Grundlagen der Fleischkunde: Muskelphysiologie und Qualität

1. Zusammensetzung von Rindfleisch

Das Verhältnis der Hauptbestandteile in Rindfleisch beträgt: Protein 20–22 %, Wasser 70–73 % und Lipide 4–8 %. Das Merkmal des intramuskulären Fettgehaltes ist ein hoher Anteil an ungesättigten Fettsäuren.

2. Gewebearten im tierischen Organismus

Man unterscheidet vier Hauptgewebearten:

• Epithelgewebe
• Bindegewebe (einschließlich Blut und Knochen)
• Nervengewebe
• Muskelgewebe:
  • Glatte Muskulatur (unwillkürlich, z. B. Darm und Magen)
  • Herzmuskulatur (unwillkürlich)
  • Skelettmuskulatur (willkürlich, quergestreift)

3. Definition von Fleisch

Fleisch ist die Skelettmuskulatur reifer Tiere, die als Lebensmittel für den menschlichen Verzehr genutzt wird.

4. Veränderungen im Prerigor-Zustand

Während der Prerigor-Phase bleibt der ATP-Spiegel konstant, während der Kreatinphosphatgehalt abnimmt.

5. Charakteristika der Totenstarre (Rigor Mortis)

Die Totenstarre ist durch die irreversible Interaktion von Aktin und Myosin gekennzeichnet, was zur Muskelversteifung führt.

6. Rote vs. weiße Muskelfasern

• Rote Fasern: Hoher Myoglobingehalt, viele Mitochondrien, Energiegewinnung primär durch Zellatmung.
• Weiße Fasern: Weniger Myoglobin, kleinere Mitochondrien, Energiegewinnung primär durch Glykolyse und Kreatinphosphat.

7. Entstehung von PSE-Fleisch

PSE-Fleisch (Pale, Soft, Exudative) entsteht durch Stress vor der Schlachtung, der die Glykolyse beschleunigt und den pH-Wert auf unter 5,3 senkt.

8. Ursachen für abweichende pH-Werte

Die Hauptursachen sind antemortem Stress sowie die Ernährungs- und Haltungsbedingungen vor der Schlachtung.

9. Strukturen der Muskelfaser

Wichtige Bestandteile sind: Sarkolemm, Myofibrillen, Mitochondrien, endoplasmatisches Retikulum, Sarkoplasma und das T-Tubulus-System.

10. Funktion des sarkoplasmatischen Retikulums

Es handelt sich um ein Membransystem, das die Myofibrillen umgibt und als Speicher für Calcium-Ionen (Ca²⁺) fungiert.

11. Aufbau eines Sarkomers

Ein Sarkomer besteht aus:

• Z-Linie: Begrenzung des Sarkomers.
• A-Band: Dicke Filamente (anisotrop/doppelbrechend).
• I-Band: Dünne Filamente (isotrop/einfachbrechend).
• H-Zone: Zentraler Bereich des A-Bandes.

12. Membranpotential vs. Aktionspotential

• Membranpotential: Resultiert aus der Ionenkonzentrationsdifferenz unter Verbrauch von ATP.
• Aktionspotential: Elektrischer Impuls zur Signalübertragung.

13. Der Muskelkontraktionsprozess

Der Prozess beginnt im Gehirn und umfasst folgende Schritte:

1. Elektrischer Impuls und Na⁺-Einstrom (Aktionspotential) am Sarkolemm.
2. Freisetzung von Ca²⁺ aus dem sarkoplasmatischen Retikulum.
3. Calcium bindet an Troponin, was eine Konformationsänderung bewirkt.
4. Tropomyosin gibt die Bindungsstellen am Aktin frei.
5. ATP-Spaltung liefert Energie; Myosinköpfe bilden Querbrücken zum Aktin.
6. Unter Freisetzung von ADP und Phosphat knickt der Myosinkopf ab und zieht das Aktinfilament zur Mitte des Sarkomers.
7. Durch Bindung eines neuen ATP-Moleküls löst sich die Aktin-Myosin-Verbindung.

14. Entspannung der Muskelfasern

Die Entspannung erfordert die Senkung der Ca²⁺-Konzentration im Sarkoplasma sowie die Verfügbarkeit von ATP.

15. Prerigor- und Postrigor-Veränderungen

Während im Prerigor-Zustand ATP konstant bleibt, kommt es im Postrigor-Zustand zum ATP-Abbau und zur Bildung von IMP (Inosinmonophosphat).

16. Auswirkungen von Stress vor der Schlachtung

• PSE-Fleisch: Hell, weich, wässrig (durch schnellen pH-Abfall).
• DFD-Fleisch: Dunkel, fest, trocken (durch Glykogenerschöpfung und erhöhten pH-Wert).