Metody histologiczne w ocenie jakości i bezpieczeństwa mięsa i produktów mięsnych

Ewaluowany podmiot:
Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy,
Wydział Hodowli i Biologii Zwierząt

Dyscyplina naukowa: Zootechnika i rybactwo

Wkład działalności naukowej

Osiągnięcie znacznego postępu w kierunku umięśnienia tusz zwierząt rzeźnych spowodowało pogorszenie jakości pozyskiwanego surowca mięsnego. Aby wypracować metody ograniczające przyczyny występowania wad mięsa należało przyjrzeć się w pierwszej kolejności budowie mikroskopowej mięśni, ponieważ właśnie znajomość ich mikrostruktury może wyjaśnić przyczyny tego zjawiska. Od wielu lat na WHiBZ konsekwentnie prowadzone są badania na różnych gatunkach zwierząt z wykorzystaniem metod histologicznych, pozwalające na wytypowanie czynników mających wpływ na kształtowanie się cech jakości mięsa. Pewnym rozwiązaniem był powrót do pozyskiwania mięsa od ras rodzimych/zachowawczych zwierząt, u których stwierdzono lepsze parametry jakości surowca w porównaniu z mieszańcami wysokoprodukcyjnymi. Bardzo aktualnym także tematem jest występowanie wad mięsa u drobiu. Wzrost popytu na mięso drobiowe w ostatnim czasie, związane jest z wszechstronnymi możliwościami jego wykorzystania, stosunkowo niskimi kosztami, brakiem ograniczeń religijnych oraz postrzeganiem go jako zdrowszego i lepszej jakości, aniżeli mięso pochodzące od innych gatunków zwierząt. Wzrost spożycia mięsa drobiowego, spowodowało poszukiwanie przez producentów metod zwiększenia wydajności produkcji. Intensywna selekcja genetyczna doprowadziła do zwiększania tempa wzrostu oraz końcowej masy ciała, przy jednoczesnym skróceniu czasu odchowu ptaków, co poskutkowało pojawieniem się wad tkanki mięśniowej (tzw. miopatii), doprowadzając do znacznych strat ekonomicznych w przemyśle drobiarskim. Zarówno w kraju, jak i na świecie, naukowcy prowadzą badania nad ustaleniem przyczyn powstawania wad mięsa oraz sposobami ich zapobieganiu. Jedną z przyczyn, opracowaną przez zespół z WHiBZ, może być pogorszenie ukrwienia mięśni związane ze zbyt intensywnym wzrostem masy mięśniowej ptaków. Wieloletnie badania nad dodatkiem substancji bioaktywnych w żywieniu drobiu doprowadziły do stwierdzenia, że mogą one wpłynąć na polepszenie mikrounaczynienia, a tym samym zmniejszyć częstotliwość występowania zmian patologicznych w mięśniach.
Jednocześnie w ostatnim czasie, obserwuje się szereg nieprawidłowości dotyczących nie tylko produkcji mięsa, ale także jego przetworów. Dotyczy to zarówno wad jakościowych, jak i znaczących uchybień w deklarowanym przez producentów składzie chemicznym na oznakowaniu produktów. W związku z tym, podjęto się rozszerzenia badań histologicznych również o analizy składu tkankowego produktów mięsnych. Dla konsumentów dokonujących wyboru produktów żywnościowych bardzo ważna jest informacja o ich jakości. Każdy uczciwy producent żywności powinien rzetelnie i dokładnie oznakować produkt, skład produktu powinien być dokładnie taki, jaki podano na oznakowaniu. Pomimo tego, fałszowanie żywności jest dość powszechnym zjawiskiem. Polega ono przede wszystkim na zastąpieniu składnika produktu innym składnikiem, najczęściej tańszym, braku deklaracji sposobu produkcji, a przede wszystkim na nieprawidłowej deklaracji składu ilościowego produktu oraz nieprawdziwej deklaracji pochodzenia produktu. W trosce o dobro i bezpieczeństwo konsumentów, jak również producentów, którzy dbają o wysoką jakość swoich wyrobów, podjęto współpracę z przedsiębiorstwem zajmującym się oceną jakości żywności celem wspólnego opracowania obiektywnej metody histologicznej do oceny mięsa i produktów mięsnych w celu wykrywania ww. zafałszowań.
 

Referencje do publikacji

  1. Bogucka J., Kapelański W., 2016: Microstructure of longissimus lumborum muscle and meat quality of native polish pig breeds: Złotnicka Spotted and Puławska. Annals of Animal Science 16, No. 4, 1199-1210.
  2. Bogucka J., Roszko - Permus D., 2013: Metody histometryczne w ocenie mięsa i przetworów mięsnych. Postępy Nauki i Technologii Przemysłu Rolno-Spożywczego t. LXVIII, nr 4, 27-40.
  3. Bogucka J., Poławska E., Elminowska - Wenda G., Raj S., Sobolewska A., Walasik, Skiba G., Weremko D., Fandrejewski H., 2013: Effect of nutritional regulation of growth on histochemical characteristics of muscles in pigs. Acta Agriculturae Scandinavica, Section A - Animal Science, 2013, 1 - 8.
  4. Bogucka J., Roszko - Permus D., Zawadka A., 2014: Analiza mikroskopowa składu tkankowego wybranych przetworów mięsnych. Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni 86, Wybrane Problemy żywienia i towaroznawstwa, 244 - 251.
  5. Bogucka J., Miguel Ribeiro D., da Costa R.P.R., Bednarczyk M., 2018: Effect of synbiotic dietary supplementation on histological and histopathological parameters of pectoralis major muscle of broiler chickens. Czech Journal of Animal Science 63, (7): 263-271.

+ 2017; grant na prace przedwdrożeniowe - podniesienie poziomu gotowości wdrożeniowej (TRL) realizowany przez konsorcjum UTP i UKW w ramach projektu “Inkubator innowacyjności plus”, nr wniosku 06/012017/UTP, tytuł grantu: „Opracowanie obiektywnej metody oceny histologicznej przetworów mięsnych w celu wykrywania zafałszowań z wykorzystaniem system cyfrowej analizy obrazu mikroskopowego” – Bogucka J. (kierownik projektu), Dankowiakowska A.

Charakterystyka wpływu społecznego

Świnie są gatunkiem zwierząt, na którym prowadzono wiele prac dotyczących analizy histologicznej mięśni w powiązaniu z jakością mięsa. W publikacjach a) i d) dotyczących wpływu różnych czynników na mikrostrukturę mięśni szkieletowych świń wskazano na złożoność tematu, ale z całą pewnością można stwierdzić, że mikrostruktura mięśni, jak również wszelkie odstępstwa od ich prawidłowej budowy determinują późniejsze przemiany poubojowe w mięśniach, co w konsekwencji przekłada się na jakość pozyskiwanego surowca mięsnego. Manipulacje żywieniowe (restrykcja, realimentacja) mają również wpływ na rozwój mięśni szkieletowych, a takiego rodzaju badania mają istotne znaczenie praktyczne, ponieważ pokazują jak przez zmianę żywienia zwierząt można modyfikować mikrostrukturę mięśni, która połączona z odpowiednim traktowaniem świń przed ubojem może korzystnie kształtować jakość surowca mięsnego. Ponadto znajomość budowy mikroskopowej mięśni świń polskich ras rodzimych stwarza możliwość manipulacji genetycznej w zakresie tworzenia nowych mieszańców towarowych o pożądanych cechach jakości mięsa.
 
                Zainteresowania zespołu z WHiBZ skupiają się również na ocenie zmian w strukturze włókien mięśniowych u kurcząt rzeźnych. Do niedawna Antybiotykowe Stymulatory Wzrostu (ASW) wspomagały funkcje obronne organizmu ptaków. Substancje te, ze względu na coraz częstsze pojawianie się antybiotykoodpornych szczepów bakterii zostały wycofane z użycia. Od 2006 r. w krajach UE wprowadzono zakaz stosowania subterapeutycznych dawek ASW. Decyzja ta skłoniła do poszukiwania alternatywnych substancji, równie efektywnych i przede wszystkim nie mających szkodliwego wpływu na zdrowie konsumentów i zwierząt. Znalezienie takich środków, które mogłyby zrekompensować koszty produkcji oraz przeciwdziałać chorobom zwierząt, stanowią ważny pod względem ekonomicznym element konkurencji z krajami, które stosują ASW do dzisiaj. Duże możliwości w tym aspekcie stwarza stosowanie substancji bioaktywnych, takich jak probiotyki, prebiotyki i synbiotyki. Jak się okazało, na podstawie przeprowadzonych badań (publikacja e) oraz materiały jeszcze nieopublikowane), stosowanie tych substancji w żywieniu drobiu (zarówno techniką in ovo, jak i jako dodatek do paszy i/lub wody) przyczynia się do polepszenia mikrowaskularyzacji (liczby naczyń kapilarnych) w mięśniach, a co za tym idzie zmniejszenia rozległości zmian histopatologicznych. W okresie intensywnego wzrostu zwierząt zwiększenie liczby kapilar „nie nadąża” za hipertrofią włókien mięśniowych, co często prowadzi do zmian niedokrwiennych i zwyrodnieniowych mięśni. Jak zauważono w badaniach, spośród zmian patologicznych, takich jak: atrofia, zmiana kształtu włókien (która prawdopodobnie jest zapoczątkowaniem zaniku włókien), włókna olbrzymie, martwica włókien, najczęściej u szybko rosnących ptaków występuje rozczepienie włókien (tzw. splitting). Przyczyną zmiany jest przeciążenie funkcjonalne komórki związane ze zbyt intensywnym wzrostem, a także stres. Badania wykazały, że zastosowanie w żywieniu substancji bioaktywnych wpływa przede wszystkim na obniżenie liczby włókien rozszczepionych. Wyniki tych badań (prezentowane na zebraniu członków PO Światowego Stowarzyszenia Wiedzy Drobiarskiej PO WPSA w 2019 r., WHiBZ, UTP w Bydgoszczy) zainteresowały branżę produkcji drobiu, czego efektem było zaproszenie do wygłoszenia referatu na ten temat na NOVUS FORUM, Düsseldorf w 2020 r.
 
                Poszukiwania różnych metod oceny histologicznej mięsa i przetworów mięsnych, poprzez uczestnictwo w stażach i szkoleniach („Naukowiec przedsiębiorcą - w firmie Drobex Agro sp. z o. o. „Staż sukcesem naukowca” - w Niezależnym Laboratorium Badawczym STANLAB, „Zarządzanie badaniami sektora produkcji żywności” oraz „Przyszłość Rozwojowa Żywności”) doprowadziło do zainteresowania zespołu badawczego z WHiBZ oceną histologiczną nie tylko mięsa, ale także produktów mięsnych (publikacja b) i c) – opublikowane w polskich czasopismach z uwagi na innowacyjność metody w Polsce). Ocena histologiczna/histometryczna produktów mięsnych jest metodą wspomagającą oraz weryfikującą fizyko-chemiczne i sensoryczne sposoby oceny. Ocena histometryczna, obok analizy chemicznej, daje cenne informacje na temat składu i jakości finalnego produktu. Oceną histologiczną mięsa surowego zajmuje się kilka ośrodków badawczych w Polsce, niestety w przypadku oceny jakości przetworów mięsnych metoda ta nie jest jeszcze rozpowszechniona w naszym kraju, mimo stosowania jej w wielu krajach UE. W związku z tym pozyskano grant na prace przedwdrożeniowe (we współpracy z Niezależnym Laboratorium Badawczym STANLAB) - podniesienie poziomu gotowości wdrożeniowej (TRL) realizowany przez konsorcjum UTP i UKW w ramach projektu “Inkubator innowacyjności plus” w celu opracowania obiektywnej metody oceny przetworów mięsnych. W czasie trwania współpracy z NLB STANLAB (od 2011 roku) udało się opracować i wdrożyć do oferty Laboratorium ocenę zawartości MOM (mięso odkostnione mechanicznie) na podstawie identyfikacji części kostnych w produktach mięsnych (metoda akredytowana). Wyniki badań prezentowano na konferencjach branżowych w Polsce, a w 2015 roku zorganizowano Seminarium dla Producentów Sektora Mięsnego, gdzie wygłoszono na zaproszenie referat zamawiany i prowadzono dyskusję na temat metody oceny produktów mięsnych m.in. z jednym z przedstawicieli organów kontroli, tj. Inspekcją Jakości Handlowej Artykułów Rolno-Spożywczych. Ponadto, w związku z restrukturyzacją laboratorium histologicznego w firmie STANLAB sporządzono opinię o innowacyjności, która przyczyniła się do uzyskania dofinansowania na zakup sprzętu i wprowadzenie nowej techniki przygotowywania preparatów histologicznych oraz połączenie metody histologicznej z metody diagnostyki genetycznej PCR pozwalającej na identyfikację mikroorganizmów oraz gatunku zwierząt, z którego pochodzi badany produkt, co gwarantuje kompleksową analizę składu produktów mięsnych w oparciu o troskę o zdrowie i bezpieczeństwo konsumentów
 

Dowód wpływu społecznego

  1. Seminarium dla Producentów Sektora Mięsnego - Niezależne Laboratorium Badawcze STANLAB, Bielawy, 2015 (referat zamawiany)
  2. The poultry site - The goal of the event, held 10-11 February 2020 in Dusseldorf, was to provide Novus customers the opportunity to discuss with recognized experts in the broiler industry (zaproszone wystąpienia z branży, ogłoszenia na stronach branżowych (Novus Europe, Poultry site, FoodFakty)
  3. https://foodfakty.pl/metoda-histologiczna-do-wykrywania-zafalszowan-przetworow-miesnych
  4. opracowanie i wdrożenie do oferty Niezależnego Laboratorium Badawczego STANLAB w Nakle nad Notecią jednej z metod oceny histologicznej przetworów mięsnych tj. oceny zawartości MOM (mięso odkostnione mechanicznie) na podstawie identyfikacji części kostnych w produktach mięsnych (osiągnięcie: akredytacja metody 01.07.2015 r.)
  5. Opinia o innowacyjności dla Niezależnego Laboratorium Badawczego STANLAB, zlecenie zewnętrzne nr 128/2016/WHiBZ, Bogucka J. (kierownik BZ), Sitkowska B.
 

Drukuj