Testy organoleptyczne są kluczowe dla mięsa hodowlanego, aby odtworzyć cechy sensoryczne tradycyjnego mięsa. Kluczowe metryki obejmują:
- Soczystość: Mierzona za pomocą chromatografii gazowej ze spektrometrią mas (GC-MS) i testów utraty wilgoci podczas gotowania. Wyzwania obejmują odtworzenie zawartości tłuszczu i zatrzymanie wilgoci.
- Kruchość: Oceniana za pomocą analizy profilu tekstury (TPA) i siły ścinania Warner-Bratzler (WBSF). Mięso hodowlane wykazuje potencjał w osiąganiu bardziej miękkich tekstur.
- Odczucie w ustach i tekstura: Analizowane poprzez reologię i sztywność rusztowania. Obecne produkty nie mają włóknistej złożoności całych kawałków.
- Smak i aromat: Techniki takie jak GC-MS i elektroniczne nosy identyfikują kluczowe związki, takie jak te z reakcji Maillarda, aby naśladować mięsne smaki.
Podczas gdy mięso hodowlane zmaga się z soczystością i złożonością smaku, postępy w systemach współkultury i rusztowaniach wzmacniających smak zmniejszają różnicę w porównaniu z tradycyjnym mięsem.
Kluczowe Metryki Organoleptyczne dla Mięsa Hodowlanego
Soczystość: Metody Pomiaru i Wyniki
Odtworzenie soczystości tradycyjnego mięsa w alternatywach hodowlanych okazało się trudne. Naukowcy radzą sobie z tym, współhodując adipocyty (komórki tłuszczowe) z komórkami mięśniowymi lub produkując oddzielne "bloki tłuszczu" bogate w lipidy. Te podejścia mają na celu poprawę retencji wilgoci i wzmocnienie oleistego profilu smakowego, który przyczynia się do soczystości [1][9].
Aby zmierzyć soczystość, chromatografia gazowa ze spektrometrią mas (GC-MS) jest powszechnie stosowana.Ta metoda identyfikuje lotne związki, takie jak nonanal i 2-etylo-1-heksanol, które są kluczowe dla "tłustego" odczucia w ustach i percepcji soczystości [1][3]. Inne podejście polega na gotowaniu próbek mięsa do określonych temperatur wewnętrznych - 65°C, 70°C i 75°C - i mierzeniu utraty wilgoci podczas procesu [5]. Badacze odkryli, że zwiększenie adipogenezy nie tylko poprawia retencję wilgoci, ale także generuje lotne związki, które naśladują aromat pieczonej wołowiny [1].
Te postępy w badaniach nad soczystością otwierają drogę do eksploracji innych ważnych cech teksturalnych, takich jak kruchość.
Kruchość: Ocena i Wzorce
Po soczystości, kruchość wyróżnia się jako kluczowy czynnik w określaniu jakości mięsa hodowlanego.Dwie główne metody są używane do oceny kruchości: Analiza Profilu Tekstury (TPA) i Siła Ścinania Warner-Bratzler (WBSF).
- TPA symuluje proces żucia poprzez test podwójnej kompresji, mierząc takie aspekty jak twardość, sprężystość, spójność, żujność i odporność [2].
- WBSF używa ostrza z nacięciem w kształcie litery V do określenia siły potrzebnej do przecięcia próbki mięsa [7][2].
Badanie z 2022 roku [2] porównało kiełbaski typu frankfurter wyhodowane w laboratorium z konwencjonalnymi. Chociaż poziomy twardości były podobne, kiełbaski wyhodowane wykazały wynik sprężystości 0,54, zbliżony do surowego kurczaka (0,61).Jednak badanie zauważyło, że mięso hodowlane ma tendencję do posiadania wyższego modułu Younga (miara sztywności) w porównaniu do konwencjonalnego przetworzonego mięsa [2].
"Analiza modułu Younga była parametrem, który wykazał większe różnice... mięso hodowlane przygotowane jako kiełbasa frankfurcka, prezentuje znacznie wyższą wartość niż kiełbasa komercyjna, co sugeruje, że proces jej przygotowania prowadzi do powstania sztywniejszego produktu." - Jacobo Paredes et al., Nature [2]
Analiza odczucia w ustach i tekstury
Osiągnięcie odpowiedniego odczucia w ustach jest kluczowe dla zadowolenia konsumenta. Odczucie w ustach ocenia się za pomocą reologii, która bada właściwości lepkosprężyste mięsa poprzez pomiar modułu magazynowania (G') i modułu strat (G'') [2]. Ta metoda dostarcza wglądu w wewnętrzną strukturę i zachowanie przepływu matryc mięsnych [2]. Aby uzyskać pełny obraz, badacze obecnie łączą testy rozciągania, ściskania i ścinania, oferując trójwymiarową analizę produktów mięsnych [8].
Jednym z kluczowych czynników wpływających na odczucie w ustach jest sztywność rusztowania, która odgrywa główną rolę w kształtowaniu ostatecznej tekstury. Badania sugerują, że rusztowania o module Younga wynoszącym około 11 kPa są idealne dla wzrostu mięśni (miogeneza), podczas gdy te około 3 kPa lepiej nadają się do wzrostu tłuszczu (adipogeneza) [1]. Dodatkowo, hodowane tkanki mięśniowe sztywnieją po podgrzaniu do 60°C z powodu denaturacji białek [1].
Hodowane mięso często wykazuje mniejszą spójność w porównaniu do konwencjonalnego przetworzonego mięsa, co oznacza, że ma tendencję do łatwiejszego rozpadu podczas testowania [2].W przeciwieństwie do tego, mięso zwierzęce zazwyczaj wykazuje większą sztywność przy rozciąganiu niż przy ściskaniu. Na przykład, kiełbasa zwierzęca ma asymetrię rozciąganie-ściskanie wynoszącą 2,41 [8]. Czynniki te znacząco wpływają na ogólne doświadczenie jedzenia.
Profilowanie Smaku i Aromatu w Mięsie Hodowlanym
Metody Analityczne dla Smaku i Aromatu
Smak jest jedną z najważniejszych cech, jeśli chodzi o mięso hodowlane. Aby zidentyfikować lotne związki odpowiedzialne za mięsne, stęchłe i tłuste aromaty, badacze polegają na zaawansowanych technikach, takich jak Chromatografia Gazowa-Spektrometria Mas (GC-MS) w połączeniu z Dynamicznym Pobieraniem Próbki z Głowicy (DHS) oraz GC-MS-Olfaktometria (GC-MS-O). W tych metodach przeszkoleni oceniający wąchają wypływ GC, dopasowując chemiczne piki do konkretnych aromatów [6][10][11].
Inne narzędzie, elektroniczny nos (e-nos), oferuje szybkie odciskanie palców aromatów. Ta technologia tworzy "odcisk palca" aromatów, umożliwiając szybkie porównania między mięsem hodowlanym a konwencjonalnym [10]. Tymczasem elektroniczny język (e-język) ocenia niewolatywne składniki smakowe, takie jak gorycz, kwasowość i umami, mierząc odpowiedzi elektrochemiczne [3]. Dla rozpuszczalnych w wodzie prekursorów smaku, takich jak aminokwasy i cukry - kluczowych elementów w tworzeniu aromatu podczas gotowania - Chromatografia cieczowa sprzężona z tandemową spektrometrią mas (LC-MS/MS) jest preferowaną metodą [1][11].
W jednym z badań naukowcy zastosowali analizę głównych składowych na danych GC-MS, aby porównać tłuszcz wieprzowy hodowlany z konwencjonalnym, uzyskując 90.0% zmienności między dwoma próbkami [6]. Ten poziom szczegółowości pomaga określić, gdzie mięso hodowlane się różni i kieruje wysiłki na dokładniejsze odwzorowanie smaków tradycyjnego mięsa.
Te narzędzia robią więcej niż tylko identyfikują aromaty - pomagają również naukowcom skupić się na związkach potrzebnych do naśladowania smaków tradycyjnego mięsa.
Kluczowe związki aromatyczne w mięsie hodowlanym
Dzięki tym nowoczesnym technikom, badacze zidentyfikowali specyficzne związki aromatyczne kluczowe dla odwzorowania smaku tradycyjnego mięsa. Odtworzenie skomplikowanej chemii gotowanego mięsa nie jest łatwym zadaniem, ponieważ mięso hodowlane często brakuje pewnych prekursorów smakowych, które naturalnie gromadzą się w organizmach zwierząt poprzez ich dietę lub są modyfikowane przez organy niemęśniowe [4].Przykładem jest reakcja Maillarda, która zachodzi, gdy aminokwasy i cukry redukujące wchodzą w interakcję w temperaturach powyżej 150°C, tworząc pieczony, mięsny aromat, który definiuje gotowaną wołowinę [10].
"Różnica w profilach aminokwasów między tkankami in vitro a tradycyjnym mięsem stwarza wyzwania w naśladowaniu smaku Maillarda tradycyjnego mięsa." - Nature Communications [10]
Związki zawierające siarkę są szczególnie ważne dla autentycznych aromatów mięsa. Furfuryl merkaptan wnosi nuty pieczonego mięsa, podczas gdy 3-merkapto-2-pentanon dodaje mięsne i cebulowe smaki [10]. Innym kluczowym związkiem jest 2,5-dimetylopirazyna, która dostarcza aromatów podobnych do pieczonej wołowiny i służy jako marker dla udanej różnicacji komórek mięśniowych [1].Z drugiej strony, nuty tłuszczowe pochodzą ze związków takich jak nonanal i 2-ethyl-1-hexanol, które są produktami ubocznymi utleniania lipidów [1][3].
W grudniu 2023 roku, badacze z KU Leuven wykazali, że grillowanie zróżnicowanych bloków mięśniowych w temperaturze 180°C przez pięć minut prowadziło do wyższych poziomów 2,5-dimetylo-pirazyny i benzaldehydu, co zbliżało profil chemiczny mięsa hodowlanego do tradycyjnej wołowiny [1]. Do czerwca 2024 roku pojawił się nowy przełom: badacze opracowali "rusztowanie z możliwością zmiany smaku" wykorzystując merkaptan furfurylowy związany z hydrożelem na bazie żelatyny. Po podgrzaniu do 150°C, rusztowanie uwalniało mięsne lotne związki, tworząc profil smakowy, który według analizy głównych składowych, był znacznie bliższy tradycyjnej wołowinie niż standardowe mięso hodowlane [10]. Co imponujące, rusztowanie zachowało 93.8% swojej wagi w ciągu 14-dniowego okresu hodowli komórek w temperaturze 37°C [10].
Ocena sensoryczna alternatywnych białek: Przewodnik po najlepszych praktykach
sbb-itb-ffee270
Porównanie mięsa hodowlanego i konwencjonalnego
Mięso hodowlane vs konwencjonalne: Porównanie metryk sensorycznych
W przypadku mięsa hodowlanego istnieją wyraźne przeszkody do pokonania, aby dorównać jakości sensorycznej mięsa konwencjonalnego. Zrozumienie tych różnic jest kluczowe do zniwelowania różnic i osiągnięcia podobnego doświadczenia smakowego. Oto jak mięso hodowlane wypada w porównaniu z tradycyjnym odpowiednikiem w kilku aspektach sensorycznych.
Soczystość pozostaje znaczącym wyzwaniem.Konwencjonalne mięso korzysta z naturalnego tłuszczu śródmięśniowego i zdolności zatrzymywania wody, co mięso hodowane jeszcze nie zdołało skutecznie odtworzyć [4]. Z drugiej strony, kruchość może być obszarem, w którym mięso hodowane się wyróżnia. Unikając procesu stężenia pośmiertnego i tworzenia kompleksu aktynomiozyny, który utwardza tradycyjne mięso, mięso hodowane może osiągnąć bardziej miękką teksturę. Jak wyjaśnia Lieven Thorrez z KU Leuven:
"Jeśli stężenie pośmiertne byłoby mniej silne lub nie tworzyłby się kompleks aktynomiozyny, mogłoby to mieć pozytywny wpływ na jakość produktu w odniesieniu do kruchości... w porównaniu do tradycyjnego mięsa" [4].
Odczucie w ustach i tekstura to inne obszary wymagające dopracowania. Obecnie mięso hodowane ma tendencję do przypominania miękkiej, mielonej tekstury spotykanej w produktach przetworzonych, a nie włóknistej złożoności całych kawałków.Na przykład, badanie z 2022 roku przeprowadzone przez Biotech Foods S.L porównało kiełbasę typu frankfurter wyhodowaną w laboratorium z jej komercyjnym odpowiednikiem. Wyhodowana kiełbasa miała wartość sprężystości 0,54, nieco niższą niż 0,61 obserwowaną w komercyjnych kiełbasach, co sprawia, że jej tekstura jest bliższa świeżemu kurczakowi niż tradycyjnej wieprzowinie [2]. Dodatkowo, wersja wyhodowana wykazała wyższą sztywność (moduł Younga), co wskazuje na potrzebę ulepszeń procesu, aby dostosować się do preferencji konsumentów [2].
Smak jest być może najbardziej zauważalnym niedociągnięciem. Konwencjonalne mięso rozwija swój bogaty, złożony smak poprzez metabolizm pośmiertny i reakcje Maillarda. W przeciwieństwie do tego, mięso wyhodowane, chyba że jego komórki mięśniowe są wysoce zróżnicowane, ma tendencję do łagodniejszego smaku [4][1][10].Bez tych naturalnych procesów wzmacniających smak, mięso hodowlane wymaga innowacyjnych rozwiązań, aby odtworzyć intensywny profil smakowy tradycyjnego mięsa.
Porównawcza Tabela Metryk Sensorycznych
| Metryka | Mięso Konwencjonalne | Mięso Hodowlane |
|---|---|---|
| Soczystość | Wysoka; dzięki śródmięśniowemu tłuszczowi i e |
Niższa; często opisywana jako "sucha" z powodu braku naturalnych komórek tłuszczowych [4]. |
| Delikatność | Zróżnicowana; wpływają na nią dojrzewanie, zmiany pH i stężenie pośmiertne [4]. | Potencjalnie wyższa; unika efektów twardnienia kompleksu aktynomiozyny [4]. |
| Odczucie w ustach | Włóknista i złożona; zawiera tkankę łączną i inne elementy strukturalne [4]. | Miększa lub "mielona"; brak trójwymiarowej złożoności całych kawałków [4][2]. |
| Smak | Bogaty i intensywny; rozwinięty poprzez metabolizm pośmiertny i reakcje Maillarda [4]. | Łagodny; wymaga dodatków lub inżynieryjnych rusztowań do naśladowania tradycyjnych profili smakowych [1][10]. |
| Twardość | Wysoka w całych kawałkach; zmienna w produktach przetworzonych [2]. | Porównywalne do przetworzonych produktów, takich jak kiełbasy, gdy testowane za pomocą TPA (Analiza Profilu Tekstury) [2]. |
Wniosek
Dokładne testy organoleptyczne odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu, że mięso hodowlane spełnia oczekiwania konsumentów tradycyjnego mięsa [3]. Badania konsekwentnie podkreślają sensoryczne podobieństwo jako kluczowy czynnik w zdobywaniu akceptacji konsumentów [3]. Łącząc rygorystyczne metody testowania z ciągłymi postępami, przemysł mięsa hodowlanego nadal toruje drogę do swojego rozwoju.
Przeszkody są jednak niezaprzeczalne. Mięso hodowlane obecnie nie posiada naturalnych procesów pośmiertnych - takich jak spadek pH i stężenie pośmiertne - które nadają tradycyjnemu mięsu jego charakterystyczny smak i teksturę [4]. Mimo to postęp jest widoczny. Badanie z 2024 roku autorstwa Pasitka i in.ujawniło, że 67% uczestników wolało hybrydowy produkt z kurczaka hodowanego w laboratorium od alternatywy na bazie soi, co pokazuje, że osiągnięcie podobieństwa sensorycznego jest w zasięgu ręki [3]. Mercedes Vila z Biotech Foods S.L. podkreśla znaczenie tych wysiłków:
"Właściwości sensoryczne mięsa hodowanego w laboratorium wynikają z molekularnych cech produktu, a ponieważ mięso hodowane w laboratorium jest wciąż w początkowej fazie rozwoju, badanie i zrozumienie jego właściwości ma ogromne znaczenie" [2].
Przyszłe Kierunki Badań Organoleptycznych
Badacze aktywnie stawiają czoła wyzwaniom związanym ze smakiem i teksturą. Na przykład, opracowywane są rusztowania o zmiennym smaku, które uwalniają mięsne związki, takie jak furfurylomerkaptan, po podgrzaniu do około 150°C.To podejście rozwiązuje problem utraty lotnych związków podczas długotrwałych okresów hodowli [10].
Analiza tekstury również stała się bardziej zaawansowana. Zamiast polegać wyłącznie na podstawowych testach twardości, naukowcy stosują teraz metody takie jak analiza profilu tekstury i reologia, aby odtworzyć właściwości mechaniczne - takie jak moduł Younga i moduł ścinania - konkretnych kawałków mięsa, takich jak polędwica czy mostek [2]. Systemy współhodowli, które łączą mioblasty, fibroblasty i adipocyty, pomagają naśladować złożoną tkankę łączną i marmurkowatość tłuszczu występującą w całych kawałkach mięsa [4]. Dodatkowo, narzędzia takie jak elektroniczne nosy i języki oferują obiektywne sposoby porównywania profili smakowych i smakowych z tymi tradycyjnego mięsa [10].
Te przełomy podkreślają znaczenie ciągłych badań i innowacji w rozwoju mięsa hodowlanego.
Jak Cellbase wspiera badania i rozwój mięsa hodowlanego&D
Najczęściej zadawane pytania
Jak soczystość mięsa hodowlanego jest zbliżona do tradycyjnego mięsa?
Mięso hodowlane dorównuje soczystością tradycyjnemu mięsu poprzez łączenie komórek mięśniowych i tłuszczowych w specjalnie zaprojektowanych rusztowaniach. Te rusztowania, często wykonane z materiałów takich jak żelatyna lub alginian, są zaprojektowane tak, aby zatrzymywać wilgoć i odtwarzać znaną teksturę mięsa zwierzęcego.
Poprzez dostosowanie czynników takich jak sztywność i zatrzymywanie wody, te rusztowania odtwarzają delikatną równowagę tłuszczu i wody występującą w konwencjonalnym mięsie. Ten staranny projekt zapewnia, że uwalnianie wilgoci, delikatność i odczucie w ustach ściśle przypominają doświadczenie jedzenia tradycyjnego mięsa.
Czym są rusztowania o zmiennym smaku i jak poprawiają mięso hodowlane?
Rusztowania o zmiennym smaku to nowoczesne biomateriały stworzone w celu wspierania wzrostu komórek, jednocześnie zwiększając atrakcyjność sensoryczną mięsa hodowlanego.Te rusztowania są wykonane z hydrożelu na bazie żelatyny, wzbogaconego o związki smakowe reagujące na temperaturę (SFCs). Oto jak to działa: podczas fazy hodowli komórek rusztowanie pozostaje nieaktywne, co zapewnia, że nie zakłóca rozwoju tkanek. Jednak po podgrzaniu do typowych temperatur gotowania uwalnia związki aromatyczne, które naśladują bogate, mięsne smaki tradycyjnego mięsa.
Ta metoda zapewnia, że rusztowanie wspiera wzrost komórek bez kompromisów w kwestii smaku. Rezultat? Pyszne wzmocnienie smaku podczas gotowania, które odzwierciedla aromaty i smak konwencjonalnego mięsa. Te rusztowania są kluczowe w poprawie profilu smaku i aromatu mięsa hodowanego, czyniąc je bardziej atrakcyjnym dla konsumentów.
Dla osób zaangażowanych w badania i rozwój, materiały takie jak specjalistyczne hydrożele i SFCs są dostępne poprzez
Dlaczego mięso hodowane może być bardziej delikatne niż tradycyjne mięso?
Mięso hodowane wyróżnia się zdolnością do osiągnięcia poziomu delikatności, który trudno dorównać tradycyjnemu rolnictwu. Jest to w dużej mierze zasługa precyzyjnej kontroli nad czynnikami takimi jak różnicowanie komórek i sztywność rusztowania podczas jego produkcji. Te kontrole zapewniają równomierne ułożenie włókien mięśniowych i minimalną zawartość tkanki łącznej, co skutkuje miękką i bardziej delikatną teksturą.
Dzięki precyzyjnemu dostosowywaniu tych warunków, mięso hodowane konsekwentnie oferuje teksturę, którą tradycyjne metody mają trudności odtworzyć.
