fillet, the sensory characteristics of odour and aroma were evaluated, and the texture (Warner-Bratzler shear force) was measured instrumentally. The composition of the gas mixture affected all oxidation dependent parameters: (i) colour: L* and b* values were the highest under all MA with oxygen, and the a* value under MA without, medium and high-oxygen, (ii) lipids: the TBARs increased significantly under high oxygen MA after 7 days of storage (below the sensory thresholds value for rancidity), (iii) proteins: protein carbonyl content was the highest under medium and high oxygen MA, and (iv) sensory properties: colour oxidation and intensity of odd aromas under all MA with oxygen, as well as odour and aroma of stale in oxygen-free MA were increased. For chicken breast the most suitable is packaging under modified atmosphere without O2 , because the oxidation rate of colour, lipids and proteins during storage was the lowest.

Translated Abstract

Cilj ovog istraživanja bio je sačuvati kvalitetu i spriječiti oksidaciju boje, lipida i proteina u filetima pilećih prsa (mišić pectoralis major) tijekom skladištenja. U tu svrhu korištene su modificirane atmosfere (MA) s četiri različite mješavine plinova (vol. %) i to kisika (O2 ), ugljikovog dioksida (CO2 ) i dušika (N2 ). MA su bile: bez kisika (0: 20: 80), s niskim sadržajem kisika (20: 20: 60), sa srednjim sadržajem kisika (40: 20: 40) i atmosfera s visokim sadržajem kisika (70: 20: 10). Nakon 9 dana skladištenja u hladnjači pri 2 ± 1 °C izmjeren je pH, boja je ocijenjena instrumentalno i senzorski te su utvrđeni osnovni kemijski sastav, reaktivne tvari tiobarbiturne kiseline (TBAR) i proteinsko-karbonilni sadržaj sirovih pilećih prsa. Nakon termičkog tretmana (82 °C, 1 sat, sous-vide) pilećeg fileta ocijenjene su senzorne karakteristike mirisa i arome, a tekstura je izmjerena instrumentalno (Warner-Bratzler rezivim sječivom). Sastav smjese plinova utjecao je na sve parametre zavisne o oksidaciji: (i) boja: L* and b* vrijednosti bile su najviše pod svim MA s kisikom, s a* vrijednost pod MA bez kisika, sa srednjim i visokim sadržajem kisika, (ii) lipidi: TBAR su se znatno povećale pod MA s visokim sadržajem kisika nakon 7 dana skladištenja (ispod senzornih graničnih vrijednosti užeglosti), (iii) proteini: proteinsko-karbonilni sadržaj bio je najviši pod MA sa srednjim i visokim sadržajem kisika, i (iv) senzorne karakteristike: povećana je oksidacija boje i intenzitet neobičnih aroma pod svima MA s kisikom, kao i miris i aroma ustajalog pod MA bez kisika. Za pileća prsa najprikladnije je pakiranje s modificiranom atmosferom bez kisika jer je brzina oksidacije boje, lipida i proteina tijekom skladištenja bila najniža.

Translated Abstract

Ziel dieser Studie war es, die Qualität zu erhalten und die Oxidation von Farbe, Lipiden und Proteinen in Hähnchenbrustfilet (Musculus pectoralis major) während der Lagerung zu verhindern. Zu diesem Zweck wurden modifizierte Atmosphären (MA) mit vier verschiedenen Gasmischungen (Vol.-%) aus Sauerstoff (O2 ), Kohlendioxid (CO2 ) und Stickstoff (N2 ) verwendet: sauerstofffrei (0: 20: 80), niedrig (20: 20: 60), mittel (40: 20: 40) und hoch sauerstoffhaltig (70: 20: 10). Nach einer 9-tägigen Lagerung im Kühlschrank bei 2 ± 1 °C wurden der pH-Wert gemessen, die Farbe instrumentell und sensorisch bewertet sowie die chemische Grundzusammensetzung, die reaktiven Substanzen der Thiobarbitursäure (TBAR) und der Proteincarbonylgehalt der rohen Hühnerbrust bestimmt. Nach der thermischen Behandlung (82 °C, 1 Stunde, sous-vide) des Brustfilets wurden die sensorischen Merkmale Geruch und Aroma bewertet und die Textur (Warner-Bratzler-Scherklinge) instrumentell gemessen. Die Zusammensetzung des Gasgemisches beeinflusste alle oxidationsabhängigen Parameter: (i) Farbe: L*- und b*-Werte waren bei allen MA mit Sauerstoff am höchsten und der a*-Wert bei MA ohne Sauerstoffgehalt, bei mittlerem und hohem Sauerstoffgehalt, (ii) Lipide: die TBARs stiegen bei MA mit hohem Sauerstoffgehalt nach 7 Tagen Lagerung signifikant an (unterhalb des sensorischen Schwellenwerts für Ranzigkeit), (iii) Proteine: der Proteincarbonylgehalt war bei MA mit mittlerem und hohem Sauerstoffgehalt am höchsten und (iv) sensorische Eigenschaften: die Oxidation der Farbe und die Intensität der ungeraden Aromen bei allen MA mit Sauerstoff sowie der Geruch und das Aroma von abgestandenem Fleisch bei sauerstofffreier MA waren erhöht. Für Hähnchenbrust ist die Verpackung unter modifizierter Atmosphäre ohne O2 am besten geeignet, da die Oxidationsrate von Farbe, Lipiden und Proteinen während der Lagerung am geringsten war.

Translated Abstract

El fin de este estudio fue preservar la calidad y prevenir la oxidación del color, de los lípidos y proteínas en los filetes de la pechuga de pollo (el músculo pectoralis mayor) durante el almacenamiento. Para ello fueron utilizadas las atmósferas modificadas (AM) con cuatro mezclas diferentes de gases (vol %), a saber, el oxígeno (O2 ), el dióxido de carbono (CO2 ) y el nitrógeno (N2 ). Las AM fueron: la atmósfera libre de oxígeno (0: 20: 80), la AM baja en oxígeno (20: 20: 60), la AM media en oxígeno (40: 20: 40) y la AM alta en oxígeno (70: 20: 10). Después de 9 días de almacenamiento en frío a 2 ± 1 °C, fue medido el pH, evaluado el color de forma instrumental y sensorial y fueron determinados la composición química básica, las sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBAR) y el contenido de proteína-carbonilo de la pechuga de pollo cruda. Luego del tratamiento térmico (82 °C, 1 hora, sous-vide) del filete de pollo, fueron evaluadas las características sensoriales de olor y aroma, y fue medida la textura de manera instrumental (corte tipo Warner-Bratzler). La composición de la mezcla de gases afectó todos los parámetros dependientes de la oxidación: (i) color: los valores L* y b* fueron los más altos en todos los AM con oxígeno, con un valor a* en AM sin oxígeno, con contenido de oxígeno medio y alto, (ii) lípidos: los TBAR aumentaron significativamente bajo MA con alto contenido de oxígeno después de 7 días de almacenamiento (por debajo de los valores límite sensoriales), (iii) proteínas: el contenido de proteína-carbonilo fue más alto bajo AM con contenido de oxígeno medio y alto, y (iv) características sensoriales: mayor oxidación del color e intensidad de aromas inusuales bajo todos los AM con oxígeno, así como el olor y el aroma rancio bajo AM sin oxígeno. Para las pechugas de pollo, el envasado con una atmósfera libre de oxígeno modificado es más apropiado porque la tasa de oxidación del color, los lípidos y las proteínas durante el almacenamiento fue la más baja.

Translated Abstract

Lo scopo di questo studio consisteva nel preservare la qualità e prevenire l'ossidazione del colore, dei lipidi e delle proteine nei filetti di petto di pollo (muscolo grande pettorale) durante la conservazione. A tale scopo sono state utilizzate atmosfere modificate (MA) con quattro diverse miscele di gas (vol. %) a base di ossigeno (O2 ), anidride carbonica (CO2 ) e azoto (N2 ). Sono state utilizzate le seguenti MA: senza ossigeno (0: 20: 80), a bassa (20: 20: 60), media (40: 20: 40) e alta concentrazione di ossigeno (70: 20: 10). Dopo 9 giorni di conservazione in frigorifero a 2 ± 1 °C, è stato misurato il pH, il colore è stato valutato strumentalmente e sensorialmente, sono state determinate la composizione chimica di base, le sostanze reattive all'acido tiobarbiturico (TBAR) e il contenuto di carbonile proteico del petto di pollo crudo. Dopo il trattamento termico (82 °C, 1 ora, sottovuoto) dei filetti di petto di pollo, sono state valutate le caratteristiche sensoriali di odore e aroma, mentre la consistenza è stata misurata strumentalmente (con dispositivo Warner-Bratzler). La composizione della miscela di gas ha influenzato tutti i parametri dipendenti dall'ossidazione: (i) colore: i valori L* e b* erano i più alti in tutti gli MA con ossigeno e il valore a* in MA senza O2 e con ossigeno medio e alto, (ii) lipidi: i TBAR sono aumentati significativamente con MA ad alto contenuto di ossigeno dopo 7 giorni di conservazione (al di sotto del valore delle soglie sensoriali per l'irrancidimento), (iii) proteine: il contenuto di carbonile proteico è risultato il più alto con MA con ossigeno medio e alto e (iv) le proprietà sensoriali: l'ossidazione del colore e l'intensità degli aromi insoliti sono aumentate in tutte le MA con ossigeno, così come l'odore e l'aroma di stantio nelle MA senza ossigeno. Per il petto di pollo, il confezionamento più indicato sembra essere quello in atmosfera modificata senza ossigeno, perché il tasso di ossidazione del colore, dei lipidi e delle proteine durante la conservazione è risultato il più basso.