Bei der Schlachtkörperbewertung ist es von entscheidender Bedeutung, das Wachstum und die Qualitätsmerkmale nach einer 48-stündigen Kühlperiode genau zu messen, um konsistente und vergleichbare Daten zu erhalten. Die beiden biologischen Modelle wiesen unterschiedliche Schlachtkörpermerkmale auf, insbesondere HCW, REA und BFT, die mit den Ergebnissen anderer Studien übereinstimmen. Die durchschnittliche HCW von Nellore-Bullen entspricht den brasilianischen Marktpräferenzen, die einer höheren Fleischproduktion pro Tiereinheit bei geringerem Fettgehalt Vorrang einräumen25. Umgekehrt haben gekreuzte Rinder (Bos taurus × Bos indicus) ein höheres Schlachtkörpergewicht und eine höhere Marmorierung, was Fleisch von überlegener sensorischer Qualität ergibt. Damit wird der Marktnachfrage nach Rindfleisch mit erhöhter Wertschöpfung entsprochen, da diese Attribute mit Premium-Fleischprodukten in Verbindung gebracht werden26.
Die ermittelten durchschnittlichen pH-Werte zwischen 5,3 und 5,5 stimmen eng mit den Literaturwerten für Rindfleisch27 überein, die typischerweise zwischen 5,3 und 5,6 liegen. Die Farbvariablen L*, a*, b* stimmen mit den in anderen Studien beobachteten Durchschnittswerten für Fleischrinder überein 7,28. Diese Studien berichteten über b*-, a*- und L*-Variablen von 4,0 bis 7,0, 13 bis 16 bzw. 30,0 bis 32,0. Bei diesen Fleischqualitätstests muss die Probenvorbereitung sorgfältig erfolgen, einschließlich der korrekten Handhabung der Muskelproben, einschließlich eines standardisierten Alterungsprozesses und einer Blütezeit vor der Analyse, um eine Einheitlichkeit zu gewährleisten. Kalibrier- und Messprotokolle erfordern, dass alle Geräte, wie z. B. pH-Messgeräte und Kolorimeter, vor der Verwendung genau kalibriert werden, um die Integrität der Messungen zu erhalten.
Die Farbe des Fleisches ergibt sich aus der Wechselwirkung von Sauerstoff mit Myoglobin im Muskel, und die Konzentration von Myoglobin scheint proportional zur Größe des Tieres zu sein29. Ähnliche Ergebnisse wurden von Purchas et al.30 für europäische Tiere (Bos taurus) berichtet, wo sie eine höhere Rötung und Gelbfärbung im Fleisch von schnell wachsenden Angus-Rindern im Vergleich zu langsam wachsenden Tieren beobachteten. Frühere Studien haben über den potenziellen Nutzen von Farbparametern (L*, a*, b*) als Instrument zur Vorhersage der Zartheit von Rindfleisch sowohl bei europäischen31 - als auch bei Zebu-Tierenberichtet 32.
Die Untersuchung der Fleischfarbe ist von zentraler Bedeutung, da sie neben der Lebensmittelsicherheit (Herkunft und Handel des Produkts), der Schnittart und -größe sowie dem Fettgehalt und dem intramuskulären Fettgehalt (Marmorierung) zu den wichtigsten Faktoren gehört, die von Verbrauchern beim Kauf von Fleisch berücksichtigt werden. Um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass Fleisch zart und saftig ist, wird den Verbrauchern daher empfohlen, die Fleischfarbe, die Schnittgröße und insbesondere die Marmorierung oder das intramuskuläre und subkutane Fett zu beurteilen33. Dennoch zeigt sich, dass die Farbe den größten Einfluss auf die Entscheidungsfindung beim Kauf von Fleisch hat.
Der durchschnittliche WBSF-Wert lag im Bereich von 4,0 bis 4,7 kg. Die objektive Zartheitsanalyse wird häufig zur Beurteilung der Zartheit von Fleisch eingesetzt, da sie als relativ kostengünstig gilt und keine Panelisten oder sensorischen Tests erfordert34. Angesichts der subjektiven Natur der Verbraucherbewertungen zur Zartheit von Rindfleisch, die durch IWF35 beeinflusst wird, sind instrumentelle Methoden für die Vorhersage der Zartheitsbewertungen von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus erfordert die Empfindlichkeit bestimmter Methoden, wie z. B. der Nahinfrarotspektroskopie, eine präzise Kalibrierung und Konsistenz bei der Probenvorbereitung. Jede Abweichung kann zu ungenauen Messwerten führen.
Das ursprüngliche Konzept des WBSF-Instruments hat seit den 60er Jahren einige Änderungen erfahren36. Im Zusammenhang mit Rindfleisch wurde diese Methode von Wheeler et al.37 standardisiert. Die Vorbereitung und das Garen der Proben müssen laut den Autoren minutiös kontrolliert werden: Die Proben werden auf einem Gitter über einem feuerfesten Glas positioniert und gegart, bis sie eine Innentemperatur von 71 °C erreicht haben. Nach dem Kochen werden die Proben gekühlt, gewogen und 24 Stunden lang bei 4 °C gekühlt, um sie vor der weiteren Analyse zu stabilisieren. Die Kochverluste werden anhand von Formeln für Tropf- und Verdunstungsverluste berechnet, um sicherzustellen, dass die gewichtsbedingten Gewichtsänderungen durch das Kochen genau quantifiziert werden. Die WBSF-Messung ist ein entscheidender Schritt, bei dem acht Kerne pro Probe geschnitten werden, wobei der Durchschnitt von sechs Scherkraftwerten nach Ausschluss von Extremen angegeben wird, was ein zuverlässiges Maß für die Zartheit des Fleisches liefert. Die Gesamtkochverluste in der aktuellen Studie, dargestellt durch die Summe von EL und DL, waren vergleichbar mit denen, die bei mastfertigen Fleischrindern berichtetwurden 38. Darüber hinaus ist es weithin anerkannt, dass hitzeinduzierte Veränderungen des Bindegewebes zu einer zartmachenden Wirkung beitragen. Studien haben gezeigt, dass sich die Temperatur am Ende des Garvorgangs auf die Zartheit auswirkt und Veränderungen in der myofibrillären Struktur aufzeigt, wobei sowohl die Zartheit als auch die CL durch die Proteindenaturierung beeinflusst werden39,40. Solche chemischen oder molekularen Ereignisse können die sensorischen Eigenschaften aufgrund von Veränderungen der WHC beeinflussen.
Die beobachteten Ergebnisse in Bezug auf CL und WHC stimmen mit den Erwartungen überein, da allgemein bekannt ist, dass die Wasserverteilung und -verfügbarkeit in den Muskeln eine entscheidende Rolle für Saftigkeit, Zartheit und Geschmack spielen41. Folglich führen ein höherer DL und ein niedrigerer WHC zu zäherem und weniger saftigem Fleisch, wie in dieser Studie bei Nellore-Bullen beobachtet.
Biochemische Analysen wie MFI werden als Indikator für die Zartheit des Fleisches verwendet. Die Ergebnisse der aktuellen Studie bestätigen, dass der MFI beim Rindfleisch mit steigendem WBSF-Wert abnimmt, was möglicherweise auf eine verminderte myofibrilläre Fragmentierung bei zäherem Fleisch hinweist. Somit dient MFI als Indikator für die Proteolyse der Muskelfasern, die mit abnehmendem WBSF42 zunimmt. Die Forscher berichteten, dass eine höhere Rate an myofibrillärer Proteolyse zu einer erhöhten Empfindlichkeit bei Rindfleisch43 und Lamm44 führte. Dieser biochemische Assay für die postmortale Proteolyse umfasst die Homogenisierung von LT-Proben in einer spezifischen Pufferlösung, gefolgt von einer Zentrifugation und Resuspension, wobei die Proteinkonzentration mit der Biuret-Methode bestimmt wird. Der MFI wird dann mittels Spektrophotometrie gemessen, wobei ein Index geliefert wird, der den Grad der myofibrillären Fragmentierung widerspiegelt. Diese akribisch kontrollierten Schritte gewährleisten die Integrität und Zuverlässigkeit der Daten, die für die Bewertung der Qualität und des Marktwerts von Fleischprodukten von entscheidender Bedeutung sind.
Darüber hinaus kann MFI mehr als 50 % der Schwankungen der Zartheit von gereiftem Fleisch erklären. Bei der Untersuchung verschiedener Rassen oder Gruppen sind die Unterschiede in der Zartheit des Fleisches nicht nur von genetischen Faktoren abhängig. Insbesondere für den LT-Muskel wird, wie in dieser Studie gezeigt, die Variation der Empfindlichkeit in erster Linie auf die Proteolyse myofibrillärer Proteine und in geringerem Maße auf die Sarkomerlänge und den Bindegewebsgehalt zurückgeführt45. Nichtsdestotrotz kann die Beziehung zwischen WBSF und MFI als wertvolles Instrument zur Erkennung von Problemen mit der Zartheit von Fleisch dienen, die durch postmortale Kühllagerprozesse in der Fleischindustrie verursacht werden. Es ist wichtig zu beachten, dass unsere Studie zwar Einblicke in die Unterschiede zwischen den Rassetypen gibt, aber aufgrund der Stichprobengröße und des Umfangs unserer Forschung keine umfassende genetische Bewertung darstellt.
Die molekulare Analyse erfordert eine strenge Kontrolle der Elektrophoresebedingungen und die anschließende Analyse der MyHC-Isoformen, um die Zuverlässigkeit der Proteintrennung und -identifizierung zu gewährleisten. Die Einhaltung dieser kritischen Schritte gewährleistet die Robustheit und Reproduzierbarkeit der Studienergebnisse. Der Muskelfasertyp spielt eine grundlegende Rolle bei der Modulation des Wachstums und der Zartheit des Rindfleischs. MyHC-Proteine sind die am häufigsten vorkommenden Proteine im Rindermuskel46 und werden häufig für die molekulare Erkennung von Fasertypen in jedem Muskel untersucht. Einige MyHC-Isoformen, wie z. B. MyHC-IIx, wurden als Biomarker für die Zartheit von Fleisch bei Bos taurusvorgeschlagen 47. Es gibt jedoch nur begrenzte Studien, die die Gene, die für MyHC kodieren, und die Quantifizierung ihrer Isoformen bei Zebu-Tieren (Bos indicus) untersuchen. Das Fehlen der MyHC-IIb-Isoform bei den untersuchten Tieren stimmt mit den Ergebnissen überein, die in Studien zur Identifizierung und Expression von MyHC in der Skelettmuskulatur adulter Rinder berichtetwurden 48. Insbesondere bei Nellore-Rindern konnten frühere Studien das Vorhandensein der MyHC-IIb-Isoform durch Elektrophorese im LT-Muskel nicht nachweisen. Diese Isoform tritt häufiger bei Doppelmuskel-Bos taurus-Rassen auf, wie z. B. Blonde d'Aquitaine49.
Der Zusammenhang zwischen dem Muskelfasertyp und der Zartheit des Rindfleischs ist ein Thema ständiger Debatten. Die Variabilität der Proben ist ein wesentlicher Faktor, da Unterschiede in der Muskelzusammensetzung und den Fasertypen zwischen den Tieren zu inkonsistenten Ergebnissen führen können. Umweltfaktoren, einschließlich der Ernährungs- und Handhabungsbedingungen, spielen ebenfalls eine entscheidende Rolle bei der Beeinflussung der Fleischqualitätsmerkmale. Diese Einschränkungen unterstreichen die Notwendigkeit einer strengen Kontrolle und Standardisierung während des gesamten Messprozesses, um zuverlässige und vergleichbare Ergebnisse zu gewährleisten. Ähnlich wie bei den Ergebnissen der vorliegenden Studie wurde bei Charolais-Rindern ein negativer Effekt von MyHC-I auf die Empfindlichkeit der LT-Muskeln berichtet50,51. Im Gegensatz dazu haben andere Studien eine positive Wirkung von MyHC-I auf die Zartheit des Fleisches bei verschiedenen Rassen beschrieben, darunter Aubrac, Salers, Limousin, Charolais, Montbéliard, Holstein und Blonde d'Aquitaine 52,53,54. Abweichende Ergebnisse in der Literatur könnten auf Genotypunterschiede und Einschränkungen der Methoden zur Trennung und Identifizierung dieser Isoform im LT-Muskel von Rindern zurückgeführt werden. Außerdem können sich unterschiedliche Hintergrundumgebungen und Ernährungsweisen auch auf die Fleischqualität und die Muskeltypmerkmale auswirken.
Biochemische Analysen, insbesondere der MFI, geben Aufschluss über die Mechanismen der Zartheit von Rindfleisch nach dem Tod und zeigen die Schlüsselrolle von Muskelfasertypen, Myosin-Schwerketten-Isoformen und deren Auswirkungen auf die Zartheit von Rindfleisch. Es wird festgestellt, dass bestimmte MyHC-Isoformen bei Bos-indicus-Rindern fehlen, was sich auf die Variation der Zartheit des Rindfleischs auswirkt. Insgesamt reguliert das komplexe Zusammenspiel genetischer und biochemischer Faktoren die Zartheit von Rindfleisch und unterstreicht den Bedarf an weiterer Forschung in diesem Bereich. Die Integration mehrerer Methoden wie WBSF-Messung, IMF-Gehaltsanalyse und MyHC-Isoformelektrophorese hilft, Schwankungen in der Fleischqualität zu erklären. Die beschriebenen detaillierten Protokolle bieten präzise Schritte zur Beurteilung der Fleischqualität, die sicherstellen, dass die Verfahren von anderen Forschern genau repliziert oder angepasst werden können. Darüber hinaus bieten die Ergebnisse wertvolle genetische Erkenntnisse, indem sie signifikante Unterschiede in den Fleischqualitätsmerkmalen zwischen Bos indicus und gekreuzten Bullen hervorheben.