Properties of intramuscular connective tissue in pork and poultry with reference to weakening of structure

The most common connective tissue research in meat science has been conducted on the properties of intramuscular connective tissue (IMCT) in connection with eating quality of meat. From the chemical and physical properties of meat, researchers have concluded that meat from animals younger than physiological maturity is the most tender. In pork and poultry, different challenges have been raised: the structure of cooked meat has weakened. In extreme cases raw porcine M. semimembranosus (SM) and in most turkey M. pectoralis superficialis (PS) can be peeled off in strips along the perimysium which surrounds the muscle fibre bundles (destructured meat), and when cooked, the slices disintegrate. Raw chicken meat is generally very soft and when cooked, it can even be mushy. The overall aim of this thesis was to study the thermal properties of IMCT in porcine SM in order to see if these properties were in association with destructured meat in pork and to characterise IMCT in poultry PS. First a 'baseline' study to characterise the thermal stability of IMCT in light coloured (SM and M. longissimus dorsi in pigs and PS in poultry) and dark coloured (M. infraspinatus in pigs and a combination of M. quadriceps femoris and M. iliotibialis lateralis in poultry) muscles was necessary. Thereafter, it was investigated whether the properties of muscle fibres differed in destructured and normal porcine muscles. Collagen content and also solubility of dark coloured muscles were higher than in light coloured muscles in pork and poultry. Collagen solubility was especially high in chicken muscles, approx. 30 %, in comparison to porcine and turkey muscles. However, collagen content and solubility were similar in destructured and normal porcine SM muscles. Thermal shrinkage of IMCT occurred at approximately 65 °C in pork and poultry. It occurred at lower temperature in light coloured muscles than in dark coloured muscles, although the difference was not always significant. The onset and peak temperatures of thermal shrinkage of IMCT were lower in destructured than in normal SM muscles, when the IMCT from SM muscles exhibiting ten lowest and ten highest ultimate pH values were investigated (onset: 59.4 °C vs. 60.7 °C, peak: 64.9 °C vs. 65.7 °C). As the destructured meat was paler than normal meat, the PSE (pale, soft, exudative) phenomenon could not be ruled out. The muscle fibre cross sectional area (CSA), the number of capillaries per muscle fibre CSA and per fibre and sarcomere length were similar in destructured and normal SM muscles. Drip loss was clearly higher in destructured than in normal SM muscles. In conclusion, collagen content and solubility and thermal shrinkage temperature vary between porcine and poultry muscles. One feature in the IMCT could not be directly associated with weakening of the meat structure. Poultry breast meat is very homogenous within the species.

Lihassa sidekudos on kolmella tasolla: kalvona lihaksen ympärillä (epimysium), kalvoina silminnähtävien lihassyykimppujen ympärillä (perimysium) ja kalvoina yksittäisten lihassolujen ympärillä (endomysium). Kahden viimeisen ominaisuuksia on tutkittu laajasti, jotta erityisesti naudanlihan sitkeyttä voitaisiin vähentää. Toisenlainen ongelma, 'höttölihaksi' nimetty lihan laatuvirhe on havaittu sian kinkun lihaksessa (M. semimembranosus, SM-lihas) ja kalkkunan rintalihaksessa (M. pectoralis superficialis). Höttöliha on rakenteeltaan heikkoa raakana ja kypsänä: raa'assa lihassa veitsellä aloitetun suikaleen voi repiä perimysiumia pitkin irti ja kypsän lihan viipaleet hajoavat. Broilerin kypsä rintaliha on yleisesti hyvin, ehkä liiankin pehmeää. Väitöstyön tavoitteena oli tutkia lihaksensisäisen sidekudoksen osuutta sian höttölihailmiöön ja tuottaa perustietoa broilerin ja kalkkunan sidekudoksen ominaisuuksista. Työssä verrattiin siassa esiintyvän höttölihan ja normaalin lihan sidekudoksen ominaisuuksia. Näiden tulosten tueksi mitattiin ns. perustaso vaaleiden (sioilla pitkä selkälihas ja SM-lihas, siipikarjalla rintalihas) ja tummien (sioilla lapalihas, siipikarjalla kaksi jalkalihasta) lihasten sidekudoksen ominaisuuksista. Yksittäisten lihassolujen ominaisuuksia ja niiden mahdollisia yhteyksiä sidekudoksen ominaisuuksiin höttölihassa ja normaalissa lihassa tutkittiin myös. Väitöstyössä selvisi, että sian, kalkkunan ja broilerin tummissa lihaksissa oli enemmän ja liukoisempaa kollageenia (sidekudoksen pääproteiini) kuin vaaleissa lihaksissa, joissa höttölihaisuutta esiintyy. Broilerin lihaksissa kollageenin liukoisuus oli huomattavan korkea. (n. 30 % vs. 10-20 % sialla ja kalkkunalla). Lihaksensisäinen sidekudos supistui noin 65 °C:ssa. Sialla vaaleissa lihaksissa sidekudos supistui alemmassa lämpötilassa kuin tummissa lihaksissa. Höttölihan sidekudoksen supistuminen alkoi ja oli huipussaan alemmassa lämpötilassa kuin normaalin lihan sidekudos (alku: 59.4 °C vs. 60.7 °C, huippu: 64.9 °C vs. 65.7 °C). Höttölihan pH-arvo oli aina matalampi kuin normaalin lihan. Yksittäisten lihassolujen pinta-ala ja kapillaariverisuonien lukumäärä pinta-alayksikköä ja lihassolua kohden olivat samanlaisia höttölihassa ja normaalissa lihassa. Höttölihan normaalia lihaa vaaleampi väri ja suurempi varastoinnin aikana valunut nestemäärä viittasivat siihen, että höttöliha olisi sukua PSE-lihaisuudelle (pale, soft, exudative), vaikka lihan heikko rakenne onkin silmiinpistävin höttölihan ominaisuus. Siipikarjanlihan sidekudoksen ominaisuudet eivät poikenneet yleisestä tasosta. Koska höttölihan kollageenin pitoisuus ja liukoisuus eivät eronneet normaalin lihan vastaavista, sidekudoksen alentunut lämmönsieto höttölihassa voi johtua sidekudoksen muiden ominaisuuksien muuttumisesta.